본 발명은 눈 운동에 관련된 힘을 측정하는 기구에 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 눈의 회전시에 발생하는 저항과 눈근육의 힘을 측정하는 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a mechanism for measuring the force associated with eye movement, and more particularly, to a mechanism for measuring the resistance of the eye and the force generated by the eye muscles.
눈은 시각정보를 수집하고 이를 전기화학정보로 변환하여 시신경이라는 통로를 통하여 뇌로 전달하는 기관이다. 이러한 안구는 눈 안의 안와에 공 모양으로 박혀 있어 회전운동한다. 원하는 시각정보를 얻기 위해서는 눈이 정확한 광학 이미지를 만들고 이를 전기적인 신호를 전환하는 기능도 중요하지만 두 눈 모두 원하는 방향으로 조화롭고 원활하게 움직이는 것 또한 중요하다. 두 눈이 조화롭게 움직여서 하나의 표적을 보지 못하여 두눈사이에 시선의 편위가 발생하는데 이것을 사시라고 한다. 사시는 비정상적인 외모와 함게 복시를 유발한다. 특히 성인에서 발생하는 복시는 매우 심한 불편을 유발하며 한눈이 실명한 것과 동일한 장해로 간주한다.The eye is an organ that collects visual information, converts it into electrochemical information, and transmits it to the brain through a pathway called the optic nerve. These eyeballs are stuck in the shape of a ball in the orbit inside the eye and rotate. In order to obtain the desired visual information, the ability of the eye to create an accurate optical image and convert it to an electrical signal is important, but it is also important that both eyes move in a harmonious and smooth manner in the desired direction. Because both eyes move in harmony, they cannot see a single target, and a deviation of the gaze occurs between the two eyes. Lives cause double vision with an unusual appearance. In particular, diplopia occurring in adults causes very severe discomfort and is regarded as the same disorder as blindness.
사시 중에서 일부는 조직의 유착이나 구축 등으로 눈움직임에 저항이 발생하거나 혹은 눈근육이나 눈운동 신경의 마비로 눈운동력이 약해져서 발생한다. 따라서 눈운동의 저항이나 힘을 측정하는 것은 사시 혹은 복시의 진단과 치료에 있어서 종종 결정적인 정보를 제공한다. 또한 눈운동 질환을 생리를 이해하고 연구하기 위해서 필요성이 크게 요구되는 기술이다.Some of the strabismus are caused by resistance to eye movement due to adhesions or build-up of tissues, or from weakened eye movement due to paralysis of the eye muscles or eye motor nerves. Therefore, measuring the resistance or force of eye movement often provides crucial information in the diagnosis and treatment of strabismus or diplopia. In addition, it is a technique that requires a great deal to understand and study physiology of eye movement diseases.
그러나 현재까지 외안근의 힘과 눈운동 저항을 측정하는 기술은 원시적인 수준에 머물러 있다. 현재 눈운동 저항을 측정하는 방법은 피검자가 눈운동의 제한이 있는 방향을 보도록 지시한 후 검사자가 안구의 윤부결막을 집게로 잡고 제한이 있는 방향으로 눈을 돌리면서 검사자의 손에서 느껴지는 저항을 주관적으로 평가한다. 외안근의 힘을 측정하는 방법은 위와 유사하게 검사자가 피검자의 윤부결막을 잡은 채 피검자로 하여금 눈 운동을 하도록 지시하여 집게에 느껴지는 힘을 주관적으로 평가한다.However, to date, techniques for measuring the force of the extraocular muscle and resistance to eye movement have remained at a primitive level. Currently, the method of measuring the resistance to eye movement is subjective to the resistance felt by the examiner's hand as the subject instructs the subject to see the direction in which the eye movement is restricted, and then the examiner grasps the limbal conjunctiva of the eye and turns the eye in the restricted direction It is evaluated as. The method of measuring the force of the extraocular muscle is subjectively evaluating the force felt by the forceps by instructing the subject to exercise the eye while holding the subject's limbal conjunctiva similar to the above.
이에 따라 검사자의 주관적인 느낌에 따라 측정 결과가 다르게 나타나며, 수치적으로 체계화하기가 어려워서 눈운동 질환에 대한 정확한 진단과 연구를 진행하기 어렵다는 문제점이 있었다.Accordingly, the measurement results appear differently depending on the subjective feeling of the examiner, and it is difficult to carry out an accurate diagnosis and research on eye movement diseases because it is difficult to systematize numerically.
본 발명의 일 실시예는, 측정자의 주관적인 요소들을 배제하고 안구의 움직임에 대한 힘의 측정을 객관적으로 측정하여 수치화할 수 있으므로, 안구의 움직임에 대한 정확한 연구를 진행하는 데 도움을 줄 수 있는 눈운동 저항과 힘 측정기를 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention can exclude the subjective elements of the measurer and objectively measure and quantify the measurement of the force on the movement of the eye, so that the eye can help to conduct an accurate study of the movement of the eye It is to provide exercise resistance and force meter.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. Will be understandable.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 측정장치는, 안구 표면에 접촉한 상태로 외력을 가하여 상기 안구를 회전시키는 동작 또는 상기 안구의 회전에 대해 저항력을 발생시키는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 접촉부; 상기 접촉부의 동작을 제어하는 핸들부; 상기 접촉부 및 상기 핸들부 중 적어도 하나에 배치되어 상기 안구의 힘과 관련된 제 1 정보를 센싱하는 제 1 센서; 및 상기 접촉부 및 상기 핸들부 중 적어도 하나에 배치되어 상기 안구의 회전과 관련된 제 2 정보를 센싱하는 제 2 센서;를 포함할 수 있다.The measuring device related to an example of the present invention for realizing the above-mentioned subject performs at least one of an operation of rotating the eyeball by applying an external force while in contact with the surface of the eyeball or an operation of generating resistance to rotation of the eyeball A contact portion; A handle portion that controls the operation of the contact portion; A first sensor disposed on at least one of the contact portion and the handle portion to sense first information related to the force of the eyeball; And a second sensor disposed on at least one of the contact portion and the handle portion to sense second information related to rotation of the eyeball.
또한, 상기 제 1 센서는 상기 안구에 걸리는 힘을 측정하기 위한 로드셀이고, 상기 제 2 센서는 상기 안구의 회전 각도를 측정하기 위한 기울기 센서일 수 있다.In addition, the first sensor is a load cell for measuring the force applied to the eyeball, and the second sensor may be a tilt sensor for measuring the rotation angle of the eyeball.
또한, 상기 접촉부는 안구 표면에 접촉한 상태로, 외부 장치의 진공 압력을 이용하여 상기 안구를 고정 및 회전시키는 석션 컵일 수 있다.Further, the contact portion may be a suction cup that fixes and rotates the eye using vacuum pressure of an external device in contact with the eye surface.
또한, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서는 상기 핸들부에 장착될 수 있다.In addition, the first sensor and the second sensor may be mounted on the handle portion.
또한, 상기 접촉부는 안구 표면에 접촉한 상태로, 사용자의 외력을 이용하여 상기 안구를 고정 및 회전시키는 포셉(forcep) 일 수 있다.In addition, the contact portion may be a forcep that fixes and rotates the eye using an external force of the user while in contact with the eye surface.
또한, 상기 제 1 센서는 상기 핸들부에 장착되고, 상기 제 2 센서가 상기 안구의 회전 각도를 측정하기 위한 기울기 센서인 경우에는 상기 접촉부에 장착되며, 상기 제 2 센서가 상기 안구를 촬영하는 카메라인 경우에는 상기 측정장치와 일정거리 이격되어 장착될 수 있다.In addition, the first sensor is mounted on the handle, and when the second sensor is a tilt sensor for measuring the angle of rotation of the eyeball, it is mounted on the contact portion, and the second sensor is a camera that shoots the eyeball In this case, the measurement device may be mounted at a predetermined distance.
또한, 상기 제 1 정보 및 제 2 정보를 이용하여 상기 안구의 회전력의 산출이 가능하고, 상기 회전력은 하기의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.In addition, it is possible to calculate the rotational force of the eye using the first information and the second information, and the rotational force may be determined by Equation 1 below.
수학식 1Equation 1
상기 수학식 1에서는 상기 안구의 회전력이고,은 상기 제 1 센서가 측정한 상기 안구에 걸리는 힘이며,는 핸들부의 전체 길이 중 외부에서 가해지는 외력 지점을 기준으로 접촉부를 향하는 길이를 의미하고,는 핸들부의 전체 길이 중 상기의 길이를 제외한 길이를 의미한다.
또한, 상기 안구에 걸리는 토크는 하기의 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.In Equation 1 above Is the rotational force of the eyeball, Is the force applied to the eyeball measured by the first sensor, Is the length toward the contact portion based on the external force point applied from the outside of the entire length of the handle portion, Is the total length of the handle It means the length excluding the length of.
Further, the torque applied to the eye may be determined by Equation 2 below.
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수학식 2Equation 2
상기 수학식 2에서는 상기 안구에 걸리는 토크를 의미하고,는 상기 안구의 반지름을 의미한다.In Equation 2 above Means the torque applied to the eyeball, Means the radius of the eyeball.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일례와 관련된 측정방법은, 접촉부가 안구 표면에 접촉한 상태로 상기 안구를 회전시키는 동작 및 상기 안구의 회전에 대해 저항력을 발생시키는 동작 중 적어도 하나를 수행하는 제 1 단계; 핸들부가 상기 접촉부의 동작을 제어하는 제 2 단계; 상기 접촉부 및 상기 핸들부 중 적어도 하나에 배치된 제 1 센서가 상기 안구의 힘과 관련된 제 1 정보를 센싱하는 제 3 단계; 및 상기 접촉부 및 상기 핸들부 중 적어도 하나에 배치된 제 2 센서가 상기 안구의 회전과 관련된 제 2 정보를 센싱하는 제 4 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, the measurement method related to another example of the present invention for realizing the above-described problems, at least one of the operation of rotating the eyeball while the contact portion is in contact with the surface of the eyeball and the operation of generating resistance to rotation of the eyeball The first step of performing; A second step in which the handle portion controls the operation of the contact portion; A third step in which a first sensor disposed on at least one of the contact portion and the handle portion senses first information related to the force of the eyeball; And a fourth step in which a second sensor disposed on at least one of the contact portion and the handle portion senses second information related to the rotation of the eyeball.
또한, 상기 제 1 센서는 상기 안구에 걸리는 힘을 측정하기 위한 로드셀이고, 상기 제 2 센서는 상기 안구의 회전 각도를 측정하기 위한 기울기 센서일 수 있다.In addition, the first sensor is a load cell for measuring the force applied to the eyeball, and the second sensor may be a tilt sensor for measuring the rotation angle of the eyeball.
또한, 상기 제 1 단계에서, 상기 접촉부는 석션캡으로서, 상기 안구 표면에 접촉한 상태로, 외부 장치의 진공 압력을 이용하여 상기 안구를 고정 및 회전시킬 수 있다.In addition, in the first step, the contact portion is a suction cap, and in contact with the surface of the eyeball, the eyeball can be fixed and rotated using a vacuum pressure of an external device.
또한, 상기 제 1 단계에서, 상기 접촉부는 포셉(forcep)으로서, 상기 안구 표면에 접촉한 상태로, 사용자의 외력을 이용하여 상기 안구를 고정 및 회전시킬 수 있다.In addition, in the first step, the contact part is a forcep, and in contact with the surface of the eyeball, the eyeball may be fixed and rotated using an external force of the user.
또한, 상기 제 4 단계 이후에는, 상기 제 1 정보 및 제 2 정보를 이용하여 상기 안구의 회전력을 산출하는 제 5 단계;를 더 포함하고, 상기 제 5 단계에서, 상기 회전력은 하기의 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.In addition, after the fourth step, a fifth step of calculating the rotational force of the eye using the first information and the second information; further comprising, in the fifth step, the rotational force is the following equation 1 It can be determined by.
수학식 1Equation 1
상기 수학식 1에서는 상기 안구의 회전력이고,은 상기 제 1 센서가 측정한 상기 안구에 걸리는 힘이며,는 핸들부의 전체 길이 중 외부에서 가해지는 외력 지점을 기준으로 접촉부를 향하는 길이를 의미하고,는 핸들부의 전체 길이 중 상기의 길이를 제외한 길이를 의미한다.
핸들부의 전체 길이 중 상기 외력 지점을 기준으로 상기 접촉부의 반도를 향하는 길이를 의미한다.In Equation 1 above Is the rotational force of the eyeball, Is the force applied to the eyeball measured by the first sensor, Is the length toward the contact portion based on the external force point applied from the outside of the entire length of the handle portion, Is the total length of the handle It means the length excluding the length of.
It means the length toward the peninsula of the contact portion based on the external force point of the entire length of the handle portion.
또한, 상기 안구에 걸리는 토크는 하기의 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.Further, the torque applied to the eye may be determined by Equation 2 below.
수학식 2Equation 2
상기 수학식 2에서는 상기 안구에 걸리는 토크를 의미하고,는 상기 안구의 반지름을 의미한다.In Equation 2 above Means the torque applied to the eyeball, Means the radius of the eyeball.
상기와 같이 기술된 본 발명의 일 실시예는, 측정자의 주관적인 요소들을 배제하고 눈움직임에 대한 저항과 힘을 객관적으로 측정하여 수치화할 수 있으므로, 눈운동 이상질환에 대한 정확한 진단과 눈운동에 대한 연구를 진행하는 데 도움을 줄 수 있다.One embodiment of the present invention described above, by excluding the subjective elements of the measurer can objectively measure and quantify the resistance and power for eye movements, for accurate diagnosis of eye movement abnormalities and for eye movement It can help you conduct your research.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects that can be obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be able to.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명과 관련하여, 안구회전의 중요성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 안구회전과 관련된 장애인 사시에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명과 관련하여, 종래의 안구회전 측정기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 제안하는 안구 운동력 측정기의 개념도의 일례를 도시한 것이다.
도 5는 상기 접촉부 및 핸들부가 안구와 동일한 동심원의 반경을 따라 움직일 수 있도록 도 4에서 반구부재가 추가된 상세도이다.
도 6은 도 4의 일부 평면도의 일례를 도시한 것이다.
도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입부의 정면도, 흡입관을 분리한 확대도 및 평면도를 나타낸 상세도이다.
도 8는 본 발명이 제안하는 안구 운동 및 각도 측정기의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 운동력 측정기의 개념도의 일례를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실이예에 따른 Foceps를 이용하는 안구 운동 측정기의 일례를 도시한 것이다.
도 11는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 Foceps과 Suction Cup을 함께 이용하는 안구 운동 측정기의 일례를 도시한 것이다.The following drawings attached to the present specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, and therefore the present invention is limited to those described in those drawings. It should not be construed as limited.
1 is a view for explaining the importance of eye rotation, with respect to the present invention.
2 is a view for explaining a perspective of a disabled person related to eye rotation.
3A and 3B are diagrams for explaining a conventional eye rotation measurement technique in connection with the present invention.
Figure 4 shows an example of a conceptual diagram of an eye movement force meter proposed by the present invention.
5 is a detailed view of the hemisphere member added in FIG. 4 so that the contact portion and the handle portion can move along the same concentric radius as the eyeball.
FIG. 6 shows an example of a partial plan view of FIG. 4.
7A, 7B, and 7C are detailed views showing a front view, an enlarged view and a top view of a suction tube separated according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining the measurement principle of the eye movement and angle measuring device proposed by the present invention.
9 is a view showing an example of a conceptual diagram of an eye force measurement device according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing an example of an eye movement measuring apparatus using foceps according to another exemplary embodiment of the present invention.
11 is a view showing an example of an eye motion sensor using a Foceps and a Suction Cup together according to another embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, one embodiment described below does not unduly limit the contents of the present invention as set forth in the claims, and the entire configuration described in this embodiment cannot be said to be essential as a solution to the present invention.
도 1은 본 발명과 관련하여, 안구회전의 중요성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the importance of eye rotation, with respect to the present invention.
도 1을 참조하면, 안구 회전(Eye Movement/Rotation)은 원하는 것을 보는데 필수적인 요소이다.Referring to FIG. 1, eye movement/rotation is an essential element to see what is desired.
즉, 두 눈이 모두 협응해서 원활히 운동해야 단일시 획득이 가능하며, 두 눈 중의 한눈이라도 눈 운동에 장애가 발생하면 복시가 발생한다.That is, it is possible to acquire a single vision only when both eyes work together to move smoothly, and even if one of the two eyes has an eye movement disorder, double vision occurs.
복시가 생기면, 한눈이 실명한 것과 동일한 장애로 간주하고, 환자는 실명한 것보다 더 심한 불편을 호소하게 된다.When double vision occurs, one eye is considered the same disorder as blindness, and the patient complains of more discomfort than blindness.
한편, 도 2는 안구회전과 관련된 장애인 사시에 대해 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, FIG. 2 is a diagram for explaining a perspective of a disabled person related to eye rotation.
도 2를 참조하면, 사시 (Strabismus)의 유병율은 약 3-4%로서, 양 눈이 정렬되지 않고 서로 다른 지점을 바라보는 시력장애를 의미한다.Referring to Figure 2, the prevalence of strabismus (Strabismus) is about 3-4%, which means that the eyes are not aligned and imply visual impairment looking at different points.
소아의 경우 한쪽 눈을 본인도 모르게 사용치 않게 되어 시력이 발달하지 않게 되어 사용치 않는 눈의 시력이 영구히 나빠지는 약시로 발전하게 된다.In the case of children, one eye is not used without the user's knowledge and vision does not develop. As a result, the vision of the unused eye becomes permanently worsened.
또한, 입체시가 소실될 수 있고, 둘로 보이는 복시를 극복하기 위해서 고개를 좌우 혹은 상하로 돌리거나 옆으로 기울이는 현상을 포함한다.In addition, stereoscopic vision may be lost, and includes a phenomenon in which the head is turned to the left or right or up or down or tilted to the side to overcome double vision.
따라서 이러한 안구 운동 관련 장애를 예방, 측정, 진단, 치료 등을 하기 위해 안구회전의 측정 기술이 필수적으로 요구되고 있다.Therefore, in order to prevent, measure, diagnose, and treat such eye movement-related disorders, a technique for measuring eye rotation is essential.
임상적 의미를 갖는 측정대상으로는, 안구의 회전저항 (Rotational Resistance), 안구의 회전력 (Torque, Rotational Moment), 안구의 회전범위 (Angle) 등이 있다.Measurement targets having clinical significance include rotational resistance of the eye, torque, rotational moment, and rotational range of the eye.
이들 인자를 측정하는 것은 눈 운동 질환을 이해하고 진단하고 치료하는데 가장 기초적인 자료로 활용될 수 있다는 것을 의미한다.Measuring these factors means that they can be used as the most basic data for understanding, diagnosing and treating eye motor disorders.
도 3a 및 도 3b는 본 발명과 관련하여, 종래의 안구회전 측정기술을 설명하기 위한 도면이다.3A and 3B are diagrams for explaining a conventional eye rotation measurement technique in connection with the present invention.
도 3a를 참조하면, Forced Duction Test (강제견인검사)가 된다.Referring to Figure 3a, it becomes a Forced Duction Test (Forced Towing Test).
Forced Duction Test (강제견인검사)는 회전저항/회전력 (Rotational Resistance/Torque)을 측정하는 방법으로, Manual technique으로서, forceps를 이용하게 된다.The Forced Duction Test is a method of measuring rotational resistance/torque. As a manual technique, forceps are used.
이는 임상적으로 가장 흔히 사용되는 방법으로, 눈에 힘을 빼도록 한 후 안구를 forceps로 잡은 상태에서 강제로 눈을 돌리게 된다.This is the most commonly used method in clinical practice, and the force is turned to the eye while the eye is held by forceps.
이때 손에 느껴지는 저항으로 기계적인 저항을 대략적으로 가늠해보거나 안구를 forceps로 잡은 상태에서 눈운동을 지시한 후 손에 느껴지는 힘을 주관적으로 판단하게 된다.At this time, you can roughly estimate the mechanical resistance with the resistance felt on your hand or subjectively judge the force felt on your hand after instructing the eye movement while holding the eyeball with forceps.
또한, 도 3b를 참조하면, Tension gaze을 이용한 측정방법이 도시되고, 이는 객관적인 힘을 측정하기 위한 실험적인 대안이다.Also, referring to FIG. 3B, a measurement method using a tension gaze is illustrated, which is an experimental alternative for measuring an objective force.
단, Invasive 측면, End point가 정해져 있지 않다는 측면(어디까지 당겨서 tension을 측정할 것인가?) 등으로 인해 임상에서 거의 사용되고 있지 못하고 있다.However, it is rarely used in clinical practice due to the side of invasive and the point that the end point is not determined (how far will the tension be measured?).
따라서 본 명세서에서는 안구의 자유회전력 또는 외력에 대한 회전저항력을 로드셀을 이용한 회전저항측정 방식(접촉식) 을 통해 측정하고자 한다.Therefore, in this specification, the rotational resistance of the eye to free rotational force or external force is measured through a rotational resistance measurement method (contact type) using a load cell.
이하에서는 본 발명이 제안하는 로드셀을 기초로 안구의 자유회전력 또는 외력에 대한 회전저항력을 측정하는 장치 및 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for measuring a rotational resistance force to free rotational power or external force of an eye based on a load cell proposed by the present invention will be described in detail.
실시예 1 - Suction Cup 형Example 1-Suction Cup type
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 운동력 측정기는, 안구 표면에 접촉 가능한 흡입 홈부(101)가 마련되며 흡입 홈부(101)에 연결되며 공압 라인이 연결되는 흡입관(102)을 구비한 흡입부(100), 흡입관(102)을 움직이도록 흡입관(102)에 연결되는 핸들부(110), 흡입관(102)과 핸들부(110)에 접촉 배치되며 흡입관(102)에서 가해지는 압력을 감지하는 센서부(120)를 포함한다.Referring to Figures 4 to 6, the eye movement force measuring device according to an embodiment of the present invention is provided with a
흡입부(100)는 안구의 볼록한 둥근 형상에 적합한 형상을 갖는 것이다. 이러한 흡입부(100)는 흡입관(102)이 흡입을 위한 진공 펌프(109)에 연결됨으로써 진공에 의해 안구에 밀착되며, 안구 운동에 의해 안구와 함께 움직일 수 있다.The
흡입부(100)에는 안구에 밀착되기 위한 흡입 홈부(101)가 마련된다. 흡입 홈부(101)는, 내측에 둥근 홈 형상이 있는 빨판 형상의 흡착판(105)으로 마련될 수 있다. 흡착판(105)은 고무나 실리콘과 같이 밀착이 용이하며 플렉서블한 재질로 마련될 수 있다.The
핸들부(110)는 흡입부(100)를 조정하는 것이다. 핸들부(110)는 흡입부(100)의 외곽에서 흡입부(100)에 연결되어 안구에 밀착된 흡입부(100)를 움직이거나 흡입부(100)의 움직임에 대해 흡입부(100)를 고정시킬 수도 있다.The
도 5과 도 6을 참조하면, 핸들부(110)는 센서부(120)로서 로드 셀(122)들이 사방 내벽부에 결합되는 원통관(112)과, 원통관(112)에 연결되며 반구형상을 갖는 반구부재(115)를 포함할 수 있다. 원통관(112)은 반구부재(115)에 의해 움직일 수 있다. 반구부재(115)는 안구 전방에서 안구 형상에 대응하여 마련되며, 안구 형상의 외곽에서 안구 형상처럼 움직일 수 있는 것이다.5 and 6, the
한편 흡입부(100)와 핸들부(110) 사이에는 둘 사이에서 상호 상대적으로 가해지는 압력을 측정할 수 있는 센서부(120)가 있다. 이러한 센서부(120)는 압력을 측정하도록 구성된 것으로서, 흡입부(100)의 외곽에 여러 개가 배치될 수 있다.On the other hand, between the
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(120)는, 흡입관(102)의 사방에 배치되는 로드 셀(122)로 마련될 수 있다. 로드 셀(122)은 압력을 측정하기 위한 압전소자가 내부에 구성된 것이다. 이러한 로드 셀(122)은 흡입부(100)와 핸들부(110) 사이에 작용하는 압력을 측정하는 데 사용된다.As described above, the
로드 셀(122)은 흡입관(102)의 사방에 배치되는 압축형 로드 셀 또는 서로 직교하는 두 방향에 배치되는 압축 인장형 로드셀일 수 있다. 로드 셀(122)에는 압력을 표시하기 위한 디스플레이부가 연결될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(120)는, 흡입관(102)의 기울기를 감지할 수 있는 기울기 센서(125)를 포함할 수 있다. 기울기 센서(125)는 핸들부(110)에 배치되어 흡입관(102)의 기울기를 측정하도록 구성된 것이다.The
기울기 센서(125)에 의한 흡입관(102)의 기울기 측정값은 안구 운동의 정확한 측정을 위한 인자로 사용된다. 기울기 센서(125)는 로드 셀(122) 외에 핸들부(110)에 부가적으로 설치될 수 있는 센서이다.The tilt measurement value of the
기울기 센서(125)에 의한 흡입관(102)의 기울기 값은 흡입관(102)의 변위를 측정하는 데 사용된다. 이러한 흡입관(102)의 변위는 로드 셀(122)에 측정된 압력 값과 함께 흡입관(102)을 통해 연결된 안구의 움직임을 정확히 측정할 수 있는 요소이다.The inclination value of the
도 7a, 도 7b, 및 도 7c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡입부의 상세 구조가 도시되어 있다. 이러한 흡입부(100)는 흡입관(102)이 분리 가능하게 결합된다.7A, 7B, and 7C, a detailed structure of a suction unit according to an embodiment of the present invention is illustrated. In the
흡입부(100)는 흡입 홈부(101) 주위의 공기 통로(106)와 교차하는 직각에 가까운 흡입 작용면(107)이 하단부에 마련된다. 흡입 작용면(107)의 내측은 안구 형상에 따른 오목한 면으로 마련된다.In the
흡입 작용면(107)은 안구 표면에 이격되어 배치되며 흡착판(105)이 안구에 위치 고정되도록 진공압이 작용 가능한 환형의 진공 공간(108)을 형성한다. 공기 통로(106)는 환형의 진공 공간(108)에 90도 간격으로 연결된다.The
흡입 작용면(107)의 하단은 안구 형상에 따른 흡입 홈부(101)로 마련된다.The lower end of the
도 8는 본 발명이 제안하는 안구 운동 및 각도 측정기의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining the measurement principle of the eye movement and angle measuring device proposed by the present invention.
도 8를 참조하면, 본 발명은 Free-Body Diagram of the Probes를 기초로, 로드셀 반력, 안구반력 및 측정자에 의한 외력을 이용하여 안구 운동 및 각도를 측정하게 된다.Referring to Figure 8, the present invention is based on the Free-Body Diagram of the Probes, load cell reaction force, eye reaction force and the measurement of the eye movement and angle using an external force by the measurer.
도 8에서 로드셀 반력은이고, 안구반력은이며, 측정자에 의한 외력은이 된다.In Figure 8, the load cell reaction force is And the eye reaction force And the external force by the measurer It becomes.
이에 따라 안구반력은 하기의 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.Accordingly, the eye reaction force may be determined according to Equation 1 below.
수학식 1Equation 1
상기 상기 수학식 1에서는 상기 안구의 회전력이고,은 상기 제 1 센서가 측정한 상기 안구에 걸리는 힘이며,는 핸들부의 전체 길이 중 외부에서 가해지는 외력 지점을 기준으로 접촉부를 향하는 길이를 의미하고,는 핸들부의 전체 길이 중 상기의 길이를 제외한 길이를 의미한다.In Equation 1 above Is the rotational force of the eyeball, Is the force applied to the eyeball measured by the first sensor, Is the length toward the contact portion based on the external force point applied from the outside of the entire length of the handle portion, Is the total length of the handle It means the length excluding the length of.
또한, 안구의 토크는 하기의 수학식 2에 따라 결정될 수 있다.Further, the torque of the eyeball may be determined according to Equation 2 below.
수학식 2에서는 안구의 토크를 의하고,는 안구의 반지름을 의미한다.In Equation 2 Is the torque of the eyeball, Means the radius of the eyeball.
수학식 2Equation 2
한편, 도 9을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 안구 운동력 측정기는, 핸들부(210), 핸들부(210)의 내측에 배치되며 안구 표면에 접촉 가능한 흡착판(222)과 흡착판(222)에 연결되며 흡착을 위한 진공 압력을 제공 가능한 흡입부(223)를 구비한 흡입 컵(220), 흡입 컵(220)과 핸들부(210) 사이에 위치하며 흡입 컵(220)과 핸들부(210)에 접촉 배치되며 흡입 컵(220)에서 가해지는 압력을 감지하는 센서부(230)를 포함한다.On the other hand, referring to Figure 9, the eye movement measurement device according to another embodiment of the present invention, the
흡입부(223)는 진공 압력을 가할 수 있도록 상부가 막히며 하부가 개구된 고무튜브(224)로 마련된다. 흡입부(223)와 흡착판(222) 사이에는, 센서부(230)에 흡착판(222)으로부터 압력을 전달하도록 딱딱한 강성 재질의 플라스틱 튜브(225)가 위치할 수 있다.The
고무튜브(224)는 압축된 상태에서 탄력적으로 복원되면서 플라스틱 튜브(225)를 통해 흡착판(222) 측에 진공 압력을 가할 수 있다. 이에 따라 흡착판(222)이 안구에 밀착 고정된다.The
센서부(230)는 핸들부(210)와 플라스틱 튜브(225) 사이에 작용하는 압력을 측정하도록 구성된 것이다. 이러한 센서부(230)는 상기와 같이 압전소자를 포함할 수 있으며, 선형 변위 센서로 마련될 수 있다.The
본 발명의 다른 실시예에 따른 안구 운동력 측정기는, 핸들부(210)의 외부에 배치되어 센서부(230)에 연결되며, 센서부(230)에서 측정되는 압력을 표시하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.The eye movement force measuring instrument according to another embodiment of the present invention is disposed outside the
핸들부(210)가 움직임에 따라 센서부(230)에서 안구 움직임에 대한 압력이 감지되며, 디스플레이부에 표시될 수 있다. 디스플레이부는 마이컴이 있는 액정이나 컴퓨터와 연결된 모니터일 수 있다.As the
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 안구 운동력 측정기는, 흡입부(223)에 의해 흡착판(222)이 안구 표면에 접촉 고정되며 핸들부(210)의 움직임에 따른 센서부(230)의 계측 압력이 디스플레이부에 표시된다.In the ocular motion force measurement device according to another embodiment of the present invention, the
실시예 2 - Forceps 형Example 2-Forceps type
본 발명에 따른 실시예 2는 도 3a에서 설명한 것과 같이, Focep(310)을 이용한 안구고정 및 견인을 수행하는 방식이다.Embodiment 2 according to the present invention is a method of performing eye fixation and
단, 본 실시예에서는 안구에 걸리는 힘은 로드셀(320)을 이용하여 측정하고, 안구회전 각도는 프로브 내 로드셀(320)과 인접한 센서(미도시)를 이용하거나 외부에 설치된 카메라를 이용하는 방법이 적용된다.However, in this embodiment, the force applied to the eyeball is measured using the
도 10은 본 발명의 다른 일 실이예에 따른 Foceps를 이용하는 안구 운동 측정기의 일례를 도시한 것이다.10 is a view showing an example of an eye movement measuring apparatus using foceps according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10의 (a)에 도시된 것과 같이, 본 발명에서도 Focep(310)을 이용한 안구고정 및 견인을 수행하나 (b)에 도시된 것과 같이, 프로브 내 로드셀(320)을 이용하여 안구에 걸리는 힘을 측정하고, 로드셀(320)과 인접한 센서(미도시)를 이용하거나 외부에 설치된 카메라를 이용하여 안구회전 각도를 측정하게 된다.As shown in Figure 10 (a), the present invention also performs eye fixation and
또한, (c)에 도시된 것과 같이, 안구고정 및 견인과 센싱을 용이하게 하기 위해 롤러(300)가 별도로 이용될 수도 있다.Further, as shown in (c), the
여기서 획득된 정보를 통해 안구운동과 관련된 값을 추출하는 것은 전술한 수학식 1 및 수학식 2를 기초로 설명한 것과 동일하므로, 명세서의 간략화를 위해 중복 설명은 생략한다.Extracting a value related to eye movement through the information obtained here is the same as that described on the basis of Equation 1 and Equation 2 described above, so a duplicate description is omitted for the sake of brevity.
실시예 3 - Forceps + Suction Cup형Example 3-Forceps + Suction Cup type
또한, 본 발명에 따른 실시예 3에서는 실시예 1과 실시예 2를 결합한 Forceps + Suction Cup형의 장치가 적용될 수 있다.In addition, in Example 3 according to the present invention, a Forceps + Suction Cup type device combining Example 1 and Example 2 may be applied.
즉, 실시예 3에서는 실시예 2에서 설명한 Forceps(310)을 그대로 이용하되, 실시예 1에서 설명한 Suction Cup 즉, 흡입부(100)가 그대로 적용된다.That is, in Example 3, the
단, 실시예 3에서는 흡입관(102)이 흡입을 위한 진공 펌프(109)는 활용되지 않고, 전술한 Forceps(310)을 이용하여 안구고정 및 견인을 수행하되, 흡입부에 기울기 센서(410)를 내장하여 안구에 부착하게 된다.However, in the third embodiment, the
도 11는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 Foceps과 Suction Cup을 함께 이용하는 안구 운동 측정기의 일례를 도시한 것이다.11 is a view showing an example of an eye motion sensor using a Foceps and a Suction Cup together according to another embodiment of the present invention.
도 11에 도시된 것과 같이, 회전력 측정은 Forceps(310)과 연결된 Load Cell(320)로 수행하고, 안구회전 측정은 Suction Cup(100)에 연결된 기울기센서(410)를 통해 수행된다.As illustrated in FIG. 11, rotation force measurement is performed by a
이때 Suction Cup(100)에는 진공압 연결이 불필요한데, 이는 눈의 움직임에 따라 센서(410)만 붙어있으면 되므로 큰 진공압 필요 없기 때문이다.At this time, a vacuum pressure connection is not necessary to the
이처럼 측정자의 주관적인 요소들을 배제하고 안구의 움직임에 대한 힘의 측정을 객관적으로 측정하여 수치화할 수 있으므로, 안구의 움직임에 대한 정확한 연구를 진행하는 데 도움을 줄 수 있다.As such, the subjective factors of the measurer can be excluded and the force measurement for the movement of the eye can be objectively measured and quantified, thereby helping to conduct an accurate study of the eye movement.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.As described above, an embodiment of the present invention has been described, but on the basis of this, a person having ordinary skill in the art may add, change, or change components within a scope not departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims. The present invention may be variously modified and changed by deletion or addition, and it will also be included within the scope of the present invention.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분상방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Meanwhile, the present invention can also be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disks, and optical data storage devices. Includes. In addition, the computer readable recording medium is distributed over a networked computer system so that the computer readable code is stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention pertains.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the apparatus and method described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, and the above-described embodiments are selectively combined with all or part of each embodiment so that various modifications can be made. It may be configured.
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