KR101962989B1 - 시각 장애를 치료하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

환자의 안구들 간 오정렬과 관련된 시각 장애를 치료하기 위한 방법 및 시스템이 기재된다. 본 발명은 환자의 하나의 안구가 응시하는 대상의 영상을 전자적으로 획득하고, 이 하나의 안구와 두 번째 안구의 시선 방향들 간 각도 편차를 계산하고, 각도 편차를 정정하고 영상을 획득하기 위해 전자적으로 프로세싱한 후 상기 두 번째 안구의 전방에 영상을 디스플레이하는데, 상기 영상은 뇌에 의해 단일 3차원 스테레오 영상으로 지각될 것이다.

Description

시각 장애를 치료하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR TREATMENT OF VISUAL IMPAIRMENT}

본 발명은 안과학(ophthalmology)과 관련되며, 더 구체적으로, 환자의 각각의 눈의 시선이 공간 상의 동일한 점으로 지향되지 않게 환자의 눈이 적절하게 정렬되지 않아 적절한 양안시를 방해하는 상태에 의해 야기되는 시각 장애를 치료하는 것에 관련된다.

더 구체적으로 본 발명은 외안근(extra ocular eye muscles)의 병증 또는 복시(diplopia)(겹보임(Double Vision))라고 알려진 현상을 초래하는 그 밖의 다른 문제와 관련된 시각 장애를 치료하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 복시를 유발하는 병증들 중 하나가 사시(strabismus)라고 알려져 있다. 그러나 본 발명은 사시의 치료에만 국한되는 것이 아니며 그 밖의 다른 유형의 복시와 관련된 시각 장애를 치료하기 위해서도 사용될 수 있음을 유념해야 한다. 또한 본 발명은 치료 자체만을 위해서 사용되는 것은 아니며, 시각 장애를 앓는 사람들의 훈련 및/또는 재활을 위해서도 사용될 수 있음을 유념해야 한다.

일반적인 사람은 자신의 머리와 안구가 고정될 때 하나의 안구로 약 160°이며 양 안구로 약 190°인 수평 시계(FOV: field of view)를 가진다. 이는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 수직 FOV는 위로 약 50°이고 아래로 80°이다.

도 2에 양안으로 동시에 볼 수 있는 양안 수평 영역이 도시되어 있다. 이 영역은 약 130°의 각도로 한정되고, 깊이 지각(depth perception)을 위한 것이다.

인간의 안구가 사물을 응시하는 보통의 방식은 다소 복잡하다. 안구 운동은 6개의 외안근에 의해 통제된다. 안구의 다양한 운동은, 적절한 고정(fixation)과 깊이 지각을 보장하도록 협응되는 방식으로 양안에 의해 수행되어야 한다. 주요 운동은 다음과 같다:

· 도약 운동(Saccadic movement) 및 원활 추종(Smooth pursuit)

· 미세도약(Microsaccade)

· 이향 운동(Vergence movement)

이하에서 이들 운동이 더 상세하게 설명된다.

도약 운동은 사람이 원하는 사물을 응시할 수 있게 한다. 응시는 두 안구 모두의 운동과 적절한 시선 방향으로의 안구의 회전으로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 머리를 고정한 수평 도약은 최대 총 130°(외측 방향으로(temporal direction) 75° 및 내측 방향으로(nasal direction) 55°)의 진폭을 가질 수 있지만, 수직 상태에서의 도약은 훨씬 더 작고, 시선 방향에서 약 20°보다 많이 이동하는 것은 머리 운동을 동반한다. 이러한 시선 도약 동안, 우선 안구는 타깃에 시선을 두기 위한 도약 운동을 하고, 그 동안, 머리가 더 천천히 뒤 따르고 안구는 상기 타깃 상에 시선을 유지하기 위해 뒤로 물러난다.

최대 약 60°의 도약 진폭에 대해, 도약의 속도(velocity)는 진폭(이른바 "도약 메인 시퀀스")에 선형으로 종속된다. 예를 들어, 10° 진폭이 300°/초의 속도와 연관되고, 30° 진폭이 500°/초와 연관된다. 60°를 초과하는 도약에서, 피크 속도(peak velocity)는 안정상태(plateau)로부터 시작(비선형)하여 안구에 의해 얻을 수 있는 최대 속도까지 증가한다.

원활 추종 안구 운동에 의해 안구가 움직이는 물체를 가까이 뒤 따를 수 있다.

미세도약은 일종의 고정이며, 일반적으로 최대 2°의 진폭을 갖는 아주 작고 빠른 안구 운동이다. 미세도약은 수의적 도약의 작은 버전과 유사한 작고 갑작스러운 불수의적 안구 운동이다. 시지각에서의 미세도약의 역할은 아직 대부분 미해결 상태인 매우 논쟁적인 주제이다.

이향운동(vergence)은 단일 양안시(binocular vision)를 획득하고 유지하기 위해 대향하는 방향으로의 두 안구 모두의 동시적 운동이다. 사람이 물체를 바라볼 때, 영상의 투사가 두 안구 모두에 망막의 중심에 있도록 안구가 수직축을 중심으로 회전해야 한다. 가까운 물체를 보기 위해, 안구들은 서로를 향해 회전하고(수렴), 멀리 있는 물체를 보기 위해, 안구들은 서로로부터 멀어지도록 회전하다(발산).

물체까지 거리가 가까운 경우, 가령, 350 mm인 경우, 안구들이 "안쪽으로" 회전해야 하는 각도δ의 예가 도 4에 도시되어 있다. 이 각도δ는 Arctg δ=IPD/2xD 로서 계산되고, 여기서 IPD는 동공사이 거리(interpupillary distance)이고, D는 물체까지의 거리이다. 도 4에 도시된 상황에서, 상기 IPD는 65 mm로 가정되고 D=350 mm이다.

따라서 보통의 시지각을 보장하기 위해 외안근이 안구를 매우 복잡하고 동시에 협응되는 방식으로 이동시킬 수 있어야 함을 쉽게 알 수 있다. 적어도 하나의 안구의 운동의 임의의 외란(disturbance)이 시각 장애를 초래하는 오정렬(misalignment)과 연관될 것임을 쉽게 알 수 있다.

다음의 기재에서 이하의 용어가 사용될 것이다:

· 용어 "선두 안구(leading eye)"는 보통의 건강한 안구를 지칭한다. 교대성 사시의 경우, 프로세싱 유닛에 의해 선두 안구가 결정될 것이다.

· 용어 "비-선두 안구" 또는 "경사 안구(tilted eye)"는 문제 - 예를 들어, 원하는 방향으로 응시하지 못하며 선두 안구와의 협응 방식으로 변위될 수 없는 부분 또는 전체적 부동성(immobility) - 를 갖는 안구를 지칭한다.

· 용어 "광각 카메라"는 약 70°보다 넓은 화각을 가능하게 하는 비교적 짧은 초점 길이를 갖는 비디오 카메라를 지칭한다.

· 용어 "디지털 카메라"는 캡처 및 캡처된 이미지를 디지털 형태로 제공할 수 있는 솔리드 스테이트 센서(CCD 또는 CMOS 또는 그 그 밖의 다른 센서)가 구비된 비디오 카메라를 지칭한다.

· 용어 "안구 추적"은 주시점("바라보는 곳")을 측정하는 프로세스 또는 머리에 대한 안구의 운동을 지칭한다.

· 용어 "안구 추적기"는 안구 위치 및 안구 운동을 측정하기 위한 장치를 지칭한다.

· 용어 "주시(gaze)", "응시(stare)" 및 이들의 활용형태는 택일적으로 사용될 수 있으며, "장면 내 물체를 바라보기"를 의미한다.

모든 연령대의 많은 사람들이 외안근 또는 동안 신경(oculomotor nerve) 또는 뇌의 다양한 병증으로부터 고통받는다. 이러한 병증은 이른바 사시, 즉, 하나의 안구가 다른 안구와 공간 상의 동일한 방향으로 응시할 수 없고, 따라서 두 안구 간의 오정렬이 존재할 수 있는 상태를 초래할 수 있다. 이러한 오정렬 때문에 겹보임(복시)가 발생할 수 있다. 안구 오정렬은 수평, 및/또는 수직, 및/또는 회전성(torsional)일 수 있다.

일부 유형의 사시에서, 비-선두 안구는 원하는 방향으로부터의 일정한 각도 편차(내사시(esotropia) 또는 외사시(exotropia)라고 알려짐)를 가지며, 공간 내 고정 방향으로 응시할 수 있고 자유롭게 움직일 수 있다. 이들 모든 현상은 수평 및/또는 회전 및/또는 수직 시계 모두와 연관될 수 있다. 비마비성 사시 및 이의 모든 파생 증세는, 외안근이 동작함에도 불구하고 근육이 건강한 선두 안구에 의해 지시되는 정확히 원하는 방향으로 추적하도록 비-선두 안구를 회전시키지 않는 일종의 시각 장애이다. 외사시, 내사시, 상사시(hypertropia), 잠복사시(heterophoria) 등이 비마비성 사시의 예시이다.

마비성 사시 및 이의 모든 파생 증세는, 일부 또는 모든 외안근이 부분적으로 또는 전체적으로 동작 불능이어서, 비-선두 안구의 부분적 또는 전체적 마비를 초래하는 일종의 시각 장애이다.

더 심각한 상황에서, 이들 모든 문제는 두 안구 모두에서 발생할 수 있다.

앞서 언급된 병증은 다양한 이유로 야기된다. 가능한 이유의 예로는 안구의 운동과 협응하는 뇌 장애, 동안 신경과 관련된 문제, 또는 외안근들 중 하나 이상과 관련된 문제가 언급될 수 있다.

겹보임을 피하기 위한 시도 중에, 뇌는 가끔 하나의 안구로부터의 영상을 무시하는데, 이는 억제 또는 약시(amblyopia)라고 알려진 프로세스이다. 뇌가 아직 발달 중인 아동기에 상기 억제가 더 빈번하다. 따라서 사시를 갖는 아동들은 복시를 결코 호소하지 않고, 사시가 발달된 어른은 항상 복시를 호소한다. 아동이 성장함에 따라 이는 영향받는 안구의 시력의 적절한 발달이 약시를 초래하는 것을 막을 수 있다. 일부 어른은 자신들의 복시를 억제할 수 있지만, 이들의 억제는 거의 깊지 않거나 효과적이지 않고 오래 확립되지 않는다. 따라서 겹보임을 갖는 사람들 중 다수는 흐려진 시야(blurred vision), 안구 통증, 두통, 메스꺼움, 균형 문제 등으로 고통받는다. 달리 치료되지 않는다면, 비-선두 안구가 덮이거나(cover), 억제되거나, 퇴화되어야 한다. 이는 깊이 지각의 악화와 관련된다.

그러나 앞서 언급된 병증들은 본 발명에 의해 다뤄질 수 있는 시각 장애의 예시에 불과함을 알 것이다.

안구들 간 오정렬로 인한 시각 장애, 특히, 사시와 관련된 장애와 연관된 문제를 해결하기 위한 시도가 존재한다.

GB 1096997에서, 사시를 치료하기 위한 장치가 개시된다. 이 장치는 사시를 교정하기 위한 것이며, 스크린, 상기 스크린 상에 2개의 상보 영상(complementary 영상)을 생성하기 위한 시네마토그래프(cinematograph), 및 서로 다른 영상을 환자의 서로 다른 안구로 전송하여 각각의 안구의 망막 상에 형성된 영상의 검사를 가능하게 하도록 배치되는 2개의 검안경(ophthalmoscopic) 장치(상기 장치는 환자의 안구의 각자의 광 축에 따라 정렬되도록 독립적으로 조정 가능함)를 포함한다. 장치의 배열은 환자에 의해 관찰되는 복합 영상이 스크린 상에 나타나고, 안구를 재-훈련(re-educate)시키기 위해 상기 스크린이 환자에 의해 터치될 수 있도록 이뤄진다.

1994년 09월 26일자 J. Lamprecht에게 허여된 미국 특허 5,875,018호에 의해 제안되는 방법 및 장치가 본 발명과 가장 가깝다.

이 특허에 기재된 발명은 비-선두 안구가 정상이라면 봐야 할 영상을 생성하기 위해 기계적 스위블(mechanically swiveled) 비디오 카메라를 이용하고 이 영상을 광섬유 다발을 통해 비-선두 안구 앞에 위치하는 스크린 상에 디스플레이하는 아이디어를 바탕으로 한다. 생성된 영상은 디스플레이되기 전에, 선두 안구와 비-선두 안구 간의 각도 편차를 고려해 선두 안구가 볼 영상과 각도 대응(angular correspondence)되게 된다.

각도 대응을 확립하기 위해, 선구 안구의 응시각이 안구 추적기에 의해 결정되어야 하고, 그 후, 비-선두 안구에 대해 영상을 생성하는 비디오 카메라가 응시각으로 지향되도록 기계적으로 스위블되며, 상기 카메라에 의해 생성된 영상이 비-선두 안구에 대향하는 스크린 상에 투사된다.

그러나 이 아이디어는 다양한 유형의 사시를 앓는 사람에게 적합한 실제 사용화될 장치로서 구현되지 못했다.

Lampercht의 아이디어가 실제로 구현되지 못하게 하는 이유들 중 일부는 다음과 같다:

a. 선두 안구의 응시각을 추적해야 하는 기계적으로 스위블되는 비디오 카메라는 카메라의 시야 방향을 변경할 시간을 필요로 한다. 안구 운동은 매우 빠르기 때문에, 기계적으로 스위블되는 카메라에 의해 생성되는 영상은 선두 안구의 고속 운동에 뒤쳐질 것이며, 따라서 실제 영상 대신, 카메라에 의해 비 실제 과도 영상이 생성될 것이며, 선두 안구가 보는 실제 영상 및 기계적으로 구동되는 카메라에 의해 생성되는 지연된 영상이 뇌에 의해 통합될 수 없을 것이다.

b. 기계적으로 스위블되는 비디오 카메라는 번거롭고 무거운데, 이는 복잡하고, 비싼 유지 관리를 필요로 한다.

c. 일반적인 기계적 시스템과 기계적으로 스위블되는 카메라는 그들의 동작 을 위해 더 높은 에너지를 필요로 하며 따라서 더 무거운 배터리를 필요로 한다.

d. Lamprecht의 장치에서 사용되는 영상 생성 장치가 광섬유에 의해 뷰잉 스크린(viewing screen)으로 연결되고, 영상이 광전도 섬유 다발을 통해 뷰잉 스크린으로 전달된다. 이 해결책은 번거로우며, 다발 내 도파관(광섬유)의 개수가 제한되기 때문에 고해상도 영상을 얻을 수 있게 하지 않는다. 우수한 품질 영상을 위해 필요한 픽셀 수는 수 백만 단위인데, 수 백만 개의 관으로 구성된 광섬유 다발은 비현실적일 것이다.

앞서 언급된 이유 때문에, Lamprecht의 해결책은 헬멧으로 설계된 크고, 무거우며, 번거로운 장치를 도출했다. 그럼에도, 이러한 헬멧 장치가 실현될 수 있을 지라도, 매일 사용하는 용도로는 비실용적일 것이며, 광 전도 케이블에 의해 제공된 해상도가 제한적이기 때문에, 우수한 품질의 영성을 획득하기에 충분한 해상도를 가능하게 하지 않을 것이다.

결론적으로 Lamprecht의 아이디어가 1994년도에 고안되었지만, 안구 오정렬과 관련된 시각 장애의 장기 숙원 문제는 여전히 해결되지 않은 채 남아 있고, 적절한 해결책이 필요하다.

본 발명의 주요 목적은 종래 기술의 해결책에서 알려진 것의 단점을 충분히 감소시키거나 극복할 수 있게 하는 시각 장애의 치료를 위한 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 첫 번째 목적은, 실질적으로 정지(still)형이이며, 안구의 주시각을 추적하기 위해 기계적 변위(mechanical displacement), 가령, 스위블링(swiveling)를 필요로 하지 않는 광각 디지털 카메라를 이용하여 새롭고 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비-선두 안구에 근접하여 위치하며, 프로세싱 유닛과 디스플레이 간의 전기적 연결을 위한 광 전도 케이블이 필요하지 않은 광각 소형 CCD 또는 CMOS 비디오 카메라를 이용해, 시각 장애를 치료하기 위한 새롭고 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 프로세싱 유닛을 이용해 시각 장애를 치료하기 위한 새롭고 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 컴팩트하며 가볍고 편리한 아이웨어로서 구현될 수 있는 시각 장애를 치료하기 위한 새롭고 개선된 시스템과 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 안구 운동의 속도에 대응하는 속도로 신뢰할만한 안구 추적을 가능하게 하는 시각 장애를 치료하기 위한 새롭고 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 필요한 분해능을 갖는 우수한 품질의 영상을 생성할 수 있게 하고 비-선두 안구 전방에 왜곡없이 이 영상을 디스플레이하는 시각 장애의 치료를 위한 새롭고 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

앞서 언급된 목적은, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템 및 치료 방법으로서 구현되는 본 발명에 의해 달성된다.

특히, 본 발명이 방법으로서 구현될 때 본 발명은:

하나의 안구를 선두 안구로서 선택하고 나머지 안구를 비-선두 안구로서 선택하는 단계,

하나의 장면을 응시할 때의 상기 선두 안구의 현재 위치를 추적하고 상기 선두 안구의 현재 시선 방향을 결정하는 단계,

환자에 의해 응시되는 장면의 영상을 전자적으로 획득하는 단계 - 상기 영상은 적어도 70도의 화각 내로 한정됨 - ,

비-선두 안구의 현재 위치를 추적하고 상기 비-선두 안구의 시선 방향을 결정하는 단계,

선두 안구의 시선 방향과 비-선두 안구의 시선 방향 간 각도 편차를 계산하는 단계,

장면의 영상을 전자적으로 프로세싱하여, 프로세싱 후 각도 편차에 따라 영상이 전자적으로 편이(electronically shift)되게 하고 상기 편이된 영상을 비-선두 안구의 전방에 디스플레이하는 단계

를 포함한다.

본 발명이 시스템으로 구현될 때, 상기 시스템은, 환자의 안구들 중 적어도 하나의 운동을 추적할 수 있는 추적 장치, 및 환자의 전방에서 나타나는 장면의 영상을 전자적으로 생성할 수 있는 영상 생성 장치, 상기 추적 장치에 의해 생성되는 추적 데이터와 함께 영상을 전자적으로 프로세싱할 수 있는 프로세싱 유닛, 환자의 안구들 중 적어도 하나의 전방에 전자적으로 프로세싱되는 영상을 시각적으로 디스플레이할 수 있는 디스플레이 장치가 부착된 아이웨어로서 치수설정되고 구성되고 상기 아이웨어는 추적 장치, 상기 영상 생성 장치, 프로세싱 유닛 및 디스플레이 장치에 에너지를 공급하기 위한 에너지 공급원과 전기적으로 연결된다.

본 발명의 주요 아이디어는 선두 안구가 보는 장면의 영상 전체를 획득하기 위한 기계적 변위를 필요로 하지 않는 정지형일 수 있는 소형의 광각 디지털 비디오 카메라를 이용하는 것이다. 카메라는 장면의 가상 영상을 전자적으로 생성하고 그 후 상기 영상이 전자적으로 프로세싱된 후 이 영상을 비-선두 안구로 전달할 것이다. 이러한 카메라는 요구되는 시계 전체를 전자적으로 스캔할 수 있다. 스캐닝은 신뢰할만하게 그리고 안구 운동의 속도에 대응하는 속도로 이뤄질 수 있다. 상기 카메라가 소형이기 때문에, 전체 시스템이 예컨대 환자에 의해 편리하게 착용되는 컴팩트한 아이웨어로서 구현될 수 있다.

프로세싱 유닛을 이용해, 치료의 결과를 자동으로 모니터하고 치료의 파라미터를 필요에 따라 변경하는 것이 가능할 것이다.

디지털 비디오 카메라가 비교적 장기간 동안 알려져 있었고 구체적으로 Lamprcht의 특허 출원의 출원 시점에서 이용 가능했었음이 알아야 한다. 그럼에도, 안구의 오정렬로 인한 시각 장애의 문제가 오랫 동안 존재했음에도 불구하고, 그 당시에 디지털 비디오 카메라가 채용된 적 없고 현재도 사용되지 않는다. 이러한 사실은 본 발명이 진보성이 있음을 의미할 것이다.

본 발명에서 채용된 그 밖의 다른 특징은 소형 영상 생성 장치를 이용하고 영상 생성 장치를 안구들 중 적어도 하나에 근접하게 배치시키는 것이다. 이러한 특징을 이용함으로써, 영상을 전달하는 데 번거로운 광섬유 다발이 필요하지 않기 때문에, 디스플레이 장치로 전송되는 영상은 고해상도를 가질 수 있다.

본 발명은 적어도 하나의 안구의 적어도 부분적인 복시와 관련된 시각 장애를 앓는 환자에 적합할 것이다.

본 발명은 시각 장애의 훈련, 비전 테라피(vision therapy), 재활, 평가, 측정, 진단 및 분석을 위해 사용될 수 있다.

특히, 본 발명은 다양한 유형의 사시, 가령, 양안 사시, 단안 사시, 교대성 사시, 내사시, 외사시, 및 비대성 사시(hypertropic strabismus)를 앓는 환자의 치료를 위해 사용될 수 있다.

특히, 본 발명은 다음의 세 가지 상황의 시각 장애 치료에 적합할 것이다:

1. 건강한 선두 안구, 비-선두 안구가 약간의 이동 능력을 가짐.

2. 건강한 선두 안구, 비-선두 안구가 완전 마비됨.

3. 양 안구 모두의 안구 오정렬(양 안구가 교대성 사시를 갖고, 불규칙하거나, 양 안구가 주시 마비(conjugate gaze palsy)를 가짐).

본 발명이 간략하게 요약되었다. 본 발명 및 이의 실시예와 이점의 더 우수한 이해를 위해 첨부된 도면과 함께 아래의 상세한 설명을 참조할 것이다.

도 1은 정상 안구의 단안 시계를 개략적으로 도시한다.
도 2는 정상 안구의 양안 시계를 개략적으로 도시한다.
도 3은 정상 안구의 운동의 진폭을 개략적으로 도시한다.
도 4는 수렴각의 개략적 계산을 도시한다.
도 5는 환자에 의해 착용되는 아이웨어로서의 본 발명의 시스템의 개략도이다.
도 6a는 아이웨어로서 구현되는 본 발명의 시스템의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 6b는 도 5에 제공된 도시의 a-a, b-b 및 c-c를 따라 취해지는 단면을 개략적으로 도시한다.
도 7은 단면 c-c에 대한 대안적 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 시스템의 블록도의 실시예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 시스템의 블록도의 대안적 실시예를 도시한다.
도 10은 각도 편차를 교정하기 전의, 선두 안구 및 비-선두 안구의 시선 방향 및 머리 방향을 개략적으로 나타낸다.
도 11은 각도 편차를 교정하기 전의, 선두 안구와 비-선두 안구에 의한 대상의 영상 지각을 개략적으로 도시한다.
도 12는 각도 편차를 교정하기 전의, 선두 안구의 시선 방향과 카메라 시선 방향을 개략적으로 도시한다.
도 13은 각도 편차를 교정하기 전의, 선두 안구와 비-선두 안구에 의한 대상의 영상 지각을 개략적으로 도시한다.
도 14a, b, c는 본 발명의 방법의 다양한 실시예의 흐름도이다.

도 5-7을 참조하여, 본 발명의 시스템의 하나의 실시예가 도시된다.

일반적으로, 환자(9)에 의해 착용 가능하며 연결 케이블(14)을 통해 외부 프로세싱 및 에너지 공급 구성요소(16)로 연결되는 헤드 유닛(12)을 포함하는 시스템(10)이 도시된다. 이 구성요소는 프로세싱 유닛 및 에너지 공급원, 가령, 배터리 팩을 포함한다.

도 6a에 도시된 대안적 실시예에서, 시스템은, 프로세싱 유닛 및 상기 헤드 유닛 내에 개조장착(retrofit)된 배터리 팩(30)을 포함하는 일체형 헤드 유닛(18)으로 구성된다.

상기 헤드 유닛은 착용(put on)할 때 사용되기 편리하도록 구성 및 치수설정된다. 이 유닛은 안경(eye glasses)으로 구성될 수 있다.

추가 기재에서, 관련 장치들, 가령, 시력을 보조하거나 안구를 보호하기 위해 사용되는 안경(spectacles), 고글(goggle), 안경(glasses) 등 중 임의의 것을 포함하는 아이웨어(eyewear)를 지칭할 것이다.

추가 기재에서, 안구의 추적이라는 용어는 수평 방향으로의 스캐닝에 의해 서 안구를 추적하는 것과 관련해 주로 언급될 것이다. 그러나 수직 방향에도 적용될 뿐 아니라 본 발명의 시스템은 회전(torsional), 수평 및 수직 시선 방향에서의 오정렬과 관련된 시작 장애 문제를 해결할 수 있도록 고안됐다.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 시스템은 가령, 렌즈(L2)와 함께 프레임(20)을 갖는 안경으로 구성되는 아이웨어로서 설계된다. 상기 렌즈(L2)는 선두 안구에 대한 비-가림 뷰(unobstructed view)를 제공하도록 투명하다. 상기 렌즈는, 환자가 초점 문제를 갖고 있다고 가정할 때 디옵터 수치(diopter number)를 처방할 수 있다는 점에서, 종래의 렌즈 또는 광학 레즈일 수 있다.

프레임에 2개의 측방 암(LA1 및 LA2)가 제공된다. 아이웨어가 환자의 머리에 씌어지면, 렌즈(L2)가 선두 안구에 대향하게 된다. 비 선두 안구에 대향하여 위치하는 렌즈(34)가 제공된다.

상기 아이웨어는 안구의 전방과 후방에 위치하는 한 쌍의 안구 추적기(22, 24)를 지닌다. 대응하는 안구의 약 2.5cm 아래에 약 45도 아래 전방에 위치하도록 각각의 안구 추적기의 정확한 위치가 선택된다. 이러한 설정에 의해 어떠한 가림(obscuring)도 없다. 실시될 때, 안구 추적기는 적어도 30Hz의 샘플링율를 갖는 비디오 카메라 기반 안구 추적기일 수 있다. 적합한 안구 추적기의 예로는 SensoMotoric Instruments GmbH(독일)에 의해 제작된 SMI GazeWear 추적기가 있다.

상기 아이웨어는 적어도 비-선두 안구의 시계과 겹치는 적어도 하나의 광각 디스플레이 장치(26)를 포함한다. 실시될 때, 이 디스플레이는 비-선두 안구에 대향하여 위치한다. 적합한 광각 디스플레이 장치로서 eMagin Corporation(USA)에 의해 제작되는 마이크로디스플레이 컬러 스크린 EMA-100502 SXGA XL을 사용할 수 있다. 이 디스플레이는 1292(×3)×1036 픽셀의 총 픽셀 어레이를 가진다.

아이웨어는 측방 암(lateral arm)들 중 하나에 부착된, 바람직하게는비-선두 안구의 인접부에 부착된 적어도 하나의 광각, 고해상도 소형 디지털 비디오 카메라(28)를 더 포함한다. 이는 올바른 스테레오 영상을 위해 선두 안구와 비디오 카메라 간의 올바른 시차(parallax)를 얻도록 요구된다. 실시될 때, 카메라는 비-선두 안구 옆에 배치되고 이로부터 약 2.5cm의 거리만큼 이격되어 있다. 상기 카메라는 적어도 70도, 바람직하게는, 100도 초과의 화각을 가져야 하며, 카메라에 오토 포커싱 특징이 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 실질적으로 정지 상태(still)고 이의 시계 내에서 장면(scene)의 형상을 전자적으로 스캔하도록 상기 카메라는 프레임에 고정된다.

적합한 카메라의 예로는 DCS Systems Ltd(영국)에 의해 배포된 DogCam Bullet HD WIDE 디지털 카메라가 있다. 이 비디오 카메라는 720p 고해상도 비디오 카메라이며, 135도의 광각을 가진다.

아이웨어는 소형 프로세싱 유닛(30) 및 에너지 공급 유닛(32)을 더 포함한다. 그러나 구체적으로 나타나지 않았지만 프로세싱 유닛에 적절한 메모리 및 그 밖의 다른 주변장치 회로가 제공되는 것을 알 것이다.

실시될 때 프로세싱 유닛은 측방 암들 중 하나에 부착된다. 도 6b를 참조하면, 프로세싱 유닛(30)이 암(LA1)에 부착되고 에너지 공급 유닛(32)이 암(LA2)에 부착된다.

상세히 나타나지 않지만, 적절한 배선에 의해 또는 무선으로 비디오 카메라, 안구 추적기, 디스플레이 장치, 및 프로세싱 유닛 간 신호 교환 및 통신이 가능함을 알 것이다.

또한 에너지 공급 유닛이 앞서 언급된 구성요소들에게 에너지를 공급하기 위해 상기 구성요소들과 전기 연결됨을 알 것이다.

덧붙여, 특정 상황에서, 단일 카메라 및 단일 디스플레이 장치가 충분할 것임을 알 것이다. 이는 도 6a, 6b, 및 8에 도시되어 있다. 그 밖의 다른 일부 상황에서, 복수의 카메라 및 복수의 디스플레이 장치가 필요할 것이다. 이는 추후 도 9를 참조해 상세히 설명될 것이다.

도 6b를 다시 참조하면, 접안 렌즈(eyepiece lens)(34)가 제공된다. 이 렌즈에 의해 비-선두 안구(NLE)가 비-선두 안구로부터 수 센티미터에 불과한 디스플레이 장치(26) 상에 집중하도록 한다. 광학 렌즈(34) 대신, 도 7에 도시된 바와 같이 비-선두 안구에 착용되는 컨택트 렌즈(contact lens)(36)가 동일한 목적으로 사용될 수 있다.

이하에서 도 8-9를 참조하여, 본 발명이 시각 장애의 일부 예시적 경우와 관련하여 설명될 것이다.

케이스 #1 :

상기 케이스는 환자의 왼쪽 안구가 선두 안구이고 환자의 오른쪽 안구가 비-선두 안구인 상황을 일컫는다. 상기 비-선두 안구는 여전히 약간의 제한적 운동을 수행할 수 있다.

도 8에서, 시스템의 구성이 블록도로서 도시된다. 이 경우에 적합한 상기 블록도는 도 6a, 6b와 관련해 앞서 이미 언급된 구성요소들을 포함한다.

렌즈(L2)는 선두 안구(LE)의 앞에 위치함을 볼 수 있다. 렌즈(L2)는 종래의 렌즈이다. 선두 안구가 어떠한 초점 문제도 갖지 않는 경우, 상기 렌즈에 대해 처방된 디옵터 수치는 0일 수 있다. 그 밖의 모든 경우에서, 선두 안구 렌즈(L2)의 디옵터 수치는 검안사에 의해 처방될 수 있다. 이 렌즈를 통해, 환자의 선두 안구는 예를 들어, 전방의 대상(38)을 볼 수 있도록 장면의 비-가림 뷰(unobstructed view)를 가진다.

(실용적인 정도로) 선두 안구 뷰를 가리지 않고, 이와 동시에 선두 안구의 위치를 신뢰할만하게 추적할 수 있도록 제 1 안구 추적기(24)가 선두 안구 렌즈(L2)의 하단 부분에 위치된다. 이는 도 8에서 정상 뷰(normal view)로 지정된다.

비-선두 안구의 앞에 광각 디스플레이 장치(26)가 위치된다.

접안 렌즈(34)가 광각 디스플레이 장치(26)와 비-선두 안구(NLE) 사이에 위치하여, 비-선두 안구가 올바른 초점에서 디스플레이 상에 나타나는 대상의 영상을 볼 수 있다. 이 접안 렌즈는 환자의 안구를 위해 필요한 교정 디옵터 파워(corrective diopter power)를 가져야 한다. 따라서 비-선두 안구는 디스플레이 상에서 나타나는 대상의 가상 영상만을 본다. 이는 도 8에서 가상 뷰(virtual view)라고 지정된다.

비-선두 안구 뷰를 가리지 않고 동시에 비-선두 안구 위치를 신뢰할만하게 추적하도록 제 2 안구 추적기(22)가 비-선두 안구 디스플레이 장치(26)의 하단 부분에 위치한다.

광각 디지털 비디오 카메라(28)가 비-선두 안구의 우측부에 위치하여, 환자의 머리의 전방에서, 건강한 비-선두 인가라면 볼 외부 장면의 비-가림 뷰를 가질 수 있다. 카메라에 적합한 CCD 또는 CMOS 솔리드 스테이트 센서(또는 그 밖의 다른 유형의 센서)가 제공될 수 있고, 비-선두 안구(NLE)가 정상적으로 운동할 수 있다면 볼 수 있었을 가능한 시계 전체를 커버하기에 충분한 충분한 시계를 갖는 렌즈를 가질 수 있다. 실시될 때 이 각은 적어도 70도, 바람직하게는 약 100도의 각도 내로 한정된다.

카메라가 광각 렌즈를 갖기 때문에, 비-선두 안구의 위치에서 정상 안구가 볼 수 있는 시계의 대부분을 순간적으로 획득한다. 3차원 영상을 지각하기 위해 인간의 뇌는 두 위치 - 선두 안구 위치와 비-선두 안구 위치- 모두로부터의 2개의 약간 상이한 영상을 동시에 수신해야 하기 때문에 이 위치가 중요하다. 그 후 획득된 영상이, 선두 안구의 고속 운동을 적절하게 추적하도록 빠르게, 프로세싱 유닛(30)에 의해 처리되고 가공된다. 도 8에 카메라가 보는 영상이 카메라로부터 프로세싱 유닛으로 전자적으로 전송됨을 나타내는 화살표에 의해 개략적으로 도시되어 있다. 그 밖의 다른 화살표가 편이된 영상(shifted image)이 프로세싱되면 디스플레이 장치로 전자적으로 전송됨을 보여준다.

앞서 언급된 바와 같이, 카메라가 대상까지의 거리를 측정할 수 있고 오토포커싱 특징을 갖는 것이 바람직하다.

케이스 #2 :

이 케이스는 환자의 왼쪽 안구가 선두 안구이고 오른쪽 안구가 비-선두 안구이며, 비-선두 안구는 완전 마비성인 상황을 지칭한다.

이 케이스의 치료에 적합한 시스템의 블록도는 기본적으로 도 8에 도시된 것과 동일할 것이다. 그러나 이 경우, 비-선두 안구가 마비로 인해 완전히 부동성(immobile)이고 이의 방향이 머리의 방향에 따라 고정되어 있기 때문에 제 2 안구 추적기가 필요할 것이다. 비-선두 안구의 응시각 α가 미리 알려져 있으며, 선두 안구와 비-선두 안구 간 각도 편차를 보정하기 위해 필요한 모든 계산을 고려할 수 있다.

케이스 #3 :

이 케이스는 환자의 두 안구 모두가 이상 방향으로 응시하는 상황(즉, 교대성 사시, 안진(nystagmus) 등)에 관한 것이다.

시스템의 블록도가 도 9에 도시되어 있다. 도 8에 도시된 다이어그램에 제공된 시스템과 기본적으로 유사함을 쉽게 알 수 있다.

따라서 유사한 구성요소는 유사한 도면부호에 의해 지정된다. 그러나 이 케이스의 치료에 적합한 시스템의 구성은 선두 안구 근반에 위치하는 추가 비디오 카메라(40) 및 선두 안구의 전방에 배치되는 추가 광각 디스플레이 장치(39)를 필요로 할 것이다.

선두 안구의 전방에 추가 접안 렌즈(42)가 제공될 수 있다.

직선에 의해 카메라와 대상 간의 가상 뷰의 방향뿐 아니라 안구와 대상 간의 요구되는 뷰의 방향이 지정된다.

이하의 비-제한적 표가 상기의 케이스들 각각의 경우 필요한 시스템의 가능한 하드웨어 구성을 요약한다:

이하에서, 상기 언급된 세 가지 케이스와 관련된 본 발명에 따르는 시각 장애의 치료 방법이 도 10-14를 참조하여 설명될 것이다.

케이스 #1 :

이하의 계산에서, 대상이 환자로부터 멀리 떨어져 있어서, 양 안구 모두 정확히 동일한 방향으로 평행하게 응시해야 하는 경우를 가정한다. 선두 안구가 공간에서 하나의 대상을 응시한다.

도 10의 좌측 상에 도시된 바와 같이, 대상은 (머리에 대해) 왼쪽으로 각도 β=10°로 위치한다고 가정한다. 환자가 대상을 응시할 때, 제 1 안구 추적기가 선두 안구의 시선 방향을 검출하고 선두 안구의 응시각 β을 결정하며 이 데이터를 프로세싱 유닛으로 전송한다.

제 2 안구 추적기가 비-선두 안구 근방에 위치한다.

상기 비-선두 안구는 공간 내 임의의 각(arbitrary angle)으로 응시한다. 도 10의 우측 상에 도시된 바와 같이, 비-선두 안구가 오른쪽으로 각도 α=30°로 주시함을 가정한다. 이 각도 α는 환자가 앓고 있는 사시에 의해 야기될 수 있다. 제 2 안구 추적기가 비-선두 안구의 응시각 α를 결정하고 이 데이터를 프로세싱 유닛으로 전송한다.

따라서 선두 안구는 자신의 시계의 중앙에서 대상의 영상을 보는데 비해 비-선두 안구는 자신의 시선 방향의 왼쪽에 대해 α+β=40°의 각도로 대상의 영상을 봤을 수 있다. 이 상황은 도 11에 도시되어 있다. 이러한 각도 편차는 뇌에서 조합될 수 없는 2개의 서로 다른 영상을 야기하고, 비-선두 안구가 봤을 수 있는 영상은 복시를 방지하기 위해 억제되어야 한다.

대상의 영상을 캡처하는 비디오 카메라가 머리에 대해 각도 γ=15°만큼 오른쪽으로 기울어짐(tilt)을 가정한다. 이는 도 12의 우측에 도시되어 있다. 기울어짐의 결과로서, 비디오 카메라가 "봤을" 대상의 영상은 왼쪽으로 β+γ=25°만큼 편이될 것이다. 이 상황이 도 12의 우측 상에 도시되어 있다.

비디오 카메라에 의해 캡처되는 영상이 프로세싱 유닛으로 전송된다.

비디오 카메라에 의해 생성되는 영상을 이용해, 프로세싱 유닛이 환자의 안구로부터 대상까지의 거리를 계산하고 이 거리를 자신의 메모리에 저장한다. 계산은 사진술에서 사용되는 포커싱 기법, 가령, 수동 오토 포커싱(passive auto focusing), 위상 검출(phase detection), 콘트라스트 측정(contrast measurement), 능동 오토 포커싱(active auto focusing) 등을 기초로 하는 기법을 이용해 수행될 수 있다.

광각 디스플레이 장치가 비-선두 안구의 전방에 위치하고 비-선두 안구로부터의 자연 뷰(natural view) 전체를 차단한다. 또한 광각 디스플레이 장치가 각도 γ=15°만큼 오른쪽으로 영구적으로 기울어져서, 상기 장치의 디스플레이 중심이 비-선두 안구의 가능한 160° 시계의 중심에 위치하도록 할 것이다. 이는 도 13의 우측에 도시되어 있다.

프로세싱 유닛(30)이 앞서 언급된 필요한 영상 프로세싱을 실행하고, 영상을 비-선두 안구의 실제 시선 방향의 전방에 디스플레이하도록 영상을 전자적으로 편이시키기 위해 필요한 각도 편이값(angle shift)을 계산한다. 이 경우, 영상은 각도 (β+γ) + (α-γ)=β+α=10+30=40°만큼 오른쪽으로 전자적으로 편이되어야 한다. 편이 후, 양 안구 모두의 시선 방향에서의 각도 편차가 보정되고 양 안구 모두 시계의 중앙에서, 정확히 이들의 대응하는 광학 축의 시선 방향의 전방에서 영상을 볼 수 있다. 이는 도 13에 도시되어 있다. 따라서 환자의 뇌는, 마치 양 안구들이 정확한 각도로 대상을 응시하는 것처럼 이들 2개의 영상을 하나의 정상적인 스테레오 영상으로 병합할 수 있다.

항상 비-선두 안구의 정면에 투영되는 영상이 선두 안구가 응시하는 방향에 따라 요구되는 방향에서일 것이도록 영상 프로세싱, 각도 편차의 계산 및 보정이 시스템에 의해 연속으로 수행될 것이다.

대상이 환자로부터 멀지 않은 곳에 있어서 양 안구가 대상을 평행하게 응시하는 것이 아니라 약간의 수렴 각으로 응시해야 함을 가정한다.

예를 들어, 거리 측정 특징부가 대상까지의 거리를 350mm이라고 측정했다고 가정한다. 상기 프로세싱 유닛은 앞서 설명한 바와 같이 도 4에 도시된 바와 같이 수렴 각도 δ를 5.3°이도록 계산한다. 편이 각에 총 더하는 것이 δ 각임을 보이는 것은 용이하다.

따라서, 이 경우, 대상이 환자로부터 350mm만큼 이격되어 있고, 앞서 계산된 바와 같이, 수렴 각도 δ=5.3°이며, 비-선두 안구의 정면에 디스플레이되는 영상이 왼쪽으로 편이해야 할 총 각도는 α+δ=30+5.3=35.3°이다.

따라서 또한 이 경우, 비-선두 안구는 마치 정상 안구이고 적절한 방향으로 대상을 응시하고 있는 것처럼 디스플레이 장치 상에서 자신의 전방에서 투사되는 영상을 지각할 것이다. 이로 인해서 비-선두 안구가 대상을 응시하지 않는 중임에도 불구하고, 그렇게 하는 것처럼 뇌가 3차원 영상을 지각할 수 있다.

실시될 때, 대상과 환자의 머리 사이의 거리가, 가령, 2미터 미만일 때 수렴 각을 계산하는 것이 필요하다.

도 14를 참조하여, 프로세스 흐름이 세 가지 모든 경우와 관련하여 요약될 것이다.

케이스 1에서 프로세스 단계들이 도 14a에 도시된다.

치료 프로세스는 단계(1400)에서 시작하며, 여기서 선두 안구의 시선 방향을 검출하고 응시각을 획득한다. 이는 안구 추적기(24)에 의해 이뤄진다. 획득된 응시각이 프로세싱 유닛 메모리에 저장된다.

다음 단계(1410)는, 장면의 대부분을 커버하기에 충분한 화각을 갖는 광각 디지털 카메라(28)가 보는 전체 영상 장면을 획득한다.

다음 단계(1420)에서, 대상까지의 거리가 측정되고 측정된 값이 프로세싱 유닛 메모리에 저장된다.

다음의 단계(1430)에서, 카메라 포커스가 조절된다.

추가 단계(1440)에서, 비-선두 안구의 시선 방향을 검출하고 이의 응시각을 획득하는 것이 포함된다. 이는 안구 추적기(22)에 의해 이뤄진다.

획득된 응시각은 프로세싱 유닛 메모리에 저장된다.

다음 단계(1450)에서, 선두 안구와 비-선두 안구 간의 주시각의 편차가 프로세싱 유닛에 의해 계산된다. 이전에 계산된 대상까지의 거리에 따라서, 수렴각도 계산될 수 있다.

다음 단계(1460)에서, 카메라에 의해 생성되는 영상은, 프로세싱 후 영상이 비-선두 안구의 각도 편차를 교정하도록 편이되도록 프로세싱된다.

마지막 단계(1470)에서, 편이된 영상이 비-선두 안구의 전방에 위치하는 광각 디스플레이 장치(26) 상에 디스플레이된다.

상기의 단계 시퀀스들이 계속 반복된다.

케이스 2에 적합한 치료 방법의 프로세스 흐름은 도 14b에 도시되어 있다.

케이스 1에 적합한 방법은 기본적으로 케이스 2의 경우와도 유사하고 따라서 도 14b에서 유사한 프로세스 단계들이 유사한 참조 번호로 지정됨을 알 것이다.

그러나 케이스 2에 적합한 치료 방법에서 단계(1440)는 마비성 비-선두 안구의 시선 방향이 선험적으로 알려져 있기 때문에, 단계(1440)가 생략된다.

케이스 3에 적합한 치료 방법의 프로세스 흐름이 도 14c에 도시되어 있다.

여기서, 다시 말하자면, 유사한 단계들이 유사한 참조 번호로 지정된다. 그러나 이 케이스에서 양 안구의 응시각이 약간의 추가적인 알고리즘에 따라 결정되어야 한다. 이러한 알고리즘 중 하나에 따라, 프로세싱 유닛에 의해 하나의 안구가 선두 안구로서 영구적으로 정의되고 이의 응시각의 평균 값이 선두 안구와 연관된 순간 값을 대신해 계산에서 사용된다.

그 밖의 다른 알고리즘에 따르면, 선두 안구를 정의하는 것이 양 안구 모두의 운동의 분석을 기초로 자동으로 교대될 수 있다.

케이스 3에 대한 프로세스 흐름이 단계(1405)에서 시작하며, 여기서 양 안구 모두의 주시각이 획득된다. 이 단계 후 단계(1480)가 수행된다. 상기 단계(1480)는 광각 카메라(28, 36)를 이용해 2개의 전체 장면 영상을 획득하는 것을 포함한다. 다음 단계(1490)는 요구되는 시선 방향을 계산하는 것을 포함한다. 또 다른 추가 단계(1420, 1430)가 케이스 1과 관련된 이전 프로세스 흐름과 유사하다. 단계(1500)에서, 양 안구 모두로부터의 수집된 데이터를 기초로, 선두 안구가 선정된다. 다음 단계(1450, 1460)는 케이스 1을 참조하는 프로세스 흐름과 유사하다. 마지막 단계(1510)는 안구 각각의 전방에 위치하는 관련 광각 디스플레이 장치 상에 편이된 영상을 디스플레이하는 것을 포함한다.

이 구성에서, 환자는 각도 편차가 전혀 교정되지 실 생활에서 보는 불규칙한 영상보다 더 안정적인 영상을 볼 것이다.

따라서 본 발명의 시스템과 방법을 이용해, 복시-유형 및 마비와 연관된 시각 장애를 치료하는 것이 가능하다.

기계적으로 움직이는 구성요소를 포함하지 않는 컴팩트 시스템에 의해 시각 장애를 치료하는 것이 가능하고, 이 치료는 환자 아이웨어에 대한 편의를 목적으로 이뤄질 수 있다.

본 발명은 앞서 기재된 예시에 국한되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 정의될 바와 같이, 해당 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 범위로부터의 편차 없이 변경 및 수정을 만들 수 있다.

예를 들어, 배터리 팩을 대신하여 또는 배터리 팩에 추가로, 시스템으로의 외부 연결이 제공될 수 있다. 이 연결은 전기 전력 투입(가령, 충전)을 위해 사용될 수 있고, 데이터 입력 및 출력, 가령, 교정(calibration), 히스토리 데이터, 안구 훈련 연습, 가상 영상 삽입 등을 위해 사용될 수 있다.

더 높은 해상도를 위해, 광각 디지털 카메라에 복수의 영상 센서가 구비될 수 있다.

아이웨어의 렌즈에 부착되는 광각 디스플레이 장치를 대신하여, 망막 스캐닝 디스플레이 또는 그 밖의 다른 기법이 사용될 수 있다. 상용화된 망막 스캐닝 디스플레이의 하나의 예로는 Brother사(일본)가 개발한 망막 스캐닝 디스플레이가 있을 수 있다.

지금까지의 기재 및/또는 이하의 특허청구범위 및/또는 첨부된 도면에서 개시되는 특징들은, 다양한 형태로 개별적으로 그리고 조합되어, 본 발명을 구현하기 위해 사용될 수 있다.

이하의 특허청구범위에서, 용어 "~를 포함한다"(comprise, include, have) 및 이들의 변형형태는 "비-제한적으로 포함"을 의미한다.

9 환자
10 시스템의 전체 도시
12 헤드 유닛
14 연결 케이블
16 외부 프로세싱 및 에너지 공급 유닛
18 아이웨어로서 구성된 시스템
20 프레임
22 안구 추적기
24 안구 추적기
26 디스플레이 장치
28 광각 디지털 카메라
30 프로세싱 유닛
32 에너지 공급원
34 접안 렌즈
36 콘택트 렌즈
38 대상
39 디스플레이 장치
40 광각 디지털 카메라
42 접안 렌즈
LE 선두 안구
NLE 비-선두 안구
L2 렌즈
LA1 측방 암
LA2 측방 암
1400, 1405 1410, 1420, 1430, 1440, 1450, 1460, 1470. 1480, 1490, 1500, 1510 단계

Claims (15)

1. 환자의 양 안구 간 오정렬과 관련된 시각 장애를 치료하기 위한 시스템으로서, 상기 환자의 양 안구의 운동을 추적하는 것이 가능한 추적 장치(22, 24)가 장착된 아이웨어(18)로 설계되고 구성되며,
   상기 아이웨어는, 상기 아이웨어에 고정되어 환자가 주시하는 풍경의 영상을 생성하는 것이 가능한 디지털 영상 생성 장치(28)와, 상기 영상을 처리하는 것이 가능한 처리 장치(30)와, 상기 환자의 비-선두 안구의 앞쪽에 상기 처리된 영상을 디스플레이하는 것이 가능한 디스플레이 장치(26)를 포함하며, 상기 아이웨어(18)가 상기 시스템을 구동하는 구동원(32)에 전기 접속되어 있으며,
   아이웨어에 대해서 정지되어 기계적 이동이 없는 상기 디지털 영상 생성 장치(28)가 이용되며, 상기 디지털 영상 생성 장치(28)가 풍경의 광각 영상을 생성하고
   상기 처리 장치(30)는, 환자의 양 안구의 주시 방향 사이의 각도 편차를 산출하여, 산출한 상기 각도 편차에 따라, 상기 디스플레이 장치(26)에 디스플레이되는 상기 영상을 이동시키도록 상기 영상을 처리하도록 구성된 점을 특징으로 하는 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 디지털 영상 생성 장치(28)는 적어도 70도의 화각으로 정의되는 광각의 고해상도 디지털 비디오 카메라를 포함하는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 아이웨어(18)는 프레임(frame)(20) 및 상기 프레임에 부착되는 렌즈가 제공되는 안경(spectacles)으로 구성되며, 상기 프레임(20)에 제 1 측방 암(lateral arm)(LA1)과 제 2 측방 암(LA2)이 제공되는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 환자의 양 안구의 운동을 추적하는 것이 가능한 상기 추적 장치(22, 24)가, 제 1 시선 추적 장치(22)와 제 2 시선 추적 장치(24)를 포함하는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 디지털 영상 생성 장치(28)가 상기 측방 암들 중 하나에 부착되고 상기 디스플레이 장치(26)가 적어도 하나의 안구의 전방에 부착되어, 상기 디지털 영상 생성 장치(28)가 상기 디스플레이 장치(26)에 근접 배치되는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
6. 제3항에 있어서, 상기 제 1 측방 암(LA1)에 부착된 제 1 카메라(28) 및 제 2 측방 암(LA2)에 부착되는 제 2 카메라(40)와, 하나의 안구 전방에 위치하는 제 1 디스플레이 장치(26)와, 나머지 안구 전방에 위치하는 제 2 디스플레이 장치(39)를 포함하는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 디지털 영상 생성 장치(28)가 거리 측정 기능을 갖는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 디지털 영상 생성 장치(28)가 오토 포커싱 특징을 갖는, 시각 장애를 치료하기 위한 시스템.
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