요약
최근 콘택트렌즈 사용이 늘어나면서 관련 안과 질환의 예방이 중요한 사회적 이슈로 대두되고 있습니다. 본 기술은 렌즈 보관함 내부에 탁도 센서를 내장하여 식염수의 탁도를 실시간으로 측정하고, 이를 통해 렌즈의 오염도를 판단하여 교체 시기를 사용자에게 안내하는 시스템입니다. 적외선 센서와 디지털 신호 처리, 그리고 신경망 알고리즘을 통해 정밀한 데이터를 산출하며, 블루투스 통신으로 스마트폰과 연동되어 사용이 간편합니다. 이를 통해 사용자는 렌즈 오염으로 인한 결막염 등의 위험을 줄이고, 맞춤형 렌즈 관리로 눈 건강을 체계적으로 보호할 수 있습니다.
기본 정보
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특허명: 오염도 관리가 가능한 렌즈 케이스
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발명자: 박재현 교수
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출원번호: 10-2021-0066201
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등록번호: 10-2454276
상세 정보
배경 기술
발명의 배경
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콘택트 렌즈는 시력 교정뿐 아니라 미용 목적으로도 많이 사용됨. 안경과 달리 각막에 직접 밀착되어 사용되므로 심한 근시, 원시, 난시 교정에 효율적이고 편리함.
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하지만 각막에 직접 접촉하는 만큼 위생적으로 다루지 않으면 눈에 해로울 수 있음. 사용 전후 세척이 필수적임.
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기존 렌즈통은 콘택트 렌즈 보관 용도이며, 보관 중 단백질, 세균, 진균, 바이러스 등이 증식하여 렌즈 오염이 심각해짐.
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렌즈 오염도를 확인할 수 없어 결막염 및 안과 질환 위험에 노출됨.
필요성
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렌즈 오염으로 인한 안과 질환 예방을 위해 렌즈의 오염도를 판단하고 교체 시기를 알려주는 관리 시스템이 필요함.
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렌즈 케이스에 오염도 관리 기능을 추가하여 사용자의 렌즈 관리를 용이하게 하고 눈 질환 예방에 도움을 줄 수 있음.
구현 방법
구체적인 구현 방법
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본 발명은 식염수 내의 탁도를 감지하여 렌즈의 오염도를 판단하고, 렌즈 교체 시기를 렌즈 케이스에 표시함으로써 렌즈 관리를 용이하게 하고 눈 관련 질병을 예방하는 오염도 관리가 가능한 렌즈 케이스를 제공하는 것을 목적으로 함.
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케이스 본체는 일정한 내부 공간을 형성하고, 이 공간을 밀폐하거나 개방하는 뚜껑을 포함함. 배터리 모듈은 내부 공간에 안착되어 케이스와 전기적으로 연결됨.
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렌즈 결합부는 제1, 제2 렌즈 결합부로 구성되어 렌즈통을 케이스 바닥면에 결합함.
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제어 모듈은 렌즈통의 식염수 탁도 신호를 디지털 레벨 값으로 변환하고, 기설정된 기준 레벨 값과 비교하여 렌즈 교체 여부를 알리는 결과 정보를 생성함. 이 결과 정보는 뚜껑 내부의 디스플레이부에 표시됨.
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적외선 수광/발광부는 렌즈통에 근접하여 위치하며, 적외선 발광부는 렌즈통을 통과하여 적외선 수광부로 적외선 신호를 발사함. 적외선 수광부는 흡수 또는 산란된 빛의 양으로 식염수 탁도 신호 값을 생성함.
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저장부는 디지털 레벨 값, 식염수 탁도 레벨, 렌즈 교체 여부를 매칭하여 저장함. 블루투스 통신 모듈은 결과 정보를 사용자 단말기로 전송함.
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신경망 처리부는 입력된 디지털 레벨 값에 대응하는 식염수 탁도 레벨을 생성하고, 이 레벨에 대응하는 렌즈 교체 여부를 알리는 결과 정보를 출력함.
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렌즈통은 식염수와 렌즈를 담는 용기이며, 하부면에는 일정 길이의 결합막대와 돌기부를 가지며, 케이스 본체의 렌즈 결합부에 결합됨. 적외선 센서는 렌즈통 주변에 설치되어 탁도를 감지함.
실험 및 결과
실험 목적
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본 발명은 콘택트렌즈 보관 용기 내 식염수의 탁도를 감지하여 렌즈 오염도를 판단하고, 렌즈 교체 시기를 알려주는 오염도 관리 기능을 갖춘 렌즈 케이스를 제공하는 것을 목적으로 함.
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이는 콘택트렌즈 사용으로 인한 결막염 및 안과 질환 예방에 기여함.
실험 방법 및 과정
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렌즈 케이스 내부에 적외선 발광부와 수광부를 설치하여 식염수 탁도를 측정함.
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적외선 발광부는 적외선 신호를 생성하여 렌즈통을 통과시키고, 수광부는 통과된 빛의 흡수 또는 산란 정도를 측정하여 탁도 신호값을 생성함.
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제어 모듈은 이 신호값을 디지털 레벨값으로 변환하고, 미리 설정된 기준 레벨값과 비교하여 렌즈 교체 여부를 판단함.
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제어 모듈은 렌즈 교체 여부 정보를 케이스 뚜껑의 내부 디스플레이부에 표시하고, 블루투스 통신 모듈을 통해 사용자 단말기로 전송함.
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또한, 신경망 처리부는 디지털 레벨값에 대응하는 식염수 탁도 레벨과 렌즈 교체 여부를 생성하여 출력함. 측정된 데이터는 저장부에 저장됨.
실험 결과
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식염수 탁도 측정을 통한 렌즈 오염도 판단 및 렌즈 교체 시기 알림 기능이 정상적으로 작동함을 확인하였음.
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적외선 센서를 이용한 탁도 측정의 정확도와 신뢰성을 검증하였으며, 블루투스 통신을 이용한 사용자 단말기 정보 전송 또한 성공적으로 수행됨을 확인하였음.
활용 방안 및 기대효과
활용 방안
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본 발명은 콘택트 렌즈의 오염도를 식염수 탁도를 감지하여 판단하고, 렌즈 교체 시기를 알려주는 렌즈 케이스에 활용됨.
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측정 결과는 케이스의 디스플레이 또는 사용자 스마트폰 앱으로 전달되어 렌즈 교체 시기를 사용자에게 알림으로써, 안과 질환 예방에 기여함.
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사용자의 렌즈 착용 패턴, 렌즈 관리 습관 등을 고려하여 최적의 렌즈 교체 주기를 제안하고, 렌즈 관리에 대한 교육 및 정보 제공 서비스와 연동 가능함.
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본 발명은 안과 병원이나 콘택트렌즈 판매점에서 렌즈 관리 교육 및 상담 도구로 활용될 수 있음. 렌즈 오염도 측정 결과를 통해 사용자에게 렌즈 관리의 중요성을 인지시키고, 올바른 렌즈 관리 방법을 교육함으로써, 안과 질환 발생률 감소에 기여함. 또한, 판매점에서는 렌즈 관리 서비스와 연계하여 추가적인 수익 창출이 가능함.
기대효과
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본 발명을 통해 콘택트렌즈 사용자의 눈 건강 관리 수준 향상에 기여함.
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렌즈 오염에 따른 각종 안과 질환 발생 위험을 줄이고, 사용자의 눈 건강을 보호함. 이는 렌즈 관련 의료비 절감 및 사회적 의료비 부담 완화에도 기여할 것임.
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본 발명은 렌즈 관리 시장에 새로운 기술과 서비스를 제공함으로써 시장 확대 및 성장을 촉진함.
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기존 렌즈 케이스 시장의 한계를 극복하고, 스마트 렌즈 관리 시장을 개척하여 새로운 부가가치를 창출할 것임.
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본 발명은 렌즈 관리 관련 산업의 경쟁력 강화에 기여함. 국내 렌즈 관리 기술의 수준을 높이고, 관련 산업의 기술 경쟁력을 확보하여 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화함. 이는 국내 렌즈 관리 산업의 성장과 일자리 창출에도 기여할 것임.
시장 동향
시력 교정용 콘택트렌즈 시장 동향
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전 세계적으로 근시, 원시, 난시 등 시력 문제를 가진 인구가 증가하면서 시력 교정용 콘택트렌즈 수요가 늘어나고 있습니다. 미국의 경우 약 1억 6,850만 명이 안경이나 콘택트렌즈와 같은 시력교정 기기를 사용하고 있으며, 이는 미국 국민의 절반 이상에 해당됩니다.[웹 출처]
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특히 동아시아 지역에서 미용 목적의 콘택트렌즈 사용이 크게 증가하고 있습니다. 2012년 기준으로 우리나라, 중국, 일본 및 동아시아에서 전체 콘택트렌즈 사용자의 13%가 미용 목적으로 미용콘택트렌즈를 사용하고 있다고 합니다.[웹 출처]
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콘택트렌즈가 환경오염에 미치는 영향에 대한 인식이 높아지고 있습니다. 크기가 작고 투명한 콘택트렌즈가 하수처리장으로 들어가 환경오염을 일으킬 수 있다는 문제가 제기되고 있습니다.[웹 출처]
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시력 교정 외에도 다양한 기능을 갖춘 콘택트렌즈가 개발되고 있습니다. 예를 들어, 자는 동안 착용해 일시적으로 시력을 향상시키거나 진행을 억제하는 각막 굴절교정렌즈, 색각 이상이 있는 환자를 위한 색각보정렌즈 등이 있습니다.[웹 출처]
대표도면
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