BE1029625A1 - Dispositif de vision pour la detection du mouvement des yeux - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (10) de vision pour la détection du mouvement des yeux comprenant un panneau (12) LCD d’obturation sélective de la vision d’un œil ou l’autre, le panneau (12) étant apte à être selon plusieurs configurations, dont une configuration obturant la vision d’un œil ou l’autre et une configuration autorisant la vision d’un œil ou l’autre; au moins une caméra (14) de suivi du mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes en dehors du spectre visible à travers le panneau (12), la caméra étant apte à suivre le mouvement des yeux dans les configurations du panneau (12) autorisant la vision et obturant la vision.
Description
DISPOSITIF DE VISION POUR LA DETECTION DU MOUVEMENT DES
YEUX
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif de vision pour la détection du mouvement des yeux.
Art antérieur
L'invention se rapporte au domaine de la détection du mouvement des yeux sous l’effet de stimuli visuels. II peut s'agir de l'identification de troubles oculaires et/ou de troubles neurologiques ainsi qu’à la rééducation des troubles de la vision autravers de l'analyse du mouvement des yeux d'un patient. I! peut s'agir aussi de la détection du mouvement des yeux dans la réalité virtuelle.
Lorsque les mouvements des yeux sont détectés sous l’effet de stimuli visuels, il est envisageable d’obturer la vision de manière sélective d’un œil (par exemple pour une analyse médicale ou lors de la présentation de stimuli 3D).
Toutefois, lorsque la vision d’un œil est obturée — par exemple par un écran opaque — il n’est plus possible de détecter les mouvements de cet œil.
Il y a donc un besoin pour un dispositif permettant de détecter les mouvements d’un œil sous l'effet de stimuli, même lorsque la vision de cet œil est obturée.
Exposé de l’invention
À cet effet, l'invention propose un dispositif de vision pour la détection du mouvement des yeux comprenant un panneau LCD d’obturation sélective de la vision d’un œil et/ou de l’autre, le panneau étant apte à être selon plusieurs configurations, dont une configuration obturant la vision d’un œil et/ou de l’autre et une configuration autorisant la vision d'un œil et/ou de l’autre. Le dispositif comprend également au moins une caméra de suivi du mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes en dehors du spectre visible à travers le panneau, la caméra étant apte à suivre le mouvement des yeux dans les configurations du panneau autorisant la vision et obturant la vision.
Selon une variante, les longueurs d’ondes sont celles de l'infrarouge.
Selon une variante, le dispositif comprend en outre des émetteurs d'illumination du panneau dans les longueurs d'ondes de l’infrarouge.
Selon une variante, le panneau comprend au moins une zone LCD par œil.
Selon une variante, le panneau est continu pour les deux yeux, le panneau comprenant des pixels sélectivement obturés pour la vision d’un œil ou l’autre.
Selon une variante, le panneau comprend des pixels associés à un filtre de couleur, les pixels étant sélectivement obturés.
Selon une variante, le dispositif, comprend un cône de vision avec une chambre ayant une première extrémité et une deuxième extrémité, une unité de calcul à une extrémité de la chambre, l'unité de calcul comprenant un écran d'affichage de stimuli visuels et la ou les caméras de suivi du mouvement des yeux, une ouverture à l’autre extrémité de la chambre, pour la vision des stimuli visuels sur l’écran d'affichage, la ou les caméras étant aptes à suivre le mouvement des yeux à travers le panneau en configurations autorisant la vision et obturant la vision.
Selon une variante, la configuration du panneau est contrôlée par l’unité de calcul.
Selon une variante, le panneau est positionné de manière amovible dans le cône de vision.
Selon une variante, le dispositif comprenant au moins une caméra filmant les deux yeux.
L'usage, dans ce document, du verbe « comprendre », de ses variantes, ainsi que ses conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L'usage, dans ce document, de l’article indéfini « un », «une », ou de l’article défini «le», «la» ou «<1 », pour introduire un élément n'exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments.
Les termes « premier », « deuxième », etc. sont, quant à eux, utilisés dans le cadre de ce document exclusivement pour différencier différents éléments, et ce sans impliquer d'ordre entre ces éléments.
Les différents modes de réalisation peuvent être considérés seuls ou en combinaison.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera à la figure annexée qui montre : - lafigure 1, montre le dispositif selon un exemple de réalisation de l'invention.
Le dessin de la figure n’est pas à l'échelle. Des éléments semblables sont en général dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.
Description détaillée de modes de réalisation de l’invention
L'invention se rapporte à un dispositif de vision pour la détection du mouvement des yeux comprenant un panneau LCD d’obturation sélective de la vision d’un œil et/ou de l’autre, le panneau LCD étant apte à être selon plusieurs configurations, dont une configuration obturant la vision d’un œil et/ou de l’autre et une configuration autorisant la vision d'un œil et/ou de l’autre. Le dispositif comprend également au moins une caméra de suivi du mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes en dehors du spectre visible à travers le panneau LCD, la caméra étant apte à suivre le Mouvement des yeux en configurations du panneau
LCD autorisant la vision et obturant la vision. Un tel dispositif permet de détecter les mouvements d’un œil sous l’effet de stimuli, même lorsque la vision de cet œil est obturée. Ceci présente l'avantage de pouvoir faire des mesures pendant toute la durée d’un exercice sur les yeux dont la vision est obturée ou autorisée.
La figure 1 illustre le dispositif 10 selon un exemple de réalisation de l'invention. Le dispositif 10 trouve application dans le domaine de la détection du mouvement des yeux sous l’effet de stimuli visuels. II peut s'agir de l'identification de troubles oculaires et/ou de troubles neurologiques ainsi que la rééducation des troubles de la vision au travers de l'analyse du mouvement des yeux d'un utilisateur.
Par exemple, le dispositif permet de pouvoir présenter un stimulus visuel en monoculaire (cacher un des yeux lors de la présentation du stimulus) tout en enregistrant l’œil caché. Cela permet d’étudier un strabisme ou une déviation de la position des deux yeux sans être influencé par les mécanismes de fusion des images ou sans avoir à demander un retour perceptif à l’utilisateur (comme lors du test de Hess Lancaster). Le dispositif est aussi d'application dans la détection du mouvement des yeux dans la réalité virtuelle.
Le dispositif 10 peut comprendre un panneau 12 d’obturation sélective de la vision d’un œil et/ou de l’autre d’un utilisateur. Le panneau 12 est apte à être selon plusieurs configurations. Selon une des configurations, la vision d’un œil ou l’autre de l'utilisateur est obturée ; ceci permet de faire réagir l’autre œil à des stimuli visuels. Selon une autre configuration, la vision d’un œil ou l’autre est autorisée ; ceci permet de faire réagir cet œil à des stimuli. On peut aussi envisager d’autres configurations, par exemple selon lesquelles la vision des deux yeux est obturée (des stimuli autres peuvent être appliqués) ou bien la vision des deux yeux est autorisée ou bien la vision de l’un et/ou l’autre œil est assombrie ou bien les inputs visuels sont filtrés par une couleur affichée par le panneau LCD, etc. Le panneau 12 permet une large diversité de configurations pour faire travailler les yeux dans différentes conditions et ainsi faire des mesures variées.
Le panneau 12 est par exemple de type LCD (acronyme pour « Liquid Crystal
Display» ou affichage à cristaux liquides). Le panneau 12 est par exemple constitué d'une couche de cristaux liquides placée entre deux électrodes. Une source lumineuse décrite plus en détail par la suite peut assurer un rétro-éclairage, en étant placé de l’autre côté du panneau 12 par rapport à l'utilisateur Selon l’application ou non d’une tension aux électrodes, la configuration (en particulier l'orientation) des cristaux liquides reste stable ou est modifiée, ce qui permet de laisser passer ou de bloquer la lumière — et donc de voir ou non une image. À titre d'exemple, la lumière peut traverser le panneau 12 si aucune tension n’est appliquée sur les cristaux liquides entre les électrodes ; en appliquant une tension aux électrodes et en la faisant varier, les cristaux liquides pivotent de manière variable sur le panneau — ou plus spécifiquement, sur chaque pixel — filtrant de la sorte la composante de la lumière qui peut passer à travers. La tension appliquée qui détermine l'inclinaison des cristaux liquide modifie ainsi le niveau de luminosité du panneau — ou de chaque pixel — et permet de bloquer la lumière ou d'afficher une image en niveaux de gris.
Le dispositif 10 peut aussi comprendre au moins une caméra 14 de suivi du mouvement des yeux. La ou les caméras 14 permettent d’enregistrer les mouvements des yeux afin de procéder à des analyses — directement ou après l'enregistrement des mouvements des yeux par le traitement des images des vidéos enregistrées par la ou les caméras. Le dispositif 10 comprend au moins une caméra filmant les deux yeux. Ceci rend le dispositif 10 moins onéreux. De préférence le dispositif 10 comprend deux caméras ; ceci permet de focaliser une caméra sur chaque œil, augmentant ainsi la résolution spatiale et la qualité des images enregistrées pour chaque œil. La ou les caméras sont positionnées de l’autre côté du panneau 12 par rapport à l'utilisateur ; le panneau 12 est entre l'utilisateur et la ou les caméras 14.
La ou les caméras 14 sont aptes à opérer le suivi du mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes en dehors du spectre visible à travers le panneau 12.
La ou les caméras 14 sont aptes à suivre le mouvement des yeux dans les configurations du panneau 12 autorisant la vision et obturant la vision des yeux.
Ainsi, le dispositif 10 permet d'enregistrer une vidéo des yeux au travers du panneau 12 quelle que soit la configuration du panneau 12 ; en particulier, lorsque le panneau 12 est en configuration obturant la vision d’un œil, la ou les caméras 14 sont en mesure d'enregistrer une vidéo de l'œil. Ceci permet donc d’enregistrer les mouvements des yeux en permanence durant la période de test, au travers du panneau 12 lorsque celui-ci empêche la lumière visible de passer au travers du panneau 12. Au cours de la période de test, la vision des yeux est autorisée ou obturée par le panneau 12 en permettant ou en empêchant la lumière visible de passer afin d’évaluer chaque œil dans différentes conditions de visibilité, mais la ou les caméras sont en mesure de filmer les mouvements des yeux dans les longueurs d'ondes en dehors du spectre visible.
Les longueurs d’ondes du spectre visible par œil humain s’étendent entre 400 nm et 800 nm. Le panneau 12 peut sélectivement obturer la vision de l’un ou l’autre œil (ou les deux) dans cette plage de longueurs d'onde. Ainsi, le dispositif 10 peut comporter un écran 16 diffusant des stimuli permettant de faire travailler les yeux — de manière sélective ou non. L'écran 16 peut être la source lumineuse dans la longueur du visible qui assure le rétro-éclairage du panneau 12. En configuration autorisant la vision d’un œil, le panneau 12 laisse passer la lumière de l'écran 16 vers cet œil ; l’œil est en mesure de voir les stimuli diffusés sur l’écran 16. En configuration bloquant la vision d’un œil, le panneau 12 obture le passage de la lumière de l’écran 16 vers cet œil ; l’œil n’est pas en mesure de voir les stimuli diffusés sur l'écran 16. Le panneau 12 peut aussi être dans des configurations intermédiaires entre l’obturation et l'autorisation de la vision — avec des niveaux de gris. Quelle que soit la configuration du panneau — et en particulier dans la configuration d’obturation de la vision — la ou les caméras 16 sont aptes à suivre et enregistrer le mouvement des yeux en dehors des longueurs d’ondes du spectre visible.
La ou les caméras sont en mesure de suivre le mouvement des yeux — et de les filmer — au-delà et en-deçà des longueurs d'ondes du spectre visible par l'œil humain entre 400 nm et 800 nm. En particulier, la ou les caméras 14 sont en mesure de suivre le mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes de linfrarouge. La ou les caméras 14 sont en mesure de suivre le mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes au-delà de longueurs d’ondes visibles par l’œil humain, par exemple supérieures à 800 nm, de préférence supérieures de 900 nm, quelle que soit la configuration du panneau 12. Ainsi, il est possible pour le dispositif 10 d'enregistrer les mouvements des yeux au travers du panneau opacifié pour le visible et de suivre les mouvements des yeux non soumis aux stimuli.
Selon l'exemple de réalisation de la figure 1, le dispositif 10 peut comprendre un cône de vision 18 portant le panneau 12. Le cône de vision peut être portable ou fixe. Le cône de vision 18 peut comporter une paroi latérale délimitant une chambre 20 ayant une première extrémité 201 et une deuxième extrémité 202. A la première extrémité 201 de la chambre 20, le cône de vision 18 comprend une ouverture 22 permettant à un utilisateur de voir à l’intérieur de la chambre 20 et plus spécifiquement comme cela sera décrit par la suite, de voir une unité de calcul à la deuxième extrémité 202. L'ouverture 22 est circonscrite par un pourtour 24 apte à être en contact du front de l’utilisateur. En d’autres termes, l’utilisateur applique le haut du pourtour 24 de l’ouverture 22 contre son front de sorte à avoir son regard pénétrant dans la chambre 20 au travers de l'ouverture 22. Le pourtour 24 de l'ouverture 22 peut être plan mais est de préférence concave vers l'intérieur de la chambre 20; ceci permet de bien appliquer le pourtour 24 sur le visage de l'utilisateur de sorte que le cône 18 bloque [entrée de la lumière par le côté des yeux afin de rendre l’intérieur de la chambre bien sombre. Le pourtour 24 peut aussi comprendre une cavité (non visible sur la figure 1) pour adapter le pourtour 24 au nez de l'utilisateur.
A la deuxième extrémité 202 de la chambre, le cône 18 comporte une interface de fixation 26 d’une unité de calcul 28. L'unité de calcul 28 comprend écran 16 d’affichage de stimuli visuels et la ou les caméras 14 de suivi du mouvement des yeux. Ainsi, une fois le pourtour 24 appliqué contre le front de l'utilisateur et entourant son champ de vision, l'utilisateur peut voir au travers de ouverture 22 les stimuli visuels sur l'écran 16 d’affichage de l’unité de calcul 28.
Le panneau 12 est porté par le cône 18 de vision de telle sorte que la ou les caméras 14 sont aptes à suivre le mouvement des yeux à travers le panneau 12 quelle que soit la configuration du panneau, en particulier les configurations autorisant la vision et obturant la vision. Le panneau 12 est entre les yeux de l’utilisateur et l’écran 16. Le panneau 12 peut être positionné en différentes positions dans le cône 18. Par exemple, le cône 18 peut comporter une fente dans la paroi délimitant la chambre 20, dans laquelle le panneau 12 peut être inséré. Selon la figure 1, le panneau 12 peut être positionné dans l'ouverture 22 du cône 18; [avantage de cette position est que le panneau est au plus proche des yeux de l'utilisateur, pour mieux obturer la vision d’un œil dans cette configuration du panneau 12, sans gêner la vision de l’autre œil. Egalement, le panneau 12 peut être positionné de manière amovible dans le cône de vision. Ceci permet d'utiliser ou non le panneau 12 pour pratiquer des tests et exercices ou bien de changer le panneau 12.
Le dispositif 10 peut comporter des émetteurs 30 d’illumination du panneau 12 dans les longueurs d'ondes de fonctionnement de la ou les caméras 14. Il s’agit de préférence d’émetteurs 30 dans les longueurs d’ondes de l’infrarouge si la ou les caméras fonctionne dans ce domaine de longueurs d’ondes — longueurs d'ondes supérieures à 800 nm, de préférence supérieures à 940 nm — qui sont non visibles par l'oeil humain mais permettant d'illuminer les yeux pour la détection du mouvement des yeux par la ou les caméras 14 au travers du panneau 12.
Le panneau 12 peut comprendre au moins une zone LCD par œil. Chaque œil comprend une zone de panneau de type LCD. Ceci permet de contrôler plus simplement chaque zone de panneau 12 vers une configuration ou une autre. On peut envisager que les zones pour chaque œil soient complétement délimitées, à la manière d’une paire de lunette comprenant deux carreaux LCD. Le panneau 12 peut aussi être continu pour les deux yeux, le panneau 12 comprenant des pixels sélectivement obturés pour la vision d’un œil ou l’autre. Un tel mode de réalisation présente l’avantage de mieux s'adapter à la morphologie de l'utilisateur.
Le panneau 12 peut comprendre des pixels associés à un filtre de couleur, les pixels étant sélectivement obturés. Le panneau 12 peut ainsi moduler en couleur, et il est possible d'imposer de filtrer une couleur vue par l'utilisateur (par exemple le rouge) tout en continuant de suivre les mouvements des yeux avec la oules caméras 14. Ceci permet de disposer d’une possibilité plus large d'exercices à pratiquer par l'utilisateur, et notamment de tester sa réaction aux couleurs.
L'unité de calcul 28 permet le contrôle du fonctionnement du dispositif 10. En particulier, l’unité de calcul contrôle la configuration du panneau 12. Le changement d’un configuration à une autre du panneau 12, notamment la mise en configuration autorisant la vision ou obturant la vision, est contrôlé par l'unité de calcul 28. L’unité de calcul 28 contrôlant aussi l'écran 16 et en particulier l'affichage des stimuli visuels, l’unité de calcul 28 permet donc de coordonner l'affichage des stimuli et la configuration du panneau 12. Ceci permet d'enregistrer des scénarios dans l’unité de calcul coordonnant affichage sur l’écran et obturation/vision de chacun des yeux au travers du panneau — pour l'identification de troubles oculaires et/ou de troubles neurologiques ainsi que la rééducation des troubles de la vision et la détection du mouvement des yeux dans la réalité virtuelle.
L'unité de calcul 28 contrôle la configuration du panneau par exemple en faisant varier la tension appliquée aux électrodes du panneau. Si le panneau 12 comprend une seule zone commune aux deux yeux ou bien une zone délimitée propre à chaque œil, l'unité de contrôle 28 contrôle la ou les zones pour chaque œil. L'unité de calcul 28 peut contrôler les pixels du panneau pour s'adapter à chaque œil.
La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus.
Claims (10)
1. Dispositif (10) de vision pour la détection du mouvement des yeux comprenant - un panneau (12) LCD d’obturation sélective de la vision d’un œil et/ou de l’autre, le panneau (12) étant apte à être selon plusieurs configurations, dont une configuration obturant la vision d’un œil et/ou de l’autre et une configuration autorisant la vision d’un œil et/ou de l’autre ; - au moins une caméra (14) de suivi du mouvement des yeux dans les longueurs d’ondes en dehors du spectre visible à travers le panneau (12), la caméra étant apte à suivre le mouvement des yeux dans les configurations du panneau (12) autorisant la vision et obturant la vision.
2. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel les longueurs d’ondes sont celles de l'infrarouge.
3. Dispositif (10) selon la revendication précédente, comprenant en outre des émetteurs (30) d’illumination du panneau (12) dans les longueurs d’ondes de l'infrarouge.
4. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le panneau (12) comprend au moins une zone LCD par œil.
5. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le panneau (12) est continu pour les deux yeux, le panneau (12) comprenant des pixels sélectivement obturés pour la vision d’un œil ou l’autre.
6. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le panneau (12) comprend des pixels associés à un filtre de couleur, les pixels étant sélectivement obturés.
7. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, comprenant e Un cône (18) de vision avec une chambre (20) ayant une première extrémité (201) et une deuxième extrémité (202), e une unité de calcul (28) à une extrémité de la chambre, l’unité de calcul comprenant un écran (16) d'affichage de stimuli visuels et la ou les caméras (14) de suivi du mouvement des yeux, e une ouverture (22) à l’autre extrémité de la chambre, pour la vision des stimuli visuels sur écran d’affichage (16), la ou les caméras (14) étant aptes à suivre le mouvement des yeux à travers le panneau (12) en configurations autorisant la vision et obturant la vision.
8. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel la configuration du panneau (12) est contrôlée par l’unité de calcul (28).
9. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le panneau (12) est positionné de manière amovible dans le cône (18) de vision.
10. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins une caméra (14) filmant les deux yeux.
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