-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Augenbewegungs-Messeinrichtung zum Getragen werden von einem Fahrer oder dergleichen eines Fahrzeugs zum Messen der Augenbewegung des Fahrers oder dergleichen, sowie ein Augenbewegungs-Analysesystem zur Durchführung verschiedener Auswertungen, wie zum Beispiel einer Analyse von Bewusstseinszuständen des Fahrers oder dergleichen, basierend auf der mit der Augenbewegungs-Messeinrichtung erfassten Augenbewegung.
-
Beschreibung des Stands der Technik
-
Es bestand ein Bedürfnis ein Verfahren für das Überwachen von Zuständen eines Fahrers oder dergleichen eines Fahrzeugs zu entwickeln, um Unfälle, verursacht durch menschliches Versagen des Fahrers oder dergleichen, zu reduzieren, und so weiter. Es ist bekannt, dass die Augenbewegung des Fahrers oder dergleichen die Zustände des Bewusstseins des Fahrers oder dergleichen widerspiegeln, wie zum Beispiel einen Grad der Erregung und einen Grad der Unachtsamkeit, und daher wurden Versuche unternommen, die Zustände des Fahrers oder dergleichen zu erkennen durch Messen der Augenbewegung. Als eine Vorrichtung zum Messen einer solchen Augenbewegung wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Gesicht einer Testperson, einschließlich eines Augapfels, mit einem Abtastlicht bestrahlt, um ein Auge abzubilden (vergleiche, zum Beispiel, Patentdokument 1).
-
(Stand der Technik Dokument)
-
(Patentdokument)
-
Patentdokument 1:
Japanische Patentanmeldung Veröffentlichungs-Nr. 2016-051317 -
(Zu lösendes Problem)
-
Üblicherweise wird das vorgeschlagene Bildgerät in, zum Beispiel, einem Zustand verwendet, in welchem das Bildgerät im Voraus in einem Fahrzeug angeordnet ist, um in Richtung eines Augapfels zu zeigen. Demnach gab es eine Gefahr, dass keine stabile Bildgebung durchgeführt werden konnte, da die Lagebeziehung zwischen dem Bildgerät und dem Augapfel sich ändern kann, wenn der Fahrer oder dergleichen seinen/ihren Kopf bewegt, und der Augapfel aus dem visuellen Bereich des Bildgeräts gelangen kann. Zudem gab es eine Gefahr, dass Umgebungslicht in das Bildgerät eindringen kann, was für die Erzielung eines klaren Bilds hinderlich ist.
-
Ein brillenartiges Bildgerät mit einem Halbspiegel kann die Lagebeziehung zwischen dem Bildgerät und einem Augapfel bei einem vorbestimmten Verhältnis halten. Jedoch würde dies dazu führen, dass der Aufbau hiervon kompliziert und von großer Baugröße ist, und es gibt auch eine Gefahr, dass Umgebungslicht in das Bildgerät gelangen kann, was für die Erzielung eines klaren Bilds hinderlich ist, wie es bei dem vorgenannten Bildgerät der Fall ist.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme wird die vorliegende Erfindung bereitgestellt, deren Ziel es ist, folgendes zu verwirklichen: eine Augenbewegungs-Messeinrichtung, aufweisend einen Aufbau, der so kompakt ist, um für den Fahrer oder dergleichen leicht aufsetzbar/abnehmbar zu sein, und der imstande ist, den Einfluss von Umgebungslicht zu reduzieren, um die Augenbewegung mit einem hohen Präzisionsgrad zu messen; ein Augenbewegungs-Analysesystem zur Durchführung verschiedener Auswertungen, wie zum Beispiel Analyse des Bewusstseinszustands des Fahrers oder dergleichen, basierend auf der mit der Augenbewegungs-Messeinrichtung erfassten Augenbewegung.
-
(Mittel zur Lösung der Probleme)
-
Als ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein technisches Mittel angegeben: eine Augenbewegungs-Messeinrichtung zum Erfassen eines Zustands und einer Bewegung eines Augapfels, wobei die Einrichtung aufweist: eine Augapfel-Fotografier-Einrichtung, die ausgebildet ist, um ein Foto von einem Augapfel zu machen; und eine Augenbewegungserfassungseinheit, die ausgebildet ist, um eine Augenbewegung zu erfassen, basierend auf einer Aufnahme eines Augapfels in Form eines mit der Augapfel-Fotografier-Einrichtung gemachten Fotos, wobei die Augapfel-Fotografier-Einrichtung aufweist: eine Augapfel-Beleuchtungseinheit, die ausgebildet ist, um einen Augapfel einer Testperson, welche einen Fahrer beinhaltet, mit Beleuchtungslicht zu beleuchten, eine Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit, die ausgebildet ist zum Erhalten einer Augapfelaufnahme mittels Abbilden des durch die Augapfel-Beleuchtungseinheit beleuchteten Augapfels, und eine Ausrichtungseinheit, die derart ausgebildet ist, dass, wenn die Augapfel-Fotografier-Einrichtung von der Testperson getragen wird, die Augapfel-Beleuchtungseinheit in einer Position angeordnet wird, in welcher der Augapfel mit dem Beleuchtungslicht beleuchtet werden kann, und die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit in einer Position angeordnet wird, in welcher die Augapfelaufnahme mittels Abbildung des Augapfels erhalten werden kann.
-
Gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Augapfel-Fotografier-Einrichtung mittels Verwendung der Augapfel-Beleuchtungseinheit den Augapfel mit dem Beleuchtungslicht beleuchten, und mittels Verwendung der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit die Augapfelaufnahme als Ergebnis der Abbildung des durch die Augapfel-Beleuchtungseinheit beleuchteten Augapfels erhalten. Die Augenbewegung kann erfasst werden durch die Augenbewegungserfassungseinheit basierend auf der Augapfelaufnahme in Form eines mit der Augapfel-Fotografier-Einrichtung aufgenommenen Fotos. Mit der Ausrichtungseinheit können die Augapfel-Beleuchtungseinheit und die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit einfach in vorbestimmten Positionen angeordnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Augapfel-Fotografier-Einrichtung mit einem Aufbau auszuführen, der so kompakt ist, dass er für den Fahrer oder dergleichen leicht aufsetzbar/abnehmbar ist, und der es vermag, den Einfluss von Umgebungslicht zu reduzieren, um die Augenbewegung unter stabilen Bedingungen zu erfassen. Die Bezeichnung „Fahrer oder dergleichen“ kennzeichnet einen Fahrer eines Fahrzeugs, eine Bedienperson einer Vorrichtung, oder dergleichen.
-
Als ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im ersten Aspekt der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei die genannte Einrichtung eine Augenbewegungs-Messeinrichtung zum Erfassen eines Zustands und einer Bewegung eines Augapfels der eine Brille tragenden Testperson aufweist, und wobei die Augapfel-Beleuchtungseinheit und die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit bezüglich der getragenen Brille durch die Ausrichtungseinheit positioniert werden.
-
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Augenbewegung erfasst werden für den Fahrer oder dergleichen dem es erlaubt ist, die Brille im regelmäßigen Gebrauch zu tragen.
-
Als dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im ersten oder zweiten Aspekt der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, ferner aufweisend eine Reflektoreinheit, die ausgebildet ist, um sichtbares Licht durch diese hindurch passieren zu lassen, während das Beleuchtungslicht der Augapfel-Beleuchtungseinheit reflektiert wird, um das reflektierte Beleuchtungslicht in Richtung des Augapfels zu lenken, und die Augapfelaufnahme in Richtung der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit zu reflektieren, um von der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit erfasst zu werden, wobei die Ausrichtungseinheit ferner ausgebildet ist, so dass die Augapfel-Beleuchtungseinheit bezüglich der Reflektoreinheit in einer Position angeordnet ist, in welcher der Augapfel mit dem reflektierten Beleuchtungslicht beleuchtet werden kann, und die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit in einer Position angeordnet ist, in der die Augapfelaufnahme als Ergebnis einer Erfassung der reflektierten Augapfelaufnahme erhalten werden kann, und wobei die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit die Augapfelaufnahme des von der Augapfel-Beleuchtungseinheit beleuchteten Augapfels erhält als Ergebnis der Erfassung der reflektierten Augapfelaufnahme des mit dem reflektierten Beleuchtungslicht beleuchteten Augapfels durch die Reflektoreinheit von hinten oder von der Seite bezüglich des Augapfels.
-
Gemäß des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann die Reflektoreinheit nicht sichtbares Licht, das von der Augapfel-Beleuchtungseinheit emittiert wird, reflektieren, um das reflektierte nicht sichtbare Licht in Richtung des Augapfels zu lenken, und sie kann ferner die Augapfelaufnahme des mit dem reflektierten nicht sichtbaren Licht beleuchteten Augapfels reflektieren. Die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit kann die Augapfelaufnahme des von der Augapfel-Beleuchtungseinheit beleuchteten Augapfels erhalten als Ergebnis der Erfassung der zurückgelieferten Augapfelaufnahme durch die Reflektoreinheit von hinten oder von einer Seite in Bezug zu dem Augapfel. Auf diese Art und Weise kann die Augapfel-Fotografier-Einrichtung mit einem kompakteren Aufbau ausgebildet werden. Des Weiteren ist es möglich, zu erreichen, dass die Augenbewegungsmesseinrichtung imstande ist, den Einfluss von Umgebungslicht noch weiter zu reduzieren, um die Augenbewegung mit einem hohen Maß an Präzision zu erfassen. Der Ausdruck „von hinten oder von einer Seite in Bezug zu dem Augapfel“ kennzeichnet eine Lagebeziehung basierend auf der Oberfläche des Augapfels, der in dem Gesicht des Fahrers oder dergleichen zu sehen ist.
-
Als ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in jeweils einem der ersten bis dritten Aspekte der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei die Ausrichtungseinheit eine Überbrille aufweist.
-
Als ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in jeweils einem der ersten bis dritten Aspekte der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei die Ausrichtungseinheit eine Klemmbrille aufweist.
-
Gemäß den vierten und fünften Aspekten der vorliegenden Erfindung können die Überbrille und die Klemmbrille in geeigneter Weise an die Ausrichtungseinheit bereitgestellt werden.
-
Als ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in jeweils einem der ersten bis fünften Aspekte der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei das von der Augapfel-Beleuchtungseinheit emittierte Beleuchtungslicht als nicht sichtbares Licht Nah Infrarotstrahlung umfasst.
-
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann für das Beleuchtungslicht Nah Infrarotstrahlung als nicht sichtbares Licht verwendet werden, wodurch Bildgebung bei Nacht ermöglicht wird.
-
Als ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in jeweils einem der ersten bis vierten Aspekte der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei das von der Augapfel-Beleuchtungseinheit emittierte Beleuchtungslicht als nicht sichtbares Licht ultraviolettes Licht umfasst.
-
Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann für das Beleuchtungslicht ultraviolettes Licht als nicht sichtbares Licht verwendet werden, ohne eine Interferenz von Linsen von üblichen Brillen mit niedriger Transmission gegenüber ultravioletten Strahlen und Unempfänglichkeit gegenüber Umgebungslicht.
-
Als ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem sechsten Aspekt der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei die Reflektoreinheit einen reflektierenden Film aufweist, der ausgebildet ist um Nah Infrarotlicht selektiv zu reflektieren.
-
Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Reflektoreinheit ein reflektierender Film sein, der Nah Infrarotlicht selektiv reflektiert.
-
Als ein neunter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird im achten Aspekt der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei eine Linse aus einer der Gruppen aus Brillen, Überbrillen, und Klemmbrillen aus einem Material hergestellt ist, welches Nah Infrarotstrahlung absorbiert.
-
Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung absorbiert die Linse Nah Infrarotstrahlung, und dadurch kann der Einfluss von Nah Infrarotstrahlung als eine Komponente des Umgebungslichts reduziert werden, und die Augapfelaufnahme kann erhalten werden als Ergebnis der Bildgebung des Augapfels mit einem hohen Maß an Präzision.
-
Als ein zehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in jeweils einem der ersten bis neunten Aspekte der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei eine Beleuchtungsrichtung des Beleuchtungslichts von der Augapfel-Beleuchtungseinheit und eine Richtung des visuellen Bereichs der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit zueinander im Wesentlichen gleich sind.
-
Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann nicht sichtbares Licht von ausreichender Beleuchtungsintensität in Richtung des visuellen Bereichs der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit eingebracht werden, und somit wird die Effizienz der Einstrahlung für den mit einem derartigen nicht sichtbaren Licht beleuchteten Augapfel erhöht, und im Ergebnis kann eine deutliche Aufnahme erhalten werden.
-
Als ein elfter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in jeweils einem der ersten bis zehnten Aspekte der Augenbewegungs-Messeinrichtung ein technisches Mittel angegeben, wobei die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit einen Filter aufweist, der ausgebildet ist, um zumindest einen Teil des Umgebungslichts im Spektrum des sichtbaren Lichts zu absorbieren oder zu reflektieren, und um selektiv zu gewährleisten, dass das von der Augapfel-Beleuchtungseinheit emittierte Beleuchtungslicht durch diesen hindurch passiert.
-
Gemäß dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Umgebungslicht in dem Spektrum des sichtbaren Lichts, welches in die Bildgebungseinheit eintritt, reduziert werden durch den Filter, während das nicht sichtbare Licht, welches für die Bildgebung verwendet werden soll, durch den Filter passieren kann, und dadurch kann der Einfluss des Umgebungslichts reduziert werden und der Augapfel kann erhalten werden als ein Ergebnis der Bildgebung des Augapfels mit einem hohen Grad an Präzision.
-
Als ein zwölfter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein technisches Mittel angegeben: ein Augenbewegungs-Analysesystem, aufweisend: eine Augenbewegungs-Messeinrichtung nach einem der vorhergehend beschriebenen ersten bis zwölften Aspekte; und eine Erkennungseinheit für menschliche Zustände, die ausgebildet ist, um einen Zustand zu erfassen, einschließlich eines Bewusstseinszustands einer Testperson, welche einen Fahrer einschließt, basierend auf der von der Augenbewegungserfassungseinheit erfassten Augenbewegung.
-
Gemäß dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Augenbewegungs-Analysesystem die Augenbewegungs-Messeinrichtung und die Erkennungseinheit für menschliche Zustände, und daher kann der Zustand, wie zum Beispiel ein Bewusstseinszustand des Fahrers oder dergleichen, durch die Erkennungseinheit für menschliche Zustände erfasst werden basierend auf der durch die Augenbewegungserfassungseinheit erfassten Augenbewegung.
-
Als ein dreizehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem zwölften Aspekt des Augenbewegungs-Analysesystems ein technisches Mittel angegeben, wobei das besagte System für den Fahrer eines Fahrzeugs verwendet wird, und wobei die Erkennungseinheit für menschliche Zustände den Bewusstseinszustand einschließlich einen Zustand der Erregung und einen Zustand der Unachtsamkeit des Fahrers erfasst.
-
Gemäß dem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Bewusstseinszustand, wie zum Beispiel ein Zustand der Erregung und ein Zustand der Unachtsamkeit des Fahrers, welche beim Fahren des Fahrzeugs menschliche Fehler zu Folge haben könnten, durch besagtes Augenbewegungs-Analysesystem analysiert werden.
-
Als ein vierzehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem dreizehnten Aspekt des Augenbewegungs-Analysesystems ein technisches Mittel angegeben, welches des Weiteren eine Warnvorrichtung umfasst, die ausgebildet ist, um den Fahrer mit einer Warnung, einschließlich eines stimmhaften Lauts und Vibration, zu warnen, wenn die Erkennungseinheit für menschliche Zustände bestimmt, dass der Bewusstseinszustand des Fahrers einem vorbestimmten Zustand entspricht.
-
Gemäß dem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Warnvorrichtung durch Ausgabe einer Warnung zur Aufmerksamkeit rufen, wenn bestimmt wird, dass der Bewusstseinszustand des Fahrers in einem vorbestimmten Zustand ist, wie zum Beispiel in einem Bewusstseinszustand, der für das Lenken des Fahrzeugs gefährlich ist.
-
Figurenliste
-
Hinsichtlich eines noch besseren Verständnisses der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile soll nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren gelesen werden, wobei:
- 1 stellt eine beispielhafte Ansicht dar, welche auf schematische Weise den Aufbau zeigt von: einer Augapfel-Fotografier-Einrichtung; und einem Augenbewegungs-Analysesystem in einer ersten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 stellt eine beispielhafte Ansicht dar, welche auf schematische Weise die Anordnung zeigt von: einer Augapfel-Beleuchtungseinheit; einer Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit; und einer Reflektoreinheit in Bezug auf den Augapfel eines Fahrers oder dergleichen.
- 3 stellt eine beispielhafte Ansicht dar, welche auf schematische Weise den Aufbau zeigt von: einer Augapfel-Fotografier-Einrichtung; und einem Augenbewegungs-Analysesystem in einer zweiten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung
-
(Erste Ausführungsform)
-
Ein Augenbewegungs Analysesystem S als eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Augenbewegungs Analysesystem S eine Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1, welche ein Foto eines Augapfels eines Fahrers eines Fahrzeugs, einer Bedienperson einer Vorrichtung, oder dergleichen (im nachfolgenden bezeichnet als der Fahrer oder dergleichen) aufnimmt, eine Augenbewegungserfassungseinheit 2, welche eine Augenbewegung basierend auf einer mit der Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 fotografierten Augapfelaufnahme erfasst, und eine menschliche Zustände Erkennungseinheit 3, die Zustände, wie zum Beispiel Bewusstseinszustände des Fahrers oder dergleichen, basierend auf der durch die Augenbewegungserfassungseinheit 2 erfassten Augenbewegung erkennt. Des Weiteren ist eine Warnvorrichtung 4 vorgesehen, die basierend auf den von der menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 erfassten Zuständen des Fahrers oder dergleichen eine Warnung ausgibt. Hier bilden die Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 und die Augenbewegungserfassungseinheit 2 eine Augenbewegungs-Messeinrichtung.
-
Die Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform umfasst eine Überbrille 10, die aufgebaut sind, um eine Brille G, die von dem Fahrer oder dergleichen getragen wird, zu umkleiden, eine Augapfel-Beleuchtungs-Einheit 11, die einen Augapfel mit nicht sichtbarem Licht beleuchtet, eine Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12, die eine Augapfelaufnahme des durch die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 beleuchteten Augapfels aufnimmt, eine Reflektoreinheit 13, die das von der Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 abgestrahlte nicht sichtbare Licht reflektiert, um dieses zu dem Augapfel zu lenken, und die die Augapfelaufnahme zum abgebildet werden an die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 reflektiert, und eine Ausrichtungseinheit, die die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11, die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 und die Reflektoreinheit 13 in vorbestimmten Positionen in Bezug auf die Brille G ausrichtet.
-
Hier richtet die Ausrichtungseinheit die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 in Bezug auf die Reflektoreinheit 13 in einer Position aus, die die Anwendung des nicht sichtbaren Lichts auf den Augapfel ermöglicht, und die Ausrichtungseinheit richtet die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 in einer Position aus, die eine Bildgebung der von der Reflektoreinheit 13 reflektierten Augapfelaufnahme ermöglicht.
-
In einer Ausführung wird als die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 eine Nah Infrarot Licht LED 11a verwendet, die als Beleuchtungslicht Nah Infrarotlicht, welches nicht sichtbares Licht ist, emittiert. Nah Infrarotlicht ermöglicht eine Bildgebung auch während der Nacht und es kann geeigneter Weise verwendet werden. Aufgrund des nicht sichtbaren Lichts nimmt der Fahrer oder dergleichen nicht wahr, dass der Augapfel beleuchtet wurde. Da nicht sichtbares Licht die visuelle Wahrnehmung, die Fähigkeit zur Konzentration, und dergleichen nicht behindert, kann es daher in geeigneter Weise verwendet werden. Mittels eines Befestigungselements 14 ist die Nah Infrarotlicht LED 11a an einem Bügel 10b der Überbrille 10 befestigt, in einer Position, die das Gesichtsfeld des Fahrers oder dergleichen nicht blockiert, in einer Richtung entlang derer das Nah Infrarotlicht auf die in einem Linsenteil 10a der Überbrille 10 vorgesehene Reflektoreinheit 13 gerichtet werden kann. Hier umfasst das Befestigungselement 14 eine Einstellvorrichtung, die Ausrichtungen der Nah Infrarotlicht LED 11a und einer Nah Infrarotlicht Kamera 12a einstellt.
-
In einerAusführung wird als die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 die Nah Infrarotlicht Kamera 12a verwendet. Die Nah Infrarotlicht Kamera 12a ist zusammen mit der Nah Infrarotlicht LED 11a mittels dem Befestigungselement 14 an dem Bügel 10b der Überbrille 10 befestigt. Hier sind eine Strahlungsrichtung des von der Nah Infrarotlicht LED 11a emittierten Nah Infrarotlichts und eine Richtung des visuellen Bereichs der Nah Infrarotlicht Kamera 12a im Wesentlichen die gleiche Richtung. Mit derartigen Anordnungen kann das nicht sichtbare Licht in ausreichender Beleuchtungsintensität in die Richtung des visuellen Bereichs der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 appliziert werden. So verbessert sich die Strahlungseffizienz des nicht sichtbaren Lichts auf den Augapfel und es kann eine deutliche Aufnahme erzielt werden.
-
Die Nah Infrarotlicht Kamera 12a weist einen Bilderfassungstakt und eine Genauigkeit auf, welche notwendig sind für die Erkennung von menschlichen Zuständen. zum Beispiel ist sie ausgebildet als eine Kamera, die eine Bilderfassung mit einer Bildrate von 200 Bildern pro Sekunde und einer Auflösung von 0,05° durchführen kann.
-
in einer Ausführung ist die Reflektoreinheit
13 auf der Augapfel Seitenfläche des Linsenteils
10a der Überbrille
10 ausgebildet in Form eines reflektierenden Films
13a, welcher sichtbares Licht weiterleitet, in welchem das Reflexionsvermögen von Nah Infrarotlicht wahlweise hoch ist. Ein bekannter Beschichtungsfilm, der Nah Infrarotlicht reflektiert, wie zum Beispiel ein in der
japanischen Patentanmeldung mit der Publikationsnummer 2015-148643 offenbarter Beschichtungsfilm, kann als der reflektierende Film
13a verwendet werden.
-
2 zeigt Anordnungen der Nah Infrarotlicht LED 11a, der Nah Infrarotlicht Kamera 12a, und des reflektierenden Films 13a in Bezug auf ein rechtes Auge R des Fahrers oder dergleichen. 2 zeigt schematisch die Anordnungen, wenn die Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 von oberhalb des Kopfes des Fahrers oder dergleichen betrachtet wird. Zur Vereinfachung ist die Darstellung der Brille G weggelassen.
-
Die Nah Infrarotlicht LED 11a ist in einer Position angeordnet, die die Bestrahlung mit dem Nah Infrarotlicht, wie im Pfad A, auf den Augapfel, zumindest auf die Iris und die Pupille, des rechten Auges R durch den reflektierenden Film 13a ermöglicht.
-
Das auf das rechte Auge R applizierte Nah Infrarotlicht dringt durch den reflektierenden Film 13a, wie im Pfad B, in die Nah Infrarotlicht Kamera 12a ein, um als Augapfelaufnahme aufgenommen zu werden.
-
In einer Ausführung stimmen sowohl das Befestigungselement 14, welches die Nah Infrarotlicht LED 11a und die Nah Infrarotlicht Kamera 12a anordnet, als auch die Überbrille 10, welche den Bügel 10b an dem das Befestigungselement 14 befestigt ist und die Linse 10a wo der reflektierende Film 13a angeordnet ist aufweist, mit der Ausrichtungseinheit überein.
-
Da die Lagebeziehung zwischen der Überbrille 10 und der Brille G konstant ist, stimmen in einer Ausführung sowohl das Befestigungselement 14, welches die Nah Infrarotlicht LED 11a und die Nah Infrarotlicht Kamera 12a anordnet, als auch die Überbrille 10, welche den Bügel 10b an dem das Befestigungselement 14 befestigt ist und die Linse 10a auf der der reflektierende Film 13a angeordnet ist aufweist, mit der Ausrichtungseinheit überein.
-
Auf diese Weise sind in der Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform die Nah Infrarotlicht LED 11a, die Nah Infrarotlicht Kamera 12a, und der reflektierende Film 13a in der Überbrille 10 angeordnet. Dadurch, selbst wenn sich der Kopf des Fahrers oder dergleichen bewegt, wird der Bewegung gefolgt, und die Lagebeziehung mit dem Augapfel wird nicht verändert. Darüber hinaus wird das Sehvermögen des Fahrers oder dergleichen nicht blockiert.
-
Des Weiteren, da der Augapfel mit Nah Infrarotlicht, was nicht sichtbares Licht ist, beleuchtet wird, kann der Fahrer oder dergleichen das Fahren des Fahrzeugs, die Bedienung einer Vorrichtung, und dergleichen ausüben, während er umsichtig nach vorne schaut, ohne sich der Bilderfassung des Augapfels bewusst zu sein.
-
Die Überbrille 10 kann eine Gestaltung aufweisen, in der die Linse 10a aus einer Linse gebildet ist, die Nah Infrarotlicht aus der Außenumgebung absorbiert/blockiert, wie zum Beispiel eine Linse in die Kupfer-Ionen eingebracht sind. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass das in dem Umgebungslicht enthaltene Nah Infrarotlicht durch die Linse 10a hindurch übertragen wird und von der Vorderseite der Überbrille 10 in die Nah Infrarotlicht Kamera 12a hinein gelangt. Somit kann der Einfluss des Umgebungslichts während der Aufnahme des Augapfels reduziert werden, und der Augapfel kann mit einer hohen Genauigkeit aufgenommen werden. Darüber hinaus, da der Einfluss des Umgebungslichts reduziert werden kann, kann auch die Strahlungsintensität der Applizierung des Nah Infrarotlichts auf den Augapfel reduziert werden.
-
Die Augenbewegungserfassungseinheit 2 und die menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 sind gebildet durch Einrichtungen, die eine arithmetische Verarbeitungsfunktion aufweisen, wie zum Beispiel Computer und tragbare Daten-Endgeräte, wie Smartphones. Die Augenbewegungserfassungseinheit 2 und die menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 können eine Erfassung der Augenbewegung basierend auf einer mit der Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 aufgenommenen Augapfelaufnahme, und entsprechend eine Erkennung von Zuständen, wie zum Beispiel die Bewusstseinszustände des Fahrers oder dergleichen, basierend auf der durch die Augenbewegungserfassungseinheit 2 erfassten Augenbewegung durchführen, in Übereinstimmung mit in besagter Einrichtung aufgenommenen Programmen.
-
die Augenbewegungserfassungseinheit 2 und die menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 können als derselbe Computer für arithmetische Verarbeitung ausgebildet sein. Ebenso, wenn das vorliegende System in einem Fahrzeug, zum Beispiel einem Automobil, angebracht ist, kann beispielsweise eine Motorsteuerungseinheit (ECU) als der Computer für arithmetische Verarbeitung geteilt werden.
-
Die Augenbewegungserfassungseinheit 2 stellt an die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 und die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 Energie bereit, und führt die Steuerung dieser beiden durch. Des Weiteren erhält die Augenbewegungserfassungseinheit 2 in vorbestimmten Zeitintervallen eine Augapfelaufnahme von der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12, und sendet die Daten an die menschliche Zustände Erkennungseinheit 3. In einer Ausführung weist die Augenbewegungserfassungseinheit 2 eine Datenübertragungseinrichtung auf, und sendet die Daten von der Augenbewegungserfassungseinheit 2 an die menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 mittels einer Funkverbindung.
-
In der Augenbewegungserfassungseinheit 2 kann die Planung des Nah Infrarotlichts durch die Nah Infrarotlicht LED 11a durch kontinuierliches beleuchten der Nah Infrarotlicht LED 11a durchgeführt werden, oder der Strahlungszeitpunkt kann gesteuert werden, so dass er mit dem Bilderfassungstakt der Nah Infrarotlicht Kamera 12a synchronisiert ist.
-
Zustände eines Augapfels, wie zum Beispiel Augenbewegung und Änderungen im Pupillendurchmesser, stehen in enger Beziehung zu den Bewusstseinszuständen des Fahrers oder dergleichen. Die menschliche Zustände Erfassungseinheit 3 erkennt die Zustände, wie zum Beispiel die Bewusstseinszustände des Fahrers oder dergleichen, basierend auf der von der Augenbewegungserfassungseinheit 2 erfassten Augenbewegung. Weiterverarbeitung, wie zum Beispiel Bildverarbeitung, wird mit den aufgenommenen Daten des Augapfels durchgeführt, um verschiedene Parameter zu entnehmen, und basierend auf den Werten oder Änderungen dieser Parameter können die Zustände des Bewusstseins, wie zum Beispiel ein Grad der Erregung und ein Grad der Unaufmerksamkeit, des Fahrers oder dergleichen erkannt werden.
-
Die menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 ist ausgebildet, so dass Sensoren, wie zum Beispiel Gyroskope, die für verschiedene Analysen notwendig sind daran angeschlossen werden können. Ausgangssignale von diesen Sensoren können für die Verwendung in Analysen entnommen werden.
-
In Bezug auf das Erkennen der Bewusstseinszustände des Fahrers oder dergleichen können, zum Beispiel, der Grad der Unaufmerksamkeit des Fahrers oder dergleichen durch erfassen eines Konvergenzwinkels oder Divergenz von beiden Augen gemessen werden.
-
Darüber hinaus können ein dreiachsiger Beschleunigungssensor, der eine lineare Beschleunigung erfasst, und ein Gyroskop, das die Rotationswinkelgeschwindigkeit erfasst, als Hilfsvorrichtung bereitgestellt sein, zum Beispiel zum Erfassen der linearen Beschleunigung und der Rotationswinkelgeschwindigkeit, die in dem Kopf des Fahrers des Fahrzeugs hervorgerufen wird. Durch Erfassen des vestibulookulären Reflexes (VOR) kann der Grad der Erregung des Fahrers, zum Beispiel ein Zeichen von Schläfrigkeit, basierend auf dem vestibulookulären Reflex bestimmt werden. Da vorliegend ein in dieser Analyse zu verwendender Parameter nur mit der Bewegung von einem der Augäpfel berechnet werden kann, brauchen die Nah Infrarotlicht LED 11a, die Nah Infrarotlicht Kamera 12a, und der reflektierende Film 13a lediglich für ein Auge bereit gestellt zu sein.
-
Des Weiteren kann zum Beispiel eine Gesichtslinienkamera, die in der Lage ist eine Gesichtslinienrichtung des Fahrers oder dergleichen zu erfassen, als eine Hilfseinrichtung bereitgestellt sein, und die Zustände des Bewusstseins des Fahrers oder dergleichen können gemessen werden durch kombinieren von Daten des Gesichtslinienverhaltens mit der Änderungsrate des Pupillendurchmessers.
-
Die Warnvorrichtung 4 gibt basierend auf den durch die menschliche Zustände Erfassungseinheit 3 gemessenen Zuständen des Fahrers oder dergleichen eine Warnung aus. Zum Beispiel ist die Warnvorrichtung 4 ausgebildet, um ein Warngeräusch oder eine Warnbenachrichtigung auszugeben, wenn die menschliche Zustände Erfassungseinheit 3 bestimmt, dass der Fahrer oder dergleichen sich schläfrig fühlt. Hier können verschiedene Verfahren verwendet werden, um die Warnung auszugeben, wie zum Beispiel Verbinden mit einer ECU, um die Warnung auf einem Bildschirm des Fahrzeugs anzuzeigen, Veränderung der Klimaanlage oder der Innenbeleuchtung, und Straffen des Sitzgurts.
-
(Modifikation)
-
In Bezug auf den Fahrer oder dergleichen, der die Brille G nicht verwendet, kann die Überbrille 10 unabhängig verwendet werden.
-
Die Nah Infrarotlicht Kamera 12a kann ausgebildet sein, um einen Filter aufzuweisen, der zumindest einen Teil des Umgebungslichts in einem sichtbaren Lichtbereich absorbiert oder reflektiert, und einen von der Nah Infrarotlicht LED 11a emittierten Nah Infrarotstrahl selektiv weiterleitet. Zum Beispiel kann eine Harzplatte, die mit einem sichtbares Licht absorbierenden Pigment oder einem Nah Infrarotstrahl durchlässigen Pigment versehen ist, eine sichtbares Licht reflektierende Beschichtung mit einer dielektrischen Mehrfachschicht, oder dergleichen verwendet werden. Auf diese Weise, da für die Aufnahme des Augapfels zu verwendendes Nah Infrarotlicht veranlasst werden kann selektiv in die Nah Infrarotlicht Kamera 12a einzufallen, kann der Augapfel mit hoher Genauigkeit aufgenommen werden, wobei dies durch das Umgebungslicht kaum beeinflusst ist.
-
Als eine Alternative zu dem reflektierenden Film 13a kann ein ähnlicher Aufbau erreicht werden durch Anbringen eines Aufklebers, der Nah Infrarotlicht auf der Linse der Brille G selektiv reflektiert. Neben Aufklebern kann die Linse Ga beschichtet werden durch Aufsprühen einer Flüssigkeit enthaltend einen Bestandteil, der Nah Infrarotlicht reflektiert.
-
Ultraviolettes Licht kann ebenfalls als das nicht sichtbare Licht verwendet werden. Zu dieser Zeit wird eine ultraviolettes Licht LED als die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 verwendet, eine Ultraviolett Kamera wird als die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 verwendet, und ein ultraviolettes Licht reflektierender Film wird als die Reflektoreinheit 13 verwendet, die Linse 10a der Überbrille 10 und die Linse der Brille G haben im Allgemeinen eine niedrige Transmission von ultraviolettem Licht, und daher sind diese geeignet, weil in der Lage den Einfluss des Umgebungslichts während der Aufnahme des Augapfels zu reduzieren.
-
Als Beleuchtungslicht von der Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 kann anstelle des nicht sichtbaren Lichts auch Beleuchtungslicht im Bereich des sichtbaren Lichts verwendet werden. Zu dieser Zeit, um den Einfluss des Umgebungslichts zu reduzieren, ist die Reflektoreinheit 13 vorzugsweise ausgebildet um den Wellenlängenbereich des Beleuchtungslichts selektiv zu reflektieren.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Eine Augapfel-Fotografier-Einrichtung 5 als eine zweite Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 3 gezeigt. Die Augapfel-Fotografier-Einrichtung 5 verwendet anstelle der Überbrille 10 eine Klemmbrille 50, bei der eine Linse 50a mit einer Klemme 50b vor der Linse Ga der Brille G befestigt ist.
-
Die Ausgestaltungen der Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 und der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 sind die gleichen wie die der Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 in der ersten Ausführung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 und die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 sind mittels dem Befestigungselement 14 an dem Bügel Gb der Brille G befestigt.
-
Hier ist das Befestigungselement 14 in dem Bügel Gb der Brille G entfernbar ausgebildet mit einem bekannten Befestigungsmittel, wie zum Beispiel einer Klemme, und es hat eine Ausgestaltung, die einen Einstellungsmechanismus zum Einstellen der Ausrichtung der Nah Infrarotlicht Kamera 12a aufweist.
-
In einer Ausführungsform ist die Reflektoreinheit 13 als der reflektierende Film 13a auf der Linse 50a der Klemmbrille 50 ausgebildet. Hier kann der reflektierende Film 13a entweder in der Oberfläche auf der Seite des Augapfels oder der Oberfläche auf der dem Augapfel gegenüberliegenden Seite der Linse 50a ausgebildet sein.
-
Wie in dem Fall der Linse 10a der Überbrille 10, kann als Ausgestaltung der Linse 50a der Klemmbrille 50 eine Linse verwendet werden, die Nah Infrarotlicht aus der Außenumgebung absorbiert oder blockiert, wie zum Beispiel eine Linse in die Kupfer-Ionen eingebracht sind.
-
In einer Ausführungsform ist die Linse Ga der Brille G vorzugsweise nicht mit einer Funktion zum Absorbieren oder Reflektieren von Nah Infrarotlicht ausgestattet, um Nah Infrarotlicht für die Bilderfassung des Augapfels weiterzuleiten.
-
(Modifikation)
-
Als eine Alternative zu dem in der Linse 50a der Klemmbrille 50 ausgebildeten reflektierenden Film 13a, kann ein ähnlicher Aufbau erreicht werden durch Anbringen eines Aufklebers, der Nah Infrarotlicht auf der Linse Ga der Brille G selektiv reflektiert, ohne die Klemmbrille 50 auf der Brille G anzubringen. Auf diese Weise kann der Fahrer oder dergleichen die Brille G, die üblicherweise von ihm/hier getragen wurde, so wie sie ist verwenden. Neben dem Aufkleber kann die Linse Ga beschichtet werden durch Aufsprühen einer Flüssigkeit enthaltend einen Bestandteil, der Nah Infrarotlicht reflektiert. Darüber hinaus, wie in dem Fall der Linse 10a der Überbrille 10, kann als Ausgestaltung der Linse Ga der Brille G eine Linse verwendet werden, die Nah Infrarotlicht aus der Außenumgebung absorbiert oder blockiert, wie zum Beispiel eine Linse in die Kupfer Ionen eingebracht sind.
-
Wie in dem Fall der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ultraviolettes Licht als das nicht sichtbare Licht verwendet werden. Darüber hinaus kann als Beleuchtungslicht von der Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 Beleuchtungslicht im sichtbaren Lichtbereich anstelle des nicht sichtbaren Lichts verwendet werden.
-
(Andere Ausführungsformen)
-
Eine Ausgestaltung, in der die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 mit der Ausrichtungseinheit vor dem oder an der Seite des Augapfels angeordnet ist, und der Augapfel ohne Verwendung der Reflektoreinheit 13 direkt aufgenommen wird, kann auch verwendet werden. Zu dieser Zeit muss die Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 nicht mit der Reflektoreinheit 13 versehen sein.
-
Das Augenbewegungs-Analysesystem S kann verwendet werden als medizinisches Diagnosegerät zum Diagnostizieren von Parkinson Krankheit, Autismus, und Schizophrenie, bei denen Verhaltenscharakteristiken in der Augenbewegung erkannt werden. Darüber hinaus kann es auch verwendet werden für Sehkraft-Auswertung im Sport oder als Gerät zum Training.
-
(Mit den Ausführungsformen erreichte vorteilhafte Effekte)
-
Bei der Augenbewegungs-Messeinrichtung nach den Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Augapfel-Fotografier-Einrichtung 1 einen Augapfel mit nicht sichtbarem Licht von der Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 beleuchten, das von der Augapfel-Beleuchtungseinheit applizierte nicht sichtbare Licht mittels der Reflektoreinheit 13 reflektieren, um es zu dem Augapfel zu leiten, dann eine Augapfel Aufnahme reflektieren, und die Augapfelaufnahme des von der Augapfel-Beleuchtungseinheit 11 beleuchteten Augapfels abbilden mittels der Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12 von hinten oder von der Seite des Augapfels. Mit der Augenbewegungserfassungseinheit 2 kann basierend auf der von der Augapfel-Fotografier-Einrichtung aufgenommenen Augapfelaufnahme eine Augenbewegung erfasst werden. Mit der Ausrichtungseinheit können die Augapfel-Beleuchtungseinheit 11, die Augapfelaufnahme- Bildgebungseinheit 12, und die Reflektoreinheit 13 einfach in vorbestimmte Stellungen angeordnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Augenbewegungs-Messeinrichtung mit einem kompakten Aufbau zu erreichen, den der Fahrer oder dergleichen leicht aufsetzen und abnehmen kann, während der Einfluss von Umgebungslicht reduziert wird, und es kann die Augenbewegung mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Darüber hinaus kann eine Augenbewegung gemessen werden, während es dem Fahrer oder dergleichen möglich ist, die von ihm/ihr üblicherweise bisher verwendete Brille zu tragen. Mit dem Augenbewegung-Analysesystem S können Zustände, wie zum Beispiel Zustände des Bewusstseins des Fahrers oder dergleichen, gemessen werden mittels der menschliche Zustände Erkennungseinheit 3 basierend auf der von der Augenbewegungserfassungseinheit 2 erfassten Augenbewegung. Darüber hinaus können die Zustände des Bewusstseins, wie zum Beispiel der Grad der Erregung und der Grad der Unaufmerksamkeit des Fahrers, die beim Fahren eines Fahrzeugs menschliche Fehler hervorrufen können, analysiert werden. Wenn bestimmt wird, dass der Bewusstseinszustand des Fahrers in einem vordefinierten Zustand ist, wie zum Beispiel einem Zustand des Bewusstseins der für das Fahren eines Fahrzeugs gefährlich ist, kann die Warnvorrichtung 4 eine Warnung ausgeben, um zur Aufmerksamkeit zu rufen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Augapfel-Fotografier-Einrichtung
- 2
- Augenbewegungserfassungseinheit
- 3
- Menschliche Zustände Erkennungseinheit
- 4
- Warnvorrichtung
- 5
- Augapfel-Fotografier-Einrichtung
- 10
- Überbrille
- 10a
- Linsenteil
- 10b
- Bügel
- 11
- Augapfel-Beleuchtungs-Einheit
- 11a
- Nah-Infrarotlicht LED
- 12
- Augapfelaufnahme-Bildgebungseinheit
- 12a
- Nah-Infrarotlicht-Kamera
- 13
- Reflektoreinheit
- 13a
- Reflektierender Film
- 14
- Befestigungselement
- 50
- Klemmbrille
- 50a
- Linse
- 50b
- Klemme
- G
- Brille
- Ga
- Linse
- Gb
- Bügel
- S
- Augenbewegungs-Analysesystem
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2016051317 [0003]
- JP 2015148643 [0041]
