DE3011746A1

DE3011746A1 - Verfahren zur automatischen auswertung der mit hilfe einer messbrille nach dem prinzip der hornhautreflexionsmethode ermittelten augenbewegungen

Info

Publication number: DE3011746A1
Application number: DE19803011746
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 7513 Stutensee Schumacher
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1981-10-01

Description

Verfahren zur automatischen Auswertung der mit Hilfe einer
Meßbrille nach dem Prinzip der Horflhautreflexionsmethdde ermittelten Augenbewegungen Eine bekannte Methode zur Messung der Augenbewegungen des Menschen ist die Hornhautreflexionsmethode. Hier wird eine Markierungslampe auf das Auge gerichtet. Das Licht (Lichtpunkt oder Markierungspfeil) wird von der Hornhaut des Auges reflektiert. Da der Krümmungsmittelpunkt der Hornhaut nicht identisch ist mit dem Drehpunkt des Augapfels, hat die Augendrehung eine Bewegung des reflektierten Lichtes zur Folge. Durch eine Justierung kann-das Bild der Markierungslampe mit dem Fixationspunkt in Übereinstimmung gebracht werden.
Eine zur Messung der Augenbewegung geeignete Meßbrille, die auf diesem Prinzip beruht, besitzt zwei optische Kanäle.
Über den ersten Kanal wird das Blickfeld des Auges übertragen. Über den zweiten Kanal wird der von der Hornhaut reflektierte Lichtstrahl in das Bild des Blickfeldes eingespiegelt. Mittels eines Lichtleitkabels wird das Bild des Blickfeldes und des Fixationspunktes auf eine registrierende Film- oder Fernsehkamera übertragen.
Bei Verwendung einer Meßbrille wird aie Bewegungsfreiheit nicht wesentlich eingeschränkt, da das Blickfeld mit abgebildet wird. Außerdem ist eine Meßbrille wesentlich preiswerter als ein ortsfestes Augenbewegungsmeßgerät, das zwar eine automatische Auswertung der Augenbewegungen gestattet, aber nur eine eingeschränkte Bewegung des Kopfes zuläßt.
Die manuelle Auswertung der mit einer Meßbrille ermittelten Fixationspunkte auf dem Filmmaterial oder dem Videoband ist sehr aufwendig, da jedes Bild des Filmes einzeln untersucht werden muß bzw. bei der Registrierung auf Videoband eine Untersuchung nur mit Vorgabe von Zeitintervallen und Abspielen des Videobandes in Zeitlupe möglich ist.
Teilautomatische Auswerteverfahren bringen hier zwar Erleichterungen, indem die Speicherung der Ergebnisse von einem Digitalrechner übernommen wird, es ist aber immer noch eine manuelle Eingabe der Koordinaten der Fixationen z. B. über Drucktasten oder über die Abgriffe eines zweidimensionalen Koordinatengebers, mit dem eine Lichtmarke auf dem jeweiligen Fixationspunkt positioniert wird, oder andere Eingabearten erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auswertung der von einer Fernsehkamera aufgenommenen oder auf einem Videoband aufgezeichneten Fixationen, die mit Hilfe einer Meßbrille nach dem Prinzip der Hornhautreflexion erfaßt wurden, vollautomatisch durchzuführen.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, das von der Hornhaut reflektierte Licht (Lichtpfeil) von einer handelsüblichen Fernsehkamera aufzuzeichnen, deren Videosignal mit Hilfe einer Elektronik ausgewertet wird. Ausgangssignale der elektronischen Schaltungen sind zwei Spannungen, die der Lage des vom Auge reflektierten Lichtstrahls in den Koordinaten x und y entsprechen, und die dann weiter verarbeitet werden können, z. B. mit einem Datenverarbeitungsgerät. Eine Zwischenspeicherung des Videobildes auf einem Videobandgerät ist möglich.
Die Wirkungsweise der Erfindung wird im folgenden näher erläutert. In Fig. 1 wird der Lichtstrahl einer Lampe 1 an der Hornhaut des Auges 2 reflektiert und in den Strahlengang der Meßbrille 3 eingespiegelt. Über ein Lichtleitkabel 4 wird das Bild des Blickfeldes zusammen mit dem reflektierten Lichtstrahl auf eine Fernsehkamera 5 übertragen Das Videosignal 6 der Fernsehkamera wird in einer Elektronik 7 mit bekannten Bauelementen ausgewertet, derart, daß die y-Koordinaten durch Aus zählen der Fernsehzeilen und die x-Koordinaten durch Aus zählen eines der Zeilenablenkung überlagerten Taktes bestimmt wird. Ausgewertet wird die größte Amplitude im Videosignal, die durch den von der Hornhaut des Auges reflektierten Lichtstrahl gebildet wird.
Es ist also durch Verwendung geeigneter optischer Maßnahmen Filter, Licht anderer Wellenlänge o. a.) zu gewährleisten, daß diese. Bedingung erfüllt ist. Der Ausgang der Elektronik wird durch zwei Spannungen U(x) und U(y) gebildet (analog oder digital), die der Lage des reflektierten Lichtstrahls in den Koordinaten x und y entsprechen. Diese Spannungen können z. B. von einem Prozeßrechner 8 eingelesen werden.
Diese Erfindung bietet den Vorteil einer automatischen Auswertung der mit einer Meßbrille auf dem Prinzip der Hornhautreflexionsmethode ermittelten Augenbewegungen mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand durch weitgehende Verwendung fertiger Bauteile (Fernsehkamera, Meßbrille). Die Szene bleibt durch Wahl geeigneter optischer Maßnahmen sichtbar.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche Verfahren zur automatischen Auswertung der mit Hilfe einer Meßbrille auf dem Prinzip der Hornhautreflexionsmethode ermittelten Augenbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild des Blickfeldes, gemischt mit dem vor der Hornhaut reflektierten Licht, auf eine Fernsehkamera übertragen wird, weiterhin gekennzeichnet dadurch, daß das von der Hornhaut reflektierte Licht die größte Amplitude, bezogen auf die spektrale Empfindlichkeit der Fernsehkamera, gegenüber dem Bild des Blickfeldes aufweist, weiterhin gekennzeichnet dadurch, daß das Videosignal der Fernsehkamera oder das auf einem Videogerät gespeicherte Videosignal durch eine Elektronik ausgewertet wird, derart, daß die x- und y-Koordinaten des Punktes der größten Amplitude (von der Hornhaut reflektiertes Licht) des Videosignals in Form analoger oder digitaler Spannungen vorliegen, die weiterverarbeitet werden können.
2. Verfahren zur automatischen Auswertung der mit Hilfe einer Meßbrille auf dem Prinzip der Hornhautreflexionsmethode ermittelten Augenbewegungen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bild des Blickfeldes so weit durch geeignete Filter oder durch eine Blende abgeblendet wird, daß das von der Hornhaut reflektierte Licht die größte Amplitude im Videosignal gegenüber dem Bild des Blickfeldes aufweist.
3. Verfahren zur automatischen Auswertung der mit Hilfe einer Meßbrille auf dem Prinzip der Hornhautreflexionsmethode ermittelten Augenbewegungen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k-e n n z e i c h n e t, d-aB-durci Verwendung eines in der Wellenlänge vom Bild des Blickfeldes abweichende Lichtquelle, z. B. Infrarot, deren Licht von der Hornhaut reflektiert wird, und der Verwendung einer für diese Wellenlänge empfindlichen Fernsehkamera ein Videosignal erzeugt wird, in dem das reflektierte Licht die größte Amplitude aufweist.