JP2019501743A - 対象物からの距離を決定するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年1月15日に出願された「SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING DISTANCE FROM AN OBJECT」という発明の名称の米国特許出願第14/996,917号の優先権を主張する。この米国特許出願は、引用することによってその全内容があらゆる目的で本明細書の一部をなすものとする。
1つの実施形態によれば、上記対象物は、上記検眼プログラムに関連して表示された視力検査表の活字である。1つの実施形態によれば、上記対象物は検査パターンである。1つの実施形態によれば、上記第1の画像を参照して上記対象物の上記絶対サイズを決定することは、上記第1の画像における上記対象物の第1の画像サイズを決定することを更に含む。
別の実施形態によれば、上記第1の画像を参照して上記対象物の上記絶対サイズを決定することは、上記第1の画像における上記対象物の上記第1の画像サイズと、上記モバイルデバイスの上記カメラの焦点距離と、上記カメラのレンズと焦点面(focal plane)との間の第2の距離と、上記対象物が最適な焦点にある上記レンズからの第3の距離とを参照して行われる。
1つの実施形態によれば、上記第2の画像を参照して上記モバイルデバイスから上記対象物までの距離を決定することは、上記第2の画像における上記対象物の上記第2の画像サイズと、上記対象物の上記絶対サイズと、上記モバイルデバイスの上記カメラの上記焦点距離とを参照して行われる。
1つの実施形態によれば、上記対象物に対して上記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を上記モバイルデバイスを介して提供することは、上記対象物に対して或る方向に上記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を、上記モバイルデバイスを介して提供することを含む。
代替の一実施形態によれば、上記対象物に対して上記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を上記モバイルデバイスを介して提供することは、上記モバイルデバイスを上記対象物から第2の距離まで移動させることを示す表示を、上記モバイルデバイスを介して提供することを含む。別の実施形態によれば、上記第2の距離は、検眼検査を実施する最適な距離に対応する。
1つの実施形態によれば、上記第1の画像を参照して上記対象物の上記絶対サイズを決定することは、上記第1の画像における上記対象物の第1の画像サイズを決定することを更に含む。1つの実施形態によれば、上記カメラは、焦点距離及び焦点面を有するレンズを備え、上記第1の画像を参照して上記対象物の上記絶対サイズを決定することは、上記第1の画像における上記対象物の上記第1の画像サイズと、上記焦点距離と、上記レンズと上記焦点面との間の第2の距離と、上記対象物が最適な焦点にある上記レンズからの第3の距離とを参照して行われる。
別の実施形態によれば、上記第2の画像を参照して上記モバイルデバイスから上記対象物までの距離を決定することは、上記第2の画像における上記対象物の第2の画像サイズを決定することを更に含む。
1つの実施形態によれば、上記対象物に対して、上記ディスプレイを介して上記モバイルデバイスを移動させることを示す上記表示を提供することは、上記対象物に対して、上記ディスプレイを介して或る方向に上記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を提供することを含む。1つの実施形態によれば、上記対象物に対して、上記ディスプレイを介して上記モバイルデバイスを移動させることを示す上記表示を提供することは、上記モバイルデバイスを上記ディスプレイを介して上記対象物から第2の距離まで移動させることを示す表示を提供することを含む。別の実施形態によれば、上記第2の距離は、検眼検査を実施する最適な距離に対応する。
そのような特性は、例えば、モバイルデバイスの各タイプについて1回、試験所(laboratory)において決定されてもよく、それらの特性が本明細書において説明する方法及びシステムに用いられるように入手可能としてもよい。
幾つかの実施形態では、内因的特性及び外因的特性を、構成ファイル又はメタデータファイルの一部としてモバイルデバイス自体に記憶することができる。代替的には、ユーザが較正を行い、カメラの内因的特性及び外因的特性を決定してもよい。
モバイルデバイス上のカメラの較正は、当業者に知られている任意の方法に従って実行されてもよい。1つ以上の実施形態によれば、較正には、カメラ特性を決定するために複数の角度からの較正パターンの画像が必要となる。
したがって、カメラをより大きな角度で動かすことができるパターンの近くで、より良い較正結果を得ることができる。カメラデバイスが、加速度計等の他のセンサを有する場合、それらのセンサは、較正をより高速又はより正確にするために用いられてもよい。
次に、ユーザは、較正パターンの絶対サイズを決定するプロセスを行う。このプロセスは、カメラ焦点を(例えば、最も近い焦点に)固定することと、カメラを用いてパターンからの様々な距離において較正パターンの画像を取得することとを伴うことができる。一定間隔で又は幾つかの特定のイベントの発生の際(カメラが静止状態で把持されていることや、カメラが或る特定の量だけ移動されていること等が加速度計等によって検出されたとき)に、画像が自動的に取得されてもよく、ユーザが画面上のインタフェースの要素をタッチするか、又はそれ以外に、画像が取得されるべきことを手動で示すことによって取得されてもよい。
幾つかの実施形態では、第1のデバイス120は、ポータブルコンピューティングデバイスである。例えば、第1のデバイス120は、スマートフォン、タブレット、又はラップトップコンピュータ等のモバイルデバイスとすることができ、これらの全ては、用語「ポータブルコンピューティングデバイス」又は「モバイルデバイス」によって包含される。モバイルデバイス120は、サーバ110に対してデータを送信及び/又は受信することが可能である。第2のデバイス130は、第1のデバイス120について説明したものの任意のものと同様にポータブルコンピューティングデバイスとすることもできるし、据置きのコンピューティングデバイスとすることもできる。別段の指定がない限り、用語「モニタ」又は「表示画面」は、ポータブルコンピューティングデバイス又は据置きのコンピューティングデバイスに関連付けられた任意のディスプレイ(表示装置)を包含するものと解釈することができる。
ペアリングのステップは、サーバ110が第1のデバイス120を第2のデバイス130に関連付けることを可能する、当業者に既知の任意の技法によって実現できる。例えば、識別子は、第2のデバイス130上に表示され、第1のデバイス120のカメラによって取得されてもよく、その逆であってもよい。
幾つかの実施形態では、QRコード(登録商標)又は他の光コードがモニタ170上に表示される。その後、カメラは、そのコードの画像を取得し、この画像をサーバ110に送信し、これによって、サーバ110は、2つのデバイス120及び130を照合し、それぞれに送信された命令を連係することが可能になる。
一方、他の実施形態では、第2のデバイス130が、QRコードを生成し、サーバ110に提供することができる。他の実施形態では、QRコード以外の画像を用いてデバイスをペアリングすることができ、他の識別子も用いることができる。他の実施形態では、例えば、文字及び/又は数字のストリングを、デバイス120及び130のうちの一方に表示し、デバイス120及び130の他方に入力して、デバイスをペアリングすることができる。
また、第2のデバイス130は、WiFi(登録商標)又はBluetooth(登録商標)等の多くの既知の無線プロトコルのうちの任意のものを用いて第1のデバイス120と直接通信することができる。さらに、他の箇所で説明されるように、幾つかの特定の実施形態において、第2のデバイス130は、単に、用紙に印刷された画像だけを備える場合がある。
図3は、例えば、第2のデバイスが、印刷されて壁に取り付けられた目標較正パターン320及び視力検査表330を備える、代替の簡略化された実施形態を示している。ソフトウェア対応カメラを有する第1のデバイス120は、引き続き、距離の追跡と、指定された位置へのユーザの誘導とに用いられ、ユーザとの全てのインタラクションは、第1のデバイス120を介して行われる。
幾つかの実施形態では、ユーザは、カメラを対象物に向けた状態でモバイルデバイスを把持するように指示される。その後、対象物の画像がカメラによって取得される。この画像は、物理的なボタン又はモバイルデバイスの画面上のインタフェースの要素をクリックする等のユーザ指示に応じて取得されてもよい。
他の実施形態では、安定した比較的静的な画像が得られ、焦点が合っているときに、自動的に画像が取り込まれてもよい。例えば、モバイルデバイスの加速度計は、カメラが相対的に静止していると判断するのに使用されてもよい。合焦した画像を取得する場合、システムは、既知の画像処理技法及び検出技法を用いて画像内の対象物の識別を試みることができる。幾つかの実施形態では、複数の画像を取得し、対象物が最も合焦している画像、対象物が最大である画像等の基準に基づいて、複数の画像の中から更に処理する画像を選択してもよい。
通常の検眼条件の下では、ユーザ(したがって、モバイルデバイス)は、対象物から数フィート離れている可能性があり、これは、上記式を使用するのに十分な距離である。S’1を計算するための式は、ステップ430において必要とされたようなS2に依存せず、レンズと焦点面との間の距離S2が固定焦点位置を維持することによって、一定に保つ必要がないことを意味することに留意されたい。したがって、カメラは、このステップ及び後続のステップについて自動焦点モードに設定されてもよく、手動焦点モードのままとすることもできる。
この適切な距離は、対象物の絶対サイズだけでなく、第2の画像における対象物の画像サイズを参照して決定されてもよい。検眼では、対象物の絶対サイズにかかわらず、検眼中にユーザの位置から或る特定のサイズで対象物を表示する必要がある。例えば、3メートルでは、20/20視力を有する人は、スネレン視力表において4.36mmの高さを有する標準的な「E」を読み取ることができる。
一方、6メートルでは、8.73mmの高さのその文字が同じサイズに見え、同様に20/20視力を有する人に判読可能である。これらの2つの文字は、眼の達する角度が同じであるので同じに見える。この角度は、視角と呼ばれる場合がある。
この視角は、2015年9月28日に出願された「SYSTEMS AND METHOD FOR DISPLAYING OBJECTS ON A SCREEN AT A DESIRED VISUAL ANGLE」という発明の名称の米国特許出願第14/867,677号により詳細に説明されている。この米国特許出願の内容は、引用することによってその全体が本明細書の一部をなすものとする。
代替的に、特定の距離は、ステップ430において決定された、表示される対象物サイズの関数であってもよく、表示される対象物がより小さいことが判明した場合、モニタ上に表示される項目はより小さくなるので、モニタからの指定された終了距離(end-distance)をより短くしてもよい。代替的には、ステップ430の結果は、固定サイズの文字を表示するために使用され、これによって、画面サイズにかかわらず、同じ距離が使用されることを可能にする。
検査は、視力の検査、円柱屈折力検査及び球面屈折力検査の双方、周辺視力又は色覚異常の検査、乱視、白内障及び様々な病変又は疾患の検査等を含み得る。検査は、静的なものとすることもできるし、動的なものとすることもできる。検査要素の具体例には、スネレン視力表、Eチャート、ランドルト環等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
開示された実施形態は、検眼要素からのユーザの距離が検査の一態様である検眼プロトコルに特に有用であり得る。そのような検査は、近焦点検査、遠焦点検査、コントラスト感度検査、近方視力検査、及び両眼検査を含み得るが、これらに限定されるものではない。
代替的には、検査が過度に容易であり、したがって、適切な評価及びフィードバックが可能でない場合、ユーザが第1の距離よりも大きな第2の距離に移動することが必要となる場合がある。幾つかの実施形態では、被検者を決定し、1つ以上の追加の距離に誘導するステップは、一連の検査の要件に応じたものとすることができる。幾つかの実施形態によれば、第2の距離を決定することは、一連の検査における或る1つの視力検査が、1つ以上の検査が行われた第1の距離と異なる第2の距離において行われると、より信頼性のある結果を提供する場合に有利であり得る。
図9は、そのような一実施形態を組み込んだプロセス900のフロー図を示している。初期ステップ920、930、及び940は、図4を参照して説明した対応するステップと同様である。ステップ950では、検眼要素を表示する。次に、ユーザは、モバイルデバイスを所持した状態で、表示された検眼要素に対して移動すると共に、ステップ960に従って、検眼要素までの距離が追跡される。
次に、ユーザは、表示された対象物が明瞭に見えるとき等の或る特定の距離に到達すると停止する。このプロセスのステップ970によれば、システムは、その後、表示された検眼要素に応じて、ユーザからの表示を受ける。この表示は、モバイルデバイスへの直接的なユーザ入力の形態にすることができる。代替的に、この表示は、モバイルデバイスが、或る期間の間、例えば3秒以上、距離の変化を検出していないという形態にしてもよい。この時点で、ステップ980では、検眼要素からのユーザの距離を測定する。この測定された距離は、その後、ステップ990においてユーザの視覚の特徴を決定するのに少なくとも部分的に用いられる。プロセス900は、ステップ995において終了する。
コンピュータシステムの他の例は、セルラフォン及びパーソナルデジタルアシスタント等のモバイルコンピューティングデバイス、並びにロードバランサ、ルータ及びスイッチ等のネットワーク機器を含むことができる。
さらに、上記態様は、単一のコンピュータシステム上に配置することもできるし、1つ以上の通信ネットワークに接続された複数のコンピュータシステム間に分散させることもできる。
より具体的には、上記情報は、記憶空間の保存又はデータ交換性能の向上を行うように特に構成された1つ以上のデータ構造体に記憶されてもよい。命令は、符号化された信号として永続的に記憶されてもよい。命令は、本明細書において説明した機能のうちの任意のものをプロセッサ150に実行させることができる。媒体は、例えば、とりわけ、光ディスク、磁気ディスク又はフラッシュメモリ(登録商標)とすることができる。動作中、プロセッサ150又は他の或るコントローラは、不揮発性記録媒体から別のメモリ内にデータを読み込むことができる。この別のメモリは、プロセッサ150による情報へのアクセスを、データ記憶装置167に含まれる記憶媒体よりも高速化することを可能にするものであり、メモリ165等である。このメモリは、データ記憶装置167又はメモリ165に配置されてもよく、プロセッサ150は、メモリ165内のデータを操作することができ、その後、処理が完了した後に、このデータをデータ記憶装置167に関連付けられた記憶媒体にコピーすることができる。様々な構成要素が、記憶媒体と他のメモリ素子との間のデータの移動を管理することができ、実例は、特定のデータ管理構成要素に限定されるものではない。さらに、実例は、特定のメモリシステムにもデータ記憶システムにも限定されるものではない。
少なくとも1つの例の幾つかの態様を上記のように説明してきたが、当業者には、様々な変形形態、変更形態、及び改良形態が容易に思いつくことが理解されるであろう。例えば、本明細書に開示した例は、他の状況においても用いることができる。そのような変形形態、変更形態、及び改良形態は、本開示の一部であることが意図され、本明細書において説明した例の範囲内にあることが意図されている。したがって、上記説明及び図面は、単なる例にすぎない。
Claims (18)
- 固定焦点距離に設定されたモバイルデバイスのカメラを用いて、対象物の第1の画像を取得することと、
前記第1の画像を参照して前記対象物の絶対サイズを決定することと、
前記モバイルデバイスの前記カメラを用いて、前記対象物の第2の画像を取得することと、
前記第2の画像を参照して前記モバイルデバイスから前記対象物までの距離を決定することと、
前記対象物に対して前記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を前記モバイルデバイスを介して提供することと、
検眼プログラムに応じて、前記モバイルデバイスからの入力を受信することと、
を含む、モバイルデバイスを用いて検眼を行うプロセス。 - 前記対象物は、前記検眼プログラムに関連して表示された視力検査表の活字である、請求項1に記載の方法。
- 前記対象物は、検査パターンである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像を参照して前記対象物の前記絶対サイズを決定することは、前記第1の画像における前記対象物の第1の画像サイズを決定することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像を参照して前記対象物の前記絶対サイズを決定することは、前記第1の画像における前記対象物の前記第1の画像サイズと、前記モバイルデバイスの前記カメラの焦点距離と、前記カメラのレンズと焦点面との間の第2の距離と、前記対象物が最適な焦点にある前記レンズからの第3の距離とを参照して行われる、請求項4に記載の方法。
- 前記第2の画像を参照して前記モバイルデバイスから前記対象物までの距離を決定することは、前記第2の画像における前記対象物の第2の画像サイズを決定することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の画像を参照して前記モバイルデバイスから前記対象物までの距離を決定することは、前記第2の画像における前記対象物の前記第2の画像サイズと、前記対象物の前記絶対サイズと、前記モバイルデバイスの前記カメラの焦点距離とを参照して行われる、請求項6に記載の方法。
- 前記対象物に対して前記モバイルデバイスを移動させることを示す前記表示を前記モバイルデバイスを介して提供することは、前記対象物に対して或る方向に前記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を、前記モバイルデバイスを介して提供することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記対象物に対して前記モバイルデバイスを移動させることを示す前記表示を前記モバイルデバイスを介して提供することは、前記モバイルデバイスを前記対象物から第2の距離まで移動させることを示す表示を、前記モバイルデバイスを介して提供することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の距離は、前記検眼プログラムを実施する最適な距離に対応する、請求項9に記載の方法。
- モバイルデバイスであって、
カメラと、
ディスプレイを備えるユーザインタフェースと、
前記カメラに結合されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記カメラを用いて対象物の第1の画像を取得することと、
前記第1の画像を参照して前記対象物の絶対サイズを決定することと、
前記カメラを用いて前記対象物の第2の画像を取得することと、
前記第2の画像を参照して前記モバイルデバイスから前記対象物までの距離を決定することと、
前記対象物に対して、前記ディスプレイを介して前記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を、前記ユーザインタフェースにより提供することと、
検眼プログラムに応じて、前記ユーザインタフェースを介して入力を受信することと、を行うように構成された、モバイルデバイス。 - 前記第1の画像を参照して前記対象物の前記絶対サイズを決定することは、前記第1の画像における前記対象物の第1の画像サイズを決定することを更に含む、請求項11に記載のモバイルデバイス。
- 前記カメラは、焦点距離及び焦点面を有するレンズを備え、前記第1の画像を参照して前記対象物の前記絶対サイズを決定することは、前記第1の画像における前記対象物の前記第1の画像サイズと、前記焦点距離と、前記レンズと前記焦点面との間の第2の距離と、前記対象物が最適な焦点にある前記レンズからの第3の距離とを参照して行われる、請求項12に記載のモバイルデバイス。
- 前記第2の画像を参照して前記モバイルデバイスから前記対象物までの距離を決定することは、前記第2の画像における前記対象物の第2の画像サイズを決定することを更に含む、請求項11に記載のモバイルデバイス。
- 前記カメラは、焦点距離を有するレンズを備え、前記第2の画像を参照して前記モバイルデバイスから前記対象物までの距離を決定することは、前記第2の画像における前記対象物の前記第2の画像サイズと、前記対象物の前記絶対サイズと、前記焦点距離とを参照して行われる、請求項14に記載のモバイルデバイス。
- 前記対象物に対して、前記ディスプレイを介して前記モバイルデバイスを移動させることを示す前記表示を提供することは、前記対象物に対して、前記ディスプレイを介して或る方向に前記モバイルデバイスを移動させることを示す表示を提供することを含む、請求項11に記載のモバイルデバイス。
- 前記対象物に対して前記モバイルデバイスを前記ディスプレイを介して移動させる前記表示を提供することは、前記モバイルデバイスを前記ディスプレイを介して前記対象物から第2の距離まで移動させる表示を提供することを含む、請求項11に記載のモバイルデバイス。
- 前記第2の距離は、前記検眼プログラムを実施する最適な距離に対応する、請求項17に記載のモバイルデバイス。
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