JP5043038B2 - 眼球の動きを追跡するシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
and ranging system)を使用する眼球の動きの追跡に関する。
本出願は、2005年12月14日に出願された「System and Method
for Tracking Eyeball Motion」と題する米国仮特許出願番号60/750,045の優先権を主張し、この出願の内容は、援用により本明細書に組み込まれる。本出願は、2005年2月14日に出願された「Chirped
Coherent Laser Radar System and Method」と題する米国仮特許出願番号60/651,989と、2006年12月14日に出願された「System
and Method for Tracking Eyeball Motion」と題する米国特許出願番号[代理人整理番号021636−0358730]に関連し、これらの出願の内容は、援用により本明細書に組み込まれる。
従来の眼球運動追跡システムおよび方法と関連した以上その他の欠点が存在する。
And Ranging)システムやライダー(「LIDAR」:Light Detection And Ranging)システムなどの検出および測距システム(detection
and ranging system)を使用して、顔、より詳細には顔内の眼球と関連した位置情報を検出することに関する。位置情報は、眼球がその眼窩内で回転するときの眼球の位置、眼球と関連した並進動き情報(例えば、変位、速度、加速、痙動(jerk)など)、眼球と関連した回転動き情報(例えば、回転変位、回転速度、回転加速度など)を含む。眼球と関連した位置情報を検出する際の検出および測距システムの実施態様の利点の1つには、短時間で位置情報を決定できることがある。実際には、いくつかの実施態様では、位置情報の決定は、実質的に待ち時間のない実質的に瞬間的である。眼球と関連した位置情報を検出する際の検出および測距システムの実施態様の別の利点には、遠い距離からかつ/または個人への少ない侵襲性で眼球の動きを決定できることがある。
Langley Contract No. NAS1-18890 (May 1991) Phase II Final Report, Appendix K」で、Anthony
Slotwinskiらにより研究され分析されており、この論文は、援用により全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (19)
- 個人の眼窩内にある前記個人の眼球と関連した位置および/または動き情報を決定するシステムであって、
電磁放射を提供し、前記眼球の表面上の1つまたは複数のポイントから反射された電磁放射を受け取り、実質的に同じ時点の前記眼球の表面上の各前記1つまたは複数のポイントの距離および瞬間速度を決定するレーザレーダーシステムと、
前記レーザレーダーシステムによって決定された前記距離および前記瞬間速度に少なくとも部分的に基づいて前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定するモニタモジュールとを備えるシステム。 - 前記眼球の表面上の1つまたは複数のポイントが、前記眼球の表面上の3つ以上のポイントを含む請求項1に記載のシステム。
- 前記眼球の表面上の前記3つ以上のポイントが、前記眼球の同一大円上にない前記眼球の表面上の少なくとも3つのポイントを含む請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザレーダーシステムが、放射ビームを前記眼球上の複数のポイントに同時に放射し、それにより、同じ時点の前記3つ以上のポイントのうちの少なくとも2つのポイントの前記距離および前記瞬間速度が決定される請求項2に記載のシステム。
- 前記レーザレーダーシステムが、前記眼球の表面上の前記3つ以上のポイントのうちの少なくとも2つのポイントに連続的に走査されるビーム放射を放出し、その結果、実質的に同じ時点の前記眼球の表面上の少なくとも2つのポイントの前記距離および前記瞬間速度が決定される請求項2に記載のシステム。
- 前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報が、前記眼球の位置、前記電磁放射の方向に交差する方向の前記眼球の並進速度、前記眼球の並進加速度、前記眼球の並進痙動、前記眼窩内の前記眼球の回転速度、または眼窩内の眼球の回転加速度のうちの1つまたは複数を含む請求項1に記載のシステム。
- モニタモジュールが、前記眼窩の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定し、前記眼窩の前記位置および/または前記動きと関連した前記情報を使用して、前記眼窩内の前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する請求項1に記載のシステム。
- 前記眼窩のビデオ映像をキャプチャするビデオ撮像システムを更に備え、前記モニタモジュールは、前記ビデオ撮像システムによってキャプチャされた前記眼窩の前記ビデオ映像の処理に少なくとも部分的に基づいて前記眼窩の前記位置および/または前記動きと関連した前記情報を決定する請求項7に記載のシステム。
- 前記レーザレーダーシステムが、
第1のレーザビームを生成するレーザ源と、前記第1のレーザビームを第1の標的ビームと第1の局部発振器ビームに分割し、前記眼球上の前記1つまたは複数のポイントのうちの1つのポイントから反射された前記第1の標的ビームの第1の反射部分と前記第1の局部発振器ビームとから第1の複合標的ビームを生成する干渉計とを備える第1のコヒーレントレーザレーダーセクションと、
第2のレーザビームを生成するレーザ源と、前記第2のレーザビームを、前記第1の標的ビームと同じ位置で標的に入射する第2の標的ビームと第2の局部発振器ビームとに分割し、前記眼球上の前記1つまたは複数のポイントのうちの1つのポイントから反射された前記第2の標的ビームの第2の反射部分と前記第2の局部発振器ビームとから第2の複合標的ビームを生成する干渉計とを備える第2のコヒーレントレーザレーダーセクションと、
前記第1の複合標的ビームおよび前記第2の複合標的ビームから、前記眼球上の前記1つまたは複数のポイントのうちの前記1つのポイントの距離および瞬間速度レートを明白に決定するプロセッサとを備える請求項7に記載のシステム。 - 個人の眼窩内にある前記個人の眼球の位置および/または動きと関連した情報を決定する方法であって、
レーザレーダーシステムが、前記眼球の表面上の1つまたは複数のポイントに電磁放射を提供する行程と、
前記レーザレーダーシステムが、前記眼球の表面上の前記1つまたは複数のポイントから反射された電磁放射を受け取る行程と、
前記レーザレーダーシステムが、前記眼球の表面上の前記1つまたは複数のポイントから反射された電磁放射から、同じ時点または実質的に同じ時点の前記眼球の表面上の各前記1つまたは複数のポイントの距離および瞬間速度を決定する行程と、
前記決定した距離および瞬間速度に少なくとも部分的に基づいて前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する行程とを備える方法。 - 前記眼球の表面上の前記1つまたは複数のポイントが、前記眼球の表面上の3つ以上のポイントを含む請求項10に記載の方法。
- 前記眼球の表面上の前記3つ以上のポイントが、前記眼球の同一大円上にない前記眼球の表面上の少なくとも3つのポイントを含む請求項11に記載の方法。
- 前記レーザレーダーシステムから前記眼球の表面上の前記3つ以上のポイントのうちの少なくとも2つのポイントに放射ビームを同時に導く行程を更に備える請求項11に記載の方法。
- 前記レーザレーダーシステムから前記眼球の表面上の前記3つ以上のポイントのうちの少なくとも2つのポイントに単一放射ビームを連続的に導く行程を更に備える請求項11に記載の方法。
- 前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した前記情報が、前記眼球の位置、前記眼球の並進速度、前記眼球の並進加速度、前記眼球の並進痙動、前記眼窩内の前記眼球の回転速度、または眼窩内の眼球の回転加速のうちの1つまたは複数を含む請求項10に記載の方法。
- 前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する行程が、
前記眼窩の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する行程と、
前記眼窩の前記位置および/または前記動きと関連した前記情報を使用して、前記眼窩内の前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する行程とを更に備える請求項10に記載の方法。 - 前記眼窩のビデオ映像をキャプチャする行程を更に備え、前記決定された距離および瞬間速度に少なくとも部分的に基づいて前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する行程が、(i)前記決定された距離および瞬間速度と(ii)前記キャプチャしたビデオ映像とに少なくとも部分的に基づいて前記眼球の前記位置および/または前記動きと関連した情報を決定する行程を備える請求項10に記載の方法。
- 前記眼窩のビデオ映像をキャプチャするビデオ撮像システムを更に備え、
前記モニタモジュールが、
(i)前記ビデオ撮像システムによってキャプチャされた前記眼窩の前記ビデオ映像の処理に少なくとも部分的に基づいて前記眼窩の前記動きと関連した情報と、(ii)前記レーザレーダーシステムによって決定された前記瞬間速度と、前記眼窩の前記動きと関連した前記情報とに少なくとも部分的に基づいて前記眼窩内の前記眼球の前記動きと関連した情報を決定する請求項1に記載のシステム。 - 前記眼窩内の前記眼球の動きと関連した前記情報が、2つの回転自由度に対する前記眼窩内の前記眼球の回転速度を含む請求項18に記載のシステム。
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