KR20220063194A - 광학 요소를 사용한 안전한 테스팅 디바이스 - Google Patents
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Abstract
보안 테스팅 디바이스는 사람의 머리에 포지셔닝가능한 프레임, 디스플레이 섹션, 및 사람의 눈 눈들의 적어도 부분적으로 전면에 배열되고 사람 전면의 환경과 디스플레이 섹션의 콘텐츠, 예를 들어 테스트 질문들을 동시에 볼 수 있게 하는 결합기를 포함한다. 크로스뷰 카메라 시스템은 프레임의 각 측면 위치들에서 대향 측면을 향하고 그리고 결합기 아래를 이미지화한다. 홍채 카메라 시스템은 사람의 눈들을 이미지화한다. 전방-주시 카메라 시스템은 프레임 전면의 영역을 이미지화한다. 프로세서는 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들, 사람의 홍채들 및 선택적으로 이미징 디바이스들의 위치를 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들, 및 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석한다.
Description
본 발명은 일반적으로 응시자(test-taker)가 테스트를 치르는 동안 다른 사람의 도움을 받거나 달리 부정행위를 하지 못하게 하고, 테스트를 디스플레이하거나 치르는 데 사용되는 디바이스가 위반되지 않았고 위반되지 않거나 다른 방식으로 손상되지 않는 것을 보장하면서 시험을 치르게 하기 위한 컴퓨터-기반 시스템 및 방법의 분야에 관한 것이다.
컨설턴트가 시험 문제들의 사본을 획득하고 감독 서비스들에 의해 검출되지 않고 검출될 수 없는 답변들을 응시자에게 송신할 수 있는 많은 방식들이 있다. 이러한 방식들은 US 10410535에서 논의된다.
본원에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, "테스트"는 테스트를 받는 사람에 의한 고려 또는 분석 및 이 사람의 잠재적인 응답을 요하는 임의의 유형의 질문-기반 응용 애플리케이션이다. 그러므로, 테스트는 시험, 퀴즈, 평가, 사정, 시행 및/또는 분석으로 간주될 수 있다. 테스트는 예를 들어 운전 테스트와 같은 특정 태스크나 능력을 수행할 자격이 있는 개인을 인증하는 데 사용될 수 있다. 응시자는 그러한 테스트를 치르는 사람이다. 응시자는 반드시 코스의 학생, 즉, 정기적으로 교육을 받는 사람일 필요는 없다.
본 발명은 테스트를 보는 응시자가 컨설턴트나 다른 도우미의 도움 없이 혼자 행동하거나 달리 부정행위를 하는 것을 높은 확실성으로 보장하는 문제를 처리하고 이상적으로 해결하는 것에 관한 것이다.
이 목적을 달성할 수 있는 디바이스는 사람의 머리에 위치되도록 구성된 프레임, 제1 부분 및 제2 부분을 갖는 프레임 상의 디스플레이 섹션, 및 프레임이 사람의 머리에 있을 때 사람의 우측 및 좌측 눈들의 적어도 부분적으로 전면의 포지션에서 프레임 상에 배열된 결합기를 포함한다. 광학 또는 광학 요소인 결합기는 사람 전면의 환경과 디스플레이 섹션의 콘텐츠를 사람이 동시에 볼 수 있게 한다. 따라서, 결합기는 프레임이 사람의 머리에 있을 때 디스플레이 섹션의 제1 부분의 콘텐츠를 사람의 좌측 눈으로 반사시키고 프레임이 사람의 머리에 있을 때 디스플레이 섹션의 제2 부분의 콘텐츠를 사람의 우측 눈으로 반사시킨다. 프레임의 크로스뷰 카메라 시스템(crossview camera system)은 프레임의 제1 측면 상의 위치에서 프레임의 제1 측면과 대향하는 제2 측면을 향하고 결합기 아래의 이미지들, 및 프레임의 제2 측면 상의 위치에서 프레임의 제1 측면을 향하고 결합기 아래의 이미지들을 포함한다. 프레임 상에 배열된 홍채 카메라 시스템은 프레임이 위치된 사람의 좌측 눈을 이미지화하고, 프레임이 위치된 사람의 우측 눈을 이미지화한다. 프레임 상에 배열된 전방-주시 카메라 시스템은 프레임 전면의 영역을 이미지화한다. 프로세서는 크로스 뷰 카메라 시스템, 홍채 카메라 시스템 및 전방-주시 카메라 시스템에 결합되고 임의의 획득된 이미지들에 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하고, 프레임이 위치된 사람의 홍채들의 포지션을 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하고, 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석한다.
크로스뷰 카메라 시스템은 프레임의 제1 측면에 있고 프레임의 제1 측면의 내부와 결합기 아래를 이미지화하도록 배열된 제1 크로스뷰 카메라, 및 프레임의 제2 측면에 있고 프레임의 제2 측면 내부와 결합기 아래를 이미지화하도록 배열된 제2 크로스뷰 카메라를 포함할 수 있다. 홍채 카메라 시스템은 프레임이 위치된 사람의 좌측 눈을 이미지화하기 위해 프레임 상에 배열된 제1 홍채 카메라, 및 프레임이 위치된 사람의 우측 눈을 이미지화하기 위해 프레임 상에 배열된 제2 홍채 카메라를 포함할 수 있다. 이하, 홍채 카메라라는 용어는 홍채, 홍채를 포함하는 주변의 얼굴 부분, 망막, 망막을 포함하는 주변의 얼굴 부분, 또는 선택적으로 홍채 및/또는 망막을 포함하는 얼굴 부분을 이미지화하는 임의의 이미징 디바이스를 의미할 것이다. 디스플레이 섹션의 제1 부분과 제2 부분은 서로 나란히 수평으로 포지셔닝될 수 있다.
결합기는 선택적으로 프레임이 사람의 머리에 있을 때 디스플레이 섹션의 제1 부분 및 제2 부분과, 사람의 눈들 사이의 광학 경로에서 내부 표면 상에 반-반사 코팅(semi-reflective coating)을 포함한다. 프레임이 사람의 머리에 있을 때 결합기는 사람의 눈들 전면에 포지셔닝되어 프레임이 사람의 머리에 있을 때 사람 전면의 주변 환경을 볼 수 있게 한다. 또한, 결합기는 외부 표면 상에 반사방지 코팅을 포함하여 환경에서 결합기를 통해 최대 광을 통과하게 할 수 있다.
프로세서는 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하고 이미지 분석 및 이전에 획득된 생체인증 데이터에 기반하여 생체인증 식별을 수행하도록 훈련, 프로그래밍 또는 달리 구성될 수 있다. 유사하게, 프로세서는 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하도록 훈련, 프로그래밍 또는 달리 구성될 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 프레임이 위치된 사람의 홍채들의 포지션을 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 및/또는 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때 패턴 인식을 사용할 수 있다.
프레임이 사람의 머리에 있을 때 사람의 이마에 접촉하는 포지션에서 프레임 전면에 이마 안착 패드가 배열될 수 있다. 프레임은 디스플레이 섹션, 결합기, 크로스뷰 카메라 시스템, 홍채 카메라 시스템, 전방-주시 카메라 시스템 및 프로세서를 포함하는 전면 부분, 및 제1 및 제2 대향 단부들을 갖고 제1 및 제2 단부들에서 전면 부분에 결합되는 제1 세장형 밴드를 포함하는 것으로 고려될 수 있다. 프레임은 전면 부분에 인접하고 프레임이 사람의 머리에 있을 때 사람의 피부와 접촉하는 제2 세장형 밴드를 포함하고, 제2 밴드는 접촉 마이크로폰 및 접촉 스피커를 포함한다. 섀시 침입 검출기 시스템은 임의의 실시예의 전면 부분 위에 배열될 수 있다.
디바이스의 다른 실시예는 콘텐츠를 디스플레이하기 위한 적어도 하나의 디스플레이를 포함하는 디스플레이 섹션을 포함하는 하우징, 하우징에 결합되고 적어도 하나의 디스플레이 섹션의 광학 경로에 배열되고 적어도 하나의 디스플레이 상에 디스플레이될 때 콘텐츠의 적어도 일부를 반사시키고 보기를 허용하는 광학 요소, 하우징에 결합되고 하우징의 각 측면 상의 위치들에서 하우징 부분의 대향 측면을 향해 그리고 광학 요소 아래를 이미지화하는 크로스뷰 카메라 시스템, 하우징에 결합되고 하우징 후방 상의 위치들로부터 하우징 전방의 영역을 이미지화하는 홍채 카메라 시스템, 및 하우징에 결합되고 하우징 상의 위치들로부터 하우징 전면의 영역을 이미지화하는 전방-주시 카메라 시스템을 포함한다. 프로세서는 하우징에 배열되고 크로스뷰 카메라 시스템, 홍채 카메라 시스템 및 전방-주시 카메라 시스템에 결합된다. 프로세서는 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들, 홍채들의 존재 및 포지션을 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들, 및 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석한다. 제1 세장형 밴드는 제1 및 제2 대향 단부들을 갖고 제1 및 제2 단부들에서 하우징에 결합된다. 제1 밴드는 사람의 머리가 포지셔닝가능한 인클로저를 형성하도록 하우징에서 후방으로 연장된다.
크로스뷰 카메라 시스템은 하우징의 제1 측면 상에 있고, 하우징의 제1 측면의 내부와 결합기 아래를 이미지화하도록 배열된 제1 크로스뷰 카메라, 및 하우징의 제2 측면 상에 있고, 하우징의 제2 측면 내부와 결합기 아래를 이미지화하도록 배열된 제2 크로스뷰 카메라를 포함할 수 있다. 결합기는 적어도 하나의 디스플레이 섹션의 광학 경로의 내부 표면에 반-반사 코팅, 및 최대 광이 환경으로부터 결합기를 통과하도록 허용하는, 외측 표면 상의 반사방지 코팅을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 디스플레이 섹션은 서로 나란히 수평으로 포지셔닝된 2개의 디스플레이 섹션들을 포함할 수 있다.
프로세서는 선택적으로, 그러나 바람직하게 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석한다. 또한, 프로세서는 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 홍채들의 존재 및 포지션을 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 및 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때 패턴 인식을 사용할 수 있다.
디바이스는 하우징의 전면에 배열된 이마 안착 패드, 하우징에 인접하고 접촉 마이크로폰 및 접촉 스피커를 포함하는 제2 세장형 밴드, 및 하우징 위에 배열된 섀시 침입 검출기 시스템을 포함할 수 있다.
전자 어셈블리의 일부일 수 있고 보안 필름을 통해 동작하도록 설계된 추가 디바이스들은 다음을 포함한다:
1. 홍채, 망막 또는 부분 안면 스캔들 획득하기 위한 카메라.
2. 응시자 주변의 사운드 또는 응시자에 의해 방출된 사운드를 모니터링하기 위한 마이크로폰.
3. 마이크로폰 감도를 테스트하는 데 사용되는 사운드 메이커.
4. 디스플레이와 응시자의 눈들 사이 영역을 모니터링하기 위한 카메라.
5. 응시자의 입에서 나오는 사운드, 주로 말하는 사운드, 즉 단어들을 검출하기 위한 접촉 마이크로폰.
6. 접촉 마이크로폰이 응시자의 피부와 접촉하고 있는지를 테스트하기 위한 접촉 스피커.
7. 응시자 피부의 존재를 검출하기 위해 접촉 마이크로폰과 관련하여 장착된 디바이스. 이러한 디바이스는 LED를 포함하는 혈류 센서 및 디바이스가 피부에 매우 근접한 경우에만 LED의 반사가 광 센서의 시야에 있도록 포지셔닝된 광 센서를 포함할 수 있다. 피부 존재 센서들은 또한 온도 센서, 카메라, 커패시턴스 센서 또는 응시자 피부의 존재를 결정할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
8. 응시자의 심전도를 검출 및 기록하기 위한 2개 이상의 ECG(EKG) 패드들.
다음 도면들은 본원에 개시된 실시예들 중 적어도 하나의 교시들을 사용하여 개발되거나 적응된 시스템의 실시예들을 예시하고, 청구범위들에 의해 포함되는 본 개시내용의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
도 1-도 4는 바람직한 모니터 버전을 예시한다.
도 5는 CID를 통해 모니터에 전원을 공급하기 위한 USB 커넥터를 접속하는 방법을 예시한다.
도 6 및 도 7은 접촉 스피커가 응시자의 얼굴에 접촉하는지를 검증하기 위해 접촉 마이크로폰을 갖는 접촉 스피커를 사용하는 것과, 추가로 접촉 마이크로폰의 적절한 배치를 추가로 검증하고 추가 생체인증을 획득하기 위해 EKG 생체인증을 사용하는 것을 예시한다.
도 8은 각 디바이스가 USB 포트를 통해 중앙 컴퓨터에 접속되는 응시자들로 가득 찬 방에서 본 발명에 따른 장치의 사용을 예시한다.
도 9는 각 책상과 연관되고 응시자들이 테스트 답변들을 기록하기 위해 종이를 사용하는 무선 송신기 박스를 통한 무선 연결을 갖는 도 8과 유사한 도면이다.
도 10은 본 개시내용의 교시를 사용하여 준비된 섀시 침입 검출기로 모두 보호되는 여러 센서들, 카메라들 및 디스플레이를 갖는 전자 어셈블리를 포함하는 머리 착용 안경 유형 디바이스의 사시도이다.
도 11은 뒤쪽에서 본 도 10의 장치의 사시도이다.
도 12-도 17은 단일 디스플레이를 활용하는 2개의 눈들에 대한 모니터의 바람직한 설계를 예시한다.
도 18-도 26은 2개의 대형 디스플레이들을 활용하는 2개의 눈들에 대한 모니터의 바람직한 설계를 예시한다.
도 27-도 30은 섀시 침입 검출기가 설치된 도 18-도 26의 디바이스를 예시한다.
도 1-도 4는 바람직한 모니터 버전을 예시한다.
도 5는 CID를 통해 모니터에 전원을 공급하기 위한 USB 커넥터를 접속하는 방법을 예시한다.
도 6 및 도 7은 접촉 스피커가 응시자의 얼굴에 접촉하는지를 검증하기 위해 접촉 마이크로폰을 갖는 접촉 스피커를 사용하는 것과, 추가로 접촉 마이크로폰의 적절한 배치를 추가로 검증하고 추가 생체인증을 획득하기 위해 EKG 생체인증을 사용하는 것을 예시한다.
도 8은 각 디바이스가 USB 포트를 통해 중앙 컴퓨터에 접속되는 응시자들로 가득 찬 방에서 본 발명에 따른 장치의 사용을 예시한다.
도 9는 각 책상과 연관되고 응시자들이 테스트 답변들을 기록하기 위해 종이를 사용하는 무선 송신기 박스를 통한 무선 연결을 갖는 도 8과 유사한 도면이다.
도 10은 본 개시내용의 교시를 사용하여 준비된 섀시 침입 검출기로 모두 보호되는 여러 센서들, 카메라들 및 디스플레이를 갖는 전자 어셈블리를 포함하는 머리 착용 안경 유형 디바이스의 사시도이다.
도 11은 뒤쪽에서 본 도 10의 장치의 사시도이다.
도 12-도 17은 단일 디스플레이를 활용하는 2개의 눈들에 대한 모니터의 바람직한 설계를 예시한다.
도 18-도 26은 2개의 대형 디스플레이들을 활용하는 2개의 눈들에 대한 모니터의 바람직한 설계를 예시한다.
도 27-도 30은 섀시 침입 검출기가 설치된 도 18-도 26의 디바이스를 예시한다.
1. 관리 및 시스템 운영
본 발명의 다양한 개념들은 US 10410535호의 개념들과 유사하고, 본 발명은 US 10410535호에 개시된 개념들에 대한 개선이다.
2. 초기 설계들
도 1-도 10에서, 디스플레이가 이미지를 눈으로 직접 지향시키는 프로젝터 형태인 간단한 직접 투사 디스플레이가 예시되어 있다. 대안적인 반사 디스플레이들이 또한 개시되었다. 직접 투사 디스플레이는 이미지 보이지 않을 때 주변 환경의 시야를 차단하는 단점을 갖는다. 유사하게, 이 설계는 일반적으로 단일 눈에 대한 구현으로 제한된다.
다른 옵션들은 프로젝터가 이미지를 눈 전면의 렌즈 또는 결합기로 직접 전송하는 반사형 디스플레이들, 및 눈에 관련하여 디스플레이 디바이스의 위치에 최대 자유가 제공되는 도파관 디스플레이들을 포함한다.
반사 및 도파관 디스플레이들 둘 모두는 광학 시스템에 의한 추가 프로세싱을 위해 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 요소를 요구한다. 바람직한 기술들은 LCoS(Liquid Crystal on Silicon) 및 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 또는 단순히 LCD 디스플레이들을 포함한다.
US 20170061212, 도 2a 및 도 2b에 개시된 반사기 설계는 CID, 홍채, 전방 및 크로스뷰 카메라들, 접촉 마이크로폰 및 스피커들, EKG 센서 및 본원에 개시된 다른 피처(feature)들을 통합하도록 수정될 수 있다. 이는 다른 반사기 디스플레이 사용의 예로서 본원에 포함되어 있다. 다른 종래 기술 반사기 설계는 US 20170336634에 개시되어 있다.
US 10,180,572, 도 1의 도파관 디스플레이 설계는 CID, 홍채, 전방 및 크로스뷰 카메라들, 접촉 마이크로폰 및 스피커들, EKG 센서 및 본원에 개시된 다른 피처들을 통합하도록 수정될 수 있다. 이는 도파관 디스플레이 사용의 예로서 본원에 포함되어 있다.
도 1은 본원에 개시된 다른 모니터들의 많은 특징들 및 동일하거나 유사한 기능을 갖는 모니터 버전의 정면도이다. 이 실시예에서, 일반적으로 1000으로 도시된 전자장치는 하우징(1002)에 포함되고 디스플레이는 1004로 도시된다. 노브(knob)들(1003 및 1005)은 전자장치 및 디스플레이 어셈블리의 하우징을 원하는 배향으로 클램핑하고 가로 및 세로 축을 중심으로 회전을 허용하는 데 사용된다. 노브들(1003, 1005)은 각 노브(1003, 1005)의 회전이 하우징(1002)과 프레임 사이의 거리의 변화를 야기하도록 구성될 수 있다. 이것은 응시자가 디스플레이(1004)를 조정하여 디스플레이를 응시자의 눈과 적절하게 정렬하게 한다. 그러므로, 하우징(1002) 및 디스플레이(1004)는 안경 프레임에 관련한 포지션이 조정가능하다. 노브들(1003, 1005)이 예시적인 실시예일 뿐인 이 가변 포지션을 제공하기 위한 임의의 조정 메커니즘이 사용될 수 있다. 이 설계는 본질적으로 요구된 모든 전자장치가 하우징에 포함되어 있기 때문에 이전 설계들보다 약간 더 크다.
도 2는 안경 프레임(1006) 및 안경 프레임(1006)의 안경다리에 전자장치를 포함하는 하우징을 부착하기 위한 조정가능한 클램핑 메커니즘(1007)을 도시하는 모니터(1000)의 후면도이다. 클램핑 메커니즘(1007)은 안경 프레임(1006)에 관련한 하우징 부분의 조정을 제공하는 2개의 노브들(1003, 1005)을 포함한다. 클램핑 메커니즘(1007)은 전체 어셈블리가 안경 프레임(1006)에 관련하여 포지셔닝되게 하는 나사(1011)를 조임으로써 안경 프레임에 클램핑된다.
전원은 예를 들어 와이어(1010)를 통해 모니터(1000)에 공급된다. 접촉 마이크로폰(1012)이 제공되고 하우징(1002)에 연결된 스프링(1013)에 의해 응시자의 피부를 가압한다. 스프링(1013)은 하우징(1002)으로부터 내향으로, 즉 대향 안경다리를 향해 연장된다. 접촉 마이크로폰(1012)은 스프링(1013)의 내향 단부에 근접하게 배열되고 안경다리로부터 더 외향으로 바이어싱되어 모니터(1000)가 착용될 때, 스프링(1013)은 가압되어 착용자의 피부에 힘을 가하고, 이에 의해 접촉 마이크로폰(1012)과 착용자 또는 응시자의 피부 사이의 접촉이 유지된다. 접촉 스피커(1014)와 같은 사운드 발생기는 안경 프레임(1006)의 다른 안경다리에 제공된다. 마이크로폰(1012) 및 스피커(1014)는 하우징(1002) 내의 프로세서와 전자 통신하여 위에 개시된 바와 같이 동작한다. 또한 뼈 스피커(bone speaker)라고 호칭되는 접촉 스피커는 가청가능 사운드 및 응시자의 피부 및/또는 뼈에 진동을 방출한다. 이 가청가능 사운드는 사운드 생성기를 대체하는 오디오 마이크로폰을 테스트하는 데 사용될 수 있다.
일반적으로 응시자는 테스트 동안 응시자가 공범자에게 테스트 문제들을 구두로 제공하는 것을 방지하기 위해 말하는 것이 금지된다. 마이크로폰은 응시자의 말을 모니터링하는 데 사용될 수 있지만, 환경의 다른 사운드들은 또한 이러한 마이크로폰에 의해 기록될 것이고 이는 응시자에 의한 통신을 환경에 있을 수 있는 사운드들과 구별하기 어렵게 할 수 있다. 접촉 마이크로폰은 응시자의 피부를 통해 오는 사운드 진동들만 검출하고 다른 모든 사운드들을 무시한다. 그러므로, 이는 응시자가 말하는지 여부를 결정하는 바람직한 방법이다. 이 시스템이 작동하려면, 접촉 마이크로폰(1012)은 응시자의 피부와 접촉해야 한다. 특히 응시자의 피부를 찾는 광학 센서, 피부의 커패시턴스를 결정하는 커패시티브 센서, 피부 온도를 측정하는 온도 센서와 같은 다양한 기법들은 이러한 접촉이 발생하는지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 방법들 각각은 접촉 마이크로폰과 피부 사이에 방음 재료를 배치하여 재료가 광학, 커패시턴스 또는 온도 센서들을 방해하지 않도록 하는 것과 같은 기법들을 통해 잠재적으로 무력화될 수 있다.
이 문제를 처리하기 위해, 접촉 스피커(1014)는 응시자의 머리 반대편에 배치될 수 있다. 접촉 스피커(1014)는 응시자의 머리를 통해 접촉 마이크로폰(1012) 및 오디오 마이크로폰(24)으로 사운드를 주기적으로 송신하도록 프로그래밍될 수 있다. 두 접촉 디바이스들이 응시자의 피부에 접촉되어 있으면, 송신은 접촉 마이크로폰(1014)에 의해 검출되어 모니터(1000)가 적절하게 제 위치에 있는지 확인된다.
뼈나 접촉 마이크로폰은 무엇이든 들을 때마다 음성 인식으로 활성화되어야 한다. 오디오 스피커에서 송신이 있을 때와 말하는 소리가 들릴 때마다 오디오 마이크로폰은 활성화되어야 한다. 응시자가 접촉 마이크로폰를 무력화하는 방식을 찾아 말하면, 오디오 마이크로폰은 이를 잡아내야 한다. 환경이 너무 시끄럽다면, 테스트는 노이즈가 조용해질 때까지 일시중지될 수 있다.
응시자는 과도한 대화가 있는 환경에서 시험을 치르지 않아야 한다.
테스트를 시작하기 전에, 응시자는 자신의 이름을 언급하도록 요청받을 수 있고 양쪽 마이크로폰들은 이를 기록할 수 있어야 한다. 뼈 마이크로폰의 활성화에 대해 의심이 가는 경우, 또는 다른 임의의 시간들에서, 테스트는 응시자에게 자신의 이름이나 일부 다른 발표를 다시 언급하도록 요청할 수 있다. 둘 모두의 마이크로폰들은 부당한 지연 없이 응답을 등록해야 한다. 이후 버전에서, 음원의 위치를 삼각측량할 수 있도록 헤드셋에 하나 초과의 마이크로폰를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 본원에 설명된 2개의 마이크로폰들을 사용해도 일부 삼각측량이 발생할 수 있다.
도 3은 이러한 설계에서 위에서 설명된 CID(22) 또는 본원에 개시된 임의의 다른 CID와 같은 섀시 침입 검출기(CID)(1016)의 사용을 예시한다. 도 4는 CID(1016)로 덮인 내부도로 전자장치(1018)를 추가로 도시한다. 디스플레이(1022)는 유사하게 CID(1016)에 의해 커버된다.
도 5는 CID(1056) 또는 CID(22) 또는 본원에 개시된 임의의 다른 CID를 통해 모니터에 전원을 공급하기 위한 USB 커넥터를 부착하는 예시적인 방법을 예시한다. CID(1056)는 PC 보드(1054)의 일부를 커버하는 것으로 도시되어 있다. USB 커넥터(1050)는 하우징(1052)에 부착된다. USB 커넥터 핀들(1058)은 CID(1056)에 제공된 작은 홀들(1060)을 통과한다. 이 홀들(1060)은 충분히 작아서 누군가가 이 홀들(1060)을 통해 CID(1056)를 무력화는 것이 매우 어려울 것이다. 예시된 모니터는 본원에 개시된 모니터들 중 임의의 것일 수 있다.
도 6은 접촉 스피커(1014) 및 접촉 마이크로폰(1012)를 도시하는 도 2와 유사한 도면이다. 접촉 스피커(1014)는 턱수염을 기른 응시자를 수용하기 위해 안경 프레임(1006)의 안경다리에서 전방으로 이동되었다. 안경다리에 대한 접촉 스피커(1014)의 이동가능 연결이 제공된다. 스피커(1014)로부터 전자장치로의 연결은 안경다리 및 렌즈 부분의 내부 공간을 통과할 수 있는 와이어(1009)를 통해 이루어진다. 와이어(1010)는 도 5에 설명된 USB 커넥터에서 벽면 콘센트와 같은 전원으로 이어진다.
도 7은 (마이크로폰 어셈블리를 형성하기 위해) 접촉 마이크로폰(1012) 및 (스피커 어셈블리를 형성하기 위해) 접촉 스피커(1014)의 상단에 배치되는 박막(1110) 형태의 EKG 센서의 추가를 예시한다. 도 7에서, EKG 센서들을 갖는 접촉 마이크로폰(1012) 및 접촉 스피커(1014) 둘 모두는 안경 프레임(1006)의 안경다리들 상에서 전방으로 이동되어 수염을 기른 사람들의 피부에 접촉한다. 접촉 마이크로폰(1014)이 CID로 커버되는 반면 접촉 스피커(1012)가 그렇지 않음을 주목하라. 둘 모두의 디바이스들은 CID들로 커버될 수 있지만 접촉 스피커를 커버할 필요가 없을 수 있다.
심전도 센서들 또는 ECG 센서들로 또한 알려진 EKG 센서들은 심장 박동 형상을 측정할 수 있고 접촉 스피커와 마이크로폰이 피부에 접촉되어 있는지 추가 검증하는 역할을 한다. EKG는 또한 응시자의 신원의 대안적인 생체인증 검증을 제공한다. EKG 측정들을 위한 신호 레벨들이 매우 낮기 때문에, 센서 패드들은 CID에 의해 커버될 수 없다. 이 문제는 EKG 패드들이 CID 외측에 붙게 하는 CID를 통해 2개의 도체들이 배치되게 하여 해결될 수 있다. 접촉 마이크로폰의 나머지는 CID 커버 내측에 배치될 수 있다.
객관식 테스트들 외에도, 개시된 모니터들 중 임의의 것은 서면 답변들을 요구하는 테스트들에 사용될 수 있다. 이러한 테스트들을 위해, 모니터는 여러 줄의 텍스트 라인들이 디스플레이되게 하는 고화질 디스플레이가 장착되어 있다. 모니터는 또한 응시자가 책상이나 테이블에 타이핑하는 것을 방지하는 가상 키보드를 디스플레이할 수 있어야 하고, 이는 전방-지향 카메라에 의해 관찰된다. 이러한 가상 키보드는 US 10180572에 설명되어 있다. 텍스트 응답을 요구하는 질문이 제공되면, 응시자는 디스플레이의 가상 키보드를 사용하여 디스플레이에 나타날 답변을 타이핑한다. 이런 방식으로, 응시자의 응답은 테스트를 치르는 동안 어깨 너머로 바라보는 동료에 의해 관찰될 수 없다.
일부 경우들에서, 특히 수학적 파생 또는 수학적 표현의 필기가 요구될 때 테스트에 대한 서면 응답이 요구될 것이다. 이러한 경우, 응시자에게는 필기 응답이 입력되는 태블릿이 제공될 수 있다. 태블릿은 응시자의 필기를 보여주지 않고 모니터만 필기 응답을 수신하는 방식으로 모니터와 링크된다. 이 응답은 응시자가 검토하고 수정하도록 디스플레이에 디스플레이된다.
공범에 의한 안경을 통한 디스플레이 관찰을 방지하기 위해 커 또는 포켈(Kerr 또는 Pockels) 셀을 사용하여 디스플레이의 전방 부분을 검게 만드는 대신, US 10180572에 설명된 바와 같이, 플라스틱 위의 전기변색 유리 또는 필름이 이 기능에 사용될 수 있다. 이 경우, 전기변색 유리는 응시자 전면에 서 있는 사람이 디스플레이의 콘텐츠들을 볼 수 없도록 제어 메커니즘에 의해 완전히 검은색 또는 불투명하게 변하게 될 것이다. 다른 접근법은 편광 각도가 90도 회전된 안경 및 디스플레이에 편광 렌즈를 사용하는 것이다. 안경은 수직으로 편광되고 디스플레이는 수평으로 편광될 수 있다. 이 경우, 디스플레이로부터의 광은 안경을 통과하지 않아 응시자 전면에 서 있는 사람이 그것을 관찰하는 것을 방지한다.
본원에 개시된 EKG 시스템을 사용하여, 장비된 모니터는 응시자를 식별하고 응시자가 실제로 모니터를 착용하고 있는지를 검증하기 위한 제2 생체인증 시스템을 획득한다. 따라서, 홍채 카메라로 획득된 홍채 생체인증 외에도, 응시자의 머리 반대쪽에 있는 EKG 패드들은 응시자에게 고유하여 응시자의 생체인증 식별자인 응시자 심장 박동 형상을 기록할 것이다.
응시자는 마우스를 사용하는 것 외에도, 자신의 음성을 사용하여 모니터에 명령들을 입력할 수 있다. 이것이 테스트 질문들에 답변하기 위해 상술된 마우스의 대안으로 사용될 수 있지만, 예를 들어 테스트 개시 또는 테스트 질문들의 디스플레이 제어와 같은 다른 명령들에 또한 사용될 수 있다. 응시자는 "다음 질문", "휴식 필요", "시험 종료" 등을 말할 수 있다. 접촉 마이크로폰은 응시자가 말한 단어들을 픽업하여 다양한 명령들을 수행할 수 있다. 음성 입력은 응시자가 공범자에게 도움을 요청하기 위해 자신의 음성을 사용하지 않는 것이 분명한 에세이 유형의 질문들에 답변하는 데 또한 사용될 수 있다. 모니터 버전에서, 응시자가 자신의 귀에 삽입된 스피커를 사용하고 있는지 듣기 위해 응시자의 귀들에 삽입되는 작은 마이크로폰이 제공될 수 있다. 그러한 스피커는 보청기와 같을 것이다. 이러한 마이크로폰들은 입방 밀리미터 이하의 작은 디바이스들일 수 있다. 이들은 응시자가 모니터를 착용하고 있을 때 응시자의 귀에 삽입될 수 있다.
이러한 마이크로폰들은 또한 응시자의 음성을 픽업할 것이므로 모니터의 명령에 따라 응시자는 인이어 마이크로폰들이 적절하게 설치되었는지 테스트하기 위해 말할 수 있다. 말하기는 또한 접촉 마이크로폰의 동작을 테스트하는 데 사용할 수 있지만, 상술된 바와 같이, 접촉 스피커 및 EKG 디바이스에 기반한 다른 테스트들이 이 기능을 위해 제공된다.
테스트 질문들의 순서를 스크램블링하는 것은 위에 설명되어 있다. 또한, 테스트 질문들에 대한 객관식 답변들은 유사하게 스크램블링될 수 있다.
다른 방법들은, 응시자가 모니터에 명령들을 입력하게 하도록 사용될 수 있다. 홍채 카메라를 사용하는 하나의 이러한 방법은 질문들에 대한 답변들을 선택하거나 모니터의 동작을 제어하는 데 사용할 수 있는 눈 모션을 추적하는 것이다. 눈 깜박임과 닫는 시간/지속기간은 또한 이 목적에 사용될 수 있다. 다른 방법은 전방-지향 카메라로 볼 수 있고 적절한 소프트웨어로 해석할 수 있는 제스처들을 사용하는 것이다. 치아 클릭은 테스트를 제어하고 특히 객관식 테스트 질문들에 대한 답변들을 선택하는 데에도 사용될 수 있다.
안경 렌즈들은 쉽게 교체할 수 있어 상이한 응시자들에 상이한 처방 렌즈들이 사용되게 한다.
본원에 개시된 디바이스들은 테스팅 목적들에 사용될 필요가 없고 게임, 엔터테인먼트와 같은 다른 목적들에 사용될 수 있다.
3. 교실 테스팅
도 8은 예를 들어 USB 포트를 통해 각 디바이스가 중앙 컴퓨터(1306)에 부착될 수 있는 응시자로 가득 찬 방에 의한 본 발명에 따른 디바이스의 사용을 예시한다. 이 경우, 각 응시자(1302)는 키보드 및/또는 마우스 또는 다른 입력 디바이스와, 디스플레이(1304)가 제공된다. 각 디바이스는 중앙 컴퓨터(1306)에 연결될 수 있다. 그렇지 않으면, 테스트 안경(Test Glasse)의 동작은 본원에 설명된 대로이다. 각 응시자에게는 상이한 버전의 스크램블 테스트가 제시되고 키보드 및/또는 마우스를 사용하여 테스트 질문들에 답변한다. 중앙 컴퓨터는 각 응시자가 어떤 테스트 버전에 답변하는지 알고 있으므로 해당 정보가 시험 채점에 사용될 수 있다. 각 응시자에게 상이한 스크램블 버전의 테스트가 제공되기 때문에, 한 응시자가 제공한 답변은 말하기가 허용되지 않는 한 다른 응시자에게 도움이 될 수 없다.
도 9는 테스트가 끝나면 테스트 감독관이 수집할 종이에 답변들이 적힌 도 8과 유사한 도면이다. 다시, 각 응시자가 질문들이 무작위로 재정렬된 상태로 동일한 테스트를 치르기 때문에, 다른 응시자에게 비밀리에 답변을 통신하는 것은 이점이 거의 없다. 따라서, 도 8 및 도 9에 묘사된 배열들에 의해, 테스트 안경들은 원격으로 또는 교실 환경에서 사용될 수 있다.
모니터의 다른 단순화된 버전에 따르면, 본 발명의 교시들에 따라 구성된 디바이스는 도 10에 예시되고, 도 10은 본원의 교시들을 사용하여 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 섀시 침입 검출기로 모두 보호되는 여러 센서들, 카메라들 및 디스플레이를 갖는 전자 어셈블리를 포함하는 머리 착용 안경 유형 디바이스, 테스트 안경 또는 모니터의 사시도이다. 본 발명에 따라 구성된 머리 착용 디스플레이 및 전자 디바이스는 도 10 및 도 11에서 일반적으로 1410으로 도시되어 있다.
하우징(1420)은 프레임(1422)으로부터 연장된다. 하우징(1420)은 프레임(1422)의 에지로부터 직선 외향으로 연장되는 제1 부분 및 제1 부분에 대해 수직이고 프레임(1422)의 전면에 포지셔닝된 제2 부분을 갖는 실질적으로 L-형상이다.
디스플레이(1412)는 하우징(1420) 상에 또는 하우징(1420) 내에 배열되고 응시자의 우측 눈을 향하도록 지향되고 테스트 질문들을 디스플레이한다(대안적으로, 디스플레이는 응시자의 좌측 눈을 향해 지향될 수 있음). 이미징 디바이스를 나타내는 전방 보기 카메라(1414)는 또한 하우징(1420) 상에 또는 하우징(1420) 내에 배열되고 디바이스(1410)에서 외향으로 응시자의 시야를 모니터링한다. 카메라(1414)는 대략 120°의 시야를 가질 수 있다. 마이크로폰(1416)은 또한 하우징(1420) 상에 또는 하우징(1420) 내에 배열되고 테스트가 진행되는 동안 발생할 수 있는 말하기(사운드)를 모니터링한다. 사운드 생성기 또는 스피커(1418)는 하우징(1420) 상에 또는 하우징(1420) 내에 배열되고 마이크로폰(1416)이 어떻게든 동작불가능하게 되지 않았음을 검증하기 위해 마이크로폰(1416)에 의해 검출가능한 사운드를 주기적으로 제공한다. 스피커(1418)는 마이크로폰(1416)이 디바이스(1410)를 둘러싸는 공기 대신 하우징(1420)을 통해 스피커(1418)로부터 사운드를 수신하지 않도록 마이크(1416)로부터 더 멀리 배치되고 하우징(1420)으로부터 절연될 수 있다.
디스플레이(1412)는 제2 하우징 부분의 말단 단부에 배열된다. 전방 보기 카메라(1414), 또는 보다 일반적으로 이미징 디바이스, 마이크로폰(1416) 및 스피커(1418)는 또한 제2 하우징 부분 상에 배열된다(도 10).
이들 구성요소들(1412, 1414, 1416, 1418) 각각은 본 발명이 속하는 통상의 기술자들에게 공지된 방식으로 안경 프레임(1422)에 장착되는 하우징(1420) 내의 프로세서-함유 전자 패키지에 연결된다. 케이블은 하우징(1420)의 전자 패키지로부터 나오고 컴퓨터, 배터리 팩 또는 벽 파워 서플라이와 같은 외부 디바이스에 연결하기 위한 USB 커넥터(1424)를 포함할 수 있다.
홍채 또는 망막 스캔 카메라(1426)는 하우징(1420)에 배열되어, 착용자를 향해 내향으로 지향하고, 응시자의 생체인증을 측정한다. 이러한 생체인증은 홍채 또는 망막 스캔 또는 눈을 둘러싼 얼굴 부분의 스캔을 포함할 수 있다. 눈의 조명은 전자기 스펙트럼의 IR 또는 가시 부분들 내에 있을 수 있는 하우징(1420) 상에 배열된 LED들(1428)에 의해 제공될 수 있다. 백색 LED들이 사용되는 경우, 응시자를 귀찮게 하지 않도록 강도나 턴 온 시간을 제한하는 것이 이루어질 수 있다. 콘택트 렌즈에 칠해진 인공 홍채를 조사하기 위해 홍채가 상이한 개구들에서 보여지게 하도록 2개 이상의 상이한 레벨들의 가시 조명이 제공될 수 있다. 홍채 스캔 카메라(1426) 및 LED들(1428)은 제2 하우징 부분에 배열된다.
카메라(1430)는 또한 디바이스(1410) 근처에서 발생할 수 있는 임의의 이상 활동을 조사하기 위해 하우징(1420) 상에 또는 하우징(1420) 내에 제공될 수 있다(도 11). 이러한 카메라(1430)는 이미지 캡처 디바이스가 디바이스(1410) 또는 디스플레이(1412)에서 이미지를 캡처할 수 있는 응시자의 얼굴에 일시적으로 또는 영구적으로 부착되었는지 여부를 검출하게 할 수 있다. 유사하게, 카메라(1430)는 응시자의 좌측 눈을 둘러싼 공간을 모니터링하여 응시자에게 도움을 제공하기 위한 그러한 이미지 캡처 디바이스 및/또는 다른 디스플레이가 응시자의 좌측 눈과 관련하여 응시자에 의해 사용되고 있지 않음을 확인할 수 있다. 카메라(1430), 또는 보다 일반적으로 이미징 디바이스는 제1 하우징 부분에 배열되고 프레임(1412)의 대부분을 이미지화하도록 배향된다(도 11).
테스트들의 관리를 제어하는 소프트웨어 및 프로세서는 외부 컴퓨터, 하우징(1420)의 전자 패키지, 또는 커넥터(1424)를 통해 디바이스(10)에 부착되는 다른 디바이스에 상주할 수 있다. 응시자는 이 컴퓨터와 상호작용하기 위해 키보드 및/또는 마우스에 액세스할 것이다. 응시자는, 키보드를 사용하여 테스트 제공자와의 통신을 통해 응시 프로세스를 개시할 수 있다. 응시자가 테스트를 실행할 준비가 되면, 테스트의 암호화된 버전이 컴퓨터로 송신되고 디바이스(1410)로 중계된다. 예를 들어, 프로세서를 포함하는 하우징(1420) 내의 전자 패키지는 개인 암호 해독 키를 활용하여 테스트 질문들을 암호해독하고 그것들이 디스플레이(1412)에 디스플레이되게 한다. 이어서, 응시자는 키보드와 컴퓨터 디스플레이를 사용하여 질문들에 대한 답변들을 입력한다.
3. 스마트 안경
단일 마이크로디스플레이를 사용하여 양 눈들에 이미지를 제공하는 대안적인 모니터 설계(1800)가 도 12-도 17에 예시된다. CID로 보호해야 하는 구성요소들은 CID 설계를 단순화하기 위해 더 밀접하게 배열된다. 단일(마이크로)디스플레이(1828)는 각 눈에 보이는 렌즈들(1830)을 조명하는 데 사용된다. 2개의 홍채 카메라들(1802), 2개의 크로스뷰 카메라들(1806), 및 2개의 전방 카메라들(1818)가 이 설계에서 구현될 수 있다. 디스플레이(1828)가 양 눈들로 볼 수 있기 때문에, 디바이스가 회전되지 않았는지 또는 일부 방식에서 외부 카메라를 삽입할 수 있도록 어느 한쪽 눈에서 빠져나오지 않았는지 보장하기 위해 양 눈들이 모니터링되어야 한다. 크로스뷰 카메라들(1806)은 이제 응시자가 삽입한 범죄 카메라를 검색하기 위해 응시자의 머리 양쪽을 유사하게 주시해야 한다. 센서 어셈블리들(1810 및 1812)은 이마의 양쪽에 제공된다(도 17). 이 센서 어셈블리들(1810, 1812)은 응시자의 머리에서 방출되는 EKG와 사운드를 측정한다. 예를 들어, 센서 어셈블리(1810)는 각 센서에 하나씩 접촉 스피커 및 접촉 마이크로폰을 포함할 수 있다. 유사하게, 센서 어셈블리(1812)는 ECG(EKG) 센서를 포함할 수 있다. 접촉 마이크로폰은 응시자가 사운드들을 방출하는 시점을 결정하고 접촉 스피커는 접촉 마이크로폰이 응시자의 피부에 접촉되어 있는지 테스트하는 데 사용될 것이다(이는 다른 모니터 예들에 설명된 바와 같다). 접촉 스피커는 또한 오디오 사운드를 방출할 수 있으므로, 오디오 스피커가(존재하는 경우) 이를 테스트하는 데 사용될 수 있다. EKG 센서 패드들이 매우 낮은 전압들에 민감해야 하므로, 일반적으로 CID 외측에 배치될 것이다. 신호들이 EKG 센서들에서 내부 전자장치로 전달되게 하도록 작은 접촉들의 쌍이 CID에 배치될 수 있다. EKG 센서 패드들은 EKG 패드들을 제거하려는 임의의 시도가 CID를 파손하는 방식으로 접착하여 CID에 적절하게 부착될 수 있다. 2개의 전방 또는 정면 카메라들(1818)은 센서 시스템의 시야를 증가시키고 증강 현실이 이 설계로 구현될 때 미래 3D 이미지들이 생성되게 하기 위해 제공된다. 광학 시스템은 교대로 편광된 프레임들이 응시자의 우측 및 좌측 눈에 공급될 수 있도록 배열될 수 있고, 여기서 단일 디스플레이 패널은 연속적인 프레임들을 심지어 동일한 프레임에서 선택적으로 편광함으로써 3D 홀로그램 보기를 허용하기 위해 눈에 정보를 전달할 수 있다.
이 예에서 모니터(1800)는 장치가 응시자의 머리에 단단히 장착되도록 하는 조정 노브(1816)를 갖는 머리밴드(1808)를 포함한다(도 13). 배터리(1814)는 또한 디바이스와 통합될 수 있고 시험 응시자의 머리의 모니터(1800)로부터의 힘들의 균형을 맞추기 위해 디바이스의 후면에 배치될 수 있다. 이런 방식으로, 모니터(1800)의 무게 중심은 응시자의 머리 중심에 가깝게 배치되도록 조정될 수 있다. 이러한 상황들에서, 모니터(1800)가 앞뒤로 미끄러지는 경향이 거의 없어야 한다. 배터리(1814)는 이제 이전 설계들보다 상당히 커질 수 있고 외부 전력원 없이 많은 시간 동안 동작하도록 설계될 수 있다. 와이어는 배터리(1814)로부터 벽 충전기로 이어질 수 있거나, 대안적으로 그러한 목적을 위해 배터리 케이스에 리셉터클이 제공될 수 있다.
디스플레이 패널(1828)은 렌즈(1854)를 통해 좌측과 우측으로 교번적으로 편광된 광을 전송하는 편광 빔분할기 및 미러 어셈블리(1856)를 통해 하향으로 투사한다. 따라서, 디스플레이 이미지는 교번적으로 편광된 2개의 이미지들로 분할된다. 이어서, 버드배스 미러(Birdbath mirror)(1820)들은 반사 표면들을 포함하고 눈들로 광을 반사시키는 렌즈들 또는 결합기들(1804)을 향해 하향으로 광을 투사한다. 각각의 렌즈(1854)는 예를 들어 우측 눈에 대해 수평으로 편광된 광이 우측 렌즈에서 수직으로 편광된 필름과 상호작용하도록 상이하게 편광될 수 있다. 이는 우측 렌즈가 거울 역할을 하여 모니터(1800) 전면에서 이미지가 보이지 않게 하는 효과를 갖는다. 유사하게, 예를 들어 수직으로 편광될 수 있는 좌측 눈을 위한 편광된 이미지는 좌측 눈을 위한 수평으로 편광된 필름과 상호 작용할 것이다. 수직 및 수평 편광보다, 환경에서 자연스럽게 편광된 광은 편광 각도들이 +45도 및 -45도인 경우 영향이 적다.
대안적인 배열에서, 프로젝터들로부터의 광은 버드배스 미러와 같은 미러가 이미지의 방향을 변경하고 응시자가 보도록 편광 렌즈들을 향해 이를 투사하는 머리 양쪽의 위치들에 대해 디바이스 후면으로 투사된다. 이 방법은 렌즈에 통합될 광의 각도를 변경하기 위해 반사 표면들이 필요하지 않은 렌즈 설계를 단순화한다.
이제 몇 가지 조정들이 설명될 것이다. 프로젝터 각도들, 또는 렌즈들로 이미지를 반사시키는 미러들의 조정은 응시자의 눈들로의 반사들을 정확하게 조준하는 데 사용될 수 있고 이에 의해 상이한 사람들에 대해 동공 간 거리의 변동을 수용할 수 있다. 렌즈들은 복합 렌즈 배열일수 있으므로, 외부 렌즈는 요건들이 상이한 사람들에게 필요에 따라 처방 렌즈를 정정한다. 내부 렌즈는 눈들로의 반사들이 이루어지는 렌즈일 수 있다. 이 2개 세트들의 렌즈들은 응시자의 시각적 필요에 따라 외부 렌즈들이 교체가능하도록 설계될 수 있다. 내부 렌즈는 CID 내에 통합될 수 있어, 응시자가 내부 렌즈와 디스플레이를 볼 수 있는 카메라를 배치할 가능성을 제거한다. 다양한 광학 구성요소들을 이동시킴으로써 디스플레이의 초점이 변경될 수 있다. 이 배열에서, 응시자의 눈들로만 볼 수 있도록 시야가 제어될 수 있다.
이 모니터 설계에서, 응시자가 사용할 가상 스마트폰, 마우스 또는 키보드와 같은 증강 현실 디바이스들이 제공될 수 있다. 이들은, 손가락들의 모션이 정확하게 추적되고 이해될 수 있는 방식으로 응시자의 손가락들이 인식되고 매핑되는 것을 요구할 수 있다. 가상 키보드는 응시자의 손가락들에 가까운 위치에 또는 가상이거나 환경에 나타나는 테이블에 부착될 수 있다.
이 설계의 배열은 또한 홀로그램 프레젠테이션에 적합하다.
도 18-도 26은 두 눈들을 위한 모니터(1900)의 다른 바람직한 설계를 예시하고, 이 경우에 모니터(1900)의 하우징에 디스플레이 섹션을 형성하는 2개의 더 큰 디스플레이(1908)를 활용한다. 2개의 디스플레이들(1908)은 도 23에 도시된 바와 같이 서로 나란히 모니터(1900)에서 대략 수평으로 포지셔닝된다. 디스플레이들(1908)의 이미지는 결합기(1902)에서 반사된다. 결합기(1902)는 바람직하게는 내부 표면, 즉 디스플레이(1908)와 응시자의 눈들 사이의 광학 경로의 표면에 반-반사 코팅을 가지며, 이는, 모니터(1900)가 응시자의 머리에 배치되거나 달리 위치될 때 디스플레이(1908)에서 응시자의 눈들(응시자는 자신의 머리에 모니터(1900)를 지지하는 사람임)을 향하는 입사광의 퍼센티지, 예를 들어 50%만 반사한다. 광의 균형은 수직 하향으로 전달된다.
결합기(1902)는 모니터(1900)가 응시자의 머리에 있을 때 결합기(1902)가 응시자 눈들의 전면에 있도록 모니터(1900)의 프레임 또는 하우징 상에 포지셔닝되기 때문에 응시자가 동시에 환경, 및 디스플레이(1908)로부터의 콘텐츠의 반사를 보게 한다. 그러므로, 결합기(1902)는 착용자의 눈들을 완전히 커버하고 착용자가 디바이스 외측을 보는 것을 방지하는 일부 가상 현실 고글들과 대조적으로, 응시자 전면의 환경으로부터 모든 광을 차단하지 않는다. 또한, 결합기(1902)는 하단 에지에서 착용자 얼굴 형상에 접촉하거나 일치할 필요가 없으므로 결합기(1902)의 하단 에지와 사람의 얼굴 사이에 종종 갭이 존재한다.
결합기(1902)는 바람직하게는 외측 표면에 반사방지 코팅을 가지고 있어 잠재적으로 최대 광이 환경으로부터 결합기(1902)를 통과하게 한다. 결합기(1902)는 또한 결합기(1902)의 표면에 대략 수직인 방향을 제외하고 외측으로부터 광이 보여지는 것을 방지하는 프라이버시 필름을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 필름은, 수직 방향으로 결합기(1902)를 정상적으로 통과하여 그렇지 않으면 아래에서 볼 수 있는 광을 차단한다. 결합기(1902)는 위에서 설명된 기능을 제공하기 위해 협력하는 단일 결합기 또는 다중 결합기들을 나타낸다. 결합기(1902)의 상부 에지 구역은 결합기(1902)가 프레임 아래에 있도록 모니터(1900)의 프레임 또는 하우징에 부착된다. 또한, 결합기(1902) 및 프레임 또는 하우징은 모니터(1900)의 전면 부분의 구성요소들이다. 전면 부분의 에지들은 착용자의 얼굴과 일치하도록 구성되지 않는다. 모니터(1900)가 응시자의 머리에 있을 때 적어도 부분적으로 응시자의 눈들 전면에 있도록 설계된 전면 부분에 추가하여, 결합기(1902)에는 또한 전면 섹션의 각각의 측에 하나씩인 측면 섹션들이 제공될 수 있다. 이와 같이, 사람은 결합기(1902) 및 이의 연관된 구조를 통해서만 전면이나 측면들을 볼 수 있다.
디스플레이들(1908)은 또한 디스플레이(1908)를 아래에서 보기 어렵게 하는 디스플레이 표면에 수직인 방향으로 광을 정확하게 지향시키기 위해 자신들의 표면에 부착된 프라이버시 필름들을 가질 수 있다. 프라이버시 필름들은 수평 또는 수직 방향들의 광 투과를 방지하는 데 가장 효과적이므로 디스플레이들에 이러한 2개의 필름들이 요구될 수 있다. 결합기는 또한 투과율이 전기적으로 제어될 수 있는 전기변색 재료의 필름을 포함할 수 있다. 따라서, 환경에서 결합기를 통과하는 광의 양이 그에 따라 제어될 수 있다. 이렇게 하면 밝은 주변 광 조건들에서 결합기들에서 반사된 이미지를 볼 수 있다. 전기변색 재료의 대안들은 커 셀(Kerr cell)들을 포함한다. 마지막으로, 아래에서 논의되는 바와 같이, 크로스뷰 카메라들(1910)은 원하지 않는 카메라들을 검색하기 위해 결합기 주변 및 아래 공간을 모니터링하기 위해 제공된다.
2개의 홍채 카메라들(1904)이 제공되어 응시자의 홍채들을 모니터링하여 디스플레이가 조명되고 테스트를 치루는 동안 응시자의 눈들이 적절한 위치에 있는지, 및 모니터(1900)가 응시자 상에 있는지 확실히 한다. 카메라들(1904)은 또한 생체인증 식별 목적들에 사용된다. 홍채 카메라들(1904)은 홍채를 관찰하는 데 필요한 것보다 훨씬 넓은 시야를 가질 수 있으므로 이들은 응시자 옆에 배치된 숨겨진 카메라들이 테스트 내용들을 공범에게 전달하는 것을 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 홍채 카메라들(1904)들은 모니터(1900)의 프레임에 배열되고 일반적으로 모니터(1900)가 응시자의 머리에 있을 때 응시자의 눈들을 이미지화하도록 구성된 홍채 카메라 시스템의 일부이다. 홍채 카메라 시스템은 좌측 눈과 우측 눈이 이미지화되는 한 상이한 수의 홍채 카메라들(1904)을 포함할 수 있다. 홍채 카메라 시스템은 모니터(1900)의 전면 부분에 배열된다.
크로스뷰 카메라들(1910)은 응시자의 디스플레이들, 결합기 및 눈들 사이의 볼륨을 모니터링하여 숨겨진 카메라들의 배치가 공모자에게 테스트 콘텐츠들을 전달하는 것을 조사하도록 제공된다. 홍채 및 크로스뷰 카메라들(1904, 1910)의 사용을 통해, 모니터(1900)와 응시자의 얼굴에 포함된 볼륨 내에 이미징 디바이스를 숨기는 것이 가능하지 않아야 한다. 크로스뷰 카메라들(1910)은 크로스뷰 카메라 시스템의 일부이고 크로스뷰 카메라 시스템은 모니터(1900)의 프레임 상에 배열되고, 일반적으로 모니터(1900)가 응시자의 머리에 있을 때 프레임의 제1 측면 상의 위치에서 제1 측면과 대향하는 프레임의 제2 측면을 향하고 그리고 결합기 아래를 이미지화하고, 프레임의 제2 측면 상의 위치에서 프레임의 제1 측면을 향하고 그리고 결합기 아래를 이미지화하도록 구성된다. 크로스뷰 카메라 시스템은 모니터(1900)와 응시자의 얼굴에 의해 둘러싸이는 볼륨이 이미지화되는 한, 상이한 수의 크로스뷰 카메라들(1910)을 포함할 수 있다. 모니터(1900) 전면 부분에는 크로스뷰 카메라 시스템이 배열된다.
2개의 전방-주시 카메라들(1906)은 또한 모니터(1900)와 응시자를 둘러싼 환경을 모니터링하기 위해 제공된다. 함께 넓은 시야를 포함하는 이 카메라들(1906)은 응시자가 테스트 질문들에 답변하는 데 도움을 줄 수 있지만, 테스트 규칙들이 금지하는 메모들, 교과서들 또는 다른 장치의 존재를 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 응시자가 인터넷에 액세스하는 데 사용할 수 있는 컴퓨터의 존재가 결정될 수 있다. 유사하게, 응시자가 키보드로 타이핑하는 경우, 해당 동작은 검출될 수 있다. 요컨대, 전방-주시 카메라들(1906)은 응시자가 착수한 임의의 금지된 활동을 검출할 수 있다. 그들은 또한 테스트 치르는 프로세스 동안 응시자를 도우려는 잠재적 공범자의 존재를 결정할 수 있다. 전방 카메라들(1906)은 전자기 스펙트럼의 가시 또는 적외선(IR) 부분에 있을 수 있는 LED 또는 다른 조명이 제공될 수 있다. 카메라들(1906)은 IR 조명이 사용되는 경우 IR에 민감해야 한다. 전방-주시 카메라들(1906)은 모니터(1900)의 프레임에 배열되고 일반적으로 프레임의 전면 영역을 이미지화 하도록 구성되고, 이상적으로는 모니터(1900)가 응시자의 머리에 있을 때 프레임의 외향 측면들을 이미지화하도록 구성된 전방 주시 카메라 시스템의 일부이다. 전방 주시 카메라 시스템은, 모니터(1900) 주변의 환경이 이미지화되는 한, 상이한 수의 전방 주시 카메라들(1906)을 포함할 수 있다. 전방 주시 카메라 시스템은 모니터(1900)의 전면 부분에 배열된다.
위에서 논의된 6개의 카메라들로 획득된 이미지들은 예를 들어 훈련된 신경망이나 딥 러닝 기술을 사용하여 분석될 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 모니터(1900), 일반적으로 전면 부분 또는 하우징(예를 들어, 도 26에 도시된 인쇄 회로 기판(1920)을 포함하거나 그 상에)에 제공된다. 이 프로세서는 크로스-뷰 카메라 시스템, 홍채 카메라 시스템 및 전방 주시 카메라 시스템과 결합되어 다양한 이미지 분석을 수행한다. 예를 들어, 프로세서는 크로스-뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하여 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스의 존재를 결정하고, 모니터(1900)가 위치된(및 선택적으로 이미징 디바이스들) 응시자의 홍채들의 포지션을 결정하기 위해 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하고, 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석한다. 프로세서는 또한 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하고 이미지 분석 및 이전에 획득된 생체인증 데이터에 기반하여 생체인증 식별을 수행하도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 프로세서는 이미지들을 분석할 때 패턴 인식을 사용하거나, 달리 이미지들에 이미징 디바이스들의 존재 또는 부재에 대한 원하는 출력을 제공하도록 훈련, 프로그래밍 또는 구성될 수 있다. 테스팅 목적들에 사용되는 경우, 이미징 디바이스, 사람, 비인증된 테스트 보조원 또는 사람의 존재의 결정은 테스트 종료를 초래할 수 있다.
모니터(1900)는 바람직하게는 조정 노브(1918)(도 24)에 의해 장력이 조정가능한 세장형 밴드(1914)와 결합된 이마 안착 패드(1912)에 의해 응시자의 머리의 제 위치에 유지된다. 밴드(1914)는 일 단부에서 모니터(1900)의 전면 부분에 연결되고 또한 대향 단부에서 모니터(1900)의 전면 부분에 연결된다. 다른 밴드들 및 길이 조정 메커니즘은 본 발명에서 사용될 수 있다. 응시자의 이마에 대해 접촉 마이크로폰(1922) 및 접촉 스피커(1924)를 제자리에 유지하는 다른 세장형 밴드(1926)는 또한 응시자의 머리에서 모니터의 적절한 포지셔닝에 기여한다. 밴드(1926)는 모니터(1900)의 전면 부분의 일부이다.
전자 인쇄 회로 기판들은 일반적으로 1920으로 예시되어 있고 예시되지 않은 와이어들을 통해 배터리(1916)에 의해 전력이 공급된다. 인쇄 회로 기판(1920)은 이미지 분석을 포함하지만 이에 제한되지 않는 모니터(1900)의 동작성에 필요한 기능들을 수행하는 데 사용되는 프로세서 또는 프로세서 수단 또는 데이터 프로세서를 나타내는 것으로 간주되어야 한다. 모니터(1900)는 본원에 개시된 모니터 또는 안경의 임의의 실시예들의 이들 특징을 포함하는 추가 특징들을 포함할 수 있다. 모니터(1900)의 사용은 본원에 개시된 임의의 방식들의 테스트 목적들일 수 있다.
도 27-도 30은 섀시 침입 검출기(CID)(1952)로 커버된 디바이스의 주요 구성요소들을 예시한다. 동작 CID는 다른 곳에서 논의되고 여기에서 반복되지 않을 것이다. CID에 의해 커버된 어셈블리는 일반적으로 1950으로 도시된다.
CID(1952) 내에는, 접촉 마이크로폰(1954), 접촉 스피커(1956), PC 기판(1960)을 갖는 전방 및 홍채 카메라들 사이의 인터페이스들(1958), 크로스-뷰 카메라들(1962), 전방 카메라들(1964) 및 홍채 카메라들(1966)이 있다. 디스플레이들(1968)은 리본 케이블들(1970)에 의해 PCB 보드(1960)에 연결된다.
CID(1952)는 부드러운 인벨로프(envelope)로 표현된다. 실제로, CID(1952)는 다양한 구성요소들 표면에 부착될 것이다. 일부 경우들에서, CID(1952)를 보호해야 하는 다양한 구성요소들과 관련하여 적절하게 포지셔닝하기 위해 추가 구조를 추가하는 것이 필요할 것이다. CID(1952)는 이러한 디바이스들에 의해 취득되거나 디스플레이되는 이미지들을 왜곡하지 않는 매끄러운 표면을 제공하는 방식으로 카메라들(1962, 1964, 1966) 및 디스플레이들(1968)에 직접 부착될 수 있다. CID(1952)는 바람직하게는 도 27 및 도 30에 도시된 것을 커버한다. CID(1952)는 측면 실드(결합기(1902)의 일부) 또는 밴드(1914)를 커버하지 않는다. 실제로, 침입 방지 디바이스는 전면 부분 또는 하우징, 및 이의 연관된 카메라들을 CID(1952)로 커버하고, 이어서 이 커버된 디바이스에서 나와서 배터리 및 벽 전원에 연결하기 위해 배터리 상의 리셉터클로 가는 와이어로 프레임에 스냅함으로써 형성될 수 있다.
4. 제스처들
전방 모니터링 카메라들은 응시자의 손들과 손가락들의 포지션들과 모션들을 모니터링하는 데 사용할 수 있으므로 제스처들을 기록하는 데 사용될 수 있다. 제스처들은 모니터의 다양한 기능들을 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제스처들은 디스플레이들에 디스플레이되는 정보를 제어하고 객관식 테스트들에서 답변들을 선택하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제스처들은 터치 스크린 기능들을 대체할 수 있다. 예를 들어, 많은 경우들에서, 손들과 손가락들의 모션들은 마우스나 키보드를 대체하여, 모니터의 보안과 다용성을 더욱 개선시킬 수 있다. 이러한 용도들을 위해 가상 마우스 및/또는 키보드가 제공될 수 있다.
5. 프로세서
다양한 센서들은 모두 지속적으로 모니터링될 필요가 없다. 홍채 이미지가 취득되면, 초당 한 번 또는 프로세서 요건들을 거의 사용하지 않는 일부 다른 레이트로 눈의 추가 이미지들이 취득될 수 있다. 모니터의 초기 모델들은 상주 프로세서들과 함께 Raspberry Pi 0W 및 CM3 보드들을 사용했다.
6. 센서들
지문 센서들, 터치 센서들 등과 같이 모니터에 장착된 많은 추가 센서들은 모니터에 추가될 수 있다. 또한, 모니터에 통합되지 않은 다른 많은 센서들은 WiFi, 블루투스 또는 다른 무선 또는 유선 통신 프로토콜들을 통해 모니터와 통신할 수 있다. 일부 구현들에서, 예를 들어, 응시자의 활동들을 모니터링하거나 테스트가 진행되는 동안 랩톱 카메라와 같은 환경에, 또는 다른 시간들에서의 환경에 하나 이상의 카메라들을 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 유사하게, 모니터는 인터넷이나 다른 외부 제어기에 연결하여 실내 온도, 조명들, 차고 문들, 도어 잠금 장치들 등과 같은 모니터 디바이스들을 제어하는 데 사용될 수 있다.
7. 통신들
모니터에서 인터넷 및 다른 디바이스들로의 통신은 일반적으로 Wi-Fi 및 Bluetooth™의 사용을 포함한다. 일반적으로 통신은 모니터와 인터넷 상주 서버 간에 테스트 질문들과 답변들의 전송을 포함할 수 있다. 일부 버전들의 모니터에서, 직접 휴대폰 통신은 또한 이용가능할 것이다. 이것은 셀폰 데이터 송신 속도들이 증가함에 따라 점점 더 중요해질 것이다. 인터넷과 통신하는 최선의 방법은 빨리 5G를 통하는 것이므로, 이용가능 하더라도, Wi-Fi는 점점 더 적게 사용될 수 있다. CID는 우수한 하드웨어 보안을 제공하지만, 소프트웨어 맬웨어가 통신 채널들 중 하나를 통해 모니터에 진입할 가능성이 여전히 존재한다. 이러한 맬웨어가 모니터에 상주하는 것을 방지하는 하나의 방법은 모니터와의 Bluetooth™ 이외의 모든 통신들이 보안 인터넷 상주 서버를 통해 이루어지도록 요구하는 것이다. 이 서버는 맬웨어가 없는지 확인하기 위해 모니터를 위한 모든 송신을 스캔할 것이다.
모니터 사용 시, 스마트폰들 및 PC 컴퓨터들 같은 외부 디바이스들의 계산 리소스들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 외부 디바이스에 데이터와 커맨드들을 전송하기 위해 다양한 입력 방법들을 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 방법들은 물리적 또는 가상 마우스 및/또는 키보드 사용 또는 구두 사용을 포함한다. 일부 특수 애플리케이션들의 경우, 적절한 소프트웨어 및 하드웨어가 제공되는 모니터와 함께 대안적인 데이터 입력 디바이스들이 활용될 수 있다. 하나의 이러한 디바이스는 객관식 질문들에 답변하는 데 사용될 수 있는 클리커(clicker)이다. 다른 하나는 마우스의 기능들을 많이 가지고 있지만 응시자의 손가락에 있는 링이다. 일부 경우들에서, 이러한 링은 응시자의 신원을 검증하는 것을 돕기 위해 응시자의 사진을 찍는 데 유용할 수 있는 카메라를 가질 수 있다. 셀 폰들과 마찬가지로, 모니터는 또한 이미 언급된 바와 같이 라디오나 TV 방송국들, 조명들, 도어 잠금장치들 등과 같은 외부 디바이스들을 제어하는 데 사용될 수 있다.
8. AR 및 교시 비-교육적 애플리케이션들
다양한 능력들 중 임의의 것이 본원에 개시된 여러 모니터 설계들에 통합될 수 있다. 이제 이들 중 몇 가지가 설명될 것이다.
응시자가 테스트를 보는 결합기에서 외부 세계로 임의의 정보 누출을 방지하기 위해, 사용자가 주변 환경을 보는 렌즈는 커 셀 또는 포켈 셀(Pockels cell) 또는 예를 들어 테스트가 진행 중일 때 어두워지는 전기변색 필름을 통합할 수 있다. 동일한 장치는 디스플레이 대비를 향상시키기 위해 디스플레이에 관련하여 실내 또는 주변광의 상대적인 밝기를 제어하는 데 사용될 수 있다.
응시자의 머리의 운동학적 또는 회전 모션의 지식이 필요한 경우 IMU가 추가될 수 있다. 이러한 디바이스는 예를 들어 모니터 CPU에서 존재하고 실행되는 프로그램들에 따라 다양한 기능들의 제어를 위해 머리 모션들을 등록하는 데 사용될 수 있다. 모니터의 위치를 알고 싶은 곳에 GPS가 추가될 수 있다. GPS 및 IMU는 다양한 카메라들과 함께 작동하여 증강 현실에서와 같이 증강 디바이스들의 배치를 허용할 수 있는 모니터가 사용 중인 환경을 매핑할 수 있다.
또한, 디스플레이는 환경에 고정될 수 있고, 이는 예를 들어 응시자가 위치한 방에 다수의 TV 스크린들이 있는 것처럼 사용자가 자신의 머리를 단지 이동시킴으로써 스크린에서 스크린으로 이동할 수 있는 다중 스크린 이미지들의 사용을 허용한다. 자력계는 모니터를 배향시키는 것을 돕기 위해 추가로 추가될 수 있다.
스마트안경에 대한 특허 문헌이 환경, 예를 들어 응시자가 위치된 방을 매핑하기 위해 라이더를 사용하는 예들을 제공하지만, 바람직한 매핑 시스템은 도로 매핑을 위해 US 20190271550에 개시된 기법들을 사용할 수 있다. 모니터는 하나 이상의 카메라들을 갖고 응시자의 머리는 자주 이동하고, 이는 IMU, GPS 및 다른 관련 장치와 함께, '793 공개물에 개시된 입체 기법들을 사용하여 환경을 정확하게 매핑하게 한다. 배향 또는 매핑 프로세스를 돕기 위해 자기 나침반 또는 자력계가 또한 모니터에 포함될 수 있다.
응시자는 레이저 포인터를 사용하여 주변 환경에서 한 지점을 선택할 수 있다. 이것은 증강 현실 디바이스가 나타나야 하는 특정 지점을 찾기 위해 증강 현실과 함께 사용될 수 있다. 이 레이저 포인터는 제한된 기준으로 선택 중인 객체까지의 거리를 결정하게 하도록 라이더 능력들로 증강될 수 있다. 예를 들어, US Pat. 제10,152,141호 참조.
카메라들과 라이다 외에도, 구조화된 광은 또한 모니터에 관련하여 주변 영역의 지오메트리를 매핑하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 패턴화된 광빔들은 예를 들어 모니터의 상이한 면들에서 전송될 수 있고 이러한 구조화된 패턴들의 간섭 또는 상대적 포지션은 모니터로부터의 거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, US 특허 번호 제7,182,465호 참조.
360도 카메라는 별도의 스트랩을 사용하여 모니터 상단에 장착할 수 있고, 이를 통해 응시자 주변의 전체 공간을 모니터링하고 촬영하는 능력을 제공할 수 있다. 대안적으로, 카메라들은 모니터의 측면과 후면에 장착되어 응시자를 둘러싼 환경의 360도 뷰를 얻을 수 있다.
홍채 카메라는 눈 깜박임을 감지하는 데 사용될 수 있고, 모니터의 디스플레이 또는 다른 특징들 또는 능력들을 제어하는 데 추가로 사용될 수 있다. 가상 키보드로 타이핑하거나 가상 마우스를 동작시키는 것 외에도, 손들과 손가락들의 모션들은 위에서 논의된 바와 같이 모니터 디스플레이들 또는 다른 기능들을 제어하기 위한 제스처들로서 사용될 수 있다.
기능 키보드를 모니터에 추가하는 한 가지 방법은 가상 키보드에 의해서이다. 이 가상 키보드는 키보드에 관련한 자신의 손 같이 응시자의 시야에 디스플레이될 수 있다. 응시자가 누르도록 의도된 문자들을 타이핑하는 것을 지켜보면, 이는 디스플레이 상에서 문자들로 기록되고 변환될 수 있다. 대안적으로, 물리적 키보드가 사용될 수 있지만; 이것은 몇 가지 고유한 문제들을 제기한다. 키보드는 모니터 이외의 임의의 위치로 데이터를 송신할 수 있는 능력이 없어야 한다. 그렇게 할 수 있다면, 키보드는 컨설턴트에게 질문들을 타이핑하는 데 사용될 수 있다. 키보드는 모니터에 등록되지 않은 무선 신호를 컨설턴트에게 전송하는 숨겨진 스위치로 설계될 수 있다. 모니터가, 응시자가 타이핑을 하고 있지만 해당 타이핑 결과를 수신하지 못하는 것으로 결정하면, 테스트가 종료될 수 있다. 대안적으로, 키보드는 CID로 커버되고 암호화를 사용하여 모니터와 통신할 수 있다. 가상 키보드는 인프라구조 장착 카메라로 픽 업될 수 있지만, 이는 키보드를 약간 이동시킴으로써 어렵고 쉽게 무력화될 것이다.
추가 센서들은 모니터에 장착되어 응시자의 건강 상태를 모니터링할 수 있고, 예를 들어 심박수 모니터, 온도 센서 및 EEC는 3개의 가능성들이다. 일부 버전들의 모니터는 위에서 논의된 바와 같이 생체인증 식별 및 건강 모니터링에 사용될 수 있는 EKG(ECG) 센서를 갖는다.
주변광 센서는 다양한 카메라들의 제어를 돕기 위해 추가될 수 있다. 커패시턴스 센서 또는 현미경 렌즈는 또한 접촉 마이크에 의한 피부 접촉을 결정하기 위해 추가될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 혈류 센서는 또한 피부 온도 센서뿐만 아니라 해당 목적을 위해 사용될 수 있다. 또한, 얼굴 피부의 사진은 매우 작은 심도를 갖거나 구조화된 광 또는 단지 비스듬한 각도로 비추어진 레이저를 사용하여 피부까지의 거리를 측정하는 데 사용될 수 있다.
엔드파이어 마이크로폰 어레이(endfire microphone array), 또는 유사한 디바이스는 또한 인입 사운드의 방향을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 응시자가 말하거나 다른 사운드들을 생성할 때를 결정하기 위해 접촉 마이크로폰을 보강할 수 있다. 다수의 마이크로폰들의 다른 조합들은 스피치 소스를 파악하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이어버드는 마이크로폰 또는 마이크로폰들의 어레이와 같은 추가 센서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로폰 어레이로부터의 적어도 2개의 마이크로폰은 사용자의 입쪽으로 또는 적어도 가까이로 지향되는 라인을 따라 배열될 수 있다. 배향 센서 또는 센서들, 이어버드 내의 제어기 또는 다른 디바이스에 의해 수신된 정보를 사용하여, 이 구성을 획득하기 위해 마이크로폰 어레이의 어느 마이크로폰들이 활성화되어야 하는지 결정할 수 있다. 입 또는 입 가까이로 지향된 벡터를 따라 배열된 이들 마이크로폰들만을 활성화함으로써, 입 가까이에서 발생하지 않는 주변 오디오 신호들은 공간 필터링 프로세스를 적용하여 무시될 수 있다.
필요에 따라 초음파, IR, RF 및 유사한 센서들이 추가될 수 있다. 촉각 또는 터치 센서들은 모니터의 손가락 제어를 허용하도록 추가될 수 있다. 이러한 센서들은 예를 들어 구글 안경(Google Glass)에 사용된다.
사람의 뇌에서 신체와 분리된 디바이스로 직접 통신할 수 있는 시스템들이 개발 중이다. 이 개념은 뇌에서 인터넷으로의 직접적인 통신을 허용하는 것이다. 이러한 시스템은 본원에 설명된 부정행위 방지 시스템들을 무력화하는 데 사용될 수 있으므로 해당 기술이 사용 가능해지면 이러한 통신들을 감지하기 위해 디바이스가 모니터에 추가될 수 있다.
카메라, RF 송신기 및 LED를 포함한 다양한 손 장착 센서들은 또한 모니터 기능들을 제어하는 데 사용될 수 있다.
9. 디스플레이를 위치에 잠금
디스플레이 보기를 물리적 위치로 잠그는 것의 장점은 응시자가 단순히 자신의 머리를 움직여 보기를 변경할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 이용가능한 메모리의 크기에 따라, 여러 웹사이트들 또는 TV 방송국들을 포함하는 다수의 스크린들이 이용가능할 수 있고 응시자는 단순히 머리 움직임들에 의해 둘 사이를 전환할 수 있다. 도 18-도 26의 모니터 설계를 사용하여, 예를 들어, 각각의 스크린은 대형 스크린 TV와 동일할 수 있다. 응시자가 어느 스크린을 보고 있는지 모니터가 알기 때문에 각 스크린에 수반되는 사운드가 제어될 수 있다.
10. 교육
본원에 사용된 설명들과 예들이 주로 시험 응시에 중점을 두었지만, 동일한 모니터들이 교육용으로 사용될 수 있다. 도 18-도 26의 대형 디스플레이들을 사용하여, MOOC들 또는 다른 교육수업들은 학생들에 의해 시청될 수 있다. 예를 들어, MOOC 과정을 수강한 후, 학생은 즉시 안전한 학점 테스트를 볼 수 있다.
11. 소프트웨어
모니터에 상주할 수 있는 다양한 소프트웨어 모듈들은 다음을 포함한다:
a. 홍채 캡처
b. 안구 위치
c. EKG 캡처 및 생체인증 인식
d. 손가락 및 손 인식 및 모니터링
e. 음성 인식 생체인증
f. 응시자의 입에서 나오는 사운드들
g. 홍채 또는 크로스 뷰 카메라 이미지들에서 범죄 객체 존재 인식
h. 홍채 코드에서 암호화 키 세트 결정.
i. CID 단선 검출
j. 학교 등록 소프트웨어
모니터와 상호작용하는 서버에 상주할 수 있는 다양한 소프트웨어 모듈들은 다음을 포함한다:
a. 대학들 또는 다른 시험 공급업체들과의 통신
b. 테스트 수신, 스크램블링 및 암호화
c. 홍채 인식
d. 모니터들과 통신
12. 요약
몇 가지 바람직한 실시예들이 위에서 예시되고 설명되었지만, 동일한 기능들을 수행하는 구성요소들에 대해 다른 센서들, 재료들 및 상이한 치수들을 사용하는 가능한 조합들이 있다. 본원에 개시된 발명들 중 적어도 하나는 상기 실시예들로 제한되지 않고 다음의 청구범위들에 의해 결정되어야 한다. 그러나, 본 발명의 많은 변경들, 수정들, 변동들 및 다른 용도들 및 응용들은 본 명세서 및 그의 바람직한 실시예들을 개시하는 첨부 도면들을 고려한 후에 통상의 기술자들에게 명백해질 것이다. 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 그러한 모든 변경들, 수정들, 변동들 및 다른 용도들 및 응용들은 다음 청구범위들에 의해서만 제한되는 본 발명에 의해 커버되는 것으로 간주된다.
Claims (10)
- 디바이스로서,
콘텐츠를 디스플레이하기 위한 적어도 하나의 디스플레이를 포함하는 디스플레이 섹션을 포함하는 하우징;
상기 하우징에 결합되고 상기 디스플레이 섹션의 광학 경로에 배열되고 상기 디스플레이 섹션에 의해 디스플레이된 콘텐츠를 반사시키고 이를 통해 사람이 볼 수 있게 하는 광학 요소;
상기 하우징에 결합되고 상기 하우징의 각 측면 상의 위치들로부터 상기 하우징의 대향 측면을 향하여 그리고 상기 광학 요소 아래를 이미지화하는 크로스뷰 카메라 시스템(crossview camera system);
상기 하우징에 결합되고, 사람의 좌측 눈 및 우측 눈 중 적어도 하나를 포함하도록 상기 하우징 상의 적어도 하나의 위치로부터 상기 하우징의 후방 영역을 이미지화하는 홍채 카메라 시스템;
상기 하우징에 결합되고 상기 하우징 상의 하나 이상의 위치들로부터 상기 하우징 전방의 영역을 이미지화하는 전방-주시 카메라 시스템(forward-looking camera system); 및
상기 하우징에 배열되고 상기 크로스뷰 카메라 시스템, 상기 홍채 카메라 시스템 및 상기 전방-주시 카메라 시스템에 결합된 프로세서
를 포함하고, 상기 프로세서는:
임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 상기 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들;
상기 사람의 적어도 하나의 홍채의 존재 및 포지션을 결정하기 위해 상기 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들; 및
특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 상기 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
제1 및 제2 대향 단부들을 갖고 상기 제1 및 제2 단부들에서 상기 하우징에 결합되는 제1 세장형 밴드(elongate band)를 더 포함하고, 상기 제1 밴드는 상기 사람의 머리가 포지셔닝가능한 인클로저를 형성하도록 상기 하우징으로부터 후방으로 연장되는, 디바이스. - 제2항에 있어서,
상기 하우징의 전면에 배열된 이마 안착 패드;
상기 하우징에 인접하고 접촉 마이크로폰 및 접촉 스피커를 포함하는 제2 세장형 밴드; 및
상기 하우징 위에 배열된 섀시 침입 검출기 시스템(chassis intrusion detector system)을 더 포함하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 크로스뷰 카메라 시스템은:
상기 하우징의 제1 측면 상에 있고, 상기 하우징의 상기 제1 측면의 내향 그리고 상기 광학 요소 아래를 이미지화하도록 배열된 제1 크로스뷰 카메라; 및
상기 하우징의 제2 측면 상에 있고, 상기 하우징의 상기 제2 측면의 내향 그리고 상기 광학 요소 아래를 이미지화하도록 배열된 제2 크로스뷰 카메라를 포함하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 디스플레이 섹션은 서로 나란히 수평으로 포지셔닝된 2개의 디스플레이 섹션들을 포함하고,
상기 홍채 카메라 시스템은:
상기 사람의 좌측 눈을 이미지화하기 위해 상기 하우징 상에 배열된 제1 홍채 카메라; 및
상기 사람의 우측 눈을 이미지화하기 위해 상기 하우징 상에 배열된 제2 홍채 카메라를 포함하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 상기 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석하고 그리고 상기 이미지 분석 및 이전에 획득된 생체인증 데이터에 기반하여 생체인증 식별을 수행하도록 추가로 구성되는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서는, 임의의 획득된 이미지들에서 이미징 디바이스들의 존재를 결정하기 위해 상기 크로스뷰 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 홍채들의 존재 및 포지션을 결정하기 위해 상기 홍채 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 및 특정 객체들의 존재를 결정하기 위해 상기 전방-주시 카메라 시스템에 의해 획득된 이미지들을 분석할 때, 패턴 인식을 사용하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 광학 요소는 상기 디스플레이 섹션의 광학 경로의 내부 표면 상의 반-반사 코팅(semi-reflective coating), 및 최대 광이 환경으로부터 상기 광학 요소를 통과하도록 허용하는, 외측 표면 상의 반사방지 코팅을 포함하는, 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 사람의 머리에 위치되도록 구성된 프레임을 포함하고, 상기 디스플레이 섹션은 제1 부분 및 제2 부분을 갖고, 상기 광학 요소는 결합기를 포함하고, 상기 결합기는, 상기 프레임이 상기 사람의 머리에 있을 때 상기 사람의 눈들의 적어도 부분적으로 전면의 포지션에서 상기 프레임 상에 배열되고, 그리고 상기 사람 전면의 환경과 상기 디스플레이 섹션 상에 디스플레이된 콘텐츠를 상기 사람이 동시에 볼 수 있도록 구성되고, 상기 결합기는 상기 프레임이 상기 사람의 머리에 있을 때 상기 디스플레이 섹션의 상기 제1 부분의 콘텐츠를 상기 사람의 좌측 눈으로 반사시키고 상기 디스플레이 섹션의 상기 제2 부분의 콘텐츠를 상기 사람의 우측 눈으로 반사시키는, 디바이스.
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