PL248465B1 - Osłona do okulografu - Google Patents

Abstract

Osłona do okulografu, znajdująca zastosowanie do badań prowadzonych w warunkach wysokiej ekspozycji na światło, charakteryzuje się tym, że utworzona jest z pasa czołowo-skroniowego (1), który przy dolnej krawędzi na całej swojej długości zestawiony jest z odchodzącym od niego w kierunku do przodu daszkiem nadokularowym (2), który w części skroniowej przechodzi w osłony boczne (3), z których każda w części górnej ma ceowo wyprofilowaną, otwartą do wnętrza wnękę (3a) na zausznik okularowy, a w części dolnej po stronie wewnętrznej ma otwartą od góry i przodu kieszeń (3b), przy czym każda z osłon bocznych (3) zestawiona jest z odchodzącym od jej dolnej czołowej krawędzi ramieniem (4), które składa się z półki podporowej (4a) tarczy okularów oraz umiejscowionej pod nią osłony przypoliczkowej (4b), której wewnętrzna powierzchnia zestawiona jest z, wysuniętą poza jej dolny obrys, elastyczną okładziną (5).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest osłona do okulografu znajdująca zastosowanie do badań prowadzonych w warunkach wysokiej ekspozycji na światło. Rozwiązanie według wynalazku przeznaczone jest do okulografu Tobii Glasses 3, przy czym prosta konstrukcja i uniwersalna zasada działania umożliwia dostosowanie kształtu osłony do innych okulografów mobilnych w formie okularowej.

Śledzenie ruchów gałek ocznych (ang. eye-tracking) jest techniką stosowaną od ponad 100 lat w takich dziedzinach jak psychologia, medycyna, bezpieczeństwo drogowe, ergonomia, interakcja człowiek-komputer, marketing i innych. Obecnie najpopularniejszą metodą przeprowadzania badania jest monitorowanie ruchu gałki ocznej za pomocą rejestratora wideo umieszczonego na głowie. Informacje o zmianie położenia oka, a mianowicie poznanie czasu i kierunków skanowania danego obszaru wzrokiem, umożliwiają rozpoznanie charakterystyki aktywności wizualnej człowieka. Badania okulograficzne pozwalają na rozpoznanie, gdzie i w jaki sposób kierowany jest wzrok badanych, jak również na rozpoznanie, jak jest przez nich przetwarzany kod wizualny i tekstowy. Do badania aktywności wzrokowej człowieka wykorzystuje się najczęściej okulograf (tzw. eyetracker). Okulograf jest urządzeniem, które służy do rejestracji położenia gałek ocznych i tym samym określa kierunek linii wzroku (patrzenia) człowieka. Określa on chwilowe położenie środka źrenicy. Na podstawie powyższych pomiarów oprogramowanie szacuje kierunek patrzenia. Obecnie najczęściej stosowane okulografy oparte są na technologii wideo wykorzystującej promieniowanie podczerwone. Światło podczerwone jest niewidoczne dla człowieka, nie odwraca jego uwagi, ułatwia identyfikację źrenicy i lokalizację odbicia rogówkowego. Wysyłane przez urządzanie promienie podczerwone odbijają się od oka, a następnie są rejestrowane przez kamerę lub kamery. Zgromadzone dane przekazywane są do komputera i analizowane w taki sposób, aby wyodrębnić zmiany w sygnale charakterystyczne dla ruchu oka (to jest fiksacje i sakkady). Dzięki indywidualnej/osobniczej kalibracji jakość badań prowadzonych przy użyciu okulografu mierzona jest dokładnością, precyzją oraz powtarzalnością pomiaru. Technologia ma swoje ograniczenia wynikające na przykład z wad wzroku badanych.

Jednym z typów eyetrackerów są eyetrackery mobilne, zazwyczaj zakładane na głowę uczestników. Dzięki nim badania mogą być prowadzone w ruchu, w różnych sytuacjach poznawczych. Ze względów metodologicznych badania mogą być prowadzone w różnych warunkach oświetlenia. Niekorzystną pod względem technologicznym sytuacją była ta, w której światło słoneczne, posiadające pasma podczerwone, uniemożliwiało skuteczne prowadzenie badań. Aby temu przeciwdziałać producenci wprowadzali specjalne szkła ochronne z filtrami.

Dostępne do okulografu szkła niestety w dalszym ciągu nie pozwalają na rejestrację w wielu nietypowych pod względem oświetlenia sytuacjach. Dane pozyskiwane w pełnym, także położonym nisko słońcu czy przy zbiornikach wodnych były złej jakości, w trakcie badań urządzenie nie było w stanie wystarczająco często wskazać miejsca, w jakie patrzy badany lub ich zgromadzenie było niemożliwe (brak kalibracji).

Celem według wynalazku jest rozwiązanie umożliwiające prowadzenie badań w pobliżu wody (plaża, szkolenie ratowników), frontów wodnych (pejzaż, urbanistyka), na zbiornikach wodnych (żeglarstwo, nawigacja), czy badań sportowców poza budynkami (jeździectwo, kolarstwo, tenis) i badań wykonywanych o różnych porach dnia (poranek - wschód słońca, wieczór - zachód słońca).

Osłona do okulografu, według wynalazku charakteryzuje się tym, iż utworzona jest z pasa czołowo-skroniowego, który przy dolnej krawędzi na całej swojej długości zestawiony jest z odchodzącym od niego w kierunku do przodu daszkiem nadokularowym, który w części skroniowej przechodzi w osłony boczne, z których każda w części górnej ma ceowo wyprofilowaną, otwartą do wnętrza wnękę na zausznik okularowy, a w części dolnej po stronie wewnętrznej ma otwartą od góry i przodu kieszeń, przy czym każda z osłon bocznych zestawiona jest z odchodzącym od jej dolnej czołowej krawędzi ramieniem, które składa się z półki podporowej tarczy okularów oraz umiejscowionej pod nią osłony przypoliczkowej, której wewnętrzna powierzchnia zestawiona jest z wysuniętą poza jej dolny obrys, elastyczną okładziną.

Osłona według wynalazku pozwala na prowadzenie badań przy pomocy okulografu w otoczeniu urbanistycznym i krajobrazowym nawet w bezchmurne, bardzo słoneczne dni, w pobliżu jasnego i odbijającego światło otoczenia (lustrzanych powierzchni: refleksyjne fasady szklane, rzeki, akweny i zbiorniki wodne), o wschodzie i zachodzie słońca (przy poziomym kierunku propagacji/padania promieni słonecznych). Osłona uniemożliwia promieniom słonecznym niekontrolowane dostanie się pomiędzy okulograf do gałek ocznych z boku, od góry i od spodu urządzenia, przy czym osłona nie dotyka ani nie

PL 248465 Β1 zasłania żadnych funkcjonalnych elementów okulografu, takich jak kamery, diody oraz magnesy mocujące. Osłona jest nasuwana na dostępne w zestawie okulografu szkła ochronne z poliwęglanu, a następnie montowana na okulografie. Konstrukcja obudowy pozwala na wypełnienie luk między oprawą okularową a skrzydełkami nosa, czołem, kościami szczękową, jarzmowymi i skroniowymi badanych. Bez obudowy, w opisanych powyżej sytuacjach, niezwykle często nie była możliwa kalibracja okulografu, a dane gromadzone w momentach, gdy promienie słoneczne (bezpośrednie lub odbite) dostawały się pomiędzy twarz badanego a okulograf, były złej jakości.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia okulograf w widoku aksonometrycznym, fig. 2 okulograf w widoku od przodu, fig. 3 okulograf w widoku od tyłu, fig. 4 okulograf w widoku od góry, fig. 5 okulograf w widoku z boku, a fig. 6 okulograf w widoku bocznym od strony wnętrza. W tabeli 1 przedstawiono skuteczność gromadzenia danych dotyczących pozycji oczu w trakcie rejestracji Tobii Glasses 3 z i bez zastosowania osłony.

Osłona do okulografu w przykładzie wykonania według wynalazku utworzona jest z pasa czołowo-skroniowego 1, który przy dolnej krawędzi na całej swojej długości zestawiony jest z odchodzącym od niego w kierunku do przodu daszkiem nadokularowym 2, który w części skroniowej przechodzi w osłony boczne 3, z których każda w części górnej ma ceowo wyprofilowaną, otwartą do wnętrza wnękę 3a na zausznik okularowy, a w części dolnej po stronie wewnętrznej ma otwartą od góry i przodu kieszeń 3b. Kieszenie 3b są ustawione symetrycznie. W kieszenie 3b wsuwana jest fabryczna nakładka na eyetracker. W kieszenie 3b wsuwają się w boczne ściany (zauszcznice) tej nakładki. Dzięki temu z dwóch nakładek powstaje zestaw - nakładka wraz z osłoną według wynalazku. Każda z osłon bocznych 3 zestawiona jest z odchodzącym od jej dolnej czołowej krawędzi ramieniem 4, które składa się z półki podporowej 4a tarczy okularów oraz umiejscowionej pod nią osłony przypoliczkowej 4b, której wewnętrzna powierzchnia zestawiona jest z wysuniętą poza jej dolny obrys, elastyczną okładziną 5, która może być wytworzona na przykład z pianki poliuretanowej 25 kg/m³.

Na potrzeby wynalazku przeprowadzano badania na 18 uczestnikach (studentach obydwu płci; 19-24 lata; bez wad wzroku: zez, funkcjonujących bez korekcji okularowej). Testy przeprowadzono na wyłożonym jasnymi płytami dziedzińcu (51.118771, 17.054067) w trakcie bezchmurnej pogody w październiku. Zadaniem uczestników było dwukrotne patrzenie się w odpowiedniej sekwencji na elementy architektoniczne. Jeden raz zadanie wykonywano bez obudowy, tylko z zakupionym od producenta szkłem ochronnym. Drugie powtórzenie wykonywano z założoną obudową. Kolejność rejestracji była naprzemienna. Badania przeprowadzone zostały przy bezchmurnym niebie, miejsce: plac w pełnym słońcu i niskim położeniu słońca (poranek 8.00-10.00).

Tabela 1. Skuteczność gromadzenia danych dla tego samego zadania wykonywanego bez lub z zastosowaniem obudowy

Dziedziniec W1	Bez obudowy z fabrycznym szkłem ochronnym	Z obudową oraz z fabrycznym szkłem ochronnym	Odnotowana poprawa
Uczestnik 1	36%	68%	+ 32%
Uczestnik 2	brak kalibracji	63%	+ 63%
Uczestnik 3	69%	83%	+ 14%
Uczestnik 4	80%	88%	+ 8%
Uczestnik 5	58%	85%	+ 27%
Uczestnik 6	84%	94%	+ 10%
Uczestnik 7	88%	91%	+ 3%

PL 248465 Β1

Dziedziniec W1	Bez obudowy z fabrycznym szkłem ochronnym	Z obudową oraz z fabrycznym szkłem ochronnym	Odnotowana poprawa
Uczestnik 8	brak kalibracji	brak kalibracji	-
Uczestnik 9	81%	84%	+ 3%
Uczestnik 10	83%	93%	+ 10%
Uczestnik 11	91%	96%	+ 5%
Uczestnik 12	44%	49%	+ 5%
Uczestnik 13	96%	90%	- 6% (!)
Uczestnik 14	67%	78%	+11%
Uczestnik 15	46%	69%	+ 23%
Uczestnik 16	95%	91%	- 4% (!)
Uczestnik 17	59%	91%	+ 32%
Uczestnik 18	brak kalibracji	58%	+ 58%

Skuteczność osłony jest różna i zależy od budowy twarzoczaszki uczestników. W 2 na 18 przypadków umożliwiła kalibrację. W 13/18 przypadkach jakość danych wzrosła. W jednym przypadku osłona nie rozwiązała przyczyny braku kalibracji. W dwóch przypadkach po zastosowaniu obudowy skuteczność była niższa (o 4% i 6%). Zwraca jednak uwagę fakt, że jakość gromadzonych danych bez obudowy była pierwotnie bardzo wysoka (95-96%), a po zastosowaniu obudowy obniżyła się do poziomu 90/91%. Obudowa umożliwiła przeprowadzanie badań w pobliżu cieku wodnego patrz: https://doi.org/10.18150/RK7JQH, RepOD, V1. Gromadzenie danych bez obudowy było nieefektywne.

Claims (1)

1. Osłona do okulografu, znamienna tym, że utworzona jest z pasa czołowo-skroniowego (1), który przy dolnej krawędzi na całej swojej długości zestawiony jest z odchodzącym od niego w kierunku do przodu daszkiem nadokularowym (2), który w części skroniowej przechodzi w osłony boczne (3), z których każda w części górnej ma ceowo wyprofilowaną, otwartą do wnętrza wnękę (3a) na zausznik okularowy, a w części dolnej po stronie wewnętrznej ma otwartą od góry i przodu kieszeń (3b), przy czym każda z osłon bocznych (3) zestawiona jest z odchodzącym od jej dolnej czołowej krawędzi ramieniem (4), które składa się z półki podporowej (4a) tarczy okularów oraz umiejscowionej pod nią osłony przypoliczkowej (4b), której wewnętrzna powierzchnia zestawiona jest z wysuniętą poza jej dolny obrys, elastyczną okładziną (5).