(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータの少なくとも１つの眼の運動を測定するためのオキュロメータを有するシステムであって、
前記システムはまた、前記オペレータが、動作中のディスプレイを見ている間、少なくとも１つの前記眼の滑らかな追跡運動を実行できるよう、前記眼に対して、点滅を実行するフレームの少なくとも１つのポイントを表示するための前記ディスプレイを有する、
システム。
【請求項２】
前記ディスプレイは、
−  前記ディスプレイ上への前記眼の注視の方向の投影の座標の少なくとも１つのセンサを有し、
−  前記フレーム内に基準ポイントを表示するように設計され、前記ディスプレイの前記基準ポイントの位置は、前記ディスプレイへの前記眼の注視の方向の投影の座標によって決まる、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
−  少なくとも１つの図形、及び／又は
−  少なくとも１つの文字、及び／又は
−  少なくとも１つの数字、及び／又は
−  少なくとも１つの音、及び／又は
−  少なくとも１つの命令、を生成するために、
前記オペレータの前記眼の運動を処理するための、ユニットを有する、
請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記オキュロメータは、前記オペレータの前記眼の瞳孔の直径を測定するように設計され、
前記ユニットは、前記オペレータの前記眼の瞳孔の直径に応じて、前記図形及び／又は前記文字及び／又は前記数字及び／又は前記音及び／又は前記命令を変えるように設計される、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記フレームのコントラスト及び／又は点滅周波数の調整を可能にするインターフェースを有する、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
オキュロメータがオペレータの少なくとも１つの眼の運動を測定するステップを有する方法であって、
前記方法はまた、動作中のディスプレイを見ている間、前記オペレータが少なくとも１つの前記眼の滑らかな追跡運動を実行できるよう、前記ディスプレイが、前記眼に対して、点滅を実行するフレームの少なくとも１つのポイントを表示するステップを有する、
方法。
【請求項７】
前記ディスプレイの少なくとも１つのセンサが、前記ディスプレイ上への前記眼の注視の方向の投影の座標を測定するステップを有し、
前記ディスプレイは、前記フレーム内に基準ポイントを表示し、前記ディスプレイの前記基準ポイントの位置は、前記ディスプレイへの前記眼の注視の方向の投影の座標によって決まる、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記オペレータの前記眼の運動を処理するためのユニットが、
−  少なくとも１つの図形、及び／又は
−  少なくとも１つの文字、及び／又は
−  少なくとも１つの数字、及び／又は
−  少なくとも１つの音、及び／又は
−  少なくとも１つの命令、
を生成する、ステップを有する、
請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記オキュロメータは、前記オペレータの前記眼の瞳孔の直径を測定するステップを有し、
前記ユニットは、前記オペレータの前記眼の瞳孔の直径に応じて、前記図形及び／又は前記文字及び／又は前記数字及び／又は前記音及び／又は前記命令を変える、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
いったんコンピュータのメモリにロードされると、請求項６乃至９のいずれか１項に記載の方法の実装を可能にする命令を含む、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オペレータの少なくとも１つの眼の運動を測定するためのオキュロメータを有するシステムに関する。
【０００２】
本発明はまた、このようなシステムに実装される方法、及び対応するコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、文書によるコミュニケーションのために、ディスプレイによって提供されるオブジェクトを選択するために、上肢の動きを失ったオペレータの少なくとも１つの眼の運動を測定するためのオキュロメータを有するシステムが知られている。
【０００４】
既知のディスプレイに提供されるオブジェクトは、例えば文字及び／又は数字及び／又は、例えばコンピュータキーボードの種類のキーボードコマンドである。
【０００５】
各提供されたオブジェクトの既知の選択は：
−  眼の衝動性運動、そのターゲットとして選択されることになるオブジェクトを取ること、及び、
−  選択されることになるオブジェクトに所定時間眼を固定する及び／又はまばたきをすること、を含み、
このシーケンスは前述のオキュロメータによって測定される。
【０００６】
しかし、前述のテクニックは欠点を有する。
【０００７】
それらは所定の形態で提供されるオブジェクトの選択しか可能にせず、個別のトレースの形態のオブジェクトの生成を可能にしない。実際、心理学的には、眼の運動は、事実上全体にターゲットの間の（眼の）衝動性運動（毎秒およそ２から３回の衝動性運動）から成り、したがって、個別のトレースの形態でのオブジェクトの生成のために使用することができない。
【０００８】
さらに、それらは、強い集中及びオペレータ側の衝動性運動を制御するための継続した努力を必要とした。
【０００９】
さらに、前述の選択は遅い。
【００１０】
最終的に、既知のシステムは、それらが、選択されることになるオブジェクトをターゲットとして指示するために眼の視線方向を使用するので、オキュロメータの繰り替えしの且つ非常に正確な較正を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、これらの欠点の少なくとも１つを相殺することを提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、オペレータの少なくとも１つの眼の運動を測定するためのオキュロメータを有する本発明によるシステムが提案され、このシステムはまた、動作している間にディスプレイを見ている間、オペレータが少なくとも１つの眼の滑らかな追跡運動を実行できるように、眼に対して、点滅を実行するフレームの少なくとも１つのポイントを表示するためのディスプレイを有する。
【００１３】
本発明は、単独で又は任意の技術的に可能な組み合わせで用いられる以下の特徴によって有利に補足される：
−  ディスプレイは、ディスプレイ上への眼の注視の投影の座標のための少なくとも１つのセンサを有し、フレーム内に基準ポイントを表示することができ、基準ポイントの位置は、ディスプレイ上への眼の注視の投影の座標によって決まる；
−  システムは、少なくとも１つの図形、及び／又は少なくとも１つの文字、及び／又は少なくとも１つの数字、及び／又は少なくとも１つの音、及び／又は少なくとも１つの命令を生成するために、オペレータの眼の運動を処理するための、ユニットを有する；
−  オキュロメータはまた、オペレータの眼の瞳孔の直径を測定することができ、ユニットは、オペレータの眼の瞳孔の直径に応じて、図形及び／又は文字及び／又は数字及び／又は音及び／又は命令を変えることができる；
−  システムはまた、フレームのコントラスト及び／又は点滅周波数の調整を可能にするインターフェースを有する。
【００１４】
本発明はまた、このようなシステムに実装される方法、及びコンピュータプログラム製品に関する。
【００１５】
本発明は多数の利点を有する。
【００１６】
本発明は、オペレータが眼の滑らかな追跡運動を実行することを可能にする。
【００１７】
本発明は、個別のトレースの形態のオブジェクトの生成を可能にし、オペレータが眼の滑らかな追跡運動から生じるトレースはオキュロメータによって測定される。個別のトレースは、
−  図形の及び／又は
−  文字（単語又はひと続きの単語を形成するための単語の列）の及び／又は
−  数字（数字を形成するための文字の列）の及び／又は
−  音の及び／又は
−  命令の、生成を可能にする。
【００１８】
したがって、オペレータはもはや所定の形状を有するオブジェクトに制限されず、創造力を解放することができるとともに、特にオペレータを認証することを目的として、（例えば、個人の筆記体及び／又は署名等）彼の個性でスタンプされたオブジェクトを生成することができる。
【００１９】
加えて、比較的少しの集中及び短いトレーニング時間しか必要とせず、例えば、筆記体の手動形成による等、事前の学習に依存する
眼の運動に関してオペレータ側に比較的少しの努力しか必要とせず、ディスプレイに表示される基準ポイントは、最大のオペレータの快適さのために、滑らかな眼の追跡運動の制御のさらなる拡大を可能にする。
【００２０】
さらに、オブジェクトの生成は、通信スループットのために、素早く、この通信スループットもまた素早い。
【００２１】
最後に、本発明は、生成されることになるオブジェクトを形成するために眼の相対運動を使用し、従来技術の選択されることになるオブジェクトをターゲットとして指示するために眼の視線方向を使用しないので、より正確でない較正しか必要としない。
【００２２】
本発明は多数の利用分野を有する。限定されない例として：
−  オペレータ、特に上肢の動きを失ったオペレータによる、筆記体及び／又は音によるコミュニケーション、場合により芸術的なコミュニケーション；
−  例えば、視覚障害（例えば、加齢黄斑変性（又はＡＭＤ））、認知障害（失読症、統合運動障害）又は神経学的障害のための、眼の運動の研究及び可能な矯正；又は
−  少なくとも１つの眼のみが利用可能である状況（例えば、外科手術又は飛行機のパイロット又は歩兵に関する戦闘状況）でのコミュニケーション、
を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明の他の特徴、目的及び利点は続く説明から明らかになるであろう。この説明は、単なる例示であって限定するものではなく、この説明は添付の図面を参照して読まれなければならない。
【図１】図１は、本発明によるシステムの可能な実施形態を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明による方法の可能な実装を概略的に示す。
【図３】図３は、ディスプレイ上のフレームのレンダリングを概略的に示す。
【図４Ａ】図４Ａは、ディスプレイ上のフレームの点滅を概略的に示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ディスプレイ上のフレームの点滅を概略的に示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明によるシステムによって生成されたオブジェクトの例を概略的に示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明によるシステムによって生成されたオブジェクトの例を概略的に示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明によるシステムによって生成されたオブジェクトの例を概略的に示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明によるシステムによって生成されたオブジェクトの例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
全ての図面において、同様の要素は同一の参照番号を有する。
【００２５】
図１は本発明によるシステムの可能な実施形態を概略的に示し、可能な方法の実装が図２に概略的に示される。
【００２６】
システムは主に、ステップＥ１の間、オペレータの少なくとも１つの眼Ｏの運動を測定するためのオキュロメータ１を有する。
【００２７】
オキュロメータ１は眼の運動を測定するための装置であり、当業者に知られているとともに市販されている。
【００２８】
オキュロメータはまた、眼Ｏを直接観察するために及びオペレータの眼窩の眼Ｏの運動を測定するためにオペレータの眼Ｏに向けられた少なくとも１つのカメラ１０を有する。
【００２９】
カメラ１０は、オペレータの眼Ｏの運動を記録するとともに処理するために、オキュロメータ１のプロセッサ１１に接続される。カメラは、オペレータのヘルメット１２に支えられる。
【００３０】
使用され得るオキュロメータ１の限定されない例は、ＳＲ−Ｒｅｓｅａｒｃｈと呼ばれる会社のＥｙｅ−Ｌｉｎｋ  ＩＩブランドのオキュロメータである。
【００３１】
図１、３、４Ａ及び４Ｂに示されるように、システムはまた、眼Ｏに対して及びステップＥ２の間に、点滅を実行する少なくとも１つのポイントＰから成るフレームＴを表示するためのディスプレイ２を有する。
【００３２】
フレームＴは、オペレータに可視である、少なくともポイントＰから成る任意のパターンである。フレームＴは、好ましくは複数のポイントＰを有する。
【００３３】
ポイントＰは例えば、ディスプレイ２にランダムに分布され得る。ポイントＰは、大きさが異なり得るとともに、フレームＴは、ディスプレイ２にポイントＰのいくつかの密度を有し得る。
【００３４】
図４Ａ及び４Ｂは、フレームＴがディスプレイ２で、オペレータに可視に、点滅を実行することを、より正確に示す。
【００３５】
点滅は、ディスプレイ２上の、眼Ｏによって知覚できる、フレームＴのちらつきを示す。
【００３６】
フレームＴは、オペレータの眼Ｏの過度の疲れを避けるために、ディスプレイ２の画面の背景に比べて低いコントラストを有する。
【００３７】
画面の背景は例えば中間の灰色の色であり得るが、任意の他の色がもちろん考えられ得る。
【００３８】
点滅は、フレームＴのポイントの色合いのリズミカルな反転によって得られる。したがって、
−  フレームＴは、図４Ａに示されるように、ディスプレイ２によって、所定時間淡い色合い（例えば、白又はより明るい色合いのディスプレイ２の画面の背景の色）で表示される；その後
−  フレームＴは、図４Ｂに示されるように、ディスプレイ２によって、同じ所定時間濃い色合い（例えば、黒又はより暗い色合いのディスプレイ２の画面の背景の色）で表示される、等である。
【００３９】
点滅周波数は、１０Ｈｚと４０Ｈｚの間に含まれる、好ましくは２０Ｈｚと３０Ｈｚとの間に含まれる、例えば２５Ｈｚの好ましい値を備える。
【００４０】
ディスプレイ２は、コンピュータ又はテレビモニタ、或いは、例えばフレームＴがプロジェクタによって投影される受動的なスクリーンであり得る。
【００４１】
システムは、モニタに接続される又は前述のプロジェクタに接続される、（好ましくは、限定されるものではないが、コンピュータプロセッサの形態の）処理ユニット３を有し、ディスプレイ２にフレームＴの表示の制御を可能にする。処理ユニット３はまた、（例えば、システムのグラフィック制御画面の形態の）インターフェース３１を有し、インターフェース３１は、オペレータがコントラスト及び／又はフレームＴの点滅周波数を調整することを可能にする。
【００４２】
オペレータは、フレームＴの点滅を表示する動作しているディスプレイ２を見る間、少なくとも１つの眼の滑らかな追跡運動を実行することができる。滑らかな追跡運動は、その軌道における眼の連続的な運動であり、衝動性運動ではない。
【００４３】
実際、フレームの点滅は、眼Ｏによって認識できる視覚の刺激を構成し、このような滑らかな追跡運動を可能にする。この滑らかな追跡運動は、点滅がない場合には不可能である（点滅がない場合には衝動性運動のみが実際行われる。）この現象は実験的に観察されており、Ｓａｔｏ,  Ｔ.  （１９８９），  Ｒｅｖｅｒｓｅｄ  ａｐｐａｒｅｎｔ  ｍｏｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ｒａｎｄｏｍ  ｄｏｔ  ｐａｔｔｅｒｎｓ，  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ,  ２９,  １７４９−１７５８、又はＳｐｉｌｌｍａｎｎ,  Ｌ.他  （１９９７）,  Ｒｅｖｅｒｓｅｄ  ｖｉｓｕａｌ  ｍｏｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ  ｅｙｅ  ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ,  Ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ,  ２６（７）：  ８２３−３０を参照することができる。
【００４４】
眼Ｏの滑らかな追跡運動は、オキュロメータ１によってリアルタイムで連続的に測定される：プロセッサ１１はカメラ１０によって測定された眼Ｏの運動を記録するとともに処理する。
【００４５】
図１によって示されるように、プロセッサ１１は、例えば、処理ユニット３がコンピュータプロセッサからなるときイーサネット（登録商標）ポートによって、処理ユニット３に接続される。
【００４６】
眼の運動は、ユニット３によって軌跡として解釈され、処理ユニット３のメモリに記録される。軌跡は、ユニット３によって処理され得るグラフィックトレースとして再構成される。
【００４７】
眼Ｏの運動を処理することは、異なる連続する部分へのトレースの分離を考慮することを含む。分離は、例えば、所定期間眼の運動を停止することによって又はまばたきすることによって、コンピュータによって制御され得る。
【００４８】
図５Ａ乃至５Ｄのセットによって示されるように、ユニット３はしたがって、ステップＥ４の間、グラフィックトレースの部分に基づいて：
−  少なくとも１つの図形（図５Ａ）、及び／又は
−  少なくとも１つの文字（図５Ｂ）、及び／又は
−  少なくとも１つの数字（図５Ｃ）、及び／又は
−  少なくとも１つの音（図示せず）、及び／又は
−  少なくとも１つの装置のための命令（図５Ｄ）、
の生成を可能にする。
【００４９】
ユニット３は装置４に接続されることができ、ユニット３から来る生成を考慮する。
【００５０】
装置４は、例えば、
−  単語及び／又は描画処理プログラム及びスクリーン及び／又はプリンタ及び／又はプロッタ及び／又はメモリ；及び／又は
−  音生成プログラム及びスピーカ；及び／又は
−  例えば、ブラインド、ランプ等、家庭用電気器具に接続されたホームオートメーションプログラム、を備えるコンピュータ等、任意の種類のものであり得る。
【００５１】
図５Ａの図形は、特にオペレータの芸術的な表現のコミュニケーションを可能にする、装置４のスクリーン及び／又はプリンタの表示及び／又はプロッタのトレースによる、任意の図形的、造形的（ここでは家を記号で表している）又は抽象的であり得る。
【００５２】
上述のように、図５Ｂの“ｅｙｅ  ｏｎ  ｌｉｎｅ”の単語の表現は、例えば、まばたきによって互いから分離され、各単語はグラフィックトレースの部分に対応する。図５Ｃは、例えばまばたきによって互いに分離された数字１、２及び３を使用して数１２３を生成することも可能であることを示す。
【００５３】
図５Ｂの表現又は図５Ｃの数字は、装置４のスクリーンに表示され得る及び／又はプリンタで印刷され得る及び／又はメモリに記録され得る。
【００５４】
装置４が単語及び／又は描画処理プログラムを備えるコンピュータである場合、ユニット３によって処理することはまた、グラフィックトレースの部分の縮小及び／又は書式設定及び／又はページレイアウトを含む。ディスプレイ２を見るときの眼Ｏの滑らかな追跡運動は実際、眼Ｏを動かすことにおけるより大きい快適性のために、相当な大きさであり、一般に、縦向き印刷におけるＡ４フォーマットのような従来のフォーマットに対応しない。
【００５５】
前述の処理はまた、装置４によって、完全に又は一部で実行され得る。
【００５６】
装置が音生成プログラム及びスピーカも有する場合、装置４はまた、眼Ｏの運動によって生成されるオブジェクトに応じて、例えば強さ及び／又は高さ及び／又は音色を変えられた音を出すことができる。
【００５７】
装置が単語及び／又は描画処理プログラム並びに音生成プログラム及びスピーカの組み合わせを有する場合、装置４はまた、眼Ｏの運動によって生成された文字に対応する音を出すこともできる。
【００５８】
最後に、図５Ｄは、例えば、装置４に接続された窓のブラインドを上げるために、「上昇」命令を生成することができることを示す。
【００５９】
図１は、ディスプレイ２が、ディスプレイ２上への眼Ｏの注視の方向ＤＲの投影Ｃの座標（ｘ、ｙ）の少なくとも１つのセンサ２１を有することを示し、センサ２１のこの測定はステップＥ３の間に実行される。この目的のために、センサ２１はユニット３に接続されるので、センサ２１はしたがって、特にヘルメット１２のマーク１２１の位置を測定することができるとともにオキュロメータ１の測定値を使用する
したがって、センサ２１はディスプレイ２に対するオキュロメータ１の較正を可能にする。しかし、較正は比較的不正確であり得るので、システムの初期化の間に迅速に実行することができ、較正はオブジェクトの生成に使用されず、オブジェクトの生成は主に眼Ｏの滑らかな追跡運動を使用する。
【００６０】
ディスプレイ２はさらに有利には、ステップＥ３の間、フレームＴに基準ポイントＲを表示するように設計され、ディスプレイ２の基準ポイントＲの位置は、ディスプレイ２上への眼Ｏの注視の方向ＤＲの投影Ｃの座標（ｘ、ｙ）によって決まる。したがって、基準ポイントＲは、オペレータによって知覚できる、リアルタイムインジケータを構成し、オペレータの眼Ｏの変位及び速度の制御を可能にする。
【００６１】
基準ポイントＲは、任意の形状を有し得るが、非常に好ましくは、ディスプレイ２上への眼Ｏの注視の方向ＤＲの投影Ｃに関する周辺である。
【００６２】
例えば、それは（例えばポイントＰのものに相当する直径を有する）周辺円盤からなり、投影Ｃを中心にした円形リングを形成する。リングは任意の直径を有し得るが、有利には、例えばディスプレイ２の表面積の１／１６と１／８との間である。
【００６３】
基準ポイントＲは、ディスプレイ２の動作の間、連続的に表示され得るが、点滅もし得る。
【００６４】
基準ポイントＲは、眼に知覚できなければならず、したがって、ディスプレイ２の背景画面に対するフレームＴより大きいコントラストを有する。
【００６５】
基準ポイントの形状、サイズ及びコントラストは、システムインターフェース３１を介してオペレータによって調整され得る。
【００６６】
１つの有利な変形形態によれば、オキュロメータ１は、オペレータの眼Ｏの瞳孔の直径も測定するように設計され、ユニット３は、オペレータの眼Ｏの瞳孔の直径にしたがって、グラフィック及び／又は文字及び／又は数字及び／又は音及び／又は命令を変えるように設計される。
【００６７】
眼の瞳孔の直径はオペレータの感情を表すので、トレースのストローク（一画）の太さはまた、瞳孔の直径が増加するとき、描画の表現度を増加させるために、増加し得る。
【００６８】
−  全て又は一部のプロセッサ１１がユニット３に含まれ得る、及び逆、及び／又は
−  全て又は一部の装置４がユニット３に含まれ得る、及び逆、及び／又は
−  全て又は一部のインターフェース３１がディスプレイ２に含まれ得る、及び逆、
であることが理解される。
【００６９】
本発明はまた、いったんコンピュータのメモリにロードされると、本発明による方法の実装を可能にする命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。この製品は、例えば、メモリ又はＣＤ−ＲＯＭ等、任意のコンピュータ媒体にあり得る。
【図１】
0005937204.tif 000002
【図２】
0005937204.tif 000003
【図３】
0005937204.tif 000004
【図４Ａ−４Ｂ】
0005937204.tif 000005
【図５Ａ】
0005937204.tif 000006
【図５Ｂ】
0005937204.tif 000007
【図５Ｃ】
0005937204.tif 000008
【図５Ｄ】
0005937204.tif 000009