CN103371798A - 耳挂式眼控装置 - Google Patents
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Abstract
一种耳挂式眼控装置，包括本体、挂耳勾体及取像模块，本体内装有运作所需的电子零组件，挂耳勾体自本体向外延伸，让使用者能勾挂在耳朵上，取像模块与本体相连，用以取得使用者的眼部影像。本发明所提供的耳挂式眼控装置，具有侦测、辨识眼球运动状态的功能进而执行多样化的指令控制。
Description
技术领域
本发明是有关一种眼控装置，特别是一种勾挂在使用者单边耳朵上的耳挂式眼控装置。
背景技术
利用眼睛的运动而控制其它设备或进行各类研究，有多种技术已被公开而为社会大众所熟知。如美国专利公开号 US2011/0279666，此案的主要技术特征是，让使用者配戴一个特殊设计的眼镜，并在使用者前方设置一个展示柜，展示柜中放置多种商品，数个定位传感器安装于展示柜的适当位置。眼镜的镜架上设有CCD摄影机，可观测使用者的视觉范围并将讯号传至信息处理单元及储存单元，镜架上另有位置传感器，藉由位置传感器与定位传感器的讯号交互传递，确认使用者与展示柜之间的相对空间关系。该案的目的在于商品开发研究与调查等营销议题，观察使用者的眼睛注视或停留程度，协助厂商决定哪一种商品的包装外观比较受消费者的欢迎。此类技术已实际应用于Tobii 公司所开发的Tobii眼动仪。
此外，美国专利公告第6,003,991揭示了一种适用于医学领域的装置，主要提供了一个可让病患配戴的眼镜，眼镜的正前方设置了摄影机用以取得使用者的眼睛影像。透过传输线将影像回传到计算机设备与屏幕，如此医师可以很清楚地观察到病患的眼睛状态，而进行治疗或医学研究。
罗彻斯特理工学院的Jason S.bacock 及Jeff B. Pelz 等人所发表的论文：”Building a lightweight eyetracking headgear” 中提到一种新颖的设计，以轻便、低成本、并具有开源程序代码支持为主要诉求的眼睛追踪装置，此设计于眼镜的镜架上增设一个对准使用者眼睛的摄影机，进而追踪眼睛的运动状态。
另由 TempOne、Graffiti Research Lab、OpenFrameworks、 The Ebeling Group 等研究团队于 2007 开发的「EyeWriter」，是一种类似上述Jason 等人开发的眼睛控制装置。开发「EyeWriter」的原始动机，是有一群软件程序开发专家，为了帮助患有「渐冻症(ALS)」而逐渐失去四肢活动能力的街头艺术家 Samuel Taylor Coleridge，让他能够利用眼睛再度挥洒绘画作品。「EyeWriter」于眼镜的镜架上配置两个摄影机，正对使用者的两只眼睛，搭配开源的软件程序读取数据，侦测眼睛的运动而让 Samuel 能重拾画笔。
Basilio Noris、Jean-Baptiste Keller及Aude Billard 等人所提出的论文：“A wearable Gaze Tracking System for Children in Unconstrained Environments”，揭露一种穿戴式的眼睛追踪装置，主要包含了两部上下相邻的摄影机，并于摄影机之间设有一面反射镜，位于上方的摄影机拍摄使用者的正前方影像，而下方的摄影机除了撷取使用者的手部动作区域之外，藉由反射镜还能同时取得使用者的眼部影像。此设计主要是观察记录儿童的学习互动状态，而且还可以使用在猫狗之类的小型宠物身上。实际使用时把装置夹置于帽子上，再让儿童带上帽子即可运作。
综观上述已知技术，是为了不同的目的而提出类似的解决方案，然而仔细探究，该等装置都是在眼镜镜架的基础上，配置摄影机而取得眼睛影像，虽能合理运作，但是对于已经配戴有眼镜的使用者，或是躺在病床上的病人而言，并不十分方便。对于一般使用者而言，为了让镜架能够支撑额外配置的摄影机，镜架必须重新设计符合需求，而不能自由选择镜架的造型。对病人而言，很多病患由于手术或其它理由，必须躺在病床上甚至需要护士协助翻身而无法自由活动，当身体转侧而进行换药、换管等各种医疗行为时，镜架就会因为身体的翻动而脱离了正确的取像位置，再者镜架是同时勾挂在双边耳朵上的，所以无论向左侧身或向右侧身，都会压迫到病人的耳朵，而造成实际使用上的各种困扰。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种耳挂式眼控装置，其舍弃传统以眼镜镜架的双边耳朵勾挂为基础的设计，采用单边耳朵勾挂的设计，能有效避免上述各类缺失。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耳挂式眼控装置，其包含本体及挂耳勾体，其特点是：该装置还包括取像模块，该本体内设有运作所需的电子零组件；该挂耳勾体连接于该本体，供使用者勾挂于其单边耳朵上；该取像模块与该本体电性相接，用以取得使用者的眼睛影像。
于一较佳的实施例中，该挂耳勾体较佳以可挠性材质所构成，可受力弯曲而变形。
根据本发明的耳挂式眼控装置，其中该耳挂式眼控装置进一步包含延伸臂，其与该本体相连，且该取像模块设于该延伸臂上。
在本发明的一较佳实施例中，该耳挂式眼控装置的延伸臂可相对于该本体旋转的方式与该本体相连。该相连方式并无限制，并可以利用已知技术达成，一较佳实施例是于该耳挂式眼控装置中进一步包含轴柱，其穿设于该延伸臂与该本体连接处，使该延伸臂可以该轴柱为圆心，以相对该本体旋转而调整。
根据本发明的耳挂式眼控装置，其中该取像模块所取得的影像需进一步转换为讯号，分析该讯号以得到使用者眼睛影像所代表的讯号。将影像传输至该运算装置的方法已为已知技术，可利用无线传输的方式，将该影像传输至一运算装置。或者，该耳挂式眼控装置可进一步包含讯号传输线，将该取像模块所取得的影像以有线传输的方式，送出至一运算装置。
本发明的耳挂式眼控装置，可进一步包含声音产生模块，其设于该本体及该挂耳勾体交接处。
又本发明的耳挂式眼控装置可进一步包含麦克风，其电性连接于该本体，用以接收声音。在一较佳的实施例中，该麦克风设置于该延伸臂上，又在一更佳的实施例中，该麦克风设置于该延伸臂的末端。
本发明的耳挂式眼控装置，由于其挂于单边耳朵，因此不会遮蔽使用者视野，故其提供一种不影响用户视野的先进解决方案。本发明的装置，在不需更动改造，已经戴眼镜使用者的原有眼镜镜架的前提下，提供更为人性化的新颖设计，适用于所有的使用者，无论配戴眼镜与否，都无限制。关于医学上的应用，比如医生的诊疗开刀中，本发明的装置完全不会遮蔽医生的视野，而提供更为安全的手术环境，避免任何的视野干扰。对于行动不便的病患而言，无论是左右翻身，或是背部清理换药等等医疗行为，本发明的装置完全不会干扰护理人员的通常动作，相较于已知技术中医疗人员必须迁就眼镜类型眼控装置所产生的困扰，本发明所揭露的装置在使用上更为合理，利于实施各种医疗行为。
本发明亦是一种保障行车安全的耳挂式眼控装置。传统的眼控装置，其摄影机最好正对使用者的眼睛而取得较佳的眼球影像，更为明确的说，应该架在使用者眼睛的正前方，已知技术是往下移动了一小段距离以免完全遮蔽使用者的视野。然而在实际上，驾驶的视野理当毫无遮蔽而保持其可视范围的完整性，部分遮蔽视野的设计也就代表安全上的隐忧。比如大货车的驾驶员，大型货车的驾驶座位通常比较高，传统眼控装置遮蔽了驾驶下半部的视野，传统眼镜型的设计难以避免牺牲了驾驶的部分视野而换得眼控功能，但视觉上的死角却可能造成交通安全事故。本发明的耳挂式眼控装置则为侧向拍摄，完全不会遮蔽驾驶的可视范围，在满足行车安全的先决要件下，提供操作便利的眼控性能。
美国专利第7,974,664号揭露一种无线蓝芽耳机的设计，如该专利的图2、图3所示，然而此技术着重于蓝芽耳机的耳勾旋转设计。虽然美国专利第7,974,664号的技术内容揭示了单耳勾挂的结构，但是该等前案并没有教示或建议眼睛取像拍摄模块的使用，且本发明是将取像模块装设于延伸臂上，将取像模块取像的角度调整至最佳位置而得以取得使用者眼部影像，非技术领域之人参考前案技术所能推及，且本发明更提供使用者眼球沟通控制需求，以及医学临床上的使用，本发明所提供的解决技术方案充分符合专利申请的进步性诉求。与美国专利第7,974,664号类似的技术领域，尚有美国专利第7,289,640 号及第8,027,638号等案，于此一并提供审核参考。
有关本发明的目的、技术内容与特点，以下举一较佳实施例并配合图式予以说明。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例示意图。
标号说明：
10本体 20挂耳勾体
30延伸臂 40取像模块
50轴柱 60声音产生模块。
具体实施方式
请参考图1，其为本发明的耳挂式眼控装置的一实施例示意图，该耳挂式眼控装置由本体10、挂耳勾体20、与取像模块40所组成。其中，本体10的内部装设有运作所需的电子零组件，挂耳勾体20连接于本体10，外观略呈U型，让使用者方便勾挂在单边耳朵上。较佳的，挂耳勾体20由可挠性材质所构成，可受力弯曲而产生变形，便于使用者调整配戴上的舒适度。
本文中术语「运作所需的电子零组件」是指用于运作本发明的耳挂式眼控装置内部的主要电子零组件，例如电池、晶体管、内存、二极管或印刷电路板等零组件。或者，该本体10可接收该取像模块40取得的影像，并进一步于本体10内将影像转换为讯号，而该等讯号转换所需的电子零组件皆包含于本发明的范围内。
本发明的耳挂式眼控装置进一步包含延伸臂30，而该取像模块40配置于延伸臂30上，用以取得使用者的眼睛影像。延伸臂30自本体10一侧向外延伸，并由轴柱50分别穿设本体10与延伸臂30，而使延伸臂30能以轴柱50为圆心，而相对本体10产生旋转运动，方便使用者调整配戴的角度。延伸臂30与本体10的连接方式并不限于此，其它可连接延伸臂30与本体10两者并使其产生相对运动的连接方式皆在本发明的范围内。
本发明的耳挂式眼控装置中，其中该取像模块40较佳设置于该延伸臂30的末端。本文中术语「延伸臂30的末端」是指延伸臂30固定于本体10的另一端称为末端。本发明的延伸臂30更佳为可调整长度，由于该延伸臂30可调整长度并以轴柱50为圆心，而相对本体10产生旋转运动，因此，将取像模块40设于该延伸臂30的末端的优点在于可依据使用者的眼睛位置，藉由延伸臂30长度的伸缩及角度的调整，而得以将取像模块40调整至最佳位置而得以取得使用者眼部影像。
本发明的耳挂式眼控装置进一步设有讯号传输模块(图中未示)，较佳设于本体10内部，如此，本发明的耳挂式眼控装置上的取像模块40所取得的影像，可透过讯号传输模块输出，或是取像模块40所取得的影像先传输至本体10后，本体10将影像转换而产生讯号再透过讯号传输模块输出。该讯号传出模块可将影像或讯号以无线传输的方式向外传递，较佳是传递至一运算单元，使该运算单元对影像或讯号做进一步处理并储存。当然，也可以选择使用讯号传输线(图中未示)，以有线传输的方式将本体10所产生的讯号或取像模块40所取得的影像与各种数据传递至运算单元。运算单元可依照不同的需求，运算该影像的讯号，如瞳孔定位、眼睛眨眼次数或眼球转动方向等，依据设计的功能，将该等影像讯号转换至对应的信息。
本发明的耳挂式眼控装置进一步设有一声音产生模块60，其设于本体10及该挂耳勾体20交接处，并位于使用者耳朵的一侧，较佳可为类似耳机的模块塞至使用者耳朵内，该声音产生模块60可产出声波而被使用者听见，其产生声波的方式可透过外部运算装置经由讯号传输模块，将所欲传递的讯号传输至该声音产生模块60。进一步地，本发明的耳挂式眼控装置在其延伸臂30上还可以选择性地配置麦克风(图中未示)，其可配置于是取像模块40的附近位置(即延伸臂30末端)，用以接收使用者的声音，如此可以强化扩展本发明耳挂式眼控装置的控制沟通功能，如声音记录、紧急医疗呼救等等。
本发明的耳挂式眼控装置在接收到使用者的眼睛影像后，可以对眼球的运动进行分析判断作业，进而执行多种控制操作。如自动拨打接听电话、控制轮椅等设备的前进后退驾驶方向，或是操控音乐声音大小与曲目播放，等等多样化的执行操作。
虽然本发明揭露较佳实施例如上，然其并非用以限定本发明，本发明领域中具有通常知识的人，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，本发明的保护范围当以后附的申请专利范围所界定的为准。
Claims (10)
1.一种耳挂式眼控装置，其包含本体及挂耳勾体，其特征在于：该装置还包括取像模块，该本体内设有运作所需的电子零组件；该挂耳勾体连接于该本体，供使用者勾挂于其单边耳朵上；该取像模块与该本体电性相接，用以取得使用者的眼睛影像。
2.如权利要求1所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述装置进一步包含延伸臂，该延伸臂与该本体相连，且该取像模块设于该延伸臂上。
3.如权利要求2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述延伸臂以相对于该本体旋转的方式与该本体相连。
4.如权利要求2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述装置进一步包含轴柱，该轴柱穿设于该延伸臂与该本体连接处，使该延伸臂以该轴柱为圆心，相对该本体旋转而调整。
5.如权利要求1或2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述装置进一步包含讯号传输模块，该讯号传输模块用以将该取像模块所取得的影像转换为讯号后以无线传输的方式，送出至一运算装置。
6.如权利要求1或2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述装置进一步包含讯号传输线，该讯号传输线用以将该取像模块所取得的影像以有线传输的方式，送出至一运算装置。
7.如权利要求1或2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述装置进一步包含声音产生模块，该声音产生模块设于该本体及该挂耳勾体交接处。
8.如权利要求1或2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述挂耳勾体由可挠性材质所构成，可受力弯曲而变形。
9.如权利要求1或2所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述装置进一步包含有麦克风，该麦克风电性连接于该本体，用以接收声音。
10.如权利要求9所述的耳挂式眼控装置，其特征在于：所述麦克风设于该本体或该延伸臂上。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131030 |