用于测量眼球运动的具有可见投影部件的可头戴设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种用于测量眼球运动的装置，尤其涉及一种与涉及目标的可见跟踪试验有关的用于测量眼球运动的可头戴设备。此类试验可以是眼科试验、神经试验和/或感知试验。
【背景技术】
[0002]存在对于开发用于测量眼球运动的测量技术和设备的持续的探索。存在各种眼科试验、前庭试验、感知试验和神经试验，其涉及观察眼球运动。这些试验可以包括当用户聚焦于目标时，观察用户的眼球运动，所述目标诸如在用户可见区域内移动的目标。通常当临床医生围绕在用户的前面移动他的食指时，临床医生可以要求用户聚焦于他的食指。结合这种目标的可见跟踪的试验可以包括眼科试验、神经试验和/或感知试验。
[0003]该试验可以包括测量快速眼球运动，例如，眼扫视，所述快速眼球运动持续约20-200ms并且涉及角度最高至900deg/s。这种快速眼球运动对临床医生可能是可见的，但是很难一致量化。
[0004]希望规避主观测量，并且提供一种方法，诸如尽可能标准化的试验，这是与执行试验的临床医生或其他人无关的。此外，在某些环境中，诸如在以前的医院环境中，不确定当依靠主观测量时是否可能准确地进行试验。
[0005]此外，希望能够执行上面提到的方法和试验的装置能够控制目标以一致的、稳当的、舒适的和简单的方式明显地推进。
【发明内容】
[0006]急需一种改进的装置，其避免在眼科试验、前庭试验、感知试验和/或神经试验中使用主观测量，并且避免或限制了在试验期间用户交互的需要，并且因此当进行各种试验时能够可靠地测量眼球运动。本公开提供一种装置和方法，在需要目标的可见跟踪的试验中，该方法和装置提供眼球运动的客观的和可再现的测量。
[0007]本发明公开了一种用于测量用户眼球运动的可头戴设备。所述可头戴设备包括:框架；摄像系统；和投影系统。所述摄像系统包括第一摄像机，并且所述摄像系统配置成获取用户第一眼球的第一组图像。所述投影系统配置成当用户佩戴该可头戴设备时，在第一眼球的视野中和/或在第二眼球的视野中投射可见目标。所述投影系统配置成相对于该可头戴设备执行可见目标的移动。所述投影系统包括第一投影仪，所述投影仪配置成投射包括第一可见目标的第一投影。
[0008]本发明还公开一种用于测量佩戴有可头戴设备的用户的眼球运动的方法，所述可头戴设备包括框架，包含第一摄像机的摄像系统，和包含第一投影仪的投影系统。该方法包括:通过摄像系统获取用户第一眼球的第一组图像；通过投影系统投射第一投影，所述第一投影包括在第一眼球的视野中和/或在第二眼球的视野中的可见目标；和通过投影系统相对于可头戴设备来移动可见目标。
[0009]在该方法中所使用的可头戴设备可以是用于如本发明所另外公开的用于测量眼球运动的可头戴设备。该方法用用于测量眼球运动的装置来实现。所述方法的至少一个部分可以并入软件中，所述软件适于在处理单元中运行，诸如用于测量眼球运动的装置的处理单元。
[0010]可以设想的是，结合任一方面所描述的任一个实施方案或元素可以与以必要的变更的任一个其他方面或实施方案一起使用。
[0011]本发明所公开的方法和装置提供用于测量眼球运动的可头戴设备，其特征元素使用于执行涉及目标的可见跟踪的眼科试验、前庭试验和/或神经试验的程序自动化。因此，本发明所公开的方法和装置能够快速和客观检测眼科参数、前庭参数和/或神经参数。客观检测，作为传统主观检测的替代，可以提供更可信和一致的检测。因此，可以避免不正确的和不必要的处理，并且提供了检测在患者病症方面改变的提高的可能性。
[0012]所述可头戴设备包括框架。所述框架可以配置成固定在用户的头部，例如，通过可调节的皮带和/或弹性的皮带。所述框架可以为护目镜、头盔和/或其他头戴式设备的形式。在一个实施方案中，所述框架具体为护目镜。所述框架可以配置成使可头戴设备紧固到用户的头部，以至组织可头戴设备相对于用户的头部运动。所述框架可以容纳可头戴设备的元件。所述框架可以容纳摄像系统和/或投影系统。
[0013]该方法还包括安装可头戴设备和/或框架至用户的头部。
[0014]所述可头戴设备可以在没有连接线的情况下被操作。所述可头戴设备可以包括电源，诸如电池电源和/或电源入口。所述框架可以容纳电源。所述电源可以连接到框架。假如电源可以允许在不需要电源入口的情况下操作该可头戴设备，因此提供增大的操作范围，例如，可头戴设备可以在救护车中或在在事故现场使用。
[0015]该方法可以包括在用户前面投影第一投影，例如在墙壁、天花板和/或屏幕的表面上。所述投影系统可以配置成在用户前面的表面上投影第一投影。
[0016]由投影系统所执行的可见目标的运动可以以各种方式获取。所述投影系统可以包括第一电动机，所述第一电动机配置成通过改变第一投影仪的投影方向来执行可见目标的运动。所述投影系统可以包括第二电动机，所述第二电动机配置成通过改变第一投影仪的投影方向来执行可见目标的运动。所述第一电动机可以沿着第一方向改变第一投影方向。所述第二电动机可以沿着第二方向改变第一投影方向。所述第一方向和第二方向可以是不平行的。例如，所述第一方向和第二方向可以是垂直的。
[0017]所述第一电动机和/或第二电动机可以是步进电动机。所述第一电动机和/或第二电动机可以是伺服电动机。
[0018]所述第一电动机和/或第二电动机可以通过改变方向(诸如第一投影仪的指示方向)来改变第一投影的方向。另选地或除此之外，所述第一电动机和/或第二电动机可以通过改变元素的方向来改变第一投影的方向，所述元素诸如与第一投影相互作用的镜子或透镜。
[0019]所述投影系统可以包括投影镜。所述投影镜可以配置成与第一投影相互作用，诸如反射第一投影。所述投影镜还在预期的方向上定向第一投影，诸如在朝着第一眼球的视野中和/或第二眼球的视野中的方向上。所述投影镜还提供用于定位第一投影仪的增大的自由度，例如将第一投影仪和/或投影系统定位在框架上。
[0020]所述第一电动机和/或第二电动机可以通过改变投影镜的方向来改变第一投影的方向。例如，所述第一电动机可以绕第一镜像轴倾斜投影镜，所述第二电动机可以绕第二镜像轴倾斜投影镜。所述第一镜像轴和第二镜像轴可以是不平行的。例如，所述第一镜像轴和第二镜像轴可以是垂直的。
[0021]所述投影系统可以包括光学透镜。所述光学透镜可以配置成改变可见目标的形状。所述光学透镜可以配置成与第一投影相互作用，诸如改变可见目标的形状。所述光学透镜可以是可电修正的(electrically modifiable)透镜。例如，所述光学透镜可以包括液晶，且所述光学透镜可以配置成通过使液晶到电场中来改变透镜的特性，诸如折射率，诸如液晶的折射率。
[0022]所述投影系统可以包括电动机，诸如第一电动机、第二电动机和/或第三电动机，所述电动机配置成改变光学透镜的位置，例如改变光学透镜相对于第一投影仪的位置。所述投影系统可以包括多个光学镜头，其包括光学透镜。
[0023]所述第一投影可以是图像，例如图案和/或照片和/或图画和/或计算机图形。例如，所述第一投影可以是包含可见目标的图像。例如，所述可见目标可以是气球、汽车、焊球和/或动物等。
[0024]第一投影仪可以配置成通过提供包括第一投影的一系列投影来执行可见目标的运动。例如，所述第一投影仪可以是视频投影仪和/或第一投影可以是一系列图像诸如视频的图像。
[0025]所述一系列投影可以包括多个包括第一投影的投影。所述多个投影可以包括第二投影、第三投影、第四投影和/或第五投影。所述第一投影、第二投影、第三投影、第四投影和/或第五投影可以是一系列图像的帧。所述一系列图像可以是具有一定帧速率的影片，诸如每秒12帧、或每秒24帧、或每秒25帧、或每秒30帧、或每秒48帧、或每秒超过24帧，诸如每秒超过100帧的帧速率。
[0026]所述第一投影和/或多个投影可以是具有一定分辨率的图像。所述分辨率可以是大于64x64像素，诸如或大于640x480像素，诸如或大于768x576像素，诸如或大于800x600像素，诸如或大于1280x720像素，诸如或大于1600x1200像素，诸如或大于1920x1080像素。
[0027]所述第一投影和/或所述可见目标可以是点。例如，所述第一投影仪可以是激光笔。
[0028]所述第一投影和/或所述可见目标可以是点，例如具有一定直径的点。所述直径可以是大于0.1cm，诸如大于0.5cm，诸如大于1cm。所述直径可以是小于10cm，诸如小于5cm，诸如小于2cm。所述直径可取决于到例如墙壁、天花板和/或屏幕的表面上的距离，在其上投影所述第一投影和所述可见目标。当在其上投影第一投影和/或可见目标到表面的距离为0.5?5米时，所述直径可以是大于0.1cm，诸如大于0.5cm，诸如大于Icm和/或所述直径可以是小于10cm，诸如小于5cm，诸如小于2cm。
[0029]所述投影系统可以配置成当用户佩戴该可头戴设备时，投影在第二眼球的视野中的可见目标。所述在第二眼球的视野中所投影的可见目标可以是在第一眼球的视野中所投影的可见目标。另选地或除此之外，所述投影系统可以配置成用于投影在第一眼球的视野中的第一可见目标，和在第二眼球的视野中的第二可见目标。
[0030]在一些试验中，所述可见目标可以被投影在第二眼球的视野中，且所述摄像系统可以配置成获取第一眼球的第一组图像。此类设置可以允许测量与跟踪可见目标的眼球相对的眼球的眼球球运动。在其他试验中，所述可见目标可以被投影在第一眼球的视野中，且所述摄像系统可以配置成获取第一眼球的第一组图像。此类设置可以允许测量跟踪可见目标的眼球的眼球运动。如本发明所公开的可头戴设备可以包括上述设置的两者，所述上述设置提供测量跟踪可见目标的眼球和/或测量与跟踪可见目标的眼睛相对的眼球