устройство позиционирования пользователя при помощи формирования визуальных ориентиров для каждого глаза

Формула изобретения

1. Устройство позиционирования пользователя, отличающееся тем, что оно содержит опорную раму (1, 30), на которой размещены два визуальных ориентира (5, 31) позиционирования, располагающиеся таким образом, чтобы каждый из них был видимым одним глазом пользователя в том случае, когда этот пользователь позиционирован надлежащим образом, и средства (7, 33, 34, 35), предназначенные для формирования оптического пути между каждым глазом пользователя и соответствующим визуальным ориентиром позиционирования, причем эти оптические пути отделены один от другого в оптическом смысле по отношению к глазам пользователя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства, предназначенные для формирования оптических путей, содержат по меньшей мере частично отражающую призму (7), причем визуальные ориентиры (5) позиционирования и призма установлены на опорной раме (1) таким образом, чтобы грани (8, 9) этой призмы располагались, по существу, против визуальных ориентиров позиционирования для того, чтобы отражать каждый визуальный ориентир позиционирования в направлении соответствующего глаза пользователя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства (33, 34, 35), предназначенные для формирования оптических путей, имеют в своем составе средства фильтрации.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средства фильтрации содержат два поляризатора (33.а, 35.а) первого типа, которые располагаются один перед другим и против одного из визуальных ориентиров позиционирования, и два поляризатора (33.b, 35.b) второго типа, которые располагаются один перед другим и против второго из этих визуальных ориентиров позиционирования.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройству позиционирования пользователя при помощи формирования визуальных ориентиров для каждого его глаза.

Такое устройство позиционирования может быть использовано, например, для надлежащего позиционирования лица пользователя перед устройством идентификации, с помощью которого осуществляется распознавание лица или глаз этого пользователя.

Устройства идентификации личности с использованием радужной оболочки глаза содержат камеры, предназначенные для считывания изображений радужных оболочек глаз пользователя. При этом необходимо, чтобы глаза пользователя были соответствующим образом позиционированы по отношению к упомянутым камерам для того, чтобы получить качественное изображение, достаточное для обеспечения возможности распознавания особенностей радужных оболочек глаз пользователя и идентификации его личности.

Таким образом, возникла идея связать с упомянутым устройством идентификации личности устройство, позволяющее обеспечить надлежащее позиционирование пользователя. Такое устройство позиционирования определяет пространственное положение пользователя и выдает этому пользователю визуальные или звуковые указания, которые позволяют ему соответствующим образом изменить свое пространственное положение в том случае, если это его положение требует коррекции.

Для упрощения процесса позиционирования пользователя существующие устройства обеспечения позиционирования обычно представляют пользователю некоторые визуальные ориентиры, при помощи которых этот пользователь должен совместить с соответствующим ориентиром каждый из своих глаз. Однако существуют такие люди, у которых один из двух глаз является предпочтительным или преобладающим для визирования в пространстве. Такие люди бессознательно стремятся использовать только один этот так называемый направляющий глаз для совмещения с визуальными ориентирами. Следствием этого является неудовлетворительное позиционирование лица такого пользователя, делающее невозможным получение удовлетворительных изображений радужных оболочек его глаз. Таким образом, подобные устройства позиционирования оказываются непригодными для использования при идентификации таких людей.

Единственно известное в настоящее время техническое решение, предназначенное для преодоления этой проблемы, состоит в специальном обучении пользователей для того, чтобы научить их располагаться надлежащим образом перед устройством идентификации. Однако такое обучение само по себе является достаточно длительным, быстро забывается после продолжительного периода отсутствия реальной практики использования устройства, требующего точного позиционирования.

Существуют также устройства идентификации, в которых упомянутые камеры оборудованы механическим приводом для того, чтобы иметь возможность соответствующим образом позиционировать эти камеры по отношению к глазам пользователя, который при этом сам остается неподвижным. Однако устройства подобного рода оказываются относительно сложными и дорогостоящими. Кроме того, существует определенная опасность ошибки, касающейся глаза, взятого камерой в качестве цели.

Задача предлагаемого изобретения состоит в создании такого средства, с помощью которого обеспечивается возможность точного позиционирования пользователя.

Для решения поставленной задачи в соответствии с данным изобретением предлагается устройство позиционирования пользователя, содержащее опорную раму, на которой размещены два визуальных ориентира позиционирования, располагающихся таким образом, чтобы каждый из них был видимым только для одного глаза пользователя в том случае, когда этот пользователь позиционирован надлежащим образом, и средства, предназначенные для формирования оптического пути между каждым глазом пользователя и соответствующим визуальным ориентиром позиционирования, причем эти оптические пути отделены один от другого в оптическом смысле по отношению к глазам пользователя.

Таким образом, правый глаз не имеет возможности видеть визуальный ориентир позиционирования, соответствующий левому глазу, и наоборот. Вследствие этого удается преодолеть упомянутую выше проблему направляющего глаза.

В соответствии с первым способом реализации предлагаемого изобретения средства, предназначенные для формирования оптических путей, содержат по меньшей мере частично отражающую призму, причем визуальные ориентиры позиционирования и призма установлены на опорной раме таким образом, чтобы грани этой призмы располагались, по существу, против визуальных ориентиров позиционирования для того, чтобы отражать каждый визуальный ориентир позиционирования в направлении соответствующего глаза пользователя.

При этом предлагаемое устройство позиционирования имеет особенно простую конструкцию.

В соответствии со вторым способом реализации предлагаемого изобретения средства, предназначенные для формирования оптических путей, содержат средства фильтрации, предпочтительным образом имеющие в своем составе два поляризатора первого типа, которые располагаются один перед другим и против одного из визуальных ориентиров позиционирования, и два поляризатора второго типа, которые располагаются один перед другим и против другого визуального ориентира позиционирования.

В том случае, когда глаза пользователя располагаются на одной линии с соответствующими поляризаторами, пользователь видит оба визуальных ориентира позиционирования. В противном случае один из глаз пользователя располагается на одной линии с двумя поляризаторами различных типов таким образом, что он не может видеть соответствующий визуальный ориентир позиционирования.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания не являющихся ограничительными примеров его реализации.

В приведенном ниже описании будут даваться ссылки на приведенные в приложении фигуры, среди которых:

- фиг.1 представляет собой схематический вид сверху устройства позиционирования, выполненного в соответствии с первым способом реализации предлагаемого изобретения, причем в представленном здесь случае пользователь надлежащим образом позиционирован по отношению к этому устройству;

- фиг.2 представляет собой схематический вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, но в представленном здесь случае пользователь позиционирован ненадлежащим образом;

- фиг.3 представляет вид изображения, которое наблюдает пользователь в случае его надлежащего позиционирования;

- фиг.4 и 5 представляют виды изображений, которые наблюдает пользователь в случае его ненадлежащего позиционирования;

- фиг.6 представляет собой схематический вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, устройства позиционирования в соответствии с вариантом первого способа реализации предлагаемого изобретения;

- фиг.7 представляет собой схематический вид, аналогичный виду, показанному на фиг.1, устройства позиционирования в соответствии со вторым способом реализации предлагаемого изобретения, причем в данном случае пользователь надлежащим образом позиционирован по отношению к этому устройству;

- фиг.8 представляет собой частичный схематический вид предлагаемого устройства в разрезе;

- фиг.9 представляет вид изображения, которое наблюдает пользователь в случае его надлежащего позиционирования;

- фиг.10 и 11 представляют виды изображений, которые наблюдает пользователь в случае его ненадлежащего позиционирования.

Устройство позиционирования в соответствии с предлагаемым изобретением в рассматриваемом здесь случае предназначено для оснащения аппарата идентификации пользователей, функционирующего путем распознавания радужных оболочек глаза пользователей. Этот аппарат идентификации известным образом имеет в своем составе камеры 100, предназначенные для формирования изображений радужных оболочек глаз пользователя, и модуль обработки полученных изображений, содержащий, в частности, базу данных, относящихся к личным данным пользователей и к репрезентативным особенностям радужных оболочек их глаз. Каждая камера 100 выдает по меньшей мере одно изображение одной из радужных оболочек глаза пользователя в упомянутый модуль обработки, где эти изображения обрабатываются таким образом, чтобы получить на основе этих изображений определенные репрезентативные характеристики, которые затем сравниваются с соответствующими репрезентативными характеристиками, заложенными в упомянутой базе данных.

Как это можно видеть на приведенных в приложении фиг.1 и 2, устройство позиционирования, выполненное в соответствии с первым способом реализации предлагаемого изобретения, содержит опорную раму, обозначенную в целом позицией 1 и имеющую U-образную форму.

Эта опорная рама содержит фронтальную часть 2, от которой отходят правое крыло 3.а и левое крыло 3.b, имеющие соответственно располагающиеся друг против друга поверхности 4.а и 4.b.

При этом на поверхности 4.а правого крыла 3.а располагается визуальный ориентир позиционирования 5.а, образованный точкой и стрелкой 6.а, указывающей сторону необходимого изменения позиционирования в горизонтальном направлении и ориентированной в противоположную сторону по отношению к фронтальной части 2. На поверхности 4.b левого крыла 3.b также располагается визуальный ориентир позиционирования 5.b, образованный точкой и стрелкой 6.b, указывающей сторону необходимого изменения позиционирования в горизонтальном направлении и ориентированной в противоположную сторону по отношению к фронтальной части 2.

Отражающая призма 7, представляющая на виде сверху треугольное поперечное сечение, установлена на фронтальной части 2 опорной рамы 1 между крыльями 3.а и 3.b. Эта отражающая призма 7 содержит поверхности 8 и 9, образующие некоторый угол с крыльями 3.а и 3.b. Две линии 10 позиционирования проходят в горизонтальном направлении на поверхностях 8 и 9 отражающей призмы 7.

Камеры 100 аппарата идентификации в рассматриваемом здесь варианте реализации установлены на крыльях 3.а и 3.b и предназначены для фиксирования радужных оболочек глаза, отраженных соответствующими поверхностями 8 и 9 отражающей призмы 7.

В том случае, когда пользователь располагается перед устройством позиционирования, он должен действовать таким образом, чтобы видеть точку 11, располагающуюся на грани отражающей призмы 7 между двумя линиями 10 позиционирования, нанесенными на эту грань (см. фиг.1 и 3). Эта точка, по существу, образована наложением изображений визуальных ориентиров позиционирования 5.а и 5.b, видимых глазами пользователя.

Две эти линии 10 позиционирования дают возможность пользователю позиционировать свою голову по высоте. Если упомянутая точка располагается выше верхней линии 10 позиционирования, пользователь должен разместить свою голову немного ниже, и наоборот.

Если пользователь оказывается слишком сильно смещенным вправо, он увидит на поверхности 8 отражающей призмы 7 отражающееся изображение стрелки 6.а изменения позиционирования, которая указывает ему направление, в котором он должен сместиться для того, чтобы расположиться надлежащим образом, то есть в данном случае указывает, что пользователь должен сместиться влево (см. фиг.2 и 4).

И наоборот, если голова пользователя слишком сильно смещена влево, он увидит на поверхности 9 отражающей призмы 7 отражение стрелки 6.b изменения позиционирования, которая укажет пользователю, что он должен сместиться вправо для достижения надлежащего позиционирования (см. фиг.5).

Отражающая призма 7 позволяет формировать оптический путь 12.а (представленный штрихпунктирной линией), проходящий между правым глазом пользователя и соответствующим визуальным ориентиром стрелки 6.а позиционирования, и оптический путь 12.b (представленный штрихпунктирной линией), проходящий между левым глазом пользователя и соответствующим визуальным ориентиром стрелки 6.b позиционирования. Эти оптические пути 12.а и 12.b отделены один от другого в оптическом смысле по отношению к глазам пользователя. Таким образом, визуальный ориентир стрелки 6.b позиционирования, предназначенный для его наблюдения левым глазом пользователя, не виден для его правого глаза, и наоборот.

В качестве варианта реализации упомянутые камеры 100 могут быть установлены на фронтальной части 2 опорной рамы 1 по одну и по другую стороны от отражающей призмы 7.

В соответствии с другим вариантом реализации, представленным на фиг. 6, предлагаемое устройство может содержать полуотражающую призму 21 вместо отражающей призмы 7. При этом камеры 100 располагаются позади этой полуотражающей призмы 21.

Как это можно видеть на фиг.7 и 8 и согласно второму способу реализации, устройство в соответствии с предлагаемым изобретением имеет в своем составе опорную раму 30, на передней стороне которой представлены визуальные ориентиры позиционирования 31.а и 31.b, каждый из которых в данном случае представляет собой точку. Стрелки 32.b, 32.а направления изменения позиционирования представлены над каждым визуальным ориентиром позиционирования 31.а, 31.b соответственно. Эти стрелки 32.а, 32.b изменения позиционирования выполнены горизонтальными и ориентированы в противоположные стороны одна относительно другой.

Средства фильтрации установлены на опорной раме 30 с возможностью проходить против визуальных ориентиров позиционирования 31.а, 31.b и стрелок 32.а, 32.b изменения позиционирования.

Эти средства фильтрации содержат вертикальный поляризатор 33.а, располагающийся перед визуальным ориентиром 31.а позиционирования, и горизонтальный поляризатор 33.b, располагающийся перед визуальным ориентиром 31.b позиционирования (эти поляризаторы схематически представлены пунктирными линиями на фиг.8).

Средства фильтрации содержат также вертикальный поляризатор 34.а, располагающийся перед стрелкой 32.а изменения позиционирования, и горизонтальный поляризатор 34.b, располагающийся перед стрелкой 32.b изменения позиционирования.

Кроме того, средства фильтрации содержат вертикальный поляризатор 35.а, располагающийся перед вертикальным поляризатором 33.а и горизонтальным поляризатором 34.b, и горизонтальный поляризатор 35.b, располагающийся перед горизонтальным поляризатором 33.b и вертикальным поляризатором 34.а. Две линии позиционирования 37 представлены горизонтально на поляризаторах 35.а и 35.b для позиционирования пользователя по высоте (здесь используется тот же принцип, что и принцип, описанный в первом способе реализации).

Смежные пары упомянутых поляризаторов а и b разделены непрозрачной полосой 36.

Поляризаторы 35.а и 35.b удалены от поляризаторов, перед которыми они размещены, таким образом, чтобы:

- в том случае, когда пользователь размещен удовлетворительным образом (см. фиг.9), его правый глаз наблюдает визуальный ориентир 31.а позиционирования через вертикальные поляризаторы 35.а и 33.а (при этом стрелка 32.а изменения позиционирования оказывается невидимой, поскольку она не находится на оси глаза и заслонена по меньшей мере одной из непрозрачных полос 36; стрелка 32.b изменения позиционирования также оказывается невидимой, поскольку она располагается позади горизонтального поляризатора 34.b), и левый глаз пользователя наблюдает визуальный ориентир 31.b позиционирования через горизонтальные поляризаторы 35.b и 33.b (при этом стрелка 32.b изменения позиционирования оказывается невидимой, поскольку она не находится на оси глаза и заслонена по меньшей мере одной из непрозрачных полос 36; стрелка 32.а изменения позиционирования также оказывается невидимой, поскольку она располагается позади вертикального поляризатора 34.а),

- в том случае, когда пользователь смещен в направлении вправо (см. фиг.10), его правый глаз наблюдает через вертикальные поляризаторы 35.а и 34.а стрелку 32.а изменения позиционирования, которая указывает пользователю, что он должен сместиться в направлении влево,

- в том случае, когда пользователь смещен в направлении влево (см. фиг.11), его левый глаз наблюдает через вертикальные поляризаторы 35.b и 34.b стрелку 32.b изменения позиционирования, которая указывает пользователю, что он должен сместиться в направлении вправо.

Таким образом, поляризаторы 34 и 35 позволяют определить два оптических пути 37.а и 37.b между каждым глазом пользователя и соответствующим визуальным ориентиром позиционирования. Эти оптические пути отделены один от другого в оптическом смысле по отношению к глазам пользователя.

Разумеется, предлагаемое изобретение не ограничивается описанными выше способами его реализации и могут быть рассмотрены другие варианты его реализации, не выходящие за рамки этого изобретения, определяемого приведенной ниже формулой изобретения.

В частности, хотя упомянутые оптические пути будут отделены один от другого при помощи оптических средств в описанных выше способах реализации, имеется возможность оптически разделить эти оптические пути при помощи физических средств, таких, например, как перегородка, образующая визуальное препятствие, не допускающее того, чтобы визуальный ориентир позиционирования для правого глаза пользователя был виден его левым глазом, и наоборот.

Визуальные ориентиры позиционирования или визуальные ориентиры изменения позиционирования могут иметь формы, отличающиеся от описанных выше форм.

Также могут быть использованы другие типы поляризаторов, отличающиеся от поляризаторов, описанных в предшествующем изложении. Средства фильтрации также могут содержать фильтр, пропускающий красный цвет и располагающийся против левого глаза пользователя, и фильтр, пропускающий голубой цвет и располагающийся против его правого глаза, причем визуальный ориентир позиционирования, предназначенный для его наблюдения левым глазом, при этом имеет красный цвет, а визуальный ориентир позиционирования, предназначенный для его наблюдения правым глазом, имеет голубой цвет. Таким образом, красный визуальный ориентир позиционирования не может быть видимым для правого глаза через фильтр, пропускающий только голубой цвет, но является видимым для левого глаза через фильтр, пропускающий только красный цвет, и наоборот. При этом совершенно очевидно, что в таком случае могут быть использованы и любые другие цвета.