JP2000229067A - Visual axis detecting device and optical instrument having same - Google Patents

Visual axis detecting device and optical instrument having same

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JP2000229067A
JP2000229067A JP11031099A JP3109999A JP2000229067A JP 2000229067 A JP2000229067 A JP 2000229067A JP 11031099 A JP11031099 A JP 11031099A JP 3109999 A JP3109999 A JP 3109999A JP 2000229067 A JP2000229067 A JP 2000229067A
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JP
Japan
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eyeball
user
rotation angle
attitude
posture
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JP11031099A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Akashi
彰 明石
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Original Assignee
Canon Inc
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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual axis detecting device having a function of discriminating the attitude of a camera without particularly preparing an exclusive detector in the sight line detecting device and an optical instrument having it. SOLUTION: A visual axis detecting device is provided with an attitude discriminating means 1 for discriminating the attitude of an optical instrument, an illuminating means 3 for illuminating an eyeball of a user according to indication of the attitude discriminating means 1, a detecting means 4 for detecting an eyeball turning angle of the user by processing an eyeball image signal from a light receiving means and a calculating means 5 for calculating sight line information of the user from eyeball turning angle information detected according to indication of the attitude discriminating means 1. Thus, the attitude discriminating means 1 functions on the basis of a characteristic of the eyeball of the user.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,使用者の視線を検
出する機能を備えたカメラ等の光学機器の視線検出装置
およびそれを備えた光学機器に関するものである.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a line-of-sight detecting device for an optical device such as a camera having a function of detecting the line of sight of a user, and an optical device having the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、観察者(使用者)が観察面
上、例えば,一眼レフカメラのファインダ面のどの位置
を注視しているかを検出する、いわゆる視線(視軸)を
検出するための装置は種々提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called line of sight (a visual axis) for detecting which position of an observer (user) is gazing on an observation surface, for example, a finder surface of a single-lens reflex camera, is detected. Various devices have been proposed.

【0003】例えば、本出願人による特開平1-241511号
公報では,赤外発光ダイオード(以下,「IRED」と略記
する)で照明された使用者の眼球の前眼部を,エリアセ
ンサを用いて撮像し、その像信号を処理して使用者の眼
球の回転角を検出し、それからさらに使用者のファイン
ダ上での視線座標を検出し、その結果に基づいてカメラ
の複数の測距(焦点検出)領域や測光領域の内の1つを
選択するカメラが開示されている。また、同公報に記載
されている手法の概略は以下の通りである。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-241511 by the present applicant, an anterior eye of a user's eye illuminated by an infrared light emitting diode (hereinafter abbreviated as “IRED”) is used by an area sensor. The image signal is processed and the image signal is processed to detect the rotation angle of the user's eyeball, and then the line-of-sight coordinates of the user on the viewfinder are detected. A camera for selecting one of a (detection) area and a photometry area is disclosed. The outline of the technique described in the publication is as follows.

【0004】すなわち、眼球の角膜は反射率が高いた
め、IREDで照明されると眼球の角膜上にはIREDの角膜反
射像が発生する。そのため、眼球が回転すると眼球の一
部である瞳孔部も眼球とともに回転するが、角膜上の反
射像は瞳孔部とは異なる動きを示し、この相対位置関係
は眼球の回転に対して所定の関係を表す。
That is, since the cornea of the eyeball has a high reflectance, when illuminated with IRED, a corneal reflection image of the IRED is generated on the cornea of the eyeball. Therefore, when the eyeball rotates, the pupil, which is a part of the eyeball, also rotates with the eyeball, but the reflected image on the cornea shows a different motion from the pupil, and the relative positional relationship is a predetermined relationship with the rotation of the eyeball. Represents

【0005】そこで,受光手段から出力される眼球像信
号中の角膜反射像と瞳孔の相対位置関係が判れば眼球の
回転角を算出することができるというわけである。
Therefore, if the relative positional relationship between the corneal reflection image and the pupil in the eyeball image signal output from the light receiving means is known, the rotation angle of the eyeball can be calculated.

【0006】また、視線情報を正確に算出するにはカメ
ラと眼球間の距離も必要となるため、それを検出するた
めに通常IREDは2 個をペアとして使用する。
In addition, since the distance between the camera and the eyeball is also required to calculate the line-of-sight information accurately, two IREDs are usually used as a pair to detect the distance.

【0007】また、眼球回転角が判れば、それから幾何
学的にファインダ上での視線座標が算出されるが、実際
には眼球回転角と視線座標の対応関係は人によって異な
るため、これを使用者毎に補正しなければ実用的な視線
検出は行えない。この補正行為を「個人差補正」を称し
ている。
[0007] When the eyeball rotation angle is known, the gaze coordinates on the finder are calculated geometrically from this. However, since the correspondence between the eyeball rotation angle and the gaze coordinates differs from person to person, this is used. Practical gaze detection cannot be performed unless correction is made for each person. This correction is referred to as "individual difference correction".

【0008】本出願人はこの「個人差補正」を行うため
の「キャリブレーション・モード」を有するカメラを特
開平4-242630号公報で提案している。
The present applicant has proposed a camera having a "calibration mode" for performing the "individual difference correction" in Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-242630.

【0009】同公報によると、被写体を撮影する通常の
カメラ動作とは別に「キャリブレーション・モード」と
称するモードをカメラに用意し、視線検出を行う際には
先ずこのモードで使用者の個人差補正データを登録して
もらう。
According to the publication, a mode called a "calibration mode" is prepared for a camera separately from a normal camera operation for photographing a subject, and when a line of sight is detected, first, a user's individual difference is determined in this mode. Have the correction data registered.

【0010】具体的には,ファインダ中の特定の2つの
視標を使用者に注視してもらい、そのときの眼球回転角
からその使用者の眼球回転角と視線座標の対応関係、即
ち個人差補正データを取得し、これをカメラに内蔵して
いる不揮発性メモリ(例えば,EEPROM)に記憶する。
More specifically, the user gazes at two specific targets in the viewfinder, and from the eyeball rotation angle at that time, the correspondence between the user's eyeball rotation angle and line-of-sight coordinates, that is, individual differences. The correction data is obtained and stored in a nonvolatile memory (for example, an EEPROM) built in the camera.

【0011】その後は通常のカメラ動作において使用者
の眼球像を取得し、それから得られる眼球回転角と設定
されている個人差補正データを使って視線検出を行い、
その視線結果を入力としてカメラの焦点検出や露出・表
示等を制御する。
Thereafter, an eyeball image of the user is acquired in a normal camera operation, and a gaze detection is performed using the eyeball rotation angle obtained from the eyeball image and the set personal difference correction data.
Using the result of the line of sight as an input, focus detection, exposure and display of the camera are controlled.

【0012】図7に受光手段であるエリアセンサが出力
する眼球像信号の例を示した。尚、図中の長手方向がセ
ンサの読み出し方向である。
FIG. 7 shows an example of an eyeball image signal output from an area sensor as light receiving means. The longitudinal direction in the figure is the reading direction of the sensor.

【0013】図中,101 が2つIREDの角膜反射像、102
が瞳孔部,103が虹彩部である。
In the figure, 101 is a cornea reflection image of two IREDs, 102
Denotes a pupil portion, and 103 denotes an iris portion.

【0014】ところで、使用者がカメラを構える際には
フィルムの送り方向が水平となるように構える、いわゆ
る『横位置』(『正位置』とも称する)とそれを左右に
90°回転させて構える『縦位置』という構え方がある。
By the way, when the user holds the camera, the film feed direction is set to be horizontal, so-called "horizontal position" (also called "normal position").
There is a "vertical position" that can be rotated 90 degrees.

【0015】通常の横位置の場合は、図7のように,エ
リアセンサ信号の横方向は眼球(人間)の水平方向に対
応するが、縦位置の場合はそれが眼球(人間)の垂直方
向に対応する。
In the case of the normal horizontal position, the horizontal direction of the area sensor signal corresponds to the horizontal direction of the eyeball (human) as shown in FIG. 7, but in the case of the vertical position, it corresponds to the vertical direction of the eyeball (human). Corresponding to

【0016】眼球回転角検出手段によって検出した眼球
回転角の横成分をθx、縦成分をθyとすると、横位置
の場合のファインダ上での視線座標(X,Y)は、 X = a×θx + b Y = c×θy + d と算出される。
Assuming that the horizontal component of the eyeball rotation angle detected by the eyeball rotation angle detecting means is θx and the vertical component is θy, the line-of-sight coordinates (X, Y) on the finder in the horizontal position are: X = a × θx + B Y = c × θy + d.

【0017】ここでX,xはカメラの長手方向(フィル
ム送り方向)、Y,yはその垂直方向を表している。
Here, X and x indicate the longitudinal direction of the camera (film feeding direction), and Y and y indicate the vertical direction.

【0018】aは使用者の眼球の水平方向の回転角係
数、bはオフセット値、c,dはそれぞれの垂直方向の
値であり、係数、オフセット値ともに水平方向と垂直方
向で値が異なる。
A is a horizontal rotation angle coefficient of the user's eyeball, b is an offset value, c and d are values in the respective vertical directions, and both coefficients and offset values are different between the horizontal direction and the vertical direction.

【0019】このa,b,c,dは前記キャリブレーシ
ョン動作で取得した特定の使用者の個人差補正値であ
り、一般に使用者個々に異なる値となる。
The a, b, c, and d are individual difference correction values of a specific user acquired in the calibration operation, and generally differ for each user.

【0020】さて、カメラを縦位置に構えた場合を考え
ると、カメラが検出した眼球回転角の横成分は実は使用
者の眼球の垂直方向の回転角である。
Considering the case where the camera is held in the vertical position, the horizontal component of the eyeball rotation angle detected by the camera is actually the vertical rotation angle of the user's eyeball.

【0021】従って,ファインダ上での視線座標を算出
するには、 X = c×θx + d Y = a×θy + b のように水平・垂直のパラメータを入れ替える必要があ
る。
Therefore, in order to calculate the line-of-sight coordinates on the finder, it is necessary to exchange the horizontal and vertical parameters such as X = c × θx + dY = a × θy + b.

【0022】従って、横位置/縦位置に対応して,眼球
の水平・垂直方向の回転角から視線座標を正しく算出す
るために、使用者に対するカメラの姿勢を判別し、上記
パラメータを入れ替えてやらないと正しい視線座標の算
出が行えないことになる。
Therefore, in order to correctly calculate the line-of-sight coordinates from the horizontal and vertical rotation angles of the eyeball corresponding to the horizontal position / vertical position, the posture of the camera with respect to the user is determined, and the above parameters are replaced. Otherwise, it is impossible to calculate a correct line-of-sight coordinate.

【0023】また、横位置/縦位置で点灯するIREDの配
置を変えることも重要である。
It is also important to change the arrangement of the IREDs that are lit in the horizontal / vertical positions.

【0024】図7の例で使用者がカメラの構えを横位置
から縦位置に変えると、眼球像信号は図8(a) のように
なる。
In the example shown in FIG. 7, when the user changes the attitude of the camera from the horizontal position to the vertical position, the eyeball image signal becomes as shown in FIG. 8 (a).

【0025】この状態でも視線検出は可能だが、これが
図8(b) のように、2つの角膜反射像の1つが使用者の
まぶた104 で遮られてしまうと、検出可能なIREDは1つ
となり、カメラと眼球間の距離の検出ができなくなり、
従って視線の検出も困難となる。
Although it is possible to detect the line of sight in this state, if one of the two corneal reflection images is blocked by the eyelid 104 of the user as shown in FIG. 8B, only one IRED can be detected. , The distance between the camera and the eyeball cannot be detected,
Therefore, it is difficult to detect the line of sight.

【0026】これを回避するには,IREDを図9のように
配置し、カメラの姿勢に応じて点灯するIREDを切り替え
ればよい。
To avoid this, the IREDs may be arranged as shown in FIG. 9, and the IREDs to be lit may be switched according to the attitude of the camera.

【0027】接眼105 の周りにIREDが4個配置されてい
る。
Four IREDs are arranged around the eyepiece 105.

【0028】IRED106 ,107 が横位置用IREDのペアであ
る。
IREDs 106 and 107 are a pair of horizontal position IREDs.

【0029】縦位置の場合は,レリーズ釦110 のあるグ
リップ側が天側になる縦位置の場合にはIRED106 ,108
のペアを、グリップが地側になる縦位置の場合にはIRED
107,109 のペアをそれぞれ選択する。
In the case of the vertical position, the IREDs 106 and 108 are used in the case of the vertical position in which the grip side with the release button 110 is on the top side.
Pair in the vertical position where the grip is on the ground side, IRED
Select 107 and 109 pairs respectively.

【0030】図10の(a) と(b) がそれぞれの眼球像信
号例である。
FIGS. 10A and 10B show examples of respective eyeball image signals.

【0031】同じ縦位置でもカメラのレリーズ釦が天側
か地側かの違いにより常に下方向からIRED照明を行うよ
うにし、使用者の上まぶたでIREDの角膜反射像を遮らな
いようにする。
In the same vertical position, the IRED illumination is always performed from below depending on whether the release button of the camera is on the top side or the ground side so that the upper eyelid of the user does not block the IRED corneal reflection image.

【0032】図10(a) の角膜反射像111 ,112 はそれ
ぞれIRED106 ,108 の、また図10(b) の角膜反射像11
3 ,114 はそれぞれIRED107 ,109 の反射像である。
The corneal reflection images 111 and 112 in FIG. 10A are IREDs 106 and 108, respectively, and the corneal reflection images 11 and 112 in FIG.
Numerals 3 and 114 are reflection images of IREDs 107 and 109, respectively.

【0033】このようにカメラのような横位置/縦位置
の両姿勢で使用する機器に視線検出機能を搭載するに
は、機器の姿勢判別が必須の機能となる。
As described above, in order to mount the line-of-sight detection function on a device such as a camera used in both the horizontal position and the vertical position, it is essential to determine the posture of the device.

【0034】この点については、本出願人による特開平
6-86758 号公報に詳しく説明している。
Regarding this point, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
The details are described in JP-A-6-86758.

【0035】[0035]

【発明が解決しようとする課題】従来のカメラの姿勢判
別手段は、物体(物質)が重力に従って運動することを
原理としたものが多く、その検出には電極を使ったり、
あるいはフォトインタラプタなどを用いている。
Many of the conventional camera attitude determination means are based on the principle that an object (substance) moves according to gravity.
Alternatively, a photo interrupter or the like is used.

【0036】光電的な検出器の場合は、その駆動回路と
検出回路も必要であり、また縦位置も左90°/右90°を
区別する必要があるのでそれらが2組必要となり、これ
らは視線検出機能のコストアップの要因となっていた。
In the case of a photoelectric detector, a drive circuit and a detection circuit are also required, and the vertical position also needs to be distinguished between 90 ° left and 90 ° right. Therefore, two sets of these are required. This has been a factor in increasing the cost of the gaze detection function.

【0037】また、上記手段は使用者が重力に対して垂
直に立っていることを前提としており、顕写のように使
用者がカメラを構えたまま真下を向いている場合や、あ
るいは体を斜めに傾けている場合には正しい姿勢判別が
困難であった。
The above-mentioned means is based on the premise that the user is standing perpendicular to the gravity. When the user is holding the camera and looking straight down, as in the case of a projection, When it is inclined obliquely, it is difficult to determine the correct posture.

【0038】本発明の目的は、視線検出装置において、
特に専用の検出器を用意することなくカメラの姿勢を判
別する機能を備えた視線検出装置およびそれを備えた光
学機器を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a gaze detecting device,
In particular, an object of the present invention is to provide a line-of-sight detection device having a function of determining the attitude of a camera without preparing a dedicated detector, and an optical device having the same.

【0039】[0039]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ための本発明の構成は、眼球像を受光する眼球像受光手
段により眼球の特徴パターンの少なくとも一部を検出
し、視線検出装置の姿勢に応じて予め記憶させた眼球パ
ターンと比較することで使用者に対する視線検出装置の
姿勢を判別する姿勢判別手段を有することを特徴とす
る。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, at least a part of a characteristic pattern of an eyeball is detected by an eyeball image receiving means for receiving an eyeball image. Characterized in that it has a posture discriminating means for discriminating the posture of the gaze detecting device with respect to the user by comparing with an eyeball pattern stored in advance in accordance with the above.

【0040】また、眼球像を受光する眼球像受光手段に
より眼球の特徴パターンの少なくとも一部を検出し、視
線検出装置の姿勢に応じて予め記憶させた眼球パターン
と比較することで使用者に対する視線検出装置の姿勢を
判別する姿勢判別手段と、前記姿勢判別手段の指示に従
って使用者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球像受
光手段からの眼球像信号から使用者の眼球回転角を検出
する眼球回転角検出手段と、前記姿勢判別手段による姿
勢判別情報と前記眼球回転角検出手段による眼球回転角
情報とから使用者の視線情報を算出する視線算出手段と
を備えたことを特徴とする。
Further, at least a part of the characteristic pattern of the eyeball is detected by the eyeball image light receiving means for receiving the eyeball image, and is compared with the eyeball pattern stored in advance in accordance with the attitude of the eyesight detecting device, so that the eyesight for the user is obtained. Attitude determination means for determining the attitude of the detection device, illumination means for illuminating the user's eye according to instructions from the attitude determination means, and detection of the user's eyeball rotation angle from an eyeball image signal from the eyeball image light receiving means An eyeball rotation angle detection unit, and a gaze calculation unit that calculates gaze information of a user from the posture determination information by the posture determination unit and the eyeball rotation angle information by the eyeball rotation angle detection unit.

【0041】そして、眼球像を受光する眼球像受光手段
により眼球の特徴パターンの少なくとも一部を検出し、
視線検出装置の姿勢に応じて予め記憶させた眼球パター
ンと比較することで使用者に対する視線検出装置の姿勢
を判別する姿勢判別手段と、前記姿勢判別手段の指示に
従って使用者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球像
受光手段からの眼球像信号から使用者の眼球回転角を検
出する眼球回転角検出手段と、複数の補正データを記憶
する記憶手段と、前記姿勢判別手段による姿勢判別情報
と前記眼球回転角検出手段による眼球回転角情報と前記
記憶手段による複数の補正データの内の特定の補正デー
タとから使用者の視線情報を算出する視線算出手段とを
備えたことを特徴とする。
Then, at least a part of the characteristic pattern of the eyeball is detected by the eyeball image receiving means for receiving the eyeball image,
Attitude determination means for determining the attitude of the gaze detection device with respect to the user by comparing with a prestored eyeball pattern according to the attitude of the gaze detection device, and illumination for illuminating the user's eyeball in accordance with instructions from the attitude determination means Means, eyeball rotation angle detection means for detecting a user's eyeball rotation angle from an eyeball image signal from the eyeball image light receiving means, storage means for storing a plurality of correction data, and attitude determination information by the attitude determination means, A gaze calculating unit configured to calculate gaze information of a user based on eyeball rotation angle information obtained by the eyeball rotation angle detection unit and specific correction data among a plurality of correction data obtained by the storage unit;

【0042】さらに、前記補正データは、眼球回転角と
視線情報の対応を表す個人毎のデータであることを特徴
とする。
Further, the correction data is data for each individual representing the correspondence between the eyeball rotation angle and the line-of-sight information.

【0043】また、前記姿勢判別手段が使用する眼球の
特徴パターンは、使用者の虹彩パターンであることを特
徴とする。
Further, the characteristic pattern of the eyeball used by the posture determining means is an iris pattern of the user.

【0044】加えて、請求項1乃至5の視線検出装置を
備えた光学機器であることを特徴とする。
In addition, the present invention is characterized in that the optical device is provided with the visual axis detecting device according to any one of the first to fifth aspects.

【0045】上記した構成によれば、視線検出のための
眼球像信号中から虹彩パターンを検出し、それを前もっ
て記録している各姿勢における虹彩パターンと比較する
手段を設けることにより、カメラの姿勢を判別すること
が可能となり、特に専用の視線検出器を用意する必要が
なくなることで余分なコストを削減でき、また重力を用
いた視線検出器での誤検出を低減することが可能とな
る。
According to the above arrangement, the means for detecting the iris pattern from the eyeball image signal for line-of-sight detection and comparing the iris pattern with the previously recorded iris pattern in each posture is provided. Can be discriminated, and it is not necessary to prepare a special line-of-sight detector in particular, so that extra cost can be reduced, and erroneous detection in the line-of-sight detector using gravity can be reduced.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は本発
明の第1の実施の形態における構成を適切に表現するブ
ロック図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram appropriately representing a configuration according to a first embodiment of the present invention.

【0047】1は姿勢判別手段であり、この姿勢判別情
報に基づいて照明手段3を制御して眼球を照明する一
方、視線算出手段5に姿勢判別情報を送り、眼球回転角
検出手段4による眼球回転角情報から視線座標15を算出
するように構成してある。また、2は眼球像受光手段で
あり、照明された使用者の眼球からの反射光を受光して
眼球像信号12を前記姿勢判別手段1と前記眼球回転角検
出手段4とへ同時に送るものとしてある。
Reference numeral 1 denotes a posture discriminating means, which controls the illuminating means 3 to illuminate the eyeball based on the posture discrimination information, sends the posture discriminating information to the visual axis calculating means 5, and outputs the eyeball rotation angle detecting means 4. It is configured to calculate the line-of-sight coordinates 15 from the rotation angle information. Reference numeral 2 denotes an eyeball image receiving unit which receives reflected light from the illuminated user's eyeball and simultaneously transmits an eyeball image signal 12 to the posture determination unit 1 and the eyeball rotation angle detection unit 4. is there.

【0048】姿勢判別手段1は、まず最初に照明手段3
を制御して眼球を照明する。
At first, the attitude determining means 1 first includes the lighting means 3
To illuminate the eyeball.

【0049】信号11はIRED選択信号である。この時点で
はカメラの姿勢は不明なので、とりあえず横位置用のIR
EDペア(IRED106 ,107 )を点灯させる。
Signal 11 is an IRED selection signal. At this point, the posture of the camera is unknown, so for the time being IR for the horizontal position
Turn on the ED pair (IRED106, 107).

【0050】エリアセンサなどから構成される眼球像受
光手段2は、照明された使用者の眼球からの反射光を受
光して眼球像信号12を出力する。このときの出力された
像信号例を図2に示す。
The eyeball image receiving means 2 comprising an area sensor or the like receives reflected light from the illuminated user's eyeball and outputs an eyeball image signal 12. FIG. 2 shows an example of the output image signal at this time.

【0051】姿勢判別手段1は、この眼球像信号中から
枠200 で表された領域の虹彩のパターンの一部を検出す
る。
The posture determining means 1 detects a part of the iris pattern in the area represented by the frame 200 from the eyeball image signal.

【0052】この場合に検出された虹彩パターンは例え
ば図3の(a) のようになる。
The iris pattern detected in this case is, for example, as shown in FIG.

【0053】次に、予め記憶している使用者の横位置に
おける虹彩パターン(b) 、縦位置(横位置から左に90°
回転した状態でカメラのレリーズ釦が天空側にある)に
おける虹彩パターン(c)、 縦位置(横位置から右に90
°回転した状態でカメラのレリーズ釦が地面側にある)
における虹彩パターン(d) と、いま検出した虹彩パター
ン(a) を比較し、最も近いパターンを検出する。
Next, the iris pattern (b) at the user's horizontal position stored in advance, and the vertical position (90 ° leftward from the horizontal position)
The iris pattern (c) in the camera with the release button on the sky side with the camera rotated, and the vertical position (90 degrees to the right from the horizontal position).
The camera's release button is on the ground when rotated.)
Is compared with the iris pattern (a) just detected, and the closest pattern is detected.

【0054】パターンの比較には、例えば相関関数など
を用いればよい。
For pattern comparison, for example, a correlation function may be used.

【0055】この例では、パターン(a) は横位置のパタ
ーン(b) に最も近いので、今回の姿勢は横位置であると
判別し、横位置であることを表す姿勢判別信号13を視線
算出手段5に伝達する。
In this example, since the pattern (a) is closest to the horizontal position pattern (b), the current posture is determined to be the horizontal position, and the posture determination signal 13 representing the horizontal position is calculated by the line-of-sight calculation. To the means 5.

【0056】眼球回転角検出手段4では、眼球像信号1
2から眼球回転角14を検出し、さらに視線算出手段5
では使用者の視線座標15を算出するわけであるが、この
場合の姿勢判別信号13は横位置を表しているから、カメ
ラと使用者は同じ姿勢で視線座標を算出することができ
る。
The eyeball rotation angle detecting means 4 outputs the eyeball image signal 1
2, the eyeball rotation angle 14 is detected, and
Calculates the line-of-sight coordinates 15 of the user. In this case, since the posture determination signal 13 indicates the horizontal position, the camera and the user can calculate the line-of-sight coordinates in the same posture.

【0057】また、カメラの姿勢が縦位置(横位置から
左に90°回転した状態)であった場合を説明すると、そ
の場合の眼球像信号は図4のようになり、虹彩パターン
は図5(a) のように検出される。
The case where the camera is in the vertical position (rotated 90 ° to the left from the horizontal position) will be described. In this case, the eyeball image signal is as shown in FIG. 4 and the iris pattern is as shown in FIG. It is detected as shown in (a).

【0058】この場合も,図2、図3の場合と同様に、
予め記憶している使用者の横位置、縦位置、縦位置のそ
れぞれ虹彩パターン図5(b) ,(c) ,(d) と、今回の虹
彩パターン図5(a) とを比較し、縦位置1のパターン
(c) が最も近いので、今回の姿勢は縦位置1であるとい
うように判別することができる。
In this case, as in the case of FIGS. 2 and 3,
The iris pattern diagrams 5 (b), (c), and (d) of the user's horizontal position, the vertical position, and the vertical position, which are stored in advance, are compared with the current iris pattern diagram 5 (a). Position 1 pattern
Since (c) is the closest, it can be determined that the current posture is the vertical position 1.

【0059】また、照明に使用したIREDは横位置用なの
に、判別した姿勢は縦位置の場合であっても,図4のよ
うに、IREDの2つの角膜反射像が遮られてないならば、
このままの眼球像信号で眼球回転角を検出することはで
きる。
Although the IRED used for the illumination is for the horizontal position, even if the determined posture is the vertical position, as shown in FIG. 4, if the two corneal reflection images of the IRED are not blocked,
The eyeball rotation angle can be detected with the eyeball image signal as it is.

【0060】しかし、図8(b) のように、2つの角膜反
射像のいずれか一方、あるいは両方とも遮られている場
合は、縦位置用に用意しているIREDに切り替えて、もう
一度眼球像の取得からやり直せば視線検出が可能とな
る。
However, as shown in FIG. 8 (b), when one or both of the two corneal reflection images are obstructed, switch to the IRED prepared for the vertical position and repeat the eyeball image. The gaze detection can be performed by redoing from the acquisition of.

【0061】尚、各姿勢における使用者の虹彩パターン
図3(b) ,(c) ,(d) の登録であるが、これはカメラの
実際の使用に先立って,使用者に予め登録しておいても
らうようにすれば良い。
The registration of the user's iris pattern diagrams 3 (b), (c), and (d) in each posture is performed by registering the user's iris pattern in advance before the actual use of the camera. You can get it.

【0062】前述したように、視線検出を精度よく実行
するには,予め使用者の視線特性を登録させるための
「キャリブレーション・モード」を用意することが効果
的であるが、本実施の形態もこのキャリブレーション時
に各姿勢における使用者の虹彩パターンを予め登録して
おいてもらうようにすれば良い。
As described above, it is effective to prepare a “calibration mode” for registering the user's line-of-sight characteristics in advance in order to accurately execute the line-of-sight detection. Also, the iris pattern of the user in each posture may be registered in advance at the time of this calibration.

【0063】具体的には、先ず横位置でカメラを構えて
ファインダを覗いてもらい、その時の使用者の眼球像中
の虹彩パターンを検出し、そのパターンデータをそのま
ま、あるいは何らかの変換を行って検出したデータをカ
メラ内の不揮発性メモリ(例えば,EEPROM)の所定位置
に記憶させる。
More specifically, first, the user holds the camera in the horizontal position and looks into the finder, detects the iris pattern in the eyeball image of the user at that time, and detects the iris pattern as it is or by performing some conversion. The stored data is stored in a predetermined position in a nonvolatile memory (for example, an EEPROM) in the camera.

【0064】次に、縦位置(横位置から左に90°回転し
た状態)でカメラを構えて同様に記憶させる。また、縦
位置(横位置から右に90°回転した状態)も同様であ
る。
Next, the camera is held in the vertical position (rotated 90 degrees to the left from the horizontal position) and stored similarly. The same applies to the vertical position (a state rotated 90 ° clockwise from the horizontal position).

【0065】このようにすれば、特定の使用者の各姿勢
における虹彩パターンが予め記憶することができる。
In this way, the iris pattern in each posture of the specific user can be stored in advance.

【0066】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態のブロック図を図6に示す。尚、第1の実施の形
態における図1と共通の機能を有する部分には同一の番
号を付している。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a block diagram of a second embodiment of the present invention. Note that parts having the same functions as those in FIG. 1 in the first embodiment are given the same numbers.

【0067】第1の実施の形態では,一人の使用者で説
明してきたが,前述の特開平4-242630号公報のように,
複数の使用者に対する個人差データを判別するために虹
彩パターンの照合を行っても良い。
In the first embodiment, the description has been made by a single user.
The iris pattern may be collated to determine individual difference data for a plurality of users.

【0068】即ち、姿勢判別手段1’は得られた虹彩パ
ターンから一人の使用者のみの姿勢を判別するのではな
く、複数の使用者の虹彩パターンと比較することで使用
者が誰なのか、そしてその姿勢はどれかということを判
別できる。
That is, the posture discriminating means 1 'does not discriminate the posture of only one user from the obtained iris pattern, but compares it with the iris patterns of a plurality of users to determine who the user is. Then, it is possible to determine the posture.

【0069】その姿勢判別信号13' は個人差データを記
憶している個人差データ記憶手段6に入力され、その中
の使用者判別信号に応じて記憶手段6は現在の使用者の
個人差データ16を視線算出手段5に出力する。
The posture discrimination signal 13 'is inputted to the personal difference data storage means 6 which stores the personal difference data, and the storage means 6 stores the current user's personal difference data in accordance with the user discrimination signal therein. 16 is output to the line-of-sight calculation means 5.

【0070】視線算出手段5は、眼球回転角信号14,姿
勢判別信号13' ,個人差データ16に基づいて現在の使用
者の視線座標を算出することができる。
The line-of-sight calculation means 5 can calculate the line-of-sight coordinates of the current user based on the eyeball rotation angle signal 14, the posture determination signal 13 ', and the individual difference data 16.

【0071】(その他の実施の形態)以上の説明は,本
発明を一眼レフカメラに適用した場合の実施の形態につ
いて説明してあるが、本発明は一眼レフに限らずレンズ
シャッタカメラにも有効であり、さらにビデオカメラ等
の光学機器、あるいは視線検出装置を搭載したマンマシ
ーン・インターフェース機器、身障者補助機器等にも有
効であることは明らかである。
(Other Embodiments) The above description has been given of an embodiment in which the present invention is applied to a single-lens reflex camera. However, the present invention is not limited to a single-lens reflex camera but is also effective for a lens shutter camera. It is clear that the present invention is also effective for optical devices such as video cameras, man-machine interface devices equipped with a line-of-sight detection device, and assistive devices for the disabled.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は視線検出
のための眼球像信号中から虹彩パターンを検出し、それ
を前もって記録している各姿勢における虹彩パターンと
比較する手段を設けることにより、カメラの姿勢を判別
することが可能となり、特に専用の検出器を用意する必
要がなくなることで余分なコストを削減し、また重力を
用いた視線検出器での誤検出を低減することが可能とな
る。
As described above, the present invention provides a means for detecting an iris pattern from an eyeball image signal for gaze detection and comparing the iris pattern with the iris pattern in each of the previously recorded postures. , It is possible to determine the orientation of the camera, eliminating the need for special detectors, thereby reducing extra costs and reducing false detections with the gaze detector using gravity. Becomes

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態におけるブロック図FIG. 1 is a block diagram according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の第1の実施の形態における横位置での
虹彩パターン図
FIG. 2 is an iris pattern diagram at a horizontal position according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の第1の実施の形態における横位置虹彩
パターンと登録パターンの比較図
FIG. 3 is a diagram illustrating a comparison between a lateral position iris pattern and a registered pattern according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態における縦位置での
虹彩パターン図
FIG. 4 is an iris pattern diagram in a vertical position according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第1の実施の形態における縦位置虹彩
パターンと登録パターンの比較図
FIG. 5 is a diagram illustrating a comparison between a vertical position iris pattern and a registered pattern according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態におけるブロック図FIG. 6 is a block diagram according to a second embodiment of the present invention;

【図7】従来例における横位置での眼球像信号を示す図FIG. 7 is a diagram showing an eyeball image signal at a horizontal position in a conventional example.

【図8】従来例における横位置用IRED照明での縦位置の
眼球像信号を示す図
FIG. 8 is a diagram showing an eyeball image signal in a vertical position under IRED illumination for a horizontal position in a conventional example.

【図9】従来例におけるIREDの配置例を示す図FIG. 9 is a diagram showing an example of an IRED arrangement in a conventional example.

【図10】従来例における縦位置用IRED照明での縦位置
の眼球像信号を示す図
FIG. 10 is a diagram showing an eyeball image signal in a vertical position under vertical position IRED illumination in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…姿勢判別手段 2…眼球像受光手段 3…照明手段 4…眼球回転角検出手段 5…視線算出手段 6…個人差データ記憶手段 11…IRED選択信号 12…眼球像信号 13…姿勢判別信号 14…眼球回転角情報 15…視線情報 16…個人差データ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Attitude determination means 2 ... Eyeball image receiving means 3 ... Illumination means 4 ... Eyeball rotation angle detection means 5 ... Eye-gaze calculation means 6 ... Individual difference data storage means 11 ... IRED selection signal 12 ... Eyeball image signal 13 ... Attitude determination signal 14 … Eyeball rotation angle information 15… Gaze information 16… Individual difference data

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 眼球像を受光する眼球像受光手段により
眼球の特徴パターンの少なくとも一部を検出し、視線検
出装置の姿勢に応じて予め記憶させた眼球パターンと比
較することで使用者に対する視線検出装置の姿勢を判別
する姿勢判別手段を有することを特徴とする視線検出装
置。
An eyeball image receiving means for receiving an eyeball image detects at least a part of a characteristic pattern of an eyeball, and compares the feature pattern with an eyeball pattern stored in advance in accordance with a posture of the eyesight detection device to thereby provide an eye gaze to the user. A line-of-sight detection device, comprising: posture determination means for determining the posture of the detection device.
【請求項2】 眼球像を受光する眼球像受光手段により
眼球の特徴パターンの少なくとも一部を検出し、視線検
出装置の姿勢に応じて予め記憶させた眼球パターンと比
較することで使用者に対する視線検出装置の姿勢を判別
する姿勢判別手段と、前記姿勢判別手段の指示に従って
使用者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球像受光手
段からの眼球像信号から使用者の眼球回転角を検出する
眼球回転角検出手段と、前記姿勢判別手段による姿勢判
別情報と前記眼球回転角検出手段による眼球回転角情報
とから使用者の視線情報を算出する視線算出手段とを備
えたことを特徴とする視線検出装置。
2. An eyeball image receiving means for receiving an eyeball image detects at least a part of a characteristic pattern of an eyeball and compares the feature pattern with an eyeball pattern stored in advance in accordance with a posture of the eyeball detection device to thereby provide an eye gaze to the user. Attitude determination means for determining the attitude of the detection device, illumination means for illuminating the user's eye according to instructions from the attitude determination means, and detection of the user's eyeball rotation angle from an eyeball image signal from the eyeball image light receiving means An eyeball rotation angle detection unit; and a gaze calculation unit that calculates gaze information of a user from posture determination information obtained by the posture determination unit and eyeball rotation angle information obtained by the eyeball rotation angle detection unit. Detection device.
【請求項3】 眼球像を受光する眼球像受光手段により
眼球の特徴パターンの少なくとも一部を検出し、視線検
出装置の姿勢に応じて予め記憶させた眼球パターンと比
較することで使用者に対する視線検出装置の姿勢を判別
する姿勢判別手段と、前記姿勢判別手段の指示に従って
使用者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球像受光手
段からの眼球像信号から使用者の眼球回転角を検出する
眼球回転角検出手段と、複数の補正データを記憶する記
憶手段と、前記姿勢判別手段による姿勢判別情報と前記
眼球回転角検出手段による眼球回転角情報と前記記憶手
段による複数の補正データの内の特定の補正データとか
ら使用者の視線情報を算出する視線算出手段とを備えた
ことを特徴とする視線検出装置。
3. An eyeball image receiving means for receiving an eyeball image detects at least a part of the characteristic pattern of the eyeball, and compares the feature pattern with an eyeball pattern stored in advance in accordance with the attitude of the eyesight detecting device to thereby provide an eyesight for the user. Attitude determination means for determining the attitude of the detection device, illumination means for illuminating the user's eye according to instructions from the attitude determination means, and detection of the user's eyeball rotation angle from an eyeball image signal from the eyeball image light receiving means Eyeball rotation angle detection means, storage means for storing a plurality of correction data, posture determination information by the posture determination means, eyeball rotation angle information by the eyeball rotation angle detection means, and a plurality of correction data by the storage means. A gaze detecting device comprising: gaze calculating means for calculating gaze information of a user from specific correction data.
【請求項4】 前記補正データは、眼球回転角と視線情
報の対応を表す個人毎のデータであることを特徴とする
請求項3記載の視線検出装置を備えた光学機器。
4. The optical apparatus according to claim 3, wherein the correction data is data for each individual representing a correspondence between an eyeball rotation angle and line-of-sight information.
【請求項5】 前記姿勢判別手段が使用する眼球の特徴
パターンは、使用者の虹彩パターンであることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれか記載の視線検出装置。
5. The eye-gaze detecting device according to claim 1, wherein the characteristic pattern of the eyeball used by the posture determining means is a user's iris pattern.
【請求項6】 請求項1乃至5の視線検出装置を備えた
ことを特徴とする光学機器。
6. An optical apparatus comprising the line-of-sight detection device according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010230651A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Utechzone Co Ltd Visual line tracing method and visual line tracing system
JP2014104053A (en) * 2012-11-26 2014-06-09 Crewt Medical Systems Inc Ophthalmologic observation system
WO2022196093A1 (en) * 2021-03-17 2022-09-22 ソニーグループ株式会社 Information processing device, line-of-sight detection method, and program

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