JP2733260B2 - 検出装置及び光学機器 - Google Patents
検出装置及び光学機器Info
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- JP2733260B2 JP2733260B2 JP63242039A JP24203988A JP2733260B2 JP 2733260 B2 JP2733260 B2 JP 2733260B2 JP 63242039 A JP63242039 A JP 63242039A JP 24203988 A JP24203988 A JP 24203988A JP 2733260 B2 JP2733260 B2 JP 2733260B2
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- Japan
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- eye
- optical system
- distance
- image sensor
- image
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は被検眼の位置、そして更に視線の方向を検出
するための装置に関し、被検眼と検出装置の検出光学系
との間隔が不定であったり、偏芯している場合でも間隔
及び視線方向を正確に検出できる装置であってカメラの
様な光学機器と組合せて使用するのに適した装置に関す
る。
するための装置に関し、被検眼と検出装置の検出光学系
との間隔が不定であったり、偏芯している場合でも間隔
及び視線方向を正確に検出できる装置であってカメラの
様な光学機器と組合せて使用するのに適した装置に関す
る。
従来より被検眼の視線方向を検出する装置は周知であ
る。
る。
例えば、Journal of Optical Society of America,vo
l.63,No.8,921頁以下に説明された方法、あるいは特開
昭61−172552号に開示の方法は、被検眼の前眼部へ光線
を投射し、角膜あるいは水晶体による反射像であるプル
キンエ像を利用するものである。これとは別に、虹彩の
輪郭を用いる視線検出法として第９図の様な構成が提案
されている。
l.63,No.8,921頁以下に説明された方法、あるいは特開
昭61−172552号に開示の方法は、被検眼の前眼部へ光線
を投射し、角膜あるいは水晶体による反射像であるプル
キンエ像を利用するものである。これとは別に、虹彩の
輪郭を用いる視線検出法として第９図の様な構成が提案
されている。
この方法は虹彩（黒目の部分）が強膜（白目の部分）
より反射率が低く、両者の境界の検出が比較的容易な点
を利用しており、まず光源LSで虹彩輪部（虹彩と強膜の
境界部）の水平両側をスポツト状または短冊状に照明す
る。その反射光を２個の受光素子PDで受光し、その差分
信号から水平方向の眼球運動量（回転角）を検出する。
また、２個の受光素子PDの和信号により垂直方向の眼球
運動量を検出する。なお、光源LSには赤外発光ダイオー
ド、受光素子PDとしては赤外フオトダイオードを用いて
人間の眼への違和感をなくしている。
より反射率が低く、両者の境界の検出が比較的容易な点
を利用しており、まず光源LSで虹彩輪部（虹彩と強膜の
境界部）の水平両側をスポツト状または短冊状に照明す
る。その反射光を２個の受光素子PDで受光し、その差分
信号から水平方向の眼球運動量（回転角）を検出する。
また、２個の受光素子PDの和信号により垂直方向の眼球
運動量を検出する。なお、光源LSには赤外発光ダイオー
ド、受光素子PDとしては赤外フオトダイオードを用いて
人間の眼への違和感をなくしている。
因に一眼レフレツクスカメラを覗いている被検眼の視
線の方向を検出する必要性は、カメラの自動焦点検出技
術が進歩して焦点を検出する測距視野が画面中心のみな
らず、複数箇所に設けられ、その内の１つを迅速に選択
するための入力手段が求められる様になった事、あるい
はカメラの他の撮影条件、例えば平均測光と重点測光の
切換あるいは複数の撮影モードの内の１つを選択入力す
る手段を簡略化したいと言う欲求がある事に基づいてい
る。この様な必要性はカメラのみならず、顕微鏡等の観
察装置あるいは位置検出装置などにも存在する。
線の方向を検出する必要性は、カメラの自動焦点検出技
術が進歩して焦点を検出する測距視野が画面中心のみな
らず、複数箇所に設けられ、その内の１つを迅速に選択
するための入力手段が求められる様になった事、あるい
はカメラの他の撮影条件、例えば平均測光と重点測光の
切換あるいは複数の撮影モードの内の１つを選択入力す
る手段を簡略化したいと言う欲求がある事に基づいてい
る。この様な必要性はカメラのみならず、顕微鏡等の観
察装置あるいは位置検出装置などにも存在する。
一方、観察者が接眼レンズを覗く場合、人により明視
の距離に多少の差があったり、癖あるいは眼鏡の装用等
で接眼レンズと観察眼の間隔に個人差が生ずる。
の距離に多少の差があったり、癖あるいは眼鏡の装用等
で接眼レンズと観察眼の間隔に個人差が生ずる。
しかしながら、観察眼について情報を得ようとする場
合に検出装置と観察眼の間隔が一定でないと検出した情
報の信頼性は著しく低くならざるを得ないわけである。
合に検出装置と観察眼の間隔が一定でないと検出した情
報の信頼性は著しく低くならざるを得ないわけである。
本発明は検出装置と被検眼の間隔を検出し得る新規な
装置の提供を目的とする。
装置の提供を目的とする。
そして更に、装置の検出系と被検眼が相対的に変位
（シフト）した場合であっても被検眼の視線の方向を検
出することを別の目的としている。
（シフト）した場合であっても被検眼の視線の方向を検
出することを別の目的としている。
本願第１発明の検出装置及び光学機器は、眼を照明す
る光源と、前記眼からの反射光により前記眼の像をイメ
ージセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセ
ンサの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて
前記眼の回転角を求める演算手段とを有し、前記演算手
段は、前記イメージセンサ上の像における（眼の虹彩と
強膜の境界上の点のような）特徴点の位置を検出し、前
記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結像光学系の距離
を求めることを特徴とする。
る光源と、前記眼からの反射光により前記眼の像をイメ
ージセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセ
ンサの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて
前記眼の回転角を求める演算手段とを有し、前記演算手
段は、前記イメージセンサ上の像における（眼の虹彩と
強膜の境界上の点のような）特徴点の位置を検出し、前
記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結像光学系の距離
を求めることを特徴とする。
本願第２の発明の検出装置及び光学機器は、眼を照明
する光源と、前記眼からの反射光により前記眼の像をイ
メージセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージ
センサの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用い
て前記眼の変位量を求める演算手段とを有し、前記演算
手段は、前記イメージセンサ上の像における（眼の虹彩
と強膜の境界上の点のような）特徴点の位置を検出し、
前記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結像光学系の距
離を求めることを特徴とする。
する光源と、前記眼からの反射光により前記眼の像をイ
メージセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージ
センサの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用い
て前記眼の変位量を求める演算手段とを有し、前記演算
手段は、前記イメージセンサ上の像における（眼の虹彩
と強膜の境界上の点のような）特徴点の位置を検出し、
前記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結像光学系の距
離を求めることを特徴とする。
本願第３発明の検出装置及び光学機器は、眼を照明す
る光源と、前記眼からの反射光により前記眼の像をイメ
ージセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセ
ンサの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて
前記眼の回転角と変位量を求め、前記回転角と前記変位
量に基いて前記眼の視線の方向を求める演算手段とを有
し、前記演算手段は、前記イメージセンサ上の像におけ
る（眼の虹彩と強膜の境界上の点のような）特徴点の位
置を検出し、前記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結
像光学系の距離を求めることを特徴とする。
る光源と、前記眼からの反射光により前記眼の像をイメ
ージセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセ
ンサの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて
前記眼の回転角と変位量を求め、前記回転角と前記変位
量に基いて前記眼の視線の方向を求める演算手段とを有
し、前記演算手段は、前記イメージセンサ上の像におけ
る（眼の虹彩と強膜の境界上の点のような）特徴点の位
置を検出し、前記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結
像光学系の距離を求めることを特徴とする。
以下、第１図に沿って本発明実施例の基本的な構成を
説明する。尚、図は水平断面として表現されているが、
垂直方向も同様である。
説明する。尚、図は水平断面として表現されているが、
垂直方向も同様である。
１はライン型イメージセンサ、２は結像レンズ、３は
被検眼を示す。イメージセンサ１は結像レンズ２からｆ
だけ離れた位置に配される。ｌはイメージセンサ１と光
学的に共役な位置から結像レンズ２までの距離で、共役
位置に被検眼角膜の頂点が位置すれば正確な検出が実行
される。
被検眼を示す。イメージセンサ１は結像レンズ２からｆ
だけ離れた位置に配される。ｌはイメージセンサ１と光
学的に共役な位置から結像レンズ２までの距離で、共役
位置に被検眼角膜の頂点が位置すれば正確な検出が実行
される。
しかし、ここでは所定距離ｌに対してｌ′の差異が入
り込むことを想定する。尚、ｘ座標を結像レンズ２の光
軸上に採り、ｙ座標を結像レンズ２の主点を通り、ｘ軸
に垂直に採っている。Ｏは被検眼眼球３の回転中心を示
し、ｒは回転中心と角膜頂点の長さを示す。図示の状態
で被検眼が結像レンズ２の光軸に対して平行偏心してお
り、Ｓはその変位量を示す。被検眼の諸元でｂは虹彩の
半径、ｃは角膜前面の曲率半径、ａは で表わされる定数である。尚、人が注視する場合、眼球
の軸から若干偏った黄班で物を見るため、視線と眼軸
（眼球の光軸）に若干の偏差が生ずるが、その分は演算
の内でオフセツトすれば良いので、便宜上両者が一致す
るものとして説明を進める。
り込むことを想定する。尚、ｘ座標を結像レンズ２の光
軸上に採り、ｙ座標を結像レンズ２の主点を通り、ｘ軸
に垂直に採っている。Ｏは被検眼眼球３の回転中心を示
し、ｒは回転中心と角膜頂点の長さを示す。図示の状態
で被検眼が結像レンズ２の光軸に対して平行偏心してお
り、Ｓはその変位量を示す。被検眼の諸元でｂは虹彩の
半径、ｃは角膜前面の曲率半径、ａは で表わされる定数である。尚、人が注視する場合、眼球
の軸から若干偏った黄班で物を見るため、視線と眼軸
（眼球の光軸）に若干の偏差が生ずるが、その分は演算
の内でオフセツトすれば良いので、便宜上両者が一致す
るものとして説明を進める。
図に示すように回転角θ、変位量Ｓの眼の場合の虹彩
輪郭と虹彩の中心を通る水平線の２交点の座標を（X
1Y1）（X2Y2）センサ上での結像位置を（−f,K1）（−
f,K2）とすると であるので、これよりK1K2は次式の様になる。
輪郭と虹彩の中心を通る水平線の２交点の座標を（X
1Y1）（X2Y2）センサ上での結像位置を（−f,K1）（−
f,K2）とすると であるので、これよりK1K2は次式の様になる。
今、これらの諸量のうちｌが（ｌ＋ｌ′）に変化した
とすると（２）式は と変形される。（２′）式の２式の差をとり適当な近似
を行い整理すると 故に ここで被検者に正面を注視させて検出を行えばθ＝０゜
となるからｌ＋ｌ′が求まる。
とすると（２）式は と変形される。（２′）式の２式の差をとり適当な近似
を行い整理すると 故に ここで被検者に正面を注視させて検出を行えばθ＝０゜
となるからｌ＋ｌ′が求まる。
一方、（３）を（２′）に代入して解き、回転角θ変
位量Ｓを求めると となる。ここでb,cの値は実用上の精度に関しては定数
とみなし得る。
位量Ｓを求めると となる。ここでb,cの値は実用上の精度に関しては定数
とみなし得る。
この様に結像レンズ（結像光学系）から角膜までの距
離ｌをイメージセンサー上での虹彩の大きさ（K1−K2）
に基づいて補正し、その補正された距離（ｌ＋ｌ′）を
用いて眼の回転角θと変位量Ｓを求めている。よって、
この様に結像レンズから角膜までの距離を補正している
ので、もしこの距離がなんらかの理由で変化したとして
も、正確に眼の回転角を変位量、すなわち視線の方向を
正確に検知することができる。
離ｌをイメージセンサー上での虹彩の大きさ（K1−K2）
に基づいて補正し、その補正された距離（ｌ＋ｌ′）を
用いて眼の回転角θと変位量Ｓを求めている。よって、
この様に結像レンズから角膜までの距離を補正している
ので、もしこの距離がなんらかの理由で変化したとして
も、正確に眼の回転角を変位量、すなわち視線の方向を
正確に検知することができる。
以上の方法を実施する視線検出装置をカメラに組込ん
だ場合の配置を第２図に示す。
だ場合の配置を第２図に示す。
図中、10は撮影レンズ、11は主ミラーで、主ミラー11
は撮影レンズ10を通過した光束の大半を反射し一部を透
過させる。12はサブミラーで、主ミラー11を透過した光
束をカメラボデイの底部へ反射させる。13は複数の測距
視野を持った焦点検出ユニツトである。14は焦点板、15
は情報表示板で、第３図の様に例えば撮影画面内に測距
視野マークを表示し、またAV,TV,P,Mの様な露出制御モ
ード,S（シングル）,C（連続）,M（マニユアル）の様な
フオーカスモードを表示する。図示しないレリーズボタ
ンの押込みに同期させて露出モード表示、あるいはフオ
ーカスモード表示のいずれかに視野を向けて選択したモ
ードを登録することもできるし、また測距視野の１つを
登録することもできる。
は撮影レンズ10を通過した光束の大半を反射し一部を透
過させる。12はサブミラーで、主ミラー11を透過した光
束をカメラボデイの底部へ反射させる。13は複数の測距
視野を持った焦点検出ユニツトである。14は焦点板、15
は情報表示板で、第３図の様に例えば撮影画面内に測距
視野マークを表示し、またAV,TV,P,Mの様な露出制御モ
ード,S（シングル）,C（連続）,M（マニユアル）の様な
フオーカスモードを表示する。図示しないレリーズボタ
ンの押込みに同期させて露出モード表示、あるいはフオ
ーカスモード表示のいずれかに視野を向けて選択したモ
ードを登録することもできるし、また測距視野の１つを
登録することもできる。
16はペンタプリズム、17は接眼レンズである。18は光
路分割鏡で、例えばダイクロイツクミラーを使用し、可
視光を透過させ赤外光を反射させる。19は結像レンズ
で、この結像レンズ19と接眼レンズ17を合成したものが
第１図の結像レンズ２に相当する。1a,1b,1cは夫々、ラ
イン・イメージセンサーで、図面に垂直方向に３本併設
されている。照明系は後述する。
路分割鏡で、例えばダイクロイツクミラーを使用し、可
視光を透過させ赤外光を反射させる。19は結像レンズ
で、この結像レンズ19と接眼レンズ17を合成したものが
第１図の結像レンズ２に相当する。1a,1b,1cは夫々、ラ
イン・イメージセンサーで、図面に垂直方向に３本併設
されている。照明系は後述する。
例えば、フアインダー内の表示が前に触れた第３図に
示すような場合について考えることにする。撮影者が測
距点、測光点を選択するときは中央の列を、露出制御モ
ードを選択するときは上の列を、フオーカスモードを選
択するときは下の列をにらむことになる。どの列をにら
んでいるかの判別は、1a〜1cのセンサ上で虹彩の幅がも
っとも大きく結像されているセンサーを判別することで
行う。すなわち、センサー1aにおいて（K1−K2）の値が
他のセンサーにおける（K1−K2）値より大きければセン
サー1aに対応するフオーカスモードを選択したと判断す
る。同様にセンサー1bにおける（K1−K2）の値が最大な
ら測距点，測光点をセンサー1cにおける（K1−K2）の値
が最大なら露出制御モードを選択したと判断する。この
縦方向の視線検出に対しても、当然カメラの場合には検
出系と眼球の相対的位置の変化が生じる。よって、回転
量と変位量を正確に把握しなければ正確な視線の方向を
求めることができない。しかし、この場合は３つの列の
間隔が十分に離れているので、正確な視線の方向がわか
らなくてもおおまかな視線の方向がわかれば実用上十分
である。そのためには、３つのセンサー上での虹彩の
幅、つまり（K1−K2）を比較し、どのセンサー上で最大
になっているのかを知ればよい。
示すような場合について考えることにする。撮影者が測
距点、測光点を選択するときは中央の列を、露出制御モ
ードを選択するときは上の列を、フオーカスモードを選
択するときは下の列をにらむことになる。どの列をにら
んでいるかの判別は、1a〜1cのセンサ上で虹彩の幅がも
っとも大きく結像されているセンサーを判別することで
行う。すなわち、センサー1aにおいて（K1−K2）の値が
他のセンサーにおける（K1−K2）値より大きければセン
サー1aに対応するフオーカスモードを選択したと判断す
る。同様にセンサー1bにおける（K1−K2）の値が最大な
ら測距点，測光点をセンサー1cにおける（K1−K2）の値
が最大なら露出制御モードを選択したと判断する。この
縦方向の視線検出に対しても、当然カメラの場合には検
出系と眼球の相対的位置の変化が生じる。よって、回転
量と変位量を正確に把握しなければ正確な視線の方向を
求めることができない。しかし、この場合は３つの列の
間隔が十分に離れているので、正確な視線の方向がわか
らなくてもおおまかな視線の方向がわかれば実用上十分
である。そのためには、３つのセンサー上での虹彩の
幅、つまり（K1−K2）を比較し、どのセンサー上で最大
になっているのかを知ればよい。
そして、撮影者がどの列をにらんでいるのがわかった
ら、その中でどれを選択したのかを次に判別する。これ
は、どのセンサー上で虹彩の幅が最大になっているかを
比較する際に求めたK1,K2を用いて行う。すなわち、撮
影者がにらんでいる列に対応するセンサー上でのK1,K2
と（４）式を用いて回転角θ、変位量Ｓを算出し、正確
な視線の方向を求める。この視線の方向より撮影者の意
図したものを知ることができる。（４）式の計算はカメ
ラ内のマイクロコンピユータ20を用いれば可能であるこ
とは言うまでもない。
ら、その中でどれを選択したのかを次に判別する。これ
は、どのセンサー上で虹彩の幅が最大になっているかを
比較する際に求めたK1,K2を用いて行う。すなわち、撮
影者がにらんでいる列に対応するセンサー上でのK1,K2
と（４）式を用いて回転角θ、変位量Ｓを算出し、正確
な視線の方向を求める。この視線の方向より撮影者の意
図したものを知ることができる。（４）式の計算はカメ
ラ内のマイクロコンピユータ20を用いれば可能であるこ
とは言うまでもない。
この様にして、縦方向の視線の向きをおおまかに、横
方向の視線の向きを正確に求めることにより、第３図に
示すフアインダー表示の中のどこに撮影者の視線が向い
ているのかを知ることができる。
方向の視線の向きを正確に求めることにより、第３図に
示すフアインダー表示の中のどこに撮影者の視線が向い
ているのかを知ることができる。
なお、虹彩輪部のコントラストを高め、検出の精度を
あげるために実際には第４図に示すように光源7a,7bか
らの光束を光路分割器18で反射させ、接眼レンズ17を通
して虹彩輪部を照明する。この光源は赤外発光素子であ
ることが望ましい。なぜならば、人間の視感度内の光を
投光することは撮影者のフアインダーの観察をしづらく
するからである。また、光源に赤外発光素子を用い、光
路分割器18にダイクロイツクミラーを用いることで視線
検出系フアインダー系双方の光量ロスを防ぐことができ
る。
あげるために実際には第４図に示すように光源7a,7bか
らの光束を光路分割器18で反射させ、接眼レンズ17を通
して虹彩輪部を照明する。この光源は赤外発光素子であ
ることが望ましい。なぜならば、人間の視感度内の光を
投光することは撮影者のフアインダーの観察をしづらく
するからである。また、光源に赤外発光素子を用い、光
路分割器18にダイクロイツクミラーを用いることで視線
検出系フアインダー系双方の光量ロスを防ぐことができ
る。
フアインダー内の表示が第３図の様な場合においては
撮影者が選択する視野列が縦方向に十分離れていたの
で、縦方向の視線検出はおおまかでよかったが、第５図
に示すように測距測光点が多数存在していたり、全画面
中の任意の点で測距測光を行うことを想定した場合は、
縦方向の視線も正確に検出しなければならない。この様
な場合の検出方法を以下に示す。
撮影者が選択する視野列が縦方向に十分離れていたの
で、縦方向の視線検出はおおまかでよかったが、第５図
に示すように測距測光点が多数存在していたり、全画面
中の任意の点で測距測光を行うことを想定した場合は、
縦方向の視線も正確に検出しなければならない。この様
な場合の検出方法を以下に示す。
縦方向の視線を正確に検出するためには、縦方向での
虹彩輪部のセンサー上での座標を２つ知る必要がある。
第６図AA′が検出できれば精度の点などで最も有利であ
るが、ここは瞼に隠れていて検出できない。そこでBB′
点を検出することとする。なお、Ｃは横方向の視線を検
出する際の検出点である。この場合は第７図に示すよう
なレイアウトになる。１はエリアセンサーである。エリ
アセンサーの出力を信号処理し、虹彩の幅が最大になる
横方向のラインを抽出し、このライン上の虹彩輪部の座
標（KH1,KH2）を求め、（４）式を用いて横方向の回転
角θＨと変位量SHを求める。
虹彩輪部のセンサー上での座標を２つ知る必要がある。
第６図AA′が検出できれば精度の点などで最も有利であ
るが、ここは瞼に隠れていて検出できない。そこでBB′
点を検出することとする。なお、Ｃは横方向の視線を検
出する際の検出点である。この場合は第７図に示すよう
なレイアウトになる。１はエリアセンサーである。エリ
アセンサーの出力を信号処理し、虹彩の幅が最大になる
横方向のラインを抽出し、このライン上の虹彩輪部の座
標（KH1,KH2）を求め、（４）式を用いて横方向の回転
角θＨと変位量SHを求める。
次にＣの座標（KH2）よりBB′に相当する縦方向のラ
インを抽出し、そのライン上で虹彩輪部の座標（KV1,K
V2）を求め（４）式を用いて縦方向の回転角θＶと変位
量SVを求める。
インを抽出し、そのライン上で虹彩輪部の座標（KV1,K
V2）を求め（４）式を用いて縦方向の回転角θＶと変位
量SVを求める。
この様にして、縦方向・横方向の変位量・回転角を求
め、これを用いて正確な視線の方向を求めれば、フアイ
ンダー内のどこを撮影者が注視しているのかを正確に知
ることができる。
め、これを用いて正確な視線の方向を求めれば、フアイ
ンダー内のどこを撮影者が注視しているのかを正確に知
ることができる。
先の実施例においては、（４）式を用いて視線の回転
角・変位量を直接求めている。しかし、（４）式に示す
計算式は逆三角関数という特殊な関数を含んでいるの
で、演算が面倒である。
角・変位量を直接求めている。しかし、（４）式に示す
計算式は逆三角関数という特殊な関数を含んでいるの
で、演算が面倒である。
そこで、（４）式を用いて帰納的に視線の回転角や変
位量を求めるようにしたのが本実施例である。
位量を求めるようにしたのが本実施例である。
そのアルゴリズムを第８図に示す。
まず、第１ステツプで（４）式により。回転角θ・変
位量Ｓを求める。第２ステツプでは第１ステツプで求め
たθ・Ｓを用いて、計算上の虹彩輪部の座標K1′K2′を
計算する。その際に用いる計算式を次式に示す。
位量Ｓを求める。第２ステツプでは第１ステツプで求め
たθ・Ｓを用いて、計算上の虹彩輪部の座標K1′K2′を
計算する。その際に用いる計算式を次式に示す。
次に第３ステツプにおいて計算上の虹彩輪部の座標
K1′K2′と実際に計測された虹彩輪部の座標K1K2を比較
する。そして、K1′とK1,K2′とK2の差がともに所定値
内であれば、そのときの回転角θ・変位量Ｓを採用しア
ルゴリズムを終了する。もし、所定値外であれば第４ス
テツプに進む。第４ステツプでは と結像レンズから角膜前面までの距離を補正しなおし、
この補正しなおされた距離を用いて、 で示すように回転角θと変位量Ｓを計算しなおす。そし
て第２ステツプにもどり、計算上の虹彩輪部の座標K1′
K2′を求め、次の第３ステツプにおいて計測された座標
K1K2と比較する。この操作をK1′とK,K2′とＫの差が所
定値内におさまるまで続ける。
K1′K2′と実際に計測された虹彩輪部の座標K1K2を比較
する。そして、K1′とK1,K2′とK2の差がともに所定値
内であれば、そのときの回転角θ・変位量Ｓを採用しア
ルゴリズムを終了する。もし、所定値外であれば第４ス
テツプに進む。第４ステツプでは と結像レンズから角膜前面までの距離を補正しなおし、
この補正しなおされた距離を用いて、 で示すように回転角θと変位量Ｓを計算しなおす。そし
て第２ステツプにもどり、計算上の虹彩輪部の座標K1′
K2′を求め、次の第３ステツプにおいて計測された座標
K1K2と比較する。この操作をK1′とK,K2′とＫの差が所
定値内におさまるまで続ける。
このアルゴリズムで逆三角関数を近似した後述の
（６）、（７）式を用いても同様の効果を得ることがで
きる。それは近似を用いたことによりK1′とK1,K2′とK
2の差が所定値内におさまるまでの繰返し計算回数が増
すものの（６）、（７）に示すような簡単な計算式を用
いることにより一回の計算に必要な計算時間が短縮され
るからである。
（６）、（７）式を用いても同様の効果を得ることがで
きる。それは近似を用いたことによりK1′とK1,K2′とK
2の差が所定値内におさまるまでの繰返し計算回数が増
すものの（６）、（７）に示すような簡単な計算式を用
いることにより一回の計算に必要な計算時間が短縮され
るからである。
なお、この様な原理に基づく検出方法を実際にカメラ
に用いる場合のレイアウトは第２図，第７図に示す通り
である。この場合、上述の第一実施例と同様にして種々
の動作が行われる。
に用いる場合のレイアウトは第２図，第７図に示す通り
である。この場合、上述の第一実施例と同様にして種々
の動作が行われる。
以上説明してきた様に本発明においては、眼の回転
角、変位量、そして視線の方向を正確に検出することが
可能な検出装置と光学機器（カメラ）を提供できる。
角、変位量、そして視線の方向を正確に検出することが
可能な検出装置と光学機器（カメラ）を提供できる。
第１図は本発明の実施例に係る光学断面図。第２図は一
眼レフカメラの縦断面図。第３図はフアインダー内表示
を示す図。第４図は照明系の斜視図。第５図は別のフア
インダー内表示を示す図。第６図は被検眼の測定点を示
す図。第７図は部分断面図。第８図は別実施例のフロー
チヤートを示す図。第９図は先行例を説明するための
図。 図中、1,1a,1b,1cはイメージセンサ、２は結像レンズ、
３は被検眼球、18は光路分割器、7a,7bは照明用光源で
ある。
眼レフカメラの縦断面図。第３図はフアインダー内表示
を示す図。第４図は照明系の斜視図。第５図は別のフア
インダー内表示を示す図。第６図は被検眼の測定点を示
す図。第７図は部分断面図。第８図は別実施例のフロー
チヤートを示す図。第９図は先行例を説明するための
図。 図中、1,1a,1b,1cはイメージセンサ、２は結像レンズ、
３は被検眼球、18は光路分割器、7a,7bは照明用光源で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−94232（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−63805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−265523（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】眼を照明する光源と、前記眼の像をイメー
ジセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセン
サの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて前
記眼の回転角を求める演算手段とを有し、前記演算手段
は、前記イメージセンサ上の像における特徴点の位置を
検出し、前記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結像光
学系の距離を求めることを特徴とする検出装置。 - 【請求項２】眼を照明する光源と、前記眼の像をイメー
ジセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセン
サの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて前
記眼の変位量を求める演算手段とを有し、前記演算手段
は、前記イメージセンサ上の像における特徴点の位置を
検出し、前記特徴点の位置に基いて前記眼と前記結像光
学系の距離を求めることを特徴とする検出装置。 - 【請求項３】眼を照明する光源と、前記眼の像をイメー
ジセンサ上に形成する結像光学系と、前記イメージセン
サの出力と前記眼と前記結像光学系の距離とを用いて前
記眼の回転角と変位量を求め、前記回転角と前記変位量
に基いて前記眼の視線の方向を求める演算手段とを有
し、前記演算手段は、前記イメージセンサ上の像におけ
る特徴点の位置を検出し、前記特徴点の位置に基いて前
記眼と前記結像光学系の距離を求めるることを特徴とす
る検出装置。 - 【請求項４】前記特徴点は、前記眼の虹彩と強膜の境界
に当たるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項乃至第（３）項に記載の検出装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項
のいずれかに記載の検出装置と撮影光学系とを有する光
学機器。 - 【請求項６】前記検出装置が組み込まれたファインダー
を有することを特徴とする特許請求の範囲第（５）項に
記載の光学機器。 - 【請求項７】前記撮影光学系により被写体を撮影するカ
メラであることを特徴とする特許請求の範囲第（６）項
記載の光学機器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242039A JP2733260B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 検出装置及び光学機器 |
| US08/448,871 US6091899A (en) | 1988-09-16 | 1995-05-24 | Apparatus for detecting the direction of visual axis and information selecting apparatus utilizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242039A JP2733260B2 (ja) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | 検出装置及び光学機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0288034A JPH0288034A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2733260B2 true JP2733260B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=17083365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63242039A Expired - Lifetime JP2733260B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-26 | 検出装置及び光学機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7430365B2 (en) * | 2005-03-31 | 2008-09-30 | Avago Technologies Ecbu (Singapore) Pte Ltd. | Safe eye detection |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5323038A (en) * | 1976-08-14 | 1978-03-03 | Oguchi Yasutomo | Apparatus for generating spark discharge providing with low noise and high efficiency |
| JPS6219149A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | 持田製薬株式会社 | 眼圧測定装置の流体パルス発射制御装置 |
| JPS62171264U (ja) * | 1986-04-18 | 1987-10-30 |
-
1988
- 1988-09-26 JP JP63242039A patent/JP2733260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0288034A (ja) | 1990-03-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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