JP2787491B2 - 視線検出装置 - Google Patents
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- JP2787491B2 JP2787491B2 JP1316467A JP31646789A JP2787491B2 JP 2787491 B2 JP2787491 B2 JP 2787491B2 JP 1316467 A JP1316467 A JP 1316467A JP 31646789 A JP31646789 A JP 31646789A JP 2787491 B2 JP2787491 B2 JP 2787491B2
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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- G03B13/02—Viewfinders
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- G—PHYSICS
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- G03B2213/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
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- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、第一プルキンエ像に対応するピーク成分と
眼底からの反射光束に対応する信号成分とを含む光電変
換信号分布曲線を得、該光電変換信号分布曲線を信号処
理して第一プルキンエ像の位置を検出すると共に、第一
プルキンエ像を含む信号成分を信号処理の対象から除外
して眼の虹彩の縁の位置を検出し、該瞳孔の縁の位置に
基づき瞳孔中心を求め、前記瞳孔中心と前記第一プルキ
ンエ像との位置関係から視線の方向を検出する視線検出
装置の改良に関する。
眼底からの反射光束に対応する信号成分とを含む光電変
換信号分布曲線を得、該光電変換信号分布曲線を信号処
理して第一プルキンエ像の位置を検出すると共に、第一
プルキンエ像を含む信号成分を信号処理の対象から除外
して眼の虹彩の縁の位置を検出し、該瞳孔の縁の位置に
基づき瞳孔中心を求め、前記瞳孔中心と前記第一プルキ
ンエ像との位置関係から視線の方向を検出する視線検出
装置の改良に関する。
（従来の技術） 近時、カメラ、たとえば、一眼レフレックスカメラで
は、ファインダーの視野内に複数個の合焦ゾーンを設け
ると共に、その複数個の合焦ゾーンと光学的に略共役な
位置に、そのファインダーの各合焦ゾーンに対応するオ
ートフォーカス光学系の合焦視野を設け、撮影者の視線
が向けられた方向にある合焦ゾーンを選択し、その選択
された合焦ゾーンに対応するオートフォーカス光学系を
用いて、その選択された合焦ゾーンに重なって見える被
写体に対する合焦情報に基づいて被写体に対する合焦を
行うものが提案されつつある（特願昭63−143259号参
照）。
は、ファインダーの視野内に複数個の合焦ゾーンを設け
ると共に、その複数個の合焦ゾーンと光学的に略共役な
位置に、そのファインダーの各合焦ゾーンに対応するオ
ートフォーカス光学系の合焦視野を設け、撮影者の視線
が向けられた方向にある合焦ゾーンを選択し、その選択
された合焦ゾーンに対応するオートフォーカス光学系を
用いて、その選択された合焦ゾーンに重なって見える被
写体に対する合焦情報に基づいて被写体に対する合焦を
行うものが提案されつつある（特願昭63−143259号参
照）。
その視線の方向を検出するために、従来例の説明にお
いては図示を略す送光系を用いて平行光束撮影者の眼に
照射し、その眼からの反射光束を受光系の一次元ライン
センサ（CCD）を用いて受光し、第７図に示すように、
反射強度の最も大きい第一プルキンエ像に対応するピー
ク成分１と眼底からの反射光束に対応する信号成分２と
を含む光電変換信号分布曲線３を得て、光電変換信号分
布曲線３を信号処理して第一プルキンエ像の位置を検出
すると共に、第一プルキンエ像を含む信号成分１を信号
処理の対象から除外して眼の瞳孔の縁の位置を検出し、
瞳孔の縁の位置に基づき瞳孔中心を求め、瞳孔中心と第
一プルキンエ像との位置関係を検出する視線検出装置が
開発されつつある。なお、４は虹彩からの反射光束に基
づく信号成分であり、光電変換信号分布曲線３のすそ野
を形成している。
いては図示を略す送光系を用いて平行光束撮影者の眼に
照射し、その眼からの反射光束を受光系の一次元ライン
センサ（CCD）を用いて受光し、第７図に示すように、
反射強度の最も大きい第一プルキンエ像に対応するピー
ク成分１と眼底からの反射光束に対応する信号成分２と
を含む光電変換信号分布曲線３を得て、光電変換信号分
布曲線３を信号処理して第一プルキンエ像の位置を検出
すると共に、第一プルキンエ像を含む信号成分１を信号
処理の対象から除外して眼の瞳孔の縁の位置を検出し、
瞳孔の縁の位置に基づき瞳孔中心を求め、瞳孔中心と第
一プルキンエ像との位置関係を検出する視線検出装置が
開発されつつある。なお、４は虹彩からの反射光束に基
づく信号成分であり、光電変換信号分布曲線３のすそ野
を形成している。
ところで、光電変換信号分布曲線３には眼底からの反
射光束に基づく信号成分２と虹彩からの反射光束に基づ
く信号成分４の境目に変曲点５があり、この変曲点５を
瞳孔の縁とみなすことができる。そこで、直線近似の一
手段としてのニュートンの方法により一番目の直線に基
づき得られた二番目の直線と三番目の直線との直線近似
による交点を求め、この交点を変曲点５として用いるこ
とが考えられる。
射光束に基づく信号成分２と虹彩からの反射光束に基づ
く信号成分４の境目に変曲点５があり、この変曲点５を
瞳孔の縁とみなすことができる。そこで、直線近似の一
手段としてのニュートンの方法により一番目の直線に基
づき得られた二番目の直線と三番目の直線との直線近似
による交点を求め、この交点を変曲点５として用いるこ
とが考えられる。
ところが、まばたき等があって眼が閉じられ、前眼部
からの反射があった場合には、光電変換信号分布曲線３
は第８図に示すようになだらかな山形となり、接眼レン
ズの有効径によりすそ野部分がけられて信号ジャンプ部
６が生じ、ニュートンの方法により一番目の直線に基づ
き得られた二番目の直線と三番目の直線との直線近似に
よる交点を求めようとしても交点が求まらず、従って瞳
孔の縁を求めようとしても求まらないことになる。
からの反射があった場合には、光電変換信号分布曲線３
は第８図に示すようになだらかな山形となり、接眼レン
ズの有効径によりすそ野部分がけられて信号ジャンプ部
６が生じ、ニュートンの方法により一番目の直線に基づ
き得られた二番目の直線と三番目の直線との直線近似に
よる交点を求めようとしても交点が求まらず、従って瞳
孔の縁を求めようとしても求まらないことになる。
そこで、本発明の目的は、ニュートンの方法により一
番目の直線に基づき得られた二番目の直線と三番目の直
線との直線近似による交点が求まらない場合でも眼の瞳
孔中心の位置を仮り決定できる視線検出装置を提供する
ことにある。
番目の直線に基づき得られた二番目の直線と三番目の直
線との直線近似による交点が求まらない場合でも眼の瞳
孔中心の位置を仮り決定できる視線検出装置を提供する
ことにある。
（課題を達成するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するため、 第一プルキンエ像に対応するピーク成分と眼底からの
反射光束に対応する信号成分とを含む光電変換信号分布
曲線を得、該光電変換信号分布曲線を信号処理して第一
プルキンエ像の位置を検出すると共に、第一プルキンエ
像を含む信号成分を信号処理の対象から除外して眼の瞳
孔の縁の位置を検出し、該瞳孔の縁の位置に基づき瞳孔
中心を求め、前記瞳孔中心と前記第一プルキンエ像との
位置関係から視線の方向を検出する視線検出装置におい
て、 前記瞳孔の縁を求めるために前記光電変換分布曲線の
左側の変曲点と右側の変曲点とを、ニュートンの方法に
より一番目の直線に基づき得られた二番目の直線と三番
目の直線との直線近似による交点として求める処理を行
う際に、前記三番目の直線と前記二番目の直線との直線
近似による交点として前記瞳孔の縁が求まらないときに
は前記一番目の直線と前記二番目の直線との直線近似に
よる交点を変曲点であるとみなす処理を行う処理回路を
有することを特徴とする。
反射光束に対応する信号成分とを含む光電変換信号分布
曲線を得、該光電変換信号分布曲線を信号処理して第一
プルキンエ像の位置を検出すると共に、第一プルキンエ
像を含む信号成分を信号処理の対象から除外して眼の瞳
孔の縁の位置を検出し、該瞳孔の縁の位置に基づき瞳孔
中心を求め、前記瞳孔中心と前記第一プルキンエ像との
位置関係から視線の方向を検出する視線検出装置におい
て、 前記瞳孔の縁を求めるために前記光電変換分布曲線の
左側の変曲点と右側の変曲点とを、ニュートンの方法に
より一番目の直線に基づき得られた二番目の直線と三番
目の直線との直線近似による交点として求める処理を行
う際に、前記三番目の直線と前記二番目の直線との直線
近似による交点として前記瞳孔の縁が求まらないときに
は前記一番目の直線と前記二番目の直線との直線近似に
よる交点を変曲点であるとみなす処理を行う処理回路を
有することを特徴とする。
（作用） 本発明に係わる視線検出装置によれば、 処理回路は所定の演算プログラムに基づき、 第一プルキンエ像に対応するピーク成分と眼底からの
反射光束に対応する信号成分とを含む光電変換信号分布
曲線が得られたときは、この光電変換信号分布曲線を信
号処理して第一プルキンエ像の位置を検出する。また、
処理回路は第一プルキンエ像を含む信号成分を信号処理
の対象から除外し、瞳孔の縁を求めるために、光電変換
分布曲線の左側の変曲点と右側の変曲点とを、ニュート
ンの方法により一番目の直線に基づき得られた二番目の
直線と三番目の直線との直線近似による交点として求め
る処理を行う。そして、瞳孔の縁の位置に基づき瞳孔中
心を求め、瞳孔中心と第一プルキンエ像との位置関係か
ら視線の方向を検出する。一方、処理回路は三番目の直
線と二番目の直線との直線近似による交点として、変曲
点が求まらないときには一番目の直線と二番目の直線と
の直線近似による交点として変曲点を求める処理を行
う。
反射光束に対応する信号成分とを含む光電変換信号分布
曲線が得られたときは、この光電変換信号分布曲線を信
号処理して第一プルキンエ像の位置を検出する。また、
処理回路は第一プルキンエ像を含む信号成分を信号処理
の対象から除外し、瞳孔の縁を求めるために、光電変換
分布曲線の左側の変曲点と右側の変曲点とを、ニュート
ンの方法により一番目の直線に基づき得られた二番目の
直線と三番目の直線との直線近似による交点として求め
る処理を行う。そして、瞳孔の縁の位置に基づき瞳孔中
心を求め、瞳孔中心と第一プルキンエ像との位置関係か
ら視線の方向を検出する。一方、処理回路は三番目の直
線と二番目の直線との直線近似による交点として、変曲
点が求まらないときには一番目の直線と二番目の直線と
の直線近似による交点として変曲点を求める処理を行
う。
（実施例） 以下に、本発明に係わる視線検出装置を一眼レフレッ
クスカメラのオートフォーカス光学系に適用した実施例
を図面を参照しつつ説明する。
クスカメラのオートフォーカス光学系に適用した実施例
を図面を参照しつつ説明する。
第３図は一眼レフレックスカメラのファインダー視野
を示すもので、そのファインダー視野10には３個の合焦
ゾーン11、12、13が設けられている。一眼レフレックス
カメラには、その各合焦ゾーン11、12、13に対応させて
オートフォーカス光学系（図示を略す）が設けられてい
る。このオートフォーカス光学系は、３個の合焦ゾーン
11、12、13と略共役な位置に、各合焦ゾーン11、12、13
に対応する合焦視野（図示を略す）を有する。そして、
各オートフォーカス光学系は第２図に示すようにCCD1
4、15、16を有する。CCD14、15、16にはオートフォーカ
ス光学系の一部を構成する一対のセパレータレンズ（図
示を略す）により被写体17、18、19の像がそれぞれ再結
像される。
を示すもので、そのファインダー視野10には３個の合焦
ゾーン11、12、13が設けられている。一眼レフレックス
カメラには、その各合焦ゾーン11、12、13に対応させて
オートフォーカス光学系（図示を略す）が設けられてい
る。このオートフォーカス光学系は、３個の合焦ゾーン
11、12、13と略共役な位置に、各合焦ゾーン11、12、13
に対応する合焦視野（図示を略す）を有する。そして、
各オートフォーカス光学系は第２図に示すようにCCD1
4、15、16を有する。CCD14、15、16にはオートフォーカ
ス光学系の一部を構成する一対のセパレータレンズ（図
示を略す）により被写体17、18、19の像がそれぞれ再結
像される。
CCD14、15、16を後述する視線検出装置の処理回路20
の出力信号に基づいていずれかが選択駆動されるもの
で、以下に、視線検出装置の光学系の概略構成を第２図
を参照しつつ説明する。
の出力信号に基づいていずれかが選択駆動されるもの
で、以下に、視線検出装置の光学系の概略構成を第２図
を参照しつつ説明する。
その第２図において、21はペンタプリズム、22は接眼
レンズ、23はカメラのフレーム、24は視線検出装置の送
光系、25は視線検出装置の受光系、26はビームスプリッ
タである。送光系24は光源27′とコンペンセータープリ
ズム28とから大略構成されている。その光源27′は赤外
光を発生するもので、その赤外光はコンペンセータープ
リズム27、ペンタプリズム21を介して接眼レンズ22に導
かれ、その接眼レンズ22により平行光束とされる。その
赤外光束はビームスプリッタ26を介してファインダー窓
28に導かれる。このファインダー窓28に眼29を当てる
と、撮影者はとたえば第３図に示すような被写体17、1
8、19を見ることができる。同時に、撮影者の眼29には
赤外光束が投影される。
レンズ、23はカメラのフレーム、24は視線検出装置の送
光系、25は視線検出装置の受光系、26はビームスプリッ
タである。送光系24は光源27′とコンペンセータープリ
ズム28とから大略構成されている。その光源27′は赤外
光を発生するもので、その赤外光はコンペンセータープ
リズム27、ペンタプリズム21を介して接眼レンズ22に導
かれ、その接眼レンズ22により平行光束とされる。その
赤外光束はビームスプリッタ26を介してファインダー窓
28に導かれる。このファインダー窓28に眼29を当てる
と、撮影者はとたえば第３図に示すような被写体17、1
8、19を見ることができる。同時に、撮影者の眼29には
赤外光束が投影される。
その赤外光束の投影により、第４図に示すように、撮
影者の眼29の角膜30に第１プルキンエ像PIが形成され
る。その赤外光束の一部は角膜30を通過して眼底に至
る。その第１プルキンエ像PIと瞳孔31の中心32との位置
関係を求めれば、眼の回旋角を求めることができるもの
で、この点に関しては特願昭63−143259号に詳細に開示
されている。
影者の眼29の角膜30に第１プルキンエ像PIが形成され
る。その赤外光束の一部は角膜30を通過して眼底に至
る。その第１プルキンエ像PIと瞳孔31の中心32との位置
関係を求めれば、眼の回旋角を求めることができるもの
で、この点に関しては特願昭63−143259号に詳細に開示
されている。
その眼底からの反射光束と角膜30からの反射光束とは
再びファインダー窓28を介してビームスプリッタ26に導
かれる。そして、このビームスプリッタ26により受光系
25に向けて反射される。受光系25は縮小レンズ33とミラ
ー34と再結像レンズ35と一次元ラインセンサ（CCD）36
とから大略構成されている。一次元ラインセンサ36は所
定幅の多数のビット素子を有する。そして一次元ライン
センサ36には眼底からの反射光束に基づきシルエットと
して浮かび上がった瞳孔の縁37、37の像と角膜30からの
反射光束に基づく第１プルキンエ像PIとが再結像され
る。一次元ラインセンサ36はその再結像に対応した光電
変換信号を出力する。その光電変換信号分布曲線３は、
第７図に示すように、第１プルキンエ像PIに対応するピ
ーク成分１と、眼底からの反射光束に対応する信号成分
２と虹彩からの反射光束に対応する信号成分４とからな
っている。この光電変換信号分布曲線３を形成する光電
変換信号は処理回路20に入力される。
再びファインダー窓28を介してビームスプリッタ26に導
かれる。そして、このビームスプリッタ26により受光系
25に向けて反射される。受光系25は縮小レンズ33とミラ
ー34と再結像レンズ35と一次元ラインセンサ（CCD）36
とから大略構成されている。一次元ラインセンサ36は所
定幅の多数のビット素子を有する。そして一次元ライン
センサ36には眼底からの反射光束に基づきシルエットと
して浮かび上がった瞳孔の縁37、37の像と角膜30からの
反射光束に基づく第１プルキンエ像PIとが再結像され
る。一次元ラインセンサ36はその再結像に対応した光電
変換信号を出力する。その光電変換信号分布曲線３は、
第７図に示すように、第１プルキンエ像PIに対応するピ
ーク成分１と、眼底からの反射光束に対応する信号成分
２と虹彩からの反射光束に対応する信号成分４とからな
っている。この光電変換信号分布曲線３を形成する光電
変換信号は処理回路20に入力される。
その処理回路20は所定の演算プログラムに基づき以下
に説明する処理を行う。
に説明する処理を行う。
（１）第一プルキンエ像PIの位置を検出する処理 光電変換信号分布曲線３のピークに対応するビット素
子を検出する処理 この処理は通常の公知の方法により最大値を求めるも
ので、まず、図示を略す最大値記憶メモリ（図示を略
す）に初期値Vmax＝０（第９図のS1参照）を与え、仮り
最大値Vmaxとする。一次元ラインセンサ36のビット素子
（その個数をＮとする）を左から右に順に参照していっ
て、仮り最大値Vmaxより大きな値を出力するビット素子
があればそのビット素子の出力値を新たな仮り最大値V
maxとして更新し、その仮り最大値Vmaxに対応するビッ
ト素子の番号Imaxをビット番号記憶メモリ（図示を略
す）に記憶する。すなわち、仮り最大値VmaxとＩ番目の
ビット素子の出力Ｖ（Ｉ）とを比較し（S2参照）、Ｖ
（Ｉ）≧VmaxのときはVmax＝Ｖ（Ｉ）、ビット番号記憶
素子メモリImax＝Ｉの処理を行う（S3参照）。Ｖ（Ｉ）
＜Vmaxのときは、カウント個数を＋１として（S4参
照）、S2の判断を行う。
子を検出する処理 この処理は通常の公知の方法により最大値を求めるも
ので、まず、図示を略す最大値記憶メモリ（図示を略
す）に初期値Vmax＝０（第９図のS1参照）を与え、仮り
最大値Vmaxとする。一次元ラインセンサ36のビット素子
（その個数をＮとする）を左から右に順に参照していっ
て、仮り最大値Vmaxより大きな値を出力するビット素子
があればそのビット素子の出力値を新たな仮り最大値V
maxとして更新し、その仮り最大値Vmaxに対応するビッ
ト素子の番号Imaxをビット番号記憶メモリ（図示を略
す）に記憶する。すなわち、仮り最大値VmaxとＩ番目の
ビット素子の出力Ｖ（Ｉ）とを比較し（S2参照）、Ｖ
（Ｉ）≧VmaxのときはVmax＝Ｖ（Ｉ）、ビット番号記憶
素子メモリImax＝Ｉの処理を行う（S3参照）。Ｖ（Ｉ）
＜Vmaxのときは、カウント個数を＋１として（S4参
照）、S2の判断を行う。
Ｉ＝１からＮまで、S1ないしS4の処理を繰り返し、最
終のビット素子（Ｎ番目のビット素子）までこの処理を
実行すれば、最大値記憶メモリVmaxには真の最大値Vmax
が記憶され、ビット番号記憶メモリImaxにはその真の最
大値Vmaxを出力するビット素子の番号Imaxが記憶され
る。
終のビット素子（Ｎ番目のビット素子）までこの処理を
実行すれば、最大値記憶メモリVmaxには真の最大値Vmax
が記憶され、ビット番号記憶メモリImaxにはその真の最
大値Vmaxを出力するビット素子の番号Imaxが記憶され
る。
次に、最大値を出力するビット素子を用いて第１プル
キンエ像PIの位置を内挿座標Xpeakとして求める処理を
行う。
キンエ像PIの位置を内挿座標Xpeakとして求める処理を
行う。
まず、真の最大値Vmaxを出力するビット素子の番号I
max、真の最大値Vmaxを、ビット番号記憶メモリ、最大
値記憶メモリからそれぞれ呼び出す。また、番号Imaxの
ビット素子の左隣のビット素子の番号Imax-1をメモリか
ら呼び出し、その番号Imax-1のビット素子の出力値Ｖ
（Imax-1）をメモリV-1に記憶させ、次いで、番号Imax
のビット素子の右隣のビット素子の番号Imax+1をメモリ
から呼出し、番号Imax+1のビット素子の出力値Ｖ（I
max+1）をメモリV+1に記憶させる（S5参照）。
max、真の最大値Vmaxを、ビット番号記憶メモリ、最大
値記憶メモリからそれぞれ呼び出す。また、番号Imaxの
ビット素子の左隣のビット素子の番号Imax-1をメモリか
ら呼び出し、その番号Imax-1のビット素子の出力値Ｖ
（Imax-1）をメモリV-1に記憶させ、次いで、番号Imax
のビット素子の右隣のビット素子の番号Imax+1をメモリ
から呼出し、番号Imax+1のビット素子の出力値Ｖ（I
max+1）をメモリV+1に記憶させる（S5参照）。
次に、V-1≦V+1か否かを判断する（S6参照）。
次に、S7又はS8に移行して内挿座標Xpeakを求める処
理を行う。
理を行う。
番号Imax-1のビット素子の出力値V-1と番号Imax+1の
ビット素子の出力値Ｖ＋１とが共に等しいときには、番
号Imaxのビット素子の中央位置をピーク値として考える
ことができるが、一般には、番号Imax-1のビット素子の
出力値V-1と番号Imax+1のビット素子の出力値V+1とは等
しいとは限らず、かつ、ビット素子には幅があるので内
挿によりXpeakを求めることによりしたのである。
ビット素子の出力値Ｖ＋１とが共に等しいときには、番
号Imaxのビット素子の中央位置をピーク値として考える
ことができるが、一般には、番号Imax-1のビット素子の
出力値V-1と番号Imax+1のビット素子の出力値V+1とは等
しいとは限らず、かつ、ビット素子には幅があるので内
挿によりXpeakを求めることによりしたのである。
すなわち、不等式V-1＜V+1（またはV-1≦V+1）が成立
するときには、第５図に示すように、数学の直線の傾き
を求める方程式を用いて、直線Ａと直線Ｂとの交点とし
て、 の式を用いて求め（第９図のS8参照）、 前記不等式が成り立たない場合は、 の式を用いて求める（S7参照）。
するときには、第５図に示すように、数学の直線の傾き
を求める方程式を用いて、直線Ａと直線Ｂとの交点とし
て、 の式を用いて求め（第９図のS8参照）、 前記不等式が成り立たない場合は、 の式を用いて求める（S7参照）。
（２）第一プルキンエ像PIを含むビットを処理対象から
除去する処理 この処理は、第６図に示すように、ピーク成分１を形
成する出力値を出力する番号のビット素子を処理の対象
から除外するもので、番号Imaxのビット素子の左右の複
数個のビット素子の出力値を呼び出さないようにするこ
とにより達成される。
除去する処理 この処理は、第６図に示すように、ピーク成分１を形
成する出力値を出力する番号のビット素子を処理の対象
から除外するもので、番号Imaxのビット素子の左右の複
数個のビット素子の出力値を呼び出さないようにするこ
とにより達成される。
処理の対象から除外するビット素子の個数は視線検出
装置の光学性能と一次元ラインセンサー36のビット素子
の幅とが関係するが、光電変換分布曲線３の形状をブラ
ウン管上に映し出してその形状を見ながら決定するのが
望ましい。ここでは、式の最大値Vmaxを出力するビット
素子の番号Imaxから左に数えて４番目（Imax−４）と真
の最大値Vmaxを出力するビット素子の番号Imaxから右に
数えて４番目（Imax＋４）との間の各ビット素子を処理
対象から除外する。
装置の光学性能と一次元ラインセンサー36のビット素子
の幅とが関係するが、光電変換分布曲線３の形状をブラ
ウン管上に映し出してその形状を見ながら決定するのが
望ましい。ここでは、式の最大値Vmaxを出力するビット
素子の番号Imaxから左に数えて４番目（Imax−４）と真
の最大値Vmaxを出力するビット素子の番号Imaxから右に
数えて４番目（Imax＋４）との間の各ビット素子を処理
対象から除外する。
次に、後述する眼の虹彩の縁の検出の際に、左側処理
に用いるスレッシュホールドレベルと右側処理に用いる
スレッシュホールドレベルとを決定するため、左側の曲
線40の右端のビット素子IRと右側の曲線41の左端のビッ
ト素子ILとを求める処理を行う。
に用いるスレッシュホールドレベルと右側処理に用いる
スレッシュホールドレベルとを決定するため、左側の曲
線40の右端のビット素子IRと右側の曲線41の左端のビッ
ト素子ILとを求める処理を行う。
すなわち、右端のビット素子メモリIRにビット素子番
号Imax−５を記憶させる。次に、左端のビット素子メモ
リILにビット素子番号Imax＋５を記憶させる（第９図の
S9参照）。
号Imax−５を記憶させる。次に、左端のビット素子メモ
リILにビット素子番号Imax＋５を記憶させる（第９図の
S9参照）。
このS9の処理終了後、左側処理（S10参照）、右側処
理（S11参照）を行う。
理（S11参照）を行う。
（３）眼の虹彩の縁（瞳孔の縁37）を検出する処理 この処理はピーク成分１を出力するビット素子を除い
たビット素子の出力値を用いて行われるもので、ピーク
成分１の左側に存在する曲線40と右側に存在する曲線41
との両方に対して実行される。
たビット素子の出力値を用いて行われるもので、ピーク
成分１の左側に存在する曲線40と右側に存在する曲線41
との両方に対して実行される。
右側の曲線41に対する処理と左側の曲線40に対する処
理とはピーク成分１を境に対照的に実行されるので、こ
こでは、左側の曲線40に対する処理について詳述する。
理とはピーク成分１を境に対照的に実行されるので、こ
こでは、左側の曲線40に対する処理について詳述する。
左側の曲線40に対する処理は以下の手順で行われる。
左側の曲線40のほぼ右端に位置する番号IR（IR＝Imax
−５）のビット素子（第６図参照）の出力値Ｖ（IR）よ
りも小さいスレシホールドレベルSLを設定する。このス
レシホールドレベルSLはその右端の番号IRのビット素子
の出力値Ｖ（IR）の半分の値を用いるのが望ましい。従
って、まず、SLL＝Ｖ（IR）/2の処理を行う（第10図のS
101参照）。
−５）のビット素子（第６図参照）の出力値Ｖ（IR）よ
りも小さいスレシホールドレベルSLを設定する。このス
レシホールドレベルSLはその右端の番号IRのビット素子
の出力値Ｖ（IR）の半分の値を用いるのが望ましい。従
って、まず、SLL＝Ｖ（IR）/2の処理を行う（第10図のS
101参照）。
そして、左側の曲線40を構成する出力値のうち隣接す
る二つのビット素子に着目し、左側のビット素子の出力
値（ビット番号の小さい方のビット素子（番号Ｉで示
す）の出力値）Ｖ（Ｉ）がそのスレシホールドレベルSL
1より小さく、右側のビット素子の出力値（ビット番号
の大きい方のビット素子（番号Ｉ＋１で示す）の出力
値）Ｖ（Ｉ＋１）がスレシホールドレベルSLLより大き
いか否かの判断を行う（S102参照）。この判断は、Ｉ＝
１からIRまで繰り返される（S104参照）。そして、この
条件を満足する隣接する二つのビット素子の番号をI1、
I2（第１図参照）としてメモリに記憶させる（S103参
照）。
る二つのビット素子に着目し、左側のビット素子の出力
値（ビット番号の小さい方のビット素子（番号Ｉで示
す）の出力値）Ｖ（Ｉ）がそのスレシホールドレベルSL
1より小さく、右側のビット素子の出力値（ビット番号
の大きい方のビット素子（番号Ｉ＋１で示す）の出力
値）Ｖ（Ｉ＋１）がスレシホールドレベルSLLより大き
いか否かの判断を行う（S102参照）。この判断は、Ｉ＝
１からIRまで繰り返される（S104参照）。そして、この
条件を満足する隣接する二つのビット素子の番号をI1、
I2（第１図参照）としてメモリに記憶させる（S103参
照）。
次に、ニュートンの方法を用いて、変曲点５を交点と
して求めるために、第一の直線K1を求める処理を行う。
して求めるために、第一の直線K1を求める処理を行う。
この第一の直線K1は番号I1のビット素子から右に数え
て二つ目のビット素子（I1＋２番目のビット素子（これ
を番号I3で示す））と番号I1のビット素子から左に数え
て二つ目のビット素子（I1−２番目のビット素子（これ
を番号I4で示す））とを求めるために、メモリIUPにI1
＋２を記憶させ、メモリIL0にI1−２を記憶させ、メモ
リＤにＤ＝４を記憶させる（S104参照）。次に、直線演
算ルーチンに移行し（S105参照）、その番号I3とI4の出
力値V3、V4に基づき第一の直線K1を求める。ここでは、
直線K1の傾きAL1と切片BL1とを求めるもので、第12図に
示すように、 傾きＡは、 Ａ＝（Ｖ（IUP）−Ｖ（IL0））/D 切片Ｂは、 Ｂ＝（IUP×Ｖ（IL0）−IL0×Ｖ（IUP））/D により求められる。
て二つ目のビット素子（I1＋２番目のビット素子（これ
を番号I3で示す））と番号I1のビット素子から左に数え
て二つ目のビット素子（I1−２番目のビット素子（これ
を番号I4で示す））とを求めるために、メモリIUPにI1
＋２を記憶させ、メモリIL0にI1−２を記憶させ、メモ
リＤにＤ＝４を記憶させる（S104参照）。次に、直線演
算ルーチンに移行し（S105参照）、その番号I3とI4の出
力値V3、V4に基づき第一の直線K1を求める。ここでは、
直線K1の傾きAL1と切片BL1とを求めるもので、第12図に
示すように、 傾きＡは、 Ａ＝（Ｖ（IUP）−Ｖ（IL0））/D 切片Ｂは、 Ｂ＝（IUP×Ｖ（IL0）−IL0×Ｖ（IUP））/D により求められる。
次に、この第一の直線K1がゼロレベルと交差する位置
X1を求める。この位置X1のすぐ左側に中心があるビット
素子の番号をゼロクロス・ビット番号I5として定める。
これは、メモリIUPに−B1DIVA1の値を記憶させることに
より得られる。
X1を求める。この位置X1のすぐ左側に中心があるビット
素子の番号をゼロクロス・ビット番号I5として定める。
これは、メモリIUPに−B1DIVA1の値を記憶させることに
より得られる。
ここで、BDIVA＝SGN（B/A）＊INT（ABS（B/A）） の処理を行うことを意味し、 ABS（B/A）はＢをＡで割った値の絶対値をとることを
意味し、INTはそのB/Aの値のうち、小数点以下は切り捨
てて整数化することを意味し、SGNは正負の符号判定を
意味する、これにより、ゼロクロスビット素子が得られ
る。
意味し、INTはそのB/Aの値のうち、小数点以下は切り捨
てて整数化することを意味し、SGNは正負の符号判定を
意味する、これにより、ゼロクロスビット素子が得られ
る。
そして、そのゼロクロス・ビット番号I5より左に数え
て四つ目のビット数IUP−４（番号I6で示す）をメモリI
L0に記憶させる（S106参照）。
て四つ目のビット数IUP−４（番号I6で示す）をメモリI
L0に記憶させる（S106参照）。
次に、第12図の直線演算ルーチンに移行し（S107参
照）、番号I6のビット素子の出力値V6とそのゼロクロス
ビット番号I5のビット素子の出力値V5とに基づき第二の
直線K2を求める。ここでは、直線K2の傾きA2と切片B2を
求める。
照）、番号I6のビット素子の出力値V6とそのゼロクロス
ビット番号I5のビット素子の出力値V5とに基づき第二の
直線K2を求める。ここでは、直線K2の傾きA2と切片B2を
求める。
そして、第一の直線K1と第二の直線K2との交点X2を数
学的方法により求める。すなわち、交点X2は、 X2＝（B1−B2）／（A2−A1） として求められる（S108参照）。
学的方法により求める。すなわち、交点X2は、 X2＝（B1−B2）／（A2−A1） として求められる（S108参照）。
次に、その交点X2に最も近い位置で左側に中心がある
ビット素子IX2を求める。これは、 IX2＝X2DIV1 の演算を行うことによって求められる。その交点IX2か
ら右に数えて２つ目のビット素子（番号I7）に対応する
出力値V7とその番号I7のビット素子から右に数えて４つ
目のビット素子（番号I8、この場合はI2と一致する。）
の出力値V8とに基づき第三の直線K3を求める処理を行
う。
ビット素子IX2を求める。これは、 IX2＝X2DIV1 の演算を行うことによって求められる。その交点IX2か
ら右に数えて２つ目のビット素子（番号I7）に対応する
出力値V7とその番号I7のビット素子から右に数えて４つ
目のビット素子（番号I8、この場合はI2と一致する。）
の出力値V8とに基づき第三の直線K3を求める処理を行
う。
すなわち、メモリIL0にX2＋２を記憶させ、メモリIUP
にIL0＋４を記憶させ、使用するビット素子を指定する
（S109参照）。次に、第12図の直線演算ルーチンに移行
し、傾きA3と切片B3を求める（S110参照）。
にIL0＋４を記憶させ、使用するビット素子を指定する
（S109参照）。次に、第12図の直線演算ルーチンに移行
し、傾きA3と切片B3を求める（S110参照）。
そして、第二の直線K2と第三の直線K3とに基づき、そ
の交点Xedgeを変曲点５とみなして扱い、変曲点５を瞳
孔の縁として取り扱い、左側の曲線40と右側の曲線41と
についてそれぞれ瞳孔の縁の位置を求め、瞳孔中心を得
る。
の交点Xedgeを変曲点５とみなして扱い、変曲点５を瞳
孔の縁として取り扱い、左側の曲線40と右側の曲線41と
についてそれぞれ瞳孔の縁の位置を求め、瞳孔中心を得
る。
すなわち、第二の直線K2の傾きA2と第三の直線K3の傾
きA3とが等しいか否かを判断することにより、第二の直
線K2と第三の直線K3とを用いて交点Xedgeが求まるか否
かを判断する（S111参照）。
きA3とが等しいか否かを判断することにより、第二の直
線K2と第三の直線K3とを用いて交点Xedgeが求まるか否
かを判断する（S111参照）。
そして、A3とA2とが等しくないときは、第二の直線K2
と第三の直線K3とを用いて交点Xedgeを求める。これ
は、 Xezge＝（B3−B2）／（A2−A3） という演算を行うことによって求められる（S112参
照）。
と第三の直線K3とを用いて交点Xedgeを求める。これ
は、 Xezge＝（B3−B2）／（A2−A3） という演算を行うことによって求められる（S112参
照）。
次に、限界点TLがXedgeよりも大きいか否かを判断す
る（S113参照）。限界点TLがXedgeよりも大きいとき
は、Xedge＝TLの処理を行って、右側処理（S11参照）に
移行し、限界点TLがXedgeよりも小さいか等しいときは
そのまま右側処理（第11図のS11参照）に移行する。そ
して、右側処理では左側処理と略同様の処理を行う。
る（S113参照）。限界点TLがXedgeよりも大きいとき
は、Xedge＝TLの処理を行って、右側処理（S11参照）に
移行し、限界点TLがXedgeよりも小さいか等しいときは
そのまま右側処理（第11図のS11参照）に移行する。そ
して、右側処理では左側処理と略同様の処理を行う。
右側処理の終了後、瞳孔の中心を求めるために、左側
処理の交点Xedge（左）と右側処理の交点Xedge（右）と
の平均Xmeanを求める（S12参照）。
処理の交点Xedge（左）と右側処理の交点Xedge（右）と
の平均Xmeanを求める（S12参照）。
次に、平均Xmeanと内挿座標Xpeakとを用いて下記の演
算式により、視線方向を求めるために、Ｘ座標方向の位
置Xobjを求める（S13参照）。
算式により、視線方向を求めるために、Ｘ座標方向の位
置Xobjを求める（S13参照）。
Xobj＝2.467＊（Xmean−Xpeak） この演算式の係数は、特願昭63−143259号の視線検出
の原理に基づき得たものである。
の原理に基づき得たものである。
第二の直線K2と第三の直線K3とを用いて交点Xedgeが
求まらないとき（たとえば、瞼等を閉じて第８図に示す
ような光電変換信号分布曲線３が得られたとき）には、
第一の直線K1と第二の直線K2との交点X2を変曲点５であ
るとみなして取り扱う。すなわち、第10図のS111の処理
において、第二の直線K2の傾きA2と第三の直線K3の傾き
A3とが等しいときは、S115に移行してXedge＝X2の処理
を行ってS113に移行する。
求まらないとき（たとえば、瞼等を閉じて第８図に示す
ような光電変換信号分布曲線３が得られたとき）には、
第一の直線K1と第二の直線K2との交点X2を変曲点５であ
るとみなして取り扱う。すなわち、第10図のS111の処理
において、第二の直線K2の傾きA2と第三の直線K3の傾き
A3とが等しいときは、S115に移行してXedge＝X2の処理
を行ってS113に移行する。
このS115の処理を行って瞳孔中心が存在するものとし
て扱うと、その瞳孔中心のあるべき箇所が真の最大出力
値を出力する番号Imaxのビット素子の位置とほぼ一致す
ることになり、従って、中央の合焦ゾーン12が選択さ
れ、その合焦ゾーン12に対応するCCD15が選択駆動され
ることになる。
て扱うと、その瞳孔中心のあるべき箇所が真の最大出力
値を出力する番号Imaxのビット素子の位置とほぼ一致す
ることになり、従って、中央の合焦ゾーン12が選択さ
れ、その合焦ゾーン12に対応するCCD15が選択駆動され
ることになる。
（効果） 本発明に係わる視線検出装置によれば、ニュートンの
方法により一番目の直線に基づき得られた二番目の直線
と三番目の直線との直線近似による交点が求まらない場
合でも眼の瞳孔中心の位置を仮り決定できるという効果
を奏する。
方法により一番目の直線に基づき得られた二番目の直線
と三番目の直線との直線近似による交点が求まらない場
合でも眼の瞳孔中心の位置を仮り決定できるという効果
を奏する。
第１図は本発明に係わる視線検出装置の処理回路を用い
て変曲点をニュートンの方法により求めるための説明
図、 第２図は本発明に係わる視線検出装置の光学系の要部構
成図、 第３図は第２図に示す視線検出装置が組み込まれた一眼
レフレックスカメラのファインダー視野を示す図、 第４図は視野検出装置を用いて眼に形成される第１プル
キンエ像を説明するための説明図、 第５図は第２図に示す処理回路を用いてピーク位置を求
める処理を説明するための説明図、 第６図はピーク成分を除くための処理を説明するための
説明図、 第７図は光電変換信号分布曲線の説明図、 第８図はまぶたを閉じたときに得られる光電変換信号分
布曲線を示す図、 第９図ないし第12図は本発明に係わる視線検出装置のフ
ロー図、 である。 １……ピーク成分 ２……信号成分 ３……光電変換信号分布曲線 ５……変曲点 20……処理回路 31……瞳孔 32……瞳孔中心 36……一次元ラインセンサ（CCD） 37……瞳孔の縁 PI……第１プルキンエ像
て変曲点をニュートンの方法により求めるための説明
図、 第２図は本発明に係わる視線検出装置の光学系の要部構
成図、 第３図は第２図に示す視線検出装置が組み込まれた一眼
レフレックスカメラのファインダー視野を示す図、 第４図は視野検出装置を用いて眼に形成される第１プル
キンエ像を説明するための説明図、 第５図は第２図に示す処理回路を用いてピーク位置を求
める処理を説明するための説明図、 第６図はピーク成分を除くための処理を説明するための
説明図、 第７図は光電変換信号分布曲線の説明図、 第８図はまぶたを閉じたときに得られる光電変換信号分
布曲線を示す図、 第９図ないし第12図は本発明に係わる視線検出装置のフ
ロー図、 である。 １……ピーク成分 ２……信号成分 ３……光電変換信号分布曲線 ５……変曲点 20……処理回路 31……瞳孔 32……瞳孔中心 36……一次元ラインセンサ（CCD） 37……瞳孔の縁 PI……第１プルキンエ像
Claims (1)
- 【請求項１】第一プルキンエ像に対応するピーク成分と
眼底からの反射光束に対応する信号成分とを含む光電変
換信号分布曲線を得、該光電変換信号分布曲線を信号処
理して第一プルキンエ像の位置を検出すると共に、第一
プルキンエ像を含む信号成分を信号処理の対象から除外
して眼の瞳孔の縁の位置を検出し、該瞳孔の縁の位置に
基づき瞳孔中心を求め、前記瞳孔中心と前記第一プルキ
ンエ像との位置関係から視線の方向を検出する視線検出
装置において、 前記瞳孔の縁を求めるために前記光電変換分布曲線の左
側の変曲点と右側の変曲点とを、ニュートンの方法によ
り一番目の直線に基づき得られた二番目の直線と三番目
の直線との直線近似による交点として求める処理を行う
際に、前記三番目の直線と前記二番目の直線との直線近
似による交点として前記瞳孔の縁が求まらないときには
前記一番目の直線と前記二番目の直線との直線近似によ
る交点を変曲点であるとみなす処理を行う処理回路を有
することを特徴とする視線検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316467A JP2787491B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 視線検出装置 |
| US07/623,570 US5485404A (en) | 1989-12-07 | 1990-12-07 | Eye direction detecting method and apparatus including method and apparatus for detecting boundary of the iris |
| DE4039145A DE4039145C2 (de) | 1989-12-07 | 1990-12-07 | Verfahren zum Erfassen der Blickrichtung des menschlichen Auges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316467A JP2787491B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 視線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177827A JPH03177827A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2787491B2 true JP2787491B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=18077422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316467A Expired - Fee Related JP2787491B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 視線検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485404A (ja) |
| JP (1) | JP2787491B2 (ja) |
| DE (1) | DE4039145C2 (ja) |
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| JPH067219B2 (ja) * | 1983-08-16 | 1994-01-26 | ミノルタカメラ株式会社 | カメラの焦点検出装置 |
| US4648052A (en) * | 1983-11-14 | 1987-03-03 | Sentient Systems Technology, Inc. | Eye-tracker communication system |
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| JPH0664225B2 (ja) * | 1985-08-27 | 1994-08-22 | ミノルタカメラ株式会社 | 焦点調節装置 |
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| JPH0672972B2 (ja) * | 1986-02-17 | 1994-09-14 | ミノルタカメラ株式会社 | 焦点検出装置 |
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-
1989
- 1989-12-07 JP JP1316467A patent/JP2787491B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-12-07 US US07/623,570 patent/US5485404A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-07 DE DE4039145A patent/DE4039145C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4039145C2 (de) | 1997-03-06 |
| DE4039145A1 (de) | 1991-06-13 |
| JPH03177827A (ja) | 1991-08-01 |
| US5485404A (en) | 1996-01-16 |
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