JP2995876B2 - 視線検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は視線検出装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の視線検出装置の要部ブロッ
ク図である。

【０００３】図中９１はマイクロプロセッシングユニッ
ト（Ｍ．Ｐ．Ｕ）であり、プルキンエ第１像や瞳孔の位
置情報を用い視線演算等の各種の演算処理を行ってい
る。９２はメモリー、９３はインターフェイス回路であ
り、Ａ／Ｄ変換機能を有している。９７は投光手段であ
り、赤外発光ダイオード９７ａから放射した観察者に不
感の赤外光を投光レンズ９７ｂを介して観察者の眼球
（不図示）に入射させている。９５は発光制御回路であ
り、赤外発光ダイオード９７ａの発光を制御している。
９６は位置センサーであり、視線検出装置をカメラに適
用したときはそのカメラの縦横を検知している。

【０００４】９４は検出手段であり、イメージセンサー
９４ａ、駆動回路９４ｂそして受光レンズ９４ｃ等を有
しており、眼球からの反射光に基づくプルキンエ第１像
と瞳孔を受光レンズ９４ｃを介してイメージセンサー９
４ａ面上に結像している。

【０００５】同図における眼球の視線検出方法は例えば
特開平２−２０９１２５号公報や特開平２−２６４６３
２号公報等で提案されている。同公報では投光手段９７
からの赤外光のうち眼球からの反射光に基づくプルキン
エ第１像（角膜反射像）と複数の瞳孔輪部より算出され
る瞳孔中心の二つの位置情報を用いて視線を検出してい
る。

【０００６】即ち、投光手段からの赤外光を観察者の眼
球に正面から照明し、このとき角膜前面で反射して生ず
る赤外発光ダイオードの虚像、所謂プルキンエ第１像の
発生する位置をイメージセンサーで検出する。このとき
プルキンエ第１像の発生する位置は眼球の回転角が零の
とき（ただし眼球の光軸）瞳孔中心の位置と一致し、眼
球が回転するにつれて瞳孔中心との位置がずれてくる。

【０００７】そしてこのときのプルキンエ第１像と瞳孔
中心とのずれ（間隔）は眼球の回転角に正弦にほぼ比例
する。この為プルキンエ第１像と瞳孔中心の位置情報か
ら、その位置間隔を求め眼球の回転角、更に視軸補正な
ど演算を行い撮影者の視線を求めている。

【０００８】このときイメージセンサーで光束を受光す
る際のイメージセンサーの蓄積時間は赤外発光ダイオー
ドの発光輝度、イメージセンサーの感度、Ｓ／Ｎ比、又
通常予想される撮影での外光などの諸条件を考慮して妥
当と思われる蓄積時間を定め、このとき定められた一定
の蓄積時間を用いてイメージセンサーの蓄積を行ってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の視線検出装置に
おいてはイメージセンサーで光束を受光する際のイメー
ジセンサーの蓄積時間を前述の如く予め諸条件を考慮し
て設定し、このとき設定した一定の蓄積時間を用いて受
光していた。

【００１０】この為、例えば眼球前眼部の照度によって
は種々な問題点が生じてくる場合があった。例えば照度
が低い時は瞳孔部と虹彩部の明暗差（出力信号値の差）
が小さく瞳孔輪部の検出が困難となる。又逆に照度が非
常に高いときにはイメージセンサーが飽和してしまい、
本来明暗差のあるプルキンエ第１像と虹彩部の出力信号
の差が消失してしまいプルキンエ第１像の検出が不可能
もしくは困難になってくるという問題点があった。

【００１１】本発明はイメージセンサーで光束を受光す
る際のイメージセンサーの蓄積時間を適切に制御するこ
とによりイメージセンサーのダイナミックレンジの範囲
内でプルキンエ第１像の検出にも、又瞳孔の検出にも十
分なコントラストのある信号を得ることが出来、高精度
な視線検出を可能とした視線検出装置の提供を目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の視線検
出装置は、使用者の眼球を照明する照明手段と、複数の
センサー素子を有し、眼球からの光を電気エネルギーの
形で蓄積し、電気信号を出力する光電変換手段と、前記
電気信号に応じて前記使用者の視線に関する情報を形成
する視線情報形成手段と、前記使用者の眼球周囲の輝度
に関する情報を出力する輝度情報出力手段と、前記輝度
情報出力手段の出力に基づいて、前記光電変換手段が所
定レベルの電気信号を出力するように前記電気エネルギ
ーの蓄積時間を制御する制御手段とを有し、前記制御手
段は眼球運動の特性に基づいて、前記電気エネルギーの
蓄積時間の上限を設定することを特徴としている。

【００１３】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記電気エネルギーの蓄積時間の上限は、眼球の跳
躍運動の発生周期に基づいて設定することを特徴として
いる。

【００１４】請求項３の発明は請求項1の発明におい
て、前記電気エネルギーの蓄積時間の上限は、眼球の随
従運動の平均的な移動速度もしくはその移動速度の最高
値に基づいて設定することを特徴としている。

【００１５】請求項４の発明の視線検出装置は、使用者
の眼球を照明する照明手段と、複数のセンサー素子を有
し、眼球からの光を電気信号に変換して出力する光電変
換手段と、前記電気信号に応じて前記使用者の視線に関
する情報を形成する視線情報形成手段と、前記使用者の
眼球周囲の輝度に関する情報を出力する輝度情報出力手
段と、前記輝度情報出力手段の出力に基づいて、前記光
電変換手段が所定レベルの電気信号を出力するように前
記光電変換手段を制御する制御手段とを有し、前記制御
手段は眼球運動の特性に基づいて、制御範囲の上限を設
定することを特徴としている。

【００１６】請求項５の発明は請求項１ないし４のいず
れか１項の発明において、前記輝度情報出力手段は測光
センサーを有し、前記測光センサーにて前記使用者の眼
球周囲の輝度を検出することを特徴としている。

【００１７】

【００１８】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部ブロック図、
図２（Ａ）は本発明に係る視線検出手段を一眼レフカメ
ラに適用したときの要部概略図、図２（Ｂ）は図２
（Ａ）の一部分の要部斜視図である。

【００１９】図１において１はマイクロプロセッシング
ユニット（Ｍ．Ｐ．Ｕ）であり、プルキンエ第１像や瞳
孔の位置情報を用い視線演算等の各種の演算処理を行っ
ている。２はメモリーであり、例えば後述するイメージ
センサーの蓄積時間に関する信号を記憶している。３は
インターフェイス回路であり、Ａ／Ｄ変換機能を有して
いる。７は照明手段であり、赤外発光ダイオード７ａか
ら放射した観察者に不感の赤外光を投光レンズ７ｂを介
して観察者の眼球に入射させている。５は発光制御回路
（発光制御手段）であり、赤外発光ダイオード７ａの発
光光量を制御している。６は位置センサーであり、視線
検出装置をカメラに適用したときは、そのカメラの縦横
を検知している。

【００２０】４は眼球からの光を電気信号に変換する手
段であり、イメージセンサー４ａ、駆動回路４ｂそして
受光レンズ４ｃ等を有しており、眼球からの反射光に基
づくプルキンエ第１像と瞳孔を受光レンズ４ｃを介して
イメージセンサー４ａ面上に結像している。

【００２１】８は測光センサーであり、眼球前眼部の照
度を測光している。９は蓄積時間制御回路（制御手段）
であり、測光センサー８からの信号に基づいてイメージ
センサー４ａでプルキンエ第１像と瞳孔に基づく光束を
受光する際のイメージセンサー４ａの蓄積時間を制御し
ている。

【００２２】次に図２（Ａ），（Ｂ）を用いて本発明を
一眼レフカメラに適用したときの構成について説明す
る。

【００２３】図中２１は接眼レンズであり、その内部に
は可視光透過・赤外光反射のダイクロイックミラー２１
ａが斜設されており、光路分割器を兼ねている。４ａは
イメージセンサー、４ｃは受光レンズ、７ａ１，７ａ２
は投光手段７の一要素である光源で例えば発光ダイオー
ドから成っている。

【００２４】イメージセンサー４ａは光電素子列を２次
元的に配置した構成より成り、受光レンズ４ｃ及び接眼
レンズ２１に関して所定の位置（眼鏡を使用しない撮影
者の一般的なアイポイントの位置）にある眼の瞳孔近傍
と共役になるように配置している。８は測光センサーで
あり、接眼レンズ２１近傍に配置している。

【００２５】２９は処理装置で、視線補正演算、視線補
正データ記憶、視線演算機能の他に図１のＭ．Ｐ．Ｕ
１、蓄積時間制御回路９、発光制御回路５、メモリ−
２、インターフェイス回路３等を有している。

【００２６】２０１は撮影レンズ、２０２はクイックリ
ターン（ＱＲ）ミラー、２０３は表示素子、２０４はピ
ント板、２０５はコンデンサーレンズ、２０６はペンタ
ダハプリズム、２０７はサブミラー、２０８は多点焦点
検出装置であり、公知の方法により撮影画面内の複数の
領域を選択して焦点検出を行っている。２０９はカメラ
制御装置であり、ファインダー内表示素子駆動、焦点検
出演算及びレンズ駆動機能等を有している。

【００２７】本実施例では撮影レンズ２０１を透過した
被写体光の一部はＱＲミラー２０２によって反射してピ
ント板２０４近傍に被写体像を結像する。ピント板２０
４の拡散面で拡散した被写体光はコンデンサーレンズ２
０５、ペンタダハプリズム２０６、接眼レンズ２１を介
してアイポイントＥに導光している。

【００２８】ここで表示素子２０３は例えば偏光板を用
いない２層タイプのゲスト−ホスト型液晶素子で、ファ
インダー視野内の測距域（焦点検出位置）を表示してい
る。又、撮影レンズ２０１を透過した被写体光の一部
は、ＱＲミラー２０２を透過し、サブミラー２０７で反
射してカメラ本体底部に配置した前述の多点焦点検出装
置２０８に導光している。更に多点焦点検出装置２０８
の選択した被写体面上の位置の焦点検出情報に基づい
て、不図示の撮影レンズ駆動装置により撮影レンズ２０
１の繰り出し（もしくは繰り込み）を行い焦点調節を行
っている。

【００２９】視線検出方法の原理は前述の特開平２−２
０９１２５号公報や特開平２−２６４６３２号公報で提
案した方法と同じである。

【００３０】本実施例においては赤外発光ダイオード７
ａ１，７ａ２から放射される赤外光は図中上方から接眼
レンズ２１に入射し、ダイクロイックミラー２１ａによ
り反射されアイポイントＥ近傍に位置する観察者の眼球
２１１を照明する。又眼球２１１で反射した赤外光はダ
イクロイックミラー２１ａで反射され受光レンズ４ｃに
よって収斂しながらイメージセンサー４ａ上に像を形成
する。

【００３１】本実施例では眼球の視線をこのときのイメ
ージセンサー４ａに形成したプルキンエ第１像と瞳孔中
心の位置により求めている。即ちイメージセンサー４ａ
面上に結像したプルキンエ第１像の生じた眼球前眼部の
画像をＭ．Ｐ．Ｕ１はインターフェイス回路３を介して
読み込み、その画像信号よりプルキンエ第１像の座標及
び複数の瞳孔輪部の座標より算出される瞳孔中心の座標
を求める。そしてこの二つの量より、撮影者の眼球の回
転角とカメラに対する相対的シフト量を更にファインダ
ー系上での視線の位置を求めている。そして必要に応じ
てこの値をメモリー２に記憶している。

【００３２】このとき本実施例ではイメージセンサー４
ａの蓄積時間を適切に設定することによりイメージセン
サー４ａから演算に適した信号を得ている。

【００３３】即ち、本実施例ではイメージセンサーの蓄
積時間を眼球前眼部付近の明るさを測光センサーで測光
し、該測光センサーからの信号に基づいて変化させてい
る。又、本実施例においては蓄積時間制御回路により測
光センサーからの信号出力に応じて蓄積時間を変化させ
るとともに予めメモリー２に記憶した眼球の運動特性に
より後述する方法で求めた蓄積時間の上限値を制限する
ことにより、どのような場合においても演算に適した信
号出力を得て、これより眼球の視線を高精度に検出して
いる。

【００３４】図３に本実施例の動作のフローチャートを
示す。同図において視線モードスイッチ（不図示）が押
されるなどして視線検出要求が生じるとＭ．Ｐ．Ｕの制
御は視線検出のルーチンに入る。視線検出のルーチンに
入るとＭ．Ｐ．Ｕは後述の方法により設定される赤外発
光ダイオードからの発光光量とイメージセンサーの蓄積
時間によって赤外発光ダイオードを発光し蓄積動作を開
始する。

【００３５】そして蓄積動作終了後イメージセンサーの
出力を読み込み、プルキンエ第１像と瞳孔を求め、更に
撮影者の視線位置を求め、必要に応じてその値をメモリ
ーに記憶する。そしてレリーズの要求があったならばレ
リーズのルーチンへ移行する。

【００３６】本実施例では眼球の運動特性から蓄積時間
の上限値を次の２つの方法により定めてメモリー２に記
憶している。

【００３７】まず第１の方法は跳躍的運動の発生周期に
より定めている。跳躍的運動は移動時間が１／２０〜１
／１００秒、最高速度が３００度／秒、発生周期が０．
２秒以上であり、また運動発生の０．０５秒前から運動
終了時までの移動状態では視機能が極端に低下する（サ
ッケード抑制）といった特徴をもっている。

【００３８】一般に蓄積時間をあまり長くすると跳躍的
運動の直後の蓄積時間内に跳躍的運動が起き、前者の跳
躍運動後の視線の位置を検出することができず、視線の
軌跡を追えなくなってしまう。

【００３９】又、跳躍的運動中の視線位置は前述のサッ
ケード抑制現象により、無意味なものとなっているの
で、これを求めるために蓄積時間を短くすることはな
い。この為、本実施例では蓄積時間を例えば０．１秒以
下と制限している。

【００４０】第２の方法としては随従運動の移動速度に
より定めている。随従運動は移動物体をゆっくりと追跡
する際に生ずる低速平滑な眼球運動で３０〜３５度／秒
以下の移動対称に対して生ずるもので安定して注視を続
けるために生ずるものである。跳躍的運動も含んでいる
が、あるテレビ画像を見た際の移動速度の生起率の分布
を例として図４に示す。

【００４１】以上より本実施例では平均的な状態におけ
る随従運動の最高速を３０度／秒と推定している。

【００４２】この方法においては随従運動において生じ
る眼球前眼部の像の変化量がイメージセンサー面上にお
いて、その画素のピッチ以内になるようにイメージセン
サーの蓄積時間を定めている。眼球の回転中心から角膜
前面までの距離をＲ、眼球の回転速度をω［ｒａｄ／
秒］、検出手段のレンズ系の結像倍率をβ、イメージセ
ンサーの画素ピッチをＰ、蓄積時間をＴとし、もっとも
簡単な近似式を用いると Ｐ≧β・Ｒ・ωＴ ‥‥‥（１） なる式が成立すればイメージセンサー面上の像の変化量
が画素ピッチ以内となる。上式より

【数１】 なる関係式を得る。

【００４３】例えばイメージセンサーの画素ピッチを３
０μｍ、検出手段の結像倍率を０．２とし、一般的な眼
球の定数Ｒ＝１３．５（ｍｍ）、ω＝π／６［ｒａｄ／
ｓｅｃ］を代入すると Ｔ≦０．０２１３ ［ｓｅｃ］ となる。これより蓄積時間は２０ｍｓｅｃ以下としてい
る。

【００４４】本実施例において第１の方法を選ぶか第２
の方法を選ぶかは視線のどのような情報を用いて何を制
御の対称にするのかによって決定している。

【００４５】本実施例では視線の軌跡情報を用いて制御
を行なう場合は第１の方法を選んでいる。例えば視線の
分布の範囲を知り、その範囲をカバーする検出手段のレ
ンズ系の焦点距離を自動的に選択する制御（オートズー
ミング制御）や、被写体の動きに合わせて測距視野を移
動させる（自動追尾ＡＦ）制御などの場合がある。

【００４６】逆にある程度正確な視線位置情報を用いて
静止している被写体に対してＡＦ点（オートフォーカス
点）、ＡＥ点（測光点）などを定める場合や、視線によ
り撮影者の意志を入力させようとする場合には第２の方
法を選んでいる。

【００４７】尚、イメージセンサーの画素ピッチ、レン
ズ系の結像倍率によっては第２の方法によって定められ
る。又本実施例においては蓄積時間の上限値を方が第１
の方法で定めた蓄積時間の上限値よりも長くなる場合も
ある。

【００４８】図５は図１の蓄積時間制御回路９の回路説
明図、図６は図５の蓄積時間制御回路９のタイミングチ
ャートである。

【００４９】同図において１００はＯＲ回路、１０１，
１０３はカウンター、１０２，１０４はＡＮＤ回路、１
０５はプリセット機能を有するＮ進カウンター、１０６
はインバーター、１０７はカウンター１０５への入力を
安定させるための抵抗、１０８はＡ／Ｄ変換器、１０９
はＡ／Ｄ変換の最小電圧を与えるための分圧抵抗であ
る。

【００５０】カメラのメインスイッチがオンになり、基
準クロックが与えられるとＯＲ回路１００の入力の一端
は”Ｌｏｗ”であるので、ＯＲ回路１００の出力よりカ
ウンター１０１に基準クロックが入力する。基準クロッ
クが（２^a ＋２^b ）個入力するとＡＮＤ回路１０２の出
力、即ち蓄積信号が”Ｈｉｇｈ”となる。と同時にＯＲ
回路１００の入力の一端も”Ｈｉｇｈ”となり、ＯＲ回
路１００の出力が”Ｈｉｇｈ”に固定し基準クロックの
供給が停止し、蓄積信号は”Ｈｉｇｈ”をカウンター１
０１のリセット端子にリセット電圧が与えられるまで維
持する。

【００５１】又、基準クロックはカウンター１０３にも
与えられ、この数が（２^c ＋２^d ）個になるとＡＮＤ回
路１０４の出力が”Ｈｉｇｈ”となり、カウンター１０
３のリセット端子にリセット電圧が与えられＡＮＤ回路
１０４の出力も”Ｌｏｗ”となる。

【００５２】カウンター１０３には常に基準クロックが
与えられているのでＡＮＤ回路１０４の出力端子には短
い幅のパルスが例えば（２^c ＋２^d ）個のパルスがカウ
ンター１０３に与えられる毎に出力されることになる。
そしてこの短い幅のパルスはプリセット機能を有するＮ
進カウンター１０５に入力する。

【００５３】Ｎ進カウンター１０５においてはこの短い
幅のパルスが（Ｎ−Ｍ＋１）個入力するとＣＡＲＲＹ端
子に出力が”Ｈｉｇｈ”から”Ｌｏｗ”に反転する。た
だしＭはプリセット端子（図５のＪ₁ 〜Ｊ₄ ）にセット
された値である。ＣＡＲＲＹ端子の出力が反転するとイ
ンバーター１０６を介してカウンター１０１のリセット
端子にリセット電圧が与えられ、ＡＮＤ回路１０２の出
力、即ち蓄積信号が”Ｌｏｗ”となる。と同時にＯＲ回
路１００の入力の一端も”Ｌｏｗ”となるので再びカウ
ンター１０１に基準クロックが供給される。以下は上記
動作が繰返し行なわれる。

【００５４】以上説明してきたように蓄積信号は基準ク
ロックが（２^a ＋２^b ）個入力すると”Ｈｉｇｈ”とな
り、（２^c ＋２^d ）×（Ｎ−Ｍ＋１）個入力すると”Ｌ
ｏｗ”となる。即ち蓄積時間Ｔは Ｔ＝｛（２^c ＋２^d ）（Ｎ−Ｍ＋１）−（２^a ＋２^b ）｝／ｆ_CK （３） ｆ_CK：基準クロックの周波数 となる。

【００５５】本実施例ではａ，ｂ，ｃ，ｄ，Ｎ，Ｍ，ｆ
_CKを任意に組み合わせて蓄積時間を可変にしている。

【００５６】次いで測光せンサー８の出力（即ち眼球前
眼部付近の明るさ）に応じて蓄積時間を変化させること
について述べる。

【００５７】測光センサー８からの出力はアンプ１１０
を介してＡ／Ｄ変換器１０８に与えられる。そしてその
Ａ／Ｄ変換された各出力端子がＮ進カウンター１０５の
プリセット端子に接続されている。よって測光センサー
８からの出力が大きければ、即ち眼球前眼部付近が明る
ければ明るいほど、Ａ／Ｄ変換器１０８のデジタル出力
が大きくなり、Ｎ進カウンター１０５のプリセットされ
る値Ｍも大きくなり、（３）式で示される蓄積時間も短
くなる。

【００５８】一方、Ａ／Ｄ変換の零レベルＶ_L と、最大
値のレベルＶ_H は各々分圧抵抗１０９と定電圧Ｖ_H によ
って与えられている。分圧抵抗１０９によって与えられ
る電圧Ｖ_L 以下にＡ／Ｄ変換器１０８の入力電圧がなる
場合はＮ進カウンター１０５のプリセット端子が全て”
Ｌｏｗ”（即ちＭ＝０）にセットされる。

【００５９】（３）式より明らかなようにＭ＝０のとき
に蓄積時間の最大値が与えられるので（３）式に示す
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，Ｎ，ｆ_CKを定め蓄積時間の最大値を決
め、零レベル電圧Ｖ_L を与えて、それに対応する測光セ
ンサー出力を定めている。以上のようにして眼球前眼部
付近の明るさがある明るさ以下のときに最長蓄積時間が
設定され、それから明るくになるにしたがって蓄積時間
も短くなっていくようにしている。

【００６０】以上の説明においてはＡＮＤ回路としては
２入力のものを、又プリセット機能を有するＮ進カウン
ターとしては１６進（４ビット）のものを図５に示した
が実際の回路においてはこの限りではない。例えばＡＮ
Ｄ回路１０２をそれぞれｌ₁入力、ｌ₂ 入力とすれば蓄
積時間Ｔは

【数２】 となる。

【００６１】又、測光センサー８としてカメラの露出制
御用の測光センサーを用いることも可能である。この場
合、撮影者のいる場所と被写体のある場所の違いにより
その出力に若干の差を生じるが一般にこの差は許容範囲
内のものであり問題はない。図７は本発明の実施例２の
フローチャート、図８は本発明の実施例２の要部ブロッ
ク図である。

【００６２】本実施例においてはＭ．Ｐ．Ｕ１が測光セ
ンサー８からの出力に基づいて蓄積時間を演算し、設定
している点に特徴がある。

【００６３】まずＭ．Ｐ．Ｕ１はインターフェイス回路
３を介して測光センサー８からの出力を読み込む。そし
てその値より蓄積時間を算出する。この演算の際に上限
値を設けるようにしている。即ちプリセット機能を有す
るＮ進カウンター１０５にセットする数値ＭをＭ＝（Ｖ
−Ｖ_L ）／（Ｖ_H −Ｖ_L ）＊Ｎとすることにより行なっ
ている。このときＭが負となった場合はＭ＝０となるよ
うに、又Ｍの最大値はＮとなるようにしている。ここで
Ｖは測光センサー８からの出力電圧、Ｖ_H ，Ｖ_L は蓄積
時間を設定するために定められる任意の定数である。図
８に示す回路においても蓄積時間Ｔは Ｔ＝｛（２^c ＋２^d ）（Ｎ−Ｍ＋１）−（２^a ＋２^b ）｝／ｆ_CK （３） と表わされる。そして前述したようにしてＭを求めてい
る。

【００６４】次いでＭ．Ｐ．Ｕ１はインターフェイス回
路３を介して、この値ＭをＮ進カウンター１０５のプリ
セット端子（Ｊ₁ 〜Ｊ₄ ）にセットする。その後、カメ
ラより視線検出の要求があれば、視線検出のルーチンに
入る。そしてイメージセンサーの出力を読み込み、その
画像よりプルキンエ像と瞳孔輪部の位置を求め、さらに
視線を算出する。

【００６５】本実施例においても実施例１と同様にＡＮ
Ｄ回路として２入力以外のものを用いても良い。又Ｎ進
カウンター１０５も任意のものを用いてもよい。又測光
センサー８をカメラの露出制御用のものと兼用して用い
てもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
使用者の眼球を照明する照明手段と、複数のセンサー素
子を有し、眼球からの光を電気エネルギーの形で蓄積
し、電気信号を出力する光電変換手段と、前記電気信号
に応じて前記使用者の視線に関する情報を形成する視線
情報形成手段と、前記使用者の眼球周囲の輝度に関する
情報を出力する輝度情報出力手段と、前記輝度情報出力
手段の出力に基づいて、前記光電変換手段が所定レベル
の電気信号を出力するように前記電気エネルギーの蓄積
時間を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は眼球
運動の特性に基づいて、前記電気エネルギーの蓄積時間
の上限を設定することによって、どのような場合でも良
好な眼球画像を得ることができるとともに、眼球運動の
特性が原因となって生じる誤検出を低減させることがで
き、高精度の視線検出が可能となる。

【００６７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記電気エネルギーの蓄積時間の上限は、眼球の跳
躍運動の発生周期に基づいて設定することにより、眼球
の跳躍運動が原因となって生じる誤検出を低減させるこ
とができ、さらに高精度な視線検出を可能とした視線検
出装置の提供ができる。

【００６８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記電気エネルギーの蓄積時間の上限は、眼球の随
従運動の平均的な移動速度もしくはその移動速度の最高
値に基づいて設定することを特徴として、使用者の意思
を反映させた、さらに高精度な視線検出を可能とした視
線検出装置の提供ができる。

【００６９】請求項４の発明は、使用者の眼球を照明す
る照明手段と、複数のセンサー素子を有し、眼球からの
光を電気信号に変換して出力する光電変換手段と、前記
電気信号に応じて前記使用者の視線に関する情報を形成
する視線情報形成手段と、前記使用者の眼球周囲の輝度
に関する情報を出力する輝度情報出力手段と、前記輝度
情報出力手段の出力に基づいて、前記光電変換手段が所
定レベルの電気信号を出力するように前記光電変換手段
を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は眼球運動
の特性に基づいて、制御範囲の上限を設定することによ
って、どのような場合でも良好な眼球画像を得ることが
でき、高精度の視線検出が可能となる。

【００７０】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、前記輝度情報出力手段は測光センサーを有し、前記
測光センサーにて前記使用者の眼球周囲の輝度を検出す
ることにより、正確な輝度情報を出力することができ
る。

【００７１】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部ブロック図。

【図２】 （Ａ）は本発明を一眼レフカメラに適用した
ときの要部概略図、（Ｂ）は図２（Ａ）の一部分の要部
斜視図。

【図３】 本発明の実施例１のフローチャート。

【図４】 眼球運動の移動速度を示す説明図。

【図５】 本発明の実施例１の蓄積時間制御回路の説明
図。

【図６】 図５の蓄積時間制御回路のタイミングチャー
ト。

【図７】 本発明の実施例２のフローチャート。

【図８】 本発明の実施例２の要部ブロック図。

【図９】 従来の視線検出装置の要部概略図。

【符号の説明】

１ マイクロプロセッシングユニット（Ｍ．Ｐ．Ｕ） ２ メモリ− ３ インターフェイス回路 ４ 検出手段 ４ａ イメージセンサー ４ｂ 駆動回路 ４ｃ 受光レンズ ５ 発光制御回路 ７ 投光手段 ７ａ 赤外発光ダイオード ７ｂ 投光レンズ ８ 測光センサー ９ 蓄積時間制御回路 ２９ 処理回路 ２１１ 眼球

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−65836（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−218271（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 3/00 - 3/16

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の眼球を照明する照明手段と、 複数のセンサー素子を有し、眼球からの光を電気エネル
   ギーの形で蓄積し、電気信号を出力する光電変換手段
   と、 前記電気信号に応じて前記使用者の視線に関する情報を
   形成する視線情報形成手段と、 前記使用者の眼球周囲の輝度に関する情報を出力する輝
   度情報出力手段と、前記輝度情報出力手段の出力に基づいて、前記光電変換
   手段が所定レベルの電気信号を出力するように 前記電気
   エネルギーの蓄積時間を制御する制御手段とを有し、前
   記制御手段は眼球運動の特性に基づいて、前記電気エネ
   ルギーの蓄積時間の上限を設定することを特徴とする視
   線検出装置。
2. 【請求項２】 前記電気エネルギーの蓄積時間の上限
   は、眼球の跳躍運動の発生周期に基づいて設定すること
   を特徴とする請求項１に記載の視線検出装置。
3. 【請求項３】 前記電気エネルギーの蓄積時間の上限
   は、眼球の随従運動の平均的な移動速度もしくはその移
   動速度の最高値に基づいて設定することを特徴とする請
   求項１に記載の視線検出装置。
4. 【請求項４】 使用者の眼球を照明する照明手段と、 複数のセンサー素子を有し、眼球からの光を電気信号に
   変換して出力する光電変換手段と、 前記電気信号に応じて前記使用者の視線に関する情報を
   形成する視線情報形成手段と、 前記使用者の眼球周囲の輝度に関する情報を出力する輝
   度情報出力手段と、 前記輝度情報出力手段の出力に基づいて、前記光電変換
   手段が所定レベルの電気信号を出力するように前記光電
   変換手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は
   眼球運動の特性に基づいて、制御範囲の上限を設定する
   ことを特徴とする視線検出装置。
5. 【請求項５】 前記輝度情報出力手段は測光センサーを
   有し、前記測光センサーにて前記使用者の眼球周囲の輝
   度を検出することを特徴とする請求項１ないし４の何れ
   かに記載の視線検出装置。