JP3038375B1 - Line-of-sight direction detection method and its detection device - Google Patents

Line-of-sight direction detection method and its detection device

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JP3038375B1
JP3038375B1 JP10326203A JP32620398A JP3038375B1 JP 3038375 B1 JP3038375 B1 JP 3038375B1 JP 10326203 A JP10326203 A JP 10326203A JP 32620398 A JP32620398 A JP 32620398A JP 3038375 B1 JP3038375 B1 JP 3038375B1
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infrared
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gaze direction
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宏 下田
榮和 吉川
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京都大学長
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Abstract

【要約】 【課題】 強膜部反射法を用いて視線方向を測定する際
に生じる頭部装着ユニットのずれを補正して正確な視線
方向を検出するための、新たな視線方向検出装置及び視
線方向検出方法を提供する。 【解決手段】 頭部装着ユニットの中心から右側に赤外
線LED1、並びに赤外線フォトトランジスタ3及び4
を設けるとともに、頭部装着ユニットの中心から左側に
赤外線LED2、並びに赤外線フォトトランジスタ5及
び6を設け、強膜部反射法によって視線方向を検出する
際に、頭部装着ユニットの上側及び下側に追加の赤外線
LED9及び赤外線フォトトランジスタ10を設け、眼
球の上瞼11と角膜部7との反射率差に起因した、前記
赤外線LED9から発射された赤外線に対する反射赤外
線の強弱を、赤外線フォトトランジスタで受光・測定し
て頭部装着ユニットのずれを検出する。
Kind Code: A1 A new gaze direction detection device and gaze direction for correcting a displacement of a head-mounted unit caused when measuring a gaze direction using a scleral reflection method and detecting an accurate gaze direction. A direction detection method is provided. SOLUTION: An infrared LED 1 and infrared phototransistors 3 and 4 are located on the right side of the center of the head mounted unit.
Are provided, and an infrared LED 2 and infrared phototransistors 5 and 6 are provided on the left side from the center of the head-mounted unit. An additional infrared LED 9 and an infrared phototransistor 10 are provided, and the infrared phototransistor receives the intensity of the reflected infrared light from the infrared LED 9 caused by the difference in reflectance between the upper eyelid 11 and the cornea 7 of the eyeball.・ Measure to detect the displacement of the head mounted unit.

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、視線方向検出装置
及びその検出方法に関し、さらに詳しくは、身体装着型
コンピュータにおける頭部装着型インターフェースデバ
イスなどに好適に使用することのできる、視線方向検出
装置及びその検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gaze direction detecting device and a detection method thereof, and more particularly, to a gaze direction detecting device which can be suitably used for a head-mounted interface device in a body-mounted computer. And its detection method.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在のコンピュータの進化に伴って、パ
ソコンはますます小型化され高性能になってきている。
特に、近年、両手を用いて作業を行っている者が適切な
情報を簡単に入力し、取得できるシステムとして身体装
着型コンピュータが研究・開発されている。本発明者ら
は、特に作業の邪魔にならない身体装着型コンピュータ
を開発すべく、頭部装着型インターフェースデバイスの
研究・開発を行っている。このインターフェースは、視
線で機器の操作を行うなどの観点から視線方向検出装置
を具えている必要がある。視線を検出する方法として
は、装置の簡便性や視線検出精度の観点から強膜部反射
法がよく用いられている。
2. Description of the Related Art With the current evolution of computers, personal computers are becoming smaller and more sophisticated.
In particular, in recent years, a body-worn computer has been researched and developed as a system that enables a person who is working with both hands to easily input and acquire appropriate information. The present inventors have been researching and developing a head-mounted interface device in order to develop a body-mounted computer that does not particularly hinder work. This interface needs to include a gaze direction detecting device from the viewpoint of operating the device with the gaze. As a method of detecting the line of sight, the sclera reflection method is often used from the viewpoint of the simplicity of the apparatus and the line of sight detection accuracy.

【0003】この強膜部反射法は、頭部装着ユニットの
中心から左右の側に、それぞれ赤外線LEDなどの発光
素子、赤外線フォトトランジスタなどの受光素子を設
け、前記発光素子から発射された光を眼球に照射し、こ
の眼球からの反射光を前記受光素子で受光し、前記眼球
の強膜部と角膜部との反射率差に起因した前記反射光の
強弱を測定して視線方向を検出する方法である。
In the sclera reflection method, a light emitting element such as an infrared LED and a light receiving element such as an infrared phototransistor are provided on the left and right sides from the center of the head mounted unit, respectively, and light emitted from the light emitting element is provided. Irradiate the eyeball, receive the reflected light from the eyeball with the light receiving element, measure the intensity of the reflected light due to the reflectance difference between the sclera and cornea of the eyeball and detect the gaze direction Is the way.

【0004】図1は、強膜部反射法を用いた視線方向検
出方法の一例を説明するための図である。図1に示す視
線方向検出方法では、頭部装着ユニットの中心から左側
において、赤外線LED1、並びに赤外線フォトトラン
ジスタ3及び4を設け、頭部装着ユニットの中心から右
側において、赤外線LED2、並びに赤外線フォトトラ
ンジスタ5及び6を設けた視線方向検出装置を用いてい
る。
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a gaze direction detecting method using the sclera reflection method. In the gaze direction detection method shown in FIG. 1, an infrared LED 1 and infrared phototransistors 3 and 4 are provided on the left side from the center of the head mounted unit, and an infrared LED 2 and an infrared photo transistor are provided on the right side from the center of the head mounted unit. A gaze direction detecting device provided with 5 and 6 is used.

【0005】例えば、図1に示すように、視線が右方向
を向いているとすると、頭部装着ユニットの左側に設け
られた赤外線LED1から照射された赤外線が反射率の
高い強膜部(白目)8ではなく、反射率の低い角膜部
(黒目)7で反射するようになり、同じく頭部装着ユニ
ットの左側に設けられた赤外線フォトトランジスタ3及
び4で受光する反射赤外線の量が減少する。一方、頭部
装着ユニットの右側に設けられた赤外線LED2から照
射された赤外線は、反射率の高い強膜部8で反射される
割合が多くなるため、同じく頭部装着ユニットの右側に
設けられた赤外線フォトトランジスタ5及び6で受光す
る反射赤外線の量が増加する。
For example, as shown in FIG. 1, assuming that the line of sight is to the right, infrared rays emitted from an infrared LED 1 provided on the left side of the head-mounted unit emit sclera (white eyes) having a high reflectance. 8) instead of the corneal portion (black eye) 7 having a low reflectance, and the amount of reflected infrared rays received by the infrared phototransistors 3 and 4 also provided on the left side of the head mounted unit is reduced. On the other hand, the infrared rays emitted from the infrared LED 2 provided on the right side of the head-mounted unit are also provided on the right side of the head-mounted unit because the ratio of the infrared rays reflected by the sclera section 8 having high reflectance is increased. The amount of reflected infrared rays received by the infrared phototransistors 5 and 6 increases.

【0006】同様に、視線が上方向を向いているとする
と、赤外線フォトトランジスタ3及び5で受光される反
射赤外線の量が減少し、赤外線フォトトランジスタ4及
び6で受光する反射赤外線の量が増加する。したがっ
て、各赤外線フォトトランジスタで受光される反射赤外
線の量を測定することによって、視線がどの方向を向い
ているかを検出することができる。
Similarly, if the line of sight is directed upward, the amount of reflected infrared light received by the infrared phototransistors 3 and 5 decreases, and the amount of reflected infrared light received by the infrared phototransistors 4 and 6 increases. I do. Therefore, by measuring the amount of reflected infrared light received by each infrared phototransistor, it is possible to detect which direction the line of sight is facing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような強膜部反射法による視線方向の検出は、赤外線L
EDなどの発光素子、及び赤外線フォトトランジスタな
どの受光素子を設けた頭部装着ユニットを使用する必要
があり、さらに頭部装着ユニットとして実際に使用する
のは眼鏡やゴーグルであるため、使用中において頭部装
着ユニットが当初の位置から上下方向にずれてしまう場
合があった。このように頭部装着ユニットが当初の位置
からずれてしまうと、反射赤外線量が変化してしまうた
め、正確な視線方向を検出することができない。さら
に、頭部装着ユニットがずれたこと自体が分からないた
め、誤った視線方向を測定し続けることになるという問
題があった。
However, detection of the direction of the line of sight by the sclera reflection method as described above uses infrared rays L.
It is necessary to use a head-mounted unit provided with a light-emitting element such as an ED and a light-receiving element such as an infrared phototransistor, and since it is actually glasses or goggles that are actually used as a head-mounted unit, There was a case where the head-mounted unit was vertically displaced from the initial position. If the head-mounted unit is displaced from the initial position in this way, the amount of reflected infrared rays changes, so that an accurate gaze direction cannot be detected. Furthermore, since it is not known that the head-mounted unit has deviated, there is a problem in that an incorrect gaze direction is continuously measured.

【0008】本発明は、強膜部反射法を用いて視線方向
を測定する際に生じる頭部装着ユニットのずれを補正し
て正確な視線方向を検出するための、新たな視線方向検
出装置及び視線方向検出方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a new gaze direction detecting device for correcting a displacement of a head-mounted unit that occurs when measuring a gaze direction using a scleral reflection method and detecting an accurate gaze direction. It is an object to provide a gaze direction detection method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の視線方向検出方
法は、頭部装着ユニットに発光素子と受光素子とを設
け、前記発光素子から発射された光を眼球に照射すると
ともに、前記眼球からの反射光を前記受光素子で受光
し、前記眼球の強膜部と角膜部との反射率差に起因した
前記反射光の強弱を測定することにより視線方向を検出
する視線方向検出方法であって、追加の発光素子及び受
光素子を、前記頭部装着ユニットの中心から上下の側の
それぞれに分離して設け、前記追加の発光素子から前記
眼球の上瞼及び角膜部に発射された光に対する反射光の
強弱を、前記追加の受光素子で受光することによって、
前記頭部装着ユニットのずれを検出するようにしたこと
を特徴とする。
According to a gaze direction detecting method of the present invention, a light emitting element and a light receiving element are provided in a head mounted unit, and light emitted from the light emitting element is radiated to an eyeball. A gaze direction detecting method for detecting the gaze direction by measuring the intensity of the reflected light caused by a difference in reflectance between the sclera and the cornea of the eyeball by receiving the reflected light of the light receiving element. An additional light-emitting element and a light-receiving element are separately provided on the upper and lower sides from the center of the head-mounted unit, and the light emitted from the additional light-emitting element to the upper eyelid and the cornea of the eyeball is reflected. By receiving the intensity of light with the additional light receiving element,
It is characterized in that the displacement of the head mounted unit is detected.

【0010】また、本発明の視線方向検出装置は、頭部
装着ユニットに発光素子と受光素子とを設け、前記発光
素子から発射された光を眼球に照射するとともに、前記
眼球からの反射光を前記受光素子で受光し、前記眼球の
強膜部と角膜部との反射率差に起因した前記反射光の強
弱を測定して視線方向を検出するようにした視線検出装
置であって、前記頭部装着ユニットのずれを検出するた
めの追加の発光素子及び受光素子を、前記頭部装着ユニ
ットの中心から上下の側のそれぞれにおいて分離して設
けるとともに、前記視線方向を検出するための前記受光
素子を、前記視線の左右及び上下方向を検出するよう
に、前記頭部装着ユニットの中心から左右の側のそれぞ
れにおいて複数設けたことを特徴とする。
Further, the gaze direction detecting device of the present invention provides a head mounted unit having a light emitting element and a light receiving element, irradiating the light emitted from the light emitting element to the eyeball, and reflecting the light reflected from the eyeball. A gaze detection device that receives light with the light receiving element, measures the intensity of the reflected light caused by a reflectance difference between the sclera and the cornea of the eyeball, and detects the gaze direction, wherein the head Additional light-emitting elements and light-receiving elements for detecting a displacement of the head-mounted unit are provided separately on the upper and lower sides from the center of the head-mounted unit, and the light-receiving elements for detecting the line-of-sight direction Are provided on each of the left and right sides from the center of the head-mounted unit so as to detect the horizontal and vertical directions of the line of sight.

【0011】本発明の視線方向検出方法及び視線方向検
出装置によれば、視線方向を検出するための発光素子及
び受光素子とは別に、追加の発光素子及び受光素子を頭
部装着ユニットの中心から上下の側のそれぞれにおいて
分離して設けているので、例えば、頭部装着ユニットが
正確な位置にあるときの、前記追加の発光素子から発射
された光を眼球の上瞼に照射した際の反射光の強度と、
頭部装着ユニットが下方にずれた際の眼球の角膜部に照
射した際の反射光の強度とを測定して比較することによ
り、頭部装着ユニットの上下方向のずれを検出すること
ができる。したがって、頭部装着ユニットのずれを補正
して安定に視線方向を検出することができる。
According to the gaze direction detecting method and the gaze direction detection device of the present invention, apart from the light emitting element and the light receiving element for detecting the gaze direction, an additional light emitting element and a light receiving element are arranged from the center of the head mounted unit. Since it is provided separately on each of the upper and lower sides, for example, when the head-mounted unit is at the correct position, reflection when irradiating the upper eyelid with light emitted from the additional light emitting element Light intensity,
The vertical displacement of the head mounted unit can be detected by measuring and comparing the intensity of the reflected light when irradiating the cornea of the eyeball when the head mounted unit is displaced downward. Therefore, it is possible to stably detect the line of sight by correcting the displacement of the head mounted unit.

【0012】また、本発明の視線方向検出装置によれ
ば、頭部装着ユニットの中心から左右の側のそれぞれに
複数の受光素子を設けているので、以下の「発明の実施
の形態」で述べるように、視線の上下方向のみならず、
視線の左右方向をも検出することができる。
Further, according to the gaze direction detecting device of the present invention, since a plurality of light receiving elements are provided on each of the left and right sides from the center of the head mounted unit, they will be described in the following "embodiments of the invention". So, not only in the vertical direction of the line of sight,
The left and right directions of the line of sight can also be detected.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に則して詳細に説明する。図2は、本発明の視線方向検
出方法の一例を説明するための概念図である。また、図
3は、本発明の視線方向検出方法及びその検出装置のお
けるブロック構成の一例を示す図である。図2に示す本
発明の視線方向検出方法は、上記「従来の技術」で述べ
た視線方向検出方法の場合と同様に、頭部装着ユニット
の左側において赤外線LED1、並びに赤外線フォトト
ランジスタ3及び4を設けるとともに、頭部装着ユニッ
トの右側において赤外線LED2、並びに赤外線フォト
トランジスタ5及び6を設けた視線方向検出装置を用
い、この視線方向検出装置に設けられた前記赤外線LE
D及び赤外線フォトトランジスタからなる発光素子及び
受光素子を用いることによって、視線方向を検出するよ
うにしている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments of the present invention. FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of the gaze direction detection method according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a block configuration of the gaze direction detection method and the detection device according to the present invention. The gaze direction detection method of the present invention shown in FIG. 2 includes the infrared LED 1 and the infrared phototransistors 3 and 4 on the left side of the head-mounted unit, as in the case of the gaze direction detection method described in the above “Conventional Technology”. A line-of-sight direction detecting device provided with an infrared LED 2 and infrared phototransistors 5 and 6 on the right side of the head-mounted unit is provided.
The gaze direction is detected by using a light emitting element and a light receiving element including D and infrared phototransistors.

【0014】さらに、この視線方向検出装置の頭部装着
ユニットの上側に追加の発光素子である赤外線LED9
を設けるとともに、頭部装着ユニットの下側に追加の受
光素子である赤外線フォトトランジスタ10を設け、こ
れらの発光素子及び受光素子を対として用いることによ
って、頭部装着ユニットの上下方向のずれを検出するよ
うにしている。以下、図2及び3にしたがって本発明の
視線方向検出方法について具体的に説明する。
Further, an infrared LED 9 as an additional light emitting element is provided above the head mounted unit of the gaze direction detecting device.
And an infrared phototransistor 10, which is an additional light receiving element, is provided below the head mounted unit, and the light emitting element and the light receiving element are used as a pair to detect a vertical displacement of the head mounted unit. I am trying to do it. Hereinafter, the gaze direction detecting method of the present invention will be specifically described with reference to FIGS.

【0015】赤外線LED1及び赤外線LED2は赤外
線LEDコントローラ11に接続されており、この赤外
線LEDコントローラからの信号を受けて所定のパワー
の赤外線が眼球に照射されるようになっている。赤外線
LED1及び2から発射された赤外線は、眼球に照射さ
れるとその一部が反射されて反射光となる。この反射光
の強弱は眼球の照射部分における反射率によって異なる
が、上述したように、強膜部の反射率は角膜部の反射率
よりも大きいため、この反射光の強弱を赤外線フォトト
ランジスタ3〜6で検出・測定することによって、視線
方向を検出する。
The infrared LED 1 and the infrared LED 2 are connected to an infrared LED controller 11, and receive a signal from the infrared LED controller to irradiate the eyeball with infrared light having a predetermined power. When the infrared rays emitted from the infrared LEDs 1 and 2 irradiate the eyeball, a part of the infrared ray is reflected and becomes reflected light. Although the intensity of the reflected light varies depending on the reflectance of the illuminated portion of the eyeball, as described above, the reflectance of the sclera is greater than the reflectance of the cornea. The line-of-sight direction is detected by detecting and measuring in step 6.

【0016】例えば、図3に示すように視線が右方向を
向いているとすると、「従来の技術」で述べたように、
赤外線LED1から照射された赤外線が、反射率の低い
角膜部7で反射するようになるため、赤外線フォトトラ
ンジスタ3及び4で受光する反射赤外線の量が減少す
る。一方、赤外線LED2から照射された赤外線は、反
射率の高い強膜部8で反射される割合が多くなるため、
赤外線フォトトランジスタ5及び6で受光する反射赤外
線の量が増加する。さらに、視線が上方向を向いている
場合は、赤外線フォトトランジスタ3及び5で受光され
る反射赤外線の量が減少し、赤外線フォトトランジスタ
4及び6で受光される反射赤外線の量が増加する。
For example, assuming that the line of sight is to the right as shown in FIG. 3, as described in "Prior Art",
Since the infrared light emitted from the infrared LED 1 is reflected by the cornea 7 having a low reflectance, the amount of reflected infrared light received by the infrared phototransistors 3 and 4 is reduced. On the other hand, since the infrared rays emitted from the infrared LED 2 are reflected by the sclera portion 8 having a high reflectance, the ratio of the infrared rays increases.
The amount of reflected infrared rays received by the infrared phototransistors 5 and 6 increases. Further, when the line of sight is directed upward, the amount of reflected infrared light received by the infrared phototransistors 3 and 5 decreases, and the amount of reflected infrared light received by the infrared phototransistors 4 and 6 increases.

【0017】これらの各赤外線フォトトランジスタで受
光した反射赤外線は、各赤外線フォトトランジスタにお
いて、受光した反射赤外線の量に応じた大きさの電気信
号に変換された後、信号増幅器12に送られて増幅さ
れ、さらに信号計測装置13に送られて計測されるよう
になっている。図2に示す本発明の視線方向検出方法で
は、赤外線フォトトランジスタ3及び4と、赤外線フォ
トトランジスタ5及び6とで検出される反射赤外線の量
を検出・比較することによって、視線の左右方向を検出
し、赤外線フォトトランジスタ3及び5と、赤外線フォ
トトランジスタ4及び6とで検出される反射赤外線の量
を検出・比較することによって、視線の上下方向を検出
するようにしている。
The reflected infrared light received by each of the infrared phototransistors is converted into an electric signal having a magnitude corresponding to the amount of the reflected infrared light received by each infrared phototransistor, and then sent to a signal amplifier 12 for amplification. The signal is sent to the signal measuring device 13 and measured. In the gaze direction detection method of the present invention shown in FIG. 2, the left and right directions of the gaze are detected by detecting and comparing the amounts of reflected infrared rays detected by the infrared phototransistors 3 and 4 and the infrared phototransistors 5 and 6. The vertical direction of the line of sight is detected by detecting and comparing the amounts of reflected infrared rays detected by the infrared phototransistors 3 and 5 and the infrared phototransistors 4 and 6.

【0018】したがって、信号計測装置13では、以下
に示すような計算式に基づいて視線の左右方向の位置Hp
os及び視線の上下方向の位置Vposを計測する。 Hpos={(Sig.1+Sig.2)-(Sig.3+Sig.4)-Hoffset}×Hmag (1) Vpos={(Sig.1+Sig.3)-(Sig.2+Sig.4)-Voffset}×Vmag (2) 上記(1)及び(2)式におけるHoffset、Hmag、Voffs
et、及びVmagは、視線方向検出装置の構成や態様によっ
て決定される定数であり、計測前の調整(キャリブレー
ション)によって予め計測して求めておく。さらに、Si
g.1〜4は、それぞれ赤外線フォトトランジスタ3〜6で
受光した反射赤外線から変換された電気信号である。
Therefore, in the signal measuring device 13, the position Hp of the line of sight in the left-right direction is calculated based on the following formula.
os and the vertical position Vpos of the line of sight are measured. Hpos = {(Sig.1 + Sig.2)-(Sig.3 + Sig.4) -Hoffset} × Hmag (1) Vpos = {(Sig.1 + Sig.3)-(Sig.2 + Sig. 4) -Voffset} × Vmag (2) Hoffset, Hmag, Voffs in the above equations (1) and (2)
et and Vmag are constants determined by the configuration and mode of the gaze direction detection device, and are measured and obtained in advance by adjustment (calibration) before measurement. Furthermore, Si
g.1 to 4 are electric signals converted from the reflected infrared rays received by the infrared phototransistors 3 to 6, respectively.

【0019】次に、同じく赤外線LEDコントローラ1
1に接続された赤外線LED9に所定の信号が送られ、
眼球に向けて所定のパワーの赤外線が照射される。この
赤外線は、頭部装着ユニットが当初の正確な位置にある
場合においては、前記眼球の上瞼11に照射され、頭部
装着ユニットが下方にずれたような場合においては、眼
球の角膜部7に照射される。上記眼球の強膜部及び角膜
部の場合と同様に、赤外線の反射率は眼球の上瞼11の
方が眼球の角膜部7よりも高いため、前記頭部装着ユニ
ットが当初の位置から下方にずれてくると、眼球の角膜
部7に照射して反射される赤外線の割合が増加するため
に、赤外線フォトトランジスタ10で検出する反射赤外
線の量が減少する。
Next, the infrared LED controller 1
A predetermined signal is sent to the infrared LED 9 connected to 1,
An infrared ray having a predetermined power is irradiated toward the eyeball. This infrared ray is radiated to the upper eyelid 11 of the eyeball when the head-mounted unit is at the initial correct position, and when the head-mounted unit is shifted downward, the corneal part 7 of the eyeball is shifted. Is irradiated. As in the case of the sclera and cornea of the eyeball, since the reflectance of infrared rays is higher in the upper eyelid 11 of the eyeball than in the cornea 7 of the eyeball, the head-mounted unit is moved downward from the initial position. If the position shifts, the proportion of infrared rays radiated to the cornea 7 of the eyeball and reflected increases, so that the amount of reflected infrared rays detected by the infrared phototransistor 10 decreases.

【0020】この反射赤外線の量の増減は赤外線フォト
トランジスタ10で検出され、この赤外線フォトトラン
ジスタ10において、この光信号は電気信号に変換され
た後に前記同様にして信号増幅器22へ送られ、所定の
大きさまで増幅された後に、ずれ信号計測装置24へ送
られる。このずれ信号計測装置24では、赤外線LED
9から眼球に向けて照射される赤外線の各パワーに応じ
た、眼球の上瞼11及び角膜部7からの反射赤外線の
量、並びにこれらが混合した反射赤外線の量に関するデ
ータが予め入力されており、これらのデータと、赤外線
LEDコントローラ11から赤外線LED9に送られる
信号、及び赤外線フォトトランジスタ10で検出された
反射赤外線の量などとを比較した演算処理を行うことに
よって、頭部装着ユニットの位置を検出する。
The increase or decrease in the amount of the reflected infrared rays is detected by the infrared phototransistor 10. In the infrared phototransistor 10, this optical signal is converted into an electric signal, and then sent to the signal amplifier 22 in the same manner as described above. After being amplified to the size, it is sent to the deviation signal measuring device 24. In this shift signal measuring device 24, an infrared LED
Data relating to the amount of reflected infrared light from the upper eyelid 11 and the cornea 7 of the eyeball and the amount of reflected infrared light that is a mixture of the reflected infrared light and the reflected infrared light corresponding to each power of the infrared light emitted toward the eyeball from the eye 9 are input in advance. The position of the head-mounted unit is determined by performing an arithmetic process by comparing these data with a signal transmitted from the infrared LED controller 11 to the infrared LED 9 and the amount of reflected infrared light detected by the infrared phototransistor 10. To detect.

【0021】以上、図2においては、頭部装着ユニット
のずれを検出するための追加の発光素子である赤外線L
ED10を頭部装着ユニットの上側に設け、同じく対を
なす追加の受光素子である赤外線フォトトランジスタ1
0を頭部装着ユニットの下側に設けた場合について示し
ているが、これらの上下方向の位置関係は必ずしも限定
されるものではなく、赤外線LED9を頭部装着ユニッ
トの下側に設け、赤外線フォトトランジスタ10を頭部
装着ユニットの上側に設けてもよい。すなわち、これら
が頭部装着ユニットの上下において分離して設置されて
いればよい。
As described above, in FIG. 2, an infrared light L which is an additional light emitting element for detecting a displacement of the head mounted unit is shown.
An ED 10 is provided above the head-mounted unit, and an infrared phototransistor 1 which is also a pair of additional light receiving elements.
0 is provided below the head mounted unit, but the positional relationship in the vertical direction is not necessarily limited, and the infrared LED 9 is provided below the head mounted unit, The transistor 10 may be provided above the head mounted unit. That is, it is only necessary that these components are separately installed above and below the head mounted unit.

【0022】本発明における頭部装着ユニットとして
は、通常の眼鏡やゴーグルなどを用いることができる。
したがって、このような場合においては、前記眼鏡など
のフレームに赤外線LEDや赤外線フォトトランジスタ
を設置する。
As the head-mounted unit in the present invention, ordinary glasses, goggles and the like can be used.
Therefore, in such a case, an infrared LED or an infrared phototransistor is provided on a frame such as the glasses.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の視線方向
検出方法及びその装置によれば、いわゆる反射強膜部法
によって視線方向を検出する際に使用する頭部装着ユニ
ットのずれを検出することができる。したがって、視線
方向を検出する最中において、この頭部装着ユニットの
ずれを補正することができるため、安定した視線方向の
検出が可能となる。
As described above, according to the gaze direction detecting method and apparatus of the present invention, the displacement of the head-mounted unit used in detecting the gaze direction by the so-called reflective sclera method is detected. be able to. Therefore, the shift of the head-mounted unit can be corrected during the detection of the gaze direction, so that the gaze direction can be stably detected.

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

【図1】 強膜部反射法による視線方向の検出方法を説
明するための概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a method of detecting a gaze direction by a sclera reflection method.

【図2】 本発明の視線方向検出方法を説明するための
概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a gaze direction detection method according to the present invention.

【図3】 本発明の視線方向検出方法及びその装置にお
けるブロック構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a block configuration in a gaze direction detection method and apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、9 赤外線LED 3、4、5、6、10 赤外線フォトトランジスタ 7 眼球の角膜部 8 眼球の強膜部 11 眼球の上瞼 21 赤外線LEDコントローラ 22 信号増幅器 23 信号計測装置 24 ずれ信号計測装置 1, 2, 9 Infrared LED 3, 4, 5, 6, 10 Infrared phototransistor 7 Cornea of eyeball 8 Sclera of eyeball 11 Upper eyelid of eyeball 21 Infrared LED controller 22 Signal amplifier 23 Signal measuring device 24 Displacement signal measurement apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 H04N 5/64 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00-11/30 102 H04N 5/64

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 頭部装着ユニットに発光素子と受光素子
とを設け、前記発光素子から発射された光を眼球に照射
するとともに、前記眼球からの反射光を前記受光素子で
受光し、前記眼球の強膜部と角膜部との反射率差に起因
した前記反射光の強弱を測定することにより視線方向を
検出する視線方向検出方法であって、 追加の発光素子及び受光素子を、前記頭部装着ユニット
の中心から上下の側のそれぞれに分離して設け、前記追
加の発光素子から前記眼球の上瞼及び角膜部に発射され
た光に対する反射光の強弱を、前記追加の受光素子で受
光することによって、前記頭部装着ユニットのずれを検
出するようにしたことを特徴とする、視線方向検出方
法。
A light-emitting element and a light-receiving element provided in the head-mounted unit, the light emitted from the light-emitting element is radiated to an eyeball, and the light reflected from the eyeball is received by the light-receiving element. A gaze direction detecting method for detecting a gaze direction by measuring the intensity of the reflected light caused by a reflectance difference between the sclera portion and the corneal portion, wherein an additional light emitting element and a light receiving element are provided on the head. Provided separately on each of the upper and lower sides from the center of the mounting unit, and the intensity of reflected light with respect to light emitted from the additional light emitting element to the upper eyelid and the cornea of the eyeball is received by the additional light receiving element. A gaze direction detecting method for detecting a displacement of the head-mounted unit.
【請求項2】 前記視線方向を検出するための受光素子
を、前記頭部装着ユニットの中心から左右の側のそれぞ
れにおいて複数設け、視線の左右及び上下方向を検出す
るようにしたことを特徴とする、請求項1に記載の視線
方向検出方法。
2. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of light receiving elements for detecting the direction of the line of sight are provided on each of the left and right sides from the center of the head mounted unit, and the left and right and up and down directions of the line of sight are detected. The gaze direction detecting method according to claim 1, wherein
【請求項3】 頭部装着ユニットに発光素子と受光素子
とを設け、前記発光素子から発射された光を眼球に照射
するとともに、前記眼球からの反射光を前記受光素子で
受光し、前記眼球の強膜部と角膜部との反射率差に起因
した前記反射光の強弱を測定して視線方向を検出するよ
うにした視線検出装置であって、 前記頭部装着ユニットのずれを検出するための追加の発
光素子及び受光素子を、前記頭部装着ユニットの中心か
ら上下の側のそれぞれにおいて分離して設けるととも
に、前記視線方向を検出するための前記受光素子を、前
記視線の左右及び上下方向を検出するように、前記頭部
装着ユニットの中心から左右の側のそれぞれにおいて複
数設けたことを特徴とする、視線方向検出装置。
3. A light-emitting element and a light-receiving element are provided in a head-mounted unit, and light emitted from the light-emitting element is radiated to an eyeball, and reflected light from the eyeball is received by the light-receiving element. A gaze detecting device configured to detect the gaze direction by measuring the intensity of the reflected light caused by a reflectance difference between the sclera portion and the corneal portion, for detecting a displacement of the head-mounted unit. Additional light-emitting elements and light-receiving elements are provided separately on each of the upper and lower sides from the center of the head-mounted unit, and the light-receiving elements for detecting the line-of-sight direction are provided in the horizontal and vertical directions of the line of sight. A plurality of gaze direction detection devices are provided on each of the left and right sides from the center of the head-mounted unit so as to detect the gaze direction.
【請求項4】 前記発光素子は赤外線LEDであり、前
記受光素子は赤外線フォトトランジスタであることを特
徴とする、請求項3に記載の視線方向検出装置。
4. The gaze direction detecting device according to claim 3, wherein the light emitting element is an infrared LED, and the light receiving element is an infrared phototransistor.
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