JP3363492B2 - 視線検出装置および視線検出方法 - Google Patents
視線検出装置および視線検出方法Info
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- JP3363492B2 JP3363492B2 JP29172692A JP29172692A JP3363492B2 JP 3363492 B2 JP3363492 B2 JP 3363492B2 JP 29172692 A JP29172692 A JP 29172692A JP 29172692 A JP29172692 A JP 29172692A JP 3363492 B2 JP3363492 B2 JP 3363492B2
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- G—PHYSICS
- 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
- G03B2213/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B2213/02—Viewfinders
- G03B2213/025—Sightline detection
Landscapes
- Viewfinders (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサーで撮
像した眼球画像から眼球の回転角を演算して視線を求め
る視線検出装置および視線検出方法に関するものであ
る。
像した眼球画像から眼球の回転角を演算して視線を求め
る視線検出装置および視線検出方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、観察者が観察面上のどの位置
を見ているかを求めるいわゆる視線を検出する装置（例
えばアイカメラ）が種々提供されている。特開平１−２
７４７３６号公報においては、視線検出装置を一眼レフ
カメラに配設し観察者の視線情報を用いて撮影レンズの
自動焦点調節を行なう例を開示している。
を見ているかを求めるいわゆる視線を検出する装置（例
えばアイカメラ）が種々提供されている。特開平１−２
７４７３６号公報においては、視線検出装置を一眼レフ
カメラに配設し観察者の視線情報を用いて撮影レンズの
自動焦点調節を行なう例を開示している。
【０００３】図６は一眼レフカメラに視線検出装置を配
設した場合のカメラの配置図である。同図において、１
は撮影レンズ、２は主ミラーで、観察状態と撮影状態に
応じて撮影光路へ斜設されあるいは退去される。Зはサ
ブミラーで、主ミラー２を透過した光束をカメラボディ
の下方へ向けて反射する。４はシャッター、５は感光部
材で、銀塩フィルムあるいはＣＣＤやＭＯＳ型等の固体
撮像素子あるいはビディコン等の撮像管である。６は結
像面近傍に配置されたフィールドレンズ，反射ミラー，
２次結像レンズ，絞り，複数のＣＣＤからなるラインセ
ンサー等から構成されている周知の位相差方式の焦点検
出装置で、観察画面内の複数の領域を焦点検出可能なよ
うに構成されている。
設した場合のカメラの配置図である。同図において、１
は撮影レンズ、２は主ミラーで、観察状態と撮影状態に
応じて撮影光路へ斜設されあるいは退去される。Зはサ
ブミラーで、主ミラー２を透過した光束をカメラボディ
の下方へ向けて反射する。４はシャッター、５は感光部
材で、銀塩フィルムあるいはＣＣＤやＭＯＳ型等の固体
撮像素子あるいはビディコン等の撮像管である。６は結
像面近傍に配置されたフィールドレンズ，反射ミラー，
２次結像レンズ，絞り，複数のＣＣＤからなるラインセ
ンサー等から構成されている周知の位相差方式の焦点検
出装置で、観察画面内の複数の領域を焦点検出可能なよ
うに構成されている。
【０００４】７は撮影レンズ１の予定結像面に配置され
たピント板。８はファィンダー光路変更用のぺンタダハ
プリズムである。次にぺンタダハプリズム８の射出面後
方にはダイクロイックミラー面９ａを備えた光分割器９
及び接眼レンズ１１が配され、撮影者眼１５によるピン
ト板７の観察に使用される。
たピント板。８はファィンダー光路変更用のぺンタダハ
プリズムである。次にぺンタダハプリズム８の射出面後
方にはダイクロイックミラー面９ａを備えた光分割器９
及び接眼レンズ１１が配され、撮影者眼１５によるピン
ト板７の観察に使用される。
【０００５】ダイクロイックミラー面９ａは波長選択性
を有し、可視光を透過し赤外光を反射する特性を持って
いる。１０は絞り、１２は集光レンズ、１４はＣＣＤ等
の光電素子列を２次元的に配したイメージセンサーで、
集光レンズ１２に関して所定の位置にある撮影者眼１５
の虹彩近傍と共役になるように配置されている。
を有し、可視光を透過し赤外光を反射する特性を持って
いる。１０は絞り、１２は集光レンズ、１４はＣＣＤ等
の光電素子列を２次元的に配したイメージセンサーで、
集光レンズ１２に関して所定の位置にある撮影者眼１５
の虹彩近傍と共役になるように配置されている。
【０００６】１３ａは照明光源であるところの赤外発光
ダイオードで、紙面と垂直方向に２個１組で配置されて
いる（以下不図示の赤外発光ダイオードを１Зｂと付番
する）。また２０は明るい被写体の中でも視認できる高
輝度ＬＥＤで、発光された光は投光用プリズム２１、主
ミラー２で反射してピント板７の表示部に設けた微小プ
リズムアレー７ａで垂直方向に曲げられ、ペンタダハプ
リズム８、光分割器９、接眼レンズ１１を通って撮影者
の目に達する。
ダイオードで、紙面と垂直方向に２個１組で配置されて
いる（以下不図示の赤外発光ダイオードを１Зｂと付番
する）。また２０は明るい被写体の中でも視認できる高
輝度ＬＥＤで、発光された光は投光用プリズム２１、主
ミラー２で反射してピント板７の表示部に設けた微小プ
リズムアレー７ａで垂直方向に曲げられ、ペンタダハプ
リズム８、光分割器９、接眼レンズ１１を通って撮影者
の目に達する。
【０００７】ピント板７の複数の焦点検出領域に対応す
る位置にこの微小プリズムアレイ７ａを枠状に形成し、
これを各々に対応したスーパーインポーズ用ＬＥＤ２０
によって光路ｍに沿って照明すると、ファインダー視野
内で微小プリズムアレイ７ａが光り、焦点検出領域（測
距点）を表示させることができる。
る位置にこの微小プリズムアレイ７ａを枠状に形成し、
これを各々に対応したスーパーインポーズ用ＬＥＤ２０
によって光路ｍに沿って照明すると、ファインダー視野
内で微小プリズムアレイ７ａが光り、焦点検出領域（測
距点）を表示させることができる。
【０００８】２２は撮影レンズ１内に設けた絞り、２３
は絞り駆動回路を含む絞り駆動装置、１０６は焦点調節
回路で、レンズ駆動用モーター、駆動ギヤ等からなるレ
ンズ駆動部材を制御している。焦点調節回路１０６は、
カメラ側からのレンズ駆動量の情報に基づいてレンズ駆
動用モーターを所定量駆動させ、撮影レンズ１を合焦位
置に移動させるようになっている。
は絞り駆動回路を含む絞り駆動装置、１０６は焦点調節
回路で、レンズ駆動用モーター、駆動ギヤ等からなるレ
ンズ駆動部材を制御している。焦点調節回路１０６は、
カメラ側からのレンズ駆動量の情報に基づいてレンズ駆
動用モーターを所定量駆動させ、撮影レンズ１を合焦位
置に移動させるようになっている。
【０００９】図７（ａ）は、ＣＣＤ１４に投影された眼
球像の概略図、同図（ｂ）はＣＣＤ１４のラインＡの出
力強度図である。同図において、１７は虹彩、１８は瞳
孔、１９は角膜反射像である。観察者眼１５を赤外発光
ダイオード１３ａ、１３ｂにて照明すると、観察者の眼
球の角膜表面で反射した一部の赤外光により、光強度の
強い２個１組の角膜反射像１９がＣＣＤ１４上に形成さ
れる。また観察者眼１５の角膜を透過した赤外光の一部
は虹彩１７で反射し、また瞳孔１８を通って網膜に到達
した光はほとんど反射しない。そのため虹彩１７と瞳孔
１８との境界で光強度の差が生じてその境界部分を検出
することにより瞳孔１８の中心位置を算出することがで
きる。
球像の概略図、同図（ｂ）はＣＣＤ１４のラインＡの出
力強度図である。同図において、１７は虹彩、１８は瞳
孔、１９は角膜反射像である。観察者眼１５を赤外発光
ダイオード１３ａ、１３ｂにて照明すると、観察者の眼
球の角膜表面で反射した一部の赤外光により、光強度の
強い２個１組の角膜反射像１９がＣＣＤ１４上に形成さ
れる。また観察者眼１５の角膜を透過した赤外光の一部
は虹彩１７で反射し、また瞳孔１８を通って網膜に到達
した光はほとんど反射しない。そのため虹彩１７と瞳孔
１８との境界で光強度の差が生じてその境界部分を検出
することにより瞳孔１８の中心位置を算出することがで
きる。
【００１０】観察者がカメラのファインダー内のどこを
見ているかは、観察者の眼球の回転角を検出することに
よって求まる。観察者の眼球の回転角は２個の角膜反射
像１９の中点と瞳孔１８の中心との間隔から算出され
る。ところで前記視線検出装置において、観察者眼は２
個の赤外発光ダイオードによる発散光によって照明され
ているため、２個の角膜反射像の中点は観察者の眼球が
視線検出光学系の光軸よりシフトすると本来の位置（平
行光照明をしたときの発生位置）に対してずれてしま
う。そこで本出願人は特開平２−２６４６３３号公報に
おいて、観察者の眼球が視線検出光学系の光軸よりシフ
トした場合に２個の角膜反射像の中点の位置を補正する
方法を開示している。
見ているかは、観察者の眼球の回転角を検出することに
よって求まる。観察者の眼球の回転角は２個の角膜反射
像１９の中点と瞳孔１８の中心との間隔から算出され
る。ところで前記視線検出装置において、観察者眼は２
個の赤外発光ダイオードによる発散光によって照明され
ているため、２個の角膜反射像の中点は観察者の眼球が
視線検出光学系の光軸よりシフトすると本来の位置（平
行光照明をしたときの発生位置）に対してずれてしま
う。そこで本出願人は特開平２−２６４６３３号公報に
おいて、観察者の眼球が視線検出光学系の光軸よりシフ
トした場合に２個の角膜反射像の中点の位置を補正する
方法を開示している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、観察者
の眼球が視線検出光学系の光軸より大きくシフトしてい
る場合は、角膜反写像の中点の位置を十分に補正できず
に視線検出誤差を生じてしまうという欠点があった。
の眼球が視線検出光学系の光軸より大きくシフトしてい
る場合は、角膜反写像の中点の位置を十分に補正できず
に視線検出誤差を生じてしまうという欠点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】請求項１に記
載した発明は、イメージセンサーで撮影した眼球画像か
ら眼球の回転角を演算する眼球回転角演算手段を備えた
視線検出装置において、前記眼球回転角演算手段による
眼球回転角の演算を複数回繰り返すように制御する制御
手段を有し、前記眼球回転角演算手段による１回目の眼
球回転角の演算は、前記眼球画像から検出された１組の
角膜反射像の位置情報に基づいて設定された角膜の曲率
中心の位置情報を用いて眼球回転角を演算し、前記眼球
回転角演算手段による２回目以降の眼球回転角の演算は
前回の眼球回転角の演算結果から逆算した角膜の曲率中
心の位置情報を用いて眼球の回転角を演算するように制
御されることを特徴としている。請求項２に記載した発
明は、イメージセンサーで撮像した眼球画像から眼球の
回転角を演算する眼球回転角演算手段を備えた視線検出
装置において、眼球回転角演算に用いた角膜の曲率中心
の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆算した角膜の
曲率中心の位置情報とを比較する比較手段と、眼球回転
角演算に用いた角膜の曲率中心の位置情報と、眼球回転
角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との
差が所定値を超える場合には、眼球回転角演算結果から
逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球
回転角演算を繰り返すように制御する制御手段とを有
し、前記角膜の曲率中心の位置情報の初期値として、前
記眼球画像から検出された１組の角膜反射像の位置情報
に基づく値を設定することを特徴としている。
載した発明は、イメージセンサーで撮影した眼球画像か
ら眼球の回転角を演算する眼球回転角演算手段を備えた
視線検出装置において、前記眼球回転角演算手段による
眼球回転角の演算を複数回繰り返すように制御する制御
手段を有し、前記眼球回転角演算手段による１回目の眼
球回転角の演算は、前記眼球画像から検出された１組の
角膜反射像の位置情報に基づいて設定された角膜の曲率
中心の位置情報を用いて眼球回転角を演算し、前記眼球
回転角演算手段による２回目以降の眼球回転角の演算は
前回の眼球回転角の演算結果から逆算した角膜の曲率中
心の位置情報を用いて眼球の回転角を演算するように制
御されることを特徴としている。請求項２に記載した発
明は、イメージセンサーで撮像した眼球画像から眼球の
回転角を演算する眼球回転角演算手段を備えた視線検出
装置において、眼球回転角演算に用いた角膜の曲率中心
の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆算した角膜の
曲率中心の位置情報とを比較する比較手段と、眼球回転
角演算に用いた角膜の曲率中心の位置情報と、眼球回転
角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との
差が所定値を超える場合には、眼球回転角演算結果から
逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球
回転角演算を繰り返すように制御する制御手段とを有
し、前記角膜の曲率中心の位置情報の初期値として、前
記眼球画像から検出された１組の角膜反射像の位置情報
に基づく値を設定することを特徴としている。
【００１３】請求項３に記載した発明は、イメージセン
サーで撮像した眼球画像から眼球の回転角を演算して視
線を求める視線検出方法において、前記視線検出方法
は、眼球回転角の演算を複数繰り返した結果得られる眼
球回転角から視線を検出するものであって、１回目の眼
球回転角の演算は、前記眼球画像から検出された１組の
角膜反射像の位置情報に基づいて設定された角膜の曲率
中心の位置情報を用いて眼球回転角を演算して、２回目
以降の眼球回転角の演算は前回の眼球回転角の演算結果
から角膜の曲率中心の位置情報を算出し、算出した角膜
の曲率中心の位置情報を用いて眼球の回転角を演算する
ことを特徴としている。請求項４に記載した発明は、イ
メージセンサーで撮像した眼球画像から眼球の回転角を
演算して視線を求める視線検出方法において、前記検出
方法は、前記眼球画像から検出された１組の角膜反射像
の位置情報に基づいて角膜の曲率中心の位置情報におけ
る初期値を設定し、眼球回転角演算に用いた角膜の曲率
中心の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆算した角
膜の曲率中心の位置情報とを比較し、眼球回転角演算に
用いた角膜の曲率中心の位置情報と、眼球回転角演算結
果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との差が所定
値を超える場合には、眼球回転角演算結果から逆算した
角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球回転角演
算を繰り返すことを特徴としている。
サーで撮像した眼球画像から眼球の回転角を演算して視
線を求める視線検出方法において、前記視線検出方法
は、眼球回転角の演算を複数繰り返した結果得られる眼
球回転角から視線を検出するものであって、１回目の眼
球回転角の演算は、前記眼球画像から検出された１組の
角膜反射像の位置情報に基づいて設定された角膜の曲率
中心の位置情報を用いて眼球回転角を演算して、２回目
以降の眼球回転角の演算は前回の眼球回転角の演算結果
から角膜の曲率中心の位置情報を算出し、算出した角膜
の曲率中心の位置情報を用いて眼球の回転角を演算する
ことを特徴としている。請求項４に記載した発明は、イ
メージセンサーで撮像した眼球画像から眼球の回転角を
演算して視線を求める視線検出方法において、前記検出
方法は、前記眼球画像から検出された１組の角膜反射像
の位置情報に基づいて角膜の曲率中心の位置情報におけ
る初期値を設定し、眼球回転角演算に用いた角膜の曲率
中心の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆算した角
膜の曲率中心の位置情報とを比較し、眼球回転角演算に
用いた角膜の曲率中心の位置情報と、眼球回転角演算結
果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との差が所定
値を超える場合には、眼球回転角演算結果から逆算した
角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球回転角演
算を繰り返すことを特徴としている。
【００１４】
【実施例】図１〜図４は、本発明の第１実施例で、図１
（ａ）は視線検出光学系の上面展開図、図１（ｂ）は視
線検出光学系の側面展開図、図２（ａ）は図１（ａ）の
寸法説明図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の寸法説明図、図
３はカメラの電気回路図、図４は眼球の回転角算出動作
のフローチャートで、本実施例のカメラは図６と同等
で、図１、図３の部材の内、図６と同等のものには同一
の番号を付している。図３において、カメラのファイン
ダーを覗く観察者が、撮影しようとする被写体を見なが
ら不図示のレリーズスイッチの前段を押すと、信号入力
回路１０４はその操作を検知し、ＣＰＵ１００にその信
号を送信する。該レリーズスイッチの前段操作が行われ
たのを検知したＣＰＵ１００は、視線検出回路１０１に
視線検出の実行を命令する。
（ａ）は視線検出光学系の上面展開図、図１（ｂ）は視
線検出光学系の側面展開図、図２（ａ）は図１（ａ）の
寸法説明図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の寸法説明図、図
３はカメラの電気回路図、図４は眼球の回転角算出動作
のフローチャートで、本実施例のカメラは図６と同等
で、図１、図３の部材の内、図６と同等のものには同一
の番号を付している。図３において、カメラのファイン
ダーを覗く観察者が、撮影しようとする被写体を見なが
ら不図示のレリーズスイッチの前段を押すと、信号入力
回路１０４はその操作を検知し、ＣＰＵ１００にその信
号を送信する。該レリーズスイッチの前段操作が行われ
たのを検知したＣＰＵ１００は、視線検出回路１０１に
視線検出の実行を命令する。
【００１５】視線検出回路１０１は赤外発光ダイオード
（以下ＩＲＥＤと称する）１３を駆動し、図６に示す赤
外発光ダイオード１３ａ、１３ｂを点灯し、観察者の眼
球を照明する。またＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの点灯時間
と同期してＣＣＤ１４では眼球像の蓄積が実行される。
なお、１０３は自動焦点検出回路、１０５は表示回路、
１０６は焦点調節回路、１０７は絞り駆動回路、１０８
はシャッター制御回路、１０９はモータ制御回路であ
る。
（以下ＩＲＥＤと称する）１３を駆動し、図６に示す赤
外発光ダイオード１３ａ、１３ｂを点灯し、観察者の眼
球を照明する。またＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの点灯時間
と同期してＣＣＤ１４では眼球像の蓄積が実行される。
なお、１０３は自動焦点検出回路、１０５は表示回路、
１０６は焦点調節回路、１０７は絞り駆動回路、１０８
はシャッター制御回路、１０９はモータ制御回路であ
る。
【００１６】図１において、観察者眼１５が、ＩＲＥＤ
１３ａ，１３ｂにて照明されると、一部の赤外光は角膜
１６の表面で反射し接眼レンズ１１、光分割器９、絞り
１０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受
光面上に結像する。角膜反射像１９は角膜１６での反射
によって生じたＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像である。
１３ａ，１３ｂにて照明されると、一部の赤外光は角膜
１６の表面で反射し接眼レンズ１１、光分割器９、絞り
１０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受
光面上に結像する。角膜反射像１９は角膜１６での反射
によって生じたＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像である。
【００１７】一方角膜１６を透過した赤外光は虹彩１７
で反射し、同様に接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１
０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光
面上に結像する。また瞳孔を通過した赤外光は網膜まで
到達するが、網膜での反射は少ないため瞳孔を通過した
赤外光はＣＣＤ１４にはほとんど戻ってこない。
で反射し、同様に接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１
０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光
面上に結像する。また瞳孔を通過した赤外光は網膜まで
到達するが、網膜での反射は少ないため瞳孔を通過した
赤外光はＣＣＤ１４にはほとんど戻ってこない。
【００１８】ところで視線検出光学系の集光レンズ１２
は、観察者眼１５が接眼レンズ１１から所定の位置（一
般にはファインダー光学系の瞳位置）にあるときに該観
察者眼１５の虹彩１７とＣＣＤ１４の受光面とが共役と
なるように設計される。またカメラのファインダーを覗
く観察者眼１５は接限レンズ１１に対してＸ‐Ｙ‐Ｚ方
向に自由に動くことが可能である。
は、観察者眼１５が接眼レンズ１１から所定の位置（一
般にはファインダー光学系の瞳位置）にあるときに該観
察者眼１５の虹彩１７とＣＣＤ１４の受光面とが共役と
なるように設計される。またカメラのファインダーを覗
く観察者眼１５は接限レンズ１１に対してＸ‐Ｙ‐Ｚ方
向に自由に動くことが可能である。
【００１９】ＣＣＤ１４において所定の眼球像の蓄積が
終了すると、視線検出回路１０１はＣＣＤ１４の像信号
を増幅してＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１００にお
いて、眼球像信号はＡ／Ｄ変換された後所定のアルゴリ
ズムに従い眼球の特徴抽出が実行される。一連の演算処
理において角膜反射像の位置及び瞳孔の中心位置が求ま
ると、後述するようにその値に基づき観察者眼の回転角
が算出される。さらに観察者眼の回転角より観察者のフ
ァインダー内の観察位置が算出される。
終了すると、視線検出回路１０１はＣＣＤ１４の像信号
を増幅してＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１００にお
いて、眼球像信号はＡ／Ｄ変換された後所定のアルゴリ
ズムに従い眼球の特徴抽出が実行される。一連の演算処
理において角膜反射像の位置及び瞳孔の中心位置が求ま
ると、後述するようにその値に基づき観察者眼の回転角
が算出される。さらに観察者眼の回転角より観察者のフ
ァインダー内の観察位置が算出される。
【００２０】視線を演算する演算回路であるところのＣ
ＰＵ１００において、角膜反射像の位置と瞳孔の中心の
位置より観察者眼の回転角θが算出される。
ＰＵ１００において、角膜反射像の位置と瞳孔の中心の
位置より観察者眼の回転角θが算出される。
【００２１】１組の角膜反射像１９の中点のＣＣＤ１４
上の位置を（Ｘｐｏ，Ｙｐο）、瞳孔の中心の位置を
（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）とすると、観察者眼１５のｚ軸に対
するｘ方向の回転角θｘは、 β・ＯＣ・ＳＩＮθｘ＝（（Ｘｐο＋δｘ）‐Ｘｉｃ）・Ｐｉｔｃｈｘ （１） を満足する。ここでβは視線検出光学系の結像倍率、Ｏ
Ｃは角膜１６の曲率中心ｏと瞳孔の中心Ｃとの距離、Ｐ
ｉｔｃｈｘはＣＣＤ１４のｘ方向の画素ピッチである。
同様に観察者眼のｚ軸に対するｙ方向の回転角θｙは、 β・ＯＣ・ＳＩＮθｙ＝（（Ｙｐｏ＋δｙ）‐Ｙｉｃ）・Ｐｉｔｃｈｙ （２） を満足する。ＰｉｔｃｈｙはＣＣＤ１４のｙ方向の画素
ピッチである。
上の位置を（Ｘｐｏ，Ｙｐο）、瞳孔の中心の位置を
（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）とすると、観察者眼１５のｚ軸に対
するｘ方向の回転角θｘは、 β・ＯＣ・ＳＩＮθｘ＝（（Ｘｐο＋δｘ）‐Ｘｉｃ）・Ｐｉｔｃｈｘ （１） を満足する。ここでβは視線検出光学系の結像倍率、Ｏ
Ｃは角膜１６の曲率中心ｏと瞳孔の中心Ｃとの距離、Ｐ
ｉｔｃｈｘはＣＣＤ１４のｘ方向の画素ピッチである。
同様に観察者眼のｚ軸に対するｙ方向の回転角θｙは、 β・ＯＣ・ＳＩＮθｙ＝（（Ｙｐｏ＋δｙ）‐Ｙｉｃ）・Ｐｉｔｃｈｙ （２） を満足する。ＰｉｔｃｈｙはＣＣＤ１４のｙ方向の画素
ピッチである。
【００２２】（１）、（２）式に示した角膜反射像の中
点の位置の補正項δｘ、δｙは、観察者の眼球の位置の
視線検出光学系の基準位置に対するシフト量に応じて変
化する。以下図２、図４を用いて角膜反射像の中点の位
置の補正項δｘ、δｙの算出方法及び眼球の回転角算出
方法を説明する。尚、図２において、眼球１５及び視線
検出光学部材は省略しており、点Ｄは角膜１６の曲率中
心ｏを通るＺ軸と平行な直線と、ＩＲＥＤ１３ａ、１３
ｂを含みＺ軸に垂直な面との交点。点ＥはＩＲＥＤ１３
ａ、１３ｂとの中点にＩＲＥＤが配置されていると仮定
した時に発生する角膜反射像Ｐｏを通るＺ軸と平行な直
線と、ＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂを含みＺ軸に垂直な面と
の交点。δ'ｘ、δｙ'は実際のずれを示す。
点の位置の補正項δｘ、δｙは、観察者の眼球の位置の
視線検出光学系の基準位置に対するシフト量に応じて変
化する。以下図２、図４を用いて角膜反射像の中点の位
置の補正項δｘ、δｙの算出方法及び眼球の回転角算出
方法を説明する。尚、図２において、眼球１５及び視線
検出光学部材は省略しており、点Ｄは角膜１６の曲率中
心ｏを通るＺ軸と平行な直線と、ＩＲＥＤ１３ａ、１３
ｂを含みＺ軸に垂直な面との交点。点ＥはＩＲＥＤ１３
ａ、１３ｂとの中点にＩＲＥＤが配置されていると仮定
した時に発生する角膜反射像Ｐｏを通るＺ軸と平行な直
線と、ＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂを含みＺ軸に垂直な面と
の交点。δ'ｘ、δｙ'は実際のずれを示す。
【００２３】視線検出光学系の基準位置（原点）を、視
線検出光学系光軸（ｚ軸）と接眼レンズ１１の射出面と
の交点Ｆに設定する。また、ＩＲＥＤ１Зａの座標を
（ｓｘｉ．ｓｙｉ，ｓｚｉ）、ＩＲＥＤ１３ｂの座標を
（‐ｓｘｉ，ｓｙｉ，ｓｚｉ）、観察者眼の角膜１６の
曲率中心οの座標を（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）、角膜
１６の曲率半径をＲｃとする。
線検出光学系光軸（ｚ軸）と接眼レンズ１１の射出面と
の交点Ｆに設定する。また、ＩＲＥＤ１Зａの座標を
（ｓｘｉ．ｓｙｉ，ｓｚｉ）、ＩＲＥＤ１３ｂの座標を
（‐ｓｘｉ，ｓｙｉ，ｓｚｉ）、観察者眼の角膜１６の
曲率中心οの座標を（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）、角膜
１６の曲率半径をＲｃとする。
【００２４】視線検出回路１０１より得られた眼球像デ
ータより、ＣＰＵ１００は角膜反射像と瞳孔と虹彩の境
界画素の検出を行なう（＃２０１）。
ータより、ＣＰＵ１００は角膜反射像と瞳孔と虹彩の境
界画素の検出を行なう（＃２０１）。
【００２５】ＣＰＵ１００は複数の角膜反射像の候補か
ら正しい角膜反射像の組を抽出し、さらには多数の瞳孔
のエッジ情報から瞳孔円を推定し、次いで瞳孔の中心を
算出する（＃２０２）。
ら正しい角膜反射像の組を抽出し、さらには多数の瞳孔
のエッジ情報から瞳孔円を推定し、次いで瞳孔の中心を
算出する（＃２０２）。
【００２６】ここで、角膜１６の頂点と視線検出光学系
の基準位置Ｆとのｚ方向の距離をＳｚｅ、角膜表面から
角膜反射像（虚像）の発生する位置Ｐ１、Ｐ２までのｚ
方向の距離をＳｚｐ、また１組の角膜反射像Ｐ１、Ｐ２
のＣＣＤ１４上の座標を（Ｘｐ１，Ｙｐ１）、（Ｘｐ
２，Ｙｐ２）、角膜反射像の中点の座標を（Ｘｐｏ，Ｙ
ｐο）、瞳孔の中心の位置を（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）とす
る。
の基準位置Ｆとのｚ方向の距離をＳｚｅ、角膜表面から
角膜反射像（虚像）の発生する位置Ｐ１、Ｐ２までのｚ
方向の距離をＳｚｐ、また１組の角膜反射像Ｐ１、Ｐ２
のＣＣＤ１４上の座標を（Ｘｐ１，Ｙｐ１）、（Ｘｐ
２，Ｙｐ２）、角膜反射像の中点の座標を（Ｘｐｏ，Ｙ
ｐο）、瞳孔の中心の位置を（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）とす
る。
【００２７】眼球の回転角の計算を開始する際、観察者
眼の曲率中心ｏの座標は不明であるため、初期値を与え
る必要がある。初期値は、観察者眼の角膜の曲率中心が
視線検出光学系の光軸上にあると想定して、 Ｓｘｃ＝０ Ｓｙｃ＝０ Ｓｚｃ＝Ｓｚｅ＋Ｒｃ と与えられる（＃２０３）。但し、観察者眼の角膜の頂
点と視線検出光学系の基準位置Ｆとのｚ方向の距離Ｓｚ
ｅは、１組の角膜反射像Ｐ１、Ｐ２の間隔の関数として
算出される。
眼の曲率中心ｏの座標は不明であるため、初期値を与え
る必要がある。初期値は、観察者眼の角膜の曲率中心が
視線検出光学系の光軸上にあると想定して、 Ｓｘｃ＝０ Ｓｙｃ＝０ Ｓｚｃ＝Ｓｚｅ＋Ｒｃ と与えられる（＃２０３）。但し、観察者眼の角膜の頂
点と視線検出光学系の基準位置Ｆとのｚ方向の距離Ｓｚ
ｅは、１組の角膜反射像Ｐ１、Ｐ２の間隔の関数として
算出される。
【００２８】観察者眼の角膜の曲率中心の位置が設定さ
れると、角膜反射像の中点の位置の補正量δｘ、δｙは
以下のように算出される（＃２０４）。
れると、角膜反射像の中点の位置の補正量δｘ、δｙは
以下のように算出される（＃２０４）。
【００２９】図２（ａ）中、角膜反射像Ｐ１とＰ２との
中点Ｐοは、ＩＲＥＤ１Зａ、１Зｂの中点にＩＲＥＤ
が１個配置されているときに発生する角膜反射像の位置
と等価である。ＩＲＥＤ１３ａと１３ｂとの中点と角膜
１６の曲率中心ｏとの距離をＬとすると、 Ｌ＝√（Ｓｘｃ2 ＋（Ｓｙｉ−ＳｙＣ）2 ＋（Ｓｚｉ−Ｓｚｃ）2 ） （３） スネルの法則より、角膜反射面から角膜反射像（虚像）
の発生する位置Ｐｏまでの距離Ｋは、 Ｋ＝（Ｒｃ・（Ｌ＋Ｒｃ））／（２・（Ｌ＋Ｒｃ）−（Ｌ＋Ｒｃ）） （４） とあらわされる。
中点Ｐοは、ＩＲＥＤ１Зａ、１Зｂの中点にＩＲＥＤ
が１個配置されているときに発生する角膜反射像の位置
と等価である。ＩＲＥＤ１３ａと１３ｂとの中点と角膜
１６の曲率中心ｏとの距離をＬとすると、 Ｌ＝√（Ｓｘｃ2 ＋（Ｓｙｉ−ＳｙＣ）2 ＋（Ｓｚｉ−Ｓｚｃ）2 ） （３） スネルの法則より、角膜反射面から角膜反射像（虚像）
の発生する位置Ｐｏまでの距離Ｋは、 Ｋ＝（Ｒｃ・（Ｌ＋Ｒｃ））／（２・（Ｌ＋Ｒｃ）−（Ｌ＋Ｒｃ）） （４） とあらわされる。
【００３０】さらに図２（ａ）において、角膜反射像Ｐ
１、Ｐ２の中点Ｐｏのｘ方向のシフト補正量δｘは、 （Ｘｐｏ＋δｘ）／δｘ＝Ｌ／（Ｋ−Ｒｃ） の関係式を満足する。上式を展開するとシフト補正量δ
ｘは、 δｘ＝−Ｒｃ・Ｘｐｏ／２・（Ｌ＋Ｒｃ） （５） となる。
１、Ｐ２の中点Ｐｏのｘ方向のシフト補正量δｘは、 （Ｘｐｏ＋δｘ）／δｘ＝Ｌ／（Ｋ−Ｒｃ） の関係式を満足する。上式を展開するとシフト補正量δ
ｘは、 δｘ＝−Ｒｃ・Ｘｐｏ／２・（Ｌ＋Ｒｃ） （５） となる。
【００３１】同様に図２（ｂ）に示したように、角膜反
射像Ｐ１、Ｐ２の中点Ｐοのｙ方向のシフト補正量δｙ
は、 （Ｙｐο＋Ｓｙｉ・β／Ｐｉｔｃｈｙ＋δｙ）／δｙ ＝Ｌ／（Ｋ−Ｒｃ） の関係式を満足する。上式を展開するとシフト補正量δ
ｙは、 δｙ＝−Ｒｃ・（Ｙｐｏ＋（Ｓｙｉ・β）／Ｐｉｔｃｈｙ）／２・（Ｌ＋Ｒｃ） （６） となる。
射像Ｐ１、Ｐ２の中点Ｐοのｙ方向のシフト補正量δｙ
は、 （Ｙｐο＋Ｓｙｉ・β／Ｐｉｔｃｈｙ＋δｙ）／δｙ ＝Ｌ／（Ｋ−Ｒｃ） の関係式を満足する。上式を展開するとシフト補正量δ
ｙは、 δｙ＝−Ｒｃ・（Ｙｐｏ＋（Ｓｙｉ・β）／Ｐｉｔｃｈｙ）／２・（Ｌ＋Ｒｃ） （６） となる。
【００３２】シフト補正量δｘ、δｙが算出されると、
（１）（２）式に基づいて眼球の回転角θｘ，θｙが算
出される（＃２０５）。
（１）（２）式に基づいて眼球の回転角θｘ，θｙが算
出される（＃２０５）。
【００３３】また観察者の眼球の回転角θｘ，θｙが算
出されると、観察者眼の角膜１６の曲率中心ｏの座標
（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）が求められる。
出されると、観察者眼の角膜１６の曲率中心ｏの座標
（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）が求められる。
【００３４】
ｓｘｃ＝（Ｘｉｃ・Ｐｉｔｃｈｘ／β）＋ＯＣ・ＳＩＮθｘ （７）
ｓｙｃ＝（Ｙｉｃ・Ｐｉｔｃｈｙ／β）＋ＯＣ・ＳＩＮθｙ （８）
Ｓｚｃ＝Ｓｚｉ−√（（Ｒｃ・（２Ｓｘｉ＋Δ）2 ／４Δ2 ）−（Ｓｘｉ−Ｓｘ
ｃ）2 −（Ｓｙｉ−Ｓｙｃ）2 ） （９）
と設定される（＃２０６）。但し、Δは
Δ＝｜Ｘｐ１−Ｘｐ２｜・Ｐｉｔｃｈｘ／β
と表される。
【００３５】ここで、眼球の回転角の算出回数が所定回
数、例えば３回以下であれば（＃２０７）、最新の角膜
の曲率中心座標（Ｓｘｃ，Ｓｙｃ，Ｓｚｃ）を用いて、
再度眼球の回転角算出ルーチンに入る（＃２０４〜＃２
０６）。眼球の回転角の算出回数が所定回数に達すると
（＃２０７）、眼球の回転角及び角膜の曲率中心の位置
が収束し、眼球の回転角算出ルーチンから抜け出して、
観察者が観察しているファインダー内の位置（視線の位
置）が以下のように算出される。
数、例えば３回以下であれば（＃２０７）、最新の角膜
の曲率中心座標（Ｓｘｃ，Ｓｙｃ，Ｓｚｃ）を用いて、
再度眼球の回転角算出ルーチンに入る（＃２０４〜＃２
０６）。眼球の回転角の算出回数が所定回数に達すると
（＃２０７）、眼球の回転角及び角膜の曲率中心の位置
が収束し、眼球の回転角算出ルーチンから抜け出して、
観察者が観察しているファインダー内の位置（視線の位
置）が以下のように算出される。
【００３６】一眼レフカメラのファインダーの場合、観
察面であるところのピント板上の観察位置の座標を
（Ｘ，Ｙ）とおくと、 Ｘ＝Ｍ・（Ａｘ・θｘ＋Ｂｘ） Ｙ＝Ｍ・（Ａｙ・θｙ＋Ｂｙ） と表される。ここで、Ｍは眼球の回転角をファインダー
内ピント板上の座標に変換する際の係数、Ａｘ，Ｂｘ，
Ａｙ，Ｂｙは眼球の回転角をファインダー内ピント板上
の座標に変換する際、観察者固有の特性を補正するため
の補正係数である。
察面であるところのピント板上の観察位置の座標を
（Ｘ，Ｙ）とおくと、 Ｘ＝Ｍ・（Ａｘ・θｘ＋Ｂｘ） Ｙ＝Ｍ・（Ａｙ・θｙ＋Ｂｙ） と表される。ここで、Ｍは眼球の回転角をファインダー
内ピント板上の座標に変換する際の係数、Ａｘ，Ｂｘ，
Ａｙ，Ｂｙは眼球の回転角をファインダー内ピント板上
の座標に変換する際、観察者固有の特性を補正するため
の補正係数である。
【００３７】さらに、ＣＰＵ１００は算出された観察者
の観察位置に近い焦点検出領域にて撮影レンズ１の焦点
検出を行なうべく、自動焦点検出回路１０３に焦点検出
開始信号を送出する。自動焦点検出回路１０３は焦点検
出装置６から得られた所定の焦点検出領域の被写体信号
をＣＰＵ１００に送出する。
の観察位置に近い焦点検出領域にて撮影レンズ１の焦点
検出を行なうべく、自動焦点検出回路１０３に焦点検出
開始信号を送出する。自動焦点検出回路１０３は焦点検
出装置６から得られた所定の焦点検出領域の被写体信号
をＣＰＵ１００に送出する。
【００３８】ＣＰＵ１００は観察者のファインダー内観
察位置に近い焦点検出領域の焦点調節状態を算出し、撮
影レンズ１を合焦させるための焦点調節量及び方向を焦
点調節回路１０６に送出する。焦点調節回路１０６は撮
影レンズ駆動用モータに駆動信号を送信し撮影レンズ１
を合焦位置まで駆動させる。
察位置に近い焦点検出領域の焦点調節状態を算出し、撮
影レンズ１を合焦させるための焦点調節量及び方向を焦
点調節回路１０６に送出する。焦点調節回路１０６は撮
影レンズ駆動用モータに駆動信号を送信し撮影レンズ１
を合焦位置まで駆動させる。
【００３９】ＣＰＵ１００は撮影レンズ１が合焦したこ
とを判定すると、表示回路１０５に合焦表示信号を送信
し合焦表示を実行させる。合焦表示は、所定のスーパー
インポーズ用ＬＥＤ２０を点灯することによって行なわ
れる。観察者が自分が注視した被写体に撮影レンズが合
焦したことを認識し、撮影を行なうために不図示のレリ
ーズスイッチの後段を押しこむと、信号入力回路１０４
はレリーズ信号をＣＰＵ１００に送信する。
とを判定すると、表示回路１０５に合焦表示信号を送信
し合焦表示を実行させる。合焦表示は、所定のスーパー
インポーズ用ＬＥＤ２０を点灯することによって行なわ
れる。観察者が自分が注視した被写体に撮影レンズが合
焦したことを認識し、撮影を行なうために不図示のレリ
ーズスイッチの後段を押しこむと、信号入力回路１０４
はレリーズ信号をＣＰＵ１００に送信する。
【００４０】ＣＰＵ１００は測光回路１０２より測光情
報を引き出し露出値を決定する。ＣＰＵ１００は絞り駆
動回路１０７に決定された絞り値を送出すると同時に、
シャッター制御回路１０８にシャッタースピード情報を
送出する。
報を引き出し露出値を決定する。ＣＰＵ１００は絞り駆
動回路１０７に決定された絞り値を送出すると同時に、
シャッター制御回路１０８にシャッタースピード情報を
送出する。
【００４１】主ミラー２及びサブミラーが撮影光路外に
退避されると、シャッター４が開いてフィルム５が露光
される。シャッター４が閉じてフィルム５ヘの露光が終
わると、ＣＰＵ１００はモーター制御回路１０９にフィ
ルム巻き上げ信号を送信し、フィルム５の巻き上げを行
なう。
退避されると、シャッター４が開いてフィルム５が露光
される。シャッター４が閉じてフィルム５ヘの露光が終
わると、ＣＰＵ１００はモーター制御回路１０９にフィ
ルム巻き上げ信号を送信し、フィルム５の巻き上げを行
なう。
【００４２】図５は本発明の第２の実施例で、眼球の回
転角算出フローである。
転角算出フローである。
【００４３】本実施例で説明に用いるカメラは図６と同
等で、また該カメラに具備された電気回路は図３と同等
である。
等で、また該カメラに具備された電気回路は図３と同等
である。
【００４４】カメラのファインダーを覗く観察者が、撮
影しようとする被写体を見ながら不図示のレリーズスイ
ッチの前段を押すと、信号入力回路１０４はその操作を
検知しＣＰＵ１００にその入力信号を送信する。レリー
ズスイッチの前段操作が行なわれたのを検知したＣＰＵ
１００は、視線検出回路１０１に視線検出の実行を命令
する。
影しようとする被写体を見ながら不図示のレリーズスイ
ッチの前段を押すと、信号入力回路１０４はその操作を
検知しＣＰＵ１００にその入力信号を送信する。レリー
ズスイッチの前段操作が行なわれたのを検知したＣＰＵ
１００は、視線検出回路１０１に視線検出の実行を命令
する。
【００４５】視線検出回路１０１はＩＲＥＤ１３ａ、１
３ｂを点灯し観察者の眼球を照明する。またＩＲＥＤ１
３ａ、１３ｂの点灯時間と同期してＣＣＤ１４では眼球
像の画像蓄積が実行される。観察者眼１５がＩＲＥＤ１
３ａ、１３ｂにて照明されると、一部の赤外光は角膜１
６の表面で反射し接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１
０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光
面上に結像する。角膜反射像１９は角膜１６での反射に
よって生じたＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像である。
３ｂを点灯し観察者の眼球を照明する。またＩＲＥＤ１
３ａ、１３ｂの点灯時間と同期してＣＣＤ１４では眼球
像の画像蓄積が実行される。観察者眼１５がＩＲＥＤ１
３ａ、１３ｂにて照明されると、一部の赤外光は角膜１
６の表面で反射し接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１
０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光
面上に結像する。角膜反射像１９は角膜１６での反射に
よって生じたＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像である。
【００４６】一方角膜１６を透過した赤外光は虹彩１７
で反射し、同様に接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１
０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光
面上に結像する。また瞳孔を通過した赤外光は網膜まで
到達するが、網膜での反射は少ないため瞳孔を通過した
赤外光はＣＣＤ１４にはほとんど戻ってこない。
で反射し、同様に接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１
０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光
面上に結像する。また瞳孔を通過した赤外光は網膜まで
到達するが、網膜での反射は少ないため瞳孔を通過した
赤外光はＣＣＤ１４にはほとんど戻ってこない。
【００４７】ところで視線検出光学系の集光レンズ１２
は、観察者眼１５が接眼レンズ１１から所定の位置（一
般にはファインダー光学系の瞳位置）にあるときに該観
察者眼１５の虹彩１７とＣＣＤ１４の受光面とが共役と
なるように設計される。
は、観察者眼１５が接眼レンズ１１から所定の位置（一
般にはファインダー光学系の瞳位置）にあるときに該観
察者眼１５の虹彩１７とＣＣＤ１４の受光面とが共役と
なるように設計される。
【００４８】またカメラのファインダーを覗く観察者眼
１５は接眼レンズ１１に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に自由に
動くことが可能である。
１５は接眼レンズ１１に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に自由に
動くことが可能である。
【００４９】ＣＣＤ１４において所定の眼球像の蓄積が
終了すると、視線検出回路１０１はＣＣＤ１４の像信号
を増幅してＣＰＵ１００に送信する。
終了すると、視線検出回路１０１はＣＣＤ１４の像信号
を増幅してＣＰＵ１００に送信する。
【００５０】ＣＰＵ１００において、眼球像信号はＡ／
Ｄ変換された後所定のアルゴリズムに従い眼球の特徴抽
出、すなわち角膜反射像と瞳孔と虹彩の境界画素の検出
が実行される（＃２１１）。ＣＰＵ１００は複数の角膜
反射像の候補から正しい角膜反射像の組を抽出し、さら
には多数の瞳孔のエッジ情報から瞳孔の中心を算出する
（＃２１２）。
Ｄ変換された後所定のアルゴリズムに従い眼球の特徴抽
出、すなわち角膜反射像と瞳孔と虹彩の境界画素の検出
が実行される（＃２１１）。ＣＰＵ１００は複数の角膜
反射像の候補から正しい角膜反射像の組を抽出し、さら
には多数の瞳孔のエッジ情報から瞳孔の中心を算出する
（＃２１２）。
【００５１】眼球の回転角の計算を開始する際、観察者
眼の曲率中心ｏの座標は不明であるため、初期値を与え
る必要がある。初期値は、観察者眼の角膜の曲率中心が
視線検出光学系の光軸上にあると想定して、 Ｓｘｃ＝０ Ｓｙｃ＝０ Ｓｚｃ＝Ｓｚｅ＋Ｒｃ と与えられる（＃２１３）。但し、Ｒｃは角膜の曲率半
径で、また観察者眼の角膜の頂点と視線検出光学系の基
準位置Ｆとのｚ方向の距離Ｓｚｅは、１組の角膜反射像
Ｐ１、Ｐ２の間隔の関数として算出される。
眼の曲率中心ｏの座標は不明であるため、初期値を与え
る必要がある。初期値は、観察者眼の角膜の曲率中心が
視線検出光学系の光軸上にあると想定して、 Ｓｘｃ＝０ Ｓｙｃ＝０ Ｓｚｃ＝Ｓｚｅ＋Ｒｃ と与えられる（＃２１３）。但し、Ｒｃは角膜の曲率半
径で、また観察者眼の角膜の頂点と視線検出光学系の基
準位置Ｆとのｚ方向の距離Ｓｚｅは、１組の角膜反射像
Ｐ１、Ｐ２の間隔の関数として算出される。
【００５２】観察者眼の角膜の曲率中心の位置が設定さ
れると、角膜反射像の中点の位置の補正量δｘ，δｙは
前記（５）（６）式を用いて算出される（＃２１４）。
れると、角膜反射像の中点の位置の補正量δｘ，δｙは
前記（５）（６）式を用いて算出される（＃２１４）。
【００５３】さらに、シフト補正量δｘ，δｙが算出さ
れると、前記（１），（２）式に基づいて眼球の回転角
θｘ，θｙが算出される（＃２１５）。また観察者の眼
球の回転角θｘ，θｙが算出されると、観察者眼の角膜
１６の曲率中心の座標（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）が上
記（７）、（８）、（９）式によって求められる（＃２
１６）。
れると、前記（１），（２）式に基づいて眼球の回転角
θｘ，θｙが算出される（＃２１５）。また観察者の眼
球の回転角θｘ，θｙが算出されると、観察者眼の角膜
１６の曲率中心の座標（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）が上
記（７）、（８）、（９）式によって求められる（＃２
１６）。
【００５４】角膜の曲率中心の座標は、初期設定におい
て視線検出光学系の光軸上にあるように設定しているた
め、算出した角膜の曲率中心の座標のｘ成分Ｓｘｃ、ｙ
成分Ｓｙｃが所定の値、例えば０．５ｍｍより小さい場
合は、眼球の回転角算出回数が所定回数以下であっても
角膜の曲率中心の座標は収束していると判定する。
て視線検出光学系の光軸上にあるように設定しているた
め、算出した角膜の曲率中心の座標のｘ成分Ｓｘｃ、ｙ
成分Ｓｙｃが所定の値、例えば０．５ｍｍより小さい場
合は、眼球の回転角算出回数が所定回数以下であっても
角膜の曲率中心の座標は収束していると判定する。
【００５５】角膜の曲率中心の座標が収束していると、
眼球の回転角の値も収束しているとみなされるため、眼
球の回転角算出ルーチンから抜け出して（＃２１７）、
観察者が観察しているファインダー内の位置（視線の位
置）が前記（１１）、（１２）式に基づいて算出され
る。
眼球の回転角の値も収束しているとみなされるため、眼
球の回転角算出ルーチンから抜け出して（＃２１７）、
観察者が観察しているファインダー内の位置（視線の位
置）が前記（１１）、（１２）式に基づいて算出され
る。
【００５６】一方、＃２１６にて算出された角膜の曲率
中心の座標が所定の値以上の場合は、その値によって角
膜の曲率中心の座標の収束の度合は判定できない（＃２
１７）。
中心の座標が所定の値以上の場合は、その値によって角
膜の曲率中心の座標の収束の度合は判定できない（＃２
１７）。
【００５７】この時眼球の回転角の算出回数が所定回数
（例えば３回）以下であれば（＃２１８）、最新の角膜
の曲率中心座標（Ｓｘｃ，Ｓｙｃ，Ｓｚｃ）を用いて、
再度眼球の回転角算出ルーチンに入る（＃２１４〜＃２
１６）。
（例えば３回）以下であれば（＃２１８）、最新の角膜
の曲率中心座標（Ｓｘｃ，Ｓｙｃ，Ｓｚｃ）を用いて、
再度眼球の回転角算出ルーチンに入る（＃２１４〜＃２
１６）。
【００５８】また角膜の曲率中心の座標が所定の値以上
で、眼球の回転角の算出回数が所定回数に達すると（＃
２１８）、眼球の回転角及び角膜の曲率中心の位置の値
が収束していると判定され、眼球の回転角算出ルーチン
から抜け出して、観察者が観察しているファインダー内
の位置（視線の位置）が算出される。
で、眼球の回転角の算出回数が所定回数に達すると（＃
２１８）、眼球の回転角及び角膜の曲率中心の位置の値
が収束していると判定され、眼球の回転角算出ルーチン
から抜け出して、観察者が観察しているファインダー内
の位置（視線の位置）が算出される。
【００５９】さらに、ＣＰＵ１００は算出された観察者
の観察位置に近い焦点検出領域にて撮影レンズ１の焦点
検出を行なうべく、自動焦点検出回路１０３に焦点検出
開始信号を送出する。
の観察位置に近い焦点検出領域にて撮影レンズ１の焦点
検出を行なうべく、自動焦点検出回路１０３に焦点検出
開始信号を送出する。
【００６０】自動焦点検出回路１０３は焦点検出装置６
から得られた所定の焦点検出領域の被写体信号をＣＰＵ
１００に送出する。ＣＰＵ１００は観察者のファインダ
ー内観察位置に近い焦点検出領域の焦点調節状態を算出
し、撮影レンズ１を合焦させるための焦点調節量及び方
向を焦点調節回路１０６に送出する。焦点調節回路１０
６は撮影レンズ駆動用モータに駆動信号を送信し撮影レ
ンズ１を合焦位置まで駆動させる。
から得られた所定の焦点検出領域の被写体信号をＣＰＵ
１００に送出する。ＣＰＵ１００は観察者のファインダ
ー内観察位置に近い焦点検出領域の焦点調節状態を算出
し、撮影レンズ１を合焦させるための焦点調節量及び方
向を焦点調節回路１０６に送出する。焦点調節回路１０
６は撮影レンズ駆動用モータに駆動信号を送信し撮影レ
ンズ１を合焦位置まで駆動させる。
【００６１】ＣＰＵ１００は撮影レンズ１が合焦したこ
とを判定すると、表示回路１０５に合焦表示信号を送信
し合焦表示を実行させる。合焦表示は、所定のスーバー
インポーズ用ＬＥＤ２０を点灯することによって行なわ
れる。
とを判定すると、表示回路１０５に合焦表示信号を送信
し合焦表示を実行させる。合焦表示は、所定のスーバー
インポーズ用ＬＥＤ２０を点灯することによって行なわ
れる。
【００６２】観察者が自分が注視した被写体に撮影レン
ズが合焦したことを認識し、撮影を行なうために不図示
のレリーズスイッチの後段を押しこむと、信号入力回路
１０４はレリーズ信号をＣＰＵ１００に送信する。ＣＰ
Ｕ１００は測光回路１０２より測光情報を引き出し露出
値を決定する。ＣＰＵ１００は絞り駆動回路１０７に決
定された絞り値を送出すると同時に、シャッター制御回
路回路１０８にシャッタースピード情報を送出する。主
ミラー２及びサブミラーが撮影光路外に退避されると、
シャッター４が開いてフィルム５が露光される。
ズが合焦したことを認識し、撮影を行なうために不図示
のレリーズスイッチの後段を押しこむと、信号入力回路
１０４はレリーズ信号をＣＰＵ１００に送信する。ＣＰ
Ｕ１００は測光回路１０２より測光情報を引き出し露出
値を決定する。ＣＰＵ１００は絞り駆動回路１０７に決
定された絞り値を送出すると同時に、シャッター制御回
路回路１０８にシャッタースピード情報を送出する。主
ミラー２及びサブミラーが撮影光路外に退避されると、
シャッター４が開いてフィルム５が露光される。
【００６３】シャッター４が閉じてフィルム５への露光
が終わると、ＣＰＵ１００はモーター制御回路１０９に
フィルム巻き上げ信号を送信し、フィルム５の巻き上げ
を行なう。
が終わると、ＣＰＵ１００はモーター制御回路１０９に
フィルム巻き上げ信号を送信し、フィルム５の巻き上げ
を行なう。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、眼球回
転角の演算を複数繰り返すものであって、１回目の眼球
回転角の演算は、眼球画像から検出された１組の角膜反
射像の位置情報に基づいて設定された角膜の曲率中心の
位置情報を用いて眼球回転角を演算し、前記眼球回転角
演算手段による２回目以降の眼球回転角の演算は前回の
眼球回転角の演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位
置情報を用いて眼球の回転角を演算することによって、
適切な角膜の曲率中心の位置情報を得ることができ、正
確な視線検出動作が可能になる。
転角の演算を複数繰り返すものであって、１回目の眼球
回転角の演算は、眼球画像から検出された１組の角膜反
射像の位置情報に基づいて設定された角膜の曲率中心の
位置情報を用いて眼球回転角を演算し、前記眼球回転角
演算手段による２回目以降の眼球回転角の演算は前回の
眼球回転角の演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位
置情報を用いて眼球の回転角を演算することによって、
適切な角膜の曲率中心の位置情報を得ることができ、正
確な視線検出動作が可能になる。
【００６５】また、眼球画像から検出された１組の角膜
反射像の位置情報に基づいて角膜の曲率中心の位置情報
における初期値を設定し、眼球回転角演算に用いた角膜
の曲率中心の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆算
した角膜の曲率中心の位置情報とを比較し、眼球回転角
演算に用いた角膜の曲率中心の位置と情報と、眼球回転
角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との
差が所定値を超える場合には、眼球回転角演算結果から
逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球
回転角演算を繰り返すことで、適切な角膜の曲率中心の
位置情報を得ることができ、正確な視線検出動作が可能
になる。
反射像の位置情報に基づいて角膜の曲率中心の位置情報
における初期値を設定し、眼球回転角演算に用いた角膜
の曲率中心の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆算
した角膜の曲率中心の位置情報とを比較し、眼球回転角
演算に用いた角膜の曲率中心の位置と情報と、眼球回転
角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との
差が所定値を超える場合には、眼球回転角演算結果から
逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球
回転角演算を繰り返すことで、適切な角膜の曲率中心の
位置情報を得ることができ、正確な視線検出動作が可能
になる。
【図１】本発明による視線検出装置の第１実施例を示す
視線検出光学系の上面展開図（ａ）、および側面展開図
（ｂ）。
視線検出光学系の上面展開図（ａ）、および側面展開図
（ｂ）。
【図２】図１に対応した寸法説明図。
【図３】第１実施例の電気回路を示す図。
【図４】第１実施例の眼球の回転角算出動作のフローチ
ャート。
ャート。
【図５】第２実施例の眼球の回転角算出動作のフローチ
ャート。
ャート。
【図６】従来の視線検出装置を装備したカメラの概略
図。
図。
【図７】視線検出装置のＣＣＤラインセンサの強度出力
図。
図。
１：撮影レンズ １０１：視
線検出回路 ２：主ミラー １０２：測
光回路 ３：サブミラー １０３：自
動焦点検出回路 ４：シャッター １０４：信
号入力回路 ５：フィルム １０５：表
示回路 ６：焦点検出装置 １０６：焦
点調節回路 ７：ピント板 １０７：絞
り駆動回路 ８：ンタダハプリズム １０８：シャ
ッター制御回路 ９：光分割器 １０９：モ
ーター制御回路 １０：絞り １１：接眼レンズ １２：集光レンズ １３：赤外発光ダイオード １４：ＣＣＤ １５：眼球 １６：角膜 １７：虹彩 １８：瞳孔 １９：角膜反射像 ２０：ＬＥＤ ２１：投光用プリズム ２２：撮影レンズ内絞り ２３：絞り駆動装置 １００：ＣＰＵ
線検出回路 ２：主ミラー １０２：測
光回路 ３：サブミラー １０３：自
動焦点検出回路 ４：シャッター １０４：信
号入力回路 ５：フィルム １０５：表
示回路 ６：焦点検出装置 １０６：焦
点調節回路 ７：ピント板 １０７：絞
り駆動回路 ８：ンタダハプリズム １０８：シャ
ッター制御回路 ９：光分割器 １０９：モ
ーター制御回路 １０：絞り １１：接眼レンズ １２：集光レンズ １３：赤外発光ダイオード １４：ＣＣＤ １５：眼球 １６：角膜 １７：虹彩 １８：瞳孔 １９：角膜反射像 ２０：ＬＥＤ ２１：投光用プリズム ２２：撮影レンズ内絞り ２３：絞り駆動装置 １００：ＣＰＵ
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(56)参考文献 特開 平６−94977（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−242630（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−264633（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−274736（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 3/113
G02B 7/28
Claims (4)
- 【請求項１】 イメージセンサーで撮影した眼球画像か
ら眼球の回転角を演算する眼球回転角演算手段を備えた
視線検出装置において、 前記眼球回転角演算手段による眼球回転角の演算を複数
回繰り返すように制御する制御手段を有し、前記眼球回
転角演算手段による１回目の眼球回転角の演算は、前記
眼球画像から検出された１組の角膜反射像の位置情報に
基づいて設定された角膜の曲率中心の位置情報を用いて
眼球回転角を演算し、前記眼球回転角演算手段による２
回目以降の眼球回転角の演算は前回の眼球回転角の演算
結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて眼
球の回転角を演算するように制御されることを特徴とす
る視線検出装置。 - 【請求項２】 イメージセンサーで撮像した眼球画像か
ら眼球の回転角を演算する眼球回転角演算手段を備えた
視線検出装置において、 眼球回転角演算に用いた角膜の曲率中心の位置情報と、
眼球回転角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置
情報とを比較する比較手段と、 眼球回転角演算に用いた角膜の曲率中心の位置情報と、
眼球回転角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置
情報との差が所定値を超える場合には、眼球回転角演算
結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて再
度、眼球回転角演算を繰り返すように制御する制御手段
とを有し、前記角膜の曲率中心の位置情報の初期値とし
て、前記眼球画像から検出された１組の角膜反射像の位
置情報に基づく値を設定することを特徴とする視線検出
装置。 - 【請求項３】 イメージセンサーで撮像した眼球画像か
ら眼球の回転角を演算して視線を求める視線検出方法に
おいて、 前記視線検出方法は、眼球回転角の演算を複数繰り返し
た結果得られる眼球回転角から視線を検出するものであ
って、１回目の眼球回転角の演算は、前記眼球画像から
検出された１組の角膜反射像の位置情報に基づいて設定
された角膜の曲率中心の位置情報を用いて眼球回転角を
演算して、２回目以降の眼球回転角の演算は前回の眼球
回転角の演算結果から角膜の曲率中心の位置情報を算出
し、算出した角膜の曲率中心の位置情報を用いて眼球の
回転角を演算することを特徴とする視線検出方法。 - 【請求項４】 イメージセンサーで撮像した眼球画像か
ら眼球の回転角を演算して視線を求める視線検出方法に
おいて、 前記検出方法は、前記眼球画像から検出された１組の角
膜反射像の位置情報に基づいて角膜の曲率中心の位置情
報における初期値を設定し、眼球回転角演算に用いた角
膜の曲率中心の位置情報と、眼球回転角演算結果から逆
算した角膜の曲率中心の位置情報とを比較し、眼球回転
角演算に用いた角膜の曲率中心の位置情報と、眼球回転
角演算結果から逆算した角膜の曲率中心の位置情報との
差が所定値を超える場合には、眼球回転角演算結果から
逆算した角膜の曲率中心の位置情報を用いて再度、眼球
回転角演算を繰り返すことを特徴とする視線検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29172692A JP3363492B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 視線検出装置および視線検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29172692A JP3363492B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 視線検出装置および視線検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138371A JPH06138371A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3363492B2 true JP3363492B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17772604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29172692A Expired - Lifetime JP3363492B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 視線検出装置および視線検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363492B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0694978A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-08 | Nikon Corp | 視線検出装置 |
| JP5340693B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2013-11-13 | 株式会社ニデック | 眼科撮影装置 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP29172692A patent/JP3363492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06138371A (ja) | 1994-05-20 |
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