JPH02206425A - 視線検出装置 - Google Patents
視線検出装置Info
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- JPH02206425A JPH02206425A JP1028145A JP2814589A JPH02206425A JP H02206425 A JPH02206425 A JP H02206425A JP 1028145 A JP1028145 A JP 1028145A JP 2814589 A JP2814589 A JP 2814589A JP H02206425 A JPH02206425 A JP H02206425A
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Classifications
-
- 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)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は視線検出装置に関し、例えばカメラのような光
学装置において撮影系による被写体像が形成されている
観察面上の観察者（撮影者）が観察している注視点方向
の軸、所謂視線（視軸）を観察者の眼球面上に投影した
パターンを利用して検出するようにした視線検出装置に
関するものである。
学装置において撮影系による被写体像が形成されている
観察面上の観察者（撮影者）が観察している注視点方向
の軸、所謂視線（視軸）を観察者の眼球面上に投影した
パターンを利用して検出するようにした視線検出装置に
関するものである。
（従来の技術）
従来より観察者が観察面上のどの方向を観察しているか
を検出する所謂視線（視軸）を検出する装置が種々と提
案されている。
を検出する所謂視線（視軸）を検出する装置が種々と提
案されている。
例えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ ０ｐｔｉｃａｌＳｏ
ｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｗｅ ｒ ｉ ｃ
ａｖｏｌ、６３．Ｎｏ、８．９２１頁以下（以下「公知
例１」という、）や特開昭６１−１７２５５２号公報に
おいては、光源からの光束を被検眼の前眼部へ投射し、
角膜あるいは水晶体からの反射体に基づく反射像である
プルキンエ僧の結像状態を利用して視軸（注視点）を求
めている。
ｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｗｅ ｒ ｉ ｃ
ａｖｏｌ、６３．Ｎｏ、８．９２１頁以下（以下「公知
例１」という、）や特開昭６１−１７２５５２号公報に
おいては、光源からの光束を被検眼の前眼部へ投射し、
角膜あるいは水晶体からの反射体に基づく反射像である
プルキンエ僧の結像状態を利用して視軸（注視点）を求
めている。
観察者の被検眼の視線の方向（注視点）を検出すること
により、例えば−眼レフカメラにおいては撮影者がピン
ト面上のどの位置を観察しているかを知ることができる
。
により、例えば−眼レフカメラにおいては撮影者がピン
ト面上のどの位置を観察しているかを知ることができる
。
これは例えば自動焦点検出装置において測距点を画面中
心のみならず画面内の複数箇所に設けた場合、観察者が
そのうちの１つの測距点を選択して自動焦点検出を行う
とする場合その１つを選択入力する手間を省き観察者が
観察している点を測距点と見なし、該測距点を自動的に
選択して自動焦点検出を行うのに有効である。
心のみならず画面内の複数箇所に設けた場合、観察者が
そのうちの１つの測距点を選択して自動焦点検出を行う
とする場合その１つを選択入力する手間を省き観察者が
観察している点を測距点と見なし、該測距点を自動的に
選択して自動焦点検出を行うのに有効である。
この他側光において画面内のどの領域を重点的に測光す
るかを観察者が観察しているピント面上の領域、所謂注
視点を検出して、該領域を重点的に測光するスポット測
光や部分測光等の評価測光を行う場合に有効である。
るかを観察者が観察しているピント面上の領域、所謂注
視点を検出して、該領域を重点的に測光するスポット測
光や部分測光等の評価測光を行う場合に有効である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら公知例１の装置は眼球の角膜と強膜を照明
する照明手段と強膜と虹彩の境目から反射されてくる光
束を受光する受光手段とから構成される視線検出手段と
被検者の眼球との相対的位置関係を一定にしなければ視
線を精度良く求めることができない、又視線検出手段と
眼球との関係を予め設定した状態にしなければならない
為、操作性が悪＜、シかも眼球の光軸の傾きしか求めら
れないという問題点があった。
する照明手段と強膜と虹彩の境目から反射されてくる光
束を受光する受光手段とから構成される視線検出手段と
被検者の眼球との相対的位置関係を一定にしなければ視
線を精度良く求めることができない、又視線検出手段と
眼球との関係を予め設定した状態にしなければならない
為、操作性が悪＜、シかも眼球の光軸の傾きしか求めら
れないという問題点があった。
又特開昭６１−１７２５５２号公報は装置と眼球との関
係は任意で眼球の光軸が求められる。しかしながら瞳孔
部領域からの反射率と虹彩部領域からの反射率との差が
小さい為、瞳孔中心の検出が難しく、視軸の検出精度が
低下すること、又視線の角度の大きさによっては瞳孔と
虹彩の境界近傍に角膜からの反射光が発生して瞳孔中心
が検出できなく視線の検出精度が低下してくるという問
題点があった。
係は任意で眼球の光軸が求められる。しかしながら瞳孔
部領域からの反射率と虹彩部領域からの反射率との差が
小さい為、瞳孔中心の検出が難しく、視軸の検出精度が
低下すること、又視線の角度の大きさによっては瞳孔と
虹彩の境界近傍に角膜からの反射光が発生して瞳孔中心
が検出できなく視線の検出精度が低下してくるという問
題点があった。
本発明は観察者が観察面上のどの位置を観察しているか
、即ち観察者の視線を検出手段と観察者の眼球との相対
的位置関係にとられれず、装置全体の複雑化を防止しつ
つ常に高精度に検出することのできる視線検出装置の捷
供を目的とする。
、即ち観察者の視線を検出手段と観察者の眼球との相対
的位置関係にとられれず、装置全体の複雑化を防止しつ
つ常に高精度に検出することのできる視線検出装置の捷
供を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明は投影手段により所定のパターンを被検者の眼球
上の所定位置に投影し、該眼球上に投影されたパターン
像を受光手段により受光面上に再結像させ演算処理手段
により該パターンと該受光面上に形成した再結像パター
ン像とを比較して、該眼球上に投影されているパターン
像のうち該眼球の角膜上の該受光手段に最も近い点の座
標と該角膜と該眼球の強膜との境界点との座標を求める
ことにより、該被検者の視線を検出したことを特徴とし
ている。
上の所定位置に投影し、該眼球上に投影されたパターン
像を受光手段により受光面上に再結像させ演算処理手段
により該パターンと該受光面上に形成した再結像パター
ン像とを比較して、該眼球上に投影されているパターン
像のうち該眼球の角膜上の該受光手段に最も近い点の座
標と該角膜と該眼球の強膜との境界点との座標を求める
ことにより、該被検者の視線を検出したことを特徴とし
ている。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例の要部模式図である０図中ｌ
ｏｔは被検者の眼球、ｌは被検者の眼球の角膜、２は同
じく強膜である。８は光源であり被検者の眼に不感であ
る赤外光を放射している。７は投光レンズであり、光源
８からの赤外光を拡散板６面上に投光している。５はマ
スクであり所定形状の例えば矩形状のパターンが形成さ
れており拡散板６からの拡散光により照明されている。
ｏｔは被検者の眼球、ｌは被検者の眼球の角膜、２は同
じく強膜である。８は光源であり被検者の眼に不感であ
る赤外光を放射している。７は投光レンズであり、光源
８からの赤外光を拡散板６面上に投光している。５はマ
スクであり所定形状の例えば矩形状のパターンが形成さ
れており拡散板６からの拡散光により照明されている。
３は投影レンズであｔマスク５面上のパターンを眼球上
の角１１Ｑ１面上に投影している１本実施例では眼球の
角１１Ｑ＋とマスク５とは投影レンズ３により共役関係
となるように設定されている。９は受光レンズである。
の角１１Ｑ１面上に投影している１本実施例では眼球の
角１１Ｑ＋とマスク５とは投影レンズ３により共役関係
となるように設定されている。９は受光レンズである。
一般に眼球の角ｗＡ１及び強Ｍ４２の上皮は涙液によっ
ておおわれている為、眼球の角１１Ｑｌ及び強膜２上に
投影されたマスク５のパターン像１２の一部は各校の表
面で散乱反射する。受光レンズ９はこれらの散乱光によ
りエリアセンサ１０面上に眼球上のパターン像１２の再
結像パターン像１３を形成している。
ておおわれている為、眼球の角１１Ｑｌ及び強膜２上に
投影されたマスク５のパターン像１２の一部は各校の表
面で散乱反射する。受光レンズ９はこれらの散乱光によ
りエリアセンサ１０面上に眼球上のパターン像１２の再
結像パターン像１３を形成している。
１１は演算処理手段であり、エリアセンサ１０からの再
結像パターン像１３に基づく出力信号を用いて後述する
ような方法により被検者の視線を求めている。
結像パターン像１３に基づく出力信号を用いて後述する
ような方法により被検者の視線を求めている。
本実施例において投影レンズ３、マスク５、拡散板６、
投光レンズ７、光源８等は投影手段の一要素を構成して
いる。又受光レンズ９、エリアセンサｌＯ等は受光手段
の一要素を構成している。
投光レンズ７、光源８等は投影手段の一要素を構成して
いる。又受光レンズ９、エリアセンサｌＯ等は受光手段
の一要素を構成している。
尚、図中アは受光手段の光軸でＸ軸と一致しており、眼
球上のパターン像１２は受光手段の光軸ア外に位置する
ように設定されている。イは投影手段の光軸、つは眼球
の光軸である。
球上のパターン像１２は受光手段の光軸ア外に位置する
ように設定されている。イは投影手段の光軸、つは眼球
の光軸である。
第２図は第１図の眼球ｌｏｔの正面概略図である０図中
１２は眼球上に形成されたマスク５のパターン像である
。
１２は眼球上に形成されたマスク５のパターン像である
。
本実施例においては線状のパターンの例を示している。
パターン像１２上の点ａ、点すは各々角ｌｌｌ１と強膜
２との境界点、点ｄはパターン像１２のうちの角膜ｌ上
の受光手段に最も近い点、即ち基阜点である。
２との境界点、点ｄはパターン像１２のうちの角膜ｌ上
の受光手段に最も近い点、即ち基阜点である。
第３図はエリアセンサｌＯより出力される、再結像パタ
ーン像１３の出力信号を示した模式図である。第２図の
各点ａ、ｂ、ｄに対応するエリアセンサ１０上のＺ座標
はＺａ、Ｚｂ、Ｚｄ１’、これらの座標は再結像パター
ン像１３の傾き（ΔＹ／ΔＺ）の変化を検出することに
より求めている。
ーン像１３の出力信号を示した模式図である。第２図の
各点ａ、ｂ、ｄに対応するエリアセンサ１０上のＺ座標
はＺａ、Ｚｂ、Ｚｄ１’、これらの座標は再結像パター
ン像１３の傾き（ΔＹ／ΔＺ）の変化を検出することに
より求めている。
第４図は本発明における視線検出方法の原理を示す説明
図である。
図である。
同図は第１図の上面図に相当し、便宜上投影手段は省略
している。
している。
図中Ｏは角Ｍｌの曲率中心、０′は眼球の回転中心、Ｃ
は角１ｌｉ１と強ｇ％２の境界点ａ、ｂの中点、θは受
光手段の光軸アに対する眼球の光軸つの回転角である。
は角１ｌｉ１と強ｇ％２の境界点ａ、ｂの中点、θは受
光手段の光軸アに対する眼球の光軸つの回転角である。
エリアセンサ１０上に結像した再結像パターン像１３よ
り眼球表面の各特異点ａ、ｂ、ｄのエリアセンサ１０上
での座４！ＡＺａ、Ｚｂ、Ｚｄを検出している。
り眼球表面の各特異点ａ、ｂ、ｄのエリアセンサ１０上
での座４！ＡＺａ、Ｚｂ、Ｚｄを検出している。
いま、点Ｃのエリアセンサ１０上での座標をＺｅ、受光
手段の結像倍率をβ、点０と点Ｃの距離をＯｃ（約４．
０ｍｍ１とすると回転角θはβ・０ｃ−ｓｉｎθ４Ｚｄ
−Ｚｃ Ｚ ａ＋Ｚｂ 〜Ｚｄ−□・ ・ ・ ・ （１） となる、但しＺ ｃ ４ （Ｚ ａ ＋ Ｚ ｂ ）
／ ２である。
手段の結像倍率をβ、点０と点Ｃの距離をＯｃ（約４．
０ｍｍ１とすると回転角θはβ・０ｃ−ｓｉｎθ４Ｚｄ
−Ｚｃ Ｚ ａ＋Ｚｂ 〜Ｚｄ−□・ ・ ・ ・ （１） となる、但しＺ ｃ ４ （Ｚ ａ ＋ Ｚ ｂ ）
／ ２である。
また、回転角θが算出されると強＠２の曲率中心０°の
受光手段の光軸アに対するシフト量Ｓは角膜ｌの曲率中
心Ｏと強Ｂ［２の曲率中心Ｏ′の距離を００゛ （約４
．５ｍｍ）とすると５４Ｚｄ／β−００’ｓｉｎθ・・
・ （２）と表わされる。
受光手段の光軸アに対するシフト量Ｓは角膜ｌの曲率中
心Ｏと強Ｂ［２の曲率中心Ｏ′の距離を００゛ （約４
．５ｍｍ）とすると５４Ｚｄ／β−００’ｓｉｎθ・・
・ （２）と表わされる。
受光手段を基準にした座標系に対する眼球の光軸つはこ
れらの回転角θ及びシフトＩｓにより判明する、また眼
球の視軸は一般に眼球の光軸つに対してて５°〜７°回
転しているためこの電を補正することにより視軸及び注
視点を検出している。
れらの回転角θ及びシフトＩｓにより判明する、また眼
球の視軸は一般に眼球の光軸つに対してて５°〜７°回
転しているためこの電を補正することにより視軸及び注
視点を検出している。
なお第４図において、眼球表面上の点ａ、ｂ及び点ｄの
Ｘ座標は一般の標準的な眼球では約４ｍｍズしているた
め、受光レンズ９によってエリアセンサ１０上に結像し
た各点のＺ座標Ｚａ、Ｚｂ、及びＺｄもズしてしまう、
このため、（１）式を実行する際にこの補正を行なえば
精度よく回転角θを求めることができる。
Ｘ座標は一般の標準的な眼球では約４ｍｍズしているた
め、受光レンズ９によってエリアセンサ１０上に結像し
た各点のＺ座標Ｚａ、Ｚｂ、及びＺｄもズしてしまう、
このため、（１）式を実行する際にこの補正を行なえば
精度よく回転角θを求めることができる。
第５図は第１図に示す本発明に係る視線検出装置を情報
入力手段として一眼レフレックスカメラに組み込んだ場
合の一実施例の配置図である。
入力手段として一眼レフレックスカメラに組み込んだ場
合の一実施例の配置図である。
本実施例においては、接眼レンズ２６の図中上方に視線
検出装置を配置している。
検出装置を配置している。
同図において４は被検者のアイポイント、２１は撮影レ
ンズ、２２は跳ね上げミラー、２３はピント板で撮影レ
ンズ２１による被写体像が形成されている。２４はコン
デンサーレンズ、２５はペンタダハプリズム、２６は接
眼レンズであり、可視光を透過し、赤外光を反射させる
ダイクロイック面２６ａを有している。
ンズ、２２は跳ね上げミラー、２３はピント板で撮影レ
ンズ２１による被写体像が形成されている。２４はコン
デンサーレンズ、２５はペンタダハプリズム、２６は接
眼レンズであり、可視光を透過し、赤外光を反射させる
ダイクロイック面２６ａを有している。
被検者（観察者）は撮影レンズ２１によりピント板２３
面上に形成した被写体像を接眼レンズ２６を介して観察
している。
面上に形成した被写体像を接眼レンズ２６を介して観察
している。
本実施例では視線検出時には光源８により発光した赤外
光は投光レンズ７により拡散板６上に投光される。拡散
板６からの散乱光によりマスク５面上のパターンを照明
している。マスク５面上のパターンに基づく赤外光は投
影レンズ３により収斂され、接眼レンズ２６のダイクロ
イックミラー部で反射してアイポイント４近傍に位置し
た眼球表面上に結像する。眼球表面上で散乱反射した赤
外光は、接眼レンズ２６に入射しダイクロイックミラ一
部２６ａで反射し、受光レンズ９を介してエリアセンサ
１０上に再結像する。演算処理回路１１により、マスク
５面上のパターンとエリアセンサ面ｌＯ上に結像した再
結像パターン像１３を比較することにより前述のように
して角膜と強膜の境界点及び受光手段に対する角膜の基
準点を検出する。さらに各特異点の座標より前期（１）
、（２）式に基づき眼球の光軸を算出し、さらに補正を
加＾て眼球の視軸あるいは注視点を求めている。
光は投光レンズ７により拡散板６上に投光される。拡散
板６からの散乱光によりマスク５面上のパターンを照明
している。マスク５面上のパターンに基づく赤外光は投
影レンズ３により収斂され、接眼レンズ２６のダイクロ
イックミラー部で反射してアイポイント４近傍に位置し
た眼球表面上に結像する。眼球表面上で散乱反射した赤
外光は、接眼レンズ２６に入射しダイクロイックミラ一
部２６ａで反射し、受光レンズ９を介してエリアセンサ
１０上に再結像する。演算処理回路１１により、マスク
５面上のパターンとエリアセンサ面ｌＯ上に結像した再
結像パターン像１３を比較することにより前述のように
して角膜と強膜の境界点及び受光手段に対する角膜の基
準点を検出する。さらに各特異点の座標より前期（１）
、（２）式に基づき眼球の光軸を算出し、さらに補正を
加＾て眼球の視軸あるいは注視点を求めている。
（発明の効果）
本発明によれば所定のパターンを被検者の眼球上に投影
し、該眼球からの散乱光に基づく光束を用いて受光面上
にパターン像を再結像させ、誠受光面上における再結像
パターン像を利用することにより、被検者がどの方向を
観察しているかの任、αの位置にある視線を容易に、し
かも高精度に検出することのできる視線検出装置を達成
することができる。
し、該眼球からの散乱光に基づく光束を用いて受光面上
にパターン像を再結像させ、誠受光面上における再結像
パターン像を利用することにより、被検者がどの方向を
観察しているかの任、αの位置にある視線を容易に、し
かも高精度に検出することのできる視線検出装置を達成
することができる。
第１図は本発明の一実施例の要部模式図、第２図は第１
図の眼球の正面概略図、第３図は第１図のエリアセンサ
からの出力信号の説明図、第４図は本発明における視線
検出方法の原理説明図、第５図は第１図の視線検出装置
を一眼レフカメラに適用したときの一実施例の要部概略
図である。 図中１０１は眼球、■は角膜、２は強膜、３は投影レン
ズ、５はマスク、６は拡散板、７は投光レンズ、８は光
源、９は受光レンズ、１０はエリアセンサ、１１は演算
処理手段、１２はパターン像、１３は再結像パターン像
、２１は撮影レンズ、２３はピント板、２４はコンデン
サーレンズ、２５はペンタダハプリズム、２６は接眼レ
ンズである。 第 図 第 図 第 図 第 図
図の眼球の正面概略図、第３図は第１図のエリアセンサ
からの出力信号の説明図、第４図は本発明における視線
検出方法の原理説明図、第５図は第１図の視線検出装置
を一眼レフカメラに適用したときの一実施例の要部概略
図である。 図中１０１は眼球、■は角膜、２は強膜、３は投影レン
ズ、５はマスク、６は拡散板、７は投光レンズ、８は光
源、９は受光レンズ、１０はエリアセンサ、１１は演算
処理手段、１２はパターン像、１３は再結像パターン像
、２１は撮影レンズ、２３はピント板、２４はコンデン
サーレンズ、２５はペンタダハプリズム、２６は接眼レ
ンズである。 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (2)
- （１）投影手段により所定のパターンを被検者の眼球上
の所定位置に投影し、該眼球上に投影されたパターン像
を受光手段により受光面上に再結像させ演算処理手段に
より該パターンと該受光面上に形成した再結像パターン
像とを比較して、該眼球上に投影されているパターン像
のうち該眼球の角膜上の該受光手段に最も近い点の座標
と該角膜と該眼球の強膜との境界点との座標を求めるこ
とにより、該被検者の視線を検出したことを特徴とする
視線検出装置。 - （２）前記眼球上に形成されるパターン像は前記受光手
段の光軸外に位置するように設定されていることを特徴
とする請求項１記載の視線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028145A JP2939982B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 視線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028145A JP2939982B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 視線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206425A true JPH02206425A (ja) | 1990-08-16 |
| JP2939982B2 JP2939982B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=12240595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1028145A Expired - Fee Related JP2939982B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 視線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939982B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5416317A (en) * | 1993-02-06 | 1995-05-16 | Nikon Corporation | Visual line detecting device |
| US5627621A (en) * | 1994-06-22 | 1997-05-06 | Olympus Optical Co., Ltd. | Camera |
| CN113784655A (zh) * | 2019-03-14 | 2021-12-10 | 梅德蒙特国际有限公司 | 眼科成像方法、装置以及系统 |
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-
1989
- 1989-02-07 JP JP1028145A patent/JP2939982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2939982B2 (ja) | 1999-08-25 |
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