JPH05344954A - 視線方向検出装置 - Google Patents
視線方向検出装置Info
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- JPH05344954A JPH05344954A JP4157990A JP15799092A JPH05344954A JP H05344954 A JPH05344954 A JP H05344954A JP 4157990 A JP4157990 A JP 4157990A JP 15799092 A JP15799092 A JP 15799092A JP H05344954 A JPH05344954 A JP H05344954A
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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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な光学系を必要とせず小型軽量に構成で
き、しかも高い検出精度を得られる視線方向検出装置を
提供する。 【構成】 光源装置21により眼球の中心部に向かって発
せられた、十分に細いＸ方向およびＹ方向のスリット状
の概平行光線Ｂを、眼球の角膜の表面で反射する。反射
光は光検出装置26のＸ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向用
ＰＳＤ26Y で受光し、眼球の中心部に対するＸ方向およ
びＹ方向の受光位置を検出する。視線が正面を向いてい
れば、反射光の受光位置は、ＰＳＤ26X およびＰＳＤ26
Y の各中心位置となる。これに対し、視線が右に角度θ
向いていると、反射光は左方向に反射角αで反射される
ため、受光位置はＸ方向用ＰＳＤ26X の左位置となる。
の受光位置を検出することにより反射角αが求められ、
反射角αから視線の方向θを求める。
き、しかも高い検出精度を得られる視線方向検出装置を
提供する。 【構成】 光源装置21により眼球の中心部に向かって発
せられた、十分に細いＸ方向およびＹ方向のスリット状
の概平行光線Ｂを、眼球の角膜の表面で反射する。反射
光は光検出装置26のＸ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向用
ＰＳＤ26Y で受光し、眼球の中心部に対するＸ方向およ
びＹ方向の受光位置を検出する。視線が正面を向いてい
れば、反射光の受光位置は、ＰＳＤ26X およびＰＳＤ26
Y の各中心位置となる。これに対し、視線が右に角度θ
向いていると、反射光は左方向に反射角αで反射される
ため、受光位置はＸ方向用ＰＳＤ26X の左位置となる。
の受光位置を検出することにより反射角αが求められ、
反射角αから視線の方向θを求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、視線の方向を検出する
視線方向検出装置に関する。
視線方向検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、生体の視線方向を検出し、その視
線方向に応じて各種の制御が行なわれるようになってき
ている。
線方向に応じて各種の制御が行なわれるようになってき
ている。
【０００３】たとえば、自動焦点カメラでは、ファイン
ダー内に複数の合焦ゾーンを設け、被写体のファインダ
ー内での被写体の位置に対応して、合焦ゾーンを選択す
ることにより、構図に制限を受けることなく、目的とす
る被写体に焦点を合わせて撮影できるようにしている。
このような場合、合焦ゾーンの選択切換に当たって、フ
ァイダー内における撮影者の視線方向を検出して、その
視線が向いた合焦ゾーンを選択すれば、手動による切換
操作を要することなく、撮影対象の被写体に対応した合
焦ゾーンを自動的に選択することができる。
ダー内に複数の合焦ゾーンを設け、被写体のファインダ
ー内での被写体の位置に対応して、合焦ゾーンを選択す
ることにより、構図に制限を受けることなく、目的とす
る被写体に焦点を合わせて撮影できるようにしている。
このような場合、合焦ゾーンの選択切換に当たって、フ
ァイダー内における撮影者の視線方向を検出して、その
視線が向いた合焦ゾーンを選択すれば、手動による切換
操作を要することなく、撮影対象の被写体に対応した合
焦ゾーンを自動的に選択することができる。
【０００４】このような用途に用いられる従来の視線方
向検出装置としては、たとえば図５で示すように、赤外
光を発するＬＥＤ等の発光素子11により、眼球の虹彩12
と鞏膜13との境界部である虹彩輪部12a を照明し、反射
光を２つの光検出素子14a ，14b で捕らえ、これら両光
検出素子14a ，14b からの出力信号の強度差に基づいて
水平方向の視線方向検出を行なうものがある。
向検出装置としては、たとえば図５で示すように、赤外
光を発するＬＥＤ等の発光素子11により、眼球の虹彩12
と鞏膜13との境界部である虹彩輪部12a を照明し、反射
光を２つの光検出素子14a ，14b で捕らえ、これら両光
検出素子14a ，14b からの出力信号の強度差に基づいて
水平方向の視線方向検出を行なうものがある。
【０００５】この図５に示す視線方向検出装置は、虹彩
12と鞏膜13との光反射率の違いを利用したものであり、
図５のように視線が概ね正面にあれば、２つの光検出素
子14a ，14b の出力強度はほぼ等しく、また、たとえば
図６に示すように視線が左方向を向いている場合は、光
検出素子14a の出力が光検出素子14b より大きくなり、
さらに視線が右を向いた場合は、反対に、光検出素子14
b の出力が光検出素子14a より大きくなる。すなわち、
両光検出素子14a ，14b の出力差を検出することにより
水平方向の視線方向検出を行なっている。
12と鞏膜13との光反射率の違いを利用したものであり、
図５のように視線が概ね正面にあれば、２つの光検出素
子14a ，14b の出力強度はほぼ等しく、また、たとえば
図６に示すように視線が左方向を向いている場合は、光
検出素子14a の出力が光検出素子14b より大きくなり、
さらに視線が右を向いた場合は、反対に、光検出素子14
b の出力が光検出素子14a より大きくなる。すなわち、
両光検出素子14a ，14b の出力差を検出することにより
水平方向の視線方向検出を行なっている。
【０００６】しかし、両光検出素子14a ，14b の出力差
を検出するには、前述のように虹彩輪部12a を照明する
必要があるため、ある程度広い範囲を照明しなければな
らない。このため、眼の瞼や睫の影響を受けてしまい、
十分に精度良く反射光の強度差検出を行なうことができ
ない。
を検出するには、前述のように虹彩輪部12a を照明する
必要があるため、ある程度広い範囲を照明しなければな
らない。このため、眼の瞼や睫の影響を受けてしまい、
十分に精度良く反射光の強度差検出を行なうことができ
ない。
【０００７】また、他の従来技術としてはたとえば特開
昭６１−１７２５５２号公報で示すように、眼球の一部
を平行光で照明し、平行光によって発生する角膜前面か
らの反射像である第１プルキンエ像と瞳中心の位置とか
ら、視線方向を検出するものや、たとえば特開平２−５
号公報で示すように、第１プルキンエ像と目の眼底から
の反射光との受光出力から視線方向を検出するもの等が
知られている。
昭６１−１７２５５２号公報で示すように、眼球の一部
を平行光で照明し、平行光によって発生する角膜前面か
らの反射像である第１プルキンエ像と瞳中心の位置とか
ら、視線方向を検出するものや、たとえば特開平２−５
号公報で示すように、第１プルキンエ像と目の眼底から
の反射光との受光出力から視線方向を検出するもの等が
知られている。
【０００８】以下、角膜からの反射像である第１プルキ
ンエ像について説明する。通常、凸面鏡を平行光で照明
すると、光学的に無限の距離にある光学像が凸面鏡の表
面とその曲率中心との中点に光点となって現れる。目の
角膜においても平行光線を照射すると、角膜の形状およ
び角膜表面の鏡面反射により、同様に光点を形成する。
そして、この光点が第１プルキンエ像である。
ンエ像について説明する。通常、凸面鏡を平行光で照明
すると、光学的に無限の距離にある光学像が凸面鏡の表
面とその曲率中心との中点に光点となって現れる。目の
角膜においても平行光線を照射すると、角膜の形状およ
び角膜表面の鏡面反射により、同様に光点を形成する。
そして、この光点が第１プルキンエ像である。
【０００９】この関係を図７により説明する。図７にお
いて16は角膜で、この角膜16の曲率中心をCcとする。ま
た、17は眼球で、この眼球17の回転中心をCrとする。ま
た、これら角膜16の曲率中心Ccと眼球17の回転中心Crと
の距離をdcとする。そして、図７において、破線は視線
が正面にあるときの角膜16および眼球17の状態を示し、
実線は視線が右に角度θ傾いたときの角膜16および眼球
17の状態を示している。
いて16は角膜で、この角膜16の曲率中心をCcとする。ま
た、17は眼球で、この眼球17の回転中心をCrとする。ま
た、これら角膜16の曲率中心Ccと眼球17の回転中心Crと
の距離をdcとする。そして、図７において、破線は視線
が正面にあるときの角膜16および眼球17の状態を示し、
実線は視線が右に角度θ傾いたときの角膜16および眼球
17の状態を示している。
【００１０】ここで、眼球17の正面に位置する図示しな
い基準光源からの平行光は、視線が正面を向いている場
合は、角膜16の曲率中心Ccと角膜16表面の反射点Icとを
結ぶ直線の中点PIに第１プルキンエ像18が観測される。
これに対し、前述のように眼球17が角度θだけ右に回転
すると、角膜16の曲率中心CcはCc1 の位置に移動し、角
膜16の表面の入射平行光線の反射点Ic1 との中点PI1 に
第１プルキンエ像18が移動する。すなわち、第１プルキ
ンエ像18は、眼球17の回転方向と同じ方向に移動するこ
ととなる。
い基準光源からの平行光は、視線が正面を向いている場
合は、角膜16の曲率中心Ccと角膜16表面の反射点Icとを
結ぶ直線の中点PIに第１プルキンエ像18が観測される。
これに対し、前述のように眼球17が角度θだけ右に回転
すると、角膜16の曲率中心CcはCc1 の位置に移動し、角
膜16の表面の入射平行光線の反射点Ic1 との中点PI1 に
第１プルキンエ像18が移動する。すなわち、第１プルキ
ンエ像18は、眼球17の回転方向と同じ方向に移動するこ
ととなる。
【００１１】一方、眼球17を正面から見たときの第１プ
ルキンエ像18の水平方向の移動距離L1は次式で得られ
る。
ルキンエ像18の水平方向の移動距離L1は次式で得られ
る。
【００１２】
【式１】 このように、眼球17の角膜16を平行光で照明し、この照
明によって生じる第１プルキンエ像18の位置の変化を検
出すれば、視線の方向を検出することができる。しか
し、実際には、角膜16の曲率中心Ccと眼球17の回転中心
Crの距離dcそのものが僅かであることから、視軸の角度
変化に対する第１プルキンエ像18の移動量は、式１から
明らかなように極僅かであり、頭の僅かな移動等がある
と、頭の僅かな移動と視線方向の移動とを判別がするこ
とができない。
明によって生じる第１プルキンエ像18の位置の変化を検
出すれば、視線の方向を検出することができる。しか
し、実際には、角膜16の曲率中心Ccと眼球17の回転中心
Crの距離dcそのものが僅かであることから、視軸の角度
変化に対する第１プルキンエ像18の移動量は、式１から
明らかなように極僅かであり、頭の僅かな移動等がある
と、頭の僅かな移動と視線方向の移動とを判別がするこ
とができない。
【００１３】そこで、このような問題を解決すべく、特
開昭６１−１７２５５２号公報記載の構成では、瞳孔中
心位置を検出し、また、特開平２−５号公報記載の構成
では、目の眼底からの反射光を測定している。
開昭６１−１７２５５２号公報記載の構成では、瞳孔中
心位置を検出し、また、特開平２−５号公報記載の構成
では、目の眼底からの反射光を測定している。
【００１４】しかし、特開昭６１−１７２５５２号公報
および特開平２−５号公報記載の構成では、それぞれ角
膜16からの反射像である第１プルキンエ像18を利用して
いるため、照明光として瞳をカバーできるような広いビ
ーム径の平行光が必要となる。このため、照明光学系と
してレンズを含む複雑な光学部品が必要となる。また、
反射像である第１プルキンエ像18を光検出器上に結像さ
せる必要があるため、検出光学系が必要となり、装置全
体の小型化および軽量化が困難である。また、前述した
ように、もともと第１プルキンエ像18の視線方向変化に
対する位置変化量が僅かであるため、特開昭６１−１７
２５５２号公報および特開平２−５号公報記載の構成で
説明したような構成としても、十分な精度を得ることは
難しい。
および特開平２−５号公報記載の構成では、それぞれ角
膜16からの反射像である第１プルキンエ像18を利用して
いるため、照明光として瞳をカバーできるような広いビ
ーム径の平行光が必要となる。このため、照明光学系と
してレンズを含む複雑な光学部品が必要となる。また、
反射像である第１プルキンエ像18を光検出器上に結像さ
せる必要があるため、検出光学系が必要となり、装置全
体の小型化および軽量化が困難である。また、前述した
ように、もともと第１プルキンエ像18の視線方向変化に
対する位置変化量が僅かであるため、特開昭６１−１７
２５５２号公報および特開平２−５号公報記載の構成で
説明したような構成としても、十分な精度を得ることは
難しい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】このように、虹彩12と
鞏膜13との光反射率の違いを利用して視線方向を検出す
るものは、眼の瞼や睫の影響により、十分に精度良く検
出を行なうことができず、また、第１プルキンエ像18を
利用するものでは、装置全体の小型化および軽量化が困
難であるとともに十分な精度を得難い等の問題点を有し
ている。
鞏膜13との光反射率の違いを利用して視線方向を検出す
るものは、眼の瞼や睫の影響により、十分に精度良く検
出を行なうことができず、また、第１プルキンエ像18を
利用するものでは、装置全体の小型化および軽量化が困
難であるとともに十分な精度を得難い等の問題点を有し
ている。
【００１６】本発明の目的は、複雑な光学系を必要とせ
ず小型軽量に構成でき、しかも高い検出精度を得ること
ができる視線方向検出装置を提供することにある。
ず小型軽量に構成でき、しかも高い検出精度を得ること
ができる視線方向検出装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明による視線方向検
出装置は、眼球の中心部に向かって、前記眼球の瞳の大
きさに比して十分に細い概平行光線を発する光源装置
と、前記概平行光線の前記眼球の角膜からの反射光を受
光し、前記眼球の中心部に対する受光位置の関係を検出
する光検出装置とを備えたものである。
出装置は、眼球の中心部に向かって、前記眼球の瞳の大
きさに比して十分に細い概平行光線を発する光源装置
と、前記概平行光線の前記眼球の角膜からの反射光を受
光し、前記眼球の中心部に対する受光位置の関係を検出
する光検出装置とを備えたものである。
【００１８】
【作用】本発明では、眼球の中心部に対して細い光束の
概平行光線を照射し、眼球の角膜表面からの反射光を受
光し、この反射光の受光位置を測定し、この受光位置か
ら反射角を検出する。この角膜表面の反射角と眼球の回
転角、すなわち視線の方向とは所定の関係が成り立つの
で、この反射角から視線方向を検出する。
概平行光線を照射し、眼球の角膜表面からの反射光を受
光し、この反射光の受光位置を測定し、この受光位置か
ら反射角を検出する。この角膜表面の反射角と眼球の回
転角、すなわち視線の方向とは所定の関係が成り立つの
で、この反射角から視線方向を検出する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の視線方向検出装置の一実施例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
【００２０】図１ないし図４において、21は光源装置
で、この光源装置21は眼球17の中心部に向かって、眼球
17の瞳の大きさに比して十分に細い概平行光線Ｂを発す
る。この光源装置21は、赤外光を照射するＬＥＤ等によ
る光源22を有し、この光源22の前面側には光源22からの
光を概平行光線Ｂにするためのレンズ23が設けられてい
る。また、このレンズ23の出射側にはスリット板24が、
眼球17の瞳の大きさに比して十分に細い概平行光線を得
るように設けられている。
で、この光源装置21は眼球17の中心部に向かって、眼球
17の瞳の大きさに比して十分に細い概平行光線Ｂを発す
る。この光源装置21は、赤外光を照射するＬＥＤ等によ
る光源22を有し、この光源22の前面側には光源22からの
光を概平行光線Ｂにするためのレンズ23が設けられてい
る。また、このレンズ23の出射側にはスリット板24が、
眼球17の瞳の大きさに比して十分に細い概平行光線を得
るように設けられている。
【００２１】そして、視線の水平方向であるＸ方向およ
び垂直方向であるＹ方向の変化を捕えるべく、Ｘ方向用
のスリット24X およびＹ方向用のスリット24Y が形成さ
れている。また、これら各スリット24X ，24Y の幅寸法
は、瞳の大きさに比して十分に細い値に設定されてい
る。したがって、この光源装置21は、光源22からの光を
レンズ23で概平行光線Ｂとした後、スリット板24のスリ
ット24X ，24Y により、眼球17の瞳の大きさに比して十
分に細いＸ方向用およびＹ方向用のスリット状の平行な
光線となり、眼球17の中心部に向かって照射される。
び垂直方向であるＹ方向の変化を捕えるべく、Ｘ方向用
のスリット24X およびＹ方向用のスリット24Y が形成さ
れている。また、これら各スリット24X ，24Y の幅寸法
は、瞳の大きさに比して十分に細い値に設定されてい
る。したがって、この光源装置21は、光源22からの光を
レンズ23で概平行光線Ｂとした後、スリット板24のスリ
ット24X ，24Y により、眼球17の瞳の大きさに比して十
分に細いＸ方向用およびＹ方向用のスリット状の平行な
光線となり、眼球17の中心部に向かって照射される。
【００２２】また、26は光検出装置で、この光検出装置
26は、光源装置21により眼球17の中心部に向かって発せ
られ、眼球17の角膜16の表面で反射されたスリット光な
どの概平行光線Ｂを受光し、眼球17の中心部に対する受
光位置関係を検出する。そして、この光検出装置26は、
Ｘ方向の受光位置を検出する光位置検出装置としてのＰ
ＳＤ26X と、Ｙ方向の受光位置を検出する光位置検出装
置としてのＰＳＤ26Yとで構成される。
26は、光源装置21により眼球17の中心部に向かって発せ
られ、眼球17の角膜16の表面で反射されたスリット光な
どの概平行光線Ｂを受光し、眼球17の中心部に対する受
光位置関係を検出する。そして、この光検出装置26は、
Ｘ方向の受光位置を検出する光位置検出装置としてのＰ
ＳＤ26X と、Ｙ方向の受光位置を検出する光位置検出装
置としてのＰＳＤ26Yとで構成される。
【００２３】一方、制御回路は図２に示すように、光源
22は、ＬＥＤドライバ31に接続され、このＬＥＤドライ
バ31により発光制御される。また、Ｘ方向用ＰＳＤ26X
およびＹ方向用ＰＳＤ26Y は切換スイッチ32に接続さ
れ、Ｘ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y の出
力はこの切換スイッチ32により時分割に切換えるように
して、後続回路を１組にしている。すなわち、Ｘ方向用
ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y の出力は、切換ス
イッチ32により時分割に切換えられ、切換スイッチ32に
接続された信号処理回路33を経て、さらにこの信号処理
回路33に接続された角度検出回路34に入力され、受光位
置を基に角膜16からの反射角αを求める。
22は、ＬＥＤドライバ31に接続され、このＬＥＤドライ
バ31により発光制御される。また、Ｘ方向用ＰＳＤ26X
およびＹ方向用ＰＳＤ26Y は切換スイッチ32に接続さ
れ、Ｘ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y の出
力はこの切換スイッチ32により時分割に切換えるように
して、後続回路を１組にしている。すなわち、Ｘ方向用
ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y の出力は、切換ス
イッチ32により時分割に切換えられ、切換スイッチ32に
接続された信号処理回路33を経て、さらにこの信号処理
回路33に接続された角度検出回路34に入力され、受光位
置を基に角膜16からの反射角αを求める。
【００２４】ここで、眼球17の回転中心Crに対して細い
概平行光線Ｂを照射した場合、眼球17がたとえば図３に
示す実線で示すように右に角度θ回転していると、細い
概平行光線Ｂの一部は角膜16の表面の反射点Rpにおい
て、眼球17の回転方向とは反対方向に角度αで反射す
る。そして、回転角θでの角膜16の曲率中心をCc1 、こ
の曲率中心Cc1 と眼球17の回転中心Crとの距離をdc、回
転角θでの角膜16の曲率中心をCc1 と反射点Rpとの距離
をrcとし、正弦定理を適用すると、視線方向である眼球
17の回転角θと反射角αとの間には、以下に示す式２に
基づき式３の関係が成り立つ。
概平行光線Ｂを照射した場合、眼球17がたとえば図３に
示す実線で示すように右に角度θ回転していると、細い
概平行光線Ｂの一部は角膜16の表面の反射点Rpにおい
て、眼球17の回転方向とは反対方向に角度αで反射す
る。そして、回転角θでの角膜16の曲率中心をCc1 、こ
の曲率中心Cc1 と眼球17の回転中心Crとの距離をdc、回
転角θでの角膜16の曲率中心をCc1 と反射点Rpとの距離
をrcとし、正弦定理を適用すると、視線方向である眼球
17の回転角θと反射角αとの間には、以下に示す式２に
基づき式３の関係が成り立つ。
【００２５】
【式２】
【００２６】
【式３】 したがって、反射角αを検出することにより、式３の関
係から、視線の方向の角度θを求めることができる。
係から、視線の方向の角度θを求めることができる。
【００２７】そして、たとえば図３に示すように、光源
装置21により眼球17の中心部に向かって発せられた、十
分に細いＸ方向およびＹ方向のスリット状の概平行光線
Ｂは、眼球17の角膜16の表面で反射される。そして、反
射光は光検出装置26のＸ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向
用ＰＳＤ26Y により受光され、眼球17の中心部に対する
Ｘ方向およびＹ方向の受光位置が検出される。そして、
図３の破線で示すように、視線が正面を向いていれば、
反射光の受光位置は、ＰＳＤ26X およびＰＳＤ26Y の各
中心位置となる。これに対し、図３の実線で示すよう
に、視線が右に角度θ向いていると、反射光は左方向に
反射角αで反射されるため、受光位置はＸ方向用ＰＳＤ
26X の左位置となる。したがって、この受光位置を検出
することにより反射角αが求められ、さらに、この反射
角αから式３の関係により視線の方向θが求められる。
装置21により眼球17の中心部に向かって発せられた、十
分に細いＸ方向およびＹ方向のスリット状の概平行光線
Ｂは、眼球17の角膜16の表面で反射される。そして、反
射光は光検出装置26のＸ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向
用ＰＳＤ26Y により受光され、眼球17の中心部に対する
Ｘ方向およびＹ方向の受光位置が検出される。そして、
図３の破線で示すように、視線が正面を向いていれば、
反射光の受光位置は、ＰＳＤ26X およびＰＳＤ26Y の各
中心位置となる。これに対し、図３の実線で示すよう
に、視線が右に角度θ向いていると、反射光は左方向に
反射角αで反射されるため、受光位置はＸ方向用ＰＳＤ
26X の左位置となる。したがって、この受光位置を検出
することにより反射角αが求められ、さらに、この反射
角αから式３の関係により視線の方向θが求められる。
【００２８】なお、水平方向であるＸ方向について説明
したが、垂直方向であるＹ方向についても同様であり、
Ｙ方向用ＰＳＤ26Y への受光位置により角膜16からの反
射角が求まり、この反射角から視線方向が求まる。
したが、垂直方向であるＹ方向についても同様であり、
Ｙ方向用ＰＳＤ26Y への受光位置により角膜16からの反
射角が求まり、この反射角から視線方向が求まる。
【００２９】ここで、図１に示す視線方向検出装置は、
眼球17の角膜16の表面からの反射光を受光し、その受光
位置から反射角αを求め、この反射角αから視線方向θ
を検出するようにしたので、従来のように反射像を結像
させる必要はなく、結像光学系のような複雑な構成が不
要となり、装置全体を小型軽量化することができる。ま
た、入射方向と反射方向との成す角度の変化は、たとえ
ば視線方向θの５°の変化に対して反射角αは、およそ
８°となり、変化幅が拡大する。すなわち、従来の第１
プルキンエ像を用いた場合のように僅かな変化を検出す
るのではなく、拡大された十分大きな変化幅を検出する
ので検出精度は大幅に向上する。
眼球17の角膜16の表面からの反射光を受光し、その受光
位置から反射角αを求め、この反射角αから視線方向θ
を検出するようにしたので、従来のように反射像を結像
させる必要はなく、結像光学系のような複雑な構成が不
要となり、装置全体を小型軽量化することができる。ま
た、入射方向と反射方向との成す角度の変化は、たとえ
ば視線方向θの５°の変化に対して反射角αは、およそ
８°となり、変化幅が拡大する。すなわち、従来の第１
プルキンエ像を用いた場合のように僅かな変化を検出す
るのではなく、拡大された十分大きな変化幅を検出する
ので検出精度は大幅に向上する。
【００３０】また、眼球17への照射光として十分に細い
スリット状平行光線を用いているので、瞼や睫等による
影響を避けることができ、確実な視線方向検出を行なう
ことができる。
スリット状平行光線を用いているので、瞼や睫等による
影響を避けることができ、確実な視線方向検出を行なう
ことができる。
【００３１】次に、図４を参照して、３５mmコンパクト
カメラあるいは小型ビデオムービーカメラ等のファィン
ダーへの応用を考えて構成したものを説明する。
カメラあるいは小型ビデオムービーカメラ等のファィン
ダーへの応用を考えて構成したものを説明する。
【００３２】この図４に示す装置は、スリット板24を経
たスリット光である概平行光線Ｂをハーフミラー28によ
り眼球17の角膜16に導いている。この場合、Ｘ方向用の
ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y からなる光検出装
置26は、ハーフミラー28と角膜16との間に設置すること
ができる。
たスリット光である概平行光線Ｂをハーフミラー28によ
り眼球17の角膜16に導いている。この場合、Ｘ方向用の
ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y からなる光検出装
置26は、ハーフミラー28と角膜16との間に設置すること
ができる。
【００３３】このように構成しても、十分に細いＸ方向
およびＹ方向の概平行光線Ｂは、ハフミラー28を介して
眼球17の中心部に向かって発せられる。そして、この概
平行光線Ｂは、眼球17の角膜16表面で反射され、反射光
は、ハーフミラー28との間に設けられた光検出装置26の
Ｘ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y により受
光され、眼球17の中心部に対するＸ方向およびＹ方向の
受光位置が検出される。したがって、この受光位置から
反射角αが求められ、さらに、この反射角αから視線の
方向θが求められる。
およびＹ方向の概平行光線Ｂは、ハフミラー28を介して
眼球17の中心部に向かって発せられる。そして、この概
平行光線Ｂは、眼球17の角膜16表面で反射され、反射光
は、ハーフミラー28との間に設けられた光検出装置26の
Ｘ方向用ＰＳＤ26X およびＹ方向用ＰＳＤ26Y により受
光され、眼球17の中心部に対するＸ方向およびＹ方向の
受光位置が検出される。したがって、この受光位置から
反射角αが求められ、さらに、この反射角αから視線の
方向θが求められる。
【００３４】なお、上記実施例では、光源22としてＬＥ
Ｄを示したが、ＬＥＤの他の光源を用いてもよい。
Ｄを示したが、ＬＥＤの他の光源を用いてもよい。
【００３５】また、Ｘ方向およびＹ方向の双方を検出す
るようにしているが、どちらか一方の方向を検出するよ
うにしてもよい。
るようにしているが、どちらか一方の方向を検出するよ
うにしてもよい。
【００３６】さらに、スリット板24には、ＸおよびＹ方
向用の互いに直交する２つのスリット24X ，24Y を形成
したが、斜め方向の１本のスリット等を用いて両方向の
検出を行なってもよい。また、スリット板24の代りに、
複数のピンホールを有するピンホール板を用いてもよ
い。
向用の互いに直交する２つのスリット24X ，24Y を形成
したが、斜め方向の１本のスリット等を用いて両方向の
検出を行なってもよい。また、スリット板24の代りに、
複数のピンホールを有するピンホール板を用いてもよ
い。
【００３７】またさらに、光検出装置26として用いられ
る光位置検出装置はＰＳＤに限らず、ＣＣＤラインセン
サやフォトセルアレイ、ＣＣＤ撮像素子等の２次元のセ
ンサを用いてもよい。
る光位置検出装置はＰＳＤに限らず、ＣＣＤラインセン
サやフォトセルアレイ、ＣＣＤ撮像素子等の２次元のセ
ンサを用いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】本発明の視線方向検出装置によれば、角
膜表面での反射角から視線方向を検出するようにしたの
で、従来のように反射像を結像させる結像光学系のよう
な複雑な構成が不要となり、装置全体を小型軽量化する
ことができる。また、従来の第１プルキンエ像を用いた
場合のように僅かな変化を検出するのではなく、拡大さ
れた十分大きな変化幅を検出するので検出精度は大幅に
向上する。
膜表面での反射角から視線方向を検出するようにしたの
で、従来のように反射像を結像させる結像光学系のよう
な複雑な構成が不要となり、装置全体を小型軽量化する
ことができる。また、従来の第１プルキンエ像を用いた
場合のように僅かな変化を検出するのではなく、拡大さ
れた十分大きな変化幅を検出するので検出精度は大幅に
向上する。
【図１】本発明の視線方向検出装置の一実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】同上回路構成を示すブロック図である。
【図３】同上動作原理を示す説明図である。
【図４】他の実施例の視線方向検出装置を示す説明図で
ある。
ある。
【図５】従来の視線方向検出装置の一状態を示す説明図
である。
である。
【図６】同上別の状態を示す説明図である。
【図７】従来の第１プルキンエ像を用いた場合の検出原
理を示す説明図である。
理を示す説明図である。
16 角膜 17 眼球 21 光源装置 26 光検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7316−2Ｋ Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】 眼球の中心部に向かって、前記眼球の瞳
の大きさに比して十分に細い概平行光線を発する光源装
置と、 前記概平行光線の前記眼球の角膜からの反射光を受光
し、前記眼球の中心部に対する受光位置の関係を検出す
る光検出装置とを備えたことを特徴とする視線方向検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15799092A JP3194790B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 視線方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15799092A JP3194790B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 視線方向検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05344954A true JPH05344954A (ja) | 1993-12-27 |
| JP3194790B2 JP3194790B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=15661837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15799092A Expired - Fee Related JP3194790B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 視線方向検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3194790B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9804670B2 (en) | 2014-01-16 | 2017-10-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display apparatus and method of controlling the same |
| WO2019239849A1 (ja) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | ソニー株式会社 | 眼球検出装置、および画像表示装置 |
| CN112869701A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-01 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 视线检测方法、手术机器人系统、控制方法和存储介质 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP15799092A patent/JP3194790B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9804670B2 (en) | 2014-01-16 | 2017-10-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display apparatus and method of controlling the same |
| US10133349B2 (en) | 2014-01-16 | 2018-11-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display apparatus and method of controlling the same |
| WO2019239849A1 (ja) * | 2018-06-14 | 2019-12-19 | ソニー株式会社 | 眼球検出装置、および画像表示装置 |
| CN112219084A (zh) * | 2018-06-14 | 2021-01-12 | 索尼公司 | 眼球检测单元和图像显示装置 |
| US11474600B2 (en) | 2018-06-14 | 2022-10-18 | Sony Corporation | Eyeball detection unit and image display apparatus |
| CN112219084B (zh) * | 2018-06-14 | 2023-02-21 | 索尼公司 | 眼球检测单元和图像显示装置 |
| CN112869701A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-06-01 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 视线检测方法、手术机器人系统、控制方法和存储介质 |
| CN112869701B (zh) * | 2021-01-11 | 2024-03-29 | 上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司 | 视线检测方法、手术机器人系统、控制方法和存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3194790B2 (ja) | 2001-08-06 |
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