JPH06230271A

JPH06230271A - 視線検出装置

Info

Publication number: JPH06230271A
Application number: JP5041957A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nishimura; 仁西村; Toshimi Watanabe; 利巳渡邉
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-02-06
Filing date: 1993-02-06
Publication date: 1994-08-19
Also published as: US5416317A

Abstract

(57)【要約】【目的】処理速度を低下させず、かつ検出精度を落と
さずに、一つの受光素子を用いて確実な視線検出を行
う。【構成】観察者の眼球を照明する眼球照明手段と、眼
球照明手段から発射された光束を観察者の眼球に照射し
て得られる角膜表面反射像から観察者の視線を検出する
視線検出手段とを具備し、眼球照明手段が観察者の眼球
を照明したときに結像する角膜表面反射像が所定の形状
となるように、眼球照明手段が所定の形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プルキンエ第１像位置
と瞳孔中心位置とから観察者の視線方向を検出する視線
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の視線検出装置は、例えば
特開昭６１−１７２５５２号公報等で種々提案されてい
る。これらの従来の視線検出装置は、点光源を用いて眼
球を照明し、照明された眼球の角膜表面での反射光の虚
像位置と、瞳孔部と虹彩部との反射率の差から瞳孔部と
虹彩部との境界を検出して瞳孔中心位置を求め、虚像位
置と瞳孔中心位置の相対移動量から眼球回転角を求めて
いる。従来の視線検出装置を図１３に示す。

【０００３】図１３において、１４０は眼、１４１は角
膜反射像、１４２は結像レンズ、１４３は光学的に合成
された仮想の受光素子、１４４は受光面に投影された眼
１４０の像、１４５は受光面に投影された角膜反射像の
像である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１３に示すように、
従来の視線検出装置では、角膜表面での反射像が受光素
子１４３から反れた所に結像することが多く、角膜表面
での反射像が検出できない場合がある。

【０００５】角膜表面での反射光の虚像は、眼球の移動
によって、上下左右に移動するにも拘らず、その変位量
に比べて小さな点状の像しか結ばない。また、瞳孔中心
位置は、瞳孔部と虹彩部のわずかな反射率の違いを捕ら
える必要があるので、受光素子１４３としては画素数の
多い多分割撮像素子が使用される。

【０００６】上述した特開昭６１−１７２５５２号公報
で開示された視線検出装置では、角膜反射像と瞳孔部と
虹彩部の境界を別の受光素子を用いて検出している。し
かしながら、複数の受光素子に光路を分割することによ
る光量低下や、装置の複雑さを考慮に入れると、受光素
子は一つであることが望ましい。

【０００７】また、画素数の多い多分割撮像素子として
二次元撮像素子を用いた場合には、画素数に比例して処
理速度が遅くなり、メモリも多く必要になるという問題
点がある。一方、一次元撮像素子を用いた場合には、処
理速度が速くメモリも少なくてすむが、角膜表面での反
射像が一次元撮像素子から反れた所に結像することが多
く、角膜表面での反射像が検出できない場合があるとい
う問題点がある。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
もので、処理速度を低下させず、かつ検出精度を落とさ
ずに、一つの受光素子を用いて確実な視線検出を行うこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の視線検出装置は、観察者の眼球を照明する
眼球照明手段と、眼球照明手段から発射された光束を観
察者の眼球に照射して得られる角膜表面反射像から観察
者の視線を検出する視線検出手段とを具備し、眼球照明
手段が観察者の眼球を照明したときに結像する角膜表面
反射像が所定の形状となるように、眼球照明手段が所定
の形状を有する。

【００１０】また、第２発明の視線検出装置は、観察者
の眼球を照明する眼球照明手段と、眼球照明手段が発射
した光を遮蔽または透過することで光束を形成する光束
形成手段と、光束形成手段が形成した光束を観察者の眼
球に照射して得られる角膜表面反射像から観察者の視線
を検出する視線検出手段とを具備し、角膜表面反射像が
所定の形状となるように、光束形成手段が所定断面の光
束を形成するように構成される。

【００１１】

【作用】上記構成の視線検出装置においては、角膜表面
での反射像を点像でなく所定の形状を持った像を結像さ
せ、直交した二本の一次元撮像素子を用いて検出するこ
とによって、迅速かつ確実に視線検出を行うことが可能
となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１は、本発明による視線検出装置の第１
実施例を示す側面図である。

【００１４】図１において、１０１はカメラの撮影レン
ズである。図１では、一枚のレンズとして簡略化して示
してあるが、複数のレンズから成る撮影レンズである。
１０２はクイックリターンミラー、１０３は表示装置、
１０４は焦点板、１０５はコンデンサーレンズ、１０６
はペンタプリズムである。

【００１５】以上は、本発明の視線検出装置を含まない
一眼レフレックスカメラの光学部材の構成である。他の
構成部材としては、図示しないＡＦモジュール、測光素
子、シャッター幕等があるが、本発明には直接関係ない
ので言及しない。

【００１６】以下に視線検出装置の構成を説明する。１
０７は接眼レンズであり、一枚のレンズで示してある
が、複数のレンズから成る場合もある。接眼レンズ１０
７は、光分割装置として赤外域を反射し、可視域を透過
するダイクロイックミラー１０７ａを有している。１０
８は、接眼部から内部にほこりや水滴等が入るのを防止
する度を持たない接眼ガラスである。

【００１７】観察者眼１０９は、撮影者の眼球である。
撮影者は、前述した撮影レンズ１０１から接眼ガラス１
０８までの部材を通して被写体を注視する。１１０は視
線検出用光源であり、本実施例のようにカメラに登載す
る場合は、赤外線発光ダイオード等の眼に見えない波長
域の光源を使用することが望ましい。１１１は視線検出
用光源１１０の光束を目的の形状にするためのマスクで
あり、本実施例では図２に示すように十文字の形状をし
た開口部１１１ｉを持っている。１１２はハーフミラー
で、視線検出用光源１１０によって照明された観察者眼
１０９の像を、次に説明する光電変換素子１１３上に導
く目的で配置されている。光電変換素子１１３は、図３
に示すように、二本のＣＣＤラインセンサを直角に交わ
るように配置し、十文字の形状を成したものが使用され
る。

【００１８】１１４は、一枚もしくは複数枚で構成され
たレンズである。視線検出用光源１１０より放射された
光束を、レンズ１１４と接眼レンズ１０７の眼球側の局
面の曲率とを利用して、十分遠方から観察者眼１０９を
照明する照射光学系として使用されている。また、レン
ズ１１４は、ＣＣＤラインセンサ１１３上に像を結ぶ結
像レンズの役割を兼ねている。マスク１１１と観察者眼
１０９の角膜表面をレンズと見なした時の焦点位置は共
役な位置に略一致している。また、観察者眼１０９の角
膜表面をレンズと見なした時の焦点位置とＣＣＤライン
センサ１１３は、共役な位置に略一致している。

【００１９】図４は、観察者眼１０９をカメラのファイ
ンダー側から見た様子を示す正面図である。図４の水平
方向にＸ軸を、Ｘ軸に垂直な方向にＹ軸をとる。Ｘ軸と
Ｙ軸は、両者が直交することを条件として任意に方向に
採ることができる。Ｘ軸を水平線に一致させることもで
きる。１１５はファインダー視野枠であり、撮影者はフ
ァインダー視野枠１１５の内側を観察することになる。
１１６は十文字に配置されたＣＣＤラインセンサ１１３
が測定する範囲であり、ファインダー視野枠１１５と重
ねて示してある。十文字に配置した二本のＣＣＤライン
センサ１１３は、上述したＸ軸及びＹ軸と同一方向とな
るように配置されている。

【００２０】１１７は観察者眼１０９の強膜部、１１８
は観察者眼１０９の虹彩部、１１９は観察者眼１０９の
瞳孔部である。１２０は視線検出用光源１１０より照射
したことによって、観察者眼１０９の角膜表面で反射し
た反射光の虚像であり、プルキンエ第１像と呼ばれてい
る。

【００２１】マスク１１１を用いて十文字の光源で観察
者眼１０９を照明しているので、プルキンエ第１像１２
０は、マスク１１１の開口部１１１ａと同じ形状の十文
字に結像している。１２０ａは、ＣＣＤラインセンサ１
１３の横方向の素子列がプルキンエ第１像１２０を検出
する点であり、本図ではＸ軸上の座標Ｐｘとして検出さ
れる。１２０ｂは、ＣＣＤラインセンサ１１３の縦方向
の素子列がプルキンエ第１像１２０を検出する点であ
り、本図ではＹ軸上の座標Ｐｙとして検出される。１２
０ｃは、十文字に結像したプルキンエ第１像の二本の棒
状の像の交点（中央点）である。十文字の中央点１２０
ｃの座標は、先に定めたｘ−ｙ平面上で（Ｐｘ，Ｐｙ）
である。

【００２２】一般的に、光源が十分遠方にあれば、プル
キンエ第１像１２０の十文字の中央点１２０ｃは、マス
ク１１１の十文字を成す二つの棒状の開口部の交わる部
分（中央点）に置いた点光源によって結像する点状のプ
ルキンエ第１像の位置と一致する。

【００２３】従って、十文字のプルキンエ第１像１２０
のＹ軸方向に延びる棒状の部分をＣＣＤラインセンサ１
１３のＸ軸方向の素子列で検出し、十文字のプルキンエ
第１像１２０のＸ軸方向に延びる棒状の部分をＣＣＤラ
インセンサ１１３のＹ軸方向の素子列で検出することに
よって、プルキンエ第１像１２０の十文字の中央点１２
０ｃを検出していることになる。即ち、十文字のプルキ
ンエ第１像１２０が十文字に配置したＣＣＤラインセン
サ１１３上に像を結び、ＣＣＤラインセンサ１１３に検
出される点１２０ａ及び点１２０ｂを検出することによ
って、プルキンエ第１像１２０の十文字の中央点１２０
ｃを検出できる。これがマスク１１１の十文字を成す二
つの棒状の開口部の交わる部分（中央点）に置いた点光
源によるプルキンエ第１像の位置と等しいことから、プ
ルキンエ第１像１２０の十文字の中央点１２０ｃを用い
て視線方向を検出することができる。

【００２４】なお、図４においては、ＣＣＤラインセン
サ１１３の一画素よりもプルキンエ第１像の方が小さく
なっているが、更に精度良く視線方向を求めたい場合に
は、図１４に示すように、プルキンエ第１像のピークの
光度Ｖpの半値幅ΔｘがＣＣＤラインセンサ１３４の一
画素１３４ａの幅より大きくなるように、光源の大きさ
と一画素の大きさとの関係を定める等すれば、プルキン
エ第１像の出力を検出した画素の出力からその重心位置
を求めることによって、より精度良く視線方向を検出で
きる。

【００２５】図５は、ＣＣＤラインセンサ１１３の横方
向と縦方向の各素子列の出力例である。図５（Ａ）およ
び（Ｂ）において、１２７は観察者眼１０９の強膜部１
１７の出力であり、１２８は観察者眼１０９の虹彩部の
出力であり、１２９は観察者眼１０９の瞳孔部の出力で
ある。１３０は視線検出用光源１１０より照射した光束
により結像したプルキンエ第１像の出力である。また、
図５（Ｂ）において、１３１は観察者眼１０９の周囲の
皮膚からの反射による出力である。

【００２６】図５（Ａ）は、ＣＣＤラインセンサ１１３
の横方向の素子列の出力例である。本図の横軸方向の点
Ｐｘはプルキンエ第１像の検出位置であり、ＤｘL、Ｄ
ｘRは角膜部１２８と瞳孔部１２９との境界の検出位置
である。以上の三つの測定値からＸ軸方向の眼球回転角
θは、

【００２７】と求まる。上式において、Ａは瞳孔中心位置と眼球回転
中心との距離、ρは角膜曲率中心と眼球回転中心との距
離、倍率は装置の光学系によって定まる結像倍率であ
る。Ａ及びρは個人差はあるが大きくは違わないので、
一定と看做せる。故に、求めるＸ軸方向の視線方向は、
Ｘ軸方向の眼球回転角θから眼球光軸と視軸のずれ量を
補正した方向となる。眼球光軸と視軸のずれ量について
は、約５度〜７度の範囲であることが分かっているの
で、この範囲内の数値を用いれば良い。

【００２８】同様に、図５（Ｂ）はＣＣＤラインセンサ
１１３の縦方向の素子列の出力例である。本図の横軸上
の点Ｐｙはプルキンエ第１像の検出位置であり、Ｄｙ
B、ＤｙTは角膜部１２８と瞳孔部１２９との境界の検出
位置である。以上の三つの測定値からＹ軸方向の眼球回
転角φは、

【００２９】となる。求まったＹ軸方向の眼球回転角φがＹ軸方向の
視線方向である。

【００３０】また、観察者眼１０９が、図４において更
に左へ移動して、瞳孔部１１９がファインダー視野枠１
１５からはみ出したり、他の何等かの原因でＤｘLが検
出されなかった場合にも、他の三ヶ所でＣＣＤラインセ
ンサ１１３上で虹彩部１１８と瞳孔部１１９の境界が検
出できれば、円の二次曲線の方程式を用いて瞳孔中心位
置Ｄｘを求めることができるので、Ｘ軸方向の眼球回転
角θは、

【００３１】と求まる。従って、Ｘ軸方向の視線方向は、眼球光軸と
視軸のずれ量を補正すれば良い。

【００３２】同様にして、観察者眼１０９の虹彩部１１
８と瞳孔部１１９の境界ＤｘL、ＤｘR、ＤｙB、ＤｙTの
どれか一つが何等かの原因によって検出されなかった場
合も、他の三ヶ所が検出できれば、円の二次曲線の方程
式を用いて瞳孔中心位置（Ｄｘ，Ｄｙ）を求めることが
できるので、Ｘ軸方向の眼球回転角θは（３）式を用い
て、Ｙ軸方向の眼球回転角φは、

【００３３】を用いて求めることができる。

【００３４】更にまた、必ずしもＸ軸方向とＹ軸方向の
二方向の眼球回転角を知る必要がない場合には、図２に
示した十文字の開口部１１１ａを持つマスク１１１と、
図３に示した十文字に配置したＣＣＤラインセンサ１１
３を用いる代わりに、図６に示す棒状の開口部１２１ａ
を持つマスク１２１と、図７に示した一本のＣＣＤライ
ンセンサ１２２を用いて、Ｘ軸方向のみ、あるいはＹ軸
方向のみの眼球回転角を検出するようにもできる。

【００３５】このとき、図８に示すように棒状の開口部
１２１ａをもつマスク１２１を用いることによって棒状
に結像したプルキンエ第１像１２３とＣＣＤラインセン
サ１２２が直交する方向に配置し、ＣＣＤラインセンサ
１２２がプルキンエ第１像１２３を検出する点１２３ａ
のＸ座標Ｐｘと虹彩部１１８と瞳孔部１１９との境界Ｄ
ｘL、ＤｘRを用いて、（１）式へ代入することで眼球回
転角が求まる。Ｙ軸方向のみを検出する場合は、図６の
プルキンエ第１像１２３とＣＣＤラインセンサの位置関
係を入れ換えて、プルキンエ第１像位置Ｐｙ、虹彩部１
１８と瞳孔部１１９との境界ＤｙB、ＤｙTを検出し、
（２）式へ代入することで眼球回転角が求まる。なお、
本図中の符号は、図４と同様のものは同一符号で示して
あるので説明を省略してある。

【００３６】なお、図８においても、ＣＣＤラインセン
サ１１３の一画素よりもプルキンエ第１像の方が小さく
なっているが、更に精度良く視線方向を求めたい場合に
は、図１４のように、プルキンエ第１像のピークの光度
Ｖpの半値幅ΔｘをＣＣＤラインセンサ１３４の一画素
１３４ａの幅より大きくなるように、光源の大きさと一
画素の大きさとの関係を定める等すれば、プルキンエ第
１像の出力を検出した画素の出力からその重心位置を求
めることによって、より精度良く視線方向を検出でき
る。

【００３７】次に、本発明による視線検出装置の第２実
施例について説明する。第２実施例では、図２に示した
十文字の開口部１１１ａを持つマスク１１１の代わり
に、図９に示すリング状の開口部１２４ａとリングを形
成するための内側遮光部材を支える細い支柱１２４ｂと
を持つマスク１２４と、図３に示す十文字に配置したＣ
ＣＤラインセンサ１１３を用いて視線方向を求める視線
検出装置を有するカメラについて説明する。

【００３８】図１０は、第２実施例を用いた視線検出装
置を有するカメラで、撮影する観察者眼１０９をカメラ
のファインダー側から見た様子を示す正面図であり、図
１０でも水平方向にＸ軸をとり、Ｘ軸に直交する方向に
Ｙ軸をとる。第２実施例中の符号は第１実施例と同様の
ものは同一符号で示し、その説明を省略する。

【００３９】図１０において、１２５はマスク１２４を
用いた時のプルキンエ第１像であり、リング状に結像し
ている。なお、支柱１２４ｂに依る影響は無視できるの
で図示していない。プルキンエ第１像１２５は十文字に
配置されたＣＣＤラインセンサ１１６によってＰ1、Ｐ
2、Ｐ3、Ｐ4の四点で検出される。このとき、Ｐ2とＰ
4、Ｐ1とＰ3の中点が、それぞれリング状のプルキンエ
第１像の中心１２５ｃのＸ座標及びＹ座標と一致する。
リング状のプルキンエ第１像の中心１２５ｃは、マスク
１２４のリング状の開口部の中心に配置された点光源に
よる点状のプルキンエ第１像の位置と一致する。従っ
て、Ｘ軸方向の眼球回転角θ、Ｙ軸方向の眼球回転角φ
は以下のようになる。

【００４０】

【００４１】

【００４２】上式において、Ａは瞳孔中心位置と眼球回
転中心との距離、ρは角膜曲率中心と眼球回転中心との
距離、倍率は装置の光学系によって定まる結像倍率であ
る。Ａ及びρは個人差はあるが大きくは違わないので、
一定と看做せる。

【００４３】Ｘ軸方向の視線方向はＸ軸方向の眼球回転
角θから眼球光軸と視軸のずれ量を補正した方向であ
り、Ｙ軸方向の視線方向はＹ軸方向の眼球回転角φであ
る。眼球光軸と視軸のずれ量については、約５度〜７度
の範囲であることが分かっているので、この範囲内の数
値を用いれば良い。

【００４４】なお、図１０においても、ＣＣＤラインセ
ンサ１１３の一画素よりもプルキンエ第１像の方が小さ
くなっているが、更に精度良く視線方向を求めたい場合
には、図１４のように、プルキンエ第１像のピークの光
度Ｖpの半値幅ΔｘをＣＣＤラインセンサ１３４の一画
素１３４ａの幅より大きくなるように、光源の大きさと
一画素の大きさとの関係を定める等すれば、プルキンエ
第１像の出力を検出した画素の出力からその重心位置を
求めることによって、より精度良く視線方向を検出でき
る。また、プルキンエ第１像１２５はリング状なので、
図１５に示すように眼球の位置によってはＣＣＤライン
センサ１１６の複数の画素にまたがって検出される場合
も有り得るが、その場合にも、プルキンエ第１像の出力
を検出した画素の出力からその重心位置を求めることに
よって、より精度良く視線方向を検出することができ
る。

【００４５】また、リング状のプルキンエ第１像１２５
の中心１２５ｃは、Ｐ1からＰ4の内の三点が検出できれ
ば、円の二次曲線の方程式から求めることができるの
で、例えば、図１０において、観察者眼１０９が更に左
へ移動して、リング状のプルキンエ第１像１２５が、フ
ァインダー視野枠１１５からはみ出してしまった場合に
も視線を検出できる。

【００４６】同様のことは瞳孔中心位置にも言え、ＣＣ
Ｄラインセンサ１１３上で虹彩部１１８と瞳孔部１１９
の境界が三ヶ所検出できれば、瞳孔中心位置を求めるこ
とができる。

【００４７】更にまた、Ｘ軸方向のみ、あるいはＹ軸方
向のみの眼球回転角を検出すればよい場合には、本実施
例においても、図７に示した一本のＣＣＤラインセンサ
１２２を用いて視線方向を検出することができる。

【００４８】図１６は、本発明による視線検出装置の第
３実施例を示す側面図である。この実施例は、カメラ以
外の用途に適した本発明による視線検出装置を説明して
いる。

【００４９】図１６において、２０１は観察者の観察す
る観察対象方向に設けられた、架空の観察面である。２
１５は光分割装置であり、本発明による装置では、赤外
域を反射し可視域を透過するダイクロイックミラーを用
いている。１０９は撮影者の眼球であり、以下観察者眼
と記す。撮影者は、前述した観察面２０１の被写体を注
視する。２１０は視線検出用光源であり、本発明による
装置では、赤外発光ダイオードを用いて、眼に見えない
波長域の光を観察者眼１０９に照射している。１１１は
視線検出用光源２１０の光束を目的の形状にするための
マスクであり、本実施例では図２に示す様に十文字の形
状をした開口部を持っている。２１２はハーフミラー
で、視線検出用光源２１０に依って照明された観察者眼
１０９の像を後述の光電変換素子上に導く目的で配置さ
れている。２１３は光電変換素子であり、図３に示す様
に、二本のＣＣＤラインセンサを垂直に交わる様に配置
し、十文字をした形状をなしたものを用いる。２１４は
一枚もしくは複数枚で構成されたレンズであり、前記視
線検出用光源２１０より放射された光束を、十分遠方か
ら観察者眼１０９を照明する為の光学系であり、更にＣ
ＣＤラインセンサ２１３上に像を結ぶ結像レンズの役割
を兼ねている。マスク２１２と観察者眼１０９の角膜表
面をレンズとみなした時の焦点位置、該焦点位置とＣＣ
Ｄラインセンサ２１３とはそれぞれ共役な位置に略一致
している。

【００５０】図４は図１６の視線検出装置に於いて、観
察面２０１側から観察者眼１０９を見た様子を示す図で
ある。本図の水平方向にＸ軸を、該Ｘ軸に垂直な方向に
Ｙ軸をとる。前記Ｘ軸Ｙ軸は、実際の水平垂直方向に一
致している。１１６は十文字に配置したＣＣＤラインセ
ンサ１１３が実際に測定する範囲を示してあり、十文字
に配置した二本のＣＣＤラインセンサのそれぞれと、Ｘ
軸方向、Ｙ軸方向と一致させている。１１７は観察者眼
１０９の強膜部、１１８は観察者眼１０９の虹彩部、１
０９は観察者眼１０９の瞳孔部である。１２０は視線検
出用光源１１０より照射した事に依って、観察者眼１０
９の角膜表面で反射した反射光の虚像であり、プルキン
エ第１像と呼ばれている。

【００５１】上述したように、視線検出用光源１１０の
光束を十文字やリング状の形状を持たせることによっ
て、ＣＣＤラインセンサ二本を十文字に組み合わせるだ
けで、Ｘ軸方向とＹ軸方向の視線方向を検出することが
できるが、視線検出用光源１１０の光束の形状は、十文
字、円環、長方形、直線等の他の形状であっても良い。
また、ＣＣＤラインセンサも二本のみではなく、三本以
上を用いて、複十字状にしたり、井桁にしたりしても良
い。また、二本以上のＣＣＤラインセンサを直交させ
ず、任意の角度で交差させても視線方向は検出できる。

【００５２】なお、上述した実施例では、視線検出用光
源１１０の光束にパターンをもたせるのに、マスク１１
１等を用いたが、図１１のように光源の形状にパターン
を持たせても良い。図１１では視線検出用光源１３２に
十文字の形状を持たせている。

【００５３】また、図１２のように点状の光源を複数個
用いて、所定のパターンを形成するように複数個の点状
光源を並べても良い。図１２では十七個の視線検出用光
源１３３ａ〜１３３ｐを用いて、十文字を形成するよう
に並べてある。

【００５４】また、グラスファイバー束の一端に光源を
接続し、他端を所定のパターン形成を成すように構成す
ることもできる。

【００５５】十文字の形状の場合と同様にして、リング
状の光源を用いる場合も、光源自体にパターンを持たせ
ても良いし、点状の光源を複数個用いてリング状に並べ
てもよい。

【００５６】更にまた、シリンドリカルレンズ等の光学
系を用いても棒状にすることができる。

【００５７】また、上述した実施例では、直交した二本
の一次元撮像素子を用いて検出する場合を例にして説明
したが、直交した二本の一次元撮像素子に限定されるこ
とはなく、二次元撮像素子を用いることも可能である。
ただし、実施例のように直交した二本の一次元撮像素子
を用いた場合には、処理速度の高速化とコストダウンと
を図ることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明の視線検出装置に
よれば、眼球照明光に所定の形状をもたせ、角膜表面で
の反射像を点像でなく所定の形状を持った像を結像させ
るようにしたので、迅速かつ確実な視線検出を行うこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による視線検出装置の第１実施例を示す
側面図である。

【図２】本発明による視線検出装置の第１実施例におけ
るマスクの形状を示す正面図である。

【図３】本発明による視線検出装置の第１実施例におけ
る受光素子の形状を示す正面図である。

【図４】本発明による視線検出装置の第１実施例におけ
る検出状態を示す正面図である。

【図５】本発明による視線検出装置の第１実施例におけ
る検出状態を示す特性図である。

【図６】本発明による視線検出装置の第１実施例の変形
例におけるマスクの形状を示す正面図である。

【図７】本発明による視線検出装置の第１実施例の変形
例における受光素子の形状を示す正面図である。

【図８】本発明による視線検出装置の第１実施例の変形
例における検出状態を示す正面図である。

【図９】本発明による視線検出装置の第２実施例におけ
るマスクの形状を示す正面図である。

【図１０】本発明による視線検出装置の第２実施例にお
ける検出状態を示す正面図である。

【図１１】本発明による視線検出装置の変形例を示す斜
視図である。

【図１２】本発明による視線検出装置の変形例を示す斜
視図である。

【図１３】従来の視線検出装置の一例を示す斜視図であ
る。

【図１４】本発明による視線検出装置の変形例を示す特
性図である。

【図１５】本発明による視線検出装置の変形例を示す特
性図である。

【図１６】本発明による視線検出装置の第３実施例を示
す側面図である。

【符号の説明】

１０１撮影レンズ１０７接眼レンズ１０７ａダイクロイックミラー１０８接眼ガラス１０９観察者眼１１０視線検出用光源１１１マスク１１１ａ開口部１１１ｉ開口部１１３ＣＣＤラインセンサ１１３光電変換素子１１４レンズ１１５ファインダー視野枠１１６ＣＣＤラインセンサ１１７強膜部１１８虹彩部１１９瞳孔部１２０プルキンエ第１像１２０ａ点１２０ｂ点１２０ｃ中央点１２１マスク１２１ａ開口部１２２ＣＣＤラインセンサ１２３プルキンエ第１像１２３ａ点１２４マスク１２４ａ開口部１２４ｂ支柱１２５プルキンエ第１像１２５ｃ中心１２８角膜部１２９瞳孔部１３２視線検出用光源１３３ａ視線検出用光源１３４ＣＣＤラインセンサ１３４ａ一画素２０１観察面２１０視線検出用光源２１０前記視線検出用光源２１２マスク２１３ＣＣＤラインセンサ

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０３Ｂ 13/02 7139−2Ｋ 9119−2ＫＧ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察者の眼球を照明する眼球照明手段と、前記眼球照明手段から発射された光束を観察者の眼球に
照射して得られる角膜表面反射像から観察者の視線を検
出する視線検出手段とを具備し、前記眼球照明手段が観察者の眼球を照明したときに結像
する角膜表面反射像が所定の形状となるように、前記眼
球照明手段が所定の形状を有することを特徴とする視線
検出装置。
【請求項２】前記眼球照明手段が有する所定の形状は、
十文字、円環、長方形、直線のいずれかの形状であるこ
とを特徴とする請求項１記載の視線検出装置。
【請求項３】観察者の眼球を照明する眼球照明手段と、前記眼球照明手段が発射した光を遮蔽または透過するこ
とで光束を形成する光束形成手段と、前記光束形成手段が形成した光束を観察者の眼球に照射
して得られる角膜表面反射像から観察者の視線を検出す
る視線検出手段とを具備し、前記角膜表面反射像が所定の形状となるように、前記光
束形成手段が所定断面の光束を形成することを特徴とす
る視線検出装置。
【請求項４】前記光束形成手段が形成する光束の断面形
状は、十文字、円環、長方形、直線のいずれかの形状で
あることを特徴とする請求項３記載の視線検出装置。