JPH06269412A - 視線検出装置及びそれを有した光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 眼球の視線を高精度に検出することができる
視線検出装置及びそれを有した光学装置を得ること。 【構成】 観察者の眼球を照明手段により照明し、該眼
球の角膜反射像と虹彩反射像を受光手段で検出し、該受
光手段からの各反射像の位置情報を利用して演算手段に
より該眼球の視線を算出する際、該照明手段は複数の光
源を有し、該複数の光源を交互に点灯、及び消灯させる
ことにより、該眼球の角膜反射像と虹彩反射像の位置情
報を求めていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は視線検出装置及びそれを
有した光学装置に関し、特に撮影系による被写体像が形
成されている観察面（ピント面）上のファインダー系を
介して観察者（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を照明した時
に得られる眼球の反射像を利用して検出するようにした
視線検出装置及びそれを有した光学装置に関するもので
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
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（例えばアイカメラ）が種々提供されている。

【０００３】例えば特開昭６１−１７２５５２号公報
や、特開平１−２７４７３６号公報等においては光源か
らの平行光束を観察者の眼球の前眼部へ投射し、角膜か
らの反射光による角膜反射像と瞳孔の結像位置を利用し
て視軸を求めている。

【０００４】又、本出願人は特開平３−１１４９２号公
報において観察者の視線の個人差を補正する視線のキャ
リブレーションを行った視線検出装置を有した光学装置
を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

（１−１）一般に眼球の視線検出においては角膜反射像
と瞳孔エッジとの位置情報を用いる為に、これらの位置
情報を高精度に検出することが検出精度を向上させるの
に重要となってくる。

【０００６】本発明の第１の目的は、角膜反射像と瞳孔
エッジの位置情報を適切に設定した光源を用いることに
より高精度に検出し、常に眼球の視線を高精度に検出す
ることができる視線検出装置の提供にある。

【０００７】（１−２）観察者の瞳孔は周囲の明るさで
変化する。観察者の瞳孔径が変化すると注視点も変化し
てしまい、精度の高い視線検出ができなくなってくる。

【０００８】本発明の第２の目的は、観察者の瞳孔径を
適切に設定したＥＶＦ画面輝度調整手段を用いることに
より調整し、観察者の視線を高精度に検出することがで
きる視線検出装置を有した光学装置の提供にある。

【０００９】（１−３）眼球の角膜反射像や虹彩反射像
を検出する際、眼球が均一に照明されていないと、これ
らの反射像の位置情報を検出する際に誤差となり視線検
出精度が低下してくる。

【００１０】本発明の第３の目的は、眼球全体を拡散光
束で照明する拡散光源を用いることにより眼球を均一照
明し、眼球からの反射像の位置情報の検出誤差を少なく
し、高精度の視線検出が可能な視線検出装置の提供にあ
る。

【００１１】（１−４）視線検出を行うには多くの光学
要素を必要とする為に、装置全体が複雑化する傾向があ
る。

【００１２】本発明の第４の目的は、各光学要素を適切
に設定することにより少ない光学要素で視線を高精度に
検出することができる視線検出装置を有した光学装置の
提供にある。

【００１３】

【課題を解決する為の手段】本発明の視線検出装置は、 （２−１）観察者の眼球を照明手段により照明し、該眼
球の角膜反射像と虹彩反射像を受光手段で検出し、該受
光手段からの各反射像の位置情報を利用して演算手段に
より該眼球の視線を算出する際、該照明手段は複数の光
源を有し、該複数の光源を交互に点灯、及び消灯させる
ことにより、該眼球の角膜反射像と虹彩反射像の位置情
報を求めていることを特徴としている。

【００１４】（２−２）観察者の眼球を照明手段により
照明し、該眼球の角膜反射像と虹彩反射像を受光手段で
検出し、該受光手段からの各反射像の位置情報を利用し
て該眼球の視線を検出する際、該照明手段は角膜反射像
を得る為の第１光源と該第１光源に対して独立に該眼球
を拡散照明する拡散光源とを有し、これらの光源を利用
して視線検出を行っていることを特徴としている。

【００１５】本発明の視線検出装置を有した光学装置
は、 （２−３）ファインダー系を覗く観察者の眼球の光軸の
回転角を検出し、該回転角から観察者の視線を検出する
際、該眼球の個人差による視線の検出誤差をファインダ
ー視野の輝度レベルを調整することにより得られた視線
補正データを用いて補正していることを特徴としてい
る。

【００１６】特に、前記ファインダー視野の輝度レベル
をファインダー系の一部に設けた補助照明手段を利用し
て調整していることを特徴としている。

【００１７】（２−４）ファインダー系を覗く観察者の
眼球を照明手段からの光束で照明し、該眼球の角膜反射
像を受光手段で検出し、該受光手段からの角膜反射像の
位置情報を利用して該眼球の視線を検出する際、該照明
手段は該ファインダー系の接眼レンズの焦点位置に該角
膜反射像を得る為の光源を配置していることを特徴とし
ている。

【００１８】

【実施例】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る視線検出
方法の原理を示す要部上面図と要部側面図である。

【００１９】同図において１３ａ，１３ｂは各々観察者
に対して不感の赤外光を放射する照明手段としての発光
ダイオード（ＩＲＥＤ）等の光源であり、各光源１３
ａ，１３ｂは受光レンズ１２の光軸に対してｘ方向に略
対称に配置され、観察者の眼球１５を発散照明してい
る。眼球１５で反射した照明光の一部は受光レンズ１２
によって受光手段としてのイメージセンサー１４に集光
する。

【００２０】光源１３ａ，１３ｂは後述するように交互
に点灯させて角膜反射像ｄ，ｅや虹彩反射像（「瞳孔エ
ッジ」とも言う）ａ，ｂの位置情報の検出を行ってい
る。

【００２１】図２（Ａ）はイメージセンサー１４に投影
される眼球像の概略図、図２（Ｂ）は図１のイメージセ
ンサー１４からの出力信号の強度図である。

【００２２】図３は本発明に係る視線検出装置をビデオ
カメラ等の光学装置に適用した時の要部概略図、図４は
図３のファインダー系の一部を示す斜視図である。図４
において４はビューファインダー部、５はＥＶＦ画面を
示している。

【００２３】以下、各図を用いて眼球の視線の検出方法
を説明する。

【００２４】光源１３ｂより放射された赤外光は、観察
者の眼球１５の角膜１６を照明する。この時、角膜１６
の表面で反射した赤外光の一部により形成される角膜反
射像ｄ（虚像）は受光レンズ１２により集光され、イメ
ージセンサー１４上の位置ｄ′に結像する。

【００２５】同様に光源１３ａより放射された赤外光は
眼球１５の角膜１６を照明する。この時、角膜１６の表
面で反射した赤外光の一部により形成された角膜反射像
ｅは受光レンズ１２により集光され、イメージセンサー
１４上の位置ｅ′に結像する。又、虹彩１７の端部ａ，
ｂ（瞳孔エッジ）からの光束は受光レンズ１２を介して
イメージセンサー１４上の位置ａ′，ｂ′に該端部ａ，
ｂの像を結像する。

【００２６】受光レンズ１２の光軸に対する眼球１５の
光軸の回転角θが小さい場合、虹彩１７の端部ａ，ｂの
ｘ座標をｘａ，ｘｂとすると、瞳孔１９の中心位置ｃの
座標ｘｃは、 ｘｃ≒（ｘａ＋ｘｂ）／２ と表される。

【００２７】又、角膜反射像ｄ及びｅの中点のｘ座標と
角膜１６の曲率中心Ｏのｘ座標ｘＯと略一致する。この
為、角膜反射像の発生位置ｄ，ｅのｘ座標をｘｄ，ｘ
ｅ、角膜１６の曲率中心Ｏと瞳孔１９の中心ｃまでの標
準的な距離をＯｃとし、距離Ｏｃに対する個人差を考慮
する係数（視線補正係数）をＡとすると、眼球１５の光
軸１５ａの回転角θは、 （Ａ＊Ｏｃ）＊sin θ≒ｘｃ−（ｘｄ＋ｘｅ）／２ ‥‥‥（１） の関係式を略満足する。

【００２８】この為、図２に示したようにイメージセン
サー１４上に投影された眼球１５の各特徴点（角膜反射
像ｄ，ｅ及び虹彩の端部ａ，ｂ）の位置を検出すること
により眼球１５の光軸１５ａの回転角θを求めることが
できる。

【００２９】この時（１）式は、 β＊（Ａ＊Ｏｃ）＊sin θ≒（ｘａ′＋ｘｂ′）／２−（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２ ‥‥‥（２） と書き換えられる。但し、βは受光レンズ１２に対する
眼球１５の位置により決まる倍率で、実質的には角膜反
射像ｄ，ｅの間隔｜ｘｄ′−ｘｅ′｜の関数として求め
られる。

【００３０】眼球１５の光軸の回転角θは、 θ≒arcsin｛（ｘｃ′−ｘｆ′）／β／（Ａ＊Ｏｃ）｝ ‥‥‥（３） と書き換えられる。但し、 ｘｃ′≒（ｘａ′＋ｘｂ′）／２ ｘｆ′≒（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２ ところで観察者の眼球１５の光軸１５ａと視軸とは一致
しない為、観察者の眼球の光軸の水平方向の回転角θが
算出されると、眼球の光軸と視軸との角度差αを補正す
ることにより、撮影者の水平方向の視線θｘは求められ
る。

【００３１】眼球の光軸と視軸との補正角度αに対する
個人差を考慮する係数（視線補正係数）をＢとすると、
観察者の水平方向の視線θｘは θｘ＝θ±（Ｂ＊α） ‥‥‥（４） と求められる。

【００３２】ここで符号±は、観察者に関して右への回
転角を正とすると、観察装置（ファインダー系）を覗く
観察者の眼が左眼の場合は＋、右眼の場合は−の符号が
選択される。

【００３３】又、同図においては観察者の眼球がｚ−ｘ
平面（例えば水平面）内で回転する例を示しているが、
観察者の眼球がｙ−ｚ平面（例えば垂直面）内で回転す
る場合においても同様に検出可能である。但し、観察者
の視線の垂直方向の成分は眼球の光軸の垂直方向の成分
θ′と一致する為、垂直方向の視線θｙは、 θｙ＝θ′ となる。

【００３４】更に、光学装置としてビデオカメラを用い
た場合においては、視線データθｘ，θｙより観察者が
見ているＥＶＦ画面５上の位置（ｘｎ，ｙｎ）は、 ｘｎ≒ｍ＊θｘ ≒ｍ＊［arcsin｛（ｘｃ′−ｘｆ′）/β/（Ａ＊Ｏｃ）｝±（Ｂ＊α）］ ‥‥‥（５） ｙｎ≒ｍ＊θｙ と求められる。但し、ｍはカメラのファインダー光学系
で決まる定数である。

【００３５】ここで視線の個人差を補正する係数はＡ，
Ｂと２つである為、例えば観察者に位置の異なる２つの
視標を見てもらい、その時に算出される観察者の眼球の
回転角から前記係数Ａ，Ｂを求めることが可能である。

【００３６】又、視線の個人差を補正する係数Ａ，Ｂは
通常、観察者の眼球の水平方向の回転に対応するもので
ある為、カメラのファインダー内に配設される２つの視
標は観察者に対して水平方向となるように設定されてい
る。

【００３７】視線の個人差を補正する係数Ａ，Ｂが求ま
り、（５）式を用いてカメラのファインダー系を覗く観
察者の視線のピント板上の位置が算出されると、その視
線情報をレンズの焦点調節或は露出制御等に利用するこ
とが可能となる。

【００３８】尚、瞳孔中心ｃの座標を求める際、図２
（Ａ）に示すように瞳孔エッジ１９ａの座標を多数点ピ
ックアップし、最小自乗法等により、瞳孔中心ｃの座標
を求めている。

【００３９】この時、図２（Ｂ）より明らかのように、
瞳孔エッジ１９ａの検出はイメージセンサー１４からの
出力波形の立上がりと立下がりを利用している。多くの
場合、実際に視線検出を行うと、角膜反射像ｅ，ｄのイ
メージセンサー１４からの出力は必ずしも鋭い波形にな
るとは限らず、裾野の広がった山のような形状になる場
合がある。この時、角膜反射像ｅ，ｄが瞳孔エッジ１９
ａに近い位置にある場合は瞳孔エッジ１９ａの検出が難
しくなる。

【００４０】図５（Ａ），（Ｂ）はこの時の様子を示し
た眼球像の概略図とイメージセンサー１４からの出力強
度図である。

【００４１】ここで２０，２１は角膜反射像ｄ，ｅが瞳
孔エッジ１９ａに近い為、瞳孔エッジ１９ａの検出が困
難になってしまった領域であり、瞳孔エッジの検出ポイ
ントが存在しない。この結果、真の瞳孔中心ｃの算出に
誤差が生じ、真の瞳孔中心ｃよりずれた位置ｃａを瞳孔
中心として算出してしまう場合がある。

【００４２】尚図５（Ｂ）は座標ｘａ′，ｘｂ′部の出
力が、なだらかになってしまい瞳孔エッジ１９ａの検出
が困難な様子を示している。

【００４３】そこで本実施例では複数の光源１３ａ，１
３ｂを相互に点灯させて、これにより瞳孔エッジ１９ａ
の検出を容易にしている。

【００４４】次に、この時の動作について図１と図６の
眼球像と図７のフローチャートを用いて説明する。

【００４５】まず図１の左側の光源（ＩＲＥ）１３ｂを
点灯する（＃１０２）。次にイメージセンサー（ＣＣ
Ｄ）１４の蓄積及び読出を行い（＃１０３）、角膜反射
像ｅを検出し（＃１０４）、瞳孔の右半分のみ瞳孔エッ
ジを検出する（＃１０５）。

【００４６】図６（Ａ）はこの時の瞳孔１９の様子を示
しており、瞳孔１９の右半分のみで瞳孔エッジ１９ａの
検出を行っている。この為、角膜反射像ｅに近い瞳孔エ
ッジの検出ポイントは無く、全てのポイントで検出可能
となっている。

【００４７】次に光源１３ｂを消灯し（＃１０６）、光
源１３ａを点灯する（＃１０７）。更にイメージセンサ
ー１４の蓄積・読出を行ない（＃１０８）、角膜反射像
ｄを検出し（＃１０９）、左半分の瞳孔エッジを検出す
る。

【００４８】図６（Ｂ）はこの時の瞳孔の様子を示して
おり、図６（Ａ）とは逆に、今度は左半分の瞳孔エッジ
を検出している。

【００４９】その後、光源１３ａを消灯し（＃１１
０）、ステップ＃１０５，＃１１０で得られた瞳孔エッ
ジの座標より最小自乗法等にて瞳孔中心ｃを算出する
（＃１１１）。

【００５０】更に角膜反射像ｄ，ｅの間隔を算出し（＃
１１２）、眼球距離／結像倍率β等を求める（＃１１
３）。最後に、前述した計算式より眼球回転角θｘ，θ
ｙを算出し（＃１１４）、ＥＶＦ画面上の視線の座標を
算出する（＃１１５）。そしてメインフローへ戻る（＃
１１６）。

【００５１】ここでステップ＃１０５，＃１１０にて、
右半分及び左半分に限定して瞳孔エッジを検出したが、
検出エリアを限定せず、可能な限りエッジ検出を行ない
ダブったポイントは両者の平均を用いても良い。

【００５２】次に図３の本発明の視線検出装置をビデオ
カメラに適用した時の構成について説明する。

【００５３】図３において、２３はビデオカメラ、２４
はエレクトリックビューファインダー（ＥＶＦ）であり
小型ブラウン管、液晶等を利用したものである。

【００５４】２５は赤外波長反射、可視光透過で設計さ
れたダイクロイックミラー、１２は結像レンズ、１４は
視線検出専用のイメージセンサー、２８はファインダー
系の接眼レンズ、１３ａ，１３ｂは夫々眼球照明用の赤
外ＬＥＤ（ＩＲＥ）、１５は眼球，３０はカメラ撮像用
のイメージセンサー、３１はカメラ撮影用レンズ、３２
はそのレンズ用絞り、３３はＡＦレンズ駆動用モータ
ー、３４は注視点位置検出回路、３５はＩＲＥＤ駆動回
路、３６はビューファインダー表示回路、３７は磁気記
録回路、３８は映像信号処理回路、３９はカメラ全体を
制御するシステムコントロール用ＣＰＵ、４０はＣＰＵ
３９に付属するメモリー、４１は絞り駆動回路、４２は
ＡＦモーター駆動回路、４３は視線追尾ＡＦ／ＡＥモー
ドへの移行用スライドＳＷである。

【００５５】ここでＩＲＥＤ１３ａと１３ｂが眼球１５
を照明するとダイクロイックミラー２５により赤外光の
み反射され、結像レンズ１２を介してイメージセンサー
１４に眼球１５が撮像される。

【００５６】この眼球の像は電気信号に変更され、注視
点位置検出回路３４へ入力され、注視点座標が検出され
る。更にその注視点座標情報はシステムコントロール用
ＣＰＵ３９へ送られ、ＡＦモーター駆動回路４２、絞り
駆動回路４１を制御する。

【００５７】一方、ＩＲＥＤ駆動回路３５はＩＲＥＤ１
３ａ，１３ｂを駆動し、イメージセンサー１４の像が適
切な明るさとなるよう、制御する。又、カメラの撮影用
レンズ３１を通ってきた撮影用光は絞りを通ってイメー
ジセンサー３０に撮像され、映像信号処理３８、磁気記
録回路３７を通ってＶＴＲへ記録される。更に、映像信
号処理回路３８では所定撮影エリアの高周波成分を取り
出して、その情報をシステムコントロール用ＣＰＵ３９
へ送っている。

【００５８】そこで前記高周波成分がピークとなるよう
にＡＦモーター駆動回路４２を動作させ、オートフォー
カスの動作を行なっている。視線追尾ＡＦ／ＡＥモード
の時（SW1 ON) は、前記所定撮影エリアの座標を注視点
情報に基づいて設定することになっている。この視線情
報はシステムコントロール用ＣＰＵ３９を介してビュー
ファインダー表示回路３６にも送られ、ファインダー内
にスーパーインポーズされる。

【００５９】尚、同様にして映像信号処理回路３８の輝
度レベルから、注視点部のレベルを拾い出し、絞り駆動
回路４１を動作させ、視線追尾によるＡＥも同時に行わ
れる。

【００６０】図８は上記視線追尾ＡＦ／ＡＥ動作中のフ
ァインダー表示を示すものであり、５はＥＶＦ画面、４
４はＡＦ／ＡＥ視線追尾枠である。

【００６１】ここで、撮影者が注視したポイントに追尾
枠４４が表示され、そのエリアにＡＦ／ＡＥが行われる
為、撮影者の意志に基づいたＡＦ／ＡＥが可能となる。

【００６２】次に視線追尾ＡＦ／ＡＥシステムについて
説明する。

【００６３】図９はそのフローチャートである。まず視
線追尾ＡＦ／ＡＥモード以降用スライドＳＷ(SW1）がＯ
Ｎになっているかどうかを判断（＃４０２）し、ＯＦＦ
ならば通常の中央部エリアのＡＦ／ＡＥ動作（通常のＡ
Ｆ／ＡＥ）（＃４０３）を行う。又、ＯＮであれば視線
検出ルーチン（＃４０４）にて注視点座標を求め、ＥＶ
Ｆ画面５内に注視点をスーパーインポーズ表示（＃４０
５）する。

【００６４】更にステップ＃４０４で求めた注視点座標
に基づいてＡＦ／ＡＥを動作させる（＃４０６）。そし
て再びステップ＃４０２の前に戻り、SW1 の状態を検出
する。

【００６５】図１０は本発明の実施例２の眼球像の概略
図、図１１は本実施例の検出動作を示すフローチャー
ト、図１２は本実施例をビデオカメラに適用した時のフ
ァインダー系の一部分を示す斜視図である。

【００６６】本実施例では光源として発散光束を放射す
る光源１３ａ，１３ｂと拡散光束を放射する光源８とを
用いている点が実施例１と異なり、その他の構成は図１
の構成と同じである。

【００６７】光源８は赤外の拡散光を放射しており、例
えば表面を荒らした乳白色の拡散板と赤外光源（ＩＲＥ
Ｄ）とを有している。又、光源８は眼球を均一照明する
為にファインダー視野の観察方向に対してスリバチリン
グ形状となっている。

【００６８】次に本実施例の視線検出動作について図１
と図１０〜図１２とを用いて説明する。

【００６９】まず光源１３ａ，１３ｂを点灯する（＃２
０２）。次にイメージセンサー１４の蓄積及び読出を行
い（＃２０３）、角膜反射像ｅ，ｄを検出する（＃２０
４）。図１０（Ａ）はこの時の様子を示している。

【００７０】ここでは瞳孔エッジ１９ａの検出は行わ
ず、角膜反射像ｅ，ｄのみを検出している。

【００７１】次に光源１３ａ，１３ｂを消灯し（＃２０
５）、光源８を点灯する。そしてイメージセンサー１４
の蓄積・読出を行った後（＃２０７）、瞳孔エッジ１９
ａの検出を行う（＃２０８）。図１０（Ｂ）はこの時の
様子を示している。

【００７２】この場合、光源１３ａ，１３ｂは消灯して
おり、拡散光でのみ照明されている為、角膜反射像ｄ，
ｅは現れない。よって、瞳孔エッジ１９ａは全域にわた
って検出可能となる。

【００７３】更に光源８を消灯し（＃２０９）、瞳孔中
心ｃの算出（＃２１０）、角膜反射像ｄ，ｅの間隔算出
（＃２１１）、眼球距離／結像倍率β等の算出（＃２１
２）を経て、眼球回転角θｘ，θｙの算出を行い（＃２
１３）、ＥＶＦ画面５上の視線の座標を算出（＃２１
４）して、メインフローへ戻る（＃２１５）。

【００７４】尚、本実施例において光源１３ａ，１３ｂ
を点灯している（＃２０２）時点で光源８は消灯してい
るが、光源８を点灯したままでも良い。

【００７５】図１３は本発明の実施例２の眼球像の概略
図、図１４は本実施例の検出動作を示すフローチャー
ト、図１５は本実施例をビデオカメラに適用した時のフ
ァインダー系の一部分の斜視図である。

【００７６】本実施例では光源として図１５に示すよう
にＥＶＦ画面の周囲に４つの光源１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄを用いて互いに点灯をＯＮ／ＯＦＦしている
点が実施例１と異なり、その他の構成は図１の構成と同
じである。

【００７７】次に本実施例の視線検出動作について図１
と図１３〜図１５とを用いて説明する。

【００７８】まず光源１３ａ，１３ｂを点灯し（＃３０
２）、イメージセンサー１４の蓄積／読出を行い（＃３
０３）、角膜反射像ｅ，ｄを検出し（＃３０４）、瞳孔
エッジの上半分を検出する。この様子を図１３（Ａ）に
示す。

【００７９】ここで角膜反射像ｅ，ｄは下半分に現れる
為、上半分の瞳孔エッジ１９ａは角膜反射像ｄ，ｅに邪
魔されることなく全て検出可能である。

【００８０】次に光源１３ａ，１３ｂを消灯し（＃３０
６）、光源１３ｃ，１３ｄを点灯する（＃３０７）。そ
の後、イメージセンサー１４の蓄積／読出（＃３０８）
を行い、瞳孔エッジ１９ａの下半分を検出する。この様
子を図１３（Ｂ）に示す。

【００８１】ここで図１３（Ａ）とは逆に角膜反射像
ｊ，ｋは上半分に現れ、瞳孔エッジ１９ａの下半分は全
て検出できる。

【００８２】それから光源１３ｃ，１３ｄを消灯し（＃
３１０）、瞳孔中心ｃの算出（＃３１１）、角膜反射像
ｄ，ｅの間隔算出（＃３１２）眼球距離／結像倍率β等
の算出（＃３１３）を行い、眼球回転角（θｘ，θｙ）
の算出（＃３１４）を経てＥＶＦ画面５上の視線の座標
を算出し（＃３１５）、メインフローへ戻る。

【００８３】ここでステップ＃３０５，＃３０９にて上
半分及び下半分に限定して瞳孔エッジ１９ａを検出した
が、検出エリアを限定せず、可能な限りエッジ検出を行
い、重複した領域は両者の平均を用いても差し支えな
い。

【００８４】尚本実施例では、角膜反射像の検出を光源
１３ａ，１３ｂを用いて行ったが、光源１３ｃ，１３ｄ
を用いて行ったり、両方の平均を取ったりしても良い。

【００８５】以上の実施例１，２，３では光源１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄからの赤外発散光を用いたが、
光学系を用いて平行光束を用いても良い。

【００８６】以上説明したように、実施例１，２，３で
は複数の発散光源（又は平行光源）を交互にＯＮ／ＯＦ
Ｆしたり、拡散光源と発散光源（又は平行光源）を交互
にＯＮ／ＯＦＦすることにより、所定の瞳孔エッジの検
出を確実に行うことができ、これにより、より精度の高
い瞳孔中心ｃの検出及び視線検出を行っている。

【００８７】次に本発明の実施例４について説明する。

【００８８】一般に観察者の注視線の位置は観察者の瞳
孔径が変化すると算出結果にズレが生じて検出誤差とな
ってくる。

【００８９】図１６は観察者の瞳孔径ｒｐと算出された
注視点座標ｘｎとの関係を示す説明図である。

【００９０】同図に示すように瞳孔径ｒｐの変化により
注視点座標ｘｎは変化してくる。この為、観察者の視線
検出の際には個人差補正法（キャリブレーション法）に
より観察者の瞳孔径による注視点のズレを補正する必要
がある。

【００９１】本実施例ではファインダー系のＥＶＦ画面
の輝度を調整することにより、ＥＶＦ画面を覗く観察者
の瞳孔径の変化による検出誤差を補正し、これにより視
線検出精度の向上を図っている。

【００９２】次に本実施例の特徴について説明する。

【００９３】まず、瞳孔径の変化による注視点ズレの補
正を含めた個人差補正法（キャリブレーション法）につ
いて説明する。

【００９４】前述の（３），（４）式における補正係数
Ａ，Ｂを夫々Ａ＝１，Ｂ＝０として（補正無として）求
められる眼球の回転角を改めてθｘとすると、 θｘ≒arcsin｛（ｘｃ′−ｘｆ′）／β／Ｏｃ｝ ‥‥‥（６） となる。

【００９５】更に（６）式で求められた回転角θｘを用
いて（５）式を簡略化し、補正係数を改めてａｘ，ｂｘ
とおき、ピント板（ビデオではＥＶＦ画面）での視線位
置を、 ｘ≒ｍ＊ａｘ＊（θｘ＋ｂｘ） ‥‥‥（７） と定義しても略差し支えない。又垂直方向も同様にして
補正係数をｂｙとすると、 ｙ≒ｍ＊ａｘ＊（θｙ＋ｂｙ） ‥‥‥（８） と定義できる。

【００９６】ここで乗算の補正係数は、水平と垂直と略
同一値で実際問題が無い為、両方ともａｘとした。更に
補正係数ｂｘ，ｂｙは瞳孔径ｒｐによって変化する。こ
のため夫々瞳孔径ｒｐの関数となる。

【００９７】次にその算出式を示す。まず水平方向ｂｘ
に関しては、

【００９８】

【数１】 となる。ここでｂｘ′は撮影者がファインダー系の略中
央を見ている時の視軸補正量に相当するものである。又
ｋ１，ｒｘは所定の定数、ｒｐは瞳孔径である。

【００９９】尚、（９）式においてｂ０ｘ，ｋ０の２つ
が未知数であり、キャリブレーションデータである。

【０１００】次に垂直方向ｂｙに関しての算出式は、 ｂｙ＝ｋｙ＊ｒｐ＋ｂ０ｙ ‥‥‥（１０） と表される。ここでｋｙ，ｂ０ｙの２つが未知数であ
り、キャリブレーションデータである。

【０１０１】実際にはファインダー系内に視標を２個設
け、各々１回ずつ撮影者に見てもらう動作を瞳孔径が大
の時と小の時の合計４回行い、（６）〜（１０）式にお
けるキャリブレーションデータａｘ，ｂ０ｘ，ｋ０，ｋ
ｙ，ｂ０ｙを求めている。

【０１０２】図１７は本実施例をビデオカメラに適用し
た時の要部概略図である。図１７の実施例４では図３の
実施例１に比べてキャリブレーションモードへの移行用
スライドＳＷ４５とキャリブレーション用復帰型タクト
ＳＷ３６を設けている点と、眼球回転角θｘ，θｙを算
出する時にキャリブレーションデータを用いている点が
異なっており、その他の構成は略同じである。

【０１０３】次に本実施例の動作を示す図１８の視線検
出ルーチンのフローチャートについて説明する。

【０１０４】まずＩＲＥＤ１３ａ，１３ｂを点灯し、眼
球１５を照明する（＃５０２）。次にイメージセンサー
（ＣＣＤ等）１４の電荷蓄積を行い（＃５０３）、信号
を読み出す（＃５０４）。読み出された情報によりプル
キニエ像（角膜反射像）ｄ，ｅの座標を検出し（＃５０
５）、瞳孔中心座標Ｃを求め（＃５０６）、瞳孔径ｒｐ
を求める（＃５０７）。

【０１０５】更に２個のプルキニエ像ｄ，ｅの間隔を検
出し（＃５０８）、眼球距離と結像倍率βを算出する
（＃５０９）。以上のデータにより前述した計算式
（６）〜（１０）式に基づいて眼球回転角θｘ，θｙを
算出する（＃５１０）。

【０１０６】本実施例ではこの時キャリブレーションを
用いている。そして最後にＥＶＦ２４上の視線座標を算
出し（＃５１１）、メインフローへ戻る（＃５１２）。

【０１０７】図１９は本実施例のキャリブレーション時
のファインダー表示である。

【０１０８】図中、５２はＥＶＦ画面、５１ａ，５５ａ
は左側視標（視標１）、５１ｂ，５５ｂは右側視標（視
標２）、５０はキャリブレーション終了表示である。

【０１０９】図２０，図２１は本実施例のキャリブレー
ションのフローチャートである。

【０１１０】次に本実施例のキャリブレーション動作に
ついて説明する。

【０１１１】まずキャリブレーションモード移行スライ
ドＳＷ（ＳＷ２）４５がＯＮかどうかを判断し（＃６０
２）、ＯＦＦであれば通常カメラモード（＃６０３）へ
戻る。ＯＮであればＥＶＦ内にキャリブレーション動作
表示５４を表示する（＃６０４）。更に各変数をリセッ
トする（＃６０５）。そしてＥＶＦ画面の表示輝度を低
くしてＥＶＦ画面を黒バックにし（＃６０６）、キャリ
ブレーション用タクトＳＷ（ＳＷ３）４６がＯＦＦにな
ったことを確認し（＃６０７）、視標１（左側）５５ａ
を点滅させる（＃６０３）。

【０１１２】図１９（Ａ）はこの状態のファインダー内
表示を示す。ここでＥＶＦ画面５２は暗くなり、瞳孔は
開く。

【０１１３】更に視標１（左側）５５ａが点滅し、キャ
リブレーション動作表示５４が表示されている。撮影者
はこの時点で視標５５ａを注視し、視点が定まった時点
でＳＷ３を押す。ＳＷ３が押されたことを確認すると
（＃６０９）、前述した視線検出ルーチン（＃６１０）
にて眼球回転角θｘ１，θｙ１及び瞳孔径ｒ１が求ま
る。

【０１１４】その後、視標１はフル点灯し、データ入力
終了を知らせる（＃６１２）図１９（Ｂ）。そしてＳＷ
３がＯＦＦであることを確認し（＃６１３）、視標１を
消灯し、視標２（右側）５５ｂを点滅させる（＃６１
４）図１９（Ｃ）。

【０１１５】その後、ステップ＃６１６〜ステップ＃６
１８はステップ＃６１０〜ステップ＃６１８（図１９
（Ｄ））と同様の動作を行い、ｎのカウント数を増やし
ている（＃６１９）。

【０１１６】そしてｎ≧５でなければＥＶＦ画面の表示
輝度を高くしてＥＶＦ画面を白バックにして（＃６２
５）、ステップ６０７へ戻り、ｎ≧５であればキャリブ
レーション算出（＃６２１）を行う。この動作によって
撮影者は図１９に示す（Ａ）〜（Ｉ）の表示に従って所
定の操作を行う。

【０１１７】即ち、ＥＶＦ画面が暗い時（図１９（Ａ）
〜（Ｄ））と明るい時（図１９（Ｅ）〜（Ｉ））の各々
２点ずつ合計４点を注視することによって各々の回転角
と瞳孔径のデータ（θｘ１，θｘ２，ｒ１），（θｘ
２，θｘ２，ｒ２），（θｘ３，θｘ３，ｒ３），（θ
ｘ４，θｘ４，ｒ４）を検出し、この４組のデータに基
づいてキャリブレーション値（ａｘ，ｋ０，ｂ０ｘ，ｋ
ｙ，ｂ０ｙ）を算出する（＃６２１）。その方法につい
ては後述する。

【０１１８】更に上記５つのキャリブレーション値をメ
モリー４０に取り込み（＃６２２）、キャリブレーショ
ン終了表示５０を点灯させる。この後、ＳＷ２がＯＦＦ
にされるまで待機し（＃６２４）、ＯＦＦになったらST
ART に戻る。

【０１１９】ここでステップ＃６２１のキャリブレーシ
ョン値算出方法を説明する。前述したように図２０，図
２１のフローチャートにて次の４つのデータが得られ
る。

【０１２０】

【表１】 又、視標１（左側），視標２（右側）の座標を（ｘ１，
０）（ｘ２，０）とすると、まずｘ方向（水平方向）の
算出式は、 ．（ｒ１＋ｒ２）／２＞ｒｘ＞（ｒ３＋ｒ４）／２の
時 ・ｋ０ ＝−｛（θｘ１＋θｘ２）−（θｘ３＋θｘ
４）｝／｛２＊ｒｘ−（ｒ３＋ｒ４）｝ ・ａｘ ＝（ｘ１−ｘ２）／ｍ／（θｘ１−θｘ２） ・ｂ０ｘ＝−（θｘ１＋θｘ２）／２ ．ｒｘ≧（ｒ１＋ｒ２）／２（ｒ３＋ｒ４）／２の時 ・ｋ０ ＝−｛（θｘ１＋θｘ２）−（θｘ３＋θｘ
４）｝／｛（ｒ１＋ｒ２）−（ｒ３＋ｒ４）｝ ・ａｘ ＝ｘ１−ｘ２／ｍ／｛（θｘ１−θｘ２＋ｋ０
＊（ｒ１−ｒ２）｝ ・ｂ０ｘ＝−ｋ０＊｛（ｒ１＋ｒ２）／２−ｒｘ｝−
（θ１＋θ２）／２ となる。

【０１２１】Ｙ方向（垂直方向）の算出式は、 ・ｋｙ ＝−｛（θｙ１＋θｙ２）−（θｙ３＋θｙ
４）｝／｛（ｒ１＋ｒ２）−（ｒ３＋ｒ４）｝ ・ｂ０ｙ＝ ｛（θｙ３＋θｙ４）＊（ｒ１＋ｒ２）−
（θｙ１＋θｙ２）＊（ｒ３＋ｒ４））｝／２／｛（ｒ
３＋ｒ４）−（ｒ１＋ｒ２）｝ となる。

【０１２２】以上のようにして求められたキャリブレー
ション値はキャリブレーションを新たに行われない限り
メモリー４０に保存され、眼球回転角θｘ，θｙの算出
時、常に用いられる。

【０１２３】本実施例ではこのように瞳孔が閉じた状態
と、開いた状態で各々２点ずつ計４点を視標した時の各
データを用いてキャリブレーション値を求めている。

【０１２４】図２２は本発明の実施例５に係るキャリブ
レーション時のファインダー表示、図２３，図２４は本
実施例のキャリブレーションのフローチャートである。

【０１２５】図中５２はＥＶＦ画面、５３は蛍光管やエ
レクトロルミネッセンス（ＥＬ）やＬＥＤ等の補助照明
手段、５４はキャリブレーション動作表示、５８はキャ
リブレーション用の視標である。

【０１２６】本実施例では図２０，図２１の実施例４に
比べてステップ＃６０６，６２５でＥＶＦ画面を黒バッ
ク又は白バックする代わりに補助光をＯＦＦしたり（＃
７０２）、補助光をＯＮしたり（＃７２５）して瞳孔径
を変化させている点、更に補助光のＯＦＦ（＃７０２）
については START（＃６０１）直後にシーケンスの順番
が移動した点が異なっているだけで、その他の構成は略
同じである。

【０１２７】以上のような構成により本実施例ではキャ
リブレーション時の瞳孔径の開閉を補助照明手段５３の
ＯＮ／ＯＦＦにて行っている。尚補助照明手段５３は蛍
光管，ＥＬ，ＬＥＤ等、特に限定はないが注視点検出部
の赤外光照明部に影響の無い方が好ましい。その為には
近赤外波長より短い波長の光源であって、ゴーストので
きにくい拡散光源とすることにが得策といえる。

【０１２８】キャリブレーション時のファインダー内表
示動作に関しては、図１９と略同一であるが、図１９
（Ａ）〜（Ｄ）において画面が暗くならないこと、図１
９（Ｅ）〜（Ｉ）において補助照明５３が点灯するこ
と、が異なる。尚、まぶしさを防ぐ為、通常カメラモー
ドでは常に補助照明５３をＯＦＦ状態にしている。

【０１２９】尚、実施例４と実施例５を組み合わせるこ
と、即ちＥＶＦ画面の輝度と補助照明を組み合わせたシ
ステム構成も可能である。

【０１３０】又、本実施例においては補助照明５３のＯ
Ｎ／ＯＦＦで瞳孔の開閉を行ったが、補助照明５３の輝
度を所定の明るさに制御して行うこともできる。

【０１３１】以上のように実施例４，５においてはキャ
リブレーション時にＥＶＦ画面の輝度調節や補助光の点
灯等により瞳孔の開閉を行うことにより、撮影者の視線
を高精度に求めている。

【０１３２】図２５は本発明の実施例６のファインダー
系の要部概略図である。図２８（Ａ），（Ｂ）は本実施
例に係る視線検出方法の原理説明図で、同図（Ａ）は視
線検出光学系の要部概略図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の
光電素子列（イメージセンサー）１４からの出力信号の
強度の説明図である。

【０１３３】本実施例では光源からの平行光束を観察者
の眼球の前眼部へ投射し、角膜からの反射光による角膜
反射像と瞳孔の結像位置を利用して視軸を求めている。

【０１３４】まず本実施例における視線検出方法につい
て図２８（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。

【０１３５】同図において、１３は観察者に対して不感
の赤外光を放射する発光ダイオード等の光源（第１光
源）であり、投光レンズ７０の焦点面に配置している。

【０１３６】光源１３より発光した赤外光は投光レンズ
７０により平行光となり、ハーフミラー６５で反射し、
眼球１５の角膜１６を照明する。この時角膜１６の表面
で反射した赤外光の一部による角膜反射像（虚像）ｄは
ハーフミラー６５を透過し、受光レンズ１２により集光
し、光電素子列１４上の位置ｚｄ′に再結像する。

【０１３７】又虹彩１７の端部ａ，ｂからの光束はハー
フミラー６５、受光レンズ１２を介して光電素子列１４
上の位置ｚａ′，ｚｂ′に該端部ａ，ｂの像を結像す
る。受光レンズ１２の光軸（光軸ア）に対する眼球の光
軸イとのなす角である回転角θが小さい場合、虹彩１７
の端部ａ，ｂのｚ座標をｚａ，ｚｂとすると、瞳孔１９
の中心位置ｃの座標ｚｃは、 ｚｃ≒（ｚａ＋ｚｂ）／２ と表される。

【０１３８】又角膜反射像ｄのｚ座標と角膜１６の曲率
中心Ｏのｚ座標とは一致する為、角膜反射像の発生位置
ｄのｚ座標をｚｄ、角膜１６の曲率中心Ｏから瞳孔１９
の中心ｃまでの距離をＬＯｃとすると、眼球光軸イと光
軸アとのなす角である回転角θは、 ＬＯｃ＊sin θ≒ｚｃ−ｚｄ ‥‥‥（ａ１） の関係式を略満足する。

【０１３９】この為、演算手段７２において図２８
（Ｂ）の如く光電素子列１４面上に投影された各特異点
（角膜反射像ｄ及び虹彩の端部ａ，ｂ）の位置を検出す
ることにより眼球１５の光軸イの回転角θを求めること
ができる。この時（ａ１）式は、

【０１４０】

【数２】 と書き換えられる。

【０１４１】但しβは角膜反射像の発生位置ｄと受光レ
ンズ１２との距離Ｌ１と受光レンズ１２と光電素子列１
４との距離ＬＯで決まる倍率である。

【０１４２】ところで観察者の眼球の光軸イと、視軸と
は一致しない。そこで観察者の眼球の光軸と視軸の角度
補正を行って視線を検出している。即ち観察者の眼球の
光軸の水平方向の回転角θを算出し、眼球の光軸と視軸
との角度補正値をδとした時、観察者の水平方向の視線
θＨを、 θＨ＝θ±δ ‥‥‥（ａ３） として求めている。ここで符号±は観察者に関して右へ
の回転角を正とすると、観察装置を覗く観察者の眼が左
眼の場合は＋、右眼の場合は−の符号が選択される。

【０１４３】又図２８（Ａ）においては観察者の眼球が
ｚ−ｘ平面（例えば水平面）内で回転する例を示してい
るが、観察者の眼球がｘ−ｙ平面（例えば垂直面）内で
回転する場合においても同様に検出可能である。

【０１４４】但し、観察者の視線の垂直方向の成分は眼
球の光軸の垂直方向の成分θ′と一致する為、垂直方向
の視線θｖは、 θｖ＝θ′ ‥‥‥（ａ４） となる。

【０１４５】一般の視線検出装置では、角膜反射像を得
る為に眼球に平行光を照射している。これが眼球の照明
も兼ねている。一般にカメラ一体型ＶＴＲのファインダ
ー系のように装置に対して非接触の状態で注視点検出を
行う場合、必ずしも眼球像を結像するＣＣＤ画面の中心
軸近くに瞳孔が位置するとは限らない。この時、平行光
の持つ指向特性によって生じた照明ムラにより瞳孔エッ
ジが検出できないことがある。

【０１４６】例えば図２６はＣＣＤ７１面上に眼球像が
投影された時の概略図である。

【０１４７】同図において６２は瞳孔エッジを示してい
る。ここで照明ムラのうち暗部は例えば斜線部７３で示
した領域に生じる。ＣＣＤ７１のライン７４のレベル変
化は曲線７５のようになり、瞳孔の左エッジ７６は暗部
領域７３に埋もれてしまう。この場合には視線検出がで
きなくなってくる場合がある。

【０１４８】そこで本実施例では角膜反射像を得る為の
光源（第１光源１３）に対して独立して眼球全体を照明
する拡散光源を設けることにより、眼球に対する照明ム
ラに起因する注視点位置の誤検知を無くしている。

【０１４９】図２５の実施例６では接眼レンズ２８を固
定する鏡筒６２にアイカップ６３が設けてあり、該アイ
カップ６３に拡散光源６１を設置して眼球１５を均一に
照明している。拡散光源６１は例えば図２７に示すよう
に赤外発光素子６１ａと拡散板６１ｂとを有している。

【０１５０】尚、図２５において２５は赤外光反射、可
視光透過のダイクロイックミラー、１２は結像レンズ、
１４は視線検出用のイメージセンサー、２４はエレクト
リックビューファインダー（ＥＶＦ）、２４ａはＥＶＦ
画面である。

【０１５１】本実施例では角膜反射像を得る為の光源に
対して独立に拡散光源６１を設け、該拡散光源６１を用
いて眼球１５を均一照明することにより照明ムラによる
瞳孔エッジの検出誤差をなくし、視線検出精度の向上を
図っている。

【０１５２】図２９は本発明の実施例７のファインダー
系部分の要部概略図である。

【０１５３】本実施例は図２５の実施例６に比べて拡散
光源６１を鏡筒６２に拡散面６１ｂが眼球１５に対向す
るように設置している点が異なり、この他の構成は同じ
である。

【０１５４】尚実施例６，７ではファインダー系につい
て述べたが、装置に対して非接触の状態で注視点検出を
行うものであれば、例えば画面上の注視点のキャラクタ
ーを動かすゲーム機等でも実施可能である。

【０１５５】図３０は本発明の実施例８のファインダー
系部分の要部概略図である。図３１（Ａ），（Ｂ）はイ
メージセンサー１４上に投影された眼球像とイメージセ
ンサー１４からの出力信号図である。

【０１５６】本実施例では角膜反射像を得る為の光源１
３ａ，１３ｂを接眼レンズ２８の焦点位置に配置してハ
ーフミラー６５を介して眼球１５を平行光束で照明して
おり、これにより部品点数を減らしていることを特徴と
している。

【０１５７】視線検出方法は前述した実施例１や実施例
６等と同じである。

【０１５８】本実施例においてＥＶＦ画面２４ａの左右
にｘ−ｙ平面に対して対称な位置に光源１３ａ，１３ｂ
が２個配置してある。この光源には通常赤外発光ダイオ
ードが用いられる。又この光源１３ａ，１３ｂは接眼レ
ンズ２８の焦点距離に位置する為、光源１３ａ，１３ｂ
を発した光は接眼レンズ２８を通して平行光束となり、
ファインダー系を覗く撮影者の眼球１５を照明する。

【０１５９】眼球は２個の発光ダイオード１３ａ，１３
ｂで照明されている為、眼の角膜で反射した光の一部に
よる角膜反射像は２個できる。この時、２個の光源のｙ
座標は同じである為、２個の角膜反射像のｙ座標も同じ
である。この２個の角膜反射像Ｐ１，Ｐ２及び光源によ
り照明された瞳孔エッジはハーフミラー６５、レンズ１
２を通して光電変換素子列（イメージセンサー）１４上
に再結像する。

【０１６０】イメージセンサー１４面上に形成した角膜
反射像ｄ，ｅを用いて眼球１５の視線を検出する方法は
実施例１と同じである。

【０１６１】図３２は本実施例の注視点（視線）検出の
フローチャートである。

【０１６２】まずステップＳ１で２個の角膜反射像ｄ，
ｅのｚ座標ｚｐ１，ｚｐ２、ｙ座標のｙｐを検出する。

【０１６３】そして２個の角膜反射像の中点ｚｐを算出
する（ステップＳ２）。次に瞳孔エッジのｚ座標ｚａ，
ｚｂ、ｙ座標ｙａ，ｙｂを検出する（ステップＳ３）。
前記検出点より瞳孔中心ｚｃ，ｙｃを算出する（ステッ
プＳ４）。そして以上のデータをもとに眼球の転移角θ
をｚ−ｙ平面内について算出する（ステップＳ５）。最
後に求めた転移角より注視点を算出する（ステップＳ
６）。

【０１６４】本実施例によれば、発光ダイオード等の光
源を接眼レンズの焦点位置に配置することにより、特別
に投光レンズを設ける必要がなく、簡単な構成で光源か
らの光を平行光束とし、これらの平行光束を用いて眼球
の視線を容易に検出している。

【０１６５】

【発明の効果】本発明によれば、 （３−１）角膜反射像と瞳孔エッジの位置情報を適切に
設定した光源を用いることにより高精度に検出し、常に
眼球の視線を高精度に検出することができる視線検出装
置を達成することができる。

【０１６６】（３−２）観察者の瞳孔径を適切に設定し
たＥＶＦ画面輝度調整手段を用いることにより調整し、
観察者の視線を高精度に検出することができる視線検出
装置を有した光学装置を達成することができる。

【０１６７】（３−３）眼球全体を拡散光束で照明する
拡散光源を用いることにより眼球を均一照明し、眼球か
らの反射像の位置情報の検出誤差を少なくし、高精度の
視線検出が可能な視線検出装置を達成することができ
る。

【０１６８】（３−４）各光学要素を適切に設定するこ
とにより少ない光学要素で視線を高精度に検出すること
ができる視線検出装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る視線検出方法の説明図

【図２】 図１の一部分の説明図

【図３】 本発明の視線検出装置をビデオカメラに適
用した時の要部概略図

【図４】 図３の一部分の斜視図

【図５】 眼球像の説明図

【図６】 眼球像の説明図

【図７】 本発明の実施例１の視線検出のフローチャ
ート

【図８】 図３の一部分の説明図

【図９】 本発明に係る視線追尾のフローチャート

【図１０】 本発明の実施例２の眼球像の説明図

【図１１】 本発明の実施例２のフローチャート

【図１２】 本発明の実施例２のファインダー系の一部
分の斜視図

【図１３】 本発明の実施例３の眼球像の説明図

【図１４】 本発明の実施例３のフローチャート

【図１５】 本発明の実施例３のファインダー系の一部
分の斜視図

【図１６】 瞳孔径と注視点座標との関係を示す説明図

【図１７】 本発明をビデオカメラに適用した時の実施
例４の要部概略図

【図１８】 本発明の実施例４のフローチャート

【図１９】 図１７のＥＶＦ画面の説明図

【図２０】 本発明の実施例４のキャリブレーションの
フローチャート

【図２１】 本発明の実施例４のキャリブレーションの
フローチャート

【図２２】 本発明の実施例５に係るファインダー表示
の説明図

【図２３】 本発明の実施例５のキャリブレーションの
フローチャート

【図２４】 本発明の実施例５のキャリブレーションの
フローチャート

【図２５】 本発明の実施例６の要部概略図

【図２６】 本発明の実施例６のイメージセンサー上の
説明図

【図２７】 図２５の一部分の説明図

【図２８】 本発明の実施例６の視線検出方法の説明図

【図２９】 本発明の実施例７の要部概略図

【図３０】 本発明の実施例８の要部概略図

【図３１】 図３０の一部分の説明図

【図３２】 本発明の実施例８のフローチャート

【符号の説明】

５ ＥＶＦ画面 ８ 拡散光源 １２ 受光レンズ １３，１３ａ〜１３ｄ 光源 １４ イメージセンサー １５ 眼球 １６ 角膜 １７ 虹彩 １９ 瞳孔 １９ａ 瞳孔エッジ ２３ ビデオカメラ ２４ ＥＶＦ ２５ ダイクロイックミラー ２８ 接眼レンズ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の眼球を照明手段により照明し、
   該眼球の角膜反射像と虹彩反射像を受光手段で検出し、
   該受光手段からの各反射像の位置情報を利用して演算手
   段により該眼球の視線を算出する際、該照明手段は複数
   の光源を有し、該複数の光源を交互に点灯、及び消灯さ
   せることにより、該眼球の角膜反射像と虹彩反射像の位
   置情報を求めていることを特徴とする視線検出装置。
2. 【請求項２】 ファインダー系を覗く観察者の眼球の光
   軸の回転角を検出し、該回転角から観察者の視線を検出
   する際、該眼球の個人差による視線の検出誤差をファイ
   ンダー視野の輝度レベルを調整することにより得られた
   視線補正データを用いて補正していることを特徴とする
   視線検出装置を有した光学装置。
3. 【請求項３】 前記ファインダー視野の輝度レベルをフ
   ァインダー系の一部に設けた補助照明手段を利用して調
   整していることを特徴とする請求項２の視線検出装置を
   有した光学装置。
4. 【請求項４】 観察者の眼球を照明手段により照明し、
   該眼球の角膜反射像と虹彩反射像を受光手段で検出し、
   該受光手段からの各反射像の位置情報を利用して該眼球
   の視線を検出する際、該照明手段は角膜反射像を得る為
   の第１光源と該第１光源に対して独立に該眼球を拡散照
   明する拡散光源とを有し、これらの光源を利用して視線
   検出を行っていることを特徴とする視線検出装置。
5. 【請求項５】 ファインダー系を覗く観察者の眼球を照
   明手段からの光束で照明し、該眼球の角膜反射像を受光
   手段で検出し、該受光手段からの角膜反射像の位置情報
   を利用して該眼球の視線を検出する際、該照明手段は該
   ファインダー系の接眼レンズの焦点位置に該角膜反射像
   を得る為の光源を配置していることを特徴とする視線検
   出装置を有した光学装置。