JPH0792375A - 視線検出装置 - Google Patents
視線検出装置Info
- Publication number
- JPH0792375A JPH0792375A JP23981393A JP23981393A JPH0792375A JP H0792375 A JPH0792375 A JP H0792375A JP 23981393 A JP23981393 A JP 23981393A JP 23981393 A JP23981393 A JP 23981393A JP H0792375 A JPH0792375 A JP H0792375A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 視線方向の検出装置において、観察画面が小
さくて眼球の回転が目立って生じない場合でも精度の良
好な観察を可能とし、且つ装置の大型化を防止する。 【構成】 接眼部に屈折力の強いファインダールーペを
使用し、光源反射像及び前眼部像を受像する受像器に至
る分割反射光路に負の屈折力のレンズと受像器に結像さ
せるための正レンズを順置し、分割透過光路に映像表示
器を配置した。
さくて眼球の回転が目立って生じない場合でも精度の良
好な観察を可能とし、且つ装置の大型化を防止する。 【構成】 接眼部に屈折力の強いファインダールーペを
使用し、光源反射像及び前眼部像を受像する受像器に至
る分割反射光路に負の屈折力のレンズと受像器に結像さ
せるための正レンズを順置し、分割透過光路に映像表示
器を配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は視線検出装置に関し、例
えば、ビデオカメラ等の光学装置で映出されている観察
面（面）上の、観察者（撮影者）が観察している注視点
方向の軸いわゆる視線（視軸）を、観察者の眼球面を照
明したとき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に関する。
えば、ビデオカメラ等の光学装置で映出されている観察
面（面）上の、観察者（撮影者）が観察している注視点
方向の軸いわゆる視線（視軸）を、観察者の眼球面を照
明したとき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に関する。
【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、いわゆる視線（視軸）を検
出する装置が種々提案されている。
観察しているかを検出する、いわゆる視線（視軸）を検
出する装置が種々提案されている。
【０００３】例えば特開昭６１−１７２５５２号公報に
おいては、光源からの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。図３は視線検出方法
の説明図で同図において２５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であり、投光レ
ンズ２３の焦点面に配置されている。
おいては、光源からの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。図３は視線検出方法
の説明図で同図において２５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であり、投光レ
ンズ２３の焦点面に配置されている。
【０００４】光源２５より発光した赤外光は投光レンズ
２３により平行光となりハーフミラー２２で反射し、眼
球２０の角膜２１を照明する。このとき角膜２１の表面
で反射した赤外光の一部による光源反射像ｄはハーフミ
ラー２２を透過し受光レンズ２４により集光され光電素
子列２６上の位置Ｚｄに再結像する。
２３により平行光となりハーフミラー２２で反射し、眼
球２０の角膜２１を照明する。このとき角膜２１の表面
で反射した赤外光の一部による光源反射像ｄはハーフミ
ラー２２を透過し受光レンズ２４により集光され光電素
子列２６上の位置Ｚｄに再結像する。
【０００５】また虹彩２３の端部ａ，ｂからの光束はハ
ーフミラー２、受光レンズ４を介して光電素子列６上の
位置Ｚａ，Ｚｂに該端部ａ，ｂの像を結像する。位置Ｚ
ｄ，Ｚａ，Ｚｂの出力より演算して、端ａ，ｂの中点ｃ
を求め、また長さｏｃに人間の平均等な値もしくは別途
求めた値を使用すれば、点ｏ，ｃ，ｄの三角形より眼球
の回転角θが求まる。なお、この回転角θに一定の角度
補正を行うことで視線の方向が求められる。
ーフミラー２、受光レンズ４を介して光電素子列６上の
位置Ｚａ，Ｚｂに該端部ａ，ｂの像を結像する。位置Ｚ
ｄ，Ｚａ，Ｚｂの出力より演算して、端ａ，ｂの中点ｃ
を求め、また長さｏｃに人間の平均等な値もしくは別途
求めた値を使用すれば、点ｏ，ｃ，ｄの三角形より眼球
の回転角θが求まる。なお、この回転角θに一定の角度
補正を行うことで視線の方向が求められる。
【０００６】以上の構成で、眼球の動きが顕著に現われ
る程度にファインダー視野角が大きな場合は検出光学系
は図３に基づくもので良い。
る程度にファインダー視野角が大きな場合は検出光学系
は図３に基づくもので良い。
【０００７】しかしながらビデオカメラの場合、ファイ
ンダーで観察する画面は小型陰極線管や液晶表示器の小
型画面の為、視野が小さくなるので明瞭な視線の動きは
期待できない。そして画面が小さい構成はビデオカメラ
に限られず他の光学装置でもあり得る。
ンダーで観察する画面は小型陰極線管や液晶表示器の小
型画面の為、視野が小さくなるので明瞭な視線の動きは
期待できない。そして画面が小さい構成はビデオカメラ
に限られず他の光学装置でもあり得る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は観察される画
面が小さい場合でも、視線の検出が良好に実施し得る装
置の提供を課題としている。
面が小さい場合でも、視線の検出が良好に実施し得る装
置の提供を課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】観察者の眼を照明し、眼
からの反射光を受光手段で受光し、受光手段からの電気
信号を使用して観察者の視線を算出するようにした装置
において、正の屈折力を持つ接眼レンズ部からの光路を
光分割器で分岐し、一方の分岐光路に観察対象画面が位
置し、他方の分岐光路に光分割器側より負の屈折力のレ
ンズ部そして前記受光手段に結像させるための正の屈折
力のレンズ部を配置する。
からの反射光を受光手段で受光し、受光手段からの電気
信号を使用して観察者の視線を算出するようにした装置
において、正の屈折力を持つ接眼レンズ部からの光路を
光分割器で分岐し、一方の分岐光路に観察対象画面が位
置し、他方の分岐光路に光分割器側より負の屈折力のレ
ンズ部そして前記受光手段に結像させるための正の屈折
力のレンズ部を配置する。
【００１０】更に接眼レンズ部（ファインダールーペ）
は強い屈折力を有し、充分な視野角を得るのを可能にし
ている。
は強い屈折力を有し、充分な視野角を得るのを可能にし
ている。
【００１１】
【実施例】図１と図２は本発明の実施例を描いている。
【００１２】図中、１は液晶表示器あるいは小型ＣＲＴ
の表示画面、２は光分割ブロックで、２ａは赤外反射可
視透過のダイクロイック層である。３は強い正屈折力を
持つファインダールーペである。表示画面１は、ファイ
ンダールーペ３を通る光路で光分割ブロック２を透過す
る光路上に配される。４は負屈折力のレンズ部で、複数
枚のレンズで構成しても良いが、装置の小型化，取付け
の簡易化の観点から単レンズが好ましく、ここでは両凹
レンズとしている。５は正屈折力の結像レンズ部で、や
はり複数枚のレンズで構成しても良いが小型化，簡易化
のために両凸レンズとしている。６は２次元固体撮像素
子の様な受像器である。８は、例えば赤外光を発する光
源で、図２の様に２個配置している。従って、この構成
では角膜による光源反射像は２個形成されるが、それら
の中点を図３のｄ点の替りとすれば良い。９は観察者の
眼で、設計上のアポイントに位置するものとする。７は
トリミングフィルターでダイクロイック膜２ａの特性を
補完する。１０はビデオカメラ本体を図式的に示すもの
で、１１は撮影ズームレンズ、１２は撮像素子、１３は
信号処理系である。
の表示画面、２は光分割ブロックで、２ａは赤外反射可
視透過のダイクロイック層である。３は強い正屈折力を
持つファインダールーペである。表示画面１は、ファイ
ンダールーペ３を通る光路で光分割ブロック２を透過す
る光路上に配される。４は負屈折力のレンズ部で、複数
枚のレンズで構成しても良いが、装置の小型化，取付け
の簡易化の観点から単レンズが好ましく、ここでは両凹
レンズとしている。５は正屈折力の結像レンズ部で、や
はり複数枚のレンズで構成しても良いが小型化，簡易化
のために両凸レンズとしている。６は２次元固体撮像素
子の様な受像器である。８は、例えば赤外光を発する光
源で、図２の様に２個配置している。従って、この構成
では角膜による光源反射像は２個形成されるが、それら
の中点を図３のｄ点の替りとすれば良い。９は観察者の
眼で、設計上のアポイントに位置するものとする。７は
トリミングフィルターでダイクロイック膜２ａの特性を
補完する。１０はビデオカメラ本体を図式的に示すもの
で、１１は撮影ズームレンズ、１２は撮像素子、１３は
信号処理系である。
【００１３】信号処理系１３は撮像素子１２の出力を映
像信号として図示しないレコーダに記録するとともに表
示画面１に撮像シーンを表示させる一方、受像器６から
の出力信号を処理して観察者の視点の位置を検出し、そ
の位置近傍の映像信号を取り出してテレビＡＦ法により
信号処理してフォーカスレンズを調節し、観察者の注視
している被写体へピントを合わせることを可能にしてい
る。なお、ここでは検出した視線情報をＡＦに使用して
いるが、表示画面上の所定マークを注視させることでズ
ーミングをさせたり、フェードインやフェードアウト、
高速撮影などを行わせても良い。
像信号として図示しないレコーダに記録するとともに表
示画面１に撮像シーンを表示させる一方、受像器６から
の出力信号を処理して観察者の視点の位置を検出し、そ
の位置近傍の映像信号を取り出してテレビＡＦ法により
信号処理してフォーカスレンズを調節し、観察者の注視
している被写体へピントを合わせることを可能にしてい
る。なお、ここでは検出した視線情報をＡＦに使用して
いるが、表示画面上の所定マークを注視させることでズ
ーミングをさせたり、フェードインやフェードアウト、
高速撮影などを行わせても良い。
【００１４】以上の構成において、観察者が撮影してい
る表示画面１の映像は光分割ブロック２、ファインダー
ルーペ３を経て観察者の眼９に到達する。ファインダー
ルーペ３は小型の表示画面を視野角を大きくし、視線の
動きを大きくして見るために普通の接眼レンズより強い
屈折力を有するレンズを用いる。照明光源８によって拡
散照明された眼から光源反射像と虹彩像を得る。これら
の像はファインダールーペ３を介してダイクロイック層
２ａに入射し、ここで反射されて受像器６の方向へ向
う。
る表示画面１の映像は光分割ブロック２、ファインダー
ルーペ３を経て観察者の眼９に到達する。ファインダー
ルーペ３は小型の表示画面を視野角を大きくし、視線の
動きを大きくして見るために普通の接眼レンズより強い
屈折力を有するレンズを用いる。照明光源８によって拡
散照明された眼から光源反射像と虹彩像を得る。これら
の像はファインダールーペ３を介してダイクロイック層
２ａに入射し、ここで反射されて受像器６の方向へ向
う。
【００１５】本例ではレンズ端面からアイポイントまで
の距離が短い事、及びファインダールーペの屈折力が強
いことから、像倍率βが大きくなる。それ故、負の屈折
力のレンズ部４による結像面を更に正の屈折力のレンズ
部５によって受像器６上に結像させることによって所望
の像倍率を得ることを可能にする。
の距離が短い事、及びファインダールーペの屈折力が強
いことから、像倍率βが大きくなる。それ故、負の屈折
力のレンズ部４による結像面を更に正の屈折力のレンズ
部５によって受像器６上に結像させることによって所望
の像倍率を得ることを可能にする。
【００１６】即ち、ダイクロイック層２ａの反射光路上
の負の屈折力のレンズ部４によってこのレンズ部の前方
に虚像を形成し、その像を正の屈折力のレンズ部５によ
って受像器に結像させると、小型の画面を用いながら広
い視野角を有し、且つ結像系に負屈折力のレンズ部を挿
入する事によって像倍率を小さくし小型の受像器の使用
が可能となっている。
の負の屈折力のレンズ部４によってこのレンズ部の前方
に虚像を形成し、その像を正の屈折力のレンズ部５によ
って受像器に結像させると、小型の画面を用いながら広
い視野角を有し、且つ結像系に負屈折力のレンズ部を挿
入する事によって像倍率を小さくし小型の受像器の使用
が可能となっている。
【００１７】尚、この様な条件を充たすための設計上の
方針として次の不等式を充たすのが望ましい。
方針として次の不等式を充たすのが望ましい。
【００１８】０．１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜０．４ ０．１＜ｆ３／ｆ１＜０．４ 但し、ｆ１：ファインダルーペの焦点距離 ｆ２：負の屈折力のレンズ部の焦点距離 ｆ３：正の屈折力のレンズ部の焦点距離 その際、ファインダー視野角は３０度以上が可能とな
る。
る。
【００１９】以下、数値実施例を説明する。符番は観察
眼９側から受像面６へ向かって光学系の各要素に対応す
るものとする。
眼９側から受像面６へ向かって光学系の各要素に対応す
るものとする。
【００２０】 数値例１ ｒ ｄ νｄ ｎ １ ５２．５９５ ５．４００ ６４．１５ １．５０９７４ ２ −３２．４５２ １．８５０ ３ ２０．０４９ ５．４００ ６４．１５ １．５０９７４ ４ ７８．８７７ ２．１６８ ５ ∞ ２０．０００ ６４．１５ １．５０９７４ ６ ∞ ３．０００ ７ −５．６１２ ２．５００ ５５．５３ １．６８６７４ ８ １０．４５１ ２２．８４２ ９ 絞り ０．０００ １０ ８．４５９ ２．５００ ５５．５３ １．６８６７４ １１ −１５．３２１ ６．０００ １２ ∞ ０．８００ ６４．１５ １．５０９７４ １３ ∞ 視野角３５°（表示画面の対角長１４．３ｍｍ） 像倍率 −０．０９倍 レンズ端面からアイポイントまでの距離２３ｍｍ ダイクロイック層から表示画面２．７２ｍｍ 屈折率ｎはλ＝８３０ｎｍに対するもの
【００２１】 数値例２ ｒ ｄ νｄ ｎ １ １５０．９００ ３．５００ ５６．４０ １．４９４３７ ２ −３３．２５４ ２．５００ ３ ２４．２７３ ３．５００ ５６．４０ １．４９４３７ ４ ９２４５．５６９ ８．４２２ ５ ∞ ２０．０００ ６４．１５ １．５０９７４ ６ ∞ ３．０００ ７ −５．３６１ ２．５００ ５５．５３ １．６８６７４ ８ １１．３５０ １７．７００ ９ 絞り ０．０００ １０ ５．０１４ ２．５００ ５５．５３ １．６８６７４ １１ −８．６８１ ２．０００ １２ ∞ ０．８００ ６４．１５ １．５０９７４ １３ ∞ 視野角３０°（表示画面の対角長１４．３ｍｍ） 像倍率 −０．０５倍 他仕様は上述と同様
【００２２】
【発明の効果】以上、説明した本発明によれば、適正な
倍率で受像器に前眼部の像を形成させることができるの
で、装置を大型化させることなく所望の信号を得ること
ができ、精度の良好な視線方向の検出が可能となる効果
がある。
倍率で受像器に前眼部の像を形成させることができるの
で、装置を大型化させることなく所望の信号を得ること
ができ、精度の良好な視線方向の検出が可能となる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す光学断面図。
【図２】接眼部正面図。
【図３】検出方法の説明図。
１ 表示画面 ２ 光分割ブロック ３ ファインダールーペ（接眼レンズ部） ４ 負の屈折力のレンズ部 ５ 正の屈折力のレンズ部 ６ 受像器の受像面
Claims (5)
- 【請求項１】 観察者の眼を照明し、眼からの反射光を
受光手段で受光し、受光手段からの電気信号を使用して
観察者の視線を算出するようにした装置において、正の
屈折力を持つ接眼レンズ部からの光路を光分割器で分岐
し、一方の分岐光路に観察対象画面が位置し、他方の分
岐光路に光分割器側より負の屈折力のレンズ部そして前
記受光手段に結像させるための正の屈折力のレンズ部を
配置したことを特徴とする視線検出装置。 - 【請求項２】 前記接眼レンズ部は多のレンズ部より強
い屈折力を有することを特徴とする請求項１の視線検出
装置。 - 【請求項３】 前記接眼レンズ部の焦点距離をｆ１、前
記負の屈折力のレンズ部の焦点距離をｆ２、前記正の屈
折力のレンズ部の焦点距離をｆ３とするとき、 ０．１＜｜ｆ２｜／ｆ１＜０．４ ０．１＜ｆ３／ｆ１＜０．４ を満足することを特徴とする請求項２の視線検出装置。 - 【請求項４】 前記接眼レンズ部を覗いたときの視野角
は３０度以上であることを特徴とする請求項３の視線検
出装置。 - 【請求項５】 前記眼の照明に使用する光は赤外光で、
前記光分割器は赤外域反射のダイクロイックミラーであ
ることを特徴とする請求項１の視線検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23981393A JPH0792375A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 視線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23981393A JPH0792375A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 視線検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792375A true JPH0792375A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17050237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23981393A Withdrawn JPH0792375A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 視線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792375A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100850357B1 (ko) * | 2006-12-06 | 2008-08-04 | 한국전자통신연구원 | 시선 위치 추적 방법 및 그 장치 |
| JP2021165816A (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | キヤノン株式会社 | 接眼光学系及び、それを有する撮像装置 |
| US20220057600A1 (en) * | 2020-08-24 | 2022-02-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Observation optical system and apparatus having the same |
| US11550203B2 (en) | 2020-07-30 | 2023-01-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Observation apparatus and image pickup apparatus having the same |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23981393A patent/JPH0792375A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100850357B1 (ko) * | 2006-12-06 | 2008-08-04 | 한국전자통신연구원 | 시선 위치 추적 방법 및 그 장치 |
| JP2021165816A (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | キヤノン株式会社 | 接眼光学系及び、それを有する撮像装置 |
| US11550203B2 (en) | 2020-07-30 | 2023-01-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Observation apparatus and image pickup apparatus having the same |
| US20220057600A1 (en) * | 2020-08-24 | 2022-02-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Observation optical system and apparatus having the same |
| CN114089503A (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-25 | 佳能株式会社 | 观察光学系统和具有观察光学系统的图像拾取装置 |
| US11988895B2 (en) * | 2020-08-24 | 2024-05-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Observation optical system and apparatus having the same |
| CN114089503B (zh) * | 2020-08-24 | 2024-06-28 | 佳能株式会社 | 观察光学系统和具有观察光学系统的图像拾取装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |