JPH0694977A - Eye gaze detector - Google Patents

Eye gaze detector

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Publication number
JPH0694977A
JPH0694977A JP4245141A JP24514192A JPH0694977A JP H0694977 A JPH0694977 A JP H0694977A JP 4245141 A JP4245141 A JP 4245141A JP 24514192 A JP24514192 A JP 24514192A JP H0694977 A JPH0694977 A JP H0694977A
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JP
Japan
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line
sight
light source
eyeball
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP4245141A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Nishimura
仁 西村
Toshimi Watanabe
利巳 渡邉
Shigemasa Sato
重正 佐藤
Akio Suzuki
章夫 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0694977A publication Critical patent/JPH0694977A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS 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
    • G03B2213/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02Viewfinders
    • G03B2213/025Sightline detection

Landscapes

  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Viewfinders (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有限距離にある光源を用いても眼球の視線を
正確に求めることを可能にする。 【構成】 観察者の眼球を照明する照明手段101と、
照明手段101により照明された前記眼球の反射像から
眼球の視線を算出する視線算出手段102とを備えた視
線検出装置において、照明手段101と眼球の角膜曲率
中心位置との間の距離を用いて視線算出手段102が視
線を算出するようにした。
(57) [Abstract] [Purpose] It is possible to accurately obtain the line of sight of the eye even with a light source at a finite distance. [Arrangement] An illumination unit 101 for illuminating an eyeball of an observer,
In a line-of-sight detection apparatus including a line-of-sight calculation unit 102 that calculates a line-of-sight of the eyeball from the reflected image of the eyeball illuminated by the illumination unit 101, the distance between the illumination unit 101 and the corneal curvature center position of the eyeball is used. The line-of-sight calculation means 102 calculates the line of sight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば光学装置内に
設けられた視野画面上において観察者が観察している注
視点方向の軸、すなわち、いわゆる視線を検出する視線
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a line-of-sight detection device for detecting a so-called line of sight, that is, a line of sight of an observer on a visual field screen provided in an optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、観察者の視線を検出する装置とし
ては、例えば、特開平3−109029号公報に開示さ
れたようなものがあった。この公報に開示された装置
は、観察者の眼球を光源によって照明し、この光源によ
って照明された眼球の瞳孔と虹彩との境界を読み取って
瞳孔中心位置を求めるとともに、光源からの照明光によ
る角膜反射像の位置を求め、この瞳孔中心位置と角膜反
射像の位置との相対的関係から視線を求めていた。以
下、図36を参照して上述の公報による視線検出装置の
動作について説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for detecting the line of sight of an observer, there has been one disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-109029. The device disclosed in this publication illuminates the eyeball of an observer with a light source, reads the boundary between the pupil and the iris of the eyeball illuminated by the light source to obtain the center position of the pupil, and the cornea with the illumination light from the light source. The position of the reflection image was obtained, and the line of sight was obtained from the relative relationship between the center position of the pupil and the position of the corneal reflection image. The operation of the line-of-sight detection device according to the above publication will be described below with reference to FIG.

【0003】図36は人間の眼球を水平方向に切断した
断面図である。この図において、1は眼球であり、この
眼球1は、略球形の強膜2の中に硝子体3が充満され、
この強膜2の前部(図中左部)に水晶体4、虹彩5およ
び角膜6が形成されて概略構成されている。虹彩5は一
種の絞りであり、開口部は瞳孔7と呼ばれる。角膜6の
曲率は強膜2(硝子体3)の曲率と異なり、図に示すご
とく、角膜曲率中心Cと眼球回転中心O′との間にはほ
ぼ一定と仮定できる距離ρが生じる。また、瞳孔中心D
と眼球回転中心O′との間の距離Aもほぼ一定と仮定で
きる。
FIG. 36 is a sectional view of a human eyeball cut horizontally. In this figure, 1 is an eyeball, and this eyeball 1 has a substantially spherical sclera 2 filled with a vitreous body 3,
A crystalline lens 4, an iris 5 and a cornea 6 are formed in a front portion (left portion in the drawing) of the sclera 2 to be generally configured. The iris 5 is a kind of diaphragm, and the opening is called a pupil 7. The curvature of the cornea 6 is different from the curvature of the sclera 2 (vitreous body 3), and as shown in the figure, a distance ρ between the corneal curvature center C and the eyeball rotation center O ′ that can be assumed to be almost constant is generated. Also, the pupil center D
It can be assumed that the distance A between the eyeball rotation center O'and the eyeball rotation center O'is also substantially constant.

【0004】図36に示すように水平方向(図中上下方
向)にx軸をとり、不図示の視野画面の中心に眼球1が
正対するときの眼球回転中心O′のx軸の位置を原点O
とする。このときの瞳孔中心Dのx軸上の位置(これも
Dで示す)および角膜反射像Pのx軸上の位置(これも
Pで示す)は、眼球回転角θを図示のごとく定義すれ
ば、
As shown in FIG. 36, the x-axis is set in the horizontal direction (vertical direction in the figure), and the position of the x-axis of the eyeball rotation center O'when the eyeball 1 is directly facing the center of the field-of-view screen (not shown) is the origin. O
And At this time, the position of the pupil center D on the x axis (also indicated by D) and the position of the corneal reflection image P on the x axis (also indicated by P) are defined by the eyeball rotation angle θ as shown in the figure. ,

【数1】 D=L+A×sinθ (1) P=L+ρ×sinθ (2) と表される。ここにいう角膜反射像Pはプルキンエ第1
像と呼ばれるものであり、角膜6を凸レンズと考えたと
きにその表面で反射する光線の虚像である。(1)式から
(2)式を減算すると、眼球回転中心の平行移動成分Lを
打ち消す事ができて、
## EQU1 ## D = L + A × sin θ (1) P = L + ρ × sin θ (2) The corneal reflection image P referred to here is the Purkinje first
This is called an image, and is a virtual image of light rays reflected on the surface of the cornea 6 when the cornea 6 is considered as a convex lens. From equation (1)
By subtracting the equation (2), the parallel movement component L of the eyeball rotation center can be canceled,

【数2】 D−P=(A−ρ)×sinθ (3) が得られる。このとき、眼球回転角θが小さいと仮定
し、sinθ≒θが成り立っているとして眼球回転角θ
を計算すると、
## EQU00002 ## DP = (A-.rho.). Times.sin .theta. (3) is obtained. At this time, assuming that the eyeball rotation angle θ is small, assuming that sin θ≈θ holds, the eyeball rotation angle θ
When we calculate

【数3】 θ=(D−P)/(A−ρ) (4) となる。## EQU3 ## θ = (DP) / (A-ρ) (4)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報に開示された従来の視線検出装置にあっては、(1)
〜(3)式が本来は平行光線によって結像する角膜反射像
にしか成り立たないにもかかわらず、有限距離にある視
線検出用光源についてもこれら(1)〜(3)式を用いて視
線検出演算を行っている為、求まった視線が観察者の視
線とずれが生じるおそれがある、という問題があった。
これを、図37を参照して説明する。図37(a)は平行
光線PLが眼球1の正面から入射した場合を示し、角膜
反射像Pは角膜曲率中心Cから距離r/2(rは角膜6
の曲率半径)だけ光源に近寄った位置に生じ、かつ、眼
球回転中心O′、角膜曲率中心Cおよび角膜反射像Pは
一直線上にある。この光源Sが図37(b)に示すように
有限距離に位置すると、有限距離にある光源Sからの光
線が発散光DLであることから角膜反射像P′は平行光
線の場合に比較してΔrだけ光源Sに近接した位置に生
じる。さらに、図37(c)に示すように眼球が図中下方
に距離Lだけ平行移動すると、角膜反射像P′は角膜曲
率中心Cの回りにαだけ回転した位置に生じ、正面から
見るとΔLだけ図中上方にずれている。一方、平行光線
が眼球1の正面から入射していれば、図37(c)のよう
に眼球1が平行移動しても図中Pの位置に角膜反射像が
生じる。したがって、ΔLが光源Sを有限距離に置いた
ことによるずれとなる。
However, in the conventional line-of-sight detection device disclosed in the above publication, (1)
〜Equation (3) is only applicable to the corneal reflection image that is originally formed by parallel rays, but even for a light source for eye-gaze detection at a finite distance, the eye-gaze detection is performed using these equations (1)-(3). Since the calculation is performed, there is a problem that the obtained line of sight may deviate from the line of sight of the observer.
This will be described with reference to FIG. FIG. 37 (a) shows the case where the parallel light beam PL is incident from the front of the eyeball 1, and the corneal reflection image P is a distance r / 2 from the corneal curvature center C (r is the cornea 6).
(Curvature radius of) and the eyeball rotation center O ′, the corneal curvature center C, and the corneal reflection image P are on a straight line. When the light source S is located at a finite distance as shown in FIG. 37 (b), the light beam from the light source S at the finite distance is divergent light DL, and therefore the corneal reflection image P'is compared with the case of parallel light rays. It occurs at a position close to the light source S by Δr. Furthermore, as shown in FIG. 37 (c), when the eyeball translates downward by a distance L in the figure, a corneal reflection image P'is produced at a position rotated by α around the corneal curvature center C, and when viewed from the front, ΔL It is only shifted upward in the figure. On the other hand, if the parallel rays are incident from the front of the eyeball 1, a corneal reflection image is generated at the position P in the figure even if the eyeball 1 moves in parallel as shown in FIG. Therefore, ΔL is a shift due to placing the light source S at a finite distance.

【0006】本発明の目的は、有限距離にある光源を用
いても眼球の視線を正確に求めることの可能な視線検出
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a line-of-sight detection device which can accurately obtain the line-of-sight of an eye even with a light source located at a finite distance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
1に対応付けて説明すると、請求項1の発明は、観察者
の眼球を照明する照明手段101と、前記照明手段10
1により照明された前記眼球の反射像から前記眼球の視
線を算出する視線算出手段102とを備えた視線検出装
置に適用される。そして、上述の目的は、前記照明手段
101と前記眼球の角膜曲率中心位置との間の距離を用
いて前記視線算出手段102が前記視線を算出すること
により達成される。この際、前記視線が特定の方向に向
いているときの前記照明手段101と前記角膜曲率中心
位置との間の距離を代表値として用いて前記視線を算出
してもよい。あるいは、視野画面を複数の領域に分割
し、前記視線が前記分割した領域のいずれに向いている
かを判断する視線判断手段103を設け、前記分割した
領域毎に予め定められた前記照明手段101と前記角膜
曲率中心位置との間の距離を代表値として用いて前記視
線を算出してもよい。請求項4の発明は、観察者の眼球
を照明する照明手段101と、前記照明手段101によ
り照明された前記眼球の反射像から前記眼球の視線を算
出する視線算出手段102とを備えた視線検出装置に適
用される。そして、上述の目的は、前記照明手段101
と前記角膜曲率中心位置との間の距離に代えて前記照明
手段101と前記瞳孔中心位置との間の距離を用いて前
記視線算出手段102が前記視線を算出することにより
達成される。さらに、前記視線算出手段102によって
算出された視線に基づいて前記照明手段101と前記角
膜曲率中心位置との間の距離を算出する距離算出手段1
04と、この算出結果に基づいて前記視線算出手段10
2により前記視線を再度算出し、算出結果が収束するま
で繰り返し前記距離算出手段104および前記視線算出
手段102を動作させる制御手段105とを設けてもよ
い。前記照明手段101を複数個設け、前記視線算出手
段102が前記各照明手段101毎に前記視線を独立に
算出する場合、前記視線算出手段102により算出され
た前記各照明手段101毎の視線に基づいて前記視線を
決定する視線決定手段106を設けてもよい。
When the invention of claim 1 is described in association with FIG. 1 which is a claim correspondence diagram, the invention of claim 1 is an illumination means 101 for illuminating an eyeball of an observer and the illumination means 10.
The present invention is applied to a visual line detection device including a visual line calculation unit 102 that calculates the visual line of the eyeball from the reflection image of the eyeball illuminated by 1. The above-mentioned object is achieved by the line-of-sight calculation unit 102 calculating the line of sight using the distance between the illumination unit 101 and the corneal curvature center position of the eyeball. At this time, the line of sight may be calculated by using the distance between the illumination unit 101 and the corneal curvature center position when the line of sight is directed in a specific direction, as a representative value. Alternatively, the visual field screen is divided into a plurality of areas, and a line-of-sight determining unit 103 for determining which of the divided regions the line of sight is facing is provided, and the predetermined illumination unit 101 is provided for each of the divided regions. The line of sight may be calculated using a distance from the corneal curvature center position as a representative value. According to the invention of claim 4, a line-of-sight detection is provided that includes an illumination unit 101 that illuminates an eyeball of an observer, and a line-of-sight calculation unit 102 that calculates a line-of-sight of the eyeball from a reflected image of the eyeball illuminated by the illumination unit 101. Applies to equipment. And, the above-mentioned purpose is the illumination means 101.
This is achieved by the line-of-sight calculating unit 102 calculating the line of sight by using the distance between the illuminating unit 101 and the center of the pupil instead of the distance between the center of curvature of the cornea and the center of corneal curvature. Further, the distance calculating means 1 for calculating the distance between the illuminating means 101 and the corneal curvature center position based on the visual line calculated by the visual line calculating means 102.
04, and the line-of-sight calculation means 10 based on this calculation result.
The line-of-sight may be calculated again according to step 2, and the control unit 105 for repeatedly operating the distance calculating unit 104 and the line-of-sight calculating unit 102 may be provided until the calculation result converges. When a plurality of the illuminating means 101 are provided and the visual line calculating means 102 independently calculates the visual line for each of the illuminating means 101, based on the visual line for each of the illuminating means 101 calculated by the visual line calculating means 102. A line-of-sight determining means 106 for determining the line of sight may be provided.

【0008】[0008]

【作用】上述した従来の視線検出装置においては、照明
手段が無限遠にあると考えて視線検出を行っていたが、
実際の照明手段は有限距離から発散光を照射している。
したがって、照明手段101と眼球の角膜曲率中心位置
との間の距離を用いて視線を算出することにより、照明
手段101が有限距離にあるときでも、観察者の視線を
正しく求めることができる。
In the conventional line-of-sight detection device described above, the line-of-sight detection is performed assuming that the illumination means is at infinity.
Actual lighting means emits divergent light from a finite distance.
Therefore, by calculating the line of sight using the distance between the illumination unit 101 and the corneal curvature center position of the eyeball, the line of sight of the observer can be correctly obtained even when the illumination unit 101 is at a finite distance.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

(1) 実施例共通の説明 まず、各実施例に共通する構成および本発明の原理につ
いて説明する。なお、以下の説明において、図36で用
いた符号も使用して観察者の眼球およびその内部につい
て説明を行う。図2は本発明にかかる視線検出装置の構
成図であり、この図において、11はカメラ等の光学装
置内に設けられた観察面であり、観察者はこの観察面1
1内の特定の点(注視点)を注視している。12は観察
者眼、13は視線検出用光源駆動手段、14は視線検出
用光源であり、この視線検出用光源14は観察者眼12
の近傍においてこの観察者眼12が観察面11を観察す
る視野を妨げないような位置に配置されている。15は
可視領域を透過して赤外領域を反射するダイクロイック
ミラー、16は結像レンズ、17は光電変換素子であ
り、この光電変換素子17及び結像レンズ16の光軸L
Aは、観察面11の中心と図36における原点O(観察
面の中心に正対する位置に眼球1がある場合の眼球回転
中心O′と一致)とを通る軸CAと一致し、かつ、ダイ
クロイックミラー15によってその光軸LAが曲げられ
て観察面11を観察する視野を妨げないように配置され
ている。18は光電変換素子17の出力を処理する信号
処理手段、19は演算装置であり、この演算装置19
は、視線検出用光源駆動手段13の制御、光電変換素子
17の駆動の制御、および信号処理手段18の出力から
視線を算出する。
(1) Description Common to Embodiments First, the configuration common to each embodiment and the principle of the present invention will be described. In the following description, the eyeball of the observer and the inside thereof will be described using the reference numerals used in FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the visual line detection device according to the present invention. In FIG. 2, 11 is an observation surface provided in an optical device such as a camera, and
It is gazing at a specific point (gazing point) in 1. Reference numeral 12 is an observer's eye, 13 is a light source for driving a visual axis detection, and 14 is a light source for a visual axis detection.
The observer's eyes 12 are arranged in the vicinity of the position so as not to obstruct the visual field for observing the observation surface 11. Reference numeral 15 is a dichroic mirror that transmits a visible region and reflects an infrared region, 16 is an imaging lens, 17 is a photoelectric conversion element, and the optical axis L of the photoelectric conversion element 17 and the imaging lens 16
A coincides with the axis CA passing through the center of the observation surface 11 and the origin O in FIG. 36 (corresponding to the eyeball rotation center O ′ when the eyeball 1 is located at a position directly facing the center of the observation surface), and the dichroic The optical axis LA is bent by the mirror 15 so as not to obstruct the visual field for observing the observation surface 11. Reference numeral 18 is a signal processing means for processing the output of the photoelectric conversion element 17, and 19 is an arithmetic unit.
Calculates the line of sight from the control of the line-of-sight detection light source drive unit 13, the drive control of the photoelectric conversion element 17, and the output of the signal processing unit 18.

【0010】図3〜図5は、視線検出用光源14、光電
変換素子17の配置の他の例である。図3に示す例で
は、観察面11の中心を通る軸CAと一致しない位置に
結像レンズ16および光電変換素子17を配置してい
る。図4に示す例では、視線検出用光源14と結像レン
ズ16、光電変換素子17の位置を入れ換えて配置して
おり、視線検出用光源14は、観察面11の中心を通る
軸CA上に配置され、かつ、ダイクロイックミラー15
によって観察者の視野を妨げないようにされている。図
5に示す例では、視線検出用光源14と結像レンズ1
6、光電変換素子17の双方が観察面11の中心を通る
軸CA上に配置され、かつ、ダイクロイックミラー1
5、20によって観察者の視野を妨げないようにされて
いる。
3 to 5 show another example of the arrangement of the light source 14 for detecting the line of sight and the photoelectric conversion element 17. In the example shown in FIG. 3, the imaging lens 16 and the photoelectric conversion element 17 are arranged at positions that do not coincide with the axis CA passing through the center of the observation surface 11. In the example shown in FIG. 4, the line-of-sight detection light source 14, the imaging lens 16, and the photoelectric conversion element 17 are arranged with their positions interchanged, and the line-of-sight detection light source 14 is on the axis CA passing through the center of the observation surface 11. Placed and dichroic mirror 15
Is designed so as not to obstruct the view of the observer. In the example shown in FIG. 5, the line-of-sight detection light source 14 and the imaging lens 1
6, both photoelectric conversion elements 17 are arranged on the axis CA passing through the center of the observation surface 11, and the dichroic mirror 1
Reference numerals 5 and 20 do not interfere with the visual field of the observer.

【0011】図6(A)〜(F)、図7(A)〜(B)および図
8(A)〜(E)は、観察者眼12が観察面11の中心に正
対する位置にあるとき、この観察者眼12が観察面11
を観察したときの視線検出用光源14の配置状態を示す
図である。図示例では、視線検出用光源14にIRED
141〜143を用いている。図中の枠21は、図9に示
すように観察者眼12が観察面11の中心に正対する位
置にあるときに観察面11の範囲を決定する枠を仮定し
たものであり、観察面11と等しい視野を持つ。以下こ
の枠を「視野枠」と呼ぶ。この視野枠21は、観察者眼
12が観察する枠を決定する枠であるので、観察者眼1
2の直前から観察面11までのどの位置に設定しても良
い。
6A to 6F, 7A to 7B, and 8A to 8E, the observer's eye 12 is located at a position directly facing the center of the observation surface 11. At this time, the observer's eye 12 has the observation surface 11
It is a figure which shows the arrangement state of the gaze detection light source 14 when observing. In the illustrated example, the line-of-sight detection light source 14 has an IRED.
14 1 to 14 3 are used. The frame 21 in the figure is assumed to be a frame that determines the range of the observation surface 11 when the observer eye 12 is in a position directly facing the center of the observation surface 11 as shown in FIG. Has a field of view equal to. Hereinafter, this frame is referred to as a “field frame”. This field frame 21 is a frame that determines the frame to be observed by the observer eye 12, and therefore the observer eye 1
It may be set at any position from immediately before 2 to the observation surface 11.

【0012】図6(A)〜(F)、図7(A)〜(B)では観察
者が観察する視野をIRED141〜143が妨げないよ
うにこのIRED141〜143を視野枠21の外周に配
置している。図6(A)および(B)に示す例ではIRED
141が1個配置されており、(A)は視野枠21の上部
中央に、(B)は視野枠21の左側中央に配置されてい
る。図6(C)〜(E)に示す例ではIRED141、142
が2個配置されており、(C)は視野枠21の上部中央と
左側中央に、(D)は視野枠21の上部に、(E)は視野枠
21の中央を挾んで上下対称な位置に配置されている。
図6(F)、図7(A)〜(B)に示す例ではIRED141
〜143が3個配置されており、図6(F)は視野枠21
の上部に、図7(A)は視野枠21の上部に2個、下部に
1個配置され、図7(B)は視野枠21の上部中央に1
個、左側中央に1個、右側中央に1個配置されている。
In FIGS. 6A to 6F and FIGS. 7A to 7B, the IREDs 14 1 to 14 3 are arranged in the visual field frame 21 so that the IREDs 14 1 to 14 3 do not interfere with the visual fields observed by the observer. It is placed on the outer circumference of. In the example shown in FIGS. 6A and 6B, IRED is used.
One 14 1 is arranged, (A) is arranged at the upper center of the field frame 21, and (B) is arranged at the left center of the field frame 21. In the example shown in FIGS. 6C to 6E, IRED 14 1 and 14 2
2 are arranged, (C) is at the upper center and left center of the field frame 21, (D) is at the upper part of the field frame 21, and (E) is a vertically symmetrical position across the center of the field frame 21. It is located in.
In the example shown in FIG. 6 (F) and FIGS. 7 (A)-(B), IRED 14 1
3 to 14 3 are arranged, and FIG.
In the upper part of FIG. 7, (A) is arranged in the upper part of the field frame 21, and two in the lower part, and in FIG.
One at the center on the left side and one at the center on the right side.

【0013】また、図8(A)〜(E)に示す例では、ダイ
クロイックミラー等を用いて、IRED141〜143
視野枠21の内側に配置され、(A)は1個のIRED1
1が視野枠21の中央に配置され、(B)は1個のIR
ED141が視野枠21の上部中央に、もう1個のIR
ED142が視野枠21の内側に配置され、(C)は2個
のIRED141、142がともに視野枠21の内部に配
置されている。図8(D)および(E)に示す例では3個の
IRED141〜143が配置され、(D)は視野枠21の
外周と内側の両方に配置され、(E)はすべて視野枠21
の内側に配置されている。なお、IRED141〜143
の配置については図示例に限られるものではなく、観察
者眼の周囲に1個または複数個のIREDを配置すれば
良い。
Further, in the example shown in FIG. 8 (A) ~ (E) , using a dichroic mirror or the like, are arranged IRED14 1 ~14 3 inside the field frame 21, (A) is IRED1 of one
4 1 is placed in the center of the field frame 21, (B) is one IR
ED14 1 has another IR in the upper center of the field frame 21.
The ED 14 2 is arranged inside the field frame 21, and (C), two IREDs 14 1 and 14 2 are both arranged inside the field frame 21. In the example shown in FIGS. 8D and 8E, three IREDs 14 1 to 14 3 are arranged, (D) is arranged both on the outer periphery and the inner side of the field frame 21, and (E) is all the field frame 21.
Is located inside. In addition, IRED 14 1 to 14 3
The arrangement is not limited to the illustrated example, and one or a plurality of IREDs may be arranged around the eyes of the observer.

【0014】図11は本発明の原理を説明する為に導入
する座標系を示す図である。図11において、観察者の
眼球が観察面の中心に正対する位置にある時の眼球回転
中心位置O′を原点Oとして、この原点Oと観察面11
の中心を通る軸方向にY軸を、観察面11の一方向にX
軸を、このX軸及びY軸に共に垂直な方向にZ軸をとる
三次元座標を設定し、以下これを「実空間座標」と呼
ぶ。
FIG. 11 is a diagram showing a coordinate system introduced to explain the principle of the present invention. In FIG. 11, an eyeball rotation center position O ′ when the observer's eyeball is in a position directly facing the center of the observation surface is an origin O, and the origin O and the observation surface 11
Y axis in the axial direction passing through the center of X and X in one direction of the observation surface 11.
The axis is set to three-dimensional coordinates having the Z axis in a direction perpendicular to both the X axis and the Y axis, and this is hereinafter referred to as "real space coordinates".

【0015】図10は、本発明の光学原理を示す図であ
る。視線検出用光源14は観察者眼12の近傍にあり、
光源14は観察者眼12に角膜反射像の虚像をP点に結
ぶ。この虚像は結像レンズ16を介して、光電変換素子
上のP′点に再結像する。この時、光電変換素子17の
受光面の一方向をX′軸に、このX′軸に垂直な方向に
Z′軸をとる座標系を設定し、以下これを「観察平面座
標」と呼ぶ。P点は実空間座標上で、P:(Px,P
y,Pz)と表され、P′点は観察平面座標上でP′:
(Px′,Pz′)と表される。この時、P点とP′点と
の関係は実空間座標系に対する光電変換素子の受光面の
角度、すなわち、実空間座標系に対する観察平面座標系
の角度を考慮した関数fx、fzを用いれば、
FIG. 10 is a diagram showing the optical principle of the present invention. The line-of-sight detection light source 14 is near the observer eye 12,
The light source 14 forms a virtual image of the corneal reflection image on the observer eye 12 at point P. This virtual image is re-imaged at point P ′ on the photoelectric conversion element via the imaging lens 16. At this time, a coordinate system having one direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion element 17 as the X ′ axis and the Z ′ axis in the direction perpendicular to the X ′ axis is set, and this is hereinafter referred to as “observation plane coordinate”. The point P is P: (Px, P
y, Pz), and the point P ′ is P ′: on the observation plane coordinate.
It is represented by (Px ', Pz'). At this time, the relationship between points P and P ′ is defined by the functions f x and f z considering the angle of the light receiving surface of the photoelectric conversion element with respect to the real space coordinate system, that is, the angle of the observation plane coordinate system with respect to the real space coordinate system. If used,

【数4】 Px=fx(Px′,Pz′) (5) Pz=fz(Px′,Pz′) (6) のように、実空間座標系のx−z平面に変換可能であ
る。ゆえに、光電変換素子17上に観察され、観察平面
座標系で表された角膜反射像及び、瞳孔中心位置の光電
変換素子17上の結像点の座標は実空間座標系のx−z
平面上に任意に変換可能である。ゆえに、光電変換素子
17上に結像した結像点の座標は、変換式(5)、(6)を
用いて実空間座標系のx−z平面座標での計算が可能で
ある。以上に述べたことは、P点、結像レンズ16及び
光電変換素子17の位置関係が変わっても、変換式
(5)、(6)の具体的な形が変わるだけで、P点とP′点
が変換式(5)、(6)を用いて変換可能であることには変
わりがない。
(4) Px = f x (Px ′, Pz ′) (5) Pz = f z (Px ′, Pz ′) (6) can be converted into the xz plane of the real space coordinate system. . Therefore, the corneal reflection image observed on the photoelectric conversion element 17 and expressed in the observation plane coordinate system, and the coordinates of the image formation point on the photoelectric conversion element 17 at the pupil center position are xz in the real space coordinate system.
It can be arbitrarily converted to a plane. Therefore, the coordinates of the image formation point formed on the photoelectric conversion element 17 can be calculated in the xz plane coordinates of the real space coordinate system using the conversion equations (5) and (6). What has been described above is that even if the positional relationship between the point P, the imaging lens 16 and the photoelectric conversion element 17 changes, the conversion formula
Only the specific shapes of (5) and (6) are changed, and the points P and P'can be converted using the conversion formulas (5) and (6).

【0016】次に、本発明に用いている視線検出用光源
14は有限距離にある点光源であり、発散光として眼球
を照明していることに注意して、本発明の視線の検出手
順の原理について前述の実空間座標系を用いて説明す
る。図11に示すように、実空間座標系において光源1
4によるプルキンエ第1像P:(Xp1,Yp1,Zp1)と瞳
孔中心D:(Xd、Yd,Zd)の座標値は、光源S:
(Sx,Sy,Sz)、角膜曲率中心C:(Cx,Cy,
Cz)=(L+ρcosφsinθ,ρcosφcosθ,k+ρsin
φ)の座標値を用いて次のように表される。ここで、f
は角膜表面反射の焦点距離、ρは眼球回転中心と角膜曲
率中心との距離、LはX軸方向の眼球回転中心の平行移
動、θはX軸方向の眼球回転角、kはZ軸方向の眼球回
転中心の平行移動、φはZ軸方向の眼球回転角である。
まず、プルキンエ第1像位置Pの座標値は、
Next, the line-of-sight detection light source 14 used in the present invention is a point light source at a finite distance and illuminates the eyeball as divergent light. The principle will be described using the above real space coordinate system. As shown in FIG. 11, the light source 1 in the real space coordinate system
The coordinate values of the Purkinje first image P: (X p1 , Y p1 , Z p1 ) and the pupil center D: (Xd, Yd, Zd) according to No. 4 are the light source S:
(Sx, Sy, Sz), corneal curvature center C: (Cx, Cy,
Cz) = (L + ρcosφsin θ, ρcosφcos θ, k + ρsin
It is expressed as follows using the coordinate value of φ). Where f
Is the focal length of the corneal surface reflection, ρ is the distance between the center of rotation of the eyeball and the center of curvature of the cornea, L is the translation of the center of rotation of the eyeball in the X-axis direction, θ is the rotation angle of the eyeball in the X-axis direction, and k is the Z-axis direction. The translation of the eyeball rotation center, φ is the eyeball rotation angle in the Z-axis direction.
First, the coordinate value of the Purkinje first image position P is

【数5】 Xp1=f/(σ−f)×Sx+(σ−2f)/(σ−f)×(L+ρcosφsinθ) (7) Yp1=f/(σ−f)×Sy+(σ−2f)/(σ−f)×(ρcosφcosθ) (8) Zp1=f/(σ−f)×Sz+(σ−2f)/(σ−f)×(k+ρsinφ) (9) 但し、 σ=√((Sx−Cx)2+(Sy−Cy)2+(Sz−Cz)2) (10) となる。ここでσは光源Sと角膜曲率中心Cとの距離を
表している。
## EQU00005 ## X p1 = f / (σ−f) × Sx + (σ−2f) / (σ−f) × (L + ρ cosφsin θ) (7) Y p1 = f / (σ−f) × Sy + (σ−2f) ) / (Σ−f) × (ρcosφcosθ) (8) Z p1 = f / (σ−f) × Sz + (σ−2f) / (σ−f) × (k + ρsinφ) (9) However, σ = √ ( (Sx-Cx) 2 + ( Sy-Cy) 2 + (Sz-Cz) 2) become (10). Here, σ represents the distance between the light source S and the corneal curvature center C.

【0017】また、瞳孔中心Dの座標値は、眼球回転中
心O′から瞳孔中心Dまでの距離をAとして、
With respect to the coordinate value of the pupil center D, the distance from the eyeball rotation center O'to the pupil center D is A,

【数6】 Xd=L+Acosφsinθ (11) Zd=k+Asinφ (12) となる。以上の(7)〜(9),(11),(12)式を連立さ
せればθ,L,φ,kが求まり、視線が求まるが、以
下、本発明ではσが特定の値をとるものと仮定してθ,
L,φ,kを求めることにする。また、眼球回転角θ,
φは十分に小さいとみなしてsinθ≒θ,cosθ≒1,si
nφ≒φ,cosφ≒1を利用する。このときの(7)〜
(9),(11),(12)式は、
## EQU6 ## Xd = L + A cos φ sin θ (11) Zd = k + A sin φ (12) If the equations (7) to (9), (11), and (12) are combined, θ, L, φ, and k can be obtained and the line of sight can be obtained. In the present invention, however, σ takes a specific value. Assuming that
Let us determine L, φ, k. Also, the eyeball rotation angle θ,
Considering that φ is sufficiently small, sin θ ≈ θ, cos θ ≈ 1, si
nφ≈φ and cosφ≈1 are used. At this time (7) ~
Equations (9), (11), and (12) are

【数7】 Xp1=f/(σ−f)×Sx+(σ−2f)/(σ−f)×(L+ρθ) (7′) Yp1=f/(σ−f)×Sy+(σ−2f)/(σ−f)×ρ (8′) Zp1=f/(σ−f)×Sz+(σ−2f)/(σ−f)×(k+ρφ) (9′) Xd=L+Aθ (11′) Zd=k+Aφ (12′) となる。これを解くと、X p1 = f / (σ−f) × Sx + (σ−2f) / (σ−f) × (L + ρθ) (7 ′) Y p1 = f / (σ−f) × Sy + (σ− 2f) / (σ−f) × ρ (8 ′) Z p1 = f / (σ−f) × Sz + (σ−2f) / (σ−f) × (k + ρφ) (9 ′) Xd = L + Aθ (11 ′) Zd = k + Aφ (12 ′). Solving this,

【数8】 θ=1/(A−ρ)×{f/(σ−2f)×Sx+Xd−(σ−f)/(σ−2f)× Xp1} (13) L=−A/(A−ρ)×f/(σ−2f)×Sx−ρ/(A−ρ)×Xd+A/(A −ρ)×(σ−f)/(σ−2f)×Xp1 (14) φ=1/(A−ρ)×{f/(σ−2f)×Sz+Zd−(σ−f)/(σ−2f)× Zp1} (15) k=−A/(A−ρ)×f/(σ−2f)×Sz−ρ/(A−ρ)×Zd+A/(A −ρ)×(σ−f)/(σ−2f)×Zp1 (16) となる。但し、 σ=√((Sx−(L+ρθ))2+(Sy−ρ)2+(Sz−(k+ρφ))2) (10′) である。ここで、σの式に、求めるべき視線θ,L,
φ,kが含まれているため、これらの値を何等かの値で
代用する必要が出て来る。以下にその実施例を述べる。
[Equation 8] θ = 1 / (A−ρ) × {f / (σ−2f) × Sx + Xd− (σ−f) / (σ−2f) × X p1 } (13) L = −A / (A −ρ) × f / (σ−2f) × Sx−ρ / (A−ρ) × Xd + A / (A −ρ) × (σ−f) / (σ−2f) × X p1 (14) φ = 1 / (A−ρ) × {f / (σ−2f) × Sz + Zd− (σ−f) / (σ−2f) × Z p1 } (15) k = −A / (A−ρ) × f / ( σ−2f) × Sz−ρ / (A−ρ) × Zd + A / (A−ρ) × (σ−f) / (σ−2f) × Z p1 (16). However, σ = √ ((Sx− (L + ρθ)) 2 + (Sy−ρ) 2 + (Sz− (k + ρφ)) 2 ) (10 ′). Here, the line of sight θ, L, and
Since φ and k are included, it becomes necessary to substitute these values with some value. An example will be described below.

【0018】(2) 光源が1個の場合 まず、図6(A)、(B)および図8(A)で示した、視線検
出用光源14として1個のIRED141を用いる場合
の視線検出装置の実施例を説明する。
(2) When there is one light source First, the line-of-sight detection when one IRED 14 1 is used as the line-of-sight detection light source 14 shown in FIGS. 6A, 6B and 8A. An example of the apparatus will be described.

【0019】−第1実施例− 第1実施例は、(10′)式内の求めるべき視線θ,L,
φ,kをそれぞれ一つの値で代表させる手法を用いたも
のである。本実施例では、観察者が観察面11を観察す
るとき、眼球1が最も多くかつ自然に位置すると思われ
るθ=L=φ=k=0に固定する。このとき、光源Sと
角膜曲率中心Cとの距離σは、
First Embodiment In the first embodiment, the line of sight θ, L,
This is a method in which φ and k are each represented by one value. In the present embodiment, when the observer observes the observation surface 11, the number of the eyeballs 1 is fixed at θ = L = φ = k = 0, which is considered to be the most natural position. At this time, the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is

【数9】 σ=√(Sx2+(Sy−ρ)2+Sz2) (17) となる。このようにして固定したσの値を用いて、(1
3)〜(16)式を計算して視線θ,L,φ,kを求め
る。
## EQU7 ## σ = √ (Sx 2 + (Sy−ρ) 2 + Sz 2 ) (17) Using the value of σ fixed in this way, (1
The lines of sight θ, L, φ, k are calculated by calculating equations 3) to (16).

【0020】図12は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS101では視線検出用光源14であるIRED1
1によって観察者眼12を照明し、このIRED141
によって照明された眼球1の瞳孔7と虹彩5の境界を、
光電変換素子17上の二点x′dL,z′dL、x′dR
z′dRの座標値として読み取る。境界検出手法は周知で
あり(たとえば上述の特開平3−109029号公
報)、ここでは詳細を省略する。ステップS102で
は、ステップS101において読み取られた光電変換素
子17上の二点の座標値x′dL,z′dL、x′dR,z′
dRを実空間座標に変換し、実空間座標上の瞳孔7と虹彩
7の境界の座標値xdL,zdL、xdR,zdRを求める。ス
テップS103では、実空間上における瞳孔7と虹彩5
との境界の中点を瞳孔中心位置Dとし、この瞳孔中心D
の座標値Xd,Zdを求める。
FIG. 12 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in step S101, the IRED1 that is the light source 14 for line-of-sight detection.
The observer's eye 12 is illuminated by 4 1 and this IRED 14 1
The boundary between the pupil 7 and the iris 5 of the eyeball 1 illuminated by
Two points on the photoelectric conversion element 17 x 'dL, z' dL , x 'dR,
z 'is read as a coordinate value of dR. The boundary detection method is well known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-109029), and details thereof will be omitted here. In step S102, the coordinate values x 'dL, z' of the two points on the photoelectric conversion element 17 that was read in step S101 dL, x 'dR, z '
dR is converted into real space coordinates, and the coordinate values x dL , z dL , x dR , and z dR of the boundary between the pupil 7 and the iris 7 on the real space coordinates are obtained. In step S103, the pupil 7 and the iris 5 in the real space are
The midpoint of the boundary between and is the pupil center position D, and this pupil center D
The coordinate values Xd and Zd of are calculated.

【0021】次に、ステップS104では、IRED1
1からの発散光の照明によって生じたプルキンエ第1
像(角膜反射像)Pの位置を、光電変換素子17上の座
標値Xp1′,Zp1′として検出する。このプルキンエ第
1像検出手法も周知であり、ここでは詳細を省略する。
ステップS105では、光電変換素子17上のプルキン
エ第1像Pの座標値X′p1,Z′p1を実空間座標に変換
し、実空間座標上のプルキンエ第1像Pの座標値Xp1
p1を求める。さらに、ステップS106では、プルキ
ンエ第1像Pの座標値Xp1,Zp1、瞳孔中心Dの座標値
Xd,Zd、および光源Sの座標値を(17)式に代入し
て得られたσを(13)〜(16)式へ代入し、視線θ,
L,φ,kを求める。
Next, in step S104, IRED1
4 Purkinje first caused by the illumination of the divergent light from 1
The position of the image (corneal reflection image) P is detected as the coordinate values X p1 ′ and Z p1 ′ on the photoelectric conversion element 17. This Purkinje's first image detection method is also well known, and the details are omitted here.
In step S105, the coordinate values X 'p1, Z' p1 of the first Purkinje image P on the photoelectric conversion element 17 is converted into real space coordinates, the coordinate values X p1 of the first Purkinje image P in the real space coordinates,
Find Z p1 . Further, in step S106, σ obtained by substituting the coordinate values X p1 and Z p1 of the Purkinje first image P, the coordinate values Xd and Zd of the pupil center D, and the coordinate value of the light source S into the equation (17). Substituting in equations (13) to (16), the line of sight θ,
Find L, φ, k.

【0022】このようにしてx軸方向の眼球回転角θを
求めた計算結果を図13に示す。グラフの横軸は実際の
x軸方向の眼球回転角を表し、縦軸は本実施例の視線検
出装置で算出したx軸方向の眼球回転角を表す(いずれ
も単位は「ラジアン」)。なお、眼球回転中心O′はx
−z平面内で移動するものとし、光源S(IRED14
1)は図6(A)の位置に配置され、その座標値は(0、2
8、8)である(単位は「ミリメートル」)。図13に
おいて、原点を通る曲線S0は実際の視線であり、演算
によって正しく求められた場合、直線S0に一致する直
線が得られる。一方、原点を通らない曲線S1は本実施
例を用いて算出した視線の一例で、L=φ=k=0の場
合以外は原点を通らず、光源Sと角膜曲率中心Cとの距
離σを固定したことによる誤差δを持つが、この誤差δ
の大きさは無視できる範囲内であると考えられるため、
ステップS106で求められたθ,L,φ,kが求める
視線となる。なお、上述の説明ではθ=L=φ=k=0
に固定したが、他の適当な値に固定しても良く、θ,
L,φ,kは互いに異なった値でも良い。
FIG. 13 shows the calculation result of the eyeball rotation angle θ in the x-axis direction thus obtained. The horizontal axis of the graph represents the actual eyeball rotation angle in the x-axis direction, and the vertical axis represents the eyeball rotation angle in the x-axis direction calculated by the line-of-sight detection device of this embodiment (both units are “radians”). Note that the eyeball rotation center O'is x
The light source S (IRED14
1 ) is placed at the position shown in FIG. 6A, and its coordinate values are (0, 2
8, 8) (the unit is "millimeter"). In FIG. 13, a curved line S 0 passing through the origin is an actual line of sight, and a straight line that coincides with the straight line S 0 is obtained when correctly calculated. On the other hand, the curve S 1 that does not pass through the origin is an example of the line of sight calculated using this embodiment, and does not pass through the origin except when L = φ = k = 0, and the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is σ. There is an error δ due to fixing
Is considered to be in the negligible range,
Θ, L, φ, k obtained in step S106 is the line of sight to be obtained. In the above description, θ = L = φ = k = 0
However, it may be fixed to any other suitable value, such as θ,
L, φ, and k may have different values.

【0023】−第2実施例− 第2実施例は、プルキンエ第1像Pまたは瞳孔中心Dの
位置、もしくはその両者の位置によって(10′)式内の
値θ,L,φ,kを数種類に分別し、これにより光源S
と角膜曲率中心Cとの距離σを数種類の値に固定する手
法を用いたものである。本実施例では、x軸を三つの領
域に分割し、σを三種類の値に固定している。具体的に
は、瞳孔中心Dのx座標値Xdがχ1未満、χ1以上χ
2以下、χ2を超える値のとき、x軸方向の眼球回転中
心の平行移動量Lの値をそれぞれλ1,λ2,λ3に固
定し、他はθ=φ=k=0に固定する。このときのσ
は、x軸方向の眼球回転中心O′の平行移動量Lを便宜
上L′で表すと
Second Embodiment In the second embodiment, there are several kinds of values θ, L, φ, k in the equation (10 ') depending on the position of the Purkinje's first image P or the center D of the pupil, or both positions. The light source S
The distance σ between the center of curvature C and the corneal curvature center C is fixed to several values. In this embodiment, the x-axis is divided into three areas, and σ is fixed to three kinds of values. Specifically, the x-coordinate value Xd of the pupil center D is less than χ1, χ1 or more χ
When the value is 2 or less and exceeds χ2, the values of the parallel movement amount L of the eyeball rotation center in the x-axis direction are fixed to λ1, λ2, and λ3, and the other values are fixed to θ = φ = k = 0. Σ at this time
Is the translation amount L of the eyeball rotation center O ′ in the x-axis direction, which is represented by L ′ for convenience.

【数10】 σ=√((Sx−L′)2+(Sy−ρ)2+Sz2) (18) として表される。[Expression 10] σ = √ ((Sx−L ′) 2 + (Sy−ρ) 2 + Sz 2 ) (18)

【0024】図14は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS201〜S205では、上述の第1実施例のステ
ップS101〜105と同様の動作が行われる。ステッ
プS206では、瞳孔中心Dのx座標値Xdが予め定め
た値χ1より小さいか否かが判定され、判定が肯定され
るとステップS207に飛んでx軸方向の眼球回転中心
O′の平行移動量L′をλ1に設定し、判定が否定され
るとステップS208へ移行する。ステップS208で
は、瞳孔中心Dのx座標値Xdが予め定めた値χ2より
大きいか否かが判定され、判定が肯定されるとステップ
S209に飛んでx軸方向の眼球回転中心O′の平行移
動量L′をλ3に設定し、判定が否定されるとステップ
S210へ飛んでx軸方向の眼球回転中心O′の平行移
動量L′をλ2に設定する。さらにステップS211で
は、プルキンエ第1像Pの座標値Xp1,Zp1、瞳孔中心
Dの座標値Xd,Zd、光源Sの座標値およびx軸方向
の眼球回転中心O′の平行移動量L′を(18)式に代入
して得られたσを(13)〜(16)式へ代入し、視線θ,
L,φ,kを求める。
FIG. 14 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in steps S201 to S205, operations similar to those in steps S101 to 105 of the above-described first embodiment are performed. In step S206, it is determined whether the x-coordinate value Xd of the pupil center D is smaller than a predetermined value χ1. If the determination is affirmative, the process jumps to step S207, and the translational movement of the eyeball rotation center O ′ in the x-axis direction is performed. The quantity L ′ is set to λ1 and if the determination is negative, the process proceeds to step S208. In step S208, it is determined whether or not the x-coordinate value Xd of the pupil center D is larger than a predetermined value χ2. If the determination is affirmative, the process jumps to step S209, and the eyeball rotation center O ′ in the x-axis direction is translated. The amount L ′ is set to λ3, and if the determination is negative, the process jumps to step S210 to set the parallel movement amount L ′ of the eyeball rotation center O ′ in the x-axis direction to λ2. Further, in step S211, the coordinate values X p1 and Z p1 of the Purkinje first image P, the coordinate values Xd and Zd of the pupil center D, the coordinate value of the light source S, and the translation amount L ′ of the eyeball rotation center O ′ in the x-axis direction. Substituting σ into equation (18) into equations (13) to (16), the line of sight θ,
Find L, φ, k.

【0025】このようにしてx軸方向の眼球回転角θを
求めた計算結果を図15に示す。グラフの横軸は実際の
x軸方向の眼球回転角を表し、縦軸は本実施例の視線検
出装置で算出したx軸方向の眼球回転角を表す(いずれ
も単位は「ラジアン」)。なお、眼球回転中心O′はx
−z平面内で移動するものとし、光源位置Sは図6(A)
の位置に配置され、その座標値は(0、28、8)である
(単位は「ミリメートル」)。また、χ1〜χ3および
λ1〜λ3の値は、実空間座標上に変換された値を用い
て、χ1=-2.5,χ2=2.5,λ1=−5,λ2=0,
λ3=5とされる(単位は「ミリメートル」)。すなわ
ち、(18)式中のXdの値を表1に示すように「-2.5未
満」、「-2.5以上2.5以下」、「2.5を超える」の3種類
に分け、このときのL′の値をそれぞれ「−5」,
「0」,「5」に固定し、他はθ=φ=k=0に固定し
ている。
FIG. 15 shows the calculation result of the eyeball rotation angle θ in the x-axis direction thus obtained. The horizontal axis of the graph represents the actual eyeball rotation angle in the x-axis direction, and the vertical axis represents the eyeball rotation angle in the x-axis direction calculated by the line-of-sight detection device of this embodiment (both units are “radians”). Note that the eyeball rotation center O'is x
-It is assumed that the light source position S moves in the z plane, and the light source position S is shown in FIG.
, And the coordinate value is (0, 28, 8) (the unit is "millimeter"). Also, the values of χ1 to χ3 and λ1 to λ3 are χ1 = -2.5, χ2 = 2.5, λ1 = -5, λ2 = 0, using the values converted on the real space coordinates.
λ3 = 5 (unit is “millimeter”). That is, as shown in Table 1, the value of Xd in the equation (18) is divided into three types of "less than -2.5", "more than -2.5 and less than 2.5", and "more than 2.5", and the value of L'at this time. "-5",
It is fixed to “0” and “5”, and the other is fixed to θ = φ = k = 0.

【表1】 図15において、原点を通る直線S0は実際の視線であ
り、演算によって正しく求められた場合は直線S0に一
致する直線が得られる。一方、原点を通らない曲線S2
は本実施例を用いて算出した視線の一例で、L=−5,
φ=k=0、L=0,φ=k=0、およびL=5,φ=
k=0の場合以外は原点を通らず、光源Sと角膜曲率中
心Cとの距離σを固定したことによる誤差δを持つが、
本実施例によれば、表1に示すように瞳孔中心Dの位置
(x座標値Xd)に応じて眼球回転中心O′のx軸方向
移動量L′を適宜変更しているので、いずれの場合にお
いてもLの値がひとつの値に固定されている第1実施例
に比較して誤差δを小さくすることができる。
[Table 1] In FIG. 15, a straight line S 0 passing through the origin is an actual line of sight, and if it is correctly calculated, a straight line that matches the straight line S 0 is obtained. On the other hand, the curve S 2 that does not pass through the origin
Is an example of the line of sight calculated using the present embodiment, and L = −5,
φ = k = 0, L = 0, φ = k = 0, and L = 5, φ =
There is an error δ due to fixing the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C without passing through the origin except when k = 0.
According to the present embodiment, as shown in Table 1, the amount of movement L ′ of the eyeball rotation center O ′ in the x-axis direction is appropriately changed according to the position of the pupil center D (x coordinate value Xd). Even in this case, the error δ can be reduced as compared with the first embodiment in which the value of L is fixed to one value.

【0026】なお、本実施例では、瞳孔中心Dの位置を
実空間座標上に変換してからχ1、χ2と比べたが、光
電変換素子17上の値を直接用いて適当なχ1、χ2と
比べることもできる。また、本実施例では、x軸方向を
三分割してσを三個の値に固定したが、z軸方向も同様
にして分割することができ、分割数についても二分割に
したり、もっと多く分割したりすることができる。
In the present embodiment, the position of the pupil center D was converted into the real space coordinates and compared with χ1 and χ2. However, the values on the photoelectric conversion element 17 are directly used to obtain appropriate χ1 and χ2. You can also compare. Further, in the present embodiment, the x-axis direction is divided into three and σ is fixed to three values, but the z-axis direction can be similarly divided, and the number of divisions can be divided into two or more. It can be divided.

【0027】−第3実施例− 第3実施例は、(10)式における角膜曲率中心位置C
x,Czを瞳孔中心位置Xd,Zdで代用する手法を用
いたものである。すなわち、眼球回転角θ,φがともに
小さいときは、角膜曲率中心位置Cx=L+ρθ,Cz
=k+ρφの値と瞳孔中心位置Xd=L+Aθ,Zd=
k+Aφの値が大きくは違わないものとして、(10′)
式内において、L+ρθ≒L+Aθ,k+ρφ≒k+A
φとする。このときの光源Sと角膜曲率中心Cとの距離
σは
-Third Embodiment- In the third embodiment, the corneal curvature center position C in the equation (10) is used.
This is a method of substituting the pupil center positions Xd and Zd for x and Cz. That is, when both the eyeball rotation angles θ and φ are small, the corneal curvature center position Cx = L + ρθ, Cz
= K + ρφ value and pupil center position Xd = L + Aθ, Zd =
Assuming that the value of k + Aφ is not significantly different, (10 ')
In the formula, L + ρθ≈L + Aθ, k + ρφ≈k + A
φ At this time, the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is

【数11】 σ=√((Sx−Xd)2+(Sy−ρ)2+(Sz−Zd)2) (19) となる。このようにして求めたこのσの値を(13)〜
(16)式に用いて視線を求める。
Σ = √ ((Sx−Xd) 2 + (Sy−ρ) 2 + (Sz−Zd) 2 ) (19) The value of σ obtained in this way is (13)
The line-of-sight is obtained by using the equation (16).

【0028】図16は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS301〜S305では、上述の第1実施例のステ
ップS101〜105と同様の動作が行われる。ステッ
プS306では、プルキンエ第1像Pの座標値Xp1,Z
p1、瞳孔中心Dの座標値Xd,Zd、および角膜曲率C
の座標値を瞳孔中心Dの座標値で代用した(19)式で得
られるσを(13)〜(16)式へ代入し、視線θ,L,
φ,kを求める。
FIG. 16 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in steps S301 to S305, operations similar to those in steps S101 to 105 of the above-described first embodiment are performed. In step S306, the coordinate values X p1 , Z of the first Purkinje image P are determined.
p1 , the coordinate values Xd and Zd of the pupil center D, and the corneal curvature C
Substituting the coordinate values of Eq. (19) with the coordinate values of the pupil center D into Eqs. (13) to (16), the line of sight θ, L,
Find φ and k.

【0029】このようにしてx軸方向の眼球回転角θを
求めた結果を図17に示す。グラフの横軸は実際のx軸
方向の眼球回転角を表し、縦軸は本実施例の視線検出装
置で算出したx軸方向の眼球回転角を表す(単位は「ラ
ジアン」)。なお、眼球回転中心O′はx−z平面内で
移動するものとし、光源S(IRED141)は図6
(A)の位置に配置され、その座標値は(0、28、8)で
ある(単位は「ミリメートル」)。図17において原点
を通る直線S0は実際の視線であり、演算によって正し
く求められた場合は直線S0に一致する直線が得られ
る。一方、原点を通らない曲線S3は本実施例を用いて
算出した視線の一例である。光源Sと角膜曲率中心Cと
の距離σを固定したことによる誤差δは、x軸方向の眼
球回転角θが小さいときは、L,φ,kの値が変化して
も誤差δは小さく、眼球回転角θが大きくなるに従っ
て、L,φ,kの値が変化することによる誤差δは大き
くなるが、このときの誤差δの大きさは無視できる範囲
内であると考えられるため、ステップS306で求めら
れたθ,L,φ,kが求める視線となる。
FIG. 17 shows the result of obtaining the eyeball rotation angle θ in the x-axis direction in this manner. The horizontal axis of the graph represents the actual eyeball rotation angle in the x-axis direction, and the vertical axis represents the eyeball rotation angle in the x-axis direction calculated by the line-of-sight detection device of this embodiment (the unit is "radian"). The center of rotation O ′ of the eyeball is assumed to move in the xz plane, and the light source S (IRED14 1 ) is shown in FIG.
It is arranged at the position (A), and its coordinate value is (0, 28, 8) (the unit is "millimeter"). In FIG. 17, a straight line S 0 passing through the origin is an actual line of sight, and if it is correctly calculated, a straight line that matches the straight line S 0 is obtained. On the other hand, the curve S 3 that does not pass through the origin is an example of the line of sight calculated using this embodiment. The error δ due to the fixed distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is small when the eyeball rotation angle θ in the x-axis direction is small, even if the values of L, φ, and k change. As the eyeball rotation angle θ increases, the error δ due to the changes in the values of L, φ, and k increases, but the magnitude of the error δ at this time is considered to be within a negligible range, so step S306. Θ, L, φ, k obtained in step 3 is the line of sight to be obtained.

【0030】−第4実施例− 第4実施例は、上述の第1〜第3実施例をそのまま用い
て、光源Sと角膜曲率中心Cとの距離σを固定したこと
による誤差δを小さくする手法を用いたものである。す
なわち、第1〜第3実施例で求まった視線θ,L,φ,
kは誤差δが大きい仮の視線であるとしてこれらを
θ′,L′,φ′,k′とおき、(10′)式中のθ,
L,φ,kをθ′,L′,φ′,k′に置き換えた式
-Fourth Embodiment-The fourth embodiment uses the above-mentioned first to third embodiments as they are to reduce the error δ caused by fixing the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C. The method is used. That is, the line-of-sight θ, L, φ, obtained in the first to third embodiments,
Assuming that k is a tentative line of sight with a large error δ, let these be θ ′, L ′, φ ′, k ′, and θ in the equation (10 ′)
Expression in which L, φ, k are replaced by θ ', L', φ ', k'

【数12】 σ=√((Sx−(L′+ρθ′))2+(Sy−ρ)2+(Sz−(k′+ρφ′))2) (20) にθ′,L′,φ′,k′を再度代入して新たなσを求
め直し、再度(13)〜(16)式を計算することによっ
て、誤差δを小さくすることができる。この作業を、視
線θ,L,φ,kが収束するまで計算を繰り返せば良
い。
Σ = √ ((Sx− (L ′ + ρθ ′)) 2 + (Sy−ρ) 2 + (Sz− (k ′ + ρφ ′)) 2 ) (20) θ ′, L ′, φ The error δ can be reduced by substituting ′ and k ′ again to obtain a new σ and calculating the equations (13) to (16) again. This calculation may be repeated until the lines of sight θ, L, φ, k converge.

【0031】図18は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS401では、上述の第1〜第3実施例のうちいず
れかの手法、もしくは、光源Sと角膜曲率中心Cとの間
の距離σを何等かの方法で固定して視線θ,L,φ,k
を求める手法によって視線θ,L,φ,kを求める。ス
テップS402では、ステップS401において算出さ
れた視線θ,L,φ,kは、σを固定したことによる誤
差δの大きい仮の視線であるとして、θ,L,φ,kを
それぞれ仮の値θ′,L′,φ′,k′とおく。ステッ
プS403では、ステップS402で置き換えられた
θ′,L′,φ′,k′および光源Sの座標値を(20)
式に代入して新たなσを求め、このσを(13)〜(16)
式へ代入して再度視線θ,L,φ,kを求める。ステッ
プS404では、ステップS401で求まったx軸方向
の仮の眼球回転角θ′と、ステップS403で新たに求
まったx軸方向の眼球回転角θの大きさを比べ、両者の
差|θ′−θ|が予め定めた閾値ε以下であるか否かを判
定する。その結果、判定が肯定されるとステップS40
3のθ,L,φ,kを求める視線とし、判定が否定され
るとステップS402に戻って上述の手順を繰り返す。
このようにして、|θ′−θ|の値が閾値ε以下に収束す
るまで視線検出動作が継続される。
FIG. 18 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in step S401, the method of any one of the above-described first to third examples, or the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is fixed by some method and the line of sight θ, L. , Φ, k
The line-of-sight θ, L, φ, k is obtained by the method of obtaining In step S402, it is assumed that the line of sight θ, L, φ, k calculated in step S401 is a temporary line of sight with a large error δ due to the fixed σ, and θ, L, φ, k are respectively set to temporary values θ. Let ', L', φ ', k'. In step S403, the coordinate values of θ ′, L ′, φ ′, k ′ and the light source S replaced in step S402 are set to (20)
Substituting into the equation, a new σ is obtained, and this σ is (13) to (16)
Substituting into the equation, the line of sight θ, L, φ, k is obtained again. In step S404, the provisional eyeball rotation angle θ ′ in the x-axis direction obtained in step S401 is compared with the size of the eyeball rotation angle θ in the x-axis direction newly obtained in step S403, and the difference between them | θ′− It is determined whether θ | is less than or equal to a predetermined threshold value ε. As a result, if the determination is positive, step S40.
When the determination is negative, the process returns to step S402 and the above procedure is repeated.
In this way, the line-of-sight detection operation is continued until the value of | θ′−θ | converges to the threshold value ε or less.

【0032】第1実施例で求まった視線θ,L,φ,k
に対して、値が十分に集束するまで繰り返し計算してx
軸方向の眼球回転角θを求めた計算結果を図19に示
す。グラフの横軸は実際のx軸方向の眼球回転角を表
し、縦軸は本実施例の視線検出装置で算出したx軸方向
の眼球回転角を表す(単位は「ラジアン」)。なお、眼
球回転中心O′はx−z平面内で移動するものとし、光
源Sは図6(A)の位置に配置され、その座標値は(0、
28、8)である(単位は「ミリメートル」)。図19
において、図示できる精度の範囲内では、正確に視線が
求まった場合の直線S0に収束している。ゆえに、ステ
ップS404で判定が肯定されたときの値θ,L,φ,
kが求める視線となる。
The line-of-sight θ, L, φ, k obtained in the first embodiment
, Iteratively computes until the values are well focused, x
FIG. 19 shows the calculation result of the eyeball rotation angle θ in the axial direction. The horizontal axis of the graph represents the actual eyeball rotation angle in the x-axis direction, and the vertical axis represents the eyeball rotation angle in the x-axis direction calculated by the line-of-sight detection device of this embodiment (the unit is "radian"). It is assumed that the eyeball rotation center O ′ moves in the xz plane, the light source S is arranged at the position shown in FIG. 6A, and its coordinate value is (0,
28, 8) (the unit is "millimeter"). FIG. 19
In the range of the accuracy that can be illustrated, the line converges to the straight line S 0 when the line of sight is accurately obtained. Therefore, the values θ, L, φ when the determination is affirmative in step S404,
k is the desired line of sight.

【0033】なお、本実施例では、ステップS404に
おいて値|θ′−θ|を用いて視線が収束したか否かを判
断したが、値|θ′−θ|,|L′−L|,|φ′−φ|,|
k′−k|のうちいずれの値を用いても良く、さらに複
数もしくは全てを用いて判断しても良い。また、本実施
例によれば、繰り返し演算を行うことによって光源Sと
角膜曲率中心Cとの距離σを固定したことによる誤差δ
を小さくできるのであるから、ステップS404におい
て視線θ,L,φ,kの値が収束したか否かの判断をせ
ずに、予め定められた回数だけ計算を繰り返した結果を
求める視線θ,L,φ,kとすることもできる。さら
に、収束するまで計算を繰り返す手法と予め定められた
回数だけ計算を繰り返す手法とを併用し、予め定められ
た回数だけ計算をしても収束しない場合には繰り返し計
算を打ち切り、その時点で求まっている視線を求める視
線θ,L,φ,kとすることもできる。また、仮の視線
を求める手法は上述の第1〜第3実施例に限定されず、
光源Sと角膜曲率中心Cとの距離σを何等かの方法で固
定して視線θ,L,φ,kを求める手法であれば、本実
施例で紹介していない手法であっても良い。
In this embodiment, the value | θ'-θ | is used to determine whether or not the line of sight has converged in step S404, but the values | θ'-θ |, | L'-L |, | φ′−φ |, |
Any value of k′−k | may be used, and a plurality or all of them may be used for the determination. Further, according to the present embodiment, the error δ due to fixing the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C by performing repeated calculation.
Therefore, it is possible to reduce the line of sight θ, L, which is obtained by repeating the calculation a predetermined number of times without determining whether or not the values of the line of sight θ, L, φ, k have converged in step S404. , Φ, k. Furthermore, the method of repeating the calculation until it converges and the method of repeating the calculation a predetermined number of times are used together, and if the calculation does not converge even if the calculation is performed a predetermined number of times, the iterative calculation is aborted and the calculation is performed at that point. The line-of-sight θ, L, φ, k to obtain the line-of-sight can be used. Further, the method of obtaining the tentative line of sight is not limited to the above-described first to third embodiments,
As long as the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is fixed by some method to obtain the line of sight θ, L, φ, k, a method not introduced in this embodiment may be used.

【0034】(3) 光源が複数個の場合 次に、図6(C)〜(F)、図7(A)、(B)および図8(B)
〜(E)で示すように、視線検出用光源14であるIRE
D141〜143を複数個配置する場合について説明す
る。本発明において、視線検出用光源14であるIRE
D141〜143を複数個設けると次のような利点が得ら
れる。n番目の視線検出用光源14であるIRED14
nによるプルキンエ第1像Pnの位置と瞳孔中心Dの位置
とを用いて、IRED141が1個のみ設けられている
ときの上述の視線検出手法を用いてそれぞれのIRED
141〜14nによるプルキンエ第1像P1〜Pnの位置を
求め、これからそれぞれの視線θ1〜θn,L1〜Ln,φ
1〜φn,k1〜knを求める。そして、各IRED141
〜14nによるプルキンエ第1像P1〜Pnの位置を用い
て得られたそれぞれの視線θ1〜θn,L1〜Ln,φ1
φn,k1〜knの値を各々比較すれば、n番目の光源Sn
(すなわちIRED14n)と角膜曲率中心Cとの距離
σnを固定したことによる誤差δnの大きさを判断した
り、演算処理をして視線θ,L,φ,kの値を求めるこ
とができ、IRED141が1個のみ設けられている場
合よりも誤差δを小さくしたり、演算を速くすることが
できる。IRED141〜143を複数個設けることの別
の利点は、このIRED141〜143が複数個あること
により、一つのIREDの照明光がまつ毛や瞼等によっ
て遮られてプルキンエ第1像を結像できなかった場合、
別のIREDによるプルキンエ第1像を用いて視線の検
出が可能な点である。以下に視線検出用光源14として
2個のIRED141〜142を用いた場合の視線検出装
置について説明する。
(3) When there are a plurality of light sources Next, FIGS. 6C to 6F, 7A, 7B and 8B.
As shown by (E) to (E)
A case where a plurality of D14 1 to 14 3 are arranged will be described. In the present invention, the IRE which is the light source 14 for detecting the line of sight
Providing a plurality of D14 1 to 14 3 has the following advantages. IRED 14, which is the nth line-of-sight detection light source 14.
using the position of the position and the pupil center D of the first Purkinje image P n by n, each IRED using the aforementioned sight line detection method when the IRED14 1 is provided only one
14 1 to 14 n obtains the position of the first image P 1 to P n Purkinje by each sight theta 1 through? N now, L 1 ~L n, phi
1 ~φ n, determine the k 1 ~k n. And each IRED14 1
˜14 n of the Purkinje's first images P 1 to P n obtained by using the positions of the lines of sight θ 1 to θ n , L 1 to L n , φ 1
If the values of φ n and k 1 to k n are compared, the n-th light source S n
(That is, IRED14 n ) and the distance σ n between the corneal curvature center C are fixed, the magnitude of the error δ n can be determined, or the value of the line of sight θ, L, φ, k can be obtained by performing arithmetic processing. Therefore, the error δ can be made smaller and the calculation can be made faster than in the case where only one IRED 14 1 is provided. IRED14 1 ~14 3 Another advantage of providing a plurality of, by the IRED14 1 ~14 3 there are a plurality, is blocked illumination light of one IRED is by eyelashes and eyelids like forming the first Purkinje image If you can't image,
This is a point where the line of sight can be detected by using the Purkinje first image by another IRED. Below, a line-of-sight detection device using two IREDs 14 1 to 14 2 as the line-of-sight detection light source 14 will be described.

【0035】−第5実施例− 第5実施例は、1番目の視線検出用光源14であるIR
ED141および2番目の視線検出用光源14であるI
RED142による視線をそれぞれ独立に求め、求まっ
た両者の値を用いて演算を行って視線を決定する手法を
用いたものである。すなわち、IRED141、142
それぞれによって生じるプルキンエ第1像P1、P2の位
置および瞳孔中心Dの位置から上述の第1〜第4実施例
に従って視線θ1,L1,φ1,k1および視線θ2,L2
φ2,k2を独立に求め、これらの値θ1,L1,φ1,k1
およびθ2,L2,φ2,k2の平均値をとることにより視
線θ,L,φ,kを決定する。図20は、本実施例の視
線検出装置による視線検出演算を示すフローチャートで
ある。まず、ステップS501では、上述の第1〜第4
実施例に従って1番目の視線検出用光源14であるIR
ED141を用いて視線θ1,L1,φ1,k1を求める。
同様に、ステップS502では、上述の第1〜第4実施
例に従って2番目の視線検出用光源14であるIRED
142を用いて視線θ2,L2,φ2,k2を求める。ステ
ップS503では、ステップS501、S502でそれ
ぞれ求められたIRED141による視線θ1,L1
φ1,k1とIRED142による視線θ2,L2,φ2,k
2との平均値をとることによって、視線θ,L,φ,k
の値を決定する。
-Fifth Embodiment- A fifth embodiment is the IR which is the first light source 14 for sight line detection.
ED14 1 and I, which is the second light source 14 for detecting the line of sight
This is a method of independently determining the line of sight by the RED 14 2 and performing a calculation using the obtained values of both to determine the line of sight. That, IRED14 1, 14 2 of sight theta 1 from the position and the position of the pupil center D of the first Purkinje image P1, P 2 caused by each in accordance with the first to fourth embodiments described above, L 1, φ 1, k 1 And the line of sight θ 2 , L 2 ,
φ 2 and k 2 are calculated independently, and these values θ 1 , L 1 , φ 1 and k 1 are obtained.
And the line of sight θ, L, φ, k is determined by taking the average value of θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 . FIG. 20 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in step S501, the above-described first to fourth
According to the embodiment, the first eye-gaze detecting light source 14 IR
The line-of-sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 is obtained by using the ED 14 1 .
Similarly, in step S502, the IRED that is the second light source 14 for detecting the line of sight according to the above-described first to fourth embodiments.
The line of sight θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 is obtained using 14 2 . In step S503, the line-of-sight θ 1 , L 1 , by the IRED 14 1 obtained in steps S501 and S502, respectively.
φ 1 , k 1 and line of sight θ 2 , L 2 , φ 2 , k by IRED14 2
By taking the average value with 2 , the line of sight θ, L, φ, k
Determine the value of.

【0036】なお、本実施例では、視線θ1,L1
φ1,k1およびθ2,L2,φ2,k2の平均値により視線
θ,L,φ,kを求めたが、IRED141による視線
θ1,L1,φ1,k1とIRED142による視線θ2,L
2,φ2,k2の値や両者の差|θ1−θ2|,|L1−L2|,|
φ1−φ2|,|k1−k2|、もしくはその両方を参考にし
て、重み付け計算を行って視線θ,L,φ,kの値を決
定することもできる。また、IRED141による視線
θ1,L1,φ1,k1および、IRED142による視線
θ2,L2,φ2,k2を求める手法は上述の第1〜第4実
施例に限定されず、光源Sと角膜曲率中心Cとの距離σ
を何等かの方法で固定して視線θ,L,φ,kを求める
手法であれば、本実施例で紹介していない手法であって
も良い。
In this embodiment, the lines of sight θ 1 , L 1 ,
The line-of-sight θ, L, φ, k was obtained from the average value of φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 , and the line-of-sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 by IRED14 1 Line of sight θ 2 , L by IRED14 2
2 , φ 2 , k 2 and their difference | θ 1 −θ 2 |, | L 1 −L 2 |, |
It is also possible to determine the values of the line-of-sight θ, L, φ, k by performing weighting calculation with reference to φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 |, or both. Further, IRED14 1 sight theta 1 by, L 1, φ 1, k 1 and, IRED14 2 sight theta 2 by, L 2, method of obtaining the phi 2, k 2 is limited to the first to fourth embodiments described above The distance σ between the light source S and the corneal curvature center C
A method which is not introduced in the present embodiment may be used as long as it is a method of obtaining the line-of-sight θ, L, φ, k by fixing

【0037】−第6実施例− 第6実施例は、1番目の視線検出用光源14であるIR
ED141および2番目の視線検出用光源14であるI
RED142による視線をそれぞれ独立に求め、求まっ
た両者の値が同じ値に収束するまで繰り返し演算を行っ
て視線を求める手法を用いたものである。すなわち、I
RED141、142のそれぞれによって生じるプルキン
エ第1像P1、P2の位置および瞳孔中心Dの位置から上
述の第1〜第4実施例に従って視線θ1,L1,φ1,k1
および視線θ2,L2,φ2,k2を独立に求め、これらの
値θ1,L1,φ1,k1およびθ2,L2,φ2,k2がほぼ
同じ値をとらない場合、言い換えれば両者の差|θ1−θ
2|がある程度以上の大きさを持つ場合、第4実施例と同
様に繰り返し演算を行う。具体的には、IRED141
による視線θ1,L1,φ1,k1が、このIRED141
と角膜曲率中心Cとの距離σ1を固定したことによる誤
差δ1の大きな仮の視線であるとしてθ1′,L1′,
φ1′,k1′とおき、IRED142による視線θ2,L
2,φ2,k2が、このIRED142と角膜曲率中心Cと
の距離σ2を固定したことによる誤差δ2の大きな仮の視
線であるとしてθ2′,L2′,φ2′,k2′とおき、各
視線に対して独立に繰り返し計算することによって|θ1
−θ2|が収束するまで計算するか、予め定められた回数
だけ計算して視線θ,L,φ,kの値を決定する。この
とき、何等かの原因により、IRED141による視線
θ1,L1,φ1,k1とIRED142による視線θ2,L
2,φ2,k2が違う値に収束した場合、両者の平均値を
とって、求める視線θ,L,φ,kとする。
-Sixth Embodiment- The sixth embodiment is the IR which is the first light source 14 for detecting the line of sight.
ED14 1 and I, which is the second light source 14 for detecting the line of sight
This is a method in which the line-of-sight obtained by the RED 14 2 is obtained independently, and the line-of-sight is obtained by repeatedly performing calculations until the obtained values converge to the same value. That is, I
From the positions of the Purkinje first images P 1 and P 2 and the position of the pupil center D generated by the REDs 14 1 and 14 2 respectively, the line of sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 according to the above-described first to fourth embodiments.
And the line-of-sight θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 are independently obtained, and these values θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 are taken to be almost the same value. If not, in other words, the difference between them | θ 1 −θ
When 2 | has a certain size or more, the repeated calculation is performed as in the fourth embodiment. Specifically, IRED14 1
Line-of-sight θ 1 by, L 1, φ 1, k 1 , but this IRED14 1
Θ 1 ′, L 1 ′, which is a tentative line of sight with a large error δ 1 due to the fixed distance σ 1 between the corneal curvature center C and
φ 1 ′, k 1 ′, and the line of sight θ 2 , L by IRED14 2
2 , φ 2 , k 2 are θ 2 ′, L 2 ′, φ 2 ′, assuming that the distance δ 2 between the IRED 14 2 and the corneal curvature center C is fixed and the error δ 2 is large. k 2 ′ and | θ 1 by iteratively calculating each line of sight independently
The value of the line of sight θ, L, φ, k is determined by calculating until −θ 2 | converges or by calculating a predetermined number of times. In this case, by some reason, IRED14 1 line-of-sight θ 1 by, L 1, φ 1, k 1 and IRED14 2 by line-of-sight θ 2, L
When 2 , φ 2 and k 2 converge to different values, the average value of the two is taken to obtain the desired line of sight θ, L, φ, k.

【0038】図21は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS601、S602では、上述の第5実施例のステ
ップS501、S502と同様の動作が行われる。ステ
ップS603ではカウンタcountの値がリセットさ
れ、ステップS604ではステップS602、S602
で求められたIRED141、IRED142によるx軸
方向の眼球回転角θ1、θ2の大きさを比べ、両者の差|
θ1−θ2|が予め定めた閾値ε12以下であるか否かを判
定する。その結果、判定が肯定されるとステップS61
1においてIRED141による視線θ1,L1,φ1,k
1またはIRED142による視線θ2,L2,φ2,k2
求める視線θ,L,φ,kとし、判定が否定されるとス
テップS605に進む。
FIG. 21 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detecting device of this embodiment. First, in steps S601 and S602, the same operations as steps S501 and S502 of the fifth embodiment described above are performed. In step S603, the value of the counter count is reset, and in step S604, steps S602 and S602.
Compare the magnitudes of the eyeball rotation angles θ 1 and θ 2 in the x-axis direction by IRED14 1 and IRED14 2 obtained by
It is determined whether or not θ 1 −θ 2 | is less than or equal to a predetermined threshold value ε 12 . As a result, if the determination is positive, step S61.
1, the line of sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k by the IRED 14 1
The line of sight θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 obtained by 1 or IRED 14 2 is set as the line of sight θ, L, φ, k, and if the determination is negative, the process proceeds to step S 605.

【0039】ステップS605では、IRED141
よる視線θ1,L1,φ1,k1は1番目の光源S1と角膜
曲率中心Cとの距離σ1を固定したことによる誤差δ1
大きい仮の視線であるとしてθ1′,L1′,φ1′,
1′とおき、ステップS606では、IRED142
よる視線θ2,L2,φ2,k2は2番目の光源S2と角膜
曲率中心Cとの距離σ2を固定したことによる誤差δ2
大きい仮の視線であるとしてθ2′,L2′,φ2′,
2′とおく。ステップS607では、仮の視線値
θ1′,L1′,φ1′,k1′、IRED141によるプ
ルキンエ第1像P1および瞳孔中心Dを再度(13)〜(1
6)式および(20)式に代入して計算することにより、
IRED141による視線θ1,L1,φ1,k1を再度算
出する。同様にステップS608では、仮の視線値
θ2′,L2′,φ2′,k2′、IRED142によるプ
ルキンエ第1像P2および瞳孔中心Dを再度(13)〜(1
6)式および(20)式に代入して計算することにより、
IRED142による視線θ2,L2,φ2,k2を再度算
出する。
[0039] In step S605, IRED14 1 sight by θ 1, L 1, φ 1 , k 1 is the first light source S 1 and the center C of curvature of the cornea and the distance error caused by fixing the sigma 1 [delta] 1 big temporary Θ 1 ′, L 1 ′, φ 1 ′,
k 1 'Distant, in step S606, IRED14 2 by line-of-sight theta 2, L 2, phi 2, k 2 is the error [delta] 2 due to the fixed distance sigma 2 between the second light source S 2 and the cornea curvature center C Θ 2 ′, L 2 ′, φ 2 ′, where
Let k 2 ′. At step S607, the temporary sight values θ 1 ', L 1', φ 1 ', k 1', IRED14 1 by again first image P 1 and the pupil center D Purkinje (13) - (1
By substituting equations (6) and (20) for calculation,
IRED14 1 line-of-sight θ 1 by, L 1, to again calculate the φ 1, k 1. Similarly in step S608, the provisional line-of-sight value θ 2 ', L 2', φ 2 ', k 2', IRED14 2 by again first image P 2 and pupil center D Purkinje (13) - (1
By substituting equations (6) and (20) for calculation,
IRED14 2 by line-of-sight θ 2, L 2, to calculate φ 2, k 2 again.

【0040】ステップS609では、カウンタcoun
tの値が予め定められた上限値mに至ったか否かが判定
され、判定が肯定されるとステップS610へ進み、判
定が否定されるとステップS612でカウンタcoun
tの値をインクリメントしてステップS604へ戻る。
このようにして、|θ1−θ2|の値が閾値ε12以下に収束
するか、あるいはm回繰り返して視線算出動作が行われ
るまで視線検出動作が継続される。
At step S609, the counter counter is counted.
It is determined whether or not the value of t has reached a predetermined upper limit value m, and if the determination is affirmative, the process proceeds to step S610, and if the determination is negative, the counter counter is counted in step S612.
The value of t is incremented and the process returns to step S604.
In this way, the line-of-sight detection operation is continued until the value of | θ 1 −θ 2 | converges to the threshold value ε 12 or less, or the line-of-sight calculation operation is repeated m times.

【0041】回数m回は、繰り返し計算する回数を制限
する目的で定めても良いが、何等かの原因によってIR
ED141によるθ1,L1,φ1,k1とIRED142
よるθ2,L2,φ2,k2が違う値に収束した場合にステ
ップS604〜S609のループから抜け出す目的で定
める必要もある。したがって、ステップS610ではI
RED141によるθ1,L1,φ1,k1とIRED142
によるθ2,L2,φ2,k2との平均値をとることによっ
て視線θ,L,φ,kを求める。なお、以上の説明では
1番目の視線検出用光源14であるIRED141を用
いて得られた視線θ1,L1,φ1,k1と、2番目の視線
検出用光源14であるIRED142を用いて得られた
視線θ2,L2,φ2,k2とがほぼ同じ値に収束したか否
かの判断に、眼球回転角の差|θ1−θ2|を用いたが、値
1−θ2|,|L1−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k2|のう
ちいずれの値を用いても良く、さらに複数もしくは全て
を用いて判断しても良い。また、本実施例では、IRE
D141による視線θ1,L1,φ1,k1と、IRED1
2による視線θ2,L2,φ2,k2とが違う値に収束し
た場合、両者の平均値を求める視線θ,L,φ,kとし
たが、両者の値θ1,L1,φ1,k1およびθ2,L2,φ
2,k2や、両者の差|θ1−θ2|,|L1−L2|,|φ1−φ
2|,|k1−k2|、もしくはその両方を参考にして重み付
け計算を行って、求める視線θ,L,φ,kとすること
もできる。さらに、本実施例によれば、繰り返し演算を
行うことによって光源(IRED141、142)と角膜
曲率中心Cとの間の距離σ1、σ2を固定したことによる
誤差δ1、δ2をそれぞれ小さくできるのであるから、|
θ1−θ2|,|L1−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k2|の値
が収束したか否かの判断をせずに、予め定められた回数
だけ計算を繰り返したのち両者の平均値をとるか、両者
の値θ1,L1,φ1,k1およびθ2,L2,φ2,k2や両
者の差|θ1−θ2|,|L1−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k
2|、もしくはその両方を参考にして重み付け計算を行っ
て、求める視線θ,L,φ,kとすることもできる。ま
た、IRED141による視線θ1,L1,φ1,k1およ
び、IRED142による視線θ2,L2,φ2,k2を求
める手法は、上述の第1〜第4実施例に限定されず、光
源Sと角膜曲率中心Cとの距離σを何等かの方法で固定
して視線θ,L,φ,kを求める手法であれば、本実施
例で紹介していない手法であっても良い。
The number of times m may be set for the purpose of limiting the number of times of repeated calculation.
When θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 by ED 14 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 by IRED 14 2 converge to different values, it is necessary to determine for the purpose of exiting from the loop of steps S604 to S609. is there. Therefore, in step S610, I
Θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 by RED14 1 and IRED14 2
The line-of-sight θ, L, φ, k is obtained by taking the average value of θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 according to In the above description, the visual lines θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 obtained by using the IRED 14 1 which is the first visual line detection light source 14 and the IRED 14 2 which is the second visual line detection light source 14 are used. The eyeball rotation angle difference | θ 1 −θ 2 | was used to judge whether or not the visual lines θ 2 , L 2 , φ 2 , and k 2 obtained by using value
Any value of | θ 1 −θ 2 |, | L 1 −L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 | may be used, and more than one or all of them may be used for determination. You may. Further, in this embodiment, IRE
D14 1 line-of-sight θ 1 by, L 1, and φ 1, k 1, IRED1
4 2 by line-of-sight theta 2, L 2, when converged to phi 2, k 2 and are different values, the line-of-sight obtaining the average value of the two theta, L, phi, was a k, both values theta 1, L 1 , Φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ
2 , k 2 and the difference between them | θ 1 −θ 2 |, | L 1 −L 2 |, | φ 1 −φ
It is also possible to perform weighting calculation with reference to 2 |, | k 1 −k 2 |, or both, and obtain the desired line of sight θ, L, φ, k. Further, according to the present embodiment, the errors δ 1 and δ 2 due to fixing the distances σ 1 and σ 2 between the light source (IRED 14 1 and 14 2 ) and the corneal curvature center C by performing the iterative calculation, Since each can be made smaller, |
A predetermined number of times without judging whether or not the values of θ 1 −θ 2 |, | L 1 −L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 | have converged. After repeating the calculation, the average value of the two is taken, or the values of the two, θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 and the difference between them | θ 1 −θ 2 |, | L 1 −L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k
It is also possible to perform weighting calculation with reference to 2 | or both, and obtain the desired line of sight θ, L, φ, k. Further, IRED14 1 sight theta 1 by, L 1, φ 1, k 1 and, IRED14 2 by line-of-sight theta 2, L 2, method of obtaining the phi 2, k 2 is limited to the first to fourth embodiments described above However, if the method of fixing the distance σ between the light source S and the center of corneal curvature C by some method to obtain the lines of sight θ, L, φ, k is a method not introduced in this embodiment, Is also good.

【0042】−第7実施例− 第7実施例は、第6実施例において仮の視線θ1,L1
φ1,k1およびθ2,L2,φ2,k2をそのまま式に代入
するかわりに、仮の視線θ1,L1,φ1,k1および
θ2,L2,φ2,k2を用いて演算した値を式に代入して
距離σ1およびσ2を求め直す手法を用いたものである。
すなわち、繰り返し演算により視線θ1,L1,φ1,k1
および視線θ2,L2,φ2,k2の値を収束させる場合、
仮の視線θ1,L1,φ1,k1と仮の視線θ2,L2
φ2,k2の平均をとった値をθ1′,L1′,φ1′,
1′およびθ2′,L2′,φ2′,k2′とおいて、各
視線に対して独立に繰り返し計算することによって|θ1
−θ2|が収束するまで計算するか、予め定められた回数
だけ計算して視線θ,L,φ,kの値を決定する。この
とき、何等かの原因により、IRED141による視線
θ1,L1,φ1,k1とIRED142による視線θ2,L
2,φ2,k2が違う値に収束した場合、両者の平均値を
とって、求める視線θ,L,φ,kとする。
-Seventh Embodiment-The seventh embodiment is the same as the sixth embodiment except that the provisional lines of sight θ 1 , L 1 ,
Instead of substituting φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 into the equation as they are, provisional lines of sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , This is a method of substituting a value calculated using k 2 into an expression and re-determining the distances σ 1 and σ 2 .
That is, the line-of-sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 is iteratively calculated.
And when the values of the line of sight θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 are converged,
Temporary line-of-sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 and temporary line-of-sight θ 2 , L 2 ,
The averaged values of φ 2 and k 2 are θ 1 ′, L 1 ′, φ 1 ′,
k 1 ′ and θ 2 ′, L 2 ′, φ 2 ′, k 2 ′, | θ 1
The value of the line of sight θ, L, φ, k is determined by calculating until −θ 2 | converges or by calculating a predetermined number of times. In this case, by some reason, IRED14 1 line-of-sight θ 1 by, L 1, φ 1, k 1 and IRED14 2 by line-of-sight θ 2, L
When 2 , φ 2 and k 2 converge to different values, the average value of the two is taken to obtain the desired line of sight θ, L, φ, k.

【0043】図22は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS701〜S704では、上述の第6実施例のステ
ップS601〜S604と同様の動作が行われる。ステ
ップS705、S706では、IRED141による視
線θ1,L1,φ1,k1は1番目の光源S1と角膜曲率中
心Cとの距離σ1を固定したことによる誤差δ1の大きい
仮の視線であり、また、IRED142による視線θ2
2,φ2,k2は2番目の光源S2と角膜曲率中心Cとの
距離σ2を固定したことによる誤差δ2の大きい仮の視線
であるとして、仮の視線θ1,L1,φ1,k1と仮の視線
θ2,L2,φ2,k2の平均値(θ1−θ2)/2,(L1−L
2)/2,(φ1−φ2)/2,(k1−k2)/2をθ1′,
1′,φ1′,k1′およびθ2′,L2′,φ2′,
2′とおく。この後、ステップS707〜S712で
は、上述の第6実施例のステップS607〜S612と
同様の動作が行われる。
FIG. 22 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in steps S701 to S704, operations similar to those in steps S601 to S604 of the sixth embodiment described above are performed. Step S705, the in S706, IRED14 1 sight theta 1 by, L 1, φ 1, k 1 is the first light source S 1 and the center C of curvature of the cornea distance sigma 1 was things due to the error [delta] 1 big temporary fixed is a line-of-sight, also, the line-of-sight θ 2 by IRED14 2,
Assuming that L 2 , φ 2 and k 2 are tentative visual lines with a large error δ 2 due to the fixed distance σ 2 between the second light source S 2 and the corneal curvature center C, the tentative visual lines θ 1 and L 1 , Φ 1 , k 1 and the tentative line of sight θ 2 , L 2 , φ 2 , k 21 −θ 2 ) / 2, (L 1 −L
2 ) / 2, (φ 1 −φ 2 ) / 2, (k 1 −k 2 ) / 2 is θ 1 ′,
L 1 ′, φ 1 ′, k 1 ′ and θ 2 ′, L 2 ′, φ 2 ′,
Let k 2 ′. After that, in steps S707 to S712, the same operations as in steps S607 to S612 of the above-described sixth embodiment are performed.

【0044】なお、上述の第6実施例と同様に、値|θ1
−θ2|,|L1−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k2|のうちい
ずれの値を用いて視線の収束状況を判断しても良く、さ
らに複数もしくは全てを用いて判断しても良い。また、
ステップS710において視線θ1,L1,φ1,k1およ
びθ2,L2,φ2,k2の値や両者の差|θ1−θ2|,|L1
−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k2|、もしくはその両方を
参考にして重み付け計算を行って、求める視線θ,L,
φ,kとすることもできる。さらに、|θ1−θ2|,|L1
−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k2|の値が収束したか否か
の判断をせずに、予め定められた回数だけ計算を繰り返
したのち両者の平均値をとるか、両者の値θ1,L1,φ
1,k1およびθ2,L2,φ2,k2や両者の差|θ1−θ
2|,|L1−L2|,|φ1−φ2|,|k1−k2|、もしくはそ
の両方を参考にして重み付け計算を行って、求める視線
θ,L,φ,kとすることもできる。また、IRED1
1による視線θ1,L1,φ1,k1および、IRED1
2による視線θ2,L2,φ2,k2を求める手法は上述
の第1〜第4実施例に限定されず、光源Sと角膜曲率中
心Cとの距離σを何等かの方法で固定して視線θ,L,
φ,kを求める手法であれば、本実施例で紹介していな
い手法であっても良い。
As in the sixth embodiment, the value | θ 1
2 |, | L 1 −L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 | You may judge using all. Also,
In step S710, the values of the lines of sight θ 1 , L 1 , φ 1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 and their differences | θ 1 −θ 2 |, | L 1
−L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 |, or both are referred to for weighting calculation to obtain the desired line of sight θ, L,
It can also be φ, k. Furthermore, | θ 1 −θ 2 |, | L 1
-L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 | Without judging whether or not the values have converged, the calculation is repeated a predetermined number of times, and then the average value of both is calculated. Or both values θ 1 , L 1 , φ
1 , k 1 and θ 2 , L 2 , φ 2 , k 2 and their difference | θ 1 −θ
2 |, | L 1 −L 2 |, | φ 1 −φ 2 |, | k 1 −k 2 |, or both, weighting calculation is performed to obtain the desired line of sight θ, L, φ, k. You can also do it. Also, IRED1
4 1 line-of-sight by θ 1, L 1, φ 1 , k 1 and, IRED1
4 2 by line-of-sight theta 2, L 2, method of obtaining the phi 2, k 2 is not limited to the first to fourth embodiments described above, the distance σ between the light source S and the center C of curvature of the cornea at what mag ways Fix the line of sight θ, L,
Any method that is not introduced in this embodiment may be used as long as it is a method for obtaining φ and k.

【0045】−第8実施例− 第8実施例は、複数の視線検出用光源14のうち一つの
照明光がまつ毛や瞼等によって遮られてプルキンエ第1
像を結像できなかった場合に別の光源14によるプルキ
ンエ第1像を用いて視線検出を行って視線を求める手法
を用いたものである。すなわち、通常は1番目の視線検
出用光源14であるIRED141によるプルキンエ第
1像P1の位置および瞳孔中心Dの位置から上述の第1
〜第4実施例に従って視線を求め、何等かの原因によっ
てIRED141によるプルキンエ第1像P1が検出でき
ない場合に、2番目の視線検出用光源14であるIRE
D142によるプルキンエ第1像P2の位置および瞳孔中
心Dの位置から視線を求める。
-Eighth Embodiment- In the eighth embodiment, one of the plurality of light sources 14 for detecting the line of sight is illuminated by the eyelashes, eyelids, or the like, and the Purkinje first embodiment is used.
This is a method of determining the line of sight by detecting the line of sight using the Purkinje's first image from another light source 14 when the image cannot be formed. That is, normally, from the position of the Purkinje first image P 1 and the position of the pupil center D by the IRED 14 1 which is the first light source 14 for detecting the line of sight,
The line of sight is obtained according to the fourth embodiment, and if the Purkinje first image P 1 cannot be detected by the IRED 14 1 for some reason, the second line of sight detection light source 14 is IRE.
The line of sight is obtained from the position of the Purkinje first image P 2 and the position of the pupil center D by D14 2 .

【0046】図23は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS801では、IRED141によりプルキンエ第
1像が検出できたか否かが判定され、判定が肯定される
とステップS802に移行してこのIRED141によ
るプルキンエ第1像および瞳孔中心Dの位置を用いて上
述の第1〜第4実施例に従って視線θ,L,φ,kを求
める。一方、判定が否定されるとステップS803にお
いてIRED142によりプルキンエ第1像が検出でき
たか否かが判定され、判定が肯定されるとステップS8
04に移行してこのIRED142によるプルキンエ第
1像および瞳孔中心Dの位置を用いて上述の第1〜第4
実施例に従って視線θ,L,φ,kを求める。一方、判
定が否定されると視線検出を終了する。なお、IRED
141による視線θ1,L1,φ1,k1および、IRED
142による視線θ2,L2,φ2,k2を求める手法は、
上述の第1〜第4実施例に限定されず、光源Sと角膜曲
率中心Cとの距離σを何等かの方法で固定して視線θ,
L,φ,kを求める手法であれば、本実施例で紹介して
いない手法であっても良い。
FIG. 23 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in step S801, it is determined whether or not the Purkinje first image has been detected by the IRED14 1. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S802, and the positions of the Purkinje first image and the pupil center D by the IRED14 1 are determined. The line-of-sight θ, L, φ, k is obtained by using the above-described first to fourth embodiments. On the other hand, if the determination is negative, it is determined in step S803 whether or not the IRED14 2 has been able to detect the Purkinje first image, and if the determination is positive, step S8
Purkinje shifts by the IRED14 2 to 04 first image and the pupil center D first to fourth position with the above-mentioned
The line-of-sight θ, L, φ, k is obtained according to the embodiment. On the other hand, if the determination is negative, the line-of-sight detection ends. In addition, IRED
14 1 line-of-sight by θ 1, L 1, φ 1 , k 1 and, IRED
14 2 line-of-sight θ 2 by, L 2, method of obtaining the φ 2, k 2 is,
The present invention is not limited to the above-described first to fourth examples, and the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is fixed by some method and the line of sight θ,
A method not introduced in this embodiment may be used as long as it is a method for obtaining L, φ, k.

【0047】−第9実施例− 第9実施例は、視線検出用光源14を二つ用いて通常は
視線検出を行い、まつ毛や瞼等によって一方の光源14
の照明光が遮られてプルキンエ第1像を結像できなかっ
た場合に他方の光源14によるプルキンエ第1像を用い
て視線の検出を行う手法を用いたものである。すなわ
ち、通常は、視線検出用光源14であるIRED1
1、142によるプルキンエ第1像P1、P2および瞳孔
中心Dの位置を用いて上述の第5〜第7実施例に従って
視線を求め、何等かの原因によって一方のIREDによ
るプルキンエ第1像が検出できない場合に、他方のIR
EDによるプルキンエ第1像を用いて、上述の第1〜第
4実施例に従って視線を決定する。
-Ninth Embodiment- In the ninth embodiment, the visual line detection is normally performed by using the two visual line detection light sources 14, and one of the light sources 14 is used by eyelashes or eyelids.
This is a method of detecting the line of sight using the Purkinje's first image by the other light source 14 when the illumination light is blocked and the Purkinje's first image cannot be formed. That is, normally, the IRED 1 that is the light source 14 for detecting the line of sight.
4 1, 14 2 first image P 1 Purkinje by, P 2 and pupil center with the position of D determined gaze accordance fifth to seventh embodiments described above, some kind of Purkinje first by one of the IRED on the cause If the image cannot be detected, the other IR
Using the first image of Purkinje by ED, the line of sight is determined according to the above-described first to fourth embodiments.

【0048】図24は、本実施例の視線検出装置による
視線検出演算を示すフローチャートである。まず、ステ
ップS901では、IRED141によりプルキンエ第
1像が検出できたか否かが判定され、判定が肯定される
とステップS902に移行し、判定が否定されるとステ
ップS905に移行する。ステップS902ではIRE
D142によりプルキンエ第1像が検出できたか否かが
判定され、判定が肯定されるとステップS903に移行
し、判定が否定されるとステップS904に移行する。
ステップS903では、双方のIRED141、142
よるプルキンエ第1像P1、P2および瞳孔中心Dの位置
を用いて上述の第5〜第7実施例に従って視線θ,L,
φ,kを求める。ステップS904では、IRED14
1によるプルキンエ第1像P1および瞳孔中心Dの位置を
用いて上述の第1〜第4実施例に従って視線θ,L,
φ,kを求める。また、ステップS905ではIRED
142によりプルキンエ第1像が検出できたか否かが判
定され、判定が肯定されるとステップS906に移行
し、IRED142によるプルキンエ第1像P2および瞳
孔中心Dの位置を用いて上述の第1〜第4実施例に従っ
て視線θ,L,φ,kを求める。一方、判定が否定され
ると視線検出を終了する。
FIG. 24 is a flow chart showing the visual axis detection calculation by the visual axis detection device of this embodiment. First, in step S901, whether or not the Purkinje first image has been detected by the IRED 14 1 is determined. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S902, and if the determination is negative, the process proceeds to step S905. In step S902, IRE
It is determined by D14 2 whether or not the Purkinje first image has been detected. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S903, and if the determination is negative, the process proceeds to step S904.
In step S903, the positions of the Purkinje's first images P 1 and P 2 and the pupil center D by both IREDs 14 1 and 14 2 are used to follow the visual lines θ, L, and P in accordance with the above fifth to seventh embodiments.
Find φ and k. In step S904, the IRED14
Sight θ according the first to fourth embodiments described above using the position of the first image P 1 and the pupil center D Purkinje by 1, L,
Find φ and k. Further, in step S905, IRED
14 2 determines whether or not the Purkinje first image has been detected. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S906, and the positions of the Purkinje first image P 2 and the pupil center D by the IRED 14 2 are used to detect the above-mentioned first image. The line-of-sight θ, L, φ, k is obtained according to the first to fourth embodiments. On the other hand, if the determination is negative, the line-of-sight detection ends.

【0049】なお、IRED141による視線θ1
1,φ1,k1および、IRED142による視線θ2
2,φ2,k2を求める手法は上述の第1〜第4実施例
に限定されず、光源Sと角膜曲率中心Cとの距離σを何
等かの方法で固定して視線θ,L,φ,kを求める手法
であれば、本実施例で紹介していない手法であっても良
い。また、複数のIRED141、142を用いて視線を
決定する手法も上述の第5〜第7実施例に限定されな
い。以上に述べた、第5〜第9実施例は、視線検出用光
源14であるIREDを2個用いた場合だけでなく、I
REDを2個以上用いて視線を求める場合全てに適用で
きる。
Note that the line of sight θ 1 from IRED 14 1
L 1, φ 1, k 1, and line-of-sight θ 2 by IRED14 2,
The method for obtaining L 2 , φ 2 , k 2 is not limited to the above-described first to fourth embodiments, and the distance σ between the light source S and the corneal curvature center C is fixed by some method and the line of sight θ, L. , Φ, k may be used as long as they are not introduced in this embodiment. Further, the method of determining the line of sight using the plurality of IREDs 14 1 and 14 2 is not limited to the above fifth to seventh embodiments. The fifth to ninth embodiments described above are not limited to the case where two IREDs, which are the light sources 14 for detecting the line of sight, are used.
It can be applied to all cases in which the line of sight is obtained by using two or more REDs.

【0050】(4) カメラへの適用例 以下に本発明の視線検出装置を一眼レフレックスカメラ
(以下単にカメラという)に搭載した場合の実施例を述べ
る。
(4) Example of Application to Camera Below, the visual axis detection device of the present invention is applied to a single-lens reflex camera.
An embodiment when mounted on (hereinafter simply referred to as a camera) will be described.

【0051】−第10実施例− 図25は、図2に示した視線検出装置をカメラに搭載し
た場合の実施例を示す概略図である。この図において、
31は便宜上一枚のレンズで示してあるが、実際は複数
のレンズからなる撮影レンズ、32はクイックリターン
ミラー、33は表示装置、34は焦点板、35はコンデ
ンサーレンズ、36はペンタプリズム、37は便宜上一
枚のレンズで示してあるが、実際は複数のレンズからな
る場合もある接眼レンズで、光分割装置として、ダイク
ロイックミラー37aを有している。38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、39は観察者眼である。40は視線検出
用光源であり、接眼ガラスの周囲から直接観察者眼39
を照射する位置に配置されている。本実施例のようにカ
メラに搭載する場合、視線検出用光源は、赤外発光ダイ
オードのように眼に見えない波長域の光を発光する光源
を使用することが望ましい。41は結像レンズ、42は
光電変換素子であり、CCDのような面受光素子が適し
ている。本実施例と上述の図9とを対比すると、図9に
おける観察面11はカメラのファインダー視野に相当
し、視野枠21は観察者がカメラを覗くときのファイン
ダー接眼窓に相当する。従って視線検出用光源は、ファ
インダー接眼窓の周囲に配置するのが最も良い。具体例
を図26に示す。
-Tenth Embodiment- FIG. 25 is a schematic view showing an embodiment in which the visual axis detection device shown in FIG. 2 is mounted on a camera. In this figure,
Although 31 is shown as a single lens for convenience, it is actually a photographing lens composed of a plurality of lenses, 32 is a quick return mirror, 33 is a display device, 34 is a focusing plate, 35 is a condenser lens, 36 is a pentaprism, and 37 is Although shown as a single lens for convenience, it is actually an eyepiece lens which may be composed of a plurality of lenses, and has a dichroic mirror 37a as a light splitting device. Reference numeral 38 is an eyepiece glass having no degree, which prevents dust and water droplets from entering the inside from the eyepiece portion, and 39 is an observer eye. Reference numeral 40 denotes a light source for detecting the line of sight, which directly observes the eye 39 from the periphery of the eyepiece glass.
Is arranged at a position for irradiating. When it is mounted on a camera as in this embodiment, it is desirable to use a light source that emits light in a wavelength range invisible to the eyes, such as an infrared light emitting diode, as the visual line detection light source. 41 is an imaging lens, and 42 is a photoelectric conversion element, and a surface light receiving element such as a CCD is suitable. When this embodiment is compared with FIG. 9 described above, the observation surface 11 in FIG. 9 corresponds to the viewfinder field of the camera, and the field frame 21 corresponds to the viewfinder eyepiece window when the observer looks into the camera. Therefore, the line-of-sight detection light source is best placed around the viewfinder eyepiece window. A specific example is shown in FIG.

【0052】図26は、図25に示すカメラのファイン
ダー部を取り出して示した正面図である。図26(A)に
おいて、40は視線検出用光源、50はファインダー接
眼窓、51は接眼目当て、52はファインダー本体、5
3はクリップオン式のアクセサリーシュー、54はアイ
ピースシャターレバーである。また、図26(A)では視
線検出用光源40をファインダー接眼窓50の上方に配
置したが、図26(B)の斜線部55の位置、すなわちフ
ァインダー接眼窓50の上下左右のどの位置に配置して
も良い。また、ファインダー接眼窓50の周囲に視線検
出用光源40を2個以上配置することも可能であり、そ
の場合、図26(B)の斜線部55の位置の内のいずれか
に、すなわちファインダー接眼窓50の上下左右の内の
いずれかの位置に配置すれば良い。本実施例における視
線検出用光源40、接眼ガラス38および接眼目当て5
1の位置関係は図27に示すような関係にある。接眼ガ
ラス38はファインダー本体52の接眼窓50に取り付
けられ、かつ、接眼目当て51が何ら光学系を持たない
構成にすることにより、視線検出用光源40が接眼ガラ
ス38を照射しないようにされている。
FIG. 26 is a front view showing the viewfinder portion of the camera shown in FIG. In FIG. 26 (A), 40 is a light source for line-of-sight detection, 50 is a viewfinder eyepiece window, 51 is an eyepiece target, 52 is a viewfinder main body, 5
3 is a clip-on type accessory shoe, and 54 is an eyepiece shutter lever. Further, in FIG. 26 (A), the sight line detection light source 40 is arranged above the finder eyepiece window 50, but it is arranged at the position of the shaded portion 55 in FIG. You may. It is also possible to arrange two or more light source 40 for sight line detection around the viewfinder eyepiece window 50, and in that case, any one of the positions of the shaded portion 55 in FIG. 26B, that is, the viewfinder eyepiece. It may be arranged at any one of the upper, lower, left and right sides of the window 50. In the present embodiment, the visual line detection light source 40, the eyepiece glass 38, and the eyepiece eyepiece 5
The positional relationship of 1 is as shown in FIG. The eyepiece glass 38 is attached to the eyepiece window 50 of the finder body 52, and the eyepiece eyepiece 51 has no optical system so that the eyegaze detection light source 40 does not illuminate the eyepiece glass 38. .

【0053】−第11実施例− 図28は、図3に示した視線検出装置をカメラに搭載し
た場合の実施例を示す概略図、図29はファインダー部
のみを取り出して示した正面図である。図示のごとく、
結像レンズ41および光電変換素子42は視線検出用光
源40と同様に接眼ガラス38の周囲に配置されてい
る。本実施例では接眼レンズ37は必然的にダイクロイ
ックミラー37aを持たない。図28および図29(A)
に示すように、視線検出用光源40はファインダー接眼
窓50の上方に、光電変換素子42はファインダー接眼
窓50の下方に配置されている、図29(B)の斜線部5
5の位置、すなわちファインダー接眼窓50の上下左右
のどの位置に配置しても良い。また、ファインダー接眼
窓50の周囲に視線検出用光源を2個以上配置すること
も可能であり、その場合、図29(B)の斜線部55の位
置の内のいずれかに、すなわちファインダー接眼窓50
の上下左右の内のいずれかの位置に配置すれば良い。図
30は視線検出用光源40および結像レンズ41、光電
変換素子42と接眼ガラス38および接眼目当て51と
の位置関係を示す図である。
-Eleventh Embodiment- FIG. 28 is a schematic view showing an embodiment in which the line-of-sight detection device shown in FIG. 3 is mounted on a camera, and FIG. 29 is a front view showing only the finder portion. . As shown,
The imaging lens 41 and the photoelectric conversion element 42 are arranged around the eyepiece glass 38 similarly to the visual axis detection light source 40. In this embodiment, the eyepiece lens 37 does not necessarily have the dichroic mirror 37a. 28 and 29 (A)
29B, the light source 40 for sight line detection is arranged above the viewfinder eyepiece window 50, and the photoelectric conversion element 42 is arranged below the viewfinder eyepiece window 50.
No. 5 position, that is, any position above, below, to the left or to the right of the viewfinder eyepiece window 50. Further, it is possible to dispose two or more light sources for sight line detection around the finder eyepiece window 50, and in that case, any one of the positions of the shaded portion 55 in FIG. 29B, that is, the finder eyepiece window. Fifty
It may be arranged at any one of the upper, lower, left and right sides of. FIG. 30 is a diagram showing the positional relationship between the light source 40 for line-of-sight detection, the imaging lens 41, the photoelectric conversion element 42, the eyepiece glass 38, and the eyepiece eyepiece 51.

【0054】−第12実施例− 図31は、図4に示した視線検出装置をカメラに搭載し
た場合の実施例を示す概略図である。図31に示す例
は、図25に示す例において視線検出用光源40と光電
変換素子42との位置関係を入れ替えたものであるた
め、詳細な説明は省略する。
-Twelfth Embodiment- FIG. 31 is a schematic view showing an embodiment in which the visual axis detection device shown in FIG. 4 is mounted on a camera. In the example shown in FIG. 31, the positional relationship between the line-of-sight detection light source 40 and the photoelectric conversion element 42 is exchanged in the example shown in FIG. 25, and therefore detailed description will be omitted.

【0055】−第13実施例− 図32は、図5に示した視線検出装置をカメラに搭載し
た場合の実施例を示す概略図である。図32に示す例で
は、上述のごとく2枚のダイクロイックミラー37a、
43aを用いて、ファインダー接眼窓50内に視線検出
用光源40を、光軸上に光電変換素子42を配置してい
る。
-Thirteenth Embodiment- FIG. 32 is a schematic view showing an embodiment in which the line-of-sight detection device shown in FIG. 5 is mounted on a camera. In the example shown in FIG. 32, as described above, the two dichroic mirrors 37a,
43a is used to arrange the light source 40 for sight line detection in the finder eyepiece window 50 and the photoelectric conversion element 42 on the optical axis.

【0056】なお、上述したカメラへの適用例は、その
細部が上述の各実施例に限定されない。図33は図2に
示す視線検出装置を別な形状のファインダーに搭載した
場合を示す正面図である。図33において、40は視線
検出用光源、50はファインダー接眼窓、53はクリッ
プオン式のアクセサリーシュー、56は図24における
接眼目当てに相当する部材で、接眼枠という。57はカ
メラボデー、58はポップアップ式のカメラ本体内蔵閃
光装置、59は閃光装置のポップアップボタンである。
図示のカメラは、接眼枠56をカメラボデー57に直接
固定する構成であるため、接眼枠56上に視線検出用光
源40を直接配置できる。図34は図3に示す視線検出
装置を別な形状のファインダーに搭載した場合を示す正
面図であり、結像レンズ41および光電変換素子42
(図示せず)も接眼枠56上に配置した例を示している。
上述のようなファインダーにおいては、図35のように
ファインダー接眼窓50の四隅にも視線検出用光源40
を配置することができので、設計上の自由度が大きくな
る。
The details of the application example to the above-mentioned camera are not limited to the above-mentioned embodiments. FIG. 33 is a front view showing a case where the line-of-sight detection device shown in FIG. 2 is mounted on a finder having another shape. In FIG. 33, 40 is a light source for line-of-sight detection, 50 is a viewfinder eyepiece window, 53 is a clip-on accessory shoe, and 56 is a member corresponding to the eyepiece eyepiece in FIG. Reference numeral 57 is a camera body, 58 is a pop-up type flash device built into the camera body, and 59 is a pop-up button of the flash device.
Since the illustrated camera has a configuration in which the eyepiece frame 56 is directly fixed to the camera body 57, the visual axis detection light source 40 can be directly arranged on the eyepiece frame 56. FIG. 34 is a front view showing a case where the line-of-sight detection device shown in FIG. 3 is mounted on a finder having another shape. The imaging lens 41 and the photoelectric conversion element 42 are shown.
An example (not shown) is also arranged on the eyepiece frame 56.
In the finder as described above, as shown in FIG. 35, the line-of-sight detection light source 40 is also provided at the four corners of the finder eyepiece window 50.
Can be arranged, which increases the degree of freedom in design.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、照明手段が有限距離にあるときでも観察者の視線
を正しく求めることができる。このため、光学系を用い
ることなく照明手段により直接観察者の眼球を照明して
観察者の視線を検出でき、装置の構成を簡略化すること
ができる。
As described in detail above, according to the present invention, the line of sight of the observer can be accurately obtained even when the illumination means is at a finite distance. Therefore, it is possible to directly illuminate the eyeball of the observer by the illuminating means without using an optical system and detect the line of sight of the observer, and to simplify the configuration of the apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the present invention.

【図2】本発明の視線検出装置の構成の一例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a visual line detection device of the present invention.

【図3】本発明の視線検出装置の構成の他の例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the visual line detection device of the present invention.

【図4】本発明の視線検出装置の構成のまた他の例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing still another example of the configuration of the visual line detection device of the present invention.

【図5】本発明の視線検出装置の構成のさらに他の例を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing still another example of the configuration of the visual line detection device of the present invention.

【図6】本発明の視線検出用光源の配置の一例を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the arrangement of the visual line detection light source of the present invention.

【図7】本発明の視線検出用光源の配置の他の例を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the arrangement of the visual line detection light source of the present invention.

【図8】本発明の視線検出用光源の配置のまた他の例を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the arrangement of the visual line detection light source of the present invention.

【図9】観察面と視野枠の関係を表す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between an observation surface and a field frame.

【図10】本発明の視線検出系を示す光学説明図であ
る。
FIG. 10 is an optical explanatory view showing a visual line detection system of the present invention.

【図11】本発明の原理を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of the present invention.

【図12】本発明の第1実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 12 is a flow chart for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第1実施例を用いて実際に演算を行
った結果を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a result of actual calculation using the first embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 14 is a flow chart for explaining the operation of the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第2実施例を用いて実際に演算を行
った結果を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a result of actual calculation using the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第3実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 16 is a flow chart for explaining the operation of the third embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第3実施例を用いて実際に演算を行
った結果を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a result of actual calculation using the third embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第4実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 18 is a flow chart for explaining the operation of the fourth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第4実施例を用いて実際に演算を行
った結果を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a result of actual calculation using the fourth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第5実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 20 is a flow chart for explaining the operation of the fifth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第6実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 21 is a flow chart for explaining the operation of the sixth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第7実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 22 is a flow chart for explaining the operation of the seventh embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第8実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 23 is a flow chart for explaining the operation of the eighth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第9実施例の動作を説明するための
フローチャートである。
FIG. 24 is a flow chart for explaining the operation of the ninth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第10実施例が適用されたカメラの
光学系を示す概略図である。
FIG. 25 is a schematic view showing an optical system of a camera to which a tenth embodiment of the present invention has been applied.

【図26】第10実施例のカメラのうちファインダー部
を取り出して示した正面図である。
FIG. 26 is a front view showing a finder unit taken out of the camera of the tenth embodiment.

【図27】第10実施例のファインダー部を示す断面図
である。
FIG. 27 is a sectional view showing a finder portion of a tenth embodiment.

【図28】本発明の第11実施例が適用されたカメラの
光学系を示す概略図である。
FIG. 28 is a schematic diagram showing an optical system of a camera to which an eleventh embodiment of the present invention has been applied.

【図29】第11実施例のカメラのうちファインダー部
を取り出して示した正面図である。
FIG. 29 is a front view showing the finder unit of the camera according to the eleventh embodiment.

【図30】第11実施例のファインダー部を示す断面図
である。
FIG. 30 is a sectional view showing a finder section of an eleventh embodiment.

【図31】本発明の第12実施例が適用されたカメラの
光学系を示す概略図である。
FIG. 31 is a schematic diagram showing an optical system of a camera to which a twelfth embodiment of the present invention has been applied.

【図32】本発明の第13実施例が適用されたカメラの
光学系を示す概略図である。
FIG. 32 is a schematic diagram showing an optical system of a camera to which a thirteenth embodiment of the present invention has been applied.

【図33】第10実施例の視線検出用光源を別の形状を
したカメラのファインダー部に配置した状態を示す正面
図である。
FIG. 33 is a front view showing a state where the line-of-sight detection light source of the tenth embodiment is arranged in the finder section of a camera having another shape.

【図34】第11実施例の視線検出用光源および光電変
換素子を別の形状をしたカメラのファインダー部に配置
した状態を示す正面図である。
FIG. 34 is a front view showing a state in which the light source for line-of-sight detection and the photoelectric conversion element of the eleventh embodiment are arranged in the finder section of a camera having another shape.

【図35】図33における視線検出用光源をファインダ
ー部の右上に配置した例である。
35 is an example in which the light source for line-of-sight detection in FIG. 33 is arranged at the upper right of the finder section.

【図36】人間の眼球を示す水平断面図である。FIG. 36 is a horizontal sectional view showing a human eyeball.

【図37】光線が平行光線である場合と発散光である場
合とによる角膜反射像位置のずれを説明するための図で
ある。
FIG. 37 is a diagram for explaining the deviation of the corneal reflection image position depending on whether the light rays are parallel rays or divergent rays.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 観察面 12、39 観察者眼 14、40 視線検出用光源 141〜143 IRED 17、42 光電変換素子 19 演算装置 21 視野枠11 viewing surface 12,39 observer's eye 14, 40 for visual line detection light source 14 1 ~14 3 IRED 17,42 photoelectric conversion element 19 processor 21 field frame

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 7316−2K G03B 3/00 A (72)発明者 鈴木 章夫 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI Technical indication location G03B 13/02 7139-2K 7316-2K G03B 3/00 A (72) Inventor Akio Suzuki 3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Chome 2-3, Nikon Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察者の眼球を照明する照明手段と、 前記照明手段により照明された前記眼球の反射像から前
記眼球の視線を算出する視線算出手段とを備えた視線検
出装置において、 前記視線算出手段は、前記照明手段と前記眼球の角膜曲
率中心位置との間の距離を用いて前記視線を算出するこ
とを特徴とする視線検出装置。
1. A line-of-sight detection apparatus comprising: an illumination unit that illuminates an eyeball of an observer; and a line-of-sight calculation unit that calculates a line of sight of the eyeball from a reflection image of the eyeball illuminated by the illumination unit. The line-of-sight detection apparatus, wherein the calculating unit calculates the line of sight by using a distance between the illuminating unit and a corneal curvature center position of the eyeball.
【請求項2】 請求項1に記載の視線検出装置におい
て、 前記視線算出手段は、前記視線が特定の方向に向いてい
るときの前記照明手段と前記角膜曲率中心位置との間の
距離の代表値を用いて前記視線を算出することを特徴と
する視線検出装置。
2. The line-of-sight detection device according to claim 1, wherein the line-of-sight calculation unit is a representative of a distance between the illumination unit and the corneal curvature center position when the line of sight is directed in a specific direction. A line-of-sight detection device, wherein the line-of-sight is calculated using a value.
【請求項3】 請求項1の視線検出装置において、 視野画面を複数の領域に分割し、前記視線が前記分割し
た領域のいずれに向いているかを判断する視線判断手段
を備え、 前記視線算出手段は、前記分割した領域毎に予め定めら
れた前記照明手段と前記角膜曲率中心位置との間の距離
の代表値を用いて前記視線を算出することを特徴とする
視線検出装置。
3. The line-of-sight detection device according to claim 1, further comprising a line-of-sight determination unit that divides the visual field screen into a plurality of regions and determines which of the divided regions the line of sight is directed to, Is a line-of-sight detection apparatus, wherein the line-of-sight is calculated using a representative value of a distance between the illuminating unit and the corneal curvature center position that is predetermined for each of the divided regions.
【請求項4】 観察者の眼球を照明する照明手段と、 前記照明手段により照明された前記眼球の反射像から前
記眼球の視線を算出する視線算出手段とを備えた視線検
出装置において、 前記視線算出手段は、前記照明手段と前記角膜曲率中心
位置との間の距離に代えて前記照明手段と前記瞳孔中心
位置との間の距離を用いて前記視線を算出することを特
徴とする視線検出装置。
4. A line-of-sight detection device comprising: an illuminating unit that illuminates an eyeball of an observer; The calculation means calculates the line of sight by using the distance between the illumination means and the pupil center position instead of the distance between the illumination means and the corneal curvature center position. .
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかの項に記載の視
線検出装置において、 前記視線算出手段によって算出された視線に基づいて前
記照明手段と前記角膜曲率中心位置との間の距離を算出
する距離算出手段と、 この算出結果に基づいて前記視線算出手段により前記視
線を再度算出し、算出結果が収束するまで繰り返し前記
距離算出手段および前記視線算出手段を動作させる制御
手段とを備えたことを特徴とする視線検出装置。
5. The line-of-sight detection device according to claim 1, wherein a distance between the illumination unit and the corneal curvature center position is calculated based on the line-of-sight calculated by the line-of-sight calculation unit. A distance calculating means for calculating, and a control means for recalculating the visual line by the visual line calculating means based on the calculation result and repeatedly operating the distance calculating means and the visual line calculating means until the calculation result converges. A visual line detection device characterized by the above.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの項に記載の視
線検出装置において、 前記照明手段は複数個設けられているとともに、前記視
線算出手段は前記各照明手段毎に前記視線を独立に算出
し、 前記視線算出手段により算出された前記各照明手段毎の
視線に基づいて前記視線を決定する視線決定手段を備え
たことを特徴とする視線検出装置。
6. The line-of-sight detection device according to claim 1, wherein a plurality of the illumination units are provided, and the line-of-sight calculation unit separates the line of sight for each of the illumination units. And a line-of-sight determination unit that determines the line-of-sight based on the line-of-sight of each of the illumination units calculated by the line-of-sight calculation unit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007209384A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Gen Tec:Kk Gaze vector detection method and apparatus
JP2012065719A (en) * 2010-09-21 2012-04-05 Fujitsu Ltd View line detection device, view line detection method, view line-detecting computer program and mobile terminal
JP2014504762A (en) * 2011-01-19 2014-02-24 マチック ラブズ Method and apparatus for determining gaze direction

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