JPH0761314B2 - 網膜反射光量測定装置及び該装置を用いた視線検出装置 - Google Patents
網膜反射光量測定装置及び該装置を用いた視線検出装置Info
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- JPH0761314B2 JPH0761314B2 JP3259106A JP25910691A JPH0761314B2 JP H0761314 B2 JPH0761314 B2 JP H0761314B2 JP 3259106 A JP3259106 A JP 3259106A JP 25910691 A JP25910691 A JP 25910691A JP H0761314 B2 JPH0761314 B2 JP H0761314B2
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- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、網膜反射光量を測定す
る装置、乃至は該装置を利用した視線検出装置に係り、
特にテレビカメラ等の撮像手段で捉えた顔画像と入射光
に対する網膜反射特性を利用して非接触で視線を検出す
る視線検出装置に関する。
る装置、乃至は該装置を利用した視線検出装置に係り、
特にテレビカメラ等の撮像手段で捉えた顔画像と入射光
に対する網膜反射特性を利用して非接触で視線を検出す
る視線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、パソコンやＣＡＤ等における画面
上のカーソル位置の変更は、キーボードのアップ、ダウ
ンキーやマウス等を用いて行われていたが、人の視線か
らユーザーの意思を抽出してより良いユーザーインター
フェースを実現可能にすべく使用者の顔に検出装置を装
着して視線検出を行う装置が種々提案されている。近
年、この種の装置として、複数台のカメラで捉えた顔画
像から角膜反射像の位置と瞳孔中心を検出し、更にこれ
らから眼球中心を検出して視線を求める非接触の視線検
出装置が提案されている（特開平２−１３４１３０号公
報）。
上のカーソル位置の変更は、キーボードのアップ、ダウ
ンキーやマウス等を用いて行われていたが、人の視線か
らユーザーの意思を抽出してより良いユーザーインター
フェースを実現可能にすべく使用者の顔に検出装置を装
着して視線検出を行う装置が種々提案されている。近
年、この種の装置として、複数台のカメラで捉えた顔画
像から角膜反射像の位置と瞳孔中心を検出し、更にこれ
らから眼球中心を検出して視線を求める非接触の視線検
出装置が提案されている（特開平２−１３４１３０号公
報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平２−１３４
１３０号公報記載の従来装置では、顔画像からスポット
状の角膜反射像の位置、瞳孔中心及び眼球中心を検出す
る手段が必要であり、しかもこれらの検出手段には極め
て高い検出精度が要求され、装置の大型化かつ高コスト
化の原因となっていた。
１３０号公報記載の従来装置では、顔画像からスポット
状の角膜反射像の位置、瞳孔中心及び眼球中心を検出す
る手段が必要であり、しかもこれらの検出手段には極め
て高い検出精度が要求され、装置の大型化かつ高コスト
化の原因となっていた。
【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
撮像した顔画像に基づいて瞳孔位置を求めるとともに網
膜反射強度を求める網膜反射光量測定装置を提供し、更
には該装置を複数台利用して得られた網膜反射強度から
視線に対するずれ角を求め、上記瞳孔位置とずれ角とか
ら演算によって視線を検出するようにし、通常の検出精
度でもって視線を検出しうるようにした安価な視線検出
装置を提供するものである。
撮像した顔画像に基づいて瞳孔位置を求めるとともに網
膜反射強度を求める網膜反射光量測定装置を提供し、更
には該装置を複数台利用して得られた網膜反射強度から
視線に対するずれ角を求め、上記瞳孔位置とずれ角とか
ら演算によって視線を検出するようにし、通常の検出精
度でもって視線を検出しうるようにした安価な視線検出
装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る網膜反射光
量検出装置は、赤外光を照射する発光源と、上記照射範
囲からの赤外光を上記発光源と同一位置で受光する撮像
手段と、該撮像手段で撮像した顔画像から瞳孔を抽出す
る抽出手段と、上記撮像手段で受光した信号の内、上記
抽出手段で抽出された瞳孔内の信号を積算する積算手段
とを備えたものである。
量検出装置は、赤外光を照射する発光源と、上記照射範
囲からの赤外光を上記発光源と同一位置で受光する撮像
手段と、該撮像手段で撮像した顔画像から瞳孔を抽出す
る抽出手段と、上記撮像手段で受光した信号の内、上記
抽出手段で抽出された瞳孔内の信号を積算する積算手段
とを備えたものである。
【０００６】また、本発明に係る視線検出装置は、予め
設定された少なくとも３箇所から同一範囲に向けて赤外
光を照射する発光源と、上記照射範囲からの赤外光を上
記発光源と同一位置で受光する撮像手段と、該撮像手段
により上記各位置で撮像した顔画像からそれぞれの瞳孔
を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出された瞳
孔と上記撮像手段の配置位置から該撮像手段の配置位置
と瞳孔とを結ぶ瞳孔線を求める瞳孔線演算手段と、得ら
れた各瞳孔線から、それらの交点を瞳孔位置として求め
る瞳孔位置演算手段と、上記各配置位置で撮像手段で受
光した信号の内、上記抽出手段で抽出された瞳孔内の信
号をそれぞれ積算する積算手段と、視線からのずれ角に
対する網膜反射光量を記憶する記憶手段と、上記積算手
段の各積算出力と記憶手段に記憶された網膜反射光量と
から各撮像手段の配置位置に対する視線からのずれ角を
求めるずれ角演算手段と、上記交点と各ずれ角とから視
線を求める視線演算手段とを備えたものである。
設定された少なくとも３箇所から同一範囲に向けて赤外
光を照射する発光源と、上記照射範囲からの赤外光を上
記発光源と同一位置で受光する撮像手段と、該撮像手段
により上記各位置で撮像した顔画像からそれぞれの瞳孔
を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出された瞳
孔と上記撮像手段の配置位置から該撮像手段の配置位置
と瞳孔とを結ぶ瞳孔線を求める瞳孔線演算手段と、得ら
れた各瞳孔線から、それらの交点を瞳孔位置として求め
る瞳孔位置演算手段と、上記各配置位置で撮像手段で受
光した信号の内、上記抽出手段で抽出された瞳孔内の信
号をそれぞれ積算する積算手段と、視線からのずれ角に
対する網膜反射光量を記憶する記憶手段と、上記積算手
段の各積算出力と記憶手段に記憶された網膜反射光量と
から各撮像手段の配置位置に対する視線からのずれ角を
求めるずれ角演算手段と、上記交点と各ずれ角とから視
線を求める視線演算手段とを備えたものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、赤外光が照射される範囲に人
の顔が位置し、この顔に赤外光が照射されると、顔で反
射した光が同一位置の撮像手段で受光され、顔画像が撮
像される。撮像された顔画像から抽出手段によって瞳孔
が抽出される。この瞳孔の抽出はパターン認識、あるい
は網膜反射に含まれるヘモグロビンに対応した周波数の
検出により行われる。続いて、上記抽出手段により抽出
された瞳孔に対応する各撮像素子の受光レベルが積算さ
れて瞳孔内の受光量が求められる。
の顔が位置し、この顔に赤外光が照射されると、顔で反
射した光が同一位置の撮像手段で受光され、顔画像が撮
像される。撮像された顔画像から抽出手段によって瞳孔
が抽出される。この瞳孔の抽出はパターン認識、あるい
は網膜反射に含まれるヘモグロビンに対応した周波数の
検出により行われる。続いて、上記抽出手段により抽出
された瞳孔に対応する各撮像素子の受光レベルが積算さ
れて瞳孔内の受光量が求められる。
【０００８】請求項２記載の発明によれば、赤外光が照
射される範囲に人の顔が位置し、この顔に所定の少なく
とも３箇所から赤外光が照射されると、顔で反射した光
がそれぞれの撮像手段で受光され、顔画像が撮像され
る。撮像された各顔画像から抽出手段によって瞳孔が抽
出される。この瞳孔の抽出はパターン認識、あるいは網
膜反射に含まれるヘモグロビンに対応した周波数の検出
により行われる。続いて、各撮像手段の配置位置と瞳孔
とを結ぶ瞳孔線が求められ、更にそれらの交点である瞳
孔位置が求められる。一方、前記抽出手段により抽出さ
れた瞳孔に対応する各撮像素子の受光レベルを積算して
瞳孔内の受光量が各配置位置の撮像手段毎に求められ、
この受光量と予め記憶されている網膜反射光量とのレベ
ル比較から視線に対するずれ角がそれぞれ求められる。
そして、上記交点とこの各ずれ角とから幾何学的な演算
に基づいて視線が求められる。
射される範囲に人の顔が位置し、この顔に所定の少なく
とも３箇所から赤外光が照射されると、顔で反射した光
がそれぞれの撮像手段で受光され、顔画像が撮像され
る。撮像された各顔画像から抽出手段によって瞳孔が抽
出される。この瞳孔の抽出はパターン認識、あるいは網
膜反射に含まれるヘモグロビンに対応した周波数の検出
により行われる。続いて、各撮像手段の配置位置と瞳孔
とを結ぶ瞳孔線が求められ、更にそれらの交点である瞳
孔位置が求められる。一方、前記抽出手段により抽出さ
れた瞳孔に対応する各撮像素子の受光レベルを積算して
瞳孔内の受光量が各配置位置の撮像手段毎に求められ、
この受光量と予め記憶されている網膜反射光量とのレベ
ル比較から視線に対するずれ角がそれぞれ求められる。
そして、上記交点とこの各ずれ角とから幾何学的な演算
に基づいて視線が求められる。
【０００９】
【実施例】図２は、視線検出装置の全体構成図である。
図において、１１〜１４は測定装置で、モニター表示器
３の４隅の所定位置に予め固定的に配置されている。上
記測定装置は発光源と撮像部とを備えており、１１０，
１２０，１３０及び１４０は照射光及び反射光の通路と
なる投受光窓である。なお、測定装置の台数は、理論上
３台あれば視線を検出することが可能であるが、４台あ
るいはそれ以上でも精度の良い検出が行える。
図において、１１〜１４は測定装置で、モニター表示器
３の４隅の所定位置に予め固定的に配置されている。上
記測定装置は発光源と撮像部とを備えており、１１０，
１２０，１３０及び１４０は照射光及び反射光の通路と
なる投受光窓である。なお、測定装置の台数は、理論上
３台あれば視線を検出することが可能であるが、４台あ
るいはそれ以上でも精度の良い検出が行える。
【００１０】２は撮像部で得られた顔画像から視線を検
出するためのコンピュータで、４は得られた視線データ
を必要に応じて座標表示する表示装置である。
出するためのコンピュータで、４は得られた視線データ
を必要に応じて座標表示する表示装置である。
【００１１】図１は、視線検出装置の測定装置の構成及
びコンピュータ２の内部構成を示す機能ブロック図であ
る。
びコンピュータ２の内部構成を示す機能ブロック図であ
る。
【００１２】測定手段１は前記測定装置１１〜１４から
成り、各測定装置は同一構成を有している。測定装置１
１を代表してその構成を説明すると、該測定装置１１は
発光源となるレーザ１１１、当該レーザ１１１の前面に
配置された拡散用の凹レンズ１１２、ハーフミラー１１
３及びＣＣＤ１１４等の撮像素子から成る撮像部から構
成されている。レーザ１１１は外光の影響を受けないよ
うに所定の赤外光を発光するもので、発光された赤外光
は凹レンズ１１２で所定の指向幅に拡張され、更にハー
フミラー１１３で外方に向けて照射されるようになって
いる。レーザ１１１の指向幅及び照射方向は、モニタ表
示器３の前面に位置する人の頭が多少動いても顔を照射
しうる範囲に設定されている。また、ＣＣＤ１１４はレ
ーザ１１１の指向幅と略同一の指向幅を有するととも
に、該指向幅の中心方向に向けてあり、その範囲から帰
来し、ハーフミラー１１３を通過した赤外光を受光する
ものである。ハーフミラー１１３は赤外光の照射位置と
受光位置とを一致させて、配置誤差をなくすものであ
る。本実施例では各レーザからは同一周波数の赤外光が
それぞれ順番に繰り返し発光され、他の３個のＣＣＤに
反射光が混入しないようになされている。
成り、各測定装置は同一構成を有している。測定装置１
１を代表してその構成を説明すると、該測定装置１１は
発光源となるレーザ１１１、当該レーザ１１１の前面に
配置された拡散用の凹レンズ１１２、ハーフミラー１１
３及びＣＣＤ１１４等の撮像素子から成る撮像部から構
成されている。レーザ１１１は外光の影響を受けないよ
うに所定の赤外光を発光するもので、発光された赤外光
は凹レンズ１１２で所定の指向幅に拡張され、更にハー
フミラー１１３で外方に向けて照射されるようになって
いる。レーザ１１１の指向幅及び照射方向は、モニタ表
示器３の前面に位置する人の頭が多少動いても顔を照射
しうる範囲に設定されている。また、ＣＣＤ１１４はレ
ーザ１１１の指向幅と略同一の指向幅を有するととも
に、該指向幅の中心方向に向けてあり、その範囲から帰
来し、ハーフミラー１１３を通過した赤外光を受光する
ものである。ハーフミラー１１３は赤外光の照射位置と
受光位置とを一致させて、配置誤差をなくすものであ
る。本実施例では各レーザからは同一周波数の赤外光が
それぞれ順番に繰り返し発光され、他の３個のＣＣＤに
反射光が混入しないようになされている。
【００１３】なお、他の測定装置１２〜１４による照射
及び受光は上記測定装置１１と同一範囲となるように、
それぞれの照射方向と受光方向が設定されている。ま
た、それぞれの測定装置の使用赤外光の周波数は同一で
あることが好ましいが、それぞれずらしたものでもよ
い。この場合には、他の３個のＣＣＤへの反射光の混入
が生じなくなるので、各レーザからの赤外光を同時に発
光させることが可能である。
及び受光は上記測定装置１１と同一範囲となるように、
それぞれの照射方向と受光方向が設定されている。ま
た、それぞれの測定装置の使用赤外光の周波数は同一で
あることが好ましいが、それぞれずらしたものでもよ
い。この場合には、他の３個のＣＣＤへの反射光の混入
が生じなくなるので、各レーザからの赤外光を同時に発
光させることが可能である。
【００１４】２０は上記各測定装置１１〜１４及び後述
の各手段２１〜２９間で所要の制御信号の入出力を行っ
てそれぞれを制御する制御部である。２１はＣＣＤ１１
４及び他の測定装置１２〜１４内のＣＣＤで撮像された
各顔画像をそれぞれ記憶する画像メモリである。２２は
画像メモリ２１に取込まれた各顔画像から、例えば公知
のパターン認識技術を用いて画像メモリ２１内の瞳孔の
アドレスを抽出する瞳孔抽出手段である。また、測定装
置（レーザ及びＣＣＤ）がヘモグロビンに対応する波長
光を照射、受光するように構成されているときは、撮像
された顔画像から該ヘモグロビンの対応波長光のみを検
出して瞳孔を抽出するようにしてもよい。これは、網膜
内には直接血管が露出しており、しかも網膜反射は瞳孔
のレンズで拡大して受光されるために、この網膜反射信
号内には、他の部分、例えば顔面からの反射量に比して
より高レベルのヘモグロビン対応周波数成分が含有して
いることを利用するものである。
の各手段２１〜２９間で所要の制御信号の入出力を行っ
てそれぞれを制御する制御部である。２１はＣＣＤ１１
４及び他の測定装置１２〜１４内のＣＣＤで撮像された
各顔画像をそれぞれ記憶する画像メモリである。２２は
画像メモリ２１に取込まれた各顔画像から、例えば公知
のパターン認識技術を用いて画像メモリ２１内の瞳孔の
アドレスを抽出する瞳孔抽出手段である。また、測定装
置（レーザ及びＣＣＤ）がヘモグロビンに対応する波長
光を照射、受光するように構成されているときは、撮像
された顔画像から該ヘモグロビンの対応波長光のみを検
出して瞳孔を抽出するようにしてもよい。これは、網膜
内には直接血管が露出しており、しかも網膜反射は瞳孔
のレンズで拡大して受光されるために、この網膜反射信
号内には、他の部分、例えば顔面からの反射量に比して
より高レベルのヘモグロビン対応周波数成分が含有して
いることを利用するものである。
【００１５】２３は上記各測定装置１１〜１４の位置、
すなわち取付位置及び指向方向に関する情報が記憶され
た測定位置情報記憶手段である。２４はかかる測定位置
情報記憶手段２３からの位置情報及び抽出された画像メ
モリ２１内の瞳孔のアドレス情報とから、各測定装置と
瞳孔とを結ぶ瞳孔線（図５、例えば測定装置１１，１２
に対応するＬ1，Ｌ2参照）を算出する瞳孔線演算手段で
ある。２５は瞳孔線演算手段２４により得られた各瞳孔
線Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4（但し、図５中、Ｌ3，Ｌ4は不図
示）から、それらの交点Ｐを瞳孔位置として算出する瞳
孔位置演算手段である。
すなわち取付位置及び指向方向に関する情報が記憶され
た測定位置情報記憶手段である。２４はかかる測定位置
情報記憶手段２３からの位置情報及び抽出された画像メ
モリ２１内の瞳孔のアドレス情報とから、各測定装置と
瞳孔とを結ぶ瞳孔線（図５、例えば測定装置１１，１２
に対応するＬ1，Ｌ2参照）を算出する瞳孔線演算手段で
ある。２５は瞳孔線演算手段２４により得られた各瞳孔
線Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4（但し、図５中、Ｌ3，Ｌ4は不図
示）から、それらの交点Ｐを瞳孔位置として算出する瞳
孔位置演算手段である。
【００１６】２６は上記抽出された画像メモリ２１内の
瞳孔のアドレスを用いて、該画像メモリ２１から瞳孔ア
ドレス内の信号を読み出して積算する受光量積算手段で
ある。積算処理は、図３に示すように、画像メモリ２１
内の瞳孔Ｅ内に対応するアドレスの受光レベルを全て加
算することにより行われる。なお、瞳孔範囲内の受光信
号には、角膜反射像がかなりの高レベル、例えば網膜反
射レベルの２倍〜５倍程度（図中、レベル２０として示
している）で含まれていることから、この角膜反射信号
を除くことで、積算精度をより向上させることができ
る。
瞳孔のアドレスを用いて、該画像メモリ２１から瞳孔ア
ドレス内の信号を読み出して積算する受光量積算手段で
ある。積算処理は、図３に示すように、画像メモリ２１
内の瞳孔Ｅ内に対応するアドレスの受光レベルを全て加
算することにより行われる。なお、瞳孔範囲内の受光信
号には、角膜反射像がかなりの高レベル、例えば網膜反
射レベルの２倍〜５倍程度（図中、レベル２０として示
している）で含まれていることから、この角膜反射信号
を除くことで、積算精度をより向上させることができ
る。
【００１７】２７は視線からのずれ角αに対する網膜反
射光量の特性が記憶された記憶手段である。この網膜反
射光量特性は、本装置の構成に対して求められたレベル
に換算されているものである。かかる換算により、実測
データとのレベル対比が可能となる。
射光量の特性が記憶された記憶手段である。この網膜反
射光量特性は、本装置の構成に対して求められたレベル
に換算されているものである。かかる換算により、実測
データとのレベル対比が可能となる。
【００１８】図４は、視線からのずれ角αに対する網膜
反射光量の特性を示したものである。網膜反射は瞳孔を
介して光の入射方向と同一方向に反射する性質を有し、
その反射光量は視線と一致する方向に対して最大レベル
となり、該視線からずれるに従って同図のように漸近的
に減少していくという特性（例えば、関数Ｆ（α）と表
わす）を示すことが知られている。なお、図４の
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ測定装置
１１〜１４で受光された瞳孔の受光量を示すものであ
る。
反射光量の特性を示したものである。網膜反射は瞳孔を
介して光の入射方向と同一方向に反射する性質を有し、
その反射光量は視線と一致する方向に対して最大レベル
となり、該視線からずれるに従って同図のように漸近的
に減少していくという特性（例えば、関数Ｆ（α）と表
わす）を示すことが知られている。なお、図４の
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ測定装置
１１〜１４で受光された瞳孔の受光量を示すものであ
る。
【００１９】２８は上記図４（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）に示されているように、網膜反射光量特性と実際
の受光量とから視線に対するそれぞれのずれ角αを算出
するずれ角算出手段である。例えば、そのずれ角αは、
各測定装置１１〜１４に対して、それぞれα1，α2，α
3，α4（図４参照）のように算出される。２９は、上記
のようにして得られた各ずれ角α1，α2，α3，α4と前
記瞳孔位置演算手段２５で得られた瞳孔位置とから、図
５に瞳孔線Ｌ1，Ｌ2を例にとって幾何学的に示すよう
に、それぞれの視線円錐Ｃ1，Ｃ2を計算するとともに、
これらの角視線円錐の全て（本実施例では４つ）が交差
する交線を算出する視線演算手段である。そして、視線
演算手段２９で得られた視線情報は、表示装置４に導か
れて表示される。
（ｄ）に示されているように、網膜反射光量特性と実際
の受光量とから視線に対するそれぞれのずれ角αを算出
するずれ角算出手段である。例えば、そのずれ角αは、
各測定装置１１〜１４に対して、それぞれα1，α2，α
3，α4（図４参照）のように算出される。２９は、上記
のようにして得られた各ずれ角α1，α2，α3，α4と前
記瞳孔位置演算手段２５で得られた瞳孔位置とから、図
５に瞳孔線Ｌ1，Ｌ2を例にとって幾何学的に示すよう
に、それぞれの視線円錐Ｃ1，Ｃ2を計算するとともに、
これらの角視線円錐の全て（本実施例では４つ）が交差
する交線を算出する視線演算手段である。そして、視線
演算手段２９で得られた視線情報は、表示装置４に導か
れて表示される。
【００２０】得られた視線情報を用いて、モニター表示
器３にその視線を示すマーカーを表示するようにするこ
ともできる。このようにすることで、人の視線を追って
マーカーをモニター表示器３の画面内で移動させること
ができる。
器３にその視線を示すマーカーを表示するようにするこ
ともできる。このようにすることで、人の視線を追って
マーカーをモニター表示器３の画面内で移動させること
ができる。
【００２１】続いて、視線検出動作について、説明す
る。４個のレーザから赤外光が同時に、あるいは順次発
光され、顔で反射してぞれぞれのＣＣＤで受光される。
受光が終了すると、それぞれの撮像信号は、一旦画像メ
モリ２１に転送され記憶される。次に、画像メモリ２１
内の各画像を所定の顔画像とパターン認識させ、顔の中
から瞳孔をそれぞれ抽出し、あるいはヘモグロビン対応
周波数成分を検出することにより瞳孔をそれぞれ抽出す
る。更に、抽出された瞳孔と測定装置の取付位置、すな
わち測定位置情報とから瞳孔線を算出するとともに、得
られた各瞳孔線の交点Ｐとなる瞳孔位置を演算して求め
る。
る。４個のレーザから赤外光が同時に、あるいは順次発
光され、顔で反射してぞれぞれのＣＣＤで受光される。
受光が終了すると、それぞれの撮像信号は、一旦画像メ
モリ２１に転送され記憶される。次に、画像メモリ２１
内の各画像を所定の顔画像とパターン認識させ、顔の中
から瞳孔をそれぞれ抽出し、あるいはヘモグロビン対応
周波数成分を検出することにより瞳孔をそれぞれ抽出す
る。更に、抽出された瞳孔と測定装置の取付位置、すな
わち測定位置情報とから瞳孔線を算出するとともに、得
られた各瞳孔線の交点Ｐとなる瞳孔位置を演算して求め
る。
【００２２】一方、瞳孔抽出手段２２で抽出された瞳孔
Ｅのアドレス内の受光信号をそれぞれレベル積算して、
瞳孔から帰来し、受光された受光量を各測定装置毎に求
める。更に、得られた受光量と網膜反射光量特性とから
各測定装置に対する視線のずれ角αを求める。そして、
得られたずれ角αと瞳孔位置とから形成される視線円錐
Ｃから、それらの交線を視線として求める。
Ｅのアドレス内の受光信号をそれぞれレベル積算して、
瞳孔から帰来し、受光された受光量を各測定装置毎に求
める。更に、得られた受光量と網膜反射光量特性とから
各測定装置に対する視線のずれ角αを求める。そして、
得られたずれ角αと瞳孔位置とから形成される視線円錐
Ｃから、それらの交線を視線として求める。
【００２３】得られた視線情報は、表示装置４に表示さ
れ、あるいは視線情報に基づいてモニタ表示器３の画面
内にマーカー表示される。上記動作は所定周期で、繰り
返し行われ、これにより、人の視線を追跡することが可
能となる。
れ、あるいは視線情報に基づいてモニタ表示器３の画面
内にマーカー表示される。上記動作は所定周期で、繰り
返し行われ、これにより、人の視線を追跡することが可
能となる。
【００２４】ところで、上記実施例では、記憶手段２７
に記憶された視線からのずれ角に対する網膜反射光量の
特性関数Ｆ（α）と実際の瞳孔からの受光量とを比較し
てずれ角αを求めたが、瞳孔からの受光量には個人差が
あり、このため実際に求めたずれ角αは誤差を含んでい
ることとなり、従って全ての視線円錐の交差する交線が
１本に収束しない場合が生じることとなる。そこで、か
かる場合には、上記特性関数Ｆ（α）に係数ｋを乗ずる
とともに、この係数ｋを１から少しずつ大小方向に変化
させて、その各変化値に対してそれぞれのずれ角αを新
たに算出し、前記交線が最も収束したときの交線を求め
ればよい。このような演算手法を採用することで、個人
差に起因するずれ角誤差を相殺的に解消することが可能
となる。
に記憶された視線からのずれ角に対する網膜反射光量の
特性関数Ｆ（α）と実際の瞳孔からの受光量とを比較し
てずれ角αを求めたが、瞳孔からの受光量には個人差が
あり、このため実際に求めたずれ角αは誤差を含んでい
ることとなり、従って全ての視線円錐の交差する交線が
１本に収束しない場合が生じることとなる。そこで、か
かる場合には、上記特性関数Ｆ（α）に係数ｋを乗ずる
とともに、この係数ｋを１から少しずつ大小方向に変化
させて、その各変化値に対してそれぞれのずれ角αを新
たに算出し、前記交線が最も収束したときの交線を求め
ればよい。このような演算手法を採用することで、個人
差に起因するずれ角誤差を相殺的に解消することが可能
となる。
【００２５】なお、本実施例では、画像メモリ２１には
ＣＣＤで何回受光した受光信号を取り込むかについて、
特に説明していないが、受光回数は１回でもよく、ある
いは測定精度向上の点から複数回の受光動作からその平
均値を求めて画像メモリ２１に取り込むようにしてもよ
い。
ＣＣＤで何回受光した受光信号を取り込むかについて、
特に説明していないが、受光回数は１回でもよく、ある
いは測定精度向上の点から複数回の受光動作からその平
均値を求めて画像メモリ２１に取り込むようにしてもよ
い。
【００２６】また、本発明では、視線検出装置について
説明したが、その中で説明した網膜反射光量を測定する
受光量積算手段２６は単一の測定装置（１つの発光源と
１つの撮像部）からのデータに対して測定可能であり、
かかる原理に基づいて得られる網膜反射光量は本視線検
出装置に適用可能であるとともに、医療上の個人データ
としての利用性、更には網膜反射光量の時間的変化から
心理状態変化を測定する心理上のデータとしての利用性
もある。この場合、瞳孔抽出手段２２及び受光量積算手
段２６は受光された１つの顔面像について瞳孔抽出処理
及び受光量の積算処理を施せばよい。
説明したが、その中で説明した網膜反射光量を測定する
受光量積算手段２６は単一の測定装置（１つの発光源と
１つの撮像部）からのデータに対して測定可能であり、
かかる原理に基づいて得られる網膜反射光量は本視線検
出装置に適用可能であるとともに、医療上の個人データ
としての利用性、更には網膜反射光量の時間的変化から
心理状態変化を測定する心理上のデータとしての利用性
もある。この場合、瞳孔抽出手段２２及び受光量積算手
段２６は受光された１つの顔面像について瞳孔抽出処理
及び受光量の積算処理を施せばよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
照射範囲からの赤外光を上記発光源と同一位置の撮像手
段で受光し、その撮像顔画像から瞳孔を抽出手段で抽出
することにより、撮像手段で受光した信号の内、上記抽
出手段で抽出された瞳孔内の信号を積算する積算手段と
を備えたので、医療上、心理上のデータとして、更には
人間の視線を検出する際の１つのデータとして利用する
ことができる。
照射範囲からの赤外光を上記発光源と同一位置の撮像手
段で受光し、その撮像顔画像から瞳孔を抽出手段で抽出
することにより、撮像手段で受光した信号の内、上記抽
出手段で抽出された瞳孔内の信号を積算する積算手段と
を備えたので、医療上、心理上のデータとして、更には
人間の視線を検出する際の１つのデータとして利用する
ことができる。
【００２８】また、少なくとも所定の３箇所から照射さ
れ、顔で反射して帰来した赤外光を各撮像手段で撮像
し、この撮像信号から抽出された瞳孔に基づいて求めた
瞳孔位置、及び網膜で反射し、瞳孔を経て受光された受
光量に基づいて得られた視線からのずれ角とから視線を
算出するようにしたので、従来のようにスポット的な角
膜反射像に基づいて瞳孔中心及び眼球中心を算出すると
いう極めて高い検出精度を必要とせず、安価な視線検出
装置を提供することが出来る。
れ、顔で反射して帰来した赤外光を各撮像手段で撮像
し、この撮像信号から抽出された瞳孔に基づいて求めた
瞳孔位置、及び網膜で反射し、瞳孔を経て受光された受
光量に基づいて得られた視線からのずれ角とから視線を
算出するようにしたので、従来のようにスポット的な角
膜反射像に基づいて瞳孔中心及び眼球中心を算出すると
いう極めて高い検出精度を必要とせず、安価な視線検出
装置を提供することが出来る。
【図１】視線検出装置の測定装置の構成及びコンピュー
タの内部構成を示す機能ブロック図である。
タの内部構成を示す機能ブロック図である。
【図２】視線検出装置の全体構成図である。
【図３】画像メモリ２１から瞳孔Ｅのアドレス内の信号
を読み出して積算する受光量積算動作を説明するための
図である。
を読み出して積算する受光量積算動作を説明するための
図である。
【図４】視線からのずれ角に対する網膜反射光量の特性
と測定装置での瞳孔から反射され受光された受光量とか
ら求まるずれ角の関係を示す図で、図（ａ）は測定装置
１１におけるずれ角α1、図（ｂ）は測定装置１２にお
けるずれ角α2、図（ｃ）は測定装置１３におけるずれ
角α3、図（ｄ）は測定装置１４におけるずれ角α4を示
す図である。
と測定装置での瞳孔から反射され受光された受光量とか
ら求まるずれ角の関係を示す図で、図（ａ）は測定装置
１１におけるずれ角α1、図（ｂ）は測定装置１２にお
けるずれ角α2、図（ｃ）は測定装置１３におけるずれ
角α3、図（ｄ）は測定装置１４におけるずれ角α4を示
す図である。
【図５】瞳孔線Ｌ1，Ｌ2とずれ角α1，α2が形成する視
線円錐Ｃ1，Ｃ2を説明するための図である。
線円錐Ｃ1，Ｃ2を説明するための図である。
１ 測定手段 ２ コンピュータ ３ モニター表示器 ４ 表示装置 １１〜１４ 測定装置 １１０，１２０，１３０，１４０ 投受光窓 １１１ レーザ（発光源） １１２ 凹レンズ １１３ ハーフミラー １１４ ＣＣＤ（撮像手段） ２０ 制御部 ２１ 画像メモリ ２２ 瞳孔抽出手段 ２３ 測定位置情報記憶手段 ２４ 瞳孔線演算手段 ２５ 瞳孔位置演算手段 ２６ 受光量積算手段 ２７ 網膜反射特性記憶手段 ２８ ずれ角演算手段 ２９ 視線演算手段
Claims (2)
- 【請求項１】 赤外光を照射する発光源と、上記照射範
囲からの赤外光を上記発光源と同一位置で受光する撮像
手段と、該撮像手段で撮像した顔画像から瞳孔を抽出す
る抽出手段と、上記撮像手段で受光した信号の内、上記
抽出手段で抽出された瞳孔内の信号を積算する積算手段
とを備えてなる網膜反射光量測定装置。 - 【請求項２】 予め設定された少なくとも３箇所から同
一範囲に向けて赤外光を照射する発光源と、上記照射範
囲からの赤外光を上記発光源と同一位置で受光する撮像
手段と、該撮像手段により上記各位置で撮像した顔画像
からそれぞれの瞳孔を抽出する抽出手段と、該抽出手段
により抽出された瞳孔と上記撮像手段の配置位置から該
撮像手段の配置位置と瞳孔とを結ぶ瞳孔線を求める瞳孔
線演算手段と、得られた各瞳孔線から、それらの交点を
瞳孔位置として求める瞳孔位置演算手段と、上記各配置
位置で撮像手段で受光した信号の内、上記抽出手段で抽
出された瞳孔内の信号をそれぞれ積算する積算手段と、
視線からのずれ角に対する網膜反射光量を記憶する記憶
手段と、上記積算手段の各積算出力と記憶手段に記憶さ
れた網膜反射光量とから各撮像手段の配置位置に対する
視線からのずれ角を求めるずれ角演算手段と、上記交点
と各ずれ角とから視線を求める視線演算手段とを備えて
なる視線検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259106A JPH0761314B2 (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 網膜反射光量測定装置及び該装置を用いた視線検出装置 |
| US07/954,765 US5325133A (en) | 1991-10-07 | 1992-09-30 | Device for measuring a retina reflected light amount and a gaze detecting apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3259106A JPH0761314B2 (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 網膜反射光量測定装置及び該装置を用いた視線検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06269411A JPH06269411A (ja) | 1994-09-27 |
| JPH0761314B2 true JPH0761314B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=17329410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3259106A Expired - Lifetime JPH0761314B2 (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 網膜反射光量測定装置及び該装置を用いた視線検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5325133A (ja) |
| JP (1) | JPH0761314B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005230049A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 距離イメージセンサを用いた視線検出装置 |
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| US5325133A (en) | 1994-06-28 |
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