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距離イメージセンサを用いた視線検出装置

国内特許コード P07A009875
整理番号 ShIP‐P04041
掲載日 2007年5月25日
出願番号 特願2004-039495
公開番号 特開2005-230049
登録番号 特許第4604190号
出願日 平成16年2月17日(2004.2.17)
公開日 平成17年9月2日(2005.9.2)
登録日 平成22年10月15日(2010.10.15)
発明者
  • 海老澤 嘉伸
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 距離イメージセンサを用いた視線検出装置
発明の概要 【課題】被験者の視線ベクトルを求めるにあたり、その瞳孔中心あるいは角膜反射中心の三次元位置の特定が困難であった。
【解決手段】光飛行時間法による2次元CMOS距離イメージセンサによりカメラから被験者の瞳孔中心あるいは角膜反射中心までの距離を計測するとともに、該距離イメージセンサにより被験者の瞳孔中心及び角膜反射中心の位置情報を得て、視線ベクトルを求める。カメラの位置及び方向が特定されると、被験者の瞳孔中心の画像情報からカメラ-瞳孔中心のベクトルが求まる。一方でカメラ-瞳孔中心の距離が計測されているので、これらより瞳孔中心の三次元空間での位置が求められる。これに2つの視線ベクトルを組み合わせると、視線ベクトルの交差する位置すなわち視点が求められる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


非接触で被験者の視線方向を正確に検出するためには、三次元空間内での瞳孔もしくは眼球中心の座標と、それらの座標とカメラを結ぶ直線と視線とのなす角度の情報が必要である。従来は、広角の2台のカメラを用いて三角法による瞳孔の3次元位置を検出(たとえば特許文献1参照)する、もしくは、顔に3個以上のマーカーを取り付けて眼球中心を推定(たとえば特許文献2参照)したりした。しかし、これらのような方法では、カメラを2台以上必要とするし、ステレオカメラのカメラ較正が面倒であるなどの問題があった。
また、カメラから被験者までの距離を知る方法として、超音波距離計(たとえば特許文献3,4参照)が知られている。
この場合、カメラの近傍に超音波発信機をとりつけて、超音波を発射し、眼を反射して戻ってくるまでの時間を計測し、超音波の速度を乗じ、2で割ることにより、カメラから眼までの距離がわかる。しかし、このような超音波を用いたTOF(Time of flight)法では、超音波の指向性が弱い等の問題で、実際には超音波は眼の周囲の広い範囲で反射し、正確に瞳孔までの距離を測定できない。
【特許文献1】
特許第2739331号
【特許文献2】
特開平10-066678号公報
【特許文献3】
特開2003-186411号公報
【特許文献4】
特表平10-509933号公報

産業上の利用分野


この発明は、非接触で被験者の視線方向を正確に検出する方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
CMOSセンサを2次元に配列した光飛行時間型距離イメージセンサを備えたカメラ(1)と、パルス光を発生する光源(2)と、前記距離イメージセンサの出力から被験者の瞳孔中心及び角膜反射中心の画像情報ならびに前記距離イメージセンサから瞳孔中心または角膜反射中心までの距離情報を求める情報取得手段(3)と、前記画像情報及び距離情報から被験者の瞳孔中心の三次元位置及び視線ベクトルを決定する演算手段(4)とからなり、
前記演算手段は、カメラから被験者に対するベクトルと視線ベクトルとの交差角が、前記光源の反射像が被験者の角膜領域を外れて白目領域に入るほどに大きい場合に、瞳孔の楕円情報と瞳孔に対する白目反射の生じる方向を参照して視線ベクトルを決定する、
距離イメージセンサを用いた視線検出装置。

【請求項2】
請求項1記載の視線検出装置を被験者を取り囲むように複数台配置することにより、広範囲の視線ベクトルを検出可能にしてなる距離イメージセンサを用いた視線検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004039495thum.jpg
出願権利状態 登録
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