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LINE-OF-SIGHT DETECTION METHOD AND LINE-OF-SIGHT DETECTOR

Patent code P07A009868
File No. ShIP‐P04039
Posted date May 25, 2007
Application number P2003-429344
Publication number P2005-185431A
Patent number P4517049
Date of filing Dec 25, 2003
Date of publication of application Jul 14, 2005
Date of registration May 28, 2010
Inventor
  • (In Japanese)海老澤 嘉伸
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人静岡大学
Title LINE-OF-SIGHT DETECTION METHOD AND LINE-OF-SIGHT DETECTOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection method and device for accurately detecting a line of sight in the state that an examinee is restrained only to a small extent.
SOLUTION: The method of detecting the line of sight of the examinee uses an arithmetic means for computing a line-of-sight direction by using information from cameras including first cameras 10 and 11 for measuring the position of pupils to a coordinate system and a second camera 12 arranged at the known position of the coordinate system and provided with a light source for forming a corneal reflex point for acquiring the data of a distance r between the center of the pupil and the corneal reflex point and an angle ϕ to the coordinate axis of the coordinate system of the distance r. In a relational expression decision stage, the examinee is made to observe a known point, measurement is performed and a relational expression is decided. In a line-of-sight deciding stage, the examinee is subjected to measurements again and the line of sight is decided by using the relational expression.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


視線検出方法および視線検出装置は、医療検査とか、マンマシーンインターフェイス(視線入力)等広い応用が期待されているから、数多くの提案が行なわれている。
基本原理は角膜反射点と瞳孔の中心から視線を検出するものが多い。特許文献2記載の発明は前記検出に関連する発明であって、特徴点の検出に向けられたものである。特許文献3記載の発明は角膜の形状を考慮した測定について、詳細な提案が行なわれている。



またすでに提案されている多くの視線検出装置は、主に被検者の頭部を固定するタイプと被検者の頭部に検出装置を取り付ける形式のものが多い。これらは、ともに被検者の普段の行動を著しく阻害し、視線測定において被検者に多大な負担をかけていた。また、最近は、被検者の負担を軽減する意味で非接触タイプが作られるようになってきたが、検出装置が被検者に対して遠隔におかれているだけで、測定範囲が極めて限られており、事実上被検者が動けない状態でしか測定できていない。
被検者の動きの制約をはずす方法として提案されている、画像処理などを使って眼の画像から視線を検出する方法は、画像処理に時間がかかり時間特性が悪いことがあった。
また、顔の検出と同じカメラで視線を検出するため、精度が悪いという欠点もあった。
それを解決するために、特許文献1記載の非接触視線測定装置は、3つのマーカのついたメガネフレームを顔に取り付けるものである。このメガネを取り付けると、一般の視力矯正用の眼鏡が装着できなくなる。また日頃眼鏡をつけていないユーザや被検者にとって、測定用の眼鏡は負担となる。
【特許文献1】
特開平10-66678号公報
【特許文献2】
特開平11-56782号公報
【特許文献3】
特開2002-102172号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、被検者の姿勢の制限を最小にし、さらにマーカを付けたりすることなく視線を検出することができる視線検出方法および視線検出装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
座標系に対する瞳孔の位置を測定するための第1のカメラと、
前記座標系の既知の位置に配置され角膜反射点を形成するための光源を備え、瞳孔の中心と角膜反射点間の距離rと前記距離rの前記座標系の座標軸に対する角度φのデータを取得する第2のカメラとを用いて前記各カメラからの情報により下記のステップを実行する視線方向を演算する演算手段とを用いる被検者の視線検出方法であって、
前記座標系の既知の一点Gに被検者を注目させ、前記第1のカメラにより前記被検者の瞳孔の位置の座標点に関するデータを取得するステップと、
前記被検者の状態において、前記第2のカメラにより角膜反射点のデータと前記反射点と瞳孔中心Pまでの距離rと前記座標軸と前記rとの傾きφを取得するステップと、
演算手段により前記第2のカメラの基準位置Oと瞳孔の中心を結ぶ線と前記被検者の視線との角度θを算出するステップと、
前記測定値および算出値に基づいてrそれ自身かrを距離OPに基づいて補正した値であるr*とθの関係を示す式
θ=f(r*)を算出するステップとを含む関係式決定段階とおよび
前記座標系の未知の一点G’に被検者を注目させ、前記第1のカメラにより前記被検者の瞳孔の位置の座標点に関するデータを取得するステップと、
前記第2のカメラにより角膜反射点のデータと前記反射点と瞳孔中心Pまでの距離r’と前記座標軸と前記r’との傾きφ’を取得するステップと、
前記関係式を用いてr’それ自身かr’を距離OP’に基づいて補正した値であるr*’からθ’=f(r*’)を算出し、前記傾きφ’,θ’から未知の一点G’を得るステップとを含む視線決定段階と、
から構成した被検者の視線検出方法。

【請求項2】
 
前記第1のカメラは座標系の水平軸方向に基線を一致して配置されたステレオカメラであり、前記第2カメラの光源は第2のカメラの光軸と実質的に一致する光軸を備える請求項1記載の被検者の視線検出方法。

【請求項3】
 
r*とθの関係を示す式θ=f(r*)は、θ=k×r*(ただしkは定数)で与えられる請求項1記載の被検者の視線検出方法。

【請求項4】
 
前記瞳孔は被検者の何れか一方の瞳孔である請求項1記載の被検者の視線検出方法。

【請求項5】
 
座標系に対する瞳孔の位置を測定するための第1のカメラと、
前記座標系の既知の位置に配置された光源および前記光源で照射された瞳孔の中心と角膜反射点間の距離rとrの前記座標軸に対する角度φのデータを取得する第2のカメラと、
前記座標系の既知の一点Gに被検者を注目させ、前記第1のカメラにより前記被検者の瞳孔の位置の座標点に関するデータを取得し、
前記被検者の状態において、前記第2のカメラにより角膜反射点のデータと前記反射点と瞳孔中心Pまでの距離rと前記座標軸と前記rとの傾きφを取得し、
前記第2のカメラの基準位置Oと瞳孔の中心を結ぶ線と前記被検者の視線との角度θを算出し、rそれ自身かrを距離OPに基づいて補正した値であるr*とθの関係を示す式θ=f(r*)を算出し、
前記座標系の未知の一点G’に被検者を注目させ、前記第1のカメラにより前記被検者の瞳孔の位置の座標点に関するデータを取得し、
前記第2のカメラにより角膜反射点のデータと前記反射点と瞳孔中心Pまでの距離r’と前記座標軸と前記r’との傾きφ’を取得し、
前記関係式を用いてr’それ自身かr’を距離OP’に基づいて補正した値であるr*’からθ’=f(r*’)を算出し、さらにφ’,θ’から未知の一点G’を得るステップを実行する演算手段と、
から構成した被検者の視線検出装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003429344thum.jpg
State of application right Registered
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