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VISUAL AXIS DETECTOR USING DISTANCE IMAGE SENSOR

Patent code P07A009875
File No. ShIP‐P04041
Posted date May 25, 2007
Application number P2004-039495
Publication number P2005-230049A
Patent number P4604190
Date of filing Feb 17, 2004
Date of publication of application Sep 2, 2005
Date of registration Oct 15, 2010
Inventor
  • (In Japanese)海老澤 嘉伸
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人静岡大学
Title VISUAL AXIS DETECTOR USING DISTANCE IMAGE SENSOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in finding visual axis vectors of a subject, wherein it is difficult to specify a three-dimensional position of the center of a pupil or the center of reflection on a cornea of the subject.
SOLUTION: The visual axis vector is found by measuring the distance from a camera to the center of the pupil or the center of reflection on the cornea of the subject by the optical TOF (time of flight) method using a two-dimensional CMOS (complementary metal oxide semiconductor) distance image sensor and obtaining the information on the position of the center of the pupil and the center of reflection on the cornea of the subject by the distance image sensor. When the position and direction of the camera are specified, the vector from the camera to the center of the pupil is found from the image information on the center of the pupil of the subject. As the distance from the camera to the center of the pupil is measured, the position of the center of the pupil in the three-dimensional space can be found from the above information. By combining the two visual axis vectors with the position of the center of the pupil, the crossing position of the vectors, which is the visual point, can be found.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004039495thum.jpg
State of application right Registered
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