特開 2024-90775 視線検出装置、視線検出方法及び視線検出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024090775

(43)【公開日】2024-07-04

(54)【発明の名称】視線検出装置、視線検出方法及び視線検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/113 20060101AFI20240627BHJP

   A61B 3/107 20060101ALI20240627BHJP

【ＦＩ】

A61B3/113

A61B3/107

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022206874

(22)【出願日】2022-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】箱嶋 修二

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA03

4C316AA06

4C316AA21

4C316AA24

4C316FB05

4C316FB26

4C316FZ01

(57)【要約】

【課題】角膜曲率半径を用いた視線検出において、検出精度の低下を抑制する。
【解決手段】視線検出装置は、検出光を被験者の眼球に照射する光源と、検出光が照射された眼球の画像を撮像する撮像部と、撮像された画像から、瞳孔中心の位置と角膜反射中心の位置とを検出する位置検出部と、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する角膜曲率半径導出部と、検出された角膜反射中心の位置と、導出された角膜曲率半径とを用いて被験者の視線を算出する視線処理部とを備え、視線処理部は、光源と角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、算出した直線上で、角膜反射中心から光源とは反対の方向に角膜曲率半径導出部によって導出された角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、角膜曲率中心と瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを視線として算出する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射する光源と、
前記検出光が照射された眼球の画像を撮像する撮像部と、
撮像された前記画像から、前記検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出する位置検出部と、
角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された前記角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する角膜曲率半径導出部と、
検出された前記角膜反射中心の位置と、導出された前記角膜曲率半径とを用いて前記被験者の視線を算出する視線処理部と
を備え、
前記視線処理部は、
前記光源と前記角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、
算出した前記直線上で、前記角膜反射中心から前記光源とは反対の方向に前記角膜曲率半径導出部によって導出された前記角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、
前記角膜曲率中心と前記瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを前記視線として算出する
視線検出装置。

【請求項2】

前記光源は、異なる位置に２つ配置され、
前記位置検出部は、２つの前記光源による前記被験者の眼球の２つの前記角膜反射から、それぞれ角膜反射中心の位置を検出し、
前記位置検出部が検出した２つの前記角膜反射中心間の距離と、前記撮像部と前記被験者との距離とに基づいて前記角膜曲率半径を算出し、算出した前記角膜曲率半径を用いて前記曲率半径テーブルを生成するテーブル生成部を更に備える
請求項１に記載の視線検出装置。

【請求項3】

前記テーブル生成部は、
前記角膜上の位置として前記瞳孔中心の位置を中心としたグリッドを設定し、
前記グリッドのうち２つの前記角膜反射中心の位置に対応する部位に、算出した前記角膜曲率半径を対応付けた情報を前記曲率半径テーブルとして生成し、
前記グリッドに前記瞳孔中心を中心とした径が異なる複数の同心円を設定し、複数の同心円で区画される複数の領域について同一の前記領域に存在する前記部位同士の前記角膜曲率半径が同一の値となるように前記曲率半径テーブルを補間する
請求項２に記載の視線検出装置。

【請求項4】

光源から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射することと、
前記検出光が照射された眼球の画像を撮像することと、
撮像された前記画像から、前記検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出することと、
角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された前記角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出することと、
検出された前記角膜反射中心の位置と、導出された前記角膜曲率半径とを用いて前記被験者の視線を算出することと
を含み、
前記視線の算出においては、
前記光源と前記角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、
算出した前記直線上で、前記角膜反射中心から前記光源とは反対の方向に前記角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、
前記角膜曲率中心と前記瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを前記視線として算出する
視線検出方法。

【請求項5】

光源から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射する処理と、
前記検出光が照射された眼球の画像を撮像する処理と、
撮像された前記画像から、前記検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出する処理と、
角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された前記角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する処理と、
検出された前記角膜反射中心の位置と、導出された前記角膜曲率半径とを用いて前記被験者の視線を算出する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記視線を算出する処理では、
前記光源と前記角膜反射中心とを結ぶ直線を算出する処理と、
算出した前記直線上で、前記角膜反射中心から前記光源とは反対の方向に前記角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出する処理と、
前記角膜曲率中心と前記瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを前記視線として算出する処理とを前記コンピュータに実行させる
視線検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、視線検出装置、視線検出方法及び視線検出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

光源で検出光を発光して被験者の眼球に照射し、検出光が照射された眼球の画像を取得し、取得した画像における瞳孔の像と検出光の反射像とに基づいて、瞳孔中心及び角膜曲率中心を算出し、角膜曲率中心から瞳孔中心へ向かうベクトルを被験者の視線方向として検出する視線検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４６４９３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような視線検出装置では、被験者の角膜形状が球の一部と等価であるという前提で角膜曲率中心を算出している。しかしながら、実際の角膜形状は、球の一部ではなく複雑な形状であるため、角膜曲率半径を用いた視線検出において、視線の検出精度が低下する可能性がある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、角膜曲率半径を用いた視線検出において、検出精度の低下を抑制することが可能な視線検出装置、視線検出方法及び視線検出プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る視線検出装置は、検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射する光源と、前記検出光が照射された眼球の画像を撮像する撮像部と、撮像された前記画像から、前記検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出する位置検出部と、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された前記角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する角膜曲率半径導出部と、検出された前記角膜反射中心の位置と、導出された前記角膜曲率半径とを用いて前記被験者の視線を算出する視線処理部とを備え、前記視線処理部は、前記光源と前記角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、算出した前記直線上で、前記角膜反射中心から前記光源とは反対の方向に前記角膜曲率半径導出部によって導出された前記角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、前記角膜曲率中心と前記瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを前記視線として算出する。

【0007】

本発明に係る視線検出方法は、光源から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射することと、前記検出光が照射された眼球の画像を撮像することと、撮像された前記画像から、前記検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出することと、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された前記角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出することと、検出された前記角膜反射中心の位置と、導出された前記角膜曲率半径とを用いて前記被験者の視線を算出することとを含み、前記視線の算出においては、前記光源と前記角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、算出した前記直線上で、前記角膜反射中心から前記光源とは反対の方向に前記角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、前記角膜曲率中心と前記瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを前記視線として算出する。

【0008】

本発明に係る視線検出プログラムは、光源から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射する処理と、前記検出光が照射された眼球の画像を撮像する処理と、撮像された前記画像から、前記検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出する処理と、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された前記角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する処理と、検出された前記角膜反射中心の位置と、導出された前記角膜曲率半径とを用いて前記被験者の視線を算出する処理とをコンピュータに実行させ、前記視線を算出する処理では、前記光源と前記角膜反射中心とを結ぶ直線を算出する処理と、算出した前記直線上で、前記角膜反射中心から前記光源とは反対の方向に前記角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出する処理と、前記角膜曲率中心と前記瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを前記視線として算出する処理とを前記コンピュータに実行させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、角膜曲率半径を用いた視線検出において、検出精度の低下を抑制することが可能な視線検出装置、視線検出方法及び視線検出プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本実施形態に係る視線検出装置の一例を模式的に示す図である。

【図2】図２は、視線検出装置の一例を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、本実施形態で用いられる曲率半径テーブルの一例を示す模式図である。

【図4】図４は、本実施形態の視線検出装置において被験者の視線を検出する原理を模式的に示す図である。

【図5】図５は、光源部からの検出光が被験者の眼球に照射される状態を模式的に示す図である。

【図6】図６は、光源部からの検出光が被験者の眼球に照射される状態を模式的に示す図である。

【図7】図７は、光源部、撮像部及び被験者の眼球の位置関係の一例を示す図である。

【図8】図８は、撮像部により撮像された眼球の画像データの一例を示す図である。

【図9】図９は、曲率半径テーブルの生成過程の一例を模式的に示す図である。

【図10】図１０は、眼球を正面から見た一例を模式的に示す図である。

【図11】図１１は、テーブル生成部による補間処理の一例を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、本実施形態に係る視線検出方法における視線検出処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】図１３は、曲率半径テーブルを生成する処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る視線検出装置、視線検出方法及び視線検出プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0012】

以下の説明においては、三次元グローバル座標系を設定して各部の位置関係について説明する。所定面の第１軸と平行な方向をＸ軸方向とし、第１軸と直交する所定面の第２軸と平行な方向をＹ軸方向とし、第１軸及び第２軸のそれぞれと直交する第３軸と平行な方向をＺ軸方向とする。所定面はＸＹ平面を含む。

【0013】

［視線検出装置］
図１は、本実施形態に係る視線検出装置１００の一例を模式的に示す図である。本実施形態に係る視線検出装置１００は、被験者の視線を検出し、検出結果を出力する。視線検出装置１００は、例えば被験者の瞳孔の位置と角膜反射像の位置とに基づいて視線を検出する。

【0014】

図１に示すように、視線検出装置１００は、表示装置１０と、画像取得装置２０と、コンピュータシステム３０と、出力装置４０と、入力装置５０と、入出力インターフェース装置６０とを備える。表示装置１０、画像取得装置２０、コンピュータシステム３０、出力装置４０及び入力装置５０は、入出力インターフェース装置６０を介してデータ通信を行う。表示装置１０及び画像取得装置２０は、それぞれ不図示の駆動回路を有する。

【0015】

表示装置１０は、液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）又は有機ＥＬディスプレイ（organic electroluminescence display：ＯＬＥＤ）のようなフラットパネルディスプレイを含む。本実施形態において、表示装置１０は、表示部１１を有する。表示部１１は、画像等の情報を表示する。表示部１１は、ＸＹ平面と実質的に平行である。Ｘ軸方向は表示部１１の左右方向であり、Ｙ軸方向は表示部１１の上下方向であり、Ｚ軸方向は表示部１１と直交する奥行方向である。表示装置１０は、ヘッドマウント型ディスプレイ装置であってもよい。ヘッドマウント型ディスプレイの場合、ヘッドマウントモジュール内に画像取得装置２０のような構成が配置されることになる。

【0016】

画像取得装置２０は、被験者の左右の眼球ＥＢの画像データを取得し、取得した画像データをコンピュータシステム３０に送信する。画像取得装置２０は、光源部（光源）２１及び撮像部２２を有する。

【0017】

光源部２１は、被験者の眼球ＥＢに検出光を射出する。光源部２１は、互いに異なる位置に配置される第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂを有する。第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂは、ＬＥＤ（light emitting diode）光源を含み、例えば波長８５０［ｎｍ］の近赤外光を射出可能である。光源部２１は、撮像部２２のフレーム同期信号に同期するように検出光を射出する。光源部２１は、単一の光源で構成されてもよい。

【0018】

撮像部２２は、被験者の左右の眼球ＥＢを撮像することで画像データを生成する。撮像部２２は、被験者の視線を検出する方法に応じた各種カメラを有する。本実施形態のように、被験者の瞳孔の位置と角膜反射像の位置とに基づいて視線を検出する方式の場合、撮像部２２は、赤外線カメラを有し、例えば波長８５０［ｎｍ］の近赤外光を透過可能な光学系と、その近赤外光を受光可能な撮像素子とを有する。撮像部２２は、フレーム同期信号を出力する。フレーム同期信号の周期は、例えば２０［ｍｓｅｃ］とすることができるが、これに限定されない。撮像部２２は、第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂを有するステレオカメラの構成である。第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂは、互いに異なる撮像位置に配置される。第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂにより取得される画像データは、例えば８ビットの値（０～２５５）で設定される輝度を有する画素が２次元状に配列された構成である。輝度は、値が小さいほど暗く、値が大きいほど明るいことを示す。輝度の値が０の画素は、画像データに黒色として表示される。輝度の値が２５５の画素は、画像データに白色として表示される。第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂは、例えば同一の解像度を有する。この場合、第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂにより取得される画像データは、縦横の画素数が互いに等しくなる。撮像部２２は、単一のカメラで構成されてもよい。

【0019】

コンピュータシステム３０は、視線検出装置１００の動作を統括的に制御する。コンピュータシステム３０は、演算処理装置３０Ａ及び記憶装置３０Ｂを含む。演算処理装置３０Ａは、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを含む。記憶装置３０Ｂは、ＲＯＭ（read only memory）及びＲＡＭ（random access memory）のようなメモリ又はストレージを含む。演算処理装置３０Ａは、記憶装置３０Ｂに記憶されているコンピュータプログラム３０Ｃに従って演算処理を実施する。

【0020】

出力装置４０は、フラットパネルディスプレイのような表示装置を含む。なお、出力装置４０は、印刷装置を含んでもよい。入力装置５０は、操作されることにより入力データを生成する。入力装置５０は、コンピュータシステム用のキーボード又はマウスを含む。なお、入力装置５０が表示装置である出力装置４０の表示部に設けられたタッチセンサを含んでもよい。

【0021】

本実施形態に係る視線検出装置１００は、表示装置１０とコンピュータシステム３０とが別々の装置である。なお、表示装置１０とコンピュータシステム３０とが一体でもよい。例えば視線検出装置１００がタブレット型パーソナルコンピュータを含んでもよい。この場合、当該タブレット型パーソナルコンピュータに、表示装置、画像取得装置、コンピュータシステム、入力装置、出力装置等が搭載されてもよい。

【0022】

図２は、視線検出装置１００の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、コンピュータシステム３０は、撮像制御部３１と、位置検出部３２と、角膜曲率半径導出部３３と、視線処理部３４と、テーブル生成部３５と、記憶部３６とを有する。コンピュータシステム３０の機能は、演算処理装置３０Ａ及び記憶装置３０Ｂ（図１参照）によって発揮される。なお、コンピュータシステム３０は、一部の機能が視線検出装置１００の外部に設けられてもよい。

【0023】

撮像制御部３１は、光源部２１及び撮像部２２を制御する。撮像制御部３１は、光源部２１の第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂのそれぞれについて、検出光の射出のタイミング、射出時間等を制御する。撮像制御部３１は、撮像部２２の第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂについて、撮像のタイミング等を制御する。撮像制御部３１は、撮像部２２のフレーム同期信号と同期して、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂから検出光を射出させる。本実施形態において、撮像制御部３１は、例えばフレーム同期信号の周期ごとに、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂに交互に検出光を射出させる。撮像制御部３１は、画像取得装置２０により取得される画像データを取得する。撮像制御部３１は、取得した画像データを記憶部３６に記憶する。

【0024】

位置検出部３２は、撮像部２２で撮像された被験者の眼球の画像データに基づいて、検出光が照射された被験者の眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置データを検出する。また、位置検出部３２は、撮像部２２で撮像された被験者の眼球の画像データに基づいて、検出光が照射された被験者の眼球の角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置データを検出する。位置検出部３２は、被験者の左右それぞれの眼球について、瞳孔中心の位置データ及び角膜反射中心の位置データを検出する。位置検出部３２は、撮像部２２で撮像された被験者の眼球の画像データに基づいて、光源部２１からの検出光による角膜反射中心の位置を算出する。角膜反射中心は、それぞれの検出光による角膜反射像の中心である。また、位置検出部３２は、撮像部２２の第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂの２つのカメラで撮像された画像データに基づいて、三角測量法により被験者と撮像部２２との距離（以下、カメラ被験者間距離と表記する）を検出する。位置検出部３２は、検出した瞳孔中心、角膜反射中心の位置及びカメラ被験者間距離を記憶部３６に記憶する。

【0025】

角膜曲率半径導出部３３は、被験者の眼球の角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する。曲率半径テーブルは、例えば記憶部３６に記憶される。曲率半径テーブルは、予め生成されたものであってもよいし、後述するテーブル生成部３５により生成されたものであってもよい。

【0026】

図３は、本実施形態で用いられる曲率半径テーブルの一例を示す模式図である。図３に示すように、曲率半径テーブルＴでは、被験者の眼球を正面から見た場合において瞳孔中心１１２の位置を中心としたグリッドＧが設定される。グリッドＧは、仮想直線により格子状に形成される。グリッドＧは、例えば横方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向とすることができる。曲率半径テーブルＴでは、グリッドＧを構成する仮想直線で格子状に区画される部位Ｇａにより、角膜上の位置が規定される。１つの部位Ｇａごとに、角膜上の１つの位置が規定される。各部位Ｇａは、例えばＸ座標及びＹ座標により規定することができる。曲率半径テーブルＴは、被験者ごとに生成される。

【0027】

図３の一部に、グリッドＧを拡大して示す。曲率半径テーブルＴは、グリッドＧで区画される１つの部位Ｇａごとに、算出した角膜曲率半径が対応付けられたデータである。図３のグリッドＧでは、同一の角膜曲率半径を同一の色で示している。グリッドＧの拡大図に示す例において、グリッドＧの部位Ｇａに対応付けられる角膜曲率半径は、被験者の瞳孔中心１１２を中心として、同心円状に広がるにつれて段階的に大きくなっている。

【0028】

視線処理部３４は、撮像部２２により撮像された画像データに基づいて、被験者の瞳孔中心の位置を検出する。瞳孔中心は、瞳孔の中心である。視線処理部３４は、算出した瞳孔中心の位置と、光源部２１の位置と、位置検出部３２により算出された角膜反射中心の位置と、記憶部３６に記憶される曲率半径テーブルＴから導出された角膜曲率半径の値とに基づいて、被験者の眼球ＥＢの視線ベクトルを視線として検出する。

【0029】

図４は、本実施形態の視線検出装置１００において被験者の視線を検出する原理を模式的に示す図である。以降、被験者の右側の眼球ＥＢ（右眼ＥＲ）について説明するが、左側の眼球ＥＢ（左眼ＥＬ）についても同様の説明が可能である。本実施形態では、被験者の眼球ＥＢにおける瞳孔中心１１２と角膜曲率中心１１０とを結ぶ直線１３０を求め、当該直線１３０の三次元ベクトルを視線として検出する。

【0030】

図４に示すように、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂの一方（例えば、第１光源２１Ａ）から被験者の眼球ＥＢに検出光を照射する。被験者の眼球ＥＢの角膜上には、検出光による角膜反射像１２０が形成される。被験者の眼球ＥＢを撮像部２２で撮像することにより、角膜反射像１２０が形成された眼球ＥＢの画像データを取得できる。当該画像データには、被験者の瞳孔の画像についても含まれている。したがって、当該画像データに基づいて、被験者の眼球ＥＢの瞳孔中心１１２の位置と角膜反射中心１２５の位置とを算出することができる。瞳孔中心１１２は、被験者の瞳孔の中心を示す。角膜反射中心１２５は、角膜反射像１２０の中心を示す。このとき、第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂの２つのカメラを用いることで、三角測量法により被験者の瞳孔中心１１２及び角膜反射中心１２５の位置を算出できる。

【0031】

角膜反射中心１２５は、被験者の眼球ＥＢの角膜上の位置である。本実施形態では、被験者の眼球ＥＢの角膜上の位置と、当該角膜上の位置における角膜曲率半径の値とが対応付けられた曲率半径テーブルＴが記憶部３６に記憶されている。したがって、角膜反射中心１２５の位置が判別することで、曲率半径テーブルＴを用いて当該角膜反射中心１２５の位置における角膜曲率半径の値が導出される。

【0032】

被験者の眼球ＥＢにおいて、角膜曲率中心１１０は、角膜反射像１２０を形成した光源である第１光源２１Ａと、当該角膜反射像１２０の角膜反射中心１２５とを結ぶ直線１２３上の位置である。具体的には、角膜曲率中心１１０の位置は、直線１２３上のうち、角膜反射中心１２５から第１光源２１Ａとは反対方向について角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置である。

【0033】

瞳孔中心１１２の位置と角膜曲率中心１１０の位置とを求めることにより、当該瞳孔中心１１２と角膜曲率中心１１０とを通る直線１３０を算出することができる。そして、この直線１３０の三次元ベクトルを、被験者の視線として算出することができる。なお、視線ベクトルを検出した後、直線１３０（視線ベクトル）と表示部１１との交点を示す注視点の位置を検出することができる。

【0034】

図２に戻り、テーブル生成部３５は、上記した曲率半径テーブルＴを生成する。テーブル生成部３５は、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂの２つの光源から眼球ＥＢに検出光を照射した場合において、眼球ＥＢの角膜に形成される２つの角膜反射中心の距離（以下、中心間距離と表記する）と、カメラ被験者間距離（撮像部２２と被験者との距離）とに基づいて被験者の眼球の角膜曲率半径を算出し、算出した角膜曲率半径を用いて曲率半径テーブルを生成する。

【0035】

ここで、テーブル生成部３５により角膜曲率半径を算出する原理について説明する。図５及び図６は、光源部２１からの検出光が被験者の眼球ＥＢに照射される状態を模式的に示す図である。以降、被験者の右側の眼球ＥＢ（右眼ＥＲ）について説明するが、左側の眼球ＥＢ（左眼ＥＬ）についても同様の説明が可能である。また、図５及び図６では、撮像部２２として第１カメラ２２Ａのみを示し、第２カメラ２２Ｂについては省略しているが、実際には第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂの両方が配置される。

【0036】

図５及び図６に示すように、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂから眼球ＥＢに検出光が照射された場合、眼球ＥＢの角膜には角膜反射像が形成される。ここで、第１光源２１Ａの角膜反射像１２０Ａの中心が第１角膜反射中心１２１である。また、第２光源２１Ｂの角膜反射像１２０Ｂの中心が第２角膜反射中心１２２である。

【0037】

図６に示すように、撮像部２２と被験者との距離が変化することに伴い、第１角膜反射中心１２１と第２角膜反射中心１２２との中心間距離ｄが変化する。例えば、撮像部２２と被験者の眼球ＥＢとの距離であるカメラ被験者間距離がｘ１となる場合（位置Ｐ１）の中心間距離ｄ１と、カメラ被験者間距離がｘ１よりも大きいｘ２となる場合（位置Ｐ２）の中心間距離ｄ２との間には、ｄ１＞ｄ２が成立する。

【0038】

図７は、光源部、撮像部及び被験者の眼球の位置関係の一例を示す図である。図７に示すように、第１光源２１Ａと撮像部２２との距離をａ、第２光源２１Ｂと撮像部２２との距離をｂ、撮像部２２と被験者との間のカメラ被験者間距離をｘ、眼球ＥＢに検出される第１角膜反射中心１２１と第２角膜反射中心１２２との距離をｄ、角膜曲率半径をｒとする。この例において、カメラ被験者間距離ｘは、撮像部２２と被験者の眼球ＥＢの角膜曲率中心１１０との間の距離とする。なお、カメラ被験者間距離ｘは、例えば第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂの２つのカメラで撮像された画像データに基づいて三角測量法により検出される値を用いることができる。ここで、ｒ＜＜ｘであることから、角膜曲率中心１１０及び第１光源２１Ａを通る直線Ｌ１と角膜曲率中心１１０及び第１角膜反射中心１２１を通る直線Ｌ２とがなす角度と、角膜曲率中心１１０及び撮像部２２を通る直線Ｌ３と上記直線Ｌ２とがなす角度とが同等であると近似することができる。以下、この角度をθ１とする。同様に、角膜曲率中心１１０及び第２光源２１Ｂを通る直線Ｌ４と角膜曲率中心１１０及び第１角膜反射中心１２１を通る直線Ｌ５とがなす角度と、角膜曲率中心１１０及び撮像部２２を通る直線Ｌ３と上記直線Ｌ５とがなす角度とが同等であると近似することができる。以下、この角度をθ２とする。

【0039】

この場合において、以下の式１から式３が成立する。
θ１＝ａｒｃｔａｎ（ａ／ｘ）／２ ・・・（式１）
θ２＝ａｒｃｔａｎ（ｂ／ｘ）／２ ・・・（式２）
ｄ＝ｒ・ｓｉｎθ１＋ｒ・ｓｉｎθ２ ・・・（式３）

【0040】

図８は、撮像部２２により撮像された眼球ＥＢの画像データの一例を示す図である。図８に示すように、本実施形態においては、第１光源２１Ａから検出光を眼球ＥＢに照射した状態で撮像した場合の画像データＩＭ１と、第２光源２１Ｂから検出光を眼球ＥＢに照射した状態で撮像した場合の画像データＩＭ２とが別個の画像データとして取得される。画像データＩＭ１には、第１光源２１Ａからの検出光による角膜反射像（以下、第１角膜反射像１２０Ａと表記する）が映っている。画像データＩＭ２には、第２光源２１Ｂからの検出光による角膜反射像（以下、第２角膜反射像１２０Ｂと表記する）が映っている。本実施形態では、第１光源２１Ａと第２光源２１Ｂとを異なるタイミングで点灯させる。このため、第１角膜反射像１２０Ａ及び第２角膜反射像１２０Ｂの映り方としては、一方の画像データＩＭ１には第１角膜反射像１２０Ａのみが映り、他方の画像データＩＭ２には第２角膜反射像１２０Ｂのみが映る。位置検出部３２は、取得された第１画像データ及び第２画像データに基づいて、第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置を算出する。

【0041】

テーブル生成部３５は、画像データＩＭ１に含まれる第１角膜反射中心１２１と、画像データＩＭ２に含まれる第２角膜反射中心１２２との距離（撮像素子の画素数）ｄ´（pixel）から、第１角膜反射中心１２１と第２角膜反射中心１２２との実際の距離ｄ（ｍｍ）を算出する。なお、図８では、第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置を判別しやすくするため、黒色の点で示しているが、実際には黒色の点は存在しない。

【0042】

ここで、撮像部２２を構成するレンズの焦点距離をｆ、撮像部２２を構成する撮像素子の画素間距離（ピッチ）をｐとすると、以下の式４が成立する。

【0043】

ｄ´＝（ｆ・ｄ／ｘ）／ｐ ・・・（式４）

【0044】

上記の式１から式４をｄ´について解くと、
ｄ´＝ｒ・（ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ａ／ｘ）／２）
＋ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｂ／ｘ）／２））・ｆ／（ｐ・ｘ）・・・（式５）
となる。

【0045】

式５において、例えばａ、ｂ＝１００（ｍｍ）、ｆ＝１２（ｍｍ）、ｘ＝６００（ｍｍ）、ｐ＝０．００４８（ｍｍ／pixel）とすると、以下の式６のようなｘとｄ´との関係式が求められる。

【0046】

ｄ´＝ｒ・（２・ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（１００／６００）／２））・１２
／（０．００４８・６００）
＝ｒ・α （ただし、αは定数） ・・・（式６）

【0047】

テーブル生成部３５は、上記の式６を用いることにより、中心間距離ｄ´に基づいて角膜曲率半径ｒを算出することができる。

【0048】

図９は、曲率半径テーブルＴの生成過程の一例を模式的に示す図である。図９に示すように、被験者の眼球ＥＢに角膜反射を形成した状態で視線（眼球ＥＢ）が移動した場合、角膜上における第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置が相対的に移動する。図９では、第２角膜反射中心１２２の位置がグリッドＧの部位Ｇａを跨いで移動する場合を例に挙げて説明する。なお、第１角膜反射中心１２１の位置が移動する場合も同様の説明が可能である。テーブル生成部３５は、角膜上における第２角膜反射中心１２２の位置が図９に示す軌跡１２２ＲでグリッドＧの部位Ｇａを跨いで移動する場合、部位Ｇａごとに角膜曲率半径の値を算出し、算出した値を当該部位Ｇａに対応付けて記憶する。なお、テーブル生成部３５は、同一の部位Ｇａにおいて角膜曲率半径の値を複数回算出した場合、複数回の算出結果の平均値を角膜曲率半径の値として対応付けてもよい。このように、テーブル生成部３５は、生成した曲率半径テーブルＴを更新することができる。テーブル生成部３５は、例えば上記の処理を所定時間行うことにより、図３に示す曲率半径テーブルＴを生成することができる。

【0049】

なお、図３に示す曲率半径テーブルＴにおいて、一部の部位Ｇａについては、上記手順によらなくても角膜曲率半径を算出することができる。図１０は、眼球ＥＢを正面から見た一例を模式的に示す図である。図１０には、瞳孔１１４、虹彩１１６及びその付近における角膜曲率半径を示す近似円Ｃ１～Ｃ３が示されている。図１０に示すように、一般的に人の眼球ＥＢの角膜曲率半径は、正面から見た場合には瞳孔中心１１２を中心に同心円状になだらかに変化する。つまり、瞳孔中心１１２から離れるにつれて近似円の径が徐々に大きくなる。また、近似円に沿った部分の角膜曲率半径は、当該近似円の一周に亘ってほぼ等しくなっている。このため、テーブル生成部３５は、曲率半径テーブルＴのグリッドＧのうち角膜曲率半径の値が算出されなかった部位Ｇａに対して、瞳孔中心１１２を中心に角膜曲率半径が同心円状に大きくなるように、かつ同心円に沿った部位Ｇａの角膜曲率半径が同一となるように補間処理を行うことで、全ての部位Ｇａについて角膜曲率半径を算出することができる。

【0050】

図１１は、テーブル生成部３５による補間処理の一例を模式的に示す図である。図１１に示すように、テーブル生成部３５は、補間処理として、グリッドＧに瞳孔中心１１２を中心とした径が異なる複数の同心円を設定し、複数の同心円で区画される複数の領域について同一の領域に存在する部位Ｇａ同士の角膜曲率半径が同一の値となるように曲率半径テーブルＴを補間することができる。また、テーブル生成部３５は、同心円の径が大きくなるほど角膜曲率半径の値が大きくなるように曲率半径テーブルＴを補間することができる。図１１では、テーブル生成部３５が３つの仮想の同心円を設定する場合を例に挙げている。以下、最も径が小さい仮想円を第１仮想円と表記し、２番目に径が小さい仮想円を第２仮想円と表記し、最も径が大きい仮想円を第３仮想円と表記する。第１仮想円から第３仮想円は、例えば上記した近似円Ｃ１～Ｃ３に対応する。図１１に示すように、テーブル生成部３５は、第１仮想円の内側の領域に位置する部位Ｇａ同士が同値となり、第１仮想円と第２仮想円との間の領域に位置する部位Ｇａ同士が同値となり、第２仮想円と第３仮想円との間の領域に位置する部位Ｇａ同士が同値となり、第３仮想円の外側の領域に位置する部位Ｇａ同士が同値となるように、角膜曲率半径を補間することができる。テーブル生成部３５による曲率半径テーブルＴの生成は、いわゆる従来のキャリブレーション動作とは異なり、被験者が予め指定された特定の位置を注視する必要が無く、被験者が撮像部２２で撮像可能な範囲にいる状態であれば実行可能である。

【0051】

記憶部３６は、コンピュータシステム３０の各部における処理を行うための各種データやプログラムを記憶する。記憶部３６は、例えば表示部１１に表示させる画像についてのデータを記憶する。記憶部３６は、撮像制御部３１によって取得された画像データ、位置検出部３２によって算出された第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置、テーブル生成部３５により算出された角膜曲率半径と角膜上の位置とを対応付けた曲率半径テーブルＴ、等の各種情報を記憶する。

【0052】

また、記憶部３６は、光源部２１から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球ＥＢに照射する処理と、検出光が照射された眼球ＥＢの画像を撮像する処理と、撮像された画像から、検出光が照射された眼球ＥＢの瞳孔の中心を示す瞳孔中心１１２の位置と第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置とを検出する処理と、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルに基づいて、検出された第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置に対応する角膜曲率半径を導出する処理と、検出された第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置と、導出された角膜曲率半径とを用いて被験者の視線を算出する処理とをコンピュータに実行させ、視線を算出する処理では、光源部２１と第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２とを結ぶ直線を算出する処理と、算出した直線上で、第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２から光源部２１とは反対の方向に角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心１１０として算出する処理と、角膜曲率中心１１０と瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを視線として算出する処理とをコンピュータに実行させる視線検出プログラムを記憶する。

【0053】

［視線検出方法］
次に、本実施形態に係る視線検出装置１００を用いた視線検出方法の一例を説明する。本実施形態における視線検出方法では、上記したように、被験者の眼球ＥＢの角膜上に角膜反射像を形成して角膜反射中心の位置を求め、当該角膜反射中心の位置と、予め記憶部３６に記憶された曲率半径テーブルＴとを用いて角膜曲率半径ｒを導出することができる。

【0054】

図１２は、本実施形態に係る視線検出方法における視線検出処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、視線検出処理では、光源部２１の第１光源２１Ａ又は第２光源２１Ｂの一方から検出光を射出して眼球ＥＢを照明し（ステップＳ１０１）、撮像部２２の第１カメラ２２Ａ及び第２カメラ２２Ｂの両方で眼球ＥＢを撮像する（ステップＳ１０２）。位置検出部３２は、取得された眼球ＥＢの画像データに基づいて、瞳孔中心１１２の位置及び角膜反射中心１２５の位置を検出する（ステップＳ１０３）。位置検出部３２は、三角測量法等により、瞳孔中心１１２及び角膜反射中心１２５の各位置を世界座標（グローバル座標系）に変換する（ステップＳ１０４）。

【0055】

角膜曲率半径導出部３３は、算出された角膜反射中心１２５の位置と、曲率半径テーブルＴとに基づいて、角膜反射中心１２５の位置に対応する角膜曲率半径を導出する（ステップＳ１０５）。

【0056】

視線処理部３４は、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂのうち検出光を射出した光源の位置と、瞳孔中心１１２の位置と、角膜反射中心１２５の位置と、角膜曲率半径導出部３３によって導出された角膜曲率半径ｒとに基づいて、角膜曲率中心１１０の位置を算出する（ステップＳ１０６）。この場合、視線処理部３４は、検出光を射出した光源の位置と、角膜反射中心１２５とを結ぶ直線１２３を求める。視線処理部３４は、求めた直線１２３上において、角膜反射中心１２５から眼球ＥＢの内側に対して角膜曲率半径ｒに相当する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心１１０の位置として求める。

【0057】

視線処理部３４は、瞳孔中心１１２と角膜曲率中心１１０とを結ぶ直線１３０を求め、当該直線１３０の三次元ベクトルを視線ベクトルとして算出する（ステップＳ１０７）。

【0058】

次に、視線検出方法において、曲率半径テーブルＴを生成する処理の一例を説明する。曲率半径テーブルＴを生成する処理は、例えば上記の視線検出処理に先立って行うキャリブレーション処理として、例えば所定の期間を設定し、当該所定の期間内で行うようにすることができる。また、曲率半径テーブルＴを生成する処理は、目標位置を設定し、設定した目標位置を被験者に注視させて光源部２１から検出光を被験者の眼球に照射し、被験者の眼球を撮像部２２により撮像して、撮像した画像データに基づいて角膜曲率半径を算出する、いわゆる従来のキャリブレーション処理に加えて行ってもよい。

【0059】

図１３は、曲率半径テーブルＴを生成する処理の一例を示すフローチャートである。図１３に示すように、曲率半径テーブルＴを生成する処理においては、視線検出処理とは異なり、例えば第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂから検出光を交互に射出して眼球ＥＢを照明し（ステップＳ２０１）、第２カメラ２２Ｂ及び第１カメラ２２Ａにより交互に眼球ＥＢを撮像する（ステップＳ２０２）。位置検出部３２は、取得された眼球ＥＢの画像データに基づいて、第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の位置、及びカメラ被験者間距離ｘを検出する（ステップＳ２０３）。位置検出部３２は、検出した第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の各位置をグローバル座標系に変換する（ステップＳ２０４）。

【0060】

テーブル生成部３５は、第１角膜反射中心１２１と第２角膜反射中心１２２との距離である中心間距離ｄ´を算出する（ステップＳ２０５）。テーブル生成部３５は、算出された中心間距離ｄ´と、別途検出されたカメラ被験者間距離ｘとに基づいて、角膜曲率半径ｒを算出する（ステップＳ２０６）。カメラ被験者間距離ｘについては、例えば不図示の測距装置等で予め検出した値を定数として用いてもよいし、曲率半径テーブルＴの生成時に測距装置等で検出してもよい。

【0061】

テーブル生成部３５は、曲率半径テーブルＴを構成するグリッドＧのうち、第１角膜反射中心１２１及び第２角膜反射中心１２２の一方又は両方に対応する部位Ｇａについて、算出した角膜曲率半径の値を対応付けて記憶部３６に記憶させる（ステップＳ２０７）。

【0062】

テーブル生成部３５は、曲率半径テーブルＴの生成が終了したか否かの判定を行う（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８において、テーブル生成部３５は、例えば所定の期間が経過したか否か等に基づいて、曲率半径テーブルＴの生成が終了したか否かの判定を行うことができる。

【0063】

ステップＳ２０８において、曲率半径テーブルＴの生成が終了していないと判定した場合（ステップＳ２０８のＮｏ）、テーブル生成部３５は、ステップＳ２０１以降の処理を繰り返し行う。一方、ステップＳ２０８において、曲率半径テーブルＴの生成が終了したと判定した場合（ステップＳ２０８のＹｅｓ）、テーブル生成部３５は、グリッドＧの全ての部位Ｇａについて角膜曲率半径が対応付けられているか否かの判定を行う（ステップＳ２０９）。

【0064】

ステップＳ２０９において、グリッドＧの少なくとも一部の部位Ｇａについて角膜曲率半径が対応付けられていないと判定した場合（ステップＳ２０９のＮｏ）、テーブル生成部３５は、角膜曲率半径が対応付けられていないと判定した部位Ｇａについて、補間処理を行うことで角膜曲率半径を算出して（ステップＳ２１０）、処理を終了する。一方、ステップＳ２０９において、グリッドＧの全ての部位Ｇａについて角膜曲率半径が対応付けられていると判定した場合（ステップＳ２０９のＹｅｓ）、テーブル生成部３５は、ステップＳ２１０をスキップして処理を終了する。

【0065】

以上のように、本実施形態に係る視線検出装置１００は、検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射する光源部２１と、検出光が照射された眼球の画像を撮像する撮像部２２と、撮像された画像から、検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出する位置検出部３２と、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルＴに基づいて、検出された角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する角膜曲率半径導出部３３と、検出された角膜反射中心の位置と、導出された角膜曲率半径とを用いて被験者の視線を算出する視線処理部３４とを備え、視線処理部３４は、光源部２１と角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、算出した直線上で、角膜反射中心から光源部２１とは反対の方向に角膜曲率半径導出部３３によって導出された角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、角膜曲率中心と瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを視線として算出する。

【0066】

本実施形態に係る視線検出方法は、光源部２１から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射することと、検出光が照射された眼球の画像を撮像することと、撮像された画像から、検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出することと、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルＴに基づいて、検出された角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出することと、検出された角膜反射中心の位置と、導出された角膜曲率半径とを用いて被験者の視線を算出することとを含み、視線の算出においては、光源部２１と角膜反射中心とを結ぶ直線を算出し、算出した直線上で、角膜反射中心から光源部２１とは反対の方向に角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出し、角膜曲率中心と瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを視線として算出する。

【0067】

本実施形態に係る視線検出プログラムは、光源部２１から検出光を発光して被験者の少なくとも一方の眼球に照射する処理と、検出光が照射された眼球の画像を撮像する処理と、撮像された画像から、検出光が照射された眼球の瞳孔の中心を示す瞳孔中心の位置と角膜反射の中心を示す角膜反射中心の位置とを検出する処理と、角膜上の位置と角膜曲率半径との関係を示す曲率半径テーブルＴに基づいて、検出された角膜反射中心の位置に対応する角膜曲率半径を導出する処理と、検出された角膜反射中心の位置と、導出された角膜曲率半径とを用いて被験者の視線を算出する処理とをコンピュータに実行させ、視線を算出する処理では、光源部２１と角膜反射中心とを結ぶ直線を算出する処理と、算出した直線上で、角膜反射中心から光源部２１とは反対の方向に角膜曲率半径に対応する距離だけ離れた位置を角膜曲率中心として算出する処理と、角膜曲率中心と瞳孔中心とを結ぶ視線ベクトルを視線として算出する処理とをコンピュータに実行させる。

【0068】

この構成によれば、被験者の眼球の角膜反射中心の位置に応じた角膜曲率半径を導出することができるため、被験者の角膜形状に応じた角膜曲率半径を精度よく求めることができる。これにより、角膜曲率半径を用いた視線検出において、検出精度の低下を抑制することが可能となる。

【0069】

本実施形態に係る視線検出装置１００において、光源部２１は、異なる位置に第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂの２つの光源が配置され、位置検出部３２は、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂの２つの光源による被験者の眼球の２つの角膜反射から、それぞれ角膜反射中心の位置を検出し、位置検出部３２が検出した２つの角膜反射中心間の距離と、撮像部２２と被験者との距離とに基づいて角膜曲率半径を算出し、算出した角膜曲率半径を用いて曲率半径テーブルＴを生成するテーブル生成部３５を更に備える。

【0070】

この構成によれば、第１光源２１Ａ及び第２光源２１Ｂの２つの光源による被験者の眼球の２つの角膜反射について角膜反射中心の位置を検出し、位置検出部３２が検出した２つの角膜反射中心の距離と、撮像部２２と被験者との距離とに基づいて角膜曲率半径を算出することができるため、曲率半径テーブルＴを精度よく生成することができる。また、視線検出を行う際のキャリブレーション処理において曲率半径テーブルＴを生成することが可能となる。

【0071】

本実施形態に係る視線検出装置１００において、テーブル生成部３５は、角膜上の位置として瞳孔中心の位置を中心としたグリッドＧを設定し、グリッドＧのうち２つの角膜反射中心の位置に対応する部位Ｇａに、算出した角膜曲率半径を対応付けた情報を曲率半径テーブルＴとして生成し、グリッドＧのうち瞳孔中心の位置に対応する部位Ｇａを中心とした同心円に沿う部位Ｇａの角膜曲率半径が同値となるように曲率半径テーブルＴを補間する。

【0072】

この構成によれば、グリッドＧのうち瞳孔中心の位置に対応する部位Ｇａを中心とした同心円に沿う部位Ｇａの角膜曲率半径が同一の値となるように曲率半径テーブルＴを補間することができるため、一部のグリッドＧについて角膜曲率半径の値が検出されない場合であっても、曲率半径テーブルＴを精度よく生成することができる。

【0073】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、第１光源２１Ａと第２光源２１Ｂとを異なるタイミングで点灯させる場合を例に挙げているが、これに限定されず、第１光源２１Ａと第２光源２１Ｂとを同一のタイミングで点灯させて撮像部２２で撮像してもよい。

【0074】

また、上記した実施形態では、撮像部２２が２つである構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。撮像部２２は、１つ又は３つ以上設けられた構成であってもよい。

【0075】

また、上記した実施形態では、曲率半径テーブルＴのグリッドＧの部位Ｇａに対応させる値として、角膜曲率半径の値を用いる構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、各部位Ｇａに対応させる値として、曲率の値を用いてもよい。この場合、テーブル生成部３５は、曲率の逆数に基づいて角膜曲率半径を算出することができる。

【符号の説明】

【0076】

Ｃ１～Ｃ３…近似円、ＥＢ…眼球、Ｇ…グリッド、Ｇａ…部位、ＩＭ１，ＩＭ２…画像データ、ｒ…角膜曲率半径、Ｔ…曲率半径テーブル、ｘ…カメラ被験者間距離、１０…表示装置、１１…表示部、２０…画像取得装置、２１…光源部、２１Ａ…第１光源、２１Ｂ…第２光源、２２…撮像部、２２Ａ…第１カメラ、２２Ｂ…第２カメラ、３０…コンピュータシステム、３０Ａ…演算処理装置、３０Ｂ…記憶装置、３０Ｃ…コンピュータプログラム、３１…撮像制御部、３２…位置検出部、３３…角膜曲率半径導出部、３４…視線処理部、３５…テーブル生成部、３６…記憶部、４０…出力装置、５０…入力装置、６０…入出力インターフェース装置、１００…視線検出装置、１１０…角膜曲率中心、１１２…瞳孔中心、１１４…瞳孔、１１６…虹彩、１２０…角膜反射像、１２０Ａ…第１角膜反射像、１２０Ｂ…第２角膜反射像、１２１…第１角膜反射中心、１２２…第２角膜反射中心、１２２Ｒ…軌跡、１２３，１３０…直線、１２５…角膜反射中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】