(57)【要約】【課題】被測定者の視線を測定する視線測定装置に備えられ、被測定者の視線を校正するための校正データを生成する視線校正データ生成装置を提供する。【解決手段】視線校正データ生成装置（校正データ生成部１０）は、表示装置５の画面上の位置を指定注視点として設定する注視点設定手段１１と、指定注視点を中心として、動画像が拡大または縮小する動パターンを表示装置５に表示する動パターン表示手段１２と、動パターンの表示中に被測定者の測定視線ベクトルと、指定注視点で特定される被測定者の理想視線ベクトルとのずれを校正データとして算出する校正データ算出手段１５と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の視線を測定する視線測定装置に備えられ、前記被測定者の視線を校正するための校正データを生成する視線校正データ生成装置であって、
表示装置の画面上の位置を指定注視点として設定する注視点設定手段と、
前記注視点設定手段で設定された前記指定注視点を中心として、動画像が拡大または縮小する動パターンを前記表示装置に表示する動パターン表示手段と、
前記動パターンの表示中に前記視線測定装置で測定された前記被測定者の視線ベクトルと、前記指定注視点で特定される前記被測定者の視線ベクトルとのずれを校正データとして算出する校正データ算出手段と、
を備えることを特徴とする視線校正データ生成装置。
【請求項２】
前記指定注視点を中心として拡大または縮小する前記動パターンを生成する動パターン生成手段をさらに備え、
前記動パターン表示手段が、前記動パターン生成手段で生成された動パターンを前記表示装置に表示することを特徴とする請求項１に記載の視線校正データ生成装置。
【請求項３】
前記動パターン生成手段は、前記指定注視点を中心位置として、複数の相似図形を前記中心位置から、フレーム単位で順次、拡大または縮小することで、前記動パターンを生成することを特徴とする請求項２に記載の視線校正データ生成装置。
【請求項４】
前記動パターン生成手段は、予め撮影または生成されたズームイン映像またはズームアウト映像のフレームごとに、各フレームの中心が前記指定注視点となるように切り出すことで、前記動パターンを生成することを特徴とする請求項２に記載の視線校正データ生成装置。
【請求項５】
被測定者の視線を測定する視線測定装置であって、
前記被測定者の眼球を撮影した眼球画像から、前記被測定者の視線ベクトルを算出する視線ベクトル算出手段と、
表示装置の画面上の位置を指定注視点として設定する注視点設定手段と、
前記注視点設定手段で設定された前記指定注視点を中心として、動画像が拡大または縮小する動パターンを前記表示装置に表示する動パターン表示手段と、
前記動パターンの表示中に前記視線ベクトル算出手段で算出された前記被測定者の視線ベクトルと、前記指定注視点で特定される前記被測定者の視線ベクトルとのずれを校正データとして算出する校正データ算出手段と、
前記校正データ算出手段で算出された校正データに基づいて、前記視線ベクトル算出手段で算出された視線ベクトルを校正する視線ベクトル校正手段と、
を備えることを特徴とする視線測定装置。
【請求項６】
コンピュータを、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の視線校正データ生成装置として機能させるための視線校正データ生成プログラム。
【請求項７】
コンピュータを、請求項５に記載の視線測定装置として機能させるための視線測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視線測定を行うための視線校正データ生成装置、視線測定装置およびそれらのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像や実物を見ている人の関心や興味を客観的に知るために、視線解析が行われている。例えば、マーケティングの分野では、Ｗｅｂ（World Wide Web）ページの注視位置、停留時間等から効果的でユーザにとって使いやすいＷｅｂページ構成が探求されている。また、例えば、言語によるコミュニケーションが困難な乳児、幼児の研究、あるいは、動物（サル等）の研究等においては、行動学的に関心や興味を特定する努力が続けられており、その際にも視線解析は有効な手段となる。
このような視線解析では、被測定者の視線の測定に先立って、被測定者ごとに視線測定装置の校正を行う必要がある。
従来、視線測定装置の校正を行う場合、座標が既知である固定（静止）パターンを画面上に提示し、それを注視している被測定者の眼位データ（視線方向）を座標に関連付けることで校正を行っている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９６０５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７０５４６号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１７５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被測定者の視線測定に先立って行われる校正は、校正時の注視の正確さが測定精度に直接影響する。
しかし、被測定者が特定の位置を注視することは困難であることがあるため、従来の校正手法では、校正が不十分となってしまうという問題がある。例えば、言語によるコミュニケーションが困難な乳児、幼児、動物等は、特定の位置を注視させることが困難で、正確な校正を行うことができなかった。
また、たとえ、言語によるコミュニケーションが可能な被測定者であっても、被測定者は、特定の位置を注視しようと努力するが、視界における他物体の動き等、様々な要因によって、一点を注視することは困難である。
これによって、従来の校正手法では、校正が不十分で、視線測定の精度が低くなってしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、画面上の指定した位置を被測定者が注視して視線校正を行うことが可能な視線校正データ生成装置、視線測定装置およびそれらのプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る視線校正データ生成装置は、被測定者の視線を測定する視線測定装置に備えられ、前記被測定者の視線を校正するための校正データを生成する視線校正データ生成装置であって、注視点設定手段と、動パターン表示手段と、校正データ算出手段と、を備える構成とした。
【０００７】
かかる構成において、視線校正データ生成装置は、注視点設定手段によって、表示装置の画面上の校正用の位置として予め定めた位置を指定注視点として設定する。この指定注視点は、画面上の位置が既知であるため、指定注視点を注視する被測定者の視線を測定することで、被測定者の視線のずれを測定することが可能になる。
そして、視線校正データ生成装置は、動パターン表示手段によって、注視点設定手段で設定された指定注視点を中心として、動画像が拡大または縮小する動パターンを表示装置に表示する。この動パターンは、拡大中心または縮小中心に被測定者の視線を向かせるように作用する。すなわち、被測定者の視線は、動パターンの動きに応じて、動きのない拡大中心または縮小中心に視線が誘導される。これは、拡大中心または縮小中心が、被測定者の視線の動きが最も少なく、最も視線の位置を安定させ易い場所となるためである。
そして、視線校正データ生成装置は、校正データ算出手段によって、動パターンの表示中に視線測定装置で測定された被測定者の視線ベクトルと、指定注視点で特定される被測定者の視線ベクトルとのずれを校正データとして算出する。
【０００８】
このように、視線校正データ生成装置は、指定注視点を中心として、動画像を拡大または縮小して表示装置に表示するため、被測定者の視線を指定注視点に誘導して、精度の高い校正データを生成することができる。
【０００９】
また、前記課題を解決するため、本発明に係る視線測定装置は、被測定者の視線を測定する視線測定装置であって、視線ベクトル算出手段と、注視点設定手段と、動パターン表示手段と、校正データ算出手段と、視線ベクトル校正手段と、を備える構成とした。
【００１０】
かかる構成において、視線測定装置は、視線ベクトル算出手段によって、被測定者の眼球を撮影した眼球画像から、瞳孔−角膜反射法等により、被測定者の視線ベクトルを算出する。
そして、視線測定装置は、注視点設定手段によって、表示装置の画面上の位置を指定注視点として設定する。
そして、視線測定装置は、動パターン表示手段によって、注視点設定手段で設定された指定注視点を中心として、動画像が拡大または縮小する動パターンを表示装置に表示する。
そして、視線測定装置は、校正データ算出手段によって、動パターンの表示中に視線ベクトル算出手段で算出された被測定者の視線ベクトルと、指定注視点で特定される被測定者の視線ベクトルとのずれを校正データとして算出する。
そして、視線測定装置は、視線ベクトル校正手段によって、校正データ算出手段で算出された校正データに基づいて、視線ベクトル算出手段で算出された視線ベクトルを、校正データで特定されるずれ分だけ補正することで、正しい視線ベクトルに校正する。
【００１１】
また、本発明は、コンピュータを、前記視線校正データ生成装置として機能させるための視線校正データプログラムで実現することもできる。
また、本発明は、コンピュータを、前記視線測定装置として機能させるための視線測定プログラムで実現することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、縮小または拡大表示する動パターンの中心座標に、被測定者の視線を誘導することができるため、動パターンの中心位置を注視位置として、視線測定における視線の校正をより正確に行うことができる。
また、本発明によれば、視線を注視位置に誘導することができるため、言語によるコミュニケーションが困難な乳児、幼児や、動物においても、視線測定における視線の校正を行うことができる。
これによって、本発明は、精度の高い視線測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る視線測定システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る視線測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る視線測定装置が表示する動パターンの例を示す図である。
【図４】動パターンの（ａ）拡大、（ｂ）縮小を説明するための説明図である。
【図５】動パターンとして映像を用いる場合の例を説明するための説明図である。
【図６】動パターンとして映像を用いる場合の（ａ）注視点の位置と、（ｂ）映像の切り出し領域との関係を説明するための図である。
【図７】動パターン表示時の視線の動きを示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る視線測定装置の校正データ生成時の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る視線測定装置の校正データ確認時の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る視線測定装置の視線測定時の動作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】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜視線測定システムの概要＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る視線測定システムＳの概要について説明する。視線測定システムＳは、被測定者Ｍの視線を測定するものである。
図１に示すように、視線測定システムＳは、視線測定装置１と、眼球撮影装置３と、表示装置５と、を備える。
【００１５】
視線測定装置１は、被測定者Ｍの視線を測定する制御装置である。なお、視線測定装置１における視線測定の手法は、一般的な手法、例えば、強膜反射法、角膜反射法、瞳孔−角膜反射法等を用いればよい。
ここでは、視線測定の手法として、瞳孔−角膜反射法を用いることとして説明を行う。すなわち、視線測定装置１は、眼球撮影装置３で撮影された眼球画像から、瞳孔−角膜反射法により、被測定者Ｍの視線方向を測定することとする。
【００１６】
眼球撮影装置３は、被測定者Ｍの眼球画像を撮影するものである。この眼球撮影装置３は、発光手段３０と、カメラ３１と、を備える。
発光手段３０は、被測定者Ｍに対して赤外線を発光するものである。例えば、発光手段３０は、赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。
カメラ３１は、被測定者Ｍの眼球を撮影する赤外カメラである。このカメラ３１は、発光手段３０によって赤外線が照射された被測定者Ｍの眼球を撮影する。
【００１７】
なお、眼球撮影装置３は、被測定者Ｍの両眼の眼球画像を撮影するものであってもよいし、左右いずれかの眼球画像を撮影するものであってもよい。また、被測定者Ｍの左右それぞれの眼球画像を個別に撮影する複数の眼球撮影装置３を備えてもよい。
ここでは、左右いずれか一方の眼球画像で視線測定を行うものとして説明するが、両眼を測定する場合は、測定対象が複数になるだけである。
【００１８】
表示装置５は、視線測定装置１から出力される画像を表示する一般的なディスプレイである。
このように構成された視線測定システムＳは、被測定者Ｍの視線を測定する前に、視線の校正を行う。
【００１９】
視線測定システムＳは、被測定者Ｍが予め位置が既知の注視点Ｐを注視したときの測定した視線ベクトル（測定視線ベクトル）と、被測定者Ｍの眼球位置（瞳孔中心）から注視点Ｐへの視線ベクトル（理想視線ベクトル）とのずれを校正データとして生成し、視線の校正を行う。なお、校正データの生成は、予め位置が既知の複数の注視点Ｐ（図１では、９個）のそれぞれで行う。
ここで、視線測定システムＳは、被測定者Ｍに注視点Ｐの位置を注視させるため、表示装置５の画面上に、指定された注視点Ｐを中心としてパターンが拡大（湧き出し）または縮小（吸い込み）する動パターンＦを表示する。
【００２０】
そして、被測定者Ｍの視線は、動パターンＦの動きに応じて、動きのない拡大中心または縮小中心に視線が誘導される。被測定者Ｍが動パターンＦの中心を注視するのは、拡大中心または縮小中心が、被測定者Ｍの視線の動きが最も少なく、最も視線の位置を安定させ易い場所となるためである。
これによって、被測定者Ｍは、自然に注視点Ｐを注視するようになり、校正の精度を高めことができる。また、被測定者Ｍが言語によるコミュニケーションが困難な乳児、幼児あるいは、サル等の動物であっても、動パターンＦの動きのない拡大中心または縮小中心に視線が導かれ、注視点Ｐを注視させることができる。
以下、視線測定装置１の具体的な構成および動作について説明する。
【００２１】
＜視線測定装置の構成＞
まず、図２を参照（適宜図１参照）して、視線測定装置１の構成について説明する。
図２に示すように、視線測定装置１は、校正データ生成部１０と、測定部２０と、を備える。
【００２２】
校正データ生成部（視線校正データ生成装置）１０は、視線の測定対象である被測定者Ｍの視線の校正データを生成するものである。この校正データ生成部１０は、校正データを生成する校正データ生成時と、校正データが正しいか否かの確認を行う校正データ確認時との２つのモードで動作する。なお、このモードの切り替えは、図示を省略した指示手段（例えば、スイッチ）によって設定される。
図２に示すように、校正データ生成部１０は、注視点設定手段１１と、動パターン表示手段１２と、動パターン生成手段１３と、注視判定手段１４と、校正データ算出手段１５と、校正精度測定手段１６と、を備える。
【００２３】
注視点設定手段１１は、表示装置５の画面上において、被測定者Ｍに注視させる位置を指定注視点として設定するものである。この注視点設定手段１１は、図１に示した表示装置５の画面上の予め定めたサンプル数（図１では、９個）の注視点Ｐのうちの１つを測定者から指定されることで、指定注視点を設定する。
注視点設定手段１１は、予め定めた複数の注視点Ｐを番号（１〜９等）で指定されることとしてもよいし、注視点Ｐの画面上のアドレス（ｘｙ座標）を直接指定されることとしてもよい。
なお、図１では、９個の注視点Ｐを黒点で示しているが、これは、注視点の位置を分かりやすく示しているだけで、実際に黒点を表示しているわけではない。
【００２４】
この注視点設定手段１１は、校正データ生成時において、視点注視点を、動パターン表示手段１２および校正データ算出手段１５に出力する。また、注視点設定手段１１は、校正データ確認時において、視点注視点を、動パターン表示手段１２および校正精度測定手段１６に出力する。
【００２５】
動パターン表示手段１２は、注視点設定手段１１で設定された指定注視点を中心に、時系列にパターンが拡大（湧き出し）または縮小（吸い込み）する動画像を表示装置５に表示するものである。
この動パターン表示手段１２は、注視点を指定された段階で、動パターン生成手段１３に注視点の位置を出力し、注視点（指定注視点）を中心にパターンが拡大（湧き出し）または縮小（吸い込み）する動画像の生成を指示する。
動パターン表示手段１２は、動パターン生成手段１３で生成された動パターンを表示装置５に出力するとともに、動パターンの表示を開始した旨（表示開始）を注視判定手段１４に通知する。
【００２６】
動パターン生成手段１３は、指定された注視点Ｐを中心として表示装置５に表示するための動パターンＦを生成するものである。
動パターンＦは、指定された注視点Ｐを中心に、時系列にパターンが拡大（湧き出し）または縮小（吸い込み）する動画像である。
動パターン生成手段１３は、パターンを拡大して動パターンＦを生成する場合、パターンが順次中心から湧き出すように、パターンを拡大させる。また、動パターン生成手段１３は、パターンを縮小して動パターンＦを生成する場合、パターンが順次中心に吸い込まれるように、パターンを縮小させる。
動パターン生成手段１３は、生成したパターンを順次、動画像を構成するフレームとして、動パターン表示手段１２に出力する。
【００２７】
ここで、図３，図４を参照して、動パターンＦを図形で生成する例について説明する。
図３に示すように、動パターンＦは、中心点Ｃを中心に拡大または縮小する円により生成することができる。
このとき、動パターン生成手段１３は、間隔を一定とする同心円を表示画面の範囲でクリッピングして描画することで、１フレーム分の画像を生成する。
そして、動パターン生成手段１３は、パターンを拡大する場合、描画した同心円の各円の半径を順次大きくするとともに、中心位置に最小の円を描画する。また、動パターン生成手段１３は、パターンを縮小する場合、描画した同心円の各円の半径を順次小さくするとともに、表示画面内で描画可能な最大円を描画する。
【００２８】
なお、動パターン生成手段１３は、同心円を拡大する場合、図４（ａ）に示すよう、同心円の間隔ｄに対して、拡大前の円ＣＡと拡大後の円ＣＢとの間隔ｄｗがｄ／２未満となるように、円を順次拡大する。
また、動パターン生成手段１３は、同心円を縮小する場合、図４（ｂ）に示すよう、同心円の間隔ｄに対して、縮小前の円ＣＣと縮小後の円ＣＤとの間隔ｄｗがｄ／２未満となるように、円を順次縮小する。
これによって、動パターン生成手段１３は、同心円の拡大、縮小によって、中心点Ｃに被測定者Ｍの視線を注視させるパターンを生成することができる。なお、ここでは、図形として円を用いたが、任意の図形でもよい。例えば、三角形、四角形等の多角形を同じ中心点を基準に相似図形として描画し、それぞれの図形を拡大または縮小してもよい。
【００２９】
また、ここでは、一般的な図形を用いて動パターンＦを生成する例を説明したが、映像を用いて動パターンＦを生成することとしてもよい。
ここで、図５，図６を参照して、動パターンＦを映像から生成する例について説明する。図５は、中心点Ｃを中心に、ズームアウト（縮小）した映像のフレーム画像Ｚｏｕｔと、ズームイン（拡大）した映像のフレーム画像Ｚｉｎとを示している。
【００３０】
動パターン生成手段１３は、フレーム画像Ｚｏｕｔからフレーム画像Ｚｉｎまでの連続したフレームから、中心点Ｃが注視点Ｐ（図１参照）となる領域を切り出して、動パターンＦとする。
例として、図６（ａ）に示すように、表示装置５の画面上の注視点Ｐ（ここでは、９個）のうちで、左上の注視点Ｐ１を中心に拡大または縮小する動パターンＦについて説明する。
動パターン生成手段１３は、図６（ｂ）に示すように、フレーム画像Ｚｏｕｔからフレーム画像Ｚｉｎまでの連続したフレームから、それぞれ、中心点Ｃが、相対的に注視点Ｐ１の位置になる矩形の領域Ｒ（Ｒｏｕｔ，Ｒｉｎ）を切り出す。なお、領域Ｒのアスペクト比は、表示装置５の画面と同じとする。
【００３１】
このとき、動パターン生成手段１３は、動パターンＦとして、画像が拡大するパターンを生成する場合、フレーム画像Ｚｏｕｔから順にフレーム画像Ｚｉｎに向かう映像（ズームイン映像）のフレームから、順次、領域Ｒを抽出する。また、動パターン生成手段１３は、動パターンＦとして、画像が縮小するパターンを生成する場合、フレーム画像Ｚｉｎから順にフレーム画像Ｚｏｕｔに向かう映像（ズームアウト映像）のフレームから、順次、領域Ｒを抽出する。
これによって、動パターン生成手段１３は、ズームイン映像またはズームアウト映像から、注視点Ｐを中心に画像が拡大または縮小する映像を生成することができる。
なお、ズームイン映像またはズームアウト映像は、実写映像である必要はなく、コンピュータグラフィックス等で生成された映像であってもよい。
図２に戻って、視線測定装置１の構成について説明を続ける。
【００３２】
注視判定手段１４は、表示装置５に動パターンＦの表示を開始した後、被測定者Ｍの視線がほぼ動パターンＦの中心を注視して、校正データを生成することが可能なタイミングを判定するものである。
この注視判定手段１４は、動パターン表示手段１２から動パターンの表示開始を通知された後、予め定めた時間（例えば、５秒）を計時し、その時間経過後、校正データ算出手段１５に校正データの生成を指示する。なお、この計時時間は、動パターンＦを表示してから、視線が注視点に定まるまでの時間を予め測定した時間とする。
【００３３】
校正データ算出手段１５は、注視点設定手段１１で設定された指定注視点と、後記する測定部２０の視線ベクトル算出手段２２で算出された視線ベクトルとから、被測定者Ｍの視線ベクトルのずれを校正データとして生成するものである。この校正データ算出手段１５は、注視判定手段１４から校正データの生成を指示されたタイミングで、校正データを算出する。
【００３４】
校正データ算出手段１５は、視線ベクトル算出手段２２で算出された視線ベクトル（測定視線ベクトル）の始点である瞳孔中心から注視点設定手段１１で設定された指定注視点へのベクトルを理想視線ベクトルとして算出する。そして、校正データ算出手段１５は、測定視線ベクトルと理想視線ベクトルとの水平方向および垂直方向の角度のずれを校正データとして算出する。
この校正データ算出手段１５は、算出した校正データを校正データ記憶手段２１に記憶する。例えば、校正データ算出手段１５は、測定視線ベクトルと角度のずれとを対応付けて校正データ記憶手段２１に記憶する。
【００３５】
校正精度測定手段１６は、校正データの精度を測定するものである。ここでは、校正精度測定手段１６は、指定注視点と測定注視点との誤差を、校正精度として算出することとする。
校正精度測定手段１６は、校正データ確認時において、注視点設定手段１１で設定された注視点（指定注視点）と、後記する測定部２０の測定注視点算出手段２４で算出された注視点（測定注視点）とから、それらの誤差を、校正精度として算出する。
この校正精度測定手段１６は、図示を省略した測定者用の表示装置に注視点ごとの校正精度を表示する。測定者は、校正精度を監視し、誤差の大きい注視点に対して、再度校正データを生成することで、校正データの精度を高めることができる。
【００３６】
測定部２０は、校正データ生成部１０で生成された校正データにより、被測定者Ｍの視線を校正し、被測定者Ｍの注視点を測定するものである。この測定部２０は、校正データを生成する校正データ生成時と、校正結果が正しいか否かの確認を行う校正データ確認時と、被測定者Ｍの視線を校正して測定する視線測定時との３つのモードで動作する。なお、このモードの切り替えは、図示を省略した指示手段（例えば、スイッチ）によって設定される。
図２に示すように、測定部２０は、校正データ記憶手段２１と、視線ベクトル算出手段２２と、視線ベクトル校正手段２３と、測定注視点算出手段２４と、を備える。
【００３７】
校正データ記憶手段２１は、校正データ生成部１０の校正データ算出手段１５で算出された校正データを記憶するものである。この校正データ記憶手段２１は、半導体メモリ等の一般的な記憶媒体で構成することができる。
【００３８】
視線ベクトル算出手段２２は、眼球撮影装置３のカメラ３１で撮影された眼球画像と、カメラ３１のカメラパラメータ（焦点位置、カメラ位置、パン角、チルト角等）とに基づいて、被測定者Ｍの視線方向を示す視線ベクトルを算出するものである。
【００３９】
この視線ベクトル算出手段２２は、一般的な画像処理技術により、眼球画像から瞳孔中心と角膜反射点とを特定する。例えば、視線ベクトル算出手段２２は、瞳孔が他の領域よりも輝度が低い領域を探索することで瞳孔を検出し、その中心（重心）を瞳孔中心とする。また、視線ベクトル算出手段２２は、瞳孔中心から所定範囲内（例えば、眼球の虹彩内）で、他の領域よりも輝度が高い領域を角膜反射像として探索し、その中心（重心）を角膜反射点とする。
そして、視線ベクトル算出手段２２は、一般的な瞳孔−角膜反射法により、瞳孔中心および角膜反射点と、カメラパラメータとに基づいて、被測定者Ｍの瞳孔中心からの視線方向を示す視線ベクトルを算出する。この視線ベクトル算出手段２２における視線ベクトルの算出には、例えば、特許文献１，特許文献３等に記載の一般的な瞳孔−角膜反射法を用いることができる。
【００４０】
視線ベクトル算出手段２２は、校正データ生成時において、算出した視線ベクトルを、校正データ生成部１０の校正データ算出手段１５に出力する。また、視線ベクトル算出手段２２は、校正データ確認時、または、視線測定時において、算出した視線ベクトルを、視線ベクトル校正手段２３に出力する。
【００４１】
視線ベクトル校正手段２３は、視線ベクトル算出手段２２で算出された視線ベクトルを、校正データ記憶手段２１に記憶されている校正データに基づいて校正するものである。なお、視線ベクトルに対応する校正データが校正データ記憶手段２１に記憶されていない場合、視線ベクトル校正手段２３は、視線ベクトルに近い複数の校正データから、内挿により校正データを生成し、校正を行う。
この視線ベクトル校正手段２３における校正には、例えば、特許文献１等に記載の一般的な手法を用いることができる。
視線ベクトル校正手段２３は、校正後の視線ベクトル（校正視線ベクトル）を、測定注視点算出手段２４に出力する。
【００４２】
測定注視点算出手段２４は、被測定者Ｍが注視する表示装置５の画面上の位置を算出するものである。この測定注視点算出手段２４は、視線ベクトル校正手段２３により校正された校正視線ベクトルと、表示装置５の画面との交点を、被測定者Ｍが注視する注視点（測定注視点）として算出する。
測定注視点算出手段２４は、視線測定時には、測定注視点を測定結果として外部に出力するが、校正データ確認時には、測定注視点を校正精度測定手段１６に出力する。
【００４３】
なお、視線測定装置１は、コンピュータを、前記した各手段として機能させるための視線測定プログラムで動作させることができる。また、視線測定装置１は、校正データ生成部１０と測定部２０とを個別のプログラム（視線校正データ生成プログラム、視線測定プログラム）で動作させてもよい。
【００４４】
以上説明したように視線測定装置１を構成することで、視線測定装置１は、校正データ生成部１０によって、校正データ生成時において、被測定者Ｍの視線を注視点へ誘導することができる。
これによって、視線測定装置１は、言語によるコミュニケーションが困難な乳児、幼児や、動物であっても、視線の校正を行いうことができ、視線測定の精度を高めることができる。
【００４５】
（動パターン中心への視線誘導について）
ここで、図７を参照して、動パターンを視認した被測定者Ｍの視線の動きについて説明する。この図７は、視線測定装置１の視線ベクトル算出手段２２が算出する視線ベクトル（左眼）を時系列に測定したものである。
図７において、横軸は、時間ｔを示し、縦軸は、視線ベクトルの水平方向（Ｘ方向）および垂直方向（Ｙ方向）の角度を示す。なお、動パターンの中心位置は、視線ベクトルとして、Ｘ中心およびＹ中心の角度位置に存在する。
また、ここでは、動パターンとして、６０ｆｐｓの動画とし、時系列にパターンが縮小する動画を用いた。ここで、縮小速度は、１０フレームあたり４０００画素分縮小する画像とした。これは、角度に換算すると、５度／フレーム（＝３００度／秒）相当である。
【００４６】
この動パターンを、ｔ＝０で表示装置５に表示したとき、被測定者Ｍの視線ベクトルは、ｔ＝０．６秒（４０フレーム）付近で視線移動が生じ、動パターンの画像中心であるＸ中心およびＹ中心に視線が収束する。
このように、動パターンは、被測定者Ｍの視線の誘導し、中心位置に視線を向かせることができる。
【００４７】
＜視線測定装置の動作＞
次に、図８〜図１０を参照して、視線測定装置１の動作について説明する。
（校正データ生成時の動作）
まず、図８を参照（構成ついては、適宜図１，図２参照）して、視線測定装置１の校正データ生成時の動作について説明する。
【００４８】
ステップＳ１において、校正データ生成部１０の注視点設定手段１１は、測定者の指示により、表示装置５の画面上の位置が既知の注視点Ｐのうちの１つを、指定注視点に設定する。
【００４９】
ステップＳ２において、動パターン表示手段１２は、ステップＳ１で設定された指定注視点を中心として拡大または縮小する動パターンＦを、表示装置５に表示する。このとき、動パターン表示手段１２は、指定注視点を指定して、動パターン生成手段１３に動パターンＦをフレーム単位で生成させ、そのフレームを表示装置５に順次出力する。
これによって、被測定者Ｍの視線は、動パターンＦの動きに応じて、動きのない拡大中心または縮小中心に視線が誘導される。
【００５０】
ステップＳ３において、注視判定手段１４は、被測定者Ｍの視線がほぼ動パターンＦの中心を注視するか否かの検出を開始する。ここでは、注視判定手段１４は、検出を行うための計時を開始する。
【００５１】
ステップＳ４において、視線ベクトル算出手段２２は、被測定者Ｍの視線ベクトルを算出する。すなわち、視線ベクトル算出手段２２は、カメラ３１で撮影された眼球画像から瞳孔中心および角膜反射点を特定し、瞳孔中心および角膜反射点と、カメラパラメータとに基づいて、被測定者Ｍの視線方向を示す視線ベクトルを算出する。
【００５２】
ステップＳ５において、注視判定手段１４は、ステップＳ３における注視検出開始からの経過時間が所定時間に達したか否かにより、被測定者Ｍの視線がほぼ動パターンＦの中心を注視したか否かを判定する。
ここで、被測定者Ｍの視線がまだ注視状態ではない場合（ステップＳ５でＮｏ）、測定部２０は、ステップＳ４に戻って、視線データの測定を継続する。
【００５３】
一方、被測定者Ｍの視線が注視状態となった場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ６において、校正データ生成部１０の校正データ算出手段１５は、ステップＳ４で測定された視線ベクトル（測定視線ベクトル）と、当該ベクトルの始点である瞳孔中心からステップＳ１で指定された注視点へのベクトル（理想視線ベクトル）との水平方向および垂直方向の角度のずれを校正データとして算出する。
ステップＳ７において、校正データ算出手段１５は、ステップＳ６で算出した校正データを校正データ記憶手段２１に記憶する。
【００５４】
視線測定装置１は、この校正動作を、予め定めたサンプル数（図１の例では９個）だけ繰り返すことで、校正データ記憶手段２１に、複数の注視点に校正データを対応付けて記憶する。
このように、校正データ生成時において、被測定者Ｍの視線は動パターンの中心に誘導されるため、視線測定装置１は、校正データを精度よく生成することができる。
【００５５】
（校正データ確認時の動作）
次に、図９を参照（構成ついては、適宜図１，図２参照）して、視線測定装置１の校正データ確認時の動作について説明する。
【００５６】
ステップＳ１０において、校正データ生成部１０の注視点設定手段１１は、測定者の指示により、表示装置５の画面上の位置が既知の注視点Ｐのうちの１つを、指定注視点に設定する。
【００５７】
ステップＳ１１において、動パターン表示手段１２は、ステップＳ１で設定された指定注視点を中心として拡大または縮小する動パターンを、表示装置５に表示する。
このステップＳ１０およびＳ１１の動作は、図８の校正データ生成時のステップＳ１およびＳ２の動作と同じである。
【００５８】
ステップＳ１２において、視線ベクトル算出手段２２は、被測定者Ｍの視線ベクトルを算出する。このステップＳ１２の動作は、図８の校正データ生成時のステップＳ４の動作と同じである。
【００５９】
ステップＳ１３において、視線ベクトル校正手段２３は、ステップＳ１２で測定された視線ベクトルを、校正データ記憶手段２１に記憶されている校正データに基づいて校正する。
【００６０】
ステップＳ１４において、測定注視点算出手段２４は、ステップＳ１３で校正された視線ベクトルと、表示装置５の画面との交点を、被測定者Ｍが注視する注視点（測定注視点）として算出する。
【００６１】
ステップＳ１５において、校正精度測定手段１６は、ステップＳ１０で指定された指定注視点と、ステップＳ１４で算出された注視点（測定注視点）との誤差を、校正精度として測定する。
なお、この校正データ確認時の動作において、校正精度が予め定めた精度に満たない場合、測定者は、再度、図８の校正データ確認時の動作を実行する。
【００６２】
（視線測定時の動作）
次に、図１０を参照（構成ついては、適宜図１，図２参照）して、視線測定装置１の校正データ生成時の動作および校正データ確認時の動作後に行われる視線測定時の動作について説明する。
【００６３】
ステップＳ２０において、視線ベクトル算出手段２２は、被測定者Ｍの視線ベクトルを算出する。このステップＳ２０の動作は、図８の校正データ生成時のステップＳ４の動作と同じである。
【００６４】
ステップＳ２１において、視線ベクトル校正手段２３は、ステップＳ２０で測定された視線ベクトルを、校正データ記憶手段２１に記憶されている校正データに基づいて校正する。
【００６５】
ステップＳ２２において、測定注視点算出手段２４は、ステップＳ２１で校正された視線ベクトルと、表示装置５の画面との交点を、被測定者Ｍが注視する注視点（測定注視点）として算出する。
以上の動作によって、視線測定装置１は、校正データを用いて、被測定者Ｍの視線を校正して測定することができる。
【００６６】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
（変形例１）
ここでは、視線測定装置１は、動パターン生成手段１３を備える構成とした。
しかし、予め複数の校正用の注視点を中心とした動パターンを生成し、図示を省略した記憶手段（動パターン記憶手段）に記憶しておく構成としても構わない。
その場合、視線測定装置１は、動パターン生成手段１３を動パターン記憶手段に変更し、動パターン表示手段１２が、指定注視点に対応する動パターンを動パターン記憶手段から読み出して表示すればよい。
（変形例２）
ここでは、視線測定装置１は、視線測定の結果として、被測定者が注視する表示装置５の注視点の位置を出力することとした。
しかし、視線測定装置１は、視線測定の結果として、視線方向（視線ベクトル）を出力することとしてもよい。
その場合、視線ベクトル校正手段２３は、校正データ確認時には、校正視線ベクトルを測定注視点算出手段２４に出力し、視線測定時には、校正視線ベクトルをそのまま測定結果として出力すればよい。
（変形例３）
ここでは、視線測定装置１は、注視判定手段１４において、所定時間の計時により校正データを生成するタイミングを判定した。
しかし、注視判定手段１４は、視線ベクトル算出手段２２で算出される視線ベクトルにより視線の向きの変化量が予め定めた閾値内に収まるか否か、測定注視点算出手段２４で算出される測定注視点の位置の変化量が予め定めた閾値内に収まるか否かにより、校正データを生成するタイミングを判定することとしてもよい。
また、視線ベクトル算出手段２２で算出される視線ベクトル、または、測定注視点算出手段２４で算出される測定注視点の位置を、図示を省略した測定者用の表示装置に表示し、測定者が、それらの数値の変化が少なくなったことを認識したタイミングで、校正データ算出手段１５に指示を与えることとしてもよい。その場合、視線測定装置１の構成から、注視判定手段１４を省略することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１      視線測定装置
１０    校正データ生成部（視線校正データ生成装置）
１１    注視点指定手段
１２    動パターン表示手段
１３    動パターン生成手段
１４    注視判定手段
１５    校正データ算出手段
１６    校正精度測定手段
２０    測定部
２１    校正データ記憶手段
２２    視線ベクトル算出手段
２３    視線ベクトル校正手段
２４    測定注視点算出手段
３      眼球撮影装置
３０    発光手段
３１    カメラ
５      表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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