JP2004004300A

JP2004004300A - 視線検出装置及びそれを有した光学装置

Info

Publication number: JP2004004300A
Application number: JP2002159790A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Irie; 入江　良昭
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】カメラを視線検出モードに設定したまま、他者に操作させた時に、視線検出が正しく動作しないことによるカメラの動作の不具合を改善し、操作性を向上させる。
【解決手段】視線検出モードと視線禁止をモードを有し、キャリブレーション時に記憶された眼球像の特徴に関する情報と、カメラの実動作中に視線検出動作のために得られた撮影者の眼球像情報を比較し、比較された眼球像どうしが異なっていると判定された場合には、カメラが視線検出モードに設定されていても、所定時間視線検出の実行を停止する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を観察している撮影者の視線を検出する視線検出装置を有する光学装置に関するものであり、例えば光学機器のファインダ視野を観察者が覗き、該観察者の視線情報を用いて該ファインダ内に表示された光学装置の機能を表すシンボルを視線情報で選択し機能を実行するといったものに好適である。具体的にはカメラのファインダ視野内に表示された複数の焦点検出領域を撮影者の視線情報を利用して選択し、焦点検出を行うことなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より撮影者（観察者）の視線方向を検知し、撮影者がファインダ視野内のどの領域（位置）を観察しているか、いわゆる撮影者の注視方向をカメラの一部に設けた視線検出手段で検知し、該視線検出手段からの信号に基づいて自動焦点調節や自動露出等の各種撮影機能を制御するようにしたカメラが種々提案されている。
【０００３】
例えば本出願人は、特開平１−２４１５１１号公報において、撮影者の注視方向を検出する視線検出手段と複数個の測光感度分布を持つ自動露出制御手段とを有し、このとき該視線検出手段からの出力信号に基づいて焦点検出手段や自動露出制御手段の駆動を制御するようにしたカメラを提案している。
【０００４】
またこれらのカメラは、上記のように視線検出機能を用いて焦点検出動作等を行う視線検出モードと、撮影者がマニュアルで設定操作するか、またはカメラが自動で制御するモード、つまり視線検出機能を使用しない視線禁止モードの２つのモードを通常有しており、その２つはカメラの操作部材にて撮影者が必要に応じて切替えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
撮影者が上記説明したカメラにおいて視線検出機能を使用する場合、撮影者の眼球光軸と視軸とのズレを補正する行為、いわゆるキャリブレーションを行い、そのデータ採取に伴って算出される視線の補正データはカメラに記憶される。
【０００６】
この補正データは各個人で異なっており、ある人が取った補正データがカメラにセットされたままそのカメラの視線検出を動作させた場合、所定の精度がでないか、あるいは全く検出が不能となってしまう。つまり、撮影者が自らの撮影用にキャリブレーションをセットした上記カメラを、視線検出機能を使用しないモードに切替えないでそのまま他者に使用させると、焦点検出が思ったようにいかない。制御に時間がかかるといった不都合が発生することになる。
【０００７】
そこで、撮影者は一旦カメラの設定を視線検出機能を使用しないモード（視線禁止モード）にセットしてから他者に使用させ、また再び撮影者自身がそのカメラを使用する時は、再度視線検出を使用するモード（視線検出モード）にセットし直してから使用する必要があり、セットする手間が面倒なのと、セットし忘れた時のカメラ動作は視線検出失敗に伴う応答性の悪さから撮影に不都合を与えるものであった。
【０００８】
また、上記のようにキャリブレーションを行った撮影者と異なった補正データとなる他者がそのカメラを使用した場合については、特開平７−０３５９６７号公報において、キャリブレーション時にカメラに記憶された撮影者の眼球の角膜曲率中心位置と瞳孔中心位置Ｄとの間の距離Ａ−ρをカメラの実使用時に得られる値とを比較することで、同一人物が操作しているか否かを判別し、キャリブレーションを登録した人物と同一人物でないと判断した場合には、視線検出を停止するという提案がなされている。
【０００９】
しかしながら、キャリブレーション補正データが異なる他者が視線検出モードでカメラを使用した場合、撮影動作に対して１回１回視線検出を実行し、つまりその度に眼球像を取りこんで処理を行うが、結局、視線検出情報を用いないでカメラの動作を行うという無駄な時間がかかってしまい、応答性の面での問題があった。
【００１０】
また、キャリブレーションを登録した人物と同一人物でないと判断した場合に、視線検出モードを強制的に自動で視線禁止モードに切替える手法も考えられるが、その場合は、再度キャリブレーションを登録した人物がカメラを視線検出モードに設定し直さねばならず、やはり操作性としての問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、請求項１記載の本発明は、撮影者の視線を検出する視線検出機能を有し、カメラの機能として該視線検出の動作を実行する視線検出モードと該視線検出を実行しない視線禁止モードと、撮影者の眼球の個人差補整データを採取するキャリブレーション時に撮影者の眼球像の特徴に関する情報を記憶する眼球像情報記憶手段を有しており、さらに、カメラの実動作中に、視線検出動作で得られた撮影者の眼球像情報と、前記眼球像情報記憶手段によって記憶された眼球像情報とを比較する眼球像比較手段を有し、該眼球像比較手段によって比較された眼球像どうしが異なっていると判定された場合、カメラが視線検出モードに設定されていても所定時間視線検出の実行を停止することを特徴とする視線検出機能を有するカメラを提供することによって上記問題の解決を図るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明を一眼レフカメラに適用したときの実施の第１の形態を示す要部構成図、図２（Ａ），（Ｂ）は図１の一眼レフカメラの上面及び背面を示す図、図３は同じく図１の一眼レフカメラのファインダ内を示す図である。
【００１４】
これらの図において、１は撮影レンズで、便宜上２枚のレンズで示したが、実際はさらに多数のレンズから構成されている。２は主ミラーで、ファインダ系による被写体像の観察状態と被写体像の撮影状態に応じて撮影光路へ斜設され或は退去される。３はサブミラーで、主ミラー２を透過した光束をカメラボディの下方の後述する焦点検出装置６へ向けて反射する。
【００１５】
４はシャッタ、５は感光部材で、銀塩フィルム或はＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像素子、或は、ビディコン等の撮像管より成っている。
【００１６】
６は焦点検出装置であり、結像面近傍に配置されたフィールドレンズ６ａ，反射ミラー６ｂ及び６ｃ，二次結像レンズ６ｄ，絞り６ｅ，複数のＣＣＤから成るラインセンサ６ｆ等から構成されている。
【００１７】
本例における焦点検出装置６は、周知の位相差方式にて焦点検出を行うものであり、図３に示すように、被写界内の複数の領域（焦点検出領域マーク７０〜７４で示される５箇所）を焦点検出領域（焦点検出領域）として、該焦点検出領域が焦点検出可能となるように構成されている。
【００１８】
７は撮影レンズ１の予定結像面に配置されたピント板、８はファインダ光路変更用のペンタプリズムである。９，１０は各々観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサであり、結像レンズ９はペンタプリズム８内の反射光路を介してピント板７と測光センサ１０を共役に関係付けている。
【００１９】
１１は、ペンタプリズム８の射出後方に配置される、光分割器１１ａを備えた接眼レンズ１１であり、撮影者の眼１５によるピント板７の観察に使用される。光分割器１１ａは、例えば可視光を透過し赤外光を反射するダイクロイックミラーより成っている。
【００２０】
上記の主ミラー２，ピント板７，ペンタプリズム８，接眼レンズ１１によってファインダ光学系が構成されている。
【００２１】
１２は結像レンズ、１４はＣＣＤ等の光電変換素子列を縦、横それぞれ８０画素、１００画素の二次元的に配したイメージセンサ（ＣＣＤ−ＥＹＥ）で、結像レンズ１２に関して所定の位置にある撮影者の眼球１５の瞳孔近傍と共役になるように配置されており、結像レンズ１２とイメージセンサ１４（ＣＣＤ−ＥＹＥ）にて視線検出を行うための受光手段を構成している。１３ａ〜１３ｈは各々撮影者の眼球１５の瞳孔近傍を照明するための発光素子からなる照明手段である。
【００２２】
これら発光素子には、赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥＤと記す）が用いられ図２（Ｂ）に示すように接眼レンズ１１の回りに配置されており、一回の視線検出時に発光するのは１３ａ〜１３ｈの内の２個一組の照明である。
【００２３】
以上、受光手段と照明手段と前述のダイロイックミラー１１ａとによって視線検出装置が構成されている。
【００２４】
２１は明るい被写体の中でも視認できる高輝度のスーパーインポーズ用ＬＥＤで、ここから発光された光は投光用プリズム２２を介し、主ミラー２で反射されてピント板７の表示部に設けた微小プリズムアレイ７ａで垂直方向に曲げられ、ペンタプリズム８，接眼レンズ１１を通って撮影者の眼１５に達する。
【００２５】
つまり、図３に示したファインダ視野から判かるように、各々の焦点検出領域マーク７０〜７４がファインダ視野内で光り、焦点検出領域を表示させることができるものである（以下、これをスーパーインポーズ表示という）。
【００２６】
図３において、左右の焦点検出領域マーク７０，７４の内部には、ドットマーク７０′、７４′が刻印されており、これは眼球の個人差による視線の検出誤差を補正するための視線補正データを採取する（キャリブレーションと称されている）際の視標を示すものである。
【００２７】
ここで、５１はシャッタ速度表示、５２は絞り値表示のセグメント、５０は視線入力状態であることを示す視線入力マーク、５３は撮影レンズ１の合焦状態を示す合焦マークである。２４はファインダ視野外に撮影情報を表示するためのファインダ内ＬＣＤ（以下、Ｆ−ＬＣＤとも記す）で、照明用ＬＥＤ２５によって照明される。
【００２８】
上記Ｆ−ＬＣＤ２４を透過した光は三角プリズム２６によって、図３の２４で示したようにファインダ視野外に導かれ、撮影者は各種の撮影情報を知ることができる。
【００２９】
図１に戻って、３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２は絞り駆動回路１１１を含む絞り駆動装置、３３はレンズ駆動用モータ、３４は駆動ギヤ等から成るレンズ駆動部材である。３５はフォトカプラで、前記レンズ駆動部材３４に連動するパルス板３６の回転を検知してレンズ焦点調節回路１１０に伝えており、該焦点調節回路１１０は、この情報とカメラ側からのレンズ駆動量の情報に基づいて前記レンズ駆動用モータ３３を所定量駆動させ、撮影レンズ１を合焦位置に移動させるようになっている。３７は公知のカメラとレンズとのインターフェイスとなるマウント接点である。
【００３０】
２７は水銀スイッチ等の姿勢検出スイッチでカメラが横位置で構えられたか、縦位置で構えられたかを検出するものである。
【００３１】
図２（ａ），（ｂ）において、４１はレリーズ釦である。４２は外部モニタ表示装置としてのモニタ用ＬＣＤで、予め決められたパターンを表示する固定セグメント表示部と、可変数値表示用の７セグメント表示部とから成っている。
【００３２】
４４はモードダイヤルで、撮影モード等の選択を行うためのものである。カメラ本体に刻印された指標４３を表示に合わせる事によって、その表示内容で撮影モードが設定される。例えば、カメラを不作動とすするロックポジション、予め設定した撮影プログラムによって制御される自動撮影モードのポジション、撮影者が撮影内容を認定できるマニュアル撮影モードで、プログラムＡＥ、シャッタ優先ＡＥ、絞り優先ＡＥ、被写体深度優先ＡＥ、マニュアル露出の各撮影モードが設定可能である。また、視線入力用の「ＣＡＬ」ポジションもモードダイヤル４４中にあり、「ＣＡＬ」ポジションにして、後述の電子ダイヤル４５を操作する事により、視線入力のＯＮ，ＯＦＦ、そしてキャリブレーションの実行及び選択を行うことができる。
【００３３】
４５は電子ダイヤルで、回転してクリックパルスを発生させることによってモードダイヤル４４で選択されたモードの中でさらに選択されたモードの中でさらに選択し得る設定値を選択する為のものである。例えば、モードダイヤル４４にてシャッタ優先の撮影モードを選択すると、ファインダ内ＬＣＤ２４及びモニタ用ＬＣＤ４２には、現在設定されているシャッタ速度が表示される。この表示を見て、撮影者が電子ダイヤル４５を回転させると、その回転方向にしたがって現在設定されているシャッタ速度から順次シャッタ速度が変化していくように構成されている。
【００３４】
その他の操作部材については、本発明とは直接関係ないのでその説明は省略する。
【００３５】
図４は上記構成の一眼レフカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１と同一のものは同一番号をつけている。
【００３６】
カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す）１００には、視線検出回路１０１、測光拘路１０２、自動焦点検出回路１０３、信号入相路１０４、ＬＣＤ駆動回路１０５、ＬＥＤ駆動回路１０６、ＩＲＥＤ駆動回路１０７，シャッタ制御回路１０８、モータ制御回路１０９が接続されている。また、撮影レンズ１内に配置された焦点調節回路１１０、絞り駆動回路１１１とは、図１で示したマウント接点３７を介して信号の伝達がなされる。
【００３７】
ＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭｌ００ａは記憶手段としての視線の個人差を補正する視線補正データの記憶機能を有している。
【００３８】
前記視線検出回路１０１は、イメージセンサ１４（ＣＣＤ−ＥＹＥ）からの眼球像の信号をＡ／Ｄ変換し、この像情報をＣＰＵ１００に送信するｏＣＰＵ１００は視線検出に必要な眼球像の各特徴点を所定のアルゴリズムにしたがって抽出し、さらに各特徴点の位置から撮影者の視線を算出する。前記測光回路１０２は、測光センサ１０からの信号を増幅後、対数圧縮、Ａ／Ｄ変換し、各センサの輝度情報としてＣＰＵ１００に送信する。測光センサ１０は、ファインダ画面内の６つの領域を測光するＳＰＣ−Ｌ２、ＳＰＣ−Ｌｌ、ＳＰＣ−Ｃ、ＳＰＣ−Ｒｌ、ＳＰＣ−Ｒ２、ＳＰＣ−Ｍから成る６つのフォトダイオードから構成されており、いわゆる分割測光が可能である。
【００３９】
ラインセンサ６ｆは、前述の図３に示した、画面内の５つの焦点検出領域７０〜７４に対応した５組のラインセンサＣＣＤ−Ｌ２，ＣＣＤ−Ｌｌ，ＣＣＤ−Ｃ，ＣＣＤ−Ｒｌ，ＣＣＤ−Ｒ２から構成される公知のＣＣＤラインセンサである。
【００４０】
前記自動焦点検出回路１０３は、上記のラインセンサ６ｆから得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１００に送る。
【００４１】
ＳＷ１はレリーズ釦４１の第１ストロークでＯＮし、測光、ＡＦ、視線検出動作等を開始させる為のスイッチ、ＳＷ２はレリーズ釦４１の第２ストロークでＯＮするレリーズスイッチである。
【００４２】
ＳＷ−ＤＩＡＬＩとＳＷ−ＤＩＡＬ２は、既に説明した電子ダイヤル４５内に設けられたダイヤルスイッチで、信号入力回路１０４のアップダウンカウンタに入力され、電子ダイヤル４５の回転クリック量をカウントする。ＳＷ−ＨＶ１，ＳＷ−ＨＶ２は姿勢検出スイッチ２７に相当する視線検出スイッチであり、この信号を基にカメラの姿勢状態が検出される。
【００４３】
これらスイッチの状態信号入力回路１０４に入力され、データバスによってＣＰＵ１００に送信される。
【００４４】
前記ＬＣＤ駆動南路１０５は、液晶表示素子であるＬＣＤを表示駆動させるための公知の構成より成るもので、ＣＰＵ１００からの信号に従い、絞り値、シャッタ秒時、設定した撮影モード等の表示をモニタ用ＬＣＤ４２とファインダ内ＬＣＤ（卜ＬＣＤ）２４の両方に同時に表示させることができる。
【００４５】
前記ＬＥＤ駆動回路１０６は、照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５とスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１を点灯，点滅制御する。前記ＩＲＥＤ駆動回路１０７は、ＣＰＵ１００の指示に従って赤外発光ダイオード１３ａ〜１３ｈを選択的に点灯させたり、赤外発光ダイオード１３ａ〜１３ｈへの出力電流値（あるいはパルス数）を変化させて照明パワーを制御する。
【００４６】
前記シャッタ制御回路１０８は、通電すると先幕を走行させるマグネットＭＧ−１と、後幕を走行させるマグネットＭＧ−２を制御し、感光部材に所定光量を露光させる。前記モータ制御回路１０９は、フィルムの巻き上げ、巻き戻しを行うモータＭｌと主ミラー２及びシャッタ４のチャージを行うモータＭ２を制御するためのものである。
【００４７】
上記シャッタ制御回路１０８とモータ制御回路１０９によって、一連のカメラのレリーズシーケンス動作する。
【００４８】
次に、本発明の内容となる視線検出装置を有したカメラの動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
モードダイヤル４４を回転させてカメラを不作動状態から所定の撮影モードに設定すると（この実施の形態では、シャッタ優先ＡＥに設定された場合をもとに説明する）、カメラの電源がＯＮされ（ステップ＃１００）、ＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭｌ００ａに記憶された視線のキャリブレーションデータ以外の視線検出に使われる変数がリセットされる（ステップ＃１０１）。そして、カメラはレリーズ釦４１が押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップ＃１０２）。
【００５０】
レリーズ釦４１が押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮされたことを信号入力回路１０４が検出すると、６秒間の測光タイマが作動し（ステップ＃１０３）、その間カメラは連続的に測光センサ１０と測光回路１０２、ＣＰＵ１００はカメラの被写界光の測光値取り込み及び演算を繰り返し、ファインダ内Ｆ−ＬＣＤ２４と外部モニタ用ＬＣＤ４２に常に最新の測光演算値、つまりシャッタ秒時の表示５１と撮影レンズの絞り値表示５２を行う。
【００５１】
ＳＷ１がＯＮし、測光タイマが作動すると同時にＣＰＵ１００は図２のモードダイヤル４４の設定が視線入力がＯＮかＯＦＦのいづれにセットされているのかを信号入力回路１０４を通じて検知する（ステップ＃１０４）。ここで、視線入力ＯＦＦつまり視線禁止モードに設定されているか、あるいは後述の視線禁止フラグがＯＮしていたら視線検出は実行せずに、すなわち視線情報を用いずに焦点検出領域自動選択サブルーチンによって特定の焦点検出領域を選択する（ステップ＃１１４）。そして、この焦点検出領域において自動焦点検出回路１０３は焦点検出動作を行う（ステップ＃１０９）。
【００５２】
焦点検出領域自動選択のアルゴリズムとしてはいくつかの方法が考えられるが、多点ＡＦカメラでは公知となっている中央焦点検出領域に重み付けを置いた近点優先アルゴリズムが有効である。
【００５３】
また、ステップ＃１０４にてカメラの動作モードが視線検出動作を実行する視線検出モードに設定されているか、あるいは視線禁止フラグがＯＦＦの時は、視線検出を行う際にどのキャリブレーションデータを使用するかを視線検出回路１０１に確認する。さらに、前記キャリブレーションデータナンバーに対応する視線のキャリブレーションデータが所定の値に設定されていてそのデータが撮影者により入力されたものであることが認識されると、視線検出回路１０１はそのキャリブレーションデータにしたがって視線検出を実行され、視線はピント板７上の注視点座標に変換される（ステップ＃１０５）。
【００５４】
上記ステップ＃１０５の視線検出動作についての詳細は後述するが、ここでＣＣＤＥＹＥ１４にて取りこまれた撮影者の眼球像信号はＣＰＵ１００によって分析され、撮影者の眼球と接眼レンズとの距離、また撮影者が眼鏡を掛けている場合には撮影者の眼球を照明するＩＲＥＤ１３の光による眼鏡レンズの表面反射光を検出することで眼鏡を装着しているか否かの眼球像情報を入手する。そして今現在入手したこれらの眼球像情報と、現在設定されているキャリブレーションデータナンバーに対応したキャリブレーション時に得られた眼球像情報の比較が行われる（ステップ＃１０６）。これが眼球像比較手段である。
【００５５】
ここで、眼球像比較手段によって比較される各々の眼球像情報において、両者が一致していると判定される条件は、撮影者の眼球と接眼レンズの距離の両者の差を５ｍｍ以内とし、眼鏡の有無とのＡＮＤの条件を満足する時としている。
【００５６】
このステップ＃１０６の眼球像比較手段によって、キャリブレーション時の人物と現在カメラを操作している人物が同一でないと判断された場合は、ステップ＃１１５にて視線検出禁止フラグを立てて（ＯＮする）、ステップ＃１１４の焦点検出領域自動選択を実行する。
【００５７】
一方、ステップ＃１０６の眼球像比較手段によって、キャリブレーション時の人物と現在カメラを操作している人物が同一であると判断された場合は、上記ステップ＃１０５で検出された視線検出は成功か否かの判定にかけられる（ステップ＃１０７）。ここでの判定条件は、角膜反射像であるプルキンエ像及び瞳孔中心位置の信頼性及び眼球の回転角等である。この結果、不成功ならばステップ＃１１４の「焦点検出領域自動選択サブルーチン」に進む。また、視線検出が成功ならば、ＣＰＵ１００は該注視点座標に近接した焦点検出領域を選択する（ステップ＃１０８）そして、自動焦点検出回路１０３はステップ＃１０８あるいはステップ＃１１４にて選択がなされた焦点検出領域での焦点検出を実行する（ステップ＃１０９）。
【００５８】
次に、焦点検出が可能であり、上記フローにより選択された焦点検出領域の焦点調節状態が合焦であれば、ＣＰＵ１００はレンズ焦点調節回路１１０に信号を送って所定量撮影レンズ１を駆動させる（ステップ＃１１０）。
【００５９】
また所定の焦点検出領域において撮影レンズ１が合焦していたならば、ＣＰＵ１００はＬＣＤ駆動回路１０５に信号を送ってファインダ内ＬＣＤ２４の合焦マーク５３を点灯させるとともに、ＬＥＤ駆動回路１０６にも信号を送って合焦している焦点検出領域に対応したスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１を点灯させ、該焦点検出領域を光らせることで合焦表示させる。
【００６０】
次に、合焦した焦点検出領域がファインダ内に表示されたのを撮影者が見て、その焦点検出領域が正しくない、あるいは撮影を中止すると判断してレリーズ釦４１から手を離し、スイッチＳＷ１がＯＦＦされると（ステップ＃１１１）、ＣＰＵ１００はステップ＃１０３でＯＮした測光タイマの状態が引き続きＯＮしているか否かの検知を行う（ステップ＃１１６）。
【００６１】
ここで、測光タイマが６秒以上経過してしまい、測光タイマＯＦＦ状態になっていたならば、ステップ＃１１５にてＯＮされた視線禁止フラグをクリア（ＯＦＦする）してステップ＃１０２のＳＷ１待ちとなる（ステップ＃１１６）。一方測光タイマがまだ継続されておりＯＮの状態である場合には、そのままステップ＃１０２に移行し、再びＳＷ１がＯＮされるのを待つ。ここで、測光タイマがＯＮしている状態でＳＷ１をＯＮしても、前記説明したようにステップ＃１０４において視線禁止フラグがＯＮしているので、視線検出動作は行わないで応答性良く焦点検出領域自動選択を実行することが可能となる。
【００６２】
また、ここでは視線禁止フラグがＯＮしている場合に、測光タイマ中のＳＷ１−ＯＮで視線検出を禁止しているが、測光タイマの代わりに独自のタイマ、例えばステップ＃１０６の眼球像比較手段によって、キャリブレーション時の人物と現在カメラを操作している人物が同一でないと判断された時点で、視線禁止タイマを作動させるようにしても良い。再び図５のフローチャートに戻ると、ステップ＃１１１にて、撮影者が合焦表示された焦点検出領域を見て、引き続きスイッチＳＷ１をＯＮし続け、さらにレリーズ釦４１を押し込んでスイッチＳＷ２がＯＮされたならばＣＰＵ１００はシャッタ制御回路１０８、モータ制御回路１０９、及び、絞り駆動回路１１１にそれぞれ信号を送信して、公知のシャッタレリーズ動作を行う（ステップ＃１１３）。
【００６３】
具体的には、まず、モータ制御回路１０９を介してモータＭ２に通電して主ミラー２をアップさせ、絞り３１を絞り込んだ後、マグネットＭＧ−１に通電し、シャッタ４の先幕を開放する。絞り３１の絞り値及びシャッタ４のシャッタスピードは、前記測光回路１０２にて検出された露出値とフィルム５の感度から決定される。所定のシャッタ秒時（１／１２５秒）経過後、マグネットＭＧ−２に通電し、シャッタ４の後幕を閉じる。フィルム５への露光が終了すると、モータＭ２に再度通電し、ミラーダウン、シャッタチャージを行うとともにフィルム給送用のモータＭｌにも通電し、フィルムの駒送りを行い、一連のシャッタレリーズシーケンスの動作が終了する。
【００６４】
その後カメラは再びスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップ＃１０２）。
【００６５】
図６は、視線検出動作アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００６６】
図６において、前述のように視線検出回路１０１は、ＣＰＵ１００より信号を受け取ると視線検出を実行する（ステップ＃１０４）。視線検出回路１０１は撮影モードの中での視線検出かあるいは視線のキャリブレーションモードの中での視線検出かの判定を行う（ステップ＃２００）。
【００６７】
実際には、図２のモードダイヤル４４が視線検出動作のためのキャリブレーションモードに設定されていた場合は、後述するキャリブレーション（ＣＡＬ）動作（ステップ＃３００）を実行する。
【００６８】
モードダイヤル４４には視線検出モードの設定があり、この設定位置で、３人分のキャリブレーションデータを登録、実行が可能となるキャリブレーションデータナンバー１、２、３と視線検出を実行しないＯＦＦの計４つのポジション設定が図２の電子ダイヤル４５の操作で可能である。
【００６９】
そこで、カメラがキャリブレーションモードに設定されていない場合、視線検出回路１０１はカメラが現在どのキャリブレーションデータナンバーに設定されているかを認識する。
【００７０】
つづいて視線検出回路１０１は、撮影モードでの視線検出の場合はまず最初にカメラがどのような姿勢になっているかを信号入力回路１０４を介して検出する（ステップ＃２０１）。信号入力回路１０４は図１中の水銀スイッチ２７（ＳＷ−ＡＮＧ）の出力信号を処理してカメラが横位置であるか縦位置であるか、また縦位置である場合は例えばレリーズ釦４１が天方向にあるか地（面）方向にあるか判断する。
【００７１】
次に、先に検出されたカメラの姿勢情報とキャリブレーションデータに含まれる撮影者の眼鏡情報より赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥＤと称す）１３ａ〜１３ｈの選択を行う（ステップ＃２０２）。
【００７２】
すなわち、カメラが横位置に構えられ、撮影者が眼鏡をかけていなかったならば、図２（ｂ）に示すＩＲＥＤ１３ａ，１３ｂが選択される。また、カメラが横位置で、撮影者が眼鏡をかけていれば、撮影者の眼鏡反射光の影響が少なくなるように、ＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの間隔よりもさらに間隔の広い１３ｃ，１３ｄのＩＲＥＤが選択される。
【００７３】
又カメラが、例えばレリーズ釦４１が天方向にあるか地（面）方向に縦位置で構えられていたならば、撮影者の眼球を下方から照明するようなＩＲＥＤの組み合わせ、すなわち撮影者が眼鏡をかけていなかったならば、１３ａ，１３ｅを、撮影者が眼鏡をかけていれば、１３ｃ，１３ｇの組み合わせが選択される。
【００７４】
次にイメージセンサ１４（以下、ＣＣＤ−ＥＹＥと称す）の蓄積時間及びＩＲＥＤの照明パワーがＣＣＤ−ＥＹＥ１４の本蓄積に先だって行われる予備蓄積の像信号出力、あるいは眼鏡装着か否かの情報等に基づいて設定される（ステップ＃２０３）。
【００７５】
ＣＣＤ−ＥＹＥ１４予備蓄積というのは、本蓄積の直前に一定時間、たとえば１ｍｓと蓄積時間を決めて常に像信号を取り込むことで、その信号レベルの強弱に応じて実際の眼球像取り込みの蓄積時間を制御することで、安定した眼球像信号を得ることが可能となる。ＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積時間及びＩＲＥＤの照明パワーが設定されると、ＣＰＵ１００はＩＲＥＤ駆動回路１０７を介してＩＲＥＤ１３を所定のパワーで点灯させるとともに、視線検出回路１０１はＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積を開始する（ステップ＃２０４）。また、先に設定されたＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積時間にしたがってここでの蓄積を終了し、それとともにＩＲＥＤ１３も消灯される。
【００７６】
次に、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４にて蓄積された像信号は順次読み出され、視線検出回路１０１でＡ／Ｄ変換された後にＣＰＵ１００にメモリされる（ステップ＃２０５）。
【００７７】
図８は、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４の眼球像信号を画像化したもので、図９中の眼球１５の角膜１６において、仮にＩＲＥＤ１３ａと１３ｂが発光することで、図８、図９に示す角膜反射像（以下、プルキンエ像と記す）１９ａ、１９ｂが生じる。また、１７は虹彩、１８は瞳孔である。
【００７８】
これらの像信号に対して公知であるところの視線検出処理が行われる（ステップ＃２０６）。
【００７９】
すなわち、ＣＰＵ１００において、眼球の照明に使用された１組のＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像であるプルキンエ像１９ａ、１９ｂの位置が検出される。
【００８０】
前述の通り、プルキンエ像１９ａ、１９ｂは光強度の強い輝点として現れるため、光強度に対する所定のしきい値を設け、該しきい値を超える光強度のものをプルキンエ像とすることにより検出可能である。また、瞳孔の中心位置は瞳孔１８と虹彩１７の境界点を複数検出し、各境界点を基に円の最小二乗近似を行うことにより算出される。これらプルキンエ像位置と瞳孔中心位置とから眼球における回転角度θが求まり、さらに二つのプルキンエ像１９の間隔からカメラの接眼レンズ１１と撮影者の眼球１５との距離が算出され、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４に投影された眼球像の結像倍率βを得ることができる。
【００８１】
以上のことから、眼球の回転角度θと結像倍率β、さらにキャリブレーションで得られた個人差補正情報を用いて、撮影者の視線方向のピント板７上の位置座標を求めることができる。
【００８２】
図５に戻って、次に撮影者の視線位置を基に視線情報の信頼性判定を行う（ステップ＃１０６）つづいて、図７のフローチャートを用いてキャリブレーション動作アルゴリズムの説明を行う。
【００８３】
前述したように、キャリブレーションとは撮影者がファインダ視野内の焦点検出領域のドットマーク右端７４′、左端７０′をそれぞれ一定時間固視することで行い、そこから得られた眼球像データから視線補正データを採取するというものであり、モードダイヤル４４が「ＣＡＬ」ポジションに設定されることで、キャリブレーション動作がスタートする（ステップ＃３００）。
【００８４】
まず最初にカメラがどのような姿勢になっているかを水銀スイッチ２７（ＳＷ−ＡＮＧ）の出力信号と信号入力回路１０４を介して検出する（ステップ＃３０１）。これは図６視線検出フローのステップ＃２０１と同じ検出処理である。
【００８５】
つぎに、ファインダ視野内の焦点検出領域のドットマーク右端７４′を点滅表示して撮影者に固視すべき目標を表示する（ステップ＃３０２）。
【００８６】
また同時に現在設定されているキャリブレーションナンバからＣＰＵ１００にメモリされているキャリブレーションデータの確認を行い、既に登録済みの場合は、図２のモニタ用ＬＣＤ４２の「ＣＡＬ」表示をそのまま点灯に、未登録の場合には、「ＣＡＬ」表示を点滅させる。
【００８７】
つづいてカメラは、キャリブレーションを行う際の撮影者の眼球を照明するＩＲＥＤの選択動作を行う（ステップ＃３０３）。この場合のＩＲＥＤの選択動作は、図６中で説明した動作と多少異なり、カメラの姿勢情報を用いるのは同様であるが、キャリブレーションを過去に行って、キャリブレーションデータが既にカメラに記憶されている場合には、記憶されたＩＲＥＤの組を、つまり、眼鏡装着時用か非装着時（裸眼）用の組のいづれかを記憶情報に従って最初から選択する。一方、初めてキャリブレーションを行う場合は、眼鏡装着時用か非装着時用のＩＲＥＤの組を選択する情報がないため、キャリブレーションの第一回目の眼球像照明は眼鏡非装着時用のＩＲＥＤの組を選択発光し、後述のＣＣＤの眼球像信号中に眼鏡の反射によるゴーストの有無の判定に従って、眼鏡ゴースト発生が検知されれば、二回目以降の照明は眼鏡用のＩＲＥＤの組に変更される。
【００８８】
ステップ＃３０３にて、発光を行うべきＩＲＥＤの組が決定され、カメラは撮影者のＳＷ１のＯＮ信号待ちとなり、ＳＷ１−ＯＮ信号を検知すると前記図６のフローチャート説明で行ったステップ＃２０３から＃ステップ２０５と同じ眼球像取り込み動作が行われる。つまり、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積時間とＩＲＥＤ１３の照明パワーが設定され（ステップ＃３０４）、実際にＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積とＩＲＥＤ１３の照明が実行され（ステップ＃３０５）、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４にて蓄積された像信号が順次読み出され、ＡＤ変換後にＣＰＵ１００にメモリされる（ステップ＃３０６）。次にＣＰＵ１００はメモリ上のＡＤ変換された像信号を定められた計算式に従って撮影者の眼球の回転角度θを算出する（ステップ＃３０７）。
【００８９】
なお、眼球像取り込み動作中はファインダ視野内の焦点検出領域のドットマーク右端７４′の点滅は点灯表示に変わり、撮影者に眼球像取り込み動作を実行している最中であることを知らしめている。
【００９０】
つづいて算出された回転角度θは、その値が妥当か否かの判定にかけられる（ステップ＃３０８）。眼球光軸と視軸のズレが生体的に数十度もずれていることはほとんどないので、ここでは判定の開催を±１０度に設定してある。ステップ＃３０８では、検出された眼球の回転角度ＯＫ、ＮＧの判定を行っているだけで、その結果がＯＫでもＮＧでも次のステップ＃３０９に進み、眼球の回転角度検出の総回数が１０回未満であればステップ＃３０４にもどり、再度眼球像取り込み動作が行われ、眼球の回転角度検出の総回数が１０回に達すると、今度はその１０回のうちＯＫが何回発生したかによってキャリブレーション（ＣＡＬ）成功、失敗の判定を行う（ステップ＃３１０）。
【００９１】
ここでは６回以上の回転角度検出成功で右端７４′でのＣＡＬ成功（ステップ＃３１１）となり、引き続き、今度は左端７０′でのキャリブレーション動作を開始する。左端７０′でのキャリブレーションが同様に成功するとモニタ用ＬＣＤ４２の「ＣＡＬ」表示は点灯表示となりキャリブレーションデータはＣＰＵ１００にメモリされる。もし既にキャリブレーションデータが登録されていた場合、新たに採取されたキャリブレーションデータは、メモリされていた過去のデータと統合される。また回転角度の検出成功回数が６回未満の場合にはＣＡＬ失敗（ステップ＃３１２）となり、モニタ用ＬＣＤ４２の「ＣＡＬ」表示は点滅表示にかわり、撮影者にキャリブレーションが失敗したことを知らしめる。
【００９２】
キャリブレーションが成功すると、ＣＰＵ１００はキャリブレーションによって得られた撮影者の眼球の個人差による視線の検出誤差を補正するための視線補正データをＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭｌ００ａに記憶する。またＣＣＤ−ＥＹＥ１４の眼球像信号から同時に得られる撮影者の眼球と接眼レンズ１４との距離、撮影者が眼鏡を装着しているか否か等の眼球像情報も記憶される。これが眼球像情報記憶手段である。
【００９３】
また、眼球像情報としては、他にも人間個々に異なっている虹彩部の紋様（パターン）や、外界の明るさに対応する瞳孔径の大きさ、変化を対象とすることも有効である。
【００９４】
前述したように、このキャリブレーションで得られ、眼球像情報記憶手段によって記憶されたこれらの眼球像情報は実際の視線検出動作で得られた撮影者の眼球像情報と比較がなされることで、キャリブレーションを行った人物と、実際にカメラを操作している人物とが同一人物であるか否かの判定が可能となる。
【００９５】
（変形例）
本発明は、一眼レフカメラに適用した場合を述べているが、レンズシャッタカメラ，ビデオカメラ等のカメラにも適用可能である。更に、その他の光学機器や他の装置、構成ユニットとしても適用することができるものである。
【００９６】
【発明の効果】
本発明は、撮影者の視線を検出する視線検出機能を有し、カメラの機能として該視線検出の動作を実行する視線検出モードと該視線検出を実行しない視線禁止モードと、キャリブレーション時に撮影者の眼球像の特徴に関する情報を記憶する眼球像情報記憶手段を有しており、さらに、カメラの実動作中に、視線検出動作で得られた撮影者の眼球像情報と、前記眼球像情報記憶手段によって記憶された眼球像情報とを比較する眼球像比較手段を有し、該眼球像比較手段によって比較された眼球像どうしが異なっていると判定された場合、カメラが視線検出モードに設定されていても所定時間視線検出の実行を停止することを特徴とする視線検出機能を有するカメラを提供するものである。
【００９７】
この発明により、視線のキャリブレーションをカメラに登録した撮影者は、視線検出モードを解除することなしに自分以外の人物にカメラを使用させることができ、借りた人物は上記眼球像比較手段により、カメラにキャリブレーションを登録したカメラの所有者と異なる人物であると判断され、特定の時間、例えば測光タイマ中のみ視線検出が不能となり、その間はカメラのＳＷ１を何度押しても視線検出動作を行わないため、良好な応答性のもとにカメラを操作することができる。また当然のことながら、再びキャリブレーションをカメラに登録した撮影者が、カメラを使用する場合には、上記眼球像比較手段により、カメラにキャリブレーションを登録したカメラの所有者と同一人物であると判断されることで、そのまま常に視線検出動作によるカメラ動作を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一眼レフカメラの概略図。
【図２】一眼レフカメラの上面概観図および一眼レフカメラの後部外観図。
【図３】ファインダ視野における撮影情報表示図。
【図４】カメラの電気回路図。
【図５】カメラ動作のフローチャート。
【図６】視線検出動作のフローチャート。
【図７】視線検出キャリブレーションのフローチャート。
【図８】視線検出原理説明図。
【図９】視線検出原理説明図。
【符号の説明】
１　撮影レンズ
２　主ミラー
６　焦点検出装置
６ｆ　イメージセンサ
７　ピント板
１０　測光センサ
１１　接眼レンズ
１３　赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）
１４　イメージセンサ（ＣＣＤ−ＥＹＥ）
１５　眼球
１６　角膜
１７　虹彩
１８　瞳孔
２７　水銀スイッチ
３１　絞り
４１　レリーズ釦
４４　モードダイヤル
４５　電子ダイヤル
５０　視線入力マーク
５３　合焦マーク
７０〜７４　焦点検出領域マーク
１００　ＣＰＵ
ｌ０ｌ　視線検出回路
１０３　焦点検出回路
１０４　信号入力回路
１０５　ＬＣＤ駆動回路
１０６　ＬＥＤ駆動回路
１０７　ＩＲＥＤ駆動回路
１１０　焦点調節回路

Claims

撮影者の視線を検出する視線検出機能を有し、カメラの機能として該視線検出の動作を実行する視線検出モードと該視線検出を実行しない視線禁止モードを有し、
撮影者の眼球の個人差補整データを採取するキャリブレーション時に撮影者の眼球像の特徴に関する情報を記憶する眼球像情報記憶手段を有し、
カメラの実動作中に、視線検出動作で得られた撮影者の眼球像情報と、前記眼球像情報記憶手段によって記憶された眼球像情報とを比較する眼球像比較手段を有し、
該眼球像比較手段によって比較された眼球像どうしが異なっていると判定された場合、カメラが視線検出モードに設定されていても所定時間視線検出の実行を停止する
ことを特徴とする視線検出機能を有するカメラ。
上記請求項１記載のカメラは、被写体輝度を測定する測光手段と、該測光手段の測光動作を一定時間継続させる測光タイマーを有し、該カメラは撮影動作を開始するためのレリーズ釦の半押しで前期測光タイマーと上記視線検出動作が作動し、上記眼球像比較手段によって比較された眼球像どうしが異なっていると判定された場合、カメラが視線検出モードに設定されていても測光タイマー作動中は視線検出の実行を停止することを特徴とする視線検出機能を有するカメラ。
上記請求項１記載の眼球像情報記憶手段の記憶対象となるのは、撮影者の眼球とカメラとの距離、眼鏡の有無、明るさに対する瞳孔径、虹彩の紋様のパターン等である
ことを特徴とする視線検出機能を有するカメラ。