JP2004012607A

JP2004012607A - 視線検出機能付光学機器およびカメラ

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Publication number: JP2004012607A
Application number: JP2002163009A
Authority: JP
Inventors: Koichi Morikawa; 森川　剛一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】使用者が強いられるキャリブレーション作業の煩わしい操作をのうち、複数の操作部材を一定順序で操作を行なわなければならい、使用者指定のためのＣＡＬ番号設定の手順を省くものである。
【解決手段】入力された複数の補正データから、予め決められた個数を任意に抽出してつくられる組み合わせに近似直線を当てはめ、データに対する直線のあてはまり具合の目安であるｒ^２値がある閾値以上のとき、抽出データの組み合わせを、同一使用者のデータと判断することで、複数のデータを複数の使用者に振り分けることで、ＣＡＬ番号設定を自動化した。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者（観察者）が観察している注視点の方向の軸、所謂視線（視軸）を、観察者の眼球面上を照明したときに得られる眼球の反射像を利用して検出する、視線検出手段を有した光学装置や、該装置を具備したカメラの、観察者の視線の個人差を補正する為の補正係数の取得方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より使用者が観察空間のどの方向を注視しているかを検出する、いわゆる視線を検出する装置が種々提供されている。特開平２−２６４６３２号公報においては、使用者の眼球に赤外光を照射し、眼球の角膜から反射光による角膜反射像と瞳孔の結像位置を利用して使用者の視線を求める視線検出装置が開示されている。
【０００３】
図７は公知の視線検出方法の原理説明図である。同図において、１３ａ、１３ｂは各々使用者に対して不感の赤外光を放射する発光ダイオード等の光源であり、各光源１３ａ、１３ｂは受光レンズ１２の光軸に対してｘ方向に略対称に配置され、さらに使用者の眼球１７を下方（ｙ方向にオフセットした位置）から照明するように配置されている。眼球１７で反射した照明光の一部は受光レンズ１２を介してイメージセンサ１４に集光する。１７ｂは角膜、１７ｃは虹彩である。
【０００４】
図８（ａ）は上記イメージセンサ１４に投影される眼球像の概略図であり、図８（ｂ）は上記イメージセンサ１４の出力ラインからの信号の強度分布を示す図である。
【０００５】
以下、上記の各図を用いて視線の検出方法について説明する。
【０００６】
光源１３ｂより放射された赤外光は使用者の眼球１７の角膜１７ｂを照射する。このとき角膜１７ｂの表面で反射した赤外光の一部により形成される反射角膜像ｄ（虚像）は受光レンズ１２により集光され、イメージセンサ１４上の位置ｄ′に結像する。同様に光源１３ａにより放射された赤外光は、眼球１７の角膜１７ｂを照射する。このとき、角膜１７ｂの表面で反射した赤外光の一部により形成された角膜反射像ｅは受光レンズ１２により集光され、イメージセンサ１４上の位置ｅ′に結像する。
【０００７】
また、虹彩１７ｃの端部ａ、ｂからの光束は、受光レンズ１２を介してイメージセンサ１４上の位置ａ′、ｂ′に該端部ａ、ｂの像を結像する。受光レンズ１２の光軸に対する眼球１７の光軸の回転角θが小さい場合、虹彩１７ｃの端部ａ、ｂのｘ座標をｘａ、ｘｂとすると、瞳孔１７ｄの中心位置ｃの座標ｘは、
ｘｃ≒（ｘａ＋ｘｂ）／２　…（１）
と表される。
【０００８】
また、角膜反射像ｄ及びｅの中点のｘ座標と角膜１７ｂの曲率中心ｏのｘ座標ｘｏとは略一致する。このため角膜反射像の発生位置ｄ、ｅのｘ座標をｘｄ、ｘｅ、角膜１７ｂの曲率中心ｏと瞳孔１７ｄの中心ｃまでの標準的な距離をＬｏｃとすると、眼球１７の光軸１７ａの回転角θｘは、
Ｌｏｃ×ｓｉｎθｘ≒（ｘｄ＋ｘｅ）／２−ｘｃ　…（２）
の関係式を満足する。このため、図８（ａ）に示した様に、イメージセンサ１４上に投影された眼球１７の各特徴点（角膜反射像及び瞳孔の中心）の位置を検出することにより、眼球１７の光軸１７ａの回転角θを求めることができる。
【０００９】
眼球１７の光軸１７ａの回転角は（２）式より、
β×Ｌｏｃ×ｓｉｎθｘ≒｛（ｘｐ０−δｘ）−ｘｉｃ｝×Ｐｔ　…（３）
β×Ｌｏｃ×ｓｉｎθｙ≒｛（ｙｐ０−δｙ）−ｙｉｃ｝×Ｐｔ　…（４）
と求められる。ここで、βは受光レンズ１２に対する眼球１７の位置により決まる結像倍率で、実質的には２個の角膜反射像の間隔｜ｘｄ′−ｘｅ′｜の関数として求められる。
【００１０】
また、θｘはｚ−ｘ平面内での眼球光軸の回転角、θｙはｙ−Ｚ平面内での眼球光軸の回転角である。（ｘｐｏ，ｙｐｏ）はイメージセンサ１４上の２個の角膜反射像の中点の座標、（ｘｉｃ，ｙｉｃ）はイメージセンサ１４上の瞳孔中心の座標である。Ｐｔはイメージセンサ１４の画素ピッチである。δｘ，δｙは角膜反射像の中点の座標を補正する補正項であり、使用者の眼球を平行光ではなく発散光にて照明していることにより生じる誤差を補正する補正項、及び、δｙに関しては、使用者の眼球を下まぶたの方から発散光にて照明していることにより生じるオフセット成分を補正する補正項も含まれている。
【００１１】
使用者の眼球光軸１７ａの回転角（θｘ，βｙ）が算出されると、使用者の観察面上の注視点（ｘ，ｙ）は、
ｘ［ｍｍ］＝ｍ×（θｘ−ｂｘ）／ａｘ　…（５）
ｙ［ｍｍ］＝ｍ×（θｙ−ｂｙ）／ａｙ　…（６）
と求められる。ここで、ｘ方向は観察者に対して水平方向、ｙ方向は使用者に対して垂直方向を示している。
【００１２】
ｍは眼球１７の回転角から観察面上の座標に変換する変換係数であり、ａｘ，ｂｘ、ａｙ，ｂｙは注視点キャリブレーション係数で、使用者の眼球１７の回転角と観察面上の注視点を一致させるための補正係数である。
【００１３】
ここで、特開平４−２４２６３０号公報において、使用者の視線の個人差を補正するための補正データを取得する機能であるキャリブレーションを行って、より正確な視線検出が可能な視線検出装置が提案されている。この提案装置の実施例における「キャリブレーションモード」に沿って、上記キャリブレーション係数ａｘ，ｂｘ、ａｙ，ｂｙの取得方法を説明する。図９に示すように、使用者には観察面上の４つの固定視標２５０〜２５３を順に注視してもらう。このうち視標２５０，２５１の注視はｘ方向のキャリブレーション係数ａｘ，ｂｘを求めるためであり、視標２５２，２５３の注視はｙ方向のキャリブレーション係数ａｙ，ｂｙを求めるためである。まず、ｘ方向に関して説明する。使用者が視標２５０（ｘ１，０）を注視したときに検出されたｘ方向眼球回転角をθｘ１、視標２５１（ｘ２，０）を注視したときに検出されたｘ方向眼球回転角をθｘ２とすると、キャリブレーション係数ａｘ，ｂｘは、
ａｘ＝ｍ×（θｘ１−θｘ２）／（ｘ１−ｘ２）　…（７）
ｂｘ＝（θｘ１×ｘ２−θｘ２×ｘ１）／（ｘ１−ｘ２）　…（８）
で算出することができる。
【００１４】
同様にｙ方向に関しては、使用者が視標２５２（０，ｙｌ）を注視したときに検出されたｙ方向眼球回転角をθｙｌ、視標２５３（０，ｙ２）を注視したときに検出されたｙ方向眼球回転角をθｙ２とすると、キャリブレーション係数ａｙ，ｂｙは、
ａｙ＝ｍ×（θｙｌ−θｙ２）／（ｙｌ−ｙ２）　…（９）
ｂｙ＝（θｙｌ×ｙ２−θｙ２×ｙｌ）／（ｙｌ−ｙ２）　…（１０）
で算出することができる。
【００１５】
このようにして、キャリブレーション動作にて複数の使用者毎の個人差補正係数である、キャリブレーション係数ａｘ，ｂｘ，ａｙ，ｂｙを記憶し、使用者に合せた個人差補正データが設定できれば、使用者の眼球回転角が求まると、使用者が観察画面上のどの点を注視しているかを特定でき、例えばカメラに応用した場合、カメラのファインダを覗く使用者のピント板上の視線位置を正確に算出し、その視線情報を撮影レンズの焦点調節等に利用することができる。
【００１６】
ここで、これまでに記した個人差補正係数を取得するための具体的な動作を、特開平６−３４８７４公報において公開されている、カメラへの適用例に準じて説明する。
【００１７】
図１は一眼レフカメラの要部概略図である。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、あるいは退去される。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に位置する焦点検出装置６へ向けて反射する。４はシャッタ、５は感光部材で、具体的には銀塩フイルムあるいはＣＣＤ等の撮像素子である。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、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る。上記ペンタプリズム８の射出後方には分光器１１ａを備えた接眼レンズ１１が配置され、使用者の眼１５によるピント板７の観察に使用される。分光器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。１２は受光レンズであり、１４はＣＣＤ等の撮像素子を用いたイメージセンサで、受光レンズ１２に関して所定の位置にある使用者の眼１５の瞳孔近傍と共役になるように配置されている。１３ａ〜１３ｆは各々照明光源であるところの赤外発光ダイオードである。１５は明るい被写体の中でも視認できる高輝度の発光ダイオードであり、ここから発光された光は投光用プリズム１６を介し主ミラー２で反射されて、ピント板７に設けられた微小プリズム７ａで垂直に曲げられ、ペンタプリズム８、接眼レンズ１１を通って、使用者の眼１５に視認される。実際には、高輝度発光ダイオード１５、プリズム１６、微小プリズム７ａを複数設けることで、ピント板７上の複数の焦点検出領域を選択的に照明することが可能である。この選択的に焦点検出領域を照明することを以下スーパーインポーズと呼ぶ。
【００１８】
図２（ａ），（ｂ）は一眼レフカメラの上部外観図と背面図である。１８はレリーフ釦、１９は外部モニタ表示装置としてのＬＣＤ、２１は撮影モード等の選択を行うモードダイヤルであり、２０は各種設定を行うための電子ダイヤルである。２４は、撮影開始時に行われるキャリブレーション動作を回避するためのスキップ釦である。
【００１９】
図３は図２の１１で示した接眼レンズより観察したファインダ視野図である。図３に示したファインダ視野図において、焦点検出領域２００〜２０６はピント板７上で各々スーパーインポーズされる。
【００２０】
図４は図２のモードダイヤル２１の詳細説明図である。モードダイヤル２１はカメラ本体に印された指標２２に表示を合わせることによって、その表示内容で撮影モードが設定される。２１ａはカメラを不作動とするロックポジション、２１ｂはカメラが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、２１ｃは使用者が撮影内容を設定できるマニュアル撮影モードである。２１ｄは使用者の視線のキャリブレーションを行なうキャリブレーションモードとなる「ＣＡＬ」ポジションである。
【００２１】
それでは上記一眼レフカメラにおける、個人差補正係数を取得するキャリブレーション動作を図１６のフローチャートに沿って説明する。ステップＳ１２９において、使用者はモードダイヤル２１を回転させ、ＣＡＬポジション２１ｄに視標を合せる。ＣＡＬポジションに設定されるとカメラはキャリブレーションモードに切り替わる。
【００２２】
キャリブレーションモードでは、複数の使用者に対応するため、あるいは同一使用者においても様々な使用状況（例えば、裸眼状態や眼鏡を掛けた状態）に対応するため、複数の個人差補正係数を保持できるようになっている。例えば、５つの個人差補正係数を保持できるようになっている場合、それぞれに対してＣＡＬ番号が割り振られており、「ＣＡＬ−１」「ＣＡＬ−２」…「ＣＡＬ−５」と名付けられる。
【００２３】
キャリブレーションモードに切り替えた状態において、電子ダイヤル２０を時計方向に回転させると「ＣＡＬ−１」→「ＣＡＬ−２」→「ＣＡＬ−３」→「ＣＡＬ−４」→「ＣＡＬ−５」と変化し、キャリブレーション操作で使用者は希望する５つのキャリブレーションナンバーのいずれかにキャリブレーションデータを記憶させることができる。そして図１７に示した状態は「ＣＡＬ−１，２，３」にはすでにキャリブレーションデータが入っており、「ＣＡＬ−４，５」には入っておらず初期値のままであることを表わしている。次にさらに時計方向に１クリック回転させると「ＯＦＦ」表示となりキャリブレーション動作は行わず、かつ視線検出禁止モードとなる。さらに１クリック回転させると「ＣＡＬ−１」に戻り、以上のようにサイクリックにキャリブレーションナンバーを表示する。反時計方向に回転させた場合は図１７の方向と正反対に表示する。
【００２４】
キャリブレーションナンバー「ＣＡＬｌ〜５」が表示されている状態でモードダイヤル２１を他の撮影モードに切り換えれば、そのキャリブレーションナンバーのデータを用いて視線検出を行ない、前述の視線情報を用いた撮影動作が行なえるようになっている。キャリブレーションモードにおいて視線禁止が選択されたならば、つまり「ＯＦＦ」が表示されている状態でモードダイヤル２１を切り換えれば、視線検出を行なわないで、撮影動作を行なうようになっている。
【００２５】
ステップＳ１３０において、使用者は自らの使用状況に応じた個人差補正係数を登録するためのＣＡＬ番号を、電子ダイヤル２０を回転してＬＣＤ１９に表示させ、指定する。ここで使用者は、接眼レンズ１１より観察画面を観察する。するとステップＳ１３１において、図３の焦点検出領域のうち右端に位置する焦点検出領域２０４がスーパーインポーズによって点滅するので、使用者はこの点を注視した状態で（Ｓ１３２）レリーズ釦１８を押し下げる（Ｓ１３３）。レリーズ釦１８の押下と同時にステップＳ１３４においてカメラは複数回視線検出を実行し、右端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角が取得される。
【００２６】
ステップＳ１３５では、右端の焦点検出領域２０４に対する視線検出が終了したことを使用者に認識させるために図示されていない発音体を用いて電子音を数回鳴らす。同時に焦点検出領域２０４を所定の時間フル点灯させる。続いてステップＳ１３６において焦点検出領域２０４を消灯し、それと同時に左端の焦点検出領域２００が点滅を開始する。使用者は点滅している焦点検出領域２００を注視し（Ｓ１３７）、レリーズ釦１８を押下げる（Ｓ１３８）ことによって視線検出を実行させる（Ｓ１３９）。右端の焦点検出領域と同様に複数回視線検出が実行され、左端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角が取得される。
【００２７】
ステップＳ１４０では、焦点検出領域２００に対する視線検出が終了したことを使用者に認識させるために図示されていない発音体を用いて電子音を数回鳴らさせる。同時に焦点検出領域２００をフル点灯させる。
【００２８】
この一連の動作により左右焦点検出領域に対応する眼球回転角が取得される。
【００２９】
次にステップ（Ｓ１４１）において、取得された眼球回転角が適正かどうかの判定を行なう。判定は視線検出サブルーチンからの返数である眼球の回転角と、同時に取得される瞳孔径の信頼性を算出して行なわれる。
【００３０】
すなわち視線検出サブルーチンにて検出された眼球の回転角及び瞳孔径の信頼性がない場合は算出された視線のキャリブレーションデータも信頼性がないと判定する。又、視線検出サブルーチンにて検出された眼球の回転角及び瞳孔径の信頼性がある場合、算出された視線のキャリブレーションデータが一般的な個人差の範囲に入っていれば適正と判定し、一方算出された視線のキャリブレーションデータが一般的な個人差の範囲から大きく逸脱していれば算出された視線のキャリブレーションデータは不適正と判定する。
【００３１】
算出された視線のキャリブレーションデータが不適正と判定されると、ステップ（Ｓ１４２）に進み、点灯焦点検出領域２０４および２００を消灯し、図示されていない発音体を用いて電子音を所定時間鳴らし視線のキャリブレーションが失敗したことを警告する。同時にＬＣＤ１９に「ＣＡＬ」表示を点滅させて警告する。発音体による警告音とＬＣＤ１９による警告表示を所定時間行なった後キャリブレーションルーチンの初期ステップに移行し、再度ｘ方向の視線キャリブレーションを実行できる状態に設定される。
【００３２】
又、算出された視線のキャリブレーションデータが適正であれば、ステップ（Ｓ１４３）に進み、ｘ方向の視線キャリブレーションの終了したことを、スーパーインポーズ表示によって焦点検出領域２０４，２００を数回点滅させ使用者に認識させる。
【００３３】
ｘ方向のキャリブレーションに引きつづき、ｙ方向のキャリブレーションも同様に行われる。
【００３４】
ステップ（Ｓ１４４）において、図３の焦点検出領域のうち上端に位置する焦点検出領域マーク２０５が、スーパーインポーズによって点滅する。点滅を開始した焦点検出領域を使用者が注視した状態で（Ｓ１４５）、レリーズ釦１８を押下げると（Ｓ１４６）キャリブレーション動作が開始される。ステップ（Ｓ１４７）では、動作の開始と同時に複数回視線検出が実行され、上端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角が取得される。ステップ（Ｓ１４８）では、上端の焦点検出領域２０５に対する視線検出が終了したことを使用者に認識させるために図示されていない発音体を用いて電子音を数回鳴らさせる。同時に焦点検出領域２０５を所定の時間フル点灯させる。
【００３５】
続いてステップ（Ｓ１４９）において、焦点検出領域２０５を消灯しそれと同時に下端の焦点検出領域２０６が点滅を開始する。使用者は点滅している焦点検出領域２０６を注視し（Ｓ１５０）、レリーズ釦１８を押下げる（Ｓ１５１）ことによって視線検出を実行させる（Ｓ１５２）。上端の焦点検出領域と同様に複数回視線検出が実行され、下端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角が取得される。
【００３６】
ステップ（Ｓ１５３）では、焦点検出領域２０６に対する視線検出が終了したことを使用者に認識させるために図示されていない発音体を用いて電子音を数回鳴らさせる。同時に焦点検出領域２０６をフル点灯させる。この一連の動作により上下焦点検出領域に対応する眼球回転角が取得される。
【００３７】
次にステップ（Ｓ１４１）において、取得された眼球回転角が適正かどうかの判定を行なう。算出された視線のキャリブレーションデータが不適正と判定されると、ステップ（Ｓ１５５）に進み、点灯焦点検出領域２０５および２０６を消灯し、図示されていない発音体を用いて電子音を所定時間鳴らし視線のキャリブレーションが失敗したことを警告する。同時にＬＣＤ１９に「ＣＡＬ」表示を点滅させて警告する。発音体による警告音とＬＣＤ１９による警告表示を所定時間行なった後キャリブレーションルーチンの初期ステップに移行し、再度ｙ方向の視線キャリブレーションを実行できる状態に設定される。又、算出された視線のキャリブレーションデータが適正であれば、ステップ（Ｓ１５６）に進み、ｙ方向の視線キャリブレーションの終了したことを、スーパーインポーズによって焦点検出領域２０５，２０６を数回点滅させ使用者に認識させる。
【００３８】
一連の視線のキャリブレーション終了後、カメラは使用者によって電子ダイヤル２０かあるいはモードダイヤル２１が操作されるまで待機する。使用者が電子ダイヤル２０を回転させて他のキャリブレーション番号を選択したならば、キャリブレーション番号の変更を検知し、視線のキャリブレーションルーチンの初期ステップに移行する。また使用者がモードダイヤル２１を回転させて他の撮影モードを選択したならばメインのルーチンに復帰する。
【００３９】
以上のキャリブレーション動作を経て、使用者の特定の使用状態における個人差補正係数ａｘ，ｂｘ，ａｙ，ｂｙを求めることができる。
【００４０】
しかし実際には図１０に示すように、同一注視点を観察していても周囲の明るさの変化に対応して使用者の瞳孔径は変化し、瞳孔径の変化に応じて算出される座標値も変化してしまう。そこで、同一注視点を観察している以上、周囲の明るさの変化によらず同一座標が算出されるように、回転角算出に際し、瞳孔径変化を考慮した補正値を用いることが特開平０６−０３４８７４号公報に明らかにされている。すなわち、式（７）（８）（９）（１０）における回転角θｘ１、θｘ２、θｙｌ、θｙ２は、それぞれ瞳孔径の大きさＲｐｐの関数であるとみなし、θｘ１（Ｒｐｐ）、θｘ２（Ｒｐｐ）、θｙｌ（Ｒｐｐ）、θｙ２（Ｒｐｐ）と表すと、
θｘ１（Ｒｐｐ）＝ｋｘｌ×Ｒｐｐ＋ｍｘｌ　…（１１）
θｘ２（Ｒｐｐ）＝ｋｘ２×Ｒｐｐ＋ｍｘ２　…（１２）
θｙｌ（Ｒｐｐ）＝ｋｙｌ×Ｒｐｐ＋ｍｙｌ　…（１３）
θｙ２（Ｒｐｐ）＝ｋｙ２×Ｒｐｐ＋ｍｙ２　…（１４）
の一次関数で表記できる。式（１１）（１２）（１３）（１４）式における、係数ｋｘ１、ｍｘ１、ｋｘ２、ｍｘ２、ｋｙ１、ｍｙ１、ｋｙ２、ｍｙ２を求めるためには、異なる瞳孔径Ｒｐｐ、すなわち異なる明るさの環境のもと、上記に記したキャリブレーション動作を少なくとも２度は行う必要がある。さらには、より正確に上記係数を求めるために、様々な明るさの環境のもと複数回キャリブレーションを行い、最小二乗法等を用いて算出することが望ましい。
【００４１】
こうすることで、キャリブレーション係数ａｘ，ｂｘ，ａｙ，ｂｙは瞳孔径による関数、
ａｘ＝ｇＸ（Ｒｐｐ）　…（１５）
ｂｘ＝ｈｘ（Ｒｐｐ）　…（１６）
ａｙ＝ｇｙ（Ｒｐｐ）　…（１７）
ｂｙ＝ｈｙ（Ｒｐｐ）　…（１８）
として表されることになる（具体的には（１１）（１２）式を（７）（８）式へ、（１３）（１４）式を（９）（１０）式へ代入した式）。これを（５）（６）式に反映すると、最終的に視線座標（ｘ、ｙ）は、瞳孔径Ｒｐｐと眼球回転角（θｘ、θｙ）の関数
ｘ＝ｆｘ（Ｒｐｐ，θｘ）…（１９）
ｙ＝ｆｙ（Ｒｐｐ，θｙ）…（２０）
として求めることができることがわかる。
【００４２】
上記のように、キャリブレーション動作を複数回繰り返すことにより、より正確に使用者の観察画面上における注視点が同定でき、例えば上記一眼レフカメラに応用した場合、カメラのファインダ系を覗く使用者の視線のピント板上位置が算出されると、その視線情報をレンズの焦点調節あるいは露出制御等に利用することが可能である。
【００４３】
【発明が解決しようとする課題】
説明にあたり、本一眼レフカメラを３人の使用者（使用者Ａ、使用者Ｂ，使用者Ｃ）が共同で使用することとする。
【００４４】
上記従来例によると、使用者の観察状態すなわち周囲環境の明るさが変化するたび毎に、使用者は図１６のフローチャートに沿って説明した一連のキャリブレーション動作を行ったほうが、精度良く視線検出を行うことができることがわかる。
【００４５】
前述したように人間の眼球はある定点を注視していても、周囲の照度が変化すると、瞳孔径が変化し同時に眼球自体も回転する。図１１は従来例で示したキャリブレーション作業を５回行ったときの眼球回転角θｘと瞳孔径Ｒｐｐの関係図の一例である（使用者Ａのデータとする）。直線５１は焦点検出領域２０４のｘ座標ｘ＝ｘ１を注視したときに得られるデータ点列に最小二乗法を適用して求めた補正近似直線（式（１１）の一次関数と同等）であり、同じく直線５２は焦点検出領域２００のｘ座標ｘ＝ｘ２を注視したときに得られるデータ点列に最小二乗法を適用して求めた補正近似直線（式（１２）の一次関数と同等）である。この２本の直線が存在すれば、従来例で示したとおり、任意の瞳孔径Ｒｐｐに関して個人差補正係数ａｘ、ｂｘを求めることができる。
【００４６】
この瞳孔径一眼球回転角の関係は使用者によって異なるので、使用者毎に補正近似直線を求めないと使用者に適切な個人差補正係数は求めることはできない。例えば、図１１（ｂ）は使用者Ｂがキャリブレーション作業を５回行ったときに得られたデータ点列と補正近似直線であり、直線５３は焦点検出領域２０４のｘ座標ｘ＝ｘ１を注視したときに得られる補正近似直線であり、直線５３は焦点検出領域２００のｘ座標ｘ＝ｘ２を注視したときに得られる補正近似直線である。同様に図１１（ｃ）は使用者Ｃがキャリブレーション作業を５回行ったときに得られたデータ点列と補正近似直線であり、直線５５は焦点検出領域２０４のｘ座標ｘ＝ｘ１を注視したときに得られる補正近似直線であり、直線５６は焦点検出領域２００のｘ座標ｘ＝ｘ２を注視したときに得られる補正近似直線である。
【００４７】
これらの点列と補正近似直線は、使用者毎にＣＡＬ番号で管理され、例えば使用者Ａは図１１（ａ）の自らのデータをＣＡＬ−１に、使用者Ｂは図１１（ｂ）の自らのデータをＣＡＬ−２に、使用者Ｃは図１１（ｃ）に自らのデータをＣＡＬ−３に登録することにより、各々がカメラを使用するに先立ち、自分が登録を行ったＣＡＬ番号に設定することで、自分の補正データを用いて視線検出を行わせることができる。
【００４８】
従って、それぞれの点列と補正近似直線のペア（ｘ＝ｘ１注視時とｘ＝ｘ２注視時）がＣＡＬ番号によって管理されている限り、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）を図１２（ａ）のように同一座標軸上にまとめて管理してもよい。これは言い換えるとデータ点列がＣＡＬ番号によって図１２（ｂ）のように区別されて管理されているからだといえる（使用者Ａのデータ点列はｘ＝ｘ１注視時が黒塗り△ｘ＝ｘ２注視時が△、使用者Ｂのデータ点列はｘ＝ｘ１注視時が●ｘ＝ｘ２注視時が○、使用者Ａのデータ点列はｘ＝ｘ１注視時が■ｘ＝ｘ２注視時が□である）。
【００４９】
データ点列が区別されている以上、新たに入力されたキャリブレーションデータがどの使用者のものであるかがわかれば、そのデータを以前の同一の使用者のデータ点列に加えて、より精度の高い補正近似直線の生成が可能である。しかし、ＣＡＬ番号によるデータの管理を行うためには、従来例で示したように、使用者に予め自らのデータを登録する（もしくは登録した）番号に設定するための一定の手続き（複数の操作部材を一定順序で操作）を強いることになる。これはカメラを操作する上で煩雑なものであり、本来の撮影行為とは無関係なこの独立した行為を何度も使用者に強いることは、使用者に苦痛を与えてしまうという問題点があった。
【００５０】
（発明の目的）
本発明の目的は、使用者が強いられるキャリブレーション作業の煩わしい操作のうち、複数の操作部材を一定順序で操作を行わなければならない、使用者指定のためのＣＡＬ番号設定の手順を省くものであり、使用者がより簡易にキャリブレーション作業を行えるようにすることで、個人差補正係数を算出するための補正データを速やかに取得し、これを用いて最適な視線情報を検出することのできる視線検出機能付き光学機器およびカメラを提供することである。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
入力されたキャリブレーションデータが、複数存在する使用者のうち、どの使用者のデータであるかを自動的に判断するために、瞳孔径一眼球回転角座標空間上にプロットされる複数の補正データから、予め決められた個数α個を任意に抽出してつくられる組合せに近似直線をあてはめ、この近似直線の、データに対するあてはまりの目安であるｒ^２値が、閾値β以上であれば同一使用者の補正データの組合せであると判断して、複数の補正データを複数の組合せに振り分け、それぞれの組合せを管理番号で管理することで使用者を分類することとした。
【００５２】
ただし、この組合せ判断による使用者振り分けは、既定の初期データ点数ｎ_０個が蓄積された後に機能するものとし、それまでは直前に入力された補正データを使用者の暫定補正データとし、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた視線検出のモードとする。また、使用者振り分けが行われる直前に入力された補正データが、使用者振り分けによって生成される管理番号によって管理されたいずれかの組合せに属するときには、現在の使用者の補正データをその管理番号に設定して、瞳孔径と眼球回転角の関係を用いた精度の高い視線検出モードを実行することとし、いずれの組み合わせにも属さないときには、暫定補正データとして、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた視線検出のモードとする。
【００５３】
さらに、この使用者振り分けを実行した後に入力される補正データに対しては、管理番号によって管理された補正データの組合せに、この補正データを新たな要素として加えてつくられる近似直線が閾値β以上のｒ^２値を示すときにのみ、この補正データを新たな要素として組合せに加えることとし、この補正データを入力した使用者と対象の組合せの使用者を同一と判断する。またいずれの組合せに対しても、新たな要素として加えてつくられる近似直線が閾値β以上のｒ^２値を示さないときには、この補正データを使用者の暫定補正データとし、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた視線検出のモードとする。
【００５４】
以上の動作により、使用者が予め自らの設定番号を設定する必要なく、良好な視線検出を実行することを可能としている。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を一眼レフカメラに適用した場合の実施例を、図に従い詳細に説明する。
【００５６】
本一眼レフカメラの要部外略図は図１、上部概観図と背面図は図２（ａ）（ｂ）、ファインダ視野図は図３、モードダイヤル説明図は図４であり、従来例で説明した一眼レフカメラと同等である。
【００５７】
さらに図５は上記構成の一眼レフカメラに内蔵された要部電気回路図であり、図１と同じ部分は同一符号を付してある。カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵと記す）３００には、視線検出回路３０１，測光回路３０２，自動焦点検出回路３０３，信号入力回路３０４，ＬＣＤ駆動回路３０５，ＬＥＤ駆動回路３０６，ＩＲＥＤ駆動回路３０７，シャッタ制御回路３０８，モータ制御回路３０９、焦点調節回路３１０、絞り駆動回路３１１が接続されている。ＣＰＵ３００に付随したＥＥＰＲＯＭ３００ａ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。
【００５８】
前記視線検出回路３０１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ＣＰＵ３００に送信する。ラインセンサ６ａは、前述の図３に示すファインダ視野内の７つの焦点検出領域２００〜２０６に対応した７組のラインセンサＣＣＤ−Ｌ２，ＣＣＤ−Ｌ１，ＣＣＤ−Ｃ，ＣＣＤ−Ｒ１，ＣＣＤ−Ｒ２，ＣＣＤ−Ｕ，ＣＣＤ−Ｄから構成される公知のＣＣＤラインセンサである。前記自動焦点検出回路３０３は、上記のラインセンサ６ａから得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ３００に送る。
【００５９】
レリーズＳＷ１はレリーズ釦１８の第１ストロークでオンし、測光，ＡＦ，視線検出動作等を開始させる為のスイッチであり、レリーズＳＷ２はレリーズ釦１８の第２ストロークでオンするレリーズスイッチある。
【００６０】
電子ダイヤルは、回転によって使用者が所定の設定を入力するためのスイッチで、アップダウンカウンタを介して回転量が信号入力回路に伝達される。
【００６１】
ＬＣＤ駆動回路３０５はＬＣＤ１９等を表示駆動させ、ＬＥＤ駆動回路３０６はスーパーインポーズ用ＬＥＤ１５等を点灯／点滅制御する。ＩＲＥＤ駆動回路３０７は、赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ１〜６）１３ａ〜１３ｆを状況に応じて選択的に点灯させる。
【００６２】
上記構成における一眼レフカメラ動作について図６のフローチャートにより説明する。このフローチャートは、モードダイヤル２１をロックポジションである２１ａから撮影モードである２１ｂもしくは２１ｃのモードに視標を合わせることによりスタートする（Ｓ０１）。
【００６３】
ステップＳ０２において、使用者は直ちに撮影に入りたい場合は、スキップ釦２３を押下する。スキップ釦２３が押下られた場合には、ステップＳ１０３に移行する。ここで前回使用時におけるキャリブレーション設定が有効である場合には、その設定に格納された個人差補正係数を用いた視線検出が、撮影モードにおいて実行される（Ｓ０４，Ｓ０５）。
【００６４】
ステップＳ０３において、有効なキャリブレーションデータが存在せず、キャリブレーション設定がなされていない場合には、視線検出ルーチンは無効化され（Ｓ０６）、以後の撮影モードは使用者の視線とは無関係に実行される（Ｓ０７）。
【００６５】
ステップＳ０２において、一定時間の間にスキップ釦２３が押下られなかった場合、一連のデータ取得に移行する。まず最初に図３の焦点検出領域のうち右端に位置する焦点検出領域２０４がスーパーインポーズによって点滅する（Ｓ０８）ので、使用者はこの点を注視した状態で（Ｓ０９）レリーズ釦１８を押下げる（Ｓ１０）。レリーズ釦１８の押下と同時にステップＳ１１においてカメラは複数回の視線検出を実行し、右端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角等が取得される。続いて、ステップＳ１２において焦点検出領域２０４を消灯し、それと同時に左端の焦点検出領域２００が点滅を開始する。使用者は点滅している焦点検出領域２００を注視し（Ｓ１３）、レリーズ釦１８を押下げる（Ｓ１４）ことによって視線検出を実行させる（Ｓ１５）。右端の焦点検出領域と同様に複数回の視線検出が実行され、左端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角等が取得される。
【００６６】
以上ステップＳ０８からステップＳ１５までの動作により左右焦点検出領域に対応するｘ方向の眼球回転角が取得される。ｘ方向のキャリブレーションに引き続き、縦方向であるｙ方向のキャリブレーションも同様に行われる。
【００６７】
ステップＳ１６において、図３の焦点検出領域のうち上端に位置する焦点検出領域２０５がスーパーインポーズによって点滅する。点滅を開始した焦点検出領域を使用者が注視した状態で（Ｓ１７）、レリーズ釦１８を押下げると（Ｓ１８）、カメラは複数回視線検出を実行し（Ｓ１９）、上端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角等が取得される。続いて、ステップＳ２０において焦点検出領域２０５を消灯し、それと同時に下端の焦点検出領域２０６が点滅を開始する。使用者は点滅している焦点検出領域２０６を注視し（Ｓ２１）、レリーズ釦１８を押下げる（Ｓ２２）ことによって視線検出を実行させる（Ｓ２３）。上端の焦点検出領域と同様に複数回の視線検出が実行され、下端焦点検出領域に対する使用者の眼球回転角等が取得される。以上ステップＳ１６からステップＳ２３までの動作により、上下焦点検出領域に対応するｙ方向眼球回転角が取得される。
【００６８】
ステップＳ２４では、取得された眼球回転角が適正かどうかの判定を行う。判定は視線検出サブルーチンからの返数である眼球回転角と、同時に取得される瞳孔径の信頼性を算出して行われる。すなわち視線検出サブルーチンにて検出された眼球回転角および瞳孔径の信頼性がない場合は、算出された視線のキャリブレーションデータも信頼性がないと判定する。また、視線検出サブルーチンにて検出された眼球回転角および瞳孔径の信頼性がある場合、算出された視線のキャリブレーションデータが一般的な個人差の範囲に入っていれば適正と判定し、一方算出された視線のキャリブレーションデータが一般的な個人差の範囲から大きく逸脱していれば算出された視線のキャリブレーションデータは不適正と判定する。
【００６９】
算出された視線のキャリブレーションデータが不適正と判定されると、ステップＳ２５に進み、焦点検出領域２００，２０４，２０５，２０６の４箇所を点滅させ、同時に図示されていない発音体を用いて電子音を所定時間鳴らし、ＬＣＤ１９に「ＣＡＬ」表示を点滅させて、キャリブレーションによるデータ取得に失敗したことを使用者に知らしめる。
【００７０】
続いてステップＳ２６に移行し、ステップＳ０２において、スキップ釦２３を押下られた場合のルーチンである、ステップＳ０３からステップＳ０７の動作と同様の動作が行われる。すなわち、ステップＳ２６において、前回使用時におけるキャリブレーション設定が有効である場合には、その設定に格納された個人差補正係数を用いた視線検出が、撮影モードにおいて実行される（Ｓ２７，Ｓ２８）。ステップＳ２６において、有効なキャリブレーションデータが存在せず、キャリブレーション設定がなされていない場合には、視線検出ルーチンは無効化され（Ｓ２９）、以後の撮影モードは使用者の視線とは無関係に実行される（Ｓ３０）。
【００７１】
ステップＳ２４において、算出された視線キャリブレーションデータが適正と判定されると、ステップＳ３１に移行し、焦点検出領域２００，２０４，２０５，２０６を一定時間点灯させ、同時に発音体を用いて失敗時とは異なる音色にて電子音を所定時間鳴らして、キャリブレーションデータの取得に成功したことを、使用者に知らしめる。続いて得られたキャリブレーションデータの検証をステップＳ３２にて行う。
【００７２】
このサブルーチンであるキャリブレーションデータの検証方法は、本提案の主要部であるためここで詳細に説明する。説明にあたり、本一眼レフカメラを３人の使用者（使用者Ａ、使用者Ｂ，使用者Ｃ）が共同で使用することとする。使用者Ａ、使用者Ｂ、使用者Ｃがキャリブレーション作業を５回ずつ行ったときの眼球回転角θｘと瞳孔径Ｒｐｐの関係は、従来例および解決しようとする課題で示したように、ＣＡＬ番号で管理されている場合には図１２（ｂ）のようになり、データ点列は区別される。しかし、本実施例のように、使用者が予め自らのＣＡＬ番号を設定しない場合、つまりデータ点列がＣＡＬ番号によって管理されない場合には、入力されるキャリブレーションデータは、図１３に示すように、使用者毎に区別されることなく一様に格納される。
【００７３】
そこで図１３のように一様な点列を図１２（ｂ）のように使用者毎のデータに分離する方法を提案する。
【００７４】
簡単のため図１４に示すように使用者Ａ、使用者Ｂ，使用者Ｃがｘ＝ｘ１を注視したときに得られたデータのみを対象とする。
【００７５】
入力された全データ点数をｎ、ある任意の点数をα（α＜ｎ）とする。ｎ個から選ばれたα個でつくる近似直線を考える。この近似直線でｒ^２値（決定係数）がβ（βはｒ^２値に関する閾値）以上のもののみを抽出し、この近似直線を求めたい補正直線とみなす。
【００７６】
ｒ^２値とは周知のとおり、独立変数（説明変数）ｘ（本実施例の場合、瞳孔径Ｒｐｐ）が従属変数（被説明変数）ｙ（本実施例の場合、ｘ軸眼球回転角θｘ）を決定する強弱の度合いを表しており、近似直線関係のあてはまりの良さの目安である。ｙ_ｉを観測データｙ座標、
【外１】

【００７７】
【数１】

【００７８】
で定義される。従ってｙ_ｉが
【外２】

【００７９】
に近づけば近づくほどｒ^２値は１に近づくのである。すなわち得られた近似直線のあてはまりが良ければ、ｒ^２値は１に近づく。
【００８０】
図１４の場合は、ｎ＝１５であり、αを例えばα＝５とする。この１５点から任意に５点を選んでつくられる近似直線を考える。図１５（ａ）のように５点を選択した場合（○で囲んだ点を選択したとする）には、それぞれの点が直線から大きく離れているために、ｒ^２値は小さく算出される。図１５（ｂ）のように５点を選択した場合（同じく○で囲んだ点を選択したとする）には、近似直線へのあてはまりは良好で、ｒ^２値は１に近い値を示す。
【００８１】
全データｎ点より任意にα点を選ぶ組合せは_ｎＣ_αであり、ｎ＝１５、α＝５の場合、すべての組合せは_５Ｃ_５＝３００３通り存在する。これら全ての組合せに対して近似直線を求め、それぞれのど値を算出する。ここでｒ^２値がβより大きな値を示した組合わせのみ抽出すれば、抽出された組合せの中に、使用者Ａ、使用者Ｂ、使用者Ｃの入力データの組合せも含まれるものと考えられる。さらに、ある組合せと別の組合せにおいて同じ点データを共有する場合には、ｒ^２値の小さな組合せを排除したり、類似直線の存在する組合せのほうを排除したりすることで、所望の組合せ以外の組合せを除外することができる。こうして残った組合せの直線群を、複数の使用者の補正近似直線として保持するものとする。ただし、この使用者データ振り分け手法は、既定の初期データ点数が必要であり、ｎ_０個のデータ（ｎ_０＞α）がキャリブレーションによって蓄積されたときに、はじめて作用するものとする。
【００８２】
さて、ここで図６のフローチャートのステップＳ３２に戻る。ここでは得られたキャリブレーションデータの検証を行う。
【００８３】
まず、このフローによって得られたキャリブレーションデータを加えても、カメラに蓄積されたキャリブレーションデータが初期データ点数ｎ_ｏ個に満たない場合には、瞳孔径Ｒｐｐとｘ方向眼球回転角θｘおよびｙ方向眼球回転角θｙとの関係式は算出されず、ステップＳ３３において、使用者データは存在しないものとして、ステップＳ３４に移行する。ステップＳ３４では、このフローによって得られたキャリブレーションデータを格納し、初期データ点数ｎ_ｏ個になるまで蓄積する。そして、今回の撮影においてのみ有効な暫定ＣＡＬ番号に設定を変更し（Ｓ３５）、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた、つまり周辺照度の影響を考慮しない視線検出のモードにセットして（Ｓ３６）、公知の撮影モードに移行する（Ｓ３７）。
【００８４】
次にステップＳ３２において、このフローによって得られたキャリブレーションデータを加えると、初期データ点数ｎ_ｏ個に到達する場合、前述の使用者データ振り分け手法によって、複数の補正近似直線群を生成する。生成した補正近似直線毎にＣＡＬ番号を与え、その近似直線に属するデータ点列を管理する。
【００８５】
ただし、キャリブレーションデータは、複数の使用者が均等に入力するものではなく、特定の使用者が数多く入力することもあるので、生成した近似直線群のうち、類似する直線群は１つに統合して同一のＣＡＬ番号で管理するものとする。また同じ理由で、キャリブレーションの入力回数の少ない使用者のデータは、α個に達していないことも有り得るので、生成されたどの近似直線群にも属さない点データは、ある一定の期間、点データのままで保存されるものとする。
【００８６】
ステップＳ３３に移行し、このフローによって得られたキャリブレーションデータが、生成された補正近似直線群のいずれにも属さない場合には、合致する使用者データが存在しないものとして、ステップＳ３４に移行する。この場合は、キャリブレーションデータが初期データ点数ｎ_ｏ個に満たない場合と同様、キャリブレーションデータを格納し（Ｓ３４）、今回の撮影においてのみ有効な暫定ＣＡＬ番号に設定を変更し（Ｓ３５）、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた、つまり周辺照度の影響を考慮しない視線検出のモードにセットして（Ｓ３６）、公知の撮影モードに移行する（Ｓ３７）。
【００８７】
ステップＳ３３において、このフローによって得られたキャリブレーションデータが、生成されたいずれかの補正近似直線に属する場合には、ステップＳ３８に移行し、このキャリブレーションデータが属する近似直線を管理するＣＡＬ番号に設定を変更する。そして、このキャリブレーションデータを加えた補正近似直線を更新し．（Ｓ３９）、この更新された瞳孔径Ｒｐｐとｘ方向眼球回転角θｘおよびｙ方向眼球回転角θｙの関係を考慮した視線検出のモードにセットして（Ｓ４０）、公知の撮影モードに移行する（Ｓ４１）。
【００８８】
さらにステップＳ３２において、このフローによって得られたキャリブレーションデータを加える以前に、初期データ点数ｎ_０個以上のデータ数が揃っており、既に使用者データ振り分け手法によって複数の補正近似直線がＣＡＬ番号によって管理されている場合、ステップＳ３３において、新たに加わる今回のキャリブレーションデータが、既に存在するいずれかの補正近似直線に適用されるかを確認する。つまり、今回のキャリブレーションデータを、既に存在する補正近似直線を生成するキャリブレーションデータの組合せに加えて新たに補正近似直線をつくり直しても、ｒ^２値が閾値β以上を保つのであれば、その組合せの要素として今回のキャリブレーションデータを追加するのである。
【００８９】
このように、このフローによって得られた今回のキャリブレーションデータが既に存在するいずれかの補正近似直線に適用された場合、適用された補正近似直線を管理するＣＡＬ番号に設定を変更し（Ｓ３８）、今回のキャリブレーションデータを加えてつくり直した補正近似直線にデータを更新する（Ｓ３９）。この更新された瞳孔径Ｒｐｐとｘ方向眼球回転角θｘおよびｙ方向眼球回転角θｙの関係を考慮した視線検出のモードにセットして（Ｓ４０）、公知の撮影モードに移行する（Ｓ４１）。
【００９０】
ステップＳ３３において、新たに加わる今回のキャリブレーションデータが、既に存在する補正近似直線のいずれにも適用されない場合、これまでに蓄積されたキャリブレーションデータ群のうち、いずれの補正近似直線にも属していないキャリブレーションデータ群に今回のキャリブレーションデータを加えて、これらのデータ群のみで再度、使用者データ振り分け手法を実行する。ただし、組合せの要素の中には必ず今回のキャリブレーションデータを含むものとし、生成される直線も一本であるものとする。このような補正近似直線が生成されれば、新たにＣＡＬ番号を与えることによってこの補正近似直線を管理し、ステップＳ３８でこの新しいＣＡＬ番号に設定を変更し、そして補正近似直線を更新し（Ｓ３９）、この更新された瞳孔径Ｒｐｐとｘ方向眼球回転角θｘおよびｙ方向眼球回転角θｙの関係を考慮した視線検出のモードにセットして（Ｓ４０）、公知の撮影モードに移行する（Ｓ４１）。
【００９１】
また、ステップＳ３３において、新たに加わる今回のキャリブレーションデータが既に存在する、補正近似直線のいずれにも適用されず、さらに、いずれの補正近似直線にも属さないキャリブレーションデータ群との組合せにおいても新たに補正近似直線を生成しない場合には、合致する使用者データが存在しないものとして、ステップＳ３４に移行する。この場合は、キャリブレーションデータが初期データ点数ｎ_０個に満たない場合と同様、キャリブレーションデータを格納し（Ｓ３４）、今回の撮影においてのみ有効な暫定ＣＡＬ番号に設定を変更し（Ｓ３５）、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた、つまり周辺照度の影響を考慮しない視線検出のモードにセットして（Ｓ３６）、公知の撮影モードに移行する（Ｓ３７）。
【００９２】
なお、ステップＳ０３およびステップＳ２６において、前回使用時におけるキャリブレーション設定が有効であるかの判定を行っているが、これは以前の使用時にステップＳ３８によってＣＡＬ番号設定変更が一度でも行われているかの確認である。つまり特定のＣＡＬ番号によって管理された補正近似直線が選択された状態になっているかどうかの判定であると言える。
【００９３】
以上が本実施例における形態と構成であり、かつ本発明との対応関係である。本発明はこれらの形態と構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能が達成できる構成であれば、どのようなものであってもよい。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項４記載の本発明によれば、複数の使用者が任意の回数入力するキャリブレーションデータである、瞳孔径一眼球回転角のプロットデータを、特定の個数を任意に抽出した組合せに近似直線をあてはめ、ｒ^２値を算出することで、プロットデータを複数のグループに振り分けることが可能となり、自動的に複数の使用者のデータとして管理することができるようになる。
【００９５】
また、請求項２記載の本発明によると、請求項１において、振り分けを行うだけのデータ点数が蓄積されていない場合には、直前のプロットデータを現在の使用者の補正データとして使用しているが、使用者の周辺照度等によって変化する瞳孔径の影響は無視するようにしている。
【００９６】
請求項３、請求項５および請求項６の本発明によると、請求項１において、振り分けを行うだけのデータ点数が初めて揃ったときに、振り分けを実行することを規定し、さらに直前に入力されたプロットデータが、振り分けによって生成されたグループに属するかどうかによって、使用者の瞳孔径を考慮した視線検出を行うかどうかを設定するようにしている。
【００９７】
さらに、請求項７、請求項８および請求項９記載の本発明によると、請求項１における振り分けを実行した後に入力されるプロットデータが、振り分けによって生成されたグループに属するかの判断を行い、属する場合には使用者の瞳孔径を考慮した視線検出を行うようにし、さらに該プロットデータが、それまでに蓄積されたいずれのグループにも属さないプロットデータとグループを生成できるかの検証を行い、新たなグループが生成された場合には、同様に使用者の瞳孔径を考慮した視線検出を行うようにし、いずれの場合でもない場合には、使用者の周辺照度等によって変化する瞳孔径の影響は無視するようにしている。
【００９８】
請求項１０記載による本発明によると、請求項１から請求項９記載の本発明をカメラに搭載することで、公知のカメラ動作において、使用者の視線情報をＡＦ制御や露出制御等に利用可能となる。
【００９９】
以上説明したように、本発明によれば、使用者が強いられるキャリブレーション作業の煩わしい操作のうち、複数操作部材を一定の順序で操作を行わなければならない使用者指定のためのＣＡＬ番号設定手順を、入力されたキャリブレーションデータの検証によって自動的に使用者毎の複数の個人差補正近似直線を生成し、複数の使用者の中から現在の使用者を特定する手法を用いることによって省くことが可能となった。これにより、使用者の視線特性に準じた良好な視線検出が、簡易なキャリブレーション作業によって実現されることになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を一眼レフカメラに適用したときの実施例の要部概略部。
【図２】図１の一眼レフカメラの要部外観図。
【図３】図１のファインダー視野図。
【図４】図２のモードダイヤルの説明図。
【図５】本発明実施例の電気回路の要部ブロック図。
【図６】本発明実施例の撮影動作フローチャート。
【図７】眼球像の要部概略図。
【図８】眼球像と抽出特徴点の説明図。
【図９】キャリブレーションのための視標図。
【図１０】視線と瞳孔径と周辺の明るさの関係を示す説明図。
【図１１】眼球回転角と瞳孔径の関係の個人差例。
【図１２】区別された複数使用者による眼球回転角と瞳孔径の入力データ。
【図１３】区別されない複数使用者による眼球回転角と瞳孔径の入力データ。
【図１４】特定位置注視時の入力データ。
【図１５】入力データに対する直線のあてはめ。
【図１６】従来のキャリブレーション動作のフローチャート。
【図１７】従来のキャリブレーション番号表示の説明図。
【符号の説明】
１　撮影レンズ
２　主ミラー
６　焦点検出装置
６ｆ　イメージセンサー
７　ピント板
１０　測光センサー
１１　接眼レンズ
１３　赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）
１４　イメージセンサー（ＣＣＤ−ＥＹＥ）
１５　スーパーインポーズ用ＬＥＤ
１７　眼球
１８　レリーズ釦
１９　モニター用ＬＣＤ
２０　電子ダイヤル
２１　モードダイヤル
２３　スキップ釦
２００〜２０６　焦点検出点マーク（キャリブレーション視標）
３００　ＣＰＵ
３０１　視線検出回路
３０３　焦点検出回路
３０４　信号入力回路
３０５　ＬＣＤ駆動回路
３０６　ＬＥＤ駆動回路
３０７　ＩＲＥＤ駆動回路
３１０　焦点調節回路

Claims

使用者の眼球像から、使用者の眼球回転角および瞳孔径を検出する検出手段と、該検出手段より得られた検出結果より眼球光軸を同定する眼球光軸同定手段と、眼球光軸と視線（視軸）のずれを補正する為の個人差に関する補正係数を記憶する補正係数記憶手段と、前記補正係数を用いて眼球光軸を補正し視線（視軸）を求める演算手段と、使用者が観察する観察画面上に任意の視認可能な視標を任意の座標に表示する表示手段とを有する視線検出機能付光学機器において、
前記補正係数を記憶する補正係数記憶手段は、複数の使用者が該視線検出機能付光学機器を使用することに対応するため複数の補正係数を記憶する機能を有し、
複数の使用者によって任意の順序および回数入力される、前記個人差補正係数を求めるための瞳孔径一眼球回転角座標空間上にプロットされる複数の補正データから、特定の個数を任意に抽出した組合せにおいて、該組合せの補正データに近似直線をあてはめ、該近似直線のｒ^２値が既定の閾値以上であれば、同一使用者の補正データの組合せであると判断する使用者振り分け手段を有することを特徴とした視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、瞳孔径一眼球回転角座標空間上に既定の初期データ点数が蓄積されていない場合には、直前に入力された補正データを使用者の暫定補正データとし、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた視線検出のモードに切り替える機能を有することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、瞳孔径一眼球回転角座標空間上に既定の初期データ点数が蓄積されたときにはじめて同一使用者の補正データの組合せを判断することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、同一使用者の補正データの組合せを判断すると、該補正データの組合せ毎に管理番号によって管理することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、同一使用者の補正データの組合せを判断すると、直前に入力された補正データが前記管理番号によって管理されたいずれかの組合せに属するときには、現在の使用者の補正データを該管理番号に設定し、瞳孔径と眼球回転角の関係を考慮した視線検出モードに切り替える機能を有することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、同一使用者の補正データの組合せを判断すると、直前に入力された補正データが前記管理番号によって管理されたいずれの組合せにも属さないときには、該補正データを使用者の暫定補正データとし、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた視線検出のモードに切り替える機能を有することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、同一使用者補正データの組合せ判断の後に入力された補正データに対しては、前記管理番号によって管理された補正データの組合せに、該補正データを新たな要素として加えてつくられる近似直線が前記閾値以上のｒ^２値を示すときにのみ、該補正データを新たな要素として該組合せに加えることとし、該補正データを入力した使用者と該組合せの使用者を同一と判断し、該組合せを管理する管理番号に設定し、瞳孔径と眼球回転角の関係を考慮した視線検出モードに切り替える機能を有することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、同一使用者補正データの組合せ判断の後に入力された補正データに対しては、前記管理番号によって管理された補正データの組合せに、該補正データを新たな要素として加えてつくられる近似直線が前記閾値以上のｒ^２値を示さないときには、該補正データの入力以前に入力され、前記管理番号のいずれによっても管理されていない、複数の補正データと組合せをつくり、該組合せにあてはめられる近似直線のｒ^２値が前記閾値以上を示すとき、該組合せを新たな管理番号で管理し、瞳孔径と眼球回転角の関係を考慮した視線検出モードに切り替える機能を有することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
前記使用者振り分け手段は、同一使用者補正データの組合せ判断の後に入力された補正データに対しては、前記管理番号によって管理された補正データの組合せに、該補正データを新たな要素として加えてつくられる近似直線が前記閾値以上のｒ^２値を示さず、さらに該補正データの入力以前に入力され、前記管理番号のいずれによっても管理されていない、複数の補正データと組合せても、あてはめる近似直線のど値が前記閾値以上を示さないとき、該補正データを使用者の暫定補正データとし、瞳孔径のパラメータを無視し眼球回転角のデータのみを用いた視線検出のモードに切り替える機能を有することを特徴とした請求項１の視線検出機能付光学機器。
請求項１から請求項８の視線検出機能付光学機器を備えたことを特徴とするカメラ。