JP2744419B2 - 視線検出手段を備えたカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は使用者の視線位置を検出
してカメラに情報を入力する視線検出手段を備えたカメ
ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラに入力する情報としては撮
影モード（自動露出の場合を例にとれば、シャッタース
ピード優先露出あるいは絞り優先露出等）やシャッター
スピード，絞り値等の制御値、又自動巻上機能付のカメ
ラであれば単写モードと連続撮影モード等の入力情報が
ある。これらの入力情報はカメラの外装部に配置された
ダイヤル，ボタン等によって入力されるのが普通で、情
報はダイヤル，ボタンの位置に直接表示指標を設けて情
報表示としたり、液晶パネルに集中したりしている。し
かしながら、外装部に表示を行うものはファインダーか
ら目を離して操作を行わなければならず、わずらわしい
場合がある。又ファインダー内に情報表示を有するもの
もあるがファインダーをのぞきながら手さぐりで入力部
材を操作するので習熟を要したし、又この操作部材が通
常、レリーズボタンとは異なる位置にありレリーズボタ
ンから指を離して操作するのでシャッターチャンスを逃
す欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、時事刻
々変化する撮影状況の中で使用者は適切な情報をカメラ
に入力する必要が生じる。しかしながら、カメラに情報
を入力するためのダイヤルやボタンではカメラの操作を
複雑にするばかりか、撮影に集中することができないと
いう問題点を生じてしまう。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載し
た発明は、設定された条件で撮影動作を行う撮影手段
と、撮影可能な像が表示できる第１の表示領域と前記撮
影動作に関する情報を表示する第２の表示領域とを有す
るファインダーと、前記第１の表示領域内に設けられる
複数の焦点検出領域に対して焦点検出することのできる
焦点検出手段と、前記ファインダーを覗いている使用者
の視線を検出する視線検出手段と、前記使用者が操作可
能な操作部材と、前記操作部材が操作されたときの視線
検出結果が前記第１の表示領域内にあるときには、前記
視線検出結果に基づいて前記複数の焦点検出領域から１
つの焦点検出領域を選択する選択手段と、前記操作部材
が操作されたときの視線検出結果が前記第２の表示領域
内にあるときには、前記視線検出結果に基づいて前記撮
影動作に関する情報の内容を変更する変更手段とを有す
ることを特徴とする。本願の請求項２に記載した発明
は、請求項１において、前記撮影手段は複数の撮影モー
ドを有し、前記変更手段によって前記複数の撮影モード
の中から１つを選択することを特徴とする。本願の請求
項３に記載した発明は、使用者の視線を検出する視線検
出手段と、設定された条件で撮影動作を行う撮影手段
と、撮影可能な像を観察することができるファインダー
と、前記ファインダー内に撮影条件を表示する表示部
と、前記表示部の近傍に位置する指標と、前記視線検出
手段で検出した視線が前記指標にあるときには前記表示
部に表示されている前記撮影条件の内容を変更する変更
手段とを有することを特徴とする。本願の請求項４に記
載した発明は、設定された条件で撮影動作を行う撮影手
段と、少なくとも撮影可能な被写体を観察することので
きるファインダーと、前記ファインダーを覗いている使
用者の視線を検出する視線検出手段と、前記ファインダ
ー内に設定される第１の視線検出領域および第２の視線
検出領域と、複数の焦点検出領域に対して焦点検出する
ことのできる焦点検出手段と、前記使用者が操作可能な
操作部材と、前記操作部材が操作されたときの視線検出
結果が前記第１の視線検出領域内にあるときには、前記
視線検出結果に基づいて前記複数の焦点検出領域から１
つの焦点検出領域を選択する選択手段と、前記操作部材
が操作されたときの視線検出結果が前記第２の視線検出
領域内にあるときには、前記視線検出結果に基づいて前
記撮影動作に関する情報の内容を変更する変更手段とを
有することを特徴とする。本願の請求項５に記載した発
明は、設定された条件で撮影動作を行う撮影手段と、視
野枠内には撮影可能な被写体を観察することのでき、前
記視野枠外には前記撮影動作に関する情報が表示される
とファインダーと、前記ファインダーを覗いている使用
者の視線を検出する視線検出手段と、複数の焦点検出領
域に対して焦点検出することのできる焦点検出手段と、
前記使用者が操作可能な操作部材と、前記操作部材が操
作されたときの視線検出結果が前記視野枠内にあるとき
には、前記視線検出結果が前記視線検出手段の出力に基
づいて前記複数の焦点検出領域から１つの焦点検出領域
を選択する選択手段と、前記操作部材が操作されたとき
の視線検出結果が前記視野枠外にあるときには、前記視
線検出結果に基づいて前記撮影動作に関する情報の内容
を変更する変更手段とを有することを特徴とする。

【０００５】

【実施例】図１は本発明のファインダー内部の表示状態
を示すものである。

【０００６】３００は視野枠で被写界を区画しており、
その外側上部には簡略化された表示で露出モード表示を
配置してある。すなわち２０１の表示はマニュアル撮影
を意味し、この撮影状態を選んだ場合シャッタースピー
ドと絞り値を撮影者が入力して露出を決定する。２０２
はシャッター優先自動露出モードを意味し、シャッター
スピードを撮影者が入力すると回路で演算して絞り値を
決定する。２０３は絞り優先自動露出モードを意味し、
絞り値を入力するとシャッタースピードが決定される。
２０４はプログラム露出モードを意味し、外光の明るさ
に応じてシャッタースピードと絞り値の組合せがプログ
ラムに従って決定される。

【０００７】２０５は露出補正モードを意味し、被写体
の色、反射率等を加味して露出補正を行う際に使用す
る。２０６〜２０８は測距位置を表示する測距マークで
あり、例えば図４に示す自動焦点検出光学系に対応して
いる。この系については後で説明する。３０１〜３０３
は測光範囲表示で、独立に作動する測光光学系がこの範
囲を測定しているものである。２０９はシャッタースピ
ード表示、２１０は絞り値表示である。２１１はカウン
トアップ入力表示であり、例えばシャッタースピードを
早くする時に使う。２１２はカウントダウン入力表示
で、同様にシャッタースピードを遅くする時等に使う。
３０４は視線の位置を表示するマークである。

【０００８】図２は回路構成ブロック図で、マイクロコ
ンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）である２１３には
視線検出装置の回路２１４、測光回路２１５、自動焦点
調節（ＡＦ）回路２１６、信号入力回路２１７、シャッ
ター開放の為のレリーズ回路２１８、表示回路２１９が
接続されている。スイッチＳＷ₁ ，ＳＷ₂ はレリーズボ
タンＢの押込みで順次オンする。

【０００９】次に図３以降を使って視線を検出する一実
施例を説明する。尚、本発明は一眼レフレックスカメラ
の他、撮影光路とファインダー光路が別設されたカメラ
にも適用可能である。

【００１０】図３で、１は対物レンズで、便宜上、１枚
レンズで示したが、実際は多数枚のレンズから構成され
ていることは周知の通りである。２は主ミラーで観察状
態と撮影状態に応じて撮影光路へ斜設されあるいは退去
される。３はサブミラーで、主ミラー２を透過した光束
を図示しないカメラ・ボディの下方へ向けて反射させ
る。４ａはシャッター、４ｂは対物レンズ１内に配され
た絞り、４ｃはフォーカシングのために対物レンズ１を
光軸方向へ移動させる駆動機構である。

【００１１】５は感光部材で、銀塩フィルムあるいはＣ
ＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像素子あるいはビテイコン等
の撮像管である。

【００１２】６ａは焦点検出装置で、例えば図４に描く
様に、フィールドレンズ２０、多孔視野マスク２１、正
レンズを２枚並設した２次結像レンズ２２、そして光電
素子列の対が複数配列された受光デバイスが配される。
図１ではフィールドレンズはサブミラー３に近い、対物
レンズ１の予定結像位置に設けられている。この構成の
詳しい説明は本願出願人による特願昭６２−３１５４９
０号公報に述べられているが、まず多孔視野マスク２１
のスリット２１ａ，２１ｂ，２１ｃは夫々測距視野を決
定する。２次結像レンズ２２は、例えばスリット２１ａ
で画定された被写界像の一部を略光電素子列の対２３ａ
と２３ｂ上に再結像する。またスリット２１ｂあるいは
スリット２１ｃで画定された部分は略光電素子列の対２
３ｃと２３ｄ又は２３ｅと２１ｆ上に再結像される。光
電素子列の各対の受光情報は電気信号として読み出さ
れ、相関演算が施されて、各スリットで決定された測距
視野内の被写体に対する対物レンズの焦点調節状態を表
わす値が算出される。尚、特開昭６２−１８３１４号公
報に開示されている様な方法を利用し、通常より長い光
電素子列の対を用いてこれら光電素子列を電気的に分割
し、対応する分割領域同志に相当する信号を使って相関
演算を施すものであっても良い。

【００１３】以上により６ａの焦点検出装置は撮影視野
の複数の位置に対して焦点検出が可能となる。

【００１４】次に６ｂは露出値検出ユニットで、結像レ
ンズと分割測光が可能な受光器を具える。結像レンズは
ペンタ・ダハプリズム８内の反射光路を介して対ぶるレ
ンズ１の予定結像面に配されたピント板７と受光器を共
役に関係付けている。受光器の受光面は例えば図５の様
に分割されており、各分割された領域ごとに測光できる
ものとする。受光器の出力はマイクロコンピュータｍｃ
に入力されて、複数個の中心点を中心とした測光感度分
布を持つ様に重み付けを変更できるものとする。ＬＤは
例えば液晶表示板で、図１の諸表示マークを表示する。

【００１５】次にファインダー光路変更用のペンタ・ダ
ハプリズム８の射出面後方には接眼レンズ９が配され、
観察者眼１５によるピント板７の観察に使用される。１
０は光分割器で、例えば赤外光を反射するダイクロイッ
クミラーを使用し、ここでは接眼レンズ９中に設けられ
る。１１は集光レンズ、１２はハーフミラーの様な光分
割器、１３はＬＥＤの様な照明光源で、好ましくは赤外
光（および近赤外光）を発光する。赤外照明光源１３を
発した光束は集光レンズ１１及び接眼レンズ９の後面
（観察者側面）のパワーで例えば平行光としてファイン
ダー光路に沿って射出する。１４は光電変換器で、詳し
い構成は後述するが、観察者が接眼レンズ９を適正に覗
いた時に接眼レンズ９の後面と集光レンズ１１に関して
観察者眼の前眼部、詳しくは瞳孔近傍と共役に配置す
る。即ち、ファインダー光学系（８，９）のアポイント
近傍と光電変換器１４を共役に配置するのが一法であっ
て、結像倍率は１以下が好ましい。

【００１６】以上の構成で、対物レンズ１を通過した結
像光束は部分透過、主ミラー２に於て、ファインダー光
束と焦点検出光束とに分割される。焦点検出束は、主ミ
ラー２を透過した後、サブミラー３により反射され、焦
点検出装置６に入射する。焦点検出装置６はたとえば図
１に示す横方向に３点の焦点検出点２０６，２０７，２
０８を持つ。撮影時には主ミラー２は上へはね上げられ
サブミラー３は、主ミラー上に積層して折りたたまれ、
シャッター羽根４が開閉されることによりフィルム５が
所定時間露光する。

【００１７】一方、ファインダー光束はピント板７を経
て、ペンタ・ダハプリズム８に入射する。但しピント板
と一体あるいは別体のフレネルレンズ等が形成されてい
る。光束は視度調接眼レンズ９によりピント板７上の被
写体像を、拡大投影しつつ観察者眼１５に入射する。

【００１８】人眼の構造は、角膜面１６ａ，角膜後面１
６ｂ，水晶体前面１８ａ，水晶体後面１８ｂを接合面も
しくは界面とした接合レンズと見ることができ、虹彩１
７は水晶体前面付近にある。図６に人眼の標準的形状
と、各部の屈折率を図示した。またこれを模型眼とした
一例が図５である。尚、視軸の方向と注視点の方向とは
若干異なるのが普通である。これは最初の補正値を入力
しておけば済むことなので、以下便宜上、視軸の方向を
視線の方向として記述する。

【００１９】視線検出系の光路は次の通りである。赤外
照明源１３を発した照明光はハーフミラー１２を経て、
レンズ１１によりある程度コリメートされ、ミラー１０
で反射を受けてファインダー光路に入射する。光分割器
１０が被写体から来る可視域のファインダー光を透過
し、赤外領域の照明光は反射するダイクロイックミラー
であることが、ファインダーの明るさの点からも視線検
出系の照明効率の点からも望ましい。ただし十分輝度の
高い赤外光源を用いるならば、照明効率が低下すること
を見込んで設計し、ＮＤハーフミラーで代用することは
可能である。ファインダー光路に導入された赤外照明光
は接眼レンズ９の後面を通過して観察者眼球を照明す
る。観察者眼の位置が変動しても、照明条件が維持され
る様、照明光は眼球入射時において略平行拘束するのが
一法である。これは先のレンズ１１のパワーと、接眼レ
ンズ９の後面のパワーの全体で実現される様、各部のパ
ワー配置を調整することで実現できる。人眼の各界面に
おける屈折率変化は、図６に示した通りであるので照明
先は屈折率変化の大小に応じ角膜前面、水晶体前面及び
後面、角膜後面の順の強さで反射される。また平行光束
を入射したときの各界面の反射像の位置は、眼球前方か
ら見ると図７の様になることが近軸追跡の結果理解され
る。これらの像はプルキンエ像と称され、角膜前面から
順に番号を付してプルキンエ第１像、第２像等という。
図７から明らかな様に第３像を除き、３個のプルキンエ
像は、第３面、即ち水晶体前面の直後に集中しており、
また先の屈折率の変化の考察から第１像、第４像、第２
像の順に強い反射像である。これらの像を形成する照明
光は赤外波長域であるため、目には感じることがなく、
ファインダー像観察に支障は生じない。このためには照
明光波長は７００ｎｍより長いことが望ましく、更に７
５０ｎｍ以上であれば個人差の別なく人眼は感知しな
い。

【００２０】観察者眼による反射光は逆の経路をたど
り、ミラー１０、レンズ１１を経てハーフミラー１２に
より反射され光電変換器１４にて受光される。反射光が
ファインダー光路から分離され、光電変換器に受光され
るまでの光路中に可視カット、赤外透過フィルターが挿
入されていることが望ましい。ファインダー像可視光に
よる角膜反射をカットし、光信号として意味のある赤外
照明光の反射のみを光電変換するためである。光電面は
レンズ１１と接眼レンズ９後面の全パワーで、観察者眼
の水晶体前面付近すなわち瞳孔付近が結像される様な位
置に置かれている。これにより、プルキンエの第１、第
２、第４像が結像された状態で受光され、反射光量とし
ては必ずしも弱くない、第３像はデフォーカスして光が
拡散しているため、あまり光電変換信号に寄与しない。

【００２１】本実施例視線検出装置の部分の動作原理を
以下に説明する。図３装置で、赤外照明光源１３を点光
源とし、ピント板７上、画面中央の位置、すなわち図１
（１）の２０７の位置と光学的に等価な地点から発光す
るように照明点光源１３の位置を調整しておく、この場
合観察眼球の光軸が、両面中央を通るならば眼球光軸の
延長線上に照明光源があるわけであるから、各プルキン
エ像は眼球光軸上に一直線に点線となって並ぶ。眼球瞳
孔付近を前方から見た様子は図８（ａ）の様になる。図
で４１は虹彩、４２は瞳孔、４３は重なったプルキンエ
像である。明るく照明された虹彩は環状に観察され、暗
い円形の瞳孔４２の中央に各面のプルキンエ像が重なっ
た明るいスポットが一点観察される。一方、眼球が回転
しており左右どちらか片寄った方向に視軸が向いている
と、照明光は眼球光軸と斜めに入射するので、各プルキ
ンエ像は瞳孔中心から偏心した位置に移動し、かつ移動
の方向、量が反射面ごとに異なるので複数個のプルキン
エ像４３、４４等が前方から見て認められる。図８
（ｂ）がこの状態に対応する。観察者眼の光軸が画面中
央からさらに離れた位置を見れば、同図８（ｃ）の様に
その傾向は一層強まり、また観察者眼が逆方向を見れば
プルキンエ像の移動方向も反転する。これらの動きをま
とめて図９にグラフ化した。観察者眼の回転角に対し、
瞳孔付近で強い反射像となる第１、第４プルキンエ像の
移動量を示してある。これらプルキンエ像の動きを光電
的にとらえれば、視線の方向を検出することができる。

【００２２】上記の視線検出方法に於けるポイントは眼
球の平行移動への対処である。一般にカメラのファイン
ダー系は観察者の瞳孔が接眼レンズ開口位置に対し一定
の許容領域内に存在すれば画面全体を見渡せる様に設計
される。実際、この許容範囲が狭いと、カメラと瞳孔の
位置関係を正確に保持しなくてはならず極めて使い難い
カメラになることが知らせている。しかし視線検出装置
を基準にして見ると、この許容範囲内で瞳孔の位置、従
ってプルキンエ像の位置が変動しうることを意味してお
り、これを補償する必要がある。その方法は、ひと通り
ではないが、光学的な見地から実現しやすいものとし
て、以下の手法が考えられる。

【００２３】瞳孔中心の位置を常時検出し、瞳孔中心
に対するプルキンエ像の相対変位を視線検出量に変換す
る。この方法は、最も直接的でやりやすいが、瞳孔の縁
（つまり虹彩との境界）を確実に把えなくてはならない
ので、光電変換素子の見る範囲は広く必要となる。 ２個以上のプルキンエ像の相対的変位を計測する。

【００２４】この場合対象としては第１像と第４像の組
み合せが検出しやすい。像の形成位置が近く同一像面で
計測出来るし、比較的反射像が強いからである。

【００２５】いずれの手法を用いるにしても、観察者が
ピント板上で見る位置を変更することに要する眼球回転
量は高々±１０°〜１５°程度であり、これによるプル
キンエ像の変位は高々±１ｍｍ内外であるのに対し、眼
球とカメラとの相対的平行移動量はその数倍の大きさで
許容されるので、単純な差道センサーでは視線の動きは
追えない場合がある。これに対し各数個の光電素子を集
積して成る光電素子列により、観察者眼の瞳孔付近に於
ける光量分布を測定し、数値的に解析することで眼球の
位置や瞳孔径に影響されない優れた視線検出装置が構成
される。

【００２６】図３に図示した用途では横方向の視線移動
のみ検出すれば良いので、一次元の光電素子列を用いた
単純な構成を以下に示す。図１０はその方法を説明する
ためのもので、縦方向の検出能力を無視した結果、図の
様な縦長形状の即ち縦幅が横幅の数倍以上の光電変換素
子を配列したものとなり、眼球の縦方向の平行移動もし
くは回転に対し、ほとんど不感となる。但し、光電素子
の列の前に円柱レンズを接着して類似の効果を得ること
もできる。

【００２７】図１０に於て、瞳孔６１内にて光るプルキ
ンエの第１像６２と、プルキンエ第４像６３を一次元の
光電素子列６４（光電変換器１４）で受光すると図１０
（ｂ）の様な光電出力が得られる。両側の高い出力値は
虹彩を表現するものである。暗い瞳孔部の中にはプルキ
ンエ第１像、第４像に各々対応した信号６５，６６が得
られる。

【００２８】瞳孔中心はエッジ部６７，６８の位置情報
から得られる。最も簡単にはエッジ部に於て、虹彩部平
均の半値に近い出力を生ずる画素番号をｉ₁ ，ｉ₂ とす
る瞳孔中心の位置座標は ｉ₀ ＝（ｉ₁ ＋ｉ₂ ）／２ で与えられる。プルキンエ第１像の位置は、瞳孔暗部に
於て局部的に現われる最大のピークから求められるの
で、この位置と先の瞳孔中心との相対位置関係により、
眼球の回転状況、従って、視線の方向を図９グラフの関
係から知ることが出来る。この場合、図９の解釈は瞳孔
中心がプルキンエ像移動量の原点をなるものと考えれば
良い。原点をカメラに固定したものと考えるとほとんど
眼球の平行移動しか求められない。プルキンエ第４像は
瞳孔暗部の第２のピークとして求められ、この位置と先
の第１像の位置を用いて演算しても良い。このときは瞳
孔中心の位置は必ずしも知る必要はない。ただし、プル
キンエ第１像と第４像とは強度が１０倍以上に異なるの
で比較的ダイナミックレンジの高い光電素子列を要す
る。

【００２９】図１０により明らかな様に素子の配列方向
と直交する方向には不感であるが、あまり配列方向と直
交する方向に縦長の光電素子で構成すると瞳の位置によ
っては上下方向で虹彩を拾ってしまうので、縦長にする
には限度がある。従って縦長を比較的おさえた素子から
成る光電素子列を数個上下方向に併設して置き、最も適
当な出力を得られた配列のみにより視線検出すると、上
下方向に不感であり、かつ、良好なプルキンエ像信号が
常時得られる検出装置となる。また、上記、一次元方向
のみの検出では照明光源を点光源でなく、スリット状と
すると更に良好な信号が得られる。この場合にはＬＥＤ
で線光源を構成しても良いし、スリットの背後に赤外透
過可視遮断フィルターと白色光源を順置しても良い。

【００３０】以上説明した方法を図３光電変換器１４の
出力が入力されたマイクロコンピュータｍｃで実行し、
観察者の視線方向に対応する測距位置での焦点検出値を
焦点検出装置６ａの出力からマイクロコンピュータｍｃ
で算出し、算出値に従って駆動機構４ｃを駆動して対物
レンズ１をフォーカシングすることができる。尚、本発
明に特徴的な電気的処理については図１３以下で詳しく
説明する。

【００３１】この様に、得られた視線方向により、自動
焦点検出の測距点を切り替える本発明に係る視線制御さ
れたカメラが得られる。視線の位置は連続的に求められ
るので、制御対象が図１の様な３点に限定されないこと
はもちろんである。

【００３２】また、露出検出ユニット６ｂの出力をマイ
クロコンピュータｍｃで信号処理し、観察者の視線方向
に応じた位置に重点を置く露出条件を決定し、レリーズ
操作に同期してシャッタ４ａと絞り４ｂの一方又は両方
を設定することができる。

【００３３】そして、カメラを制御する際、自動焦点検
出と自動露出制御の双方で複数点測定が可能な場合でも
観察者の意図に応じて一方のみを使用したり、両方同時
に使用することができるものとする。また、焦点検出と
露出制御のほかに、ファインダー視野中にシャッター優
先、絞り優先、プログラム撮影等のモード表示を位置を
変えて表示し、例えばレリーズ操作の押し込みの時に視
認したモード表示に応じて撮影を行うこともできること
は図１に示した通りである。

【００３４】以上の視線検出は一次元方向のみについて
述べたが、一方向のみでなく、直交する２方向の視線の
動きを検出するには、正方形に近い画素を２次元に配列
した光電素子列を用いれば良い。プルキンエ第１像を含
む様な一次元配列を縦横各々について選び出せば瞳孔中
心を基準とした方法により、直交する２方向での視線位
置が求められる。すなわち図１１の様に、観察者眼、瞳
孔付近の光像が二次元配列された光電素子列上に結像さ
れており、図中７１，７２の縦横配列の信号を用いれば
良い。光電素子列としては既知のＣＣＤ撮像素子や、Ｍ
ＯＳ型撮像素子が使用でき、またプルキンエ第１像の位
置を交点として縦横に演算対象とすべき配列を選択する
ことはマイクロプロセッサにより容易に実現できる。

【００３５】本発明の視線検出光学系に於ては、検出系
の結像倍率、すなわち瞳孔付近の被観察面を光電面に結
像する倍率を縮小系とすることが望ましい。一眼レフカ
メラのファインダー系は、前述した通り、観察者眼の瞳
孔位置について許容幅を持って設計されている。通例、
瞳孔の位置は、１０〜２０ｍｍ程度面内移動についてマ
ージンをとった設計となっている。カメラは戸外でかつ
手持ちの状態で用いられることが多いので、この値を小
さくすることは使い易さを大幅に減ずるものである。上
記許容幅は、そのまま視線検出系が検知すべき、最小限
の空間範囲となる。ＣＣＤやＭＯＳ等のシリコン光電素
子は大面積化により著しくコストアップし、また感度等
の均一性を低下させる。本実施例に於けるプルキンエ像
の位置の変化は眼球回転に対応して１ｍｍ程度あるの
で、縮小光学系により検出光学系を構成しても、十分な
分解能で、プルキンエ像や瞳孔の変位を検知できる。単
純な信号処理で単に画素のピッチ単位で、位置検出して
も１０μｍピッチで画素を集積することは十分可能であ
り、ソフトウエアにより補間演算すると、１０μｍピッ
チの画素を用いて１μｍ精度の変位検出が可能である。
縮少倍率は２〜１０倍程度が望ましい。また縮少光学系
によれば検出系の占める体積も減少するので、携帯用の
カメラには有利である。

【００３６】本発明実施例の視線検出光学系の設計に於
て、もう一つ留意すべき点は、角膜面からなるべく近い
位置に検出用の正パワーレンズを配置することである。
角膜面の曲率半径は、わずか８ｍｍ内外であるので、凸
面鏡としての焦点距離は４ｍｍにすぎない。略平行光束
で角膜面に入射した照明光は反射された場合、速やかに
距離の２乗に比例して発散する。従って検出光学系の主
たる正パワーを受け持つレンズまでの距離が遠いと著し
く光量利用効果が低下し、視線検出がむずかしくなる。
この点は、強い光源もしくは高Ｓ／Ｎ比の光電素子等に
よりある程度補うことは可能ではあるが、なるべく反射
光が拡散する前に、ファインダー光路から赤外反射光を
分離し、レンズに導くことが有利である。従って分離光
学部材は、ファインダー光学系最終レンズ内もしくは、
その近傍に配置されることが望ましい。

【００３７】一方、本実施例に於て、瞳孔中心を計測す
るかわりに白目と黒目の境界部を測定し、黒目の中心位
置を求めてプルキンエ像の座標原点としても良い。瞳孔
は外界の明るさや観察者の心理状態で径が変化し、真円
度が良くない場合もあるからである。黒目の境界は極め
て検出しやすい反射率変化を示す。図１２（ａ）は観察
者眼の前眼部光像と視線検出用一次元光電素子列との位
置関係を示したもの、下図は光電素子列の出力信号例で
ある。この方法では、高い精度が得られる反面照明領域
と光電素子の検知領域はより広くなり、多少経済性は悪
くなる傾向にある。図１２に於て、プルキンエの第１像
６２、第４像６３を含む瞳孔暗部６１を低反射率の虹彩
がとりかこみ、黒目は境界８１で白目と接する。８２は
上まぶた、８３は下まぶたである。計測線８４に沿い光
電変換した場合の出力を（ｂ）に示してある。

【００３８】次に図１３で電気系の作動を説明する。ま
ず２１９で電源を投入する。すると２２２の状態になり
視線検出装置が作動する。視線の検出は上述した構成に
よって行われ検出結果は図２のＣＰＵ２１３を介して表
示回路２１９に出力される。表示回路２１９の出力とし
て図１のファインダーにて自分の視線の位置が視線位置
表示マーク３０４で確認できる。マーク３０４は透過形
液晶等のスーパーインポーズ表示とすれば実現される。
次に視線による測距点の選択について説明する。本実施
例では測距位置が２０６〜２０８の３点あるのでどの測
距位置が撮影被写体の構図との関係で一番良いかを考え
て視線を向ける。例えば２０８の測距枠に視線を向けて
レリーズボタンを半分押し込む（２２１の状態）すると
信号入力回路２１７を介してスイッチＳＷ₁の信号がＣ
ＰＵ２１３に入力されて測距位置が測距マーク２０８の
位置に固定され、測距マーク２０８は色が変わったり点
滅したりして固定されたことを表示する（２２９の状
態）と共に焦点検出（ＡＦ）回路２１６が作動してオー
トフォーカス動作が行われ撮影レンズのピント調整が行
われる（２３０の状態）。ＳＷ₁の信号が入力された時
点で測距位置は固定されるので、その後視線の位置を移
しても測距位置は変わらない。測距位置を変更するには
レリーズボタンの半押しをやめてＳＷ₁をオフする（２
２４０ＯＦＦ）。そうすると再び、視線検出装置が作動
する２２２の状態になり、視線の位置を変更してレリー
ズボタンを半押ししてＳＷ₁をオンさせ、前述と同様に
測距位置を決定すると共に自動焦点調節動作を行わせる
ことができる。次にレリーズボタンを更に深く押し込む
とＳＷ₂がオン（２２５の状態）してレリーズ回路が作
動し（２２６の状態）、シャッターが開いてフィルムの
露光が行われる。

【００３９】図１４は測光位置を入力するフローであ
る。まず２１９で電源を投入し、視線検出位置を作動さ
せる。図１で測光範囲を示す３０１〜３０３の３つの測
光位置の適当な位置に視線を向けると視線表示マーク３
０４が移動し、測光表示と重なる。次にレリーズボタン
を半押しすると測光位置が固定され（２２７の状態）２
０６〜２０８の測距マークの内選ばれた表示の色が変わ
るか点滅する。同時にその測光位置での位置が開始され
演算されたシャッタースピードと絞り値が２０９と２１
０に表示され（２２８の状態）更に深くレリーズボタン
を押し込むとＳＷ₂がオンしてレリーズ動作が行われ
る。また、図１３で測距位置を入力した際に、その測距
位置に対応する被写界の明るさを自動設定することも可
能である。例えば測距マーク２０８が選ばれると、３０
３の測光範囲が自動セットされる。また測距位置と測光
位置を独立に設定できる様にしてもかまわない。

【００４０】図１５は撮影モードを入力するフローを示
す。図１３、図１４と同様に電源を投入した後、視線を
２０１〜２０５のモードの表示のどれかに向ける。ここ
で例えば２０２のシャッター優先モードに視線を向けて
みる。すると３０４が２０２と重なる。そこでレリーズ
ボタンを半押しすると２０２のマーク色が変わるか点滅
して固定されたことを知らせる（２２２の状態）。この
時シャッタースピードはあらかじめ決められたシャッタ
ースピード、例えば１／１２５秒又は前回セットされた
シャッタースピードの値が表示され、そのシャッタース
ピードにおける絞り値２１０が表示される。

【００４１】又測距位置が入力されていればその位置の
被写体に対する焦点調節動作が行われる。仮にシャッタ
ースピードの値を変更する場合はアップダウン表示２１
１、２１２に視線を向ける。シャッタースピードを早く
するには２１１に視線を向けレリーズボタンを半押しし
てＳＷ₁をオンすれば良い。この時ＳＷ₁を一端離しても
前回選ばれたモード２０２は固定されたままである。そ
うすると撮影者の意図に合ったシャッタースピードが入
力される。

【００４２】次に、レリーズボタンを深く押すとＳＷ₂
がオンしてシャッターレリーズされる。

【００４３】上記実施例では視線の位置を３０４のマー
クで別途示したが、図１のモード表示、測光、測距表示
で視線と重なっている表示は、他の表示とは色を変える
か点滅するかして視線が入力されていることを表示する
方法でも良い。更にＳＷ₁がオンして固定されると更に
色を変えるか点滅の状態を変えて固定されたことを示し
ても良い。

【００４４】又入力情報は図１に示された情報に制御さ
れるものではなくカメラのあらゆる操作情報の内、所望
のものを配置すれば良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載した発明は、設定された条件で撮影動作を行う撮影
手段と、撮影可能な像が表示できる第１の表示領域と前
記撮影動作に関する情報を表示する第２の表示領域とを
有するファインダーと、前記第１の表示領域内に設けら
れる複数の焦点検出領域に対して焦点検出することので
きる焦点検出手段と、前記ファインダーを覗いている使
用者の視線を検出する視線検出手段と、前記使用者が操
作可能な操作部材と、前記操作部材が操作されたときの
視線検出結果が前記第１の表示領域内にあるときには、
前記視線検出結果に基づいて前記複数の焦点検出領域か
ら１つの焦点検出領域を選択する選択手段と、前記操作
部材が操作されたときの視線検出結果が前記第２の表示
領域内にあるときには、前記視線検出結果に基づいて前
記撮影動作に関する情報の内容を変更する変更手段とを
有することにより、使用者は焦点検出領域の選択動作と
撮影動作に関する情報の変更動作とをファインダーから
目を離すことなく、また複雑な操作を必要とすることな
く行うことができる。しかも、操作部材が操作されたと
きの視線検出結果に基づいて上記動作を行うので、使用
者の意図しない視線の変化に基づいて上記の動作を行う
ことがなく、使用者の意図を正確に反映させることが可
能になる。したがって、視線検出手段を有すカメラにお
いて、焦点検出領域の選択動作および撮影動作に関する
情報の変更動作を簡単、且つ正確に行うことができる。
本願の請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した
カメラにおいて、前記撮影手段は複数の撮影モードを有
し、前記変更手段によって前記複数の撮影モードの中か
ら１つを選択するので、撮影モードの選択動作を簡単、
且つ正確に行うことができる。本願の請求項３に記載し
た発明は、使用者の視線を検出する視線検出手段と、設
定された条件で撮影動作を行う撮影手段と、撮影可能な
像を観察することができるファインダーと、前記ファイ
ンダー内に撮影条件を表示する表示部と、前記表示部の
近傍に位置する指標と、前記視線検出手段で検出した視
線が前記指標にあるときには前記表示部に表示されてい
る前記撮影条件の内容を変更する変更手段とを有するこ
とにより、指標に視線を合わせるだけで撮影条件を変更
することできるようになるので、視線検出手段を有すカ
メラにおいて、撮影条件の変更動作を簡単に行うことが
できる。本願の請求項４に記載した発明は、設定された
条件で撮影動作を行う撮影手段と、少なくとも撮影可能
な被写体を観察することのできるファインダーと、前記
ファインダーを覗いている使用者の視線を検出する視線
検出手段と、前記ファインダー内に設定される第１の視
線検出領域および第２の視線検出領域と、複数の焦点検
出領域に対して焦点検出することのできる焦点検出手段
と、前記使用者が操作可能な操作部材と、前記操作部材
が操作されたときの視線検出結果が前記第１の視線検出
領域内にあるときには、前記視線検出結果に基づいて前
記複数の焦点検出領域から１つの焦点検出領域を選択す
る選択手段と、前記操作部材が操作されたときの視線検
出結果が前記第２の視線検出領域内にあるときには、前
記視線検出結果に基づいて前記撮影動作に関する情報の
内容を変更する変更手段とを有することにより、使用者
は焦点検出領域の選択動作と撮影動作に関する情報の変
更動作とをファインダーから目を離すことなく、また複
雑な操作を必要とすることなく行うことができる。しか
も、操作部材が操作されたときの視線検出結果に基づい
て上記動作を行うので、使用者の意図しない視線の変化
に基づいて上記の動作を行うことがなく、使用者の意図
を正確に反映させることが可能になる。したがって、視
線検出手段を有すカメラにおいて、焦点検出領域の選択
動作および撮影動作に関する情報の変更動作を簡単、且
つ正確に行うことができる。本願の請求項５に記載した
発明は、設定された条件で撮影動作を行う撮影手段と、
視野枠内には撮影可能な被写体を観察することのでき、
前記視野枠外には前記撮影動作に関する情報が表示され
るとファインダーと、前記ファインダーを覗いている使
用者の視線を検出する視線検出手段と、複数の焦点検出
領域に対して焦点検出することのできる焦点検出手段
と、前記使用者が操作可能な操作部材と、前記操作部材
が操作されたときの視線検出結果が前記視野枠内にある
ときには、前記視線検出結果が前記視線検出手段の出力
に基づいて前記複数の焦点検出領域から１つの焦点検出
領域を選択する選択手段と、前記操作部材が操作された
ときの視線検出結果が前記視野枠外にあるときには、前
記視線検出結果に基づいて前記撮影動作に関する情報の
内容を変更する変更手段とを有することにより、使用者
は焦点検出領域の選択動作と撮影動作に関する情報の変
更動作とをファインダーから目を離すことなく、また複
雑な操作を必要とすることなく行うことができる。しか
も、操作部材が操作されたときの視線検出結果に基づい
て上記動作を行うので、使用者の意図しない視線の変化
に基づいて上記の動作を行うことがなく、使用者の意図
を正確に反映させることが可能になる。したがって、視
線検出手段を有すカメラにおいて、焦点検出領域の選択
動作および撮影動作に関する情報の変更動作を簡単、且
つ正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ファインダー内の諸表示を説明する図。

【図２】電気回路ブロック図。

【図３】実施例の光学断面図。

【図４】構成部材の斜視図。

【図５】構成部材の平面図。

【図６】人眼の断面図。

【図７】模型眼の断面図。

【図８】眼の反射像を示す図。

【図９】プルキンエ像の移動を示す線図。

【図１０】（ａ）は反射像の検出を説明するための図、
（ｂ）は出力信号を示す図。

【図１１】反射像の２次元的な検出を説明するための
図。

【図１２】（ａ）は反射像の検出を説明するための図、
（ｂ）は出力信号を示す図。

【図１３】情報入力フローを示す図。

【図１４】情報入力フローを示す図。

【図１５】夫々情報入力フローを示す図。

【符号の説明】

２０１〜２０５，２０９〜２１０ 夫々表示された撮影
情報 ２０６〜２０８ 測距位置を示すマーク ３０４ 視線位置を示すマーク ２１７ 信号入力回路 ２１８ レリーズ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 康夫 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 大高 圭史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭63−94232（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定された条件で撮影動作を行う撮影手
   段と、 撮影可能な像が表示できる第１の表示領域と前記撮影動
   作に関する情報を表示する第２の表示領域とを有するフ
   ァインダーと、 前記第１の表示部内に設けられる複数の焦点検出領域に
   対して焦点検出することのできる焦点検出手段と、 前記ファインダーを覗いている使用者の視線を検出する
   視線検出手段と、 前記使用者が操作可能な操作部材と、 前記操作部材が操作されたときの視線検出結果が前記第
   １の表示領域内にあるときには、前記視線検出結果に基
   づいて前記複数の焦点検出領域から１つの焦点検出領域
   を選択する選択手段と、 前記操作部材が操作されたときの視線検出結果が前記第
   ２の表示領域内にあるときには、前記視線検出結果に基
   づいて前記撮影動作に関する情報の内容を変更する変更
   手段とを有することを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 前記撮影手段は複数の撮影モードを有
   し、前記変更手段によって前記複数の撮影モードの中か
   ら１つを選択することを特徴とする請求項１記載のカメ
   ラ。
3. 【請求項３】 使用者の視線を検出する視線検出手段
   と、 設定された条件で撮影動作を行う撮影手段と、 撮影可能な像を観察することができるファインダーと、 前記ファインダー内に撮影条件を表示する表示部と、 前記表示部の近傍に位置する指標と、 前記視線検出手段で検出した視線が前記指標にあるとき
   には前記表示部に表示されている前記撮影条件の内容を
   変更する変更手段とを有することを特徴とするカメラ。
4. 【請求項４】 設定された条件で撮影動作を行う撮影手
   段と、 少なくとも撮影可能な被写体を観察することのできるフ
   ァインダーと、 前記ファインダーを覗いている使用者の視線を検出する
   視線検出手段と、 前記ファインダー内に設定される第１の視線検出領域お
   よび第２の視線検出領域と、 複数の焦点検出領域に対して焦点検出することのできる
   焦点検出手段と、 前記使用者が操作可能な操作部材と、 前記操作部材が操作されたときの視線検出結果が前記第
   １の視線検出領域内にあるときには、前記視線検出結果
   に基づいて前記複数の焦点検出領域から１つの焦点検出
   領域を選択する選択手段と、 前記操作部材が操作されたときの視線検出結果が前記第
   ２の視線検出領域内にあるときには、前記視線検出結果
   に基づいて前記撮影動作に関する情報の内容を変更する
   変更手段とを有することを特徴とするカメラ。
5. 【請求項５】 設定された条件で撮影動作を行う撮影手
   段と、 視野枠内には撮影可能な被写体を観察することのでき、
   前記視野枠外には前記撮影動作に関する情報が表示され
   るとファインダーと、 前記ファインダーを覗いている使用者の視線を検出する
   視線検出手段と、 複数の焦点検出領域に対して焦点検出することのできる
   焦点検出手段と、 前記使用者が操作可能な操作部材と、 前記操作部材が操作されたときの視線検出結果が前記視
   野枠内にあるときには、前記視線検出結果が前記視線検
   出手段の出力に基づいて前記複数の焦点検出領域から１
   つの焦点検出領域を選択する選択手段と、 前記操作部材が操作されたときの視線検出結果が前記視
   野枠外にあるときには、前記視線検出結果に基づいて前
   記撮影動作に関する情報の内容を変更する変更手段とを
   有することを特徴とするカメラ。