JP2859270B2 - カメラの視線方向検出装置 - Google Patents

カメラの視線方向検出装置

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JP2859270B2 JP63143259A JP14325988A JP2859270B2 JP 2859270 B2 JP2859270 B2 JP 2859270B2 JP 63143259 A JP63143259 A JP 63143259A JP 14325988 A JP14325988 A JP 14325988A JP 2859270 B2 JP2859270 B2 JP 2859270B2
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2213/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02—Viewfinders
    • G03B2213/025—Sightline detection

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  • Viewfinders (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Eye Examination Apparatus (AREA)
  • Focusing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カメラの視線方向検出装置に関し、とりわ
け、ファインダーの視野内に設けられた複数個の合焦用
ゾーンと光学的に略共役な位置にそのファインダーの各
合焦用ゾーンに対応するオートフォーカス光学系の合焦
用ゾーンを設け、そのファインダーの各合焦用ゾーンの
いずれか一つを選択してその選択された合焦用ゾーンに
対応するオートフォーカス光学系を用いて、その合焦用
ゾーンに重なって見える被写体に合焦を行なう自動合焦
装置を有するカメラに好適の視線方向検出装置に関する
ものである。
（発明の背景） 従来から、カメラには、オートフォーカス光学系を備
えたものがある。たとえば、第39図は、このオートフォ
ーカス光学系を備えた一眼レフカメラの光学系の概略構
成を示すもので、その第39図において、１は撮影レン
ズ、２は被写体、３は視野マスク、４はコンデンサレン
ズ、５は絞りマスク、６、７はセパレータレンズ、８は
受光部としてのCCDである。ここで、視野マスク３、コ
ンデンサレンズ４、絞りマスク５、セパレータレンズ
６、７、CCD8は、一体にモジュール化されて、オートフ
ォーカス光学系９を構成する。
このオートフォーカス光学系９は、視野マスク３がフ
ィルム等価面10の近傍に設けられている。フィルム等価
面10は、撮影レンズ１を介して被写体２と光学的に共役
な位置にある。このフィルム等価面10には、撮影レンズ
１が合焦状態にあるときに、被写体２の像11がピントの
合った状態で形成される。コンデンサレンズ４と絞りマ
スク５とは、撮影レンズ１の左右を通過する撮影光を２
つと光束に分割する機能を有し、セパレータレンズ６、
７は、コンデンサレンズ４を介して撮影レンズ１と光学
的に共役な位置にある。
セパレータレンズ６、７は、第40図に模式的に示すよ
うに、水平方向に配置されている。このセパレータレン
ズ６、７は、後述するファインダーの中央合焦用ゾーン
と光学的に共役な位置にある合焦用ゾーン12を介して撮
影レンズ１の射出瞳13の仮想的な開口領域14、15を覗い
ている。セパレータレンズ６、７には、その開口領域1
4、15を通過した光束が取り込まれる。フィルム等価面1
0に形成された像11は、そのセパレータレンズ６、７に
よって、CCD8の２つの領域に像11′として再結像され
る。
この再結像された像11′の合焦時（第41図（ａ）参
照）の像間隔に対応する信号Ｓの間隔を第42図に示すよ
うにl0とする。ここで、第41図（ｂ）に示すように合焦
時に較べて、前側で撮影レンズ１のピントが合っている
ときには、第42図に示すように像間隔が狭まって、これ
に対応する信号Ｓの間隔がl0よりも小さくなる。反対
に、第41図（ｃ）に示すように、合焦時に較べて後側で
撮影レンズ１のピントが合っているときには、第42図に
示すように、像間隔が広がって、これに対応する信号Ｓ
の間隔がl0よりも大きくなる。この像間隔の変化は、撮
影レンズ１のデフォーカス量に比例するので、従来の一
眼レフカメラでは、そのCCD8の像間隔を検出し、これを
演算処理して撮影レンズ１のデフォーカス方向とデフォ
ーカス量とにより、撮影レンズ１を合焦位置に駆動させ
るようにしている。
そして、たとえば、第43図に示すように、ファインダ
ー16の中央に設けられた中央合焦用ゾーン17に所望の被
写体２が入るように構図を決め、ボタンを操作すると、
デフォーカス方向とデフォーカス量とが自動的に演算さ
れ、被写体２にピントの合った撮影写真を得ることがで
きる。
ところで、この種の一眼レフカメラでは、合焦用ゾー
ンがファインダー16の中央に設けられているので、この
ままでは、被写体２が写真中央に位置することになる。
しかし、周辺に被写体２を配置した撮影写真を得たい場
合もある。
従来の一眼レフカメラでは、これを考慮してフォーカ
スロック機構が設けられている。このフォーカスロック
機構を用いれば、被写体２をファインダーの中央に位置
させ、被写体２に撮影レンズを合焦させ、この状態でフ
ォーカスロックを行ない、第44図に示すように、フレー
ミングを行なって撮影すれば、周辺部に所望の被写体２
を配置した撮影写真を得ることができる。
ところが、この一眼レフカメラでは、構図を決め直し
て撮影を行なうという手順を踏むため、撮影に手間がか
かりすぎる問題がある。
そこで、本件出願人は、周辺部に所望の被写体を配置
した撮影写真を得るための撮影操作を迅速に行なうこと
のできる一眼レフカメラの自動測距装置を先に出願した
（特願昭62−22561号）。
この先に出願に開示のものを、第27図〜第30図を参照
しつつ概略説明する。
第27図において、実線で示す13はオートフォーカス光
学系９の合焦用ゾーン12から覗いた射出瞳である。この
射出瞳13は第28図に示すように略円形である。一方、セ
パレータレンズ６、７から覗いた開口領域14、15は略楕
円形である。
オートフォーカス光学系９の左右両側には、周辺部合
焦用のオートフォーカス光学系18、19が設けられてい
る。オートフォーカス光学系18は一対のセパレータレン
ズ20、21、CCD22を有し、オートフォーカス光学系19は
一対のセパレータレンズ23、24、CCD25を有する。
ファインダー16の視野内には、第29図に示すように、
その中央合焦用ゾーン17の左右両側に、周辺合焦用のオ
ートフォーカス光学系18、19に対応させて、周辺部合焦
用ゾーン26、27が並べて設けられている。
この周辺部合焦用ゾーン26、27はオートフォーカス合
焦用ゾーン28、29と光学的に略共役な位置関係にある。
セパレータレンズ20、21、セパレータレンズ23、24は、
上下方向に配置され、図示を略すコンデンサレンズ４を
介して撮影レンズ１の破線で示す射出瞳13と光学的に略
共役であり、合焦用ゾーン28、29を介してその破線で示
された射出瞳13の上下方向の開口領域30′、31′を覗い
ている。
このようにセパレータレンズ20、21、セパレータレン
ズ23、24を上下方向に配置したのは、撮影レンズ１を介
して合焦用ゾーン28、29に入射する光束は、第30図に示
すようにビネッティングの影響を受けて斜光束となり、
合焦用ゾーン28、29から見た撮影レンズ１の破線で示す
射出瞳13はビネッティングを受けて、偏平につぶれた形
状となり、水平方向に開口領域30′、31′を設けると、
セパレータレンズ20、21（セパレータレンズ20、21）の
レンズ間の基線長を十分に確保することができず、レン
ズの性能に低下きたして像間隔の検出精度が劣化するか
らである。
なお、その第27図において、ｌは撮影レンズ１の光
軸、l1はオートフォーカス光学系18の中心光軸、l2はオ
ートフォーカス光学系19の中心光軸、中心光軸l1、l2は
実線で示された射出瞳13の中心O1で交わっている。ま
た、l11はセパレータレンズ20の光軸、l12はセパレータ
レンズ21の光軸、l21はセパレータレンズ23の光軸、l22
はセパレータレンズ24の光軸であり、光軸l11、l21は開
口領域31′の中心O2で交わっており、光軸l12、l22は開
口領域の中心O3で交わっている。
このように、ファインダー16の視野内に複数個の合焦
用ゾーンの設けると共に、その複数個の合焦用ゾーンと
光学的に略共役な位置にファインダー16の各合焦用ゾー
ンに対応するオートフォーカス光学系の合焦用ゾーンを
設け、撮影者の意図する合焦用ゾーン（第29図参照）に
対応するCDDを駆動させるために、ボタン操作によりそ
の意図する合焦用ゾーンを選択するようにすれば、その
選択された合焦用ゾーンに対応するオートフォーカス光
学系を用いて、その選択された合焦用ゾーンを通じて見
える被写体２に撮影レンズを自動的に合焦させることが
できることになる。
よって、この一眼レフカメラを用いれば、構図を決め
るためにフォーカスロックを行なう煩わしさを解消でき
る。
（発明が解決しようとする課題） ところで、せっかく、そのファインダー16の視野内に
複数個の合焦用ゾーン17、26、27を設けると共に、その
複数個の合焦用ゾーン17、26、27と光学的に略共役な位
置にファインダー16の各合焦用ゾーン17、26、27に対応
するオートフォーカス光学系の合焦用ゾーン９、18、19
を設けたのであるから、そのファインダー16の視野内の
複数個の合焦用ゾーンのうちのいずれかが選択されたこ
とを自動的に検出できるようにすれば、ファインダー16
の視野内に設けられた複数個の合焦用ゾーン17、26、27
のうちの一つを手動により選択する煩わしさも解消する
ことができ、カメラとしてより一層便利なものとなる。
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、本発
明の第１の目的は、撮影者の眼の視野方向を検出するカ
メラの視線方向検出装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、ファインダーの視野内に設け
られた複数個の合焦用ゾーンと光学的に略共役な位置に
そのファインダーの各合焦用ゾーンに対応するオートフ
ォーカス光学系の合焦用ゾーンを設け、そのファインダ
ーの各合焦用ゾーンのいずれか一つを選択してその選択
された合焦用ゾーンに対応するオートフォーカス光学系
を用いて、その合焦用ゾーンに重って見える被写体に合
焦を行なう自動合焦装置を有するカメラに好適のカメラ
の視線方向検出装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、一次元ラインセンサを用いて
撮影者の眼の視線方向を検出するカメラの視線方向検出
装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明に係るカメラの視線検出装置の特徴は、撮影者
の眼に平行光束を導く送光系と、受光部を有しかつ前記
眼の角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を形成する
反射光と前記眼の眼底からの反射光とを受光する受光系
と、前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方
向を検出するための処理回路とがカメラ本体に設けられ
ているところにある。
本発明に係るカメラの視線方向検出装置の他の特徴
は、カメラ本体のファインダーの視野内に複数個の合焦
用ゾーンを設けると共に、この合焦用ゾーンと略光学的
に共役な位置にこの合焦用ゾーンに対応するオートフォ
ーカス光学系の合焦ゾーンを設け、処理回路に、そのフ
ァインダーの各合焦用ゾーンのいずれか一つが選択され
たことを自動的に感知させる構成としたところにある。
本発明に係るカメラの視線検出装置のさらなる特徴
は、受光部が一次元ラインセンサから構成され、処理回
路がその一次元ラインセンサからの出力を眼底からの反
射光に対応する眼底反射光対応出力成分と第１プルキン
エ像を形成する反射光に対応する第１プルキンエ像形成
反射光対応出力成分とに分離する分離手段とを備え、分
離された眼底反射光対応出力成分の重心位置と第１プル
キンエ像形成反射光対応出力成分の重心位置とをそれぞ
れ求め、眼の視線方向を検出するところにある。
即ち、請求項１に記載の発明は、撮影者の眼に平行光
束を導く送光系と、受光部を有し且つ前記眼の角膜鏡面
反射に基づき第１プルキンエ像を形成する反射光と前記
眼の眼底から反射光とを受光する受光系と、前記受光部
の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を検出するた
めの処理回路と、がカメラ本体に設けられた視線方向検
出装置において、 前記送光系は、ファインダールーペを介して撮影者の
眼に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する
赤外光源を有し、前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき
第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から
の反射光とを縮小して受光部に再結像させる縮小レンズ
及び再結像レンズを有し、該縮小レンズは、少なくとも
一方が非球面であり、前記再結像レンズの曲率中心に位
置させて開口が設けられると共に、前記縮小レンズの焦
点が再結像レンズの曲率中心に位置されていることを特
徴とするカメラの視線方向検出装置である。
請求項２に記載の発明は、前記送光系と受光系とは、
ペンタプリズムを境に少なくともその一方がファインダ
ールーペと反対側でカメラ本体に組み込まれていること
を特徴とする請求項１記載のカメラの視線方向検出装置
である。
請求項３に記載の発明は、撮影者の眼に平行光束を導
く送光系と、受光部を有し且つ前記眼の角膜鏡面反射に
基づき第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼
底から反射光とを受光する受光系と、前記受光部の受光
出力に基づき撮影者の眼の視線方向を検出するための処
理回路と、がカメラ本体に設けられた視線方向検出装置
において、 前記カメラ本体には、ファインダーの視野内に複数個
設けられた合焦用ゾーンと略光学的に共役な位置に、該
ファインダーの合焦用ゾーンに対応する合焦用ゾーンを
有する複数個のオートフォーカス光学系が設けられ、前
記処理回路は、前記オートフォーカス光学系を駆動させ
る駆動回路に接続され、該駆動回路は、検出された撮影
者の眼の視線方向に基いて処理回路から出力されるいず
れの合焦用ゾーンが選択されたかを意味する選択信号に
従って、その選択された合焦用ゾーンに対応するオート
フォーカス光学系の合焦センサーを駆動させることを特
徴するカメラの視線方向検出装置である。
請求項４に記載の発明は、前記送光系と受光系とは、
ペンタプリズムを境に少なくともその一方がファインダ
ールーぺと反対側でカメラ本体に組み込まれていること
を特徴とする請求項３記載のカメラの視線方向検出装置
である。
請求項５に記載の発明は、撮影者の眼に平行光束を導
く送光系と、一次元ラインセンサから成る受光部を有し
且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を
形成する反射光と前記眼の眼底から反射光とを受光する
受光系と、前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の
視線方向を検出するための処理回路と、がカメラ本体に
設けられた視線方向検出装置において、 前記送光系は、ファインダールーペを介して撮影者の
眼に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する
赤外光源を有し、前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき
第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から
の反射光とを縮小して前記受光部に再結像させる縮小レ
ンズ及び再結像レンズを有し、前記再結像レンズと前記
受光部の一次元ラインセンサとの間に開口を有するマス
クが設けられ、再結像レンズが、一次元ラインセンサの
光電素子の配列方向と直交する方向に長く延びる像を形
成するシリンドリカルレンズであることを特徴とするカ
メラの視線方向検出装置である。
請求項６に記載の発明は、前記送光系と受光系とは、
ペンタプリズムを境に少なくともその一方がファインダ
ールーぺと反対側でカメラ本体に組み込まれていること
を特徴とする請求項５記載のカメラの視線方向検出装置
である。
請求項７に記載の発明は、撮影者の眼に平行光束を導
く送光系と、一次元ラインセンサから成る受光部を有し
且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を
形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを受光す
る受光系と、前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼
の視線方向を検出するための処理回路と、がカメラ本体
に設けられた視線方向検出装置において、 前記送光系は、ファインダールーペを介して撮影者の
眼に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する
赤外光源を有し、前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき
第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から
の反射光とを縮小して前記受光部に再結像させる縮小レ
ンズ及び再結像レンズを有し、前記再結像レンズと前記
受光部の一次元ラインセンサとの間に開口を有するマス
クが設けられ、再結像レンズが、一次元ラインセンサの
光電素子の配列方向と直交する方向に長く延びる像を形
成するトーリックレンズであることを特徴とするカメラ
の視線方向検出装置である。
請求項８に記載の発明は、前記送光系と受光系とは、
ペンタプリズムを境に少なくともその一方がファインダ
ールーぺと反対側でカメラ本体に組み込まれていること
を特徴とする請求項７記載のカメラの視線方向検出装置
である。
請求項９に記載の発明は、撮影者の眼に平行光束を導
く送光系と、一次元ラインセンサから成る受光部を有し
且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を
形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを受光す
る受光系と、前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼
の視線方向を検出するための処理回路と、がカメラ本体
に設けられた視線方向検出装置において、 前記処理回路は、前記一次元ラインセンサからの出力
を、一のスライスレベルで処理することによって眼底か
らの反射光に基づきシルエットとして浮かび上がった瞳
孔の周縁に対応する瞳孔周縁対応座標を求めると共に、
他のスライスレベルで処理することにより第１プルキン
エ像に対応するプルキンエ像対応座標を求め、第１プル
キンエ像の中心座標と前記瞳孔の中心座標とを演算し
て、眼の視線方向を検出することを特徴とするカメラの
視線方向検出装置である。
請求項10に記載の発明は、撮影者の眼に平行光束を導
く送光系と、一次元ラインセンサから成る受光部を有し
且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を
形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを受光す
る受光系と、前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼
の視線方向を検出するための処理回路と、がカメラ本体
に設けられた視線方向検出装置において、 前記処理回路は、前記一次元ラインセンサからの出力
を、眼底からの反射光に対応する眼底反射光対応出力成
分と第１プルキンエ像を形成する反射光に対応する第１
プルキンエ像形成反射光対応出力成分とに分離する手段
を備え、分離された眼底反射光対応出力成分の重心位置
と第１プルキンエ像形成反射光対応出力成分の重心位置
とを夫々求め、眼の視線方向を検出することを特徴とす
るカメラの視線方向検出装置である。
請求項11に記載の発明は、前記受光系は、前記眼の角
膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を形成する反射光
と前記眼の眼底からの反射光とを前記一次元ラインセン
サに再結像させる再結像レンズとを備え、前記処理回路
は、該再結像レンズの光量分布特性に基づく周辺部入射
量の減少を補正する補正手段を備えていることを特徴と
する請求項10に記載のカメラ視線方向検出装置である。
請求項12に記載の発明は、前記分離された眼底反射光
対応出力成分と第１プルキンエ像形成反射光対応出力成
分とを、ピット反転させて、第１プルキンエ像の位置と
瞳孔との位置を求めることを特徴とする請求項10又は11
に記載のカメラの視線方向検出装置である。
請求項13に記載の発明は、撮影者の眼に平行光束を導
く送光系と、受光部を有し且つ前記眼の角膜鏡面反射に
基づき第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼
底から反射光とを受光する受光系と、前記受光部の受光
出力に基づき撮影者の眼の視線方向を検出するための処
理回路と、がカメラ本体に設けられた視線方向検出装置
において、 前記送光系は、ファインダールーぺを介して撮影者の
眼に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する
赤外光源を有し、前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき
第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から
の反射光とを縮小して受光部に再結像させる縮小レンズ
及び再結像レンズを有し、前記ファインダールーぺの眼
に臨む側に、送光系の光軸と受光系の光軸とを共軸とす
るためのプリズムが設けられ、該プリズムは、共軸にす
る反射面と、眼に臨む透過面と前記反射面を挟んで対向
され前記ファインダールーぺに臨む透過面を備え、少な
くとも前記眼に臨む透過面が前記共軸に対してわずかに
傾いていることを特徴とするカメラの視線方向検出装置
である。
請求項14に記載の発明は、前記縮小レンズは、少なく
とも一面が非球面であることを特徴とする請求項13記載
のカメラ視線方向検出装置である。
その他の特徴は、本件発明の明細書から明らかとなる
であろう。
（発明の原理） まず、実施例の説明前に、本発明の原理を説明する。
視線方向を検出する検出方法は、たとえば、池田光男
著の「視覚の心理物理学」に記載されているが、カメラ
に適用する場合、撮影者の眼の平行移動は検出しないよ
うにしなければならない。というのは、眼の視線方向の
検出と共にその眼の平行移動を検出するものの場合に
は、眼の平行移動による視線方向の情報が角度方向の情
報に重なり、撮影者がいずれの合焦用ゾーンを注視して
いるか否かを区別することができないからである。
あえて、平行移動も検出できる視線方向検出光学系を
採用するものとすると、カメラのファインダーの光軸と
撮影者の眼球の回旋中心との相対距離を一定にしておか
なければならないが、これは、手持ち式のカメラが一般
的であることに鑑みると、眼がファインダー16に対して
相対的に左右に振れるため、視線方向検出誤差が大きく
なる。
角度方向のみの視線を検出する視線方向検出光学系と
しては、たとえば、1974年のOptical Engineering誌の7
/8月号VOL.13.NO4.P339〜P342に、‘Fixation Point Me
asurement by the Oculometer Technique'に紹介されて
いるものがある。
このものに紹介されている視線方向検出光学系の原理
は、第22図に示すように、凸面鏡30に光軸lxに平行な平
行光束Ｐを照射すると、光学的に無限大の距離にある光
源の像は、凸面鏡30の曲率中心Ｒと光軸lxが鏡面に交わ
る光点Ｋとの間の中点Ｑに光点として生じる。ここで、
第23図に示すように人眼31の角膜32に光軸lxに平行な平
行光束Ｐを照射した場合にも、光学的に無限大の距離に
ある光源の像が角膜32の曲率中心Ｒと角膜頂点Ｋ′との
間の中点Ｑに光点として生じる（この光点を第１プルキ
ンエ像PIという）。なお、符号33は虹彩、34は瞳孔の中
心、SA′は眼球の旋回中心である。
角膜32を照明する光束Ｐの光軸lxと人眼の視線方向を
示す視軸lx′とが一致しているときに、瞳孔の中心34、
第１プルキンエ像PI、角膜32の曲率中心Ｒ、眼球の回旋
中心SA′は光軸lx上にある。カメラについて考えると、
ファインダーの光軸lx上に眼球の回旋中心SA′があるも
のとして、眼球を回旋中心SA′を中心に左右方向に旋回
させたとする。すると、第24図に示すように、瞳孔の中
心34と第１プルキンエ像PIとの間に相対的なずれが生じ
る。
また、仮りに、光軸lxに対して角度θだけ眼を旋回さ
せ、瞳孔の中心34から角膜32に垂直に入射する光線Ｐ′
に下ろした垂線の長さをｄとすると、 ｄ＝k1・sin θ …… ここで、k1は瞳孔の中心34から角膜32の曲率中心Ｒま
での距離であり、個人差があるが、アメリカ合衆国の国
防省編集によるMIL−HDBK−141「OPTICAL DESIN」によ
れば、役4.5mmである。なお、符号Ｈは瞳孔の中心34か
ら角膜32に垂直に入射する光線Ｐ′に下ろした垂線とそ
の光線Ｐ′との交点を示す。
上記式から明らかなように、距離k1が既知であるの
で、長さｄを求めれば、回旋角θを求めることができ
る。
ここで、交点Ｈと第１プルキンエ像PIとが光線Ｐ′上
にあるものであるという点に鑑みると、角膜32に向けて
平行光束Ｐを照射し、角膜32からの鏡面反射光のうち、
入射光束と平行な方向に反射して戻ってくる光線Ｐ′′
を検出し、瞳孔の中心34と第１プルキンエ像PIとを関係
を求めれば、眼の回旋角θを知ることができる。
そこで、平行光束Ｐを眼に投影し、第25図、第26図に
示すように、眼底からの反射光に基づきシルエットとし
て浮び上がった瞳孔の周縁34′と、第１プルキンエ像PI
とを受光素子（たとえば、一次元ラインセンサ）に結像
させると、その受光素子上での受光出力は、第１プルキ
ンエ像PIに対応する箇所にピークを有し、眼底からの反
射光に対応する箇所が台形状となる。よって、スライス
レベルL1により瞳孔の周縁34′、34′に対応する瞳孔周
縁対応座標i1、i2を求めると共に、スライスレベルL2に
より第１プルキンエ像PIに対応する第１プルキンエ像対
応座標PI1、PI2を求めて、下記の式、式により瞳孔
の中心34に対応する中心座標ｉ′と中心座標PI′との差 ｄ′＝PI′−ｉ′ を演算する。ここで検出光学系の倍率をｍとすると、距
離ｄは以下に示す式から求められる。
ｉ′＝（i1＋i2）/2 …… PI′＝（PI1＋PI2）/2 …… ｄ＝ｄ′/m …… したがって、このような処理回路を備えた視線方向検
出装置を用いれば、ファインダー16に設けられた複数個
の合焦用ゾーンのうちいすれを注視しているか否かを自
動的に選択できることになる。
（実施例） 以下に、本発明に係るカメラの視線方向検出装置の実
施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図において、40はカメラに組み込まれているペン
タプリズム、41はクイックリターンミラー、42はピント
板、43はコンデンサレンズ、44はファインダールーぺ、
45は撮影者の眼、lx前述のファインダー光学系の光軸で
ある。ここで、ファインダールーぺ44は、レンズ44a、4
4bから構成されている。
カメラ本体には、ペンタプリズム40を境にファインダ
ールーぺと反対側に、ファインダー16を覗く撮影者の眼
45の視線方向を検出する視線方向検出装置46が組み込ま
れている。第１図には、その視線方向検出装置46の枠体
47が示されている。視線方向検出装置46は送光系46Aと
受光系46Bとを有する。送光系46Aは第２図、第３図に示
すように、赤外光を発生する赤外光源（たとえば、赤外
光ダイオード）48を有する。この赤外光は、ハーフミラ
ー49、縮小レンズ50、コンペンセータプリズム51、ペン
タプリズム40、ファインダールーぺ44を介して平行光束
として撮影者の眼45に照射される。これによって、角膜
32の鏡面反射に基づく第１プルキンエ像PIが形成され
る。
ここで、赤外光を用いたのは、撮影者に視線方向検出
装置46の光学系の照明に基づくまぶしさを与えないよう
に配慮したのである。一方、縮小レンズ50を用いること
にしたのは、以下の理由からである。
まず、視線方向検出装置46の光学系の光路長を極力短
かくしてカメラにコンパクトに組み込めるようにしたか
らである。次に、光軸lxに平行な赤外反射光のみを用い
るので、眼45からの反射光量が少ないと考えられ、後述
する受光部としての一次元ラインセンサの受光面のでき
るだけ狭い面積に反射光を結像させ、受光素子の受光面
での感度を高くするようにすることも配慮したからであ
る。
その眼45の角膜32からの反射光のうち、入射光束と平
行な光束は、ファインダールーぺ44、ペンタプリズム4
0、コンペンセータプリズム51、縮小レンズ50を介して
ハーフミラー49に導かれ、そのハーフミラー49によって
再結像レンズ52に導かれ、その再結像レンズ52によって
受光素子としての一次元ラインセンサ（たとえば、CC
D）53に結像される。結像レンズ52には、第４図に示す
ように、マスク54が設けられ、そのマスク54には開口55
が設けられ、その開口55の中心は再結像レンズ52の曲率
中心Ｙに位置する。ここで、開口55の直径は約0.2mmで
ある。
撮影者の眼45は、通常、アイポイントに置かれるもの
として、一次元ラインセンサ53とその撮影者の眼45の瞳
孔とは、第５図に模式的に示すように、ファインダール
ーぺ44、縮小レンズ50、再結像レンズ52を介して光学的
に共役な位置関係にあるものとされている。一次元ライ
ンセンサ53には、第１プルキンエ像PIと共に、眼底から
の反射光により瞳孔の周縁34′がシルエットとして形成
される。そこで、第３図に示すように、この一次元ライ
ンセンサ53の受光出力を増幅器56により増幅し、アナロ
グデジタル変換器57によりデジタル信号に変換して、マ
イクロコンピュータ58のメモリー59に一時的に保存させ
る。
そのメモリー59には距離k1が情報として記録されてい
る。この距離k1の情報と受光出力の情報とを演算回路60
に呼び出し、〜式に基づき演算し、回旋角θを求
め、この回旋角θからいずれの合焦用ゾーンが選択され
たかを意味する選択信号を駆動回路61に出力させる。
そして、その駆動回路61によってその選択された合焦
用ゾーンに対応するオートフォーカス光学系のCCDを駆
動させると、撮影者の意図する合焦用ゾーンを通じて見
える被写体に撮影レンズを自動的に合焦させることがで
きる。
ところで、第29図に示すように、ファインダー16の視
野中心Ox（フォーカシングスクリーン中心）から左右の
合焦用ゾーンOy、Ozまでの距離（像高さ）をｙとし、フ
ァインダールーぺ44の焦点距離をｆとすると、 ｙ＝ｆ・tan θ …… 上記の式に式を代入すると、 ｙ＝ｆ・d/（K2・cos θ） …… すなわち、ｙはd/（K2・cos θ）に比例する。
これは、一次元ラインセンサ53に形成された像のディ
ストーションをなくしたとしても、ｄの値からｙの値を
線形には求め得ないこと、つまり、非線形性の存在を意
味する。
35mmカメラの場合、ビネッティング等のために、複数
個の合焦用ゾーンの像高さｙは、大きくても6mm〜9mmで
あると考えられる。
ここで、視線方向検出装置46の光学系が瞳孔の像を非
線形性のあるままで、後方の一次元ラインセンサ53に伝
達するものとし、かつ、その一次元ラインセンサ53で検
出された長さｄが像高さｙに比例するものと仮定する
と、実際の長さｄよりもその長さが0.7％〜1.6％だけ長
い方に検出されるのみで、合焦用ゾーンの選択には支障
はないが、視線方向検出装置46の光学系の精度を向上さ
せる観点からは、非線形性のない方が好ましい。
このような場合には、マイクロコンピュータで補正が
可能である。しかし、光学系自体に、ディストーション
が存在すると、測定が不正確となるので、少なくとも光
学系のディストーションをなくす必要はある。
そこで、縮小レンズ50の球面収差を小さくするため
に、ファインダールーぺ44に近い側の面50aを非球面と
し、かつ、再結像レンズ52の曲率中心Ｙに縮小レンズ50
の焦点を位置させる。このように縮小レンズ50を非球面
とし、かつ、再結像レンズ52の曲率中心Ｙに縮小レンズ
50の焦点を位置させると、開口55が再結像レンズ52の曲
率中心Ｙに位置されていることと相まってディストーシ
ョンの少ない光学系を実現でき、視線方向検出装置46の
光学系としてより一層好ましいものとなる。
次に、このような視線方向検出装置46の光学系の設計
の一例を以下に説明する。
まず、レンズ44aからアイポイントまでの間隔を14.7m
mとし、レンズ44aの中心厚は4.98mm、レンズ44aのアイ
ポイント側の面の曲率半径は凸の181.168mm、レンズ44a
のレンズ44bに臨む側の面の曲率半径は凸の−25.500m
m、レンズ44aの屈折率は1.69105とする。そして、光軸l
x上でのレンズ44aとレンズ44bの間隔は3.01mmとする。
また、レンズ44bの中心厚は4.10mm、レンズ44bのレンズ
44aに臨む側の面の曲率半径は凹の−23.860mm、レンズ4
4bのペンタプリズム40の臨む側の面の曲率半径は凸の−
48.140mm、レンズ44bの屈折率は1.79175とする。また、
ペンタプリズム40の面40aとレンズ44bとの間隔は3.21mm
とし、ペンタプリズム40の面40aから面40bまでの光軸lx
上における長さは、28.00mm、各面40a、40bの曲率半径
は∞、ペンタプリズム40の屈折率は1.51260とする。
次に、コンペンセータプリズム51の面51aとペンタプ
リズム40の面40bとの間隔は0.10mmに設定し、コンペン
セータプリズム51の面51bと縮小レンズ50の面50aとの間
隔も0.10mmに設定する。なお、コンペンセータプリズム
51の面51bと面51aとの光軸lx上における長さは、2.00m
m、各面51a、51bの曲率半径は∞、そのコンペンセータ
プリズム51の屈折率は1.51260とする。
縮小レンズ50は面50aの曲率半径を凸の12.690mm（た
だし、k3＝−3.00）とし、その中心厚さは2.00mmに設計
し、その屈折率は1.48716とする。なお、縮小レンズ50
の他側の面50bの曲率半径は凸の−200.000mmであり、再
結像レンズ52とその面50bとの間隔は11.48mmに設定され
ている。
再結像レンズ52の面52aの曲率半径は凸の1.520mm、面
52bの曲率半径は∞、その再結像レンズ52の中心厚さは
1.52mmとし、屈折率は縮小レンズ50と同じ1.48716のも
のを用いる。直径0.2mmの開口55を有するマスク54は面5
2bに貼り付けてあるから、そのマスク54と面52bの間隔
は0mmであり、マスク54の厚さは0.04mmとし、マスク54
から受光素子53の受光面までの間隔は1.46mmとした。な
お、マスク54、受光素子53の受光面の曲率半径は∞、各
光学素子の間には空気が介在しているものとする。
また、k3は非球面係数を示しており、サグ量Ｘとの間
には以下の式で示す関係がある。
ここで、ｈは光軸lxからの高さを示しており、ｃは縮
小レンズ50の曲率半径の逆数である。
縮小レンズ50を非球面としない場合には、第６図に示
すように球面収差が生じ、第７図に示すようなディスト
ーションがあるが、上記のように設計された視線方向検
出光学系を用いると、第８図に示すように球面収差が改
善され、これに伴って第９図に示すようにディストーシ
ョンが改善される。
なお、この実施例において、ファインダー16の視野内
に各合焦用ゾーン17、26、27に対応するLEDをそれぞれ
設け、選択された合焦用ゾーンに対応するLEDを点滅表
示させ、撮影者の意図する合焦用ゾーンであるか否かを
確認させる構成とすることもできる。また、この実施例
においては、ファインダー16の視野内に３個の合焦用ゾ
ーンがある場合について説明したが、２個以上であれ
ば、本発明が成立することを容易に理解できるであろ
う。
さらに、この実施例においては、送光系46Aと受光系4
6Bとをペンタプリズム40を境にファインダールーぺ44と
反対側に組み込む構成としたが、送光系46Aと受光系46B
とのいずれか一方を、ペンタプリズム40を境にファイン
ダールーぺ44と同じ側に設ける構成とすることもでき
る。これについては、後述する。
次に、本発明に係る視線方向検出装置46の他の実施例
を第10図〜第13図を参照しつつ説明する。
受光部には、二次元の固体撮像素子を用いることもで
きる。ところが、この場合、固体撮像素子の配列が二次
元であるため、固体撮像素子を走査する走査処理時間が
長くかかることが予想され、かつ、コスト高ともなる。
ところで、複数個の合焦用ゾーン17,26,27の中心Ox、
Oy、Ozが第29図に示すように直線的に並ぶものにあって
は、その合焦用ゾーン17,26,27の中心Ox、Oy、Ozが並ぶ
方向と対応する方向に光電素子が配列された一次元ライ
ンセンサを用いることが考えられる。ところが、このよ
うな一次元ラインセンサを用いると、以下に説明するよ
うな問題がある。
第12図、第13図はこの問題を説明するための図であっ
て、第12図において、100はファインダールーぺ、101は
再結像レンズ、102は一次元ラインセンサである。この
図に示すように、視線方向検出装置46の光学系の光軸
lx、即ち、ファインダールーぺ100の光軸lxと人眼31の
視軸lx′とが一致しているときには、瞳孔のシルエット
（周縁）としての瞳孔像34a、第１プルキンエ像PIが、
一次元ラインセンサ102上に形成されるので正常に視線
方向の検出を行なうことができる。ところが、カメラ本
体に対して人眼31が上下方向に動いた場合には、第13図
に示すようにシルエットとしての瞳孔像34a、第１プル
キンエ層PIが一次元ラインセンサ102から外れてしまっ
て、視線方向検出を正常に行なうことができない不都合
を生じる。
そこで、第10図に示すように、再結像レンズ52に、た
とえばシリコンドリカルレンズを用いる。このシリコン
ドリカルレンズの平坦面側には、第４図で示すと同様構
成のマスク54が設けられている。そのマスク54には開口
55が設けられ、その開口55の中心は再結像レンズ52の曲
率中心Ｙに位置している。ここで、開口55は矩形上のス
リット孔とされ、そのスリット孔の延びる方向は一次元
ラインセンサ53の光電素子53aの配列方向と直交してい
る。再結像レンズ52はその曲面を構成する側がファイン
ダールーぺ44の側に設けられている。
このように、一次元ラインセンサ53の光電素子53aが
複数個のオートフォーカス光学系の合焦用ゾーンに対応
させて配列されているものにあっては、この再結像レン
ズ52にシリンドリカルレンズを用いて一次元ラインセン
サ53の配列方向と直交する方向に縦長の第１プルキンエ
像PIとシルエットとしての瞳孔像34aとを一次元ライン
センサ53を含む平面上に形成するように配置してあるの
で、第11図に示すように、眼45がカメラ本体に対して上
下方向に移動したとしても、それらの各像PI、34aの一
部が一次元ラインセンサ53上に少なくとも形成されてい
ることになる。また、マスク54の開口55も一次元ライン
センサ53の光電素子53aの配列方向と直交する方向に長
く延びるスリット孔としたので、一次元ラインセンサ53
を含む面上に形成される瞳孔像34、第１プルキンエ像PI
が配列方向と直交する方向により一層縦長となり、確実
に視線方向の検出を行なうことができる。
なお、この実施例では、再結像レンズ52にシリンドリ
カルレンズを用いてあるが、トーリックレンズを用いる
こともできる。
次に、本発明に係る視線方向検出装置46の処理回路の
他の例について説明する。
カメラ本体に視線方向検出装置46の光学系を組み込む
こと、コストアップを極力避けることに鑑みれば、その
光学系が極力単純であることが望ましく、再結像レンズ
52に関していえば、単レンズであることが好ましい。
ところが、このような再結像レンズ52を用いた場合、
一様な光量分布の光をその再結像レンズ52に入射させる
と、第14図に模式的に示すように、一次元ラインセンサ
53の受光面上に結像される光の光量が周辺部で減衰す
る。その第14図において、二点鎖線G1は光量減衰がない
とした場合の光量分布を示しており、破線G2は光量減衰
がある場合の光量分布を示し、lxは前記と同様に視線方
向検出装置46の光学系の光軸を示している。
このような光量減衰がある状態で、一次元ラインセン
サ53の出力に基づき光量分布の重心位置を求めることに
すると、求めた重心位置が実際の重心位置からずれるお
それがあり、その求めた重心位置を用いて視線方向を演
算により決定することにした場合、実際の視線方向との
間に誤差を生じる。
区別すべき視線方向の角度が大きく離れている場合に
は、この光量減衰に基づく誤差を許容できるが、区別す
べき視線方向の角度が小さくなるに伴って、光量減衰に
基づく誤差を無視できなくなる。これに限らず、光量減
衰に基づく誤差が除去できるものであるならば、できる
だけこれを取り除く方が、演算処理により視線方向を検
出するうえで好ましい。
そこで、この処理回路では、あらかじめ、光量減衰を
求めて光量補正値を後述するROMに記憶させる手段を講
じている。
すなわち、光量減衰のある光量分布に対応する一次元
ラインセンサ53の出力分布は第14図に符号G3で示すよう
なものとなる。ここで、符号ｉはｉ番目の光電素子53a
を意味し、ｊはｊ番目の光電素子53aを意味し、Xiはｉ
番目の光電素子53aの出力、Xjはｊ番目の光電素子53aの
出力を示している。今、ｊ番目の光電素子53aは光軸lx
上にあるものとする。すなわち、このｊ番目の光電素子
53aはａ番地とｂ番地との中央の番地であるとする。こ
の場合、ｊ番目の光電素子53aの出力は最大であると予
想できる。
そこで、ａ番地の光電素子53aからｂ番地の光電素子5
3aまでの各出力を求め、補正係数hiを求める。
この補正係数Hiと出力Xiと出力Xjとの間には、以下の
関係式がある。
H1・Xi＝Xj … そして、この補正係数Hiを正規化するためにXjで割っ
て補正値Hi′を求め、第15図に示す処理回路のROMに記
憶させておく。
Hi′＝Hi/Xj … このように正規化した補正値Hi′を、実際に得られた
各番地（ａ番地からｂ番地まで）の光電素子53aの出力
に乗算して補正すれば、符号G4に示すように、減衰のあ
る光量分布に対応する出力分布が補正される。つまり、
一様な光に対して、再結像レンズ52の周辺部の影響に基
づく光量減衰を補正した一様な出力分布G4が得られるこ
とになる。
さらに、補正値として、ファインダールーぺ44から平
行な一様光を入射させたときに得られる光量分布に基づ
く補正値を用いることにし、これを書き込み書き換え可
能なEEPROMに記憶させておけば、再結像レンズ52以外の
光学系の光学要素を含めたうえでの光量分布に基づく誤
差、一次元ラインセンサ53それ自体の各光電素子53aの
感度のバラツキを含めたうえでの補正を行なうことがで
きる。よって、このような補正を行なうことにすれば、
一次元ラインセンサ53それ自体の光特性に関する規格を
緩めることが可能となり、歩留まりの向上に基づくコス
トダウンを図ることができる。
ところで、角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像PI
を形成する光量分布の重心位置と眼底からの反射光の光
量分布重心位置とをそれぞれ求めるためには、一次元ラ
インセンサ53の出力を、眼底反射光に対応する眼底反射
光対応出力成分と第１プルキンエ像PIに対応する第１プ
ルキンエ像形成反射光対応出力成分とに分離する必要が
ある。
というのは、実際の光量分布は、第16図に実線G5で示
すようなものとなり、眼底反射光対応出力成分G6と第１
プルキンエ像形成反射光対応出力成分G7とに分離せず処
理するものとすると、この両者を含んだ重心位置（座標
又は番地）が求められることになり、瞳孔の中心34と第
１プルキンエ像PIの中心とが求められないからである。
この場合に、眼底反射光対応出力成分G6と第１プルキ
ンエ像形成反射光対応出力成分G7とを極力正確に分離す
るようにするためには、スライスレベルSLをその境目付
近に設定する必要がある。このために、複数個のゾーン
ベレルZNを設け、光電変換素子53aの出力頻度を調べ
る。
ここでは、このゾーンベレルZNを第17図に示すように
８個とする。なお、この８個のゾーンレベルZNを符号ZN
1〜ZN8を用いて示す。
そして、その光電変換素子53aの出力頻度を調べるた
めに、８個のゾーンレベルZN1〜ZN8に対応させて、８個
の出現頻度レジスタR1〜R9を準備する。なお、この出現
頻度レジスタR1〜R8のビット数は８とする。そして、こ
の出現頻度レジスタR1〜R8にａ番地からｂ番地までの各
光電素子53aの出力を順次入力させる。たとえば、ａ番
地の出力は「０」であるから、全ての出現頻度レジスタ
の内容は、「０」である。今、ｉ番地の光電変換素子53
aの出力が、「222」に対応する出力であるときには、出
現頻度レジスタR3の内容が「00000010」となり、他の出
現頻度レジスタの内容は「０」である。また、たとえ
ば、ｉ＋ｉ番地の光電素子53aの出力がｉ番地の光電変
換素子53aの出力「222」よりも１ビットに相当する分だ
け大きいときには、出現頻度レジスタR3の内容は「1000
0010」となる。
そこで、出現頻度レジスタR1〜R8の上位３ビットに着
目し、上位３ビットの内容のデータが少なくとも「１」
を含むとき、その出現頻度レジスタR1〜R8から「＋１」
を出力させる。そして、各番地（ｉ＝ａからｂまで）の
光電素子53aの出力が入力され、上位３ビットの内容が
「１」を含むたびに、各出現頻度レジスタR1〜R8の出力
をインクリメントカウントする。なお、上位３ビットが
の内容が「１」を含まないときには、インクリメントカ
ウントしない。このように、各番地の光電素子53aの出
力のたびに、出現頻度レジスタR1〜R8をインクリメント
カウントすると、この模式的に示す出力分布の場合に
は、ゾーンレベルZN2とゾーンレベルZN3との間に出力レ
ベルがある光電素子53aの個数が最も多いから、出現頻
度レジスタR3のインクリメントカウント個数が最大とな
ることが予想される。
そこで、全ての番地の光電素子53aの出力分布につい
て、インクリメントカウント後、出現頻度レジスタR1〜
R8のインクリメントカウント数が最大となったか否かを
判定する。そして、そのインクリメントカウント数が最
大となった出現頻度レジスタR1〜R8に対応するゾーンレ
ベルZNをスライスレベルSLとして決定する。このスライ
スレベルSLを用いれば、眼底反射光対応出力成分G6と第
１プルキンエ像形成反射光出力成分G7とを分離すること
ができる。
ここで、ゾーンレベルZN1〜ZN8の幅は、眼底からの反
射に基づくノイズレベルに応じて決めるもので、このノ
イズレベルの成分はローパスフィルタを通して除去でき
るが、ゾーンレベルZN1〜ZN8をオーバーラップさせると
いうソフトウエア処理によっても行なうことができる。
たとえば、第18図に示すように、隣接する出現頻度レ
ジスタR1〜R8のインクリメントカウント数の和をとり、
その和が最大である出現頻度レジスタR1〜R8を判定す
る。この第18図に示す例では、出現頻度レジスタR3と出
現頻度レジスタR4との和が最大であるので、出現頻度レ
ジスタR4のインクリメントカウント数が最大であると判
定される。
なお、眼底反射光対応出力成分G6のうち最も出現頻度
の多い出力成分は中間レベルであるので、スライスレベ
ルSLの決定に関し、ゾーンレベルZN1、ZN8に対応する出
現頻度レジスタR1、R8は当初から除いて考える。
このようにして、出現頻度レジスタR4に対応するゾー
ンレベルZN4を求めることができたとする。ここで、そ
の出現頻度レジスタR4の内容が、「00000001」以上のと
きを第１プルキンエ像形成反射光対応出力成分G7、「00
000110」以下のときを、眼底反射光対応出力成分G6とあ
らかじめ決めておく。
このようにすれば、その出現頻度レジスタR4の内容に
基づき、第16図に示すようにスライスレベルSL1、SL
2を、眼底反射光対応出力成分G6と第１プルキンエ像形
成反射光対応出力成分G7との境目近傍で設定できること
になる。
このようにして、スライスレベルSL1、SL2を決定し、
第16図に示す光量分布特性に対応する出力成分をスライ
スして像分離処理を行なうと、第19図に示す分離出力が
得られる。この第19図において、実線G8は眼底反射光対
応分離出力を示し、実線G9は第１プルキンエ像形成反射
光対応分離出力を示している。ここで、眼底反射光対応
分離出力G8は台形となっているが、これは、一次元ライ
ンセンサ53の出力を、眼底反射光対応分離出力G8と第１
プルキンエ像形成反射光対応分離出力G9とに分離する前
に、前述の補正処理を行なったからである。よって、眼
底反射光対応分離出力G8の重心位置をX1、第１プルキン
エ像形成反射光対応分離出力G9の重心位置をX2とする
と、瞳孔の中心34から第１プルキンエ像までの距離ｄ′
は、ｄ′＝X2−X1として求められる。
重心位置を求めるための演算アルゴリズムとしては、
PSD（ポジションセンサーダイオード）の出力を、ソフ
トウエア演算により実現したものが用いられる。すなわ
ち、第20図（ａ）、第20図（ｂ）に示すように、重価関
数WA、WBを用いて、重価関数WA、WBの出力に対応する像
分離出力のコンボリューション（たたみこみ積分）をと
った後にこれを積分する。たとえば、第20図（ｃ）、第
20図（ｄ）に示す像分離出力G9と重価関係WA、WBとのコ
ンボリューションをとり、乗算出力CA、CBを得る。そし
て、この乗算出力CA、CBを積分して積分値SA、SBを得
る。
すると、重心位置Ｘは、原点Ｏからの距離をSFとし
て、 Ｘ＝SF＊｛（SA−SB）／（SA＋SB）＋１｝×1/2 として求められる。
この方法は、コンボリューションをとるために、各ビ
ット毎の乗算が必要である。近時は、マイクロコンピュ
ータにも乗算機能を有するものが一般化してきているの
で、この方法により重心位置を求めることができる。
しかし、ソフトウエアでこの重心位置Ｘを求めること
にすると、演算に時間がかかりすぎる不利な面がある。
そこで、演算時間の短縮を図って重心位置Ｘの計算を
行なうことのできる処理手段をここでは採用することに
する。
まず得られた分離出力G8、G9を位置座標についてビッ
ト反転させて第19図に示すように反転分離出力G8′、
G9′を生成する。
この方法によれば、反転前の分離出力G8、G9と反転後
の分離出力G8′、G9′との位相差を演算することによ
り、上記の精度と略同程度の精度で重心位置を求めるこ
とができ、その位相差の演算には、公知のオートフォー
カス光学系を有する一眼レフレックスカメラに用いられ
ている位相差検出方法の相関方式演算と同様の演算方法
によって求めることができる。なお、この演算方式は、
内挿演算によりセンサの画素の分解能の数10〜数100分
の１の精度で得られることが従来より知られている。
ところで、全く予測のつかない被写体を撮影するのと
異なり、この視線方向検出装置46の場合、得られる像の
パターンは予測できるものであり、眼底からの反射光と
第１プルキンエ像PIを形成する反射光とが一次元ライン
センサ53にスポット的に結像されたときには、それぞれ
左右対称の分離出力G8′、G9′が得られる。そこで、た
とえば、第21図に示すように、分離出力G8′が単純なパ
ターンの場合には、立上りの位置座標と立ち下がりの位
置座標との中心OEが略重心位置と予想される。よって、
位相差を検出するにあたっては、その中心OEの前後のみ
に関し、演算を行なえば、演算時間の短縮化を図ること
ができる。
具体的には、一次元ラインセンサ53の出力をＳ（ｎ）
とする。ここで、ｎは一次元ラインセンサの光電素子53
aの番地を示している。そして、ｎ番地とｎ＋１番地と
に着目し、その分離出力の差出力Ｅ（ｎ）を生成する。
差Ｅ（ｎ）は、以下の式によって求められる。
Ｅ（ｎ）＝Ｓ（ｎ＋１）−Ｓ（ｎ） このようにして、第21図に示すような微分出力BEが得
られる。
次に、Ｅ（ｎ）が最大となる座標を最小となる座標を
それぞれt1、t2とすると、重心位置は、略（t1＋t2）/2
にあると予想できる。
そこで、位置座標を反転させたときの反転分離出力を
Gs′′とし、その差出力Ｒ（ｎ）を生成する。この差出
力Ｒ（ｎ）に対応する微分出力BE′は実線で示すような
ものとなる。ここで、全ビット数ｍとして、ｍ−（t1＋
t2）の前後に対して、Ｓ（ｎ）に対するＲ（ｎ）の位相
差を求めるための相関法演算を行なえば、重心位置を求
めることができる。同様にして、BEとBE′との位相差を
求めることもできる。
すなわち、Ｓ（ｎ）に対するＲ（ｎ）の位相差あるい
はBEとBE′との位相差をｔとすると、Ｓ（ｎ）のセンサ
の中心座標OE′からの重心位置はt/2で求めることがで
きる。
このような演算アルゴリズムを用いることにより、高
精度の視線方向検出装置を実現できる。
ところで、BEとBE′の位相差を求める方法を採用する
のでなければ、Ｒ（ｎ）はＳ（ｎ）が格納されているメ
モリのアドレスが対応しているので、アドレスから逆の
順番にデータを呼び出せば、Ｒ（ｎ）を生成するための
メモリの領域をつくる必要がなく、メモリの節約を図る
ことができる。
また、Ｅ（ｎ）の生成についても最大、最小の番地を
求めることが目的であり、Ｅ（ｎ）を得ることが目的で
あるわけではないので、その生成領域も不要である。
ところで、先の例の視線方向検出装置46の光学系は、
ペンタプリズム40を境にファインダールーぺ44と反対側
に送光系46A、受光系46Bがカメラ本体に組み込まれてい
たので、送光系46A、受光系46Bを構成する各光学要素の
屈折面に基づく反射光が受光系46Bにゴーストとして導
かれ、受光系46Bの一次元ラインセンサ53に第１プルキ
ンエ像PIと共にゴーストが形成され、ゴーストと第１プ
ルキンエ像PIとの区別をつけがたいという問題点が残存
する。
そこで、次に、ゴーストが受光系46Bに極力導かれな
いようにしたカメラの視線方向検出装置の光学系を説明
する。
第31図〜第35図は、このゴーストが受光系46Bに極力
導かれないようにしたカメラの視線方向検出装置の光学
系の説明図であって、第２図に示す光学系の構成要素と
同一構成要素については大略同一符号が付されている。
ここでは、送光系46Aは、赤外光を発生する光源48、
全反射ミラー149、コリメーターレンズ150を備えてい
る。コリメーターレンズ150はその面Ａが非球面であ
る。光源48から出射された赤外光は、全反射ミラー149
で反射され、コリメータレンズ150に導かれる。このコ
リメータレンズ150の出射側の面には、絞り151が設けら
れている。コリメータレンズ150は光源48から出射され
た赤外光を平行光束に変換する機能を有する。
ファインダールーぺ44の眼45が臨む側には、送光系46
Aの光軸liと受光系の光軸ljとを共軸とするための共軸
形成用光学部材152が設けられている。この共軸形成用
光学部材152は、ここでは、反射面153を有するプリズム
154、155によりなる直方体から構成されている。その共
軸形成用光学部材152は、眼45に臨む透過面156と、反射
面153を挟んで透過面156と対向する透過面157と、コリ
メーターレンズ150に臨む透過面157′とを有し、透過面
156にはマスク158が設けられている。
ここでは、共軸形成用光学部材152の各透過面におけ
る反射に基づくゴーストを避けるために、透過面156、1
57は光軸lxに対してごくわずかに傾けられ、透過面15
7′な光軸liに対してごくわずかに傾けられている。そ
の各光軸lx、liに対する各透過面156、157、157′の傾
く角は、この実施例では、１゜であり、各透過面156、1
57、157′が同一の傾き角を持っているので、平行平面
板が挿入された状態と同じになり、傾斜による収差の変
化がほとんどない。
反射面153は、ここでは、赤外光半透過かつ可視透過
型である。反射面153が可視光を透過するので、撮影者
はピント板42に形成された被写体像を見ることができ
る。絞り151を通過した平行光束は、反射面153により眼
45に向かう方向に反射され、アイポイントに置かれた撮
影者の眼45に投影される。なお、この実施例では、共軸
形成用光学部材152として用いてあるが、赤外光半透過
かつ可視光透過型のミラーを用いてもよい。
第１プルキンエ像PIを形成する角膜鏡面反射光束と、
眼底からの反射光束とは、再び共軸形成用光学部材152
に導かれ、その反射面153を通過してファインダールー
ぺ44に導かれる。そのファインダールーぺ44は、前記同
様にレンズ44a、44bから構成されている。
受光系46Bは、ここでは、コンペンセータプリズム15
9、縮小レンズ50、全反射ミラー161、再結像レンズ52、
一次元ラインセンサ53から構成されている。再結像レン
ズ52には、第33図に拡大して示すように、前記同様構成
のマスク54が一次元ラインセンサ53に臨む面の側に設け
られている。
ところで、この例においても、受光系46Bにはディス
トーションが存在しない方が好ましく、かつ、物体高と
の関係において、一次元ラインセンサ53上での光量分布
は略一様であることが望ましく、以下に記載するように
光学系を構成すると、第34図に示すように、必要とする
物体高の範囲内で、一次元ラインセンサ53生での光量分
布を略一様にカバーでき、かつ、第35図に示すようにデ
ィストーションを１μ以下とすることができる。
（１）送光系46Aの設計値 光源48の出射面の曲率半径…無限大 光源48の出射面と全反射ミラー149との光軸間距離…7.7
mm 全反射ミラー149とコリメーターレンズ150の面Ａとの距
離…7.3mm コリメータレンズ150 面Ａの曲率半径…10.00mm 面Ｂの曲率半径…−28.00mm 屈折率…1.48304 中心厚…4.00mm マスク151とコリメータレンズ150の面Ｂとの光軸間距離
…0.00mm マスク151 厚さ…0.04mm 曲率半径…無限大 マスク151と透過面157′との光軸距離…0.66mm 透過面157′ 曲率半径…無限大 光軸liに対する傾き…１゜ 共軸形成用光学部材152の屈折率…1.50871 透過面157′から透過面156までの光軸間距離……12mm 透過面156 曲率半径…無限大 光軸lxに対する傾き…１゜ 透過面156から角膜32までの光軸間距離……13mm 角膜32の曲率半径…7.980mm なお、コリメータレンズ150の面Ａは非球面であり、
以下に記載する非球面レンズの結像公式において、 ｋ＝−3.165、α４＝−2.95×10-5、α６＝０として、
サグ量Ｘを求め、設計した。
なお、ｃはコリメータレンズ150の面Ａの曲率半径の
逆数、ｈは光軸liからの物高であり、ｋは非球面係数で
ある。
（２）受光系46Bの設計値 角膜32の曲率半径…−7.980mm 角膜32から透過面156までの光軸間距離…13mm 透過面156 光軸lxに対する傾き…−１゜ 曲率半径…無限大 共軸形成用光学部材152の屈折率…1.50871 透過面156と透過面157との光軸間距離……10mm 透過面157 光軸liに対する傾き…−１゜ 曲率半径…無限大 透過面157からレンズ44aの面Ａまでの光軸間距離……0.
60mm レンズ44a 面Ａの曲率半径…115.895mm 中心肉厚…1.2mm 屈折率…1.69747 面Ｂの曲率半径…29.210mm レンズ44b 面Ｂの曲率半径…29.210mm 中心肉厚…4.92mm 屈折率…1.61187 面Ｃの曲率半径…−47.880mm 面Ｃとペンタプリズム40の面Ａとの光軸距離…1.00mm ペンタプリズム40 面Ａの曲率半径…無限大 屈折率…1.50871 面Ｂの曲率半径…無限大 光軸ljに対する面Ｂの傾き…−24゜ 面Ａから面Ｂまでの光軸間距離…28.80mm 面Ｂとコンペンセータプリズム159の面Ａとの光軸間距
離…0.14mm コンペンセータプリズム159 面Ａの曲率半径…無限大 光軸ljに対する面Ａの傾き…−24゜ 面Ｂの曲率半径…無限大 面Ａと面Ｂとの光軸間距離…3mm 屈折率…1.50871 面Ａからマスク159′までの距離…0mm マスク159′ 厚さ…0.04mm 曲率半径…無限大 マスク159′から縮小レンズ50の面Ａまでの光軸間距離
…0.10mm 縮小レンズ50 面Ａの曲率半径…11.716mm 肉厚……2.50mm 面Ｂの曲率半径…−60.140mm 屈折率…1.48304 面Ｂから全反射ミラー161までの光軸間距離…3.00mm 全反射ミラー161の曲率半径…無限大 全反射ミラー161から再結像レンズ52までの光軸間距離
……7.60mm 再結像レンズ52 面Ａの曲率半径…1.520mm 屈折率…1.48304mm 中心肉厚……1.520mm 面Ｂの曲率半径…無限大 面Ｂからマスク54までの距離…0.00mm マスク54 曲率半径…無限大 厚さ……0.04mm なお、縮小レンズ50の面Ａは、非球面であり、前記式
において、Ｋ＝−1.25、α４＝−８×10-5、α６＝−10
-6として、設計した。
第36図〜第36図は、本発明に係るカメラの視線方向検
出光学系の第２実施例を説明するための図であって、こ
の実施例は、送光系46Aをペンタプリズム40を挟んでフ
ァインダールーぺ44と反対側に設け、受光系46Bを共軸
形成用光学部材152の透過面157′の側に設けて、光源48
から出射された赤外光を、コンペンセータプリズム15
9、ペンタプリズム40を介して、ファインダールーぺ44
に導き、このファインダールーぺ44により赤外光を平行
光束に変換して、眼45に投影すると共に、その眼45の角
膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像PIを形成する光束
と眼底からの反射光とを、共軸形成用光学部材152の反
射面153により反射させて、受光系46Bに導く構成とした
ものであり、その他の光学的構成要素は、第１実施例と
大略同一であり、その光学的特性も、第６図、第７図に
示すように第１実施例と大略同一であるので、以下にそ
の設計値を記載するにとどめる。
（１）送光系46Aの設計値 光源48の出射面の曲率半径…無限大 光源48の出射面と全反射ミラー149との光軸間距離…17m
m 全反射ミラー149の曲率半径…無限大 全反射ミラー149とマスク159′との光軸距離…3mm マスク159′ 厚さ…0.04mm 曲率半径…無限大 マスク159′とコンペンセータプリズム159の面Ｂとの距
離…0.00mm コンペンセータプリズム159 面Ｂの曲率半径…無限大 面Ａと面Ｂとの距離…3mm 面Ａの曲率半径…無限大 光軸liに対する面Ａの傾き…24゜ 面Ａとペンタプリズム40の面Ｂとの光軸間距離…0.14
mm ペンタプリズム40 面Ｂの曲率半径…無限大 光軸liに対する面Ｂの傾き…24゜ 屈折率…1.50871 面Ａの曲率半径…無限大 面Ａから面Ｂまでの光軸間距離…28.80mm 面Ａとレンズ44bの面Ｃとの光軸間距離…1.00mm レンズ44b 面Ｃの曲率半径…47.880mm 面Ｂの曲率半径…−29.210mm 中心肉厚……4.92mm 屈折率……1.61187 レンズ44a 面Ｂの曲率半径…−29.210mm 面Ａの曲率半径…−115.895mm 中心肉厚…1.2mm 屈折率…1.69747 面Ａと透過面57との光軸間距離…0.60mm 透過面157 曲率半径…無限大 光軸liに対する傾き…２゜ 共軸形成用光学部材152の屈折率…1.50871 透過面157から透過面156までの光軸間距離…10mm 透過面156 曲率半径…無限大 光軸lxに対する傾き…２゜ 透過面156から角膜32までの光軸間距離…13mm 角膜32の曲率半径…7.980mm （２）受光系46Bの設計値 角膜32の曲率半径…−7.980mm 角膜32から透過面156までの光軸間距離…13mm 透過面156 曲率半径…無限大 光軸lxに対する傾き…−２゜ 透過面156から透過面157′までの光軸間距離…12mm 共軸形成用光学部材152の屈折率…1.50871 透過面157′ 光軸lxに対する傾き…−２゜ 曲率半径…無限大 透過面157′からマスク151までの光軸間距離…0.66mm マスク151と縮小レンズ50との間の距離…0.00mm マスク151 曲率半径…無限大 厚さ…0.04mm 縮小レンズ50 面Ａの曲率半径…28.00mm 中心肉厚…4.00mm 面Ｂの曲率半径…−10.00mm 屈折率…1.48304 面Ｂから全反射ミラー161までの光軸間距離…7.30mm 全反射ミラー161の曲率半径…無限大 全反射ミラー161と再結像レンズ52の面Ａとの光軸間距
離…5.70mm 再結像レンズ52 面Ａの曲率半径…2.00mm 屈折率…1.48304mm 中心肉厚…2.00mm 面Ｂの曲率半径…無限大 面Ｂからマスク54までの距離…0.00mm マスク54 曲率半径…無限大 厚さ…0.04mm なお、縮小レンズ50の面Ｂは非球面であり、前記式に
おいて、Ｋ＝−3.165、α４＝2.95×10-5、α６＝０と
して、設計した。
この視線方向検出装置によれば、受光部にゴーストが
生じるのを極力避けることができるという効果を奏す
る。
発明の効果 本発明に係るカメラの視線方向検出装置は、以上説明
したように、 撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 受光部を有しかつその眼の角膜鏡面反射に基づき第１
プルキンエ像を形成する反射光と眼の眼底から反射光と
を受光する受光系と、 その受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向
を検出するための処理回路とがカメラ本体に設けられて
いるので、 カメラを覗く撮影者の眼の視線方向を検出できるとい
う効果を奏する。
またファインダーに複数個の合焦ゾーンが設けられて
いるカメラにあっては、その合焦ゾーンに対応するオー
トフォーカス光学系を自動的に選択して駆動させること
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第５図は本発明に係る視線方向検出装置を一眼
レフカメラに適用した例を説明するためのもので、 第１図は本発明に係る視線方向検出装置のカメラへの配
置状態を示す説明図、 第２図、第３図はその視線方向検出装置の詳細図、 第４図は第２図、第３図に示す再結像レンズの拡大図、 第５図はその視線方向検出装置の模式図、 第６図は第２図、第３図に示す縮小レンズを非球面とし
ない場合の球面収差のグラフ、 第７図はその第６図に示す球面収差があるときのディス
トーションのグラフ、 第８図は第２図、第３図に示す縮小レンズを非球面とし
たときの球面収差のグラフ、 第９図はその第８図に示す球面収差がないときのディス
トーションのグラフ、 第10図、第11図は本発明に係るカメラの視線方向検出装
置と再結像レンズとファインダールーぺの撮影者の眼と
一次元ラインセンサとの関係を示す模式図、 第12図、第13図は視線方向検出光学系の受光素子として
の一次元ラインセンサを用いた場合の不具合を説明する
ための模式図、 第14図は、再結像レンズの周辺部における光量減衰を補
正するための補正処理手段の説明図、 第15図はその補正処理手段を有する処理回路のブロック
図、 第16図は実際に得られた光量分布と一次元ラインセンサ
との関係を示す模式図、 第17図、第18図は像分離処理手段の説明図、 第19図〜第21図は像分離出力分布の重心位置を求めるた
めの説明用グラフ、 第22図〜第24図は本発明に係る視線方向検出装置の検出
原理を説明するための説明図であって、 第22図は凸面鏡に平行光束を照射した場合に光点が形成
される状態を示す説明図、 第23図は眼の角膜に平行光束を照射した場合に第１プル
キンエ像が形成される状態を示す説明図、 第24図はその第１プルキンエ像と瞳孔の中心との関係を
説明するための眼の拡大図 第25図、第26図はその第１プルキンエ像と瞳孔の中心と
から眼の視線方向を演算して求めるための説明図、 第27図は一眼レフカメラの改良したオートフォーカス光
学系の配置状態を概略的に示す斜視図、 第28図はその一眼レフカメラの撮影レンズをファインダ
ーの中央合焦用ゾーンと光学的に略共役なオートフォー
カス光学系の合焦用ゾーンから覗いた射出瞳と開口領域
との関係を説明するための説明図、 第29図はその一眼レフカメラのファインダーの平面図、 第30図は第27図に示す射出瞳がビネッテイングを受けた
場合にその射出瞳と開口領域との関係を説明するための
説明図、 第31図〜第35図は本発明に係る視線方向検出装置の光学
系のさらに他の例を説明するための図であって、 第31図はその視線方向検出装置の光学系の構成図、 第32図は第31図に示す視線方向検出装置の光学系の要部
拡大図、 第33図は第31図に示す再結像レンズの拡大図、 第34図、第35図はこの第31図に示す視線方向検出装置の
光学系の光学的特性の説明図、 第36図〜第38図は第31図に示す光学系の他の例を説明す
るための図であって、 第37図はその視線方向検出装置の光学系の要部構成を示
す光学図、 第37図、第38図はこの第36図に示す光学系の光学的特性
の説明図、 第39図は従来の一眼レフカメラのオートフォーカス光学
系の概略構成を示す図、 第40図は第39図に示すオートフォーカス光学系の配置状
態を概略的に示す斜視図、 第41図はそのオートフォーカス光学系による合焦を説明
するための説明図、 第42図はそのオートフォーカス光学系のCCDの検出出力
の説明図、 第43図は従来の合焦用ゾーンのファインダーへの配置状
態を説明するための説明図、 第44図はその従来の一眼レフカメラを用いて所望の被写
体が中央から左右にずれた撮影写真を得る場合の撮影手
順を説明するための説明図、 である。 ９……オートフォーカス光学系、16……ファインダー 17……中央合焦用ゾーン 18、19……周辺部合焦用オートフォーカス光学系 26、27……周辺部合焦用ゾーン 28、29……合焦用ゾーン 32……角膜、40……ペンタプリズム 34……瞳孔の中心 44……ファインダールーぺ、45……撮影者の眼 46……視線方向検出装置 46A……送光系、46B……受光系、48……赤外光源 50……縮小レンズ、52……再結像レンズ 53……一次元ラインセンサ、55……開口 58……マイクロコンピュータ 152……共軸形成用光学部材 156、157……透過面、li、lj……光軸 53a……光電素子、θ……回旋角、SA′……回旋中心 PI……第１プルキンエ像、G1、G2……光量分布 Hi……補正係数、Xi、Xj……出力 G6……眼底反射光対応出力成分 G7……第１プルキンエ像形成反射光対応出力成分 G8……眼底反射光対応分離出力 G9……第１プルキンエ像形成反射光対応分離出力
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03B 3/00 G02B 7/09

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 受光部を有し且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プ
    ルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から反射光
    とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記送光系は、ファインダールーペを介して撮影者の眼
    に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する赤
    外光源を有し、 前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像
    を形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを縮小
    して受光部に再結像させる縮小レンズ及び再結像レンズ
    を有し、該縮小レンズは、少なくとも一方が非球面であ
    り、前記再結像レンズの曲率中心に位置させて開口が設
    けられると共に、前記縮小レンズの焦点が再結像レンズ
    の曲率中心に位置されていることを特徴とするカメラの
    視線方向検出装置。
  2. 【請求項２】前記送光系と受光系とは、ペンタプリズム
    を境に少なくともその一方がファインダールーペと反対
    側でカメラ本体に組み込まれていることを特徴とする請
    求項１記載のカメラの視線方向検出装置。
  3. 【請求項３】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 受光部を有し且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プ
    ルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から反射光
    とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記カメラ本体には、ファインダーの視野内に複数個設
    けられた合焦用ゾーンと略光学的に共役な位置に、該フ
    ァインダーの合焦用ゾーンに対応する合焦用ゾーンを有
    する複数個のオートフォーカス光学系が設けられ、 前記処理回路は、前記オートフォーカス光学系を駆動さ
    せる駆動回路に接続され、該駆動回路は、検出された撮
    影者の眼の視線方向に基いて処理回路から出力されるい
    ずれの合焦用ゾーンが選択されたかを意味する選択信号
    に従って、その選択された合焦用ゾーンに対応するオー
    トフォーカス光学系の合焦センサーを駆動させることを
    特徴するカメラの視線方向検出装置。
  4. 【請求項４】前記送光系と受光系とは、ペンタプリズム
    を境に少なくともその一方がファインダールーぺと反対
    側でカメラ本体に組み込まれていることを特徴とする請
    求項３記載のカメラの視線方向検出装置。
  5. 【請求項５】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 一次元ラインセンサから成る受光部を有し且つ前記眼の
    角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を形成する反射
    光と前記眼の眼底からの反射光とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記送光系は、ファインダールーペを介して撮影者の眼
    に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する赤
    外光源を有し、 前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像
    を形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを縮小
    して前記受光部に再結像させる縮小レンズ及び再結像レ
    ンズを有し、 前記再結像レンズと前記受光部の一次元ラインセンサと
    の間に開口を有するマスクが設けられ、再結像レンズ
    が、一次元ラインセンサの光電素子の配列方向と直交す
    る方向に長く延びる像を形成するシリンドリカルレンズ
    であることを特徴とするカメラの視線方向検出装置。
  6. 【請求項６】前記送光系と受光系とは、ペンタプリズム
    を境に少なくともその一方がファインダールーぺと反対
    側でカメラ本体に組み込まれていることを特徴とする請
    求項５記載のカメラの視線方向検出装置。
  7. 【請求項７】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 一次元ラインセンサから成る受光部を有し且つ前記眼の
    角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を形成する反射
    光と前記眼の眼底からの反射光とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記送光系は、ファインダールーペを介して撮影者の眼
    に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する赤
    外光源を有し、 前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像
    を形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを縮小
    して前記受光部に再結像させる縮小レンズ及び再結像レ
    ンズを有し、 前記再結像レンズと前記受光部の一次元ラインセンサと
    の間に開口を有するマスクが設けられ、再結像レンズ
    が、一次元ラインセンサの光電素子の配列方向と直交す
    る方向に長く延びる像を形成するトーリックレンズであ
    ることを特徴とするカメラの視線方向検出装置。
  8. 【請求項８】前記送光系と受光系とは、ペンタプリズム
    を境に少なくともその一方がファインダールーぺと反対
    側でカメラ本体に組み込まれていることを特徴とする請
    求項７記載のカメラの視線方向検出装置。
  9. 【請求項９】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 一次元ラインセンサから成る受光部を有し且つ前記眼の
    角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を形成する反射
    光と前記眼の眼底からの反射光とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記処理回路は、前記一次元ラインセンサからの出力
    を、一のスライスレベルで処理することによって眼底か
    らの反射光に基づきシルエットとして浮かび上がった瞳
    孔の周縁に対応する瞳孔周縁対応座標を求めると共に、
    他のスライスレベルで処理することにより第１プルキン
    エ像に対応するプルキンエ像対応座標を求め、第１プル
    キンエ像の中心座標と前記瞳孔の中心座標とを演算し
    て、眼の視線方向を検出することを特徴とするカメラの
    視線方向検出装置。
  10. 【請求項１０】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 一次元ラインセンサから成る受光部を有し且つ前記眼の
    角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像を形成する反射
    光と前記眼の眼底からの反射光とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記処理回路は、前記一次元ラインセンサからの出力
    を、眼底からの反射光に対応する眼底反射光対応出力成
    分と第１プルキンエ像を形成する反射光に対応する第１
    プルキンエ像形成反射光対応出力成分とに分離する手段
    を備え、分離された眼底反射光対応出力成分の重心位置
    と第１プルキンエ像形成反射光対応出力成分の重心位置
    とを夫々求め、眼の視線方向を検出することを特徴とす
    るカメラの視線方向検出装置。
  11. 【請求項１１】前記受光系は、前記眼の角膜鏡面反射に
    基づき第１プルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼
    底からの反射光とを前記一次元ラインセンサに再結像さ
    せる再結像レンズとを備え、前記処理回路は、該再結像
    レンズの光量分布特性に基づく周辺部入射量の減少を補
    正する補正手段を備えていることを特徴とする請求項10
    に記載のカメラの視線方向検出装置。
  12. 【請求項１２】前記分離された眼底反射光対応出力成分
    と第１プルキンエ像形成反射光対応出力成分とを、ピッ
    ト反転させて、第１プルキンエ像の位置と瞳孔との位置
    を求めることを特徴とする請求項10又は11に記載のカメ
    ラの視線方向検出装置。
  13. 【請求項１３】撮影者の眼に平行光束を導く送光系と、 受光部を有し且つ前記眼の角膜鏡面反射に基づき第１プ
    ルキンエ像を形成する反射光と前記眼の眼底から反射光
    とを受光する受光系と、 前記受光部の受光出力に基づき撮影者の眼の視線方向を
    検出するための処理回路と、がカメラ本体に設けられた
    視線方向検出装置において、 前記送光系は、ファインダールーぺを介して撮影者の眼
    に向けて平行光束として出射される赤外光を発生する赤
    外光源を有し、 前記受光系は、角膜鏡面反射に基づき第１プルキンエ像
    を形成する反射光と前記眼の眼底からの反射光とを縮小
    して受光部に再結像させる縮小レンズ及び再結像レンズ
    を有し、 前記ファインダールーぺの眼に臨む側に、送光系の光軸
    と受光系の光軸とを共軸とするためのプリズムが設けら
    れ、該プリズムは、共軸にする反射面と、眼に臨む透過
    面と前記反射面を挟んで対向され前記ファインダールー
    ぺに臨む透過面を備え、少なくとも前記眼に臨む透過面
    が前記共軸に対してわずかに傾いていることを特徴とす
    るカメラの視線方向検出装置。
  14. 【請求項１４】前記縮小レンズは、少なくとも一面が非
    球面であることを特徴とする請求項13記載のカメラの視
    線方向検出装置。
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