JP2920940B2 - 視線検出手段を有した機器 - Google Patents

視線検出手段を有した機器

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は使用者の視線を検出し、その検出結果に基づ
いて所定の動作を実行する視線検出手段を有した機器に
関するものである。
(従来の技術) 最近の写真用カメラ、ビデオカメラ又は眼底カメラ等
の撮影装置は撮影に関する多機能化に伴い、撮影装置に
入力すべき撮影に関する情報量が増大している。
例えば一眼レフカメラ等においては測光、自動焦点検
出、自動露出等の撮影機能が組み込まれている。そして
これらの撮影機能は一般に撮影者がシャッターボタンを
半押しして駆動するように構成されている。
(発明が解決しようとする問題点) 撮影に関する測光や自動焦点検出等の撮影機能の駆動
をシャッターボタンを半押しして行う撮影装置ではシャ
ッターボタンがこれらの撮影機能の動作を開始させるた
めの情報入力手段とシャッターレリーズスイッチとを兼
用するため、例えば撮影者が被写体に対する構図作りに
熱中するあまり、時にして前記シャッターボタンを不用
意に全押ししてしまって不要な写真を撮影してしまうと
いう問題点があった。
本発明は、シャッターボタン等の外部操作部材の操作
がカメラの使用者である撮影者の意志の基づく操作なの
か、あるいは誤操作なのかを撮影者の視線を利用して判
断することができる視線検出手段を有した機器の提供を
目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明の視線検出手段を有した機器は、 (1−1) 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外部操作部材と、前記使用者が
前記外部操作部材を操作し、且つ前記使用者が前記外部
操作部材を操作したときの前記使用者の視線が所定の領
域内にある場合には所定の動作を実行させ、前記使用者
が前記外部操作部材を操作したとしても、前記使用者が
前記外部操作部材を操作したときの前記使用者の視線が
所定の領域内にない場合には所定の動作を禁止する制御
手段とを備えたことを特徴としている。
特に、 (1−1−1) 前記制御手段は、前記使用者の視線が
所定の領域内にない場合には前記所定の動作を禁止する
とともに、前記使用者に警告することを特徴としてい
る。
(1−2) 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外部操作部材と、前記使用者が
前記外部操作部材を操作し、且つ前記使用者が前記外部
操作部材を操作したときの前記使用者の視線が撮影画面
視野内にある場合には撮影動作を実行させ、前記使用者
が前記外部操作部材を操作したとしても、前記使用者が
前記外部操作部材を操作したときの前記使用者の視線が
撮影画面視野内にない場合には撮影動作を禁止する制御
手段とを備えたことを特徴としている。
(実施例) 第1図(A)は本発明を一眼レフカメラに適用したと
きの一実施例の光学系の要部概略図、同図(B)は同図
(A)の一部分の説明図である。
図中、120は眼球光軸検出手段である。1は接眼レン
ズで、その内部には可視光透過・赤外光反射のダイクロ
イックミラー1aが斜設されており、光路分割器を兼ねて
いる。2はハーフミラーで、ハーフミラー2による一方
の光路には投光レンズ3と照明光源としての赤外発光ダ
イオード5が配され、他方の光路には受光レンズ4と光
電素子列(イメージセンサー)6が配される。光電素子
列6は通常は、図面水平方向に1次元的に複数の光電素
子が並んだデバイスを使うが、必要に応じて2次元に光
電素子が並んだデバイスを使用する。各要素1〜6より
眼球光軸検出手段120を構成している。
発光ダイオード5は投光レンズ3の焦点位置に配して
後述する撮影者(カメラの使用者)の眼を平行光で照明
する様にしている。また光電素子列6は受光レンズ4に
関して所定位置の眼の瞳孔近傍と共役に定めている。
109は信号処理回路であり、眼球光軸検出回路、撮影
者がどちらの眼で観察しているかを検出する眼球判別回
路、眼球視軸補正回路、注視点検出回路等を有してい
る。10は制御手段としてのシャッター制御回路、12はシ
ャッター駆動回路である。
101は撮影レンズ、102はクイックリターン(QR)ミラ
ー、103は表示素子、104はピント板、105はコンデンサ
ーレンズ、106はペンタダハプリスム、107はサブミラ
ー、108は多点焦点検出装置であり、撮影画面内の複数
の領域を選択して焦点検出を行っている。
多点焦点検出装置の説明は本発明理解のために必要な
いため概略に止める。
即ち本実施例では第1図(B)に描く様に撮影レンズ
101の予定結像面近傍に配され、夫々測距域を決める複
数のスリットを有する視野マスク110と各スリット内の
像に対してフィールドレンズの作用を果たすレンズ部材
111を近接配置し、更にスリット数に応じた再結像レン
ズの組112と光電素子列の組113を順置する。スリット11
0、フィールドレンズ111、再結像レンズの組112、そし
て光電素子列の組113はそれぞれ周知の焦点検出系を構
成している。
本実施例では撮影レンズ101を透過した被写体光の一
部はQRミラー102によって反射してピント板104近傍に被
写体像を結像する。ピント板104の拡散面で拡散した被
写体光はコンデンサレンズ105、ペンタダハプリズム10
6、接眼レンズ1を介してアイポイントに導かれる。こ
こで表示素子103は例えば偏光板を用いない2層タイプ
のゲスト−ホスト型液晶素子で、ファインダー視野内の
測距域(焦点検出位置)を表示するものである。
又、撮影レンズ101を透過した被写体光の一部は、QR
ミラー102を透過し、サブミラー107で反射してカメラ本
体底部に配置された前述の多点焦点検出装置108に導か
れる。さらに多点焦点検出装置108の選択した被写体面
上の位置の焦点検出情報に基づいて、不図示の撮影レン
ズ駆動装置により撮影レンズ101の繰り出し(もしくは
繰り込み)が行なわれ、焦点調節が行なわれる。
尚、本発明に係る後述する眼球光軸検出手段は信号処
理回路109の一部を成す眼球光軸検出回路を有してい
る。ただしこの回路はマイクロコンピュータのソフトで
実行される。投光レンズ3の焦点距離の位置に配置され
た赤外発光ダイオード5から発光する赤外光は投光レン
ズ3を透過後、平行光となり、ハーフミラー2を介し接
眼レンズ1に入射する。
図中上方から接眼レンズ1に入射した赤外平行光はダ
イクロイックミラー1aにより反射されアイポイント近傍
に位置する撮影者の眼球を照明する。
眼球は照明する赤外光のうち角膜の第1面で反射した
光は再び接眼レンズ1に入射し、ダイクロイックミラー
で反射されハーフミラー2を通過し、受光レンズ4によ
って収斂した後、光電素子列6上に像(第1プルキンエ
像(赤外発光ダイオード5の虚像)の投影像)を形成す
る。
そして光電素子列6面上に形成された像に基づいて信
号処理回路109により後述する方法により撮影者の視線
情報(以下「注視点」ともいう。)を求めている。
本実施例において信号処理回路109で求めた注視点に
関する情報は、まず表示素子103と多点焦点検出装置108
に伝送される。表示素子103においては、撮影者が注視
した場所をカメラのファインダー内に表示し、注視点
(焦点検出点)の確認を行う役割を果たす。
又、多点焦点検出装置108においては、撮影者が注視
した点の焦点検出が行なわれ、注視した被写体に対して
焦点調節が行なわれる。
第2図,第3図は本実施例における撮影装置の動作を
示す一実施例の説明図である。
本実施例において撮影レンズ101の焦点調節が終了す
ると、撮影者が撮影する被写体の構図を決める作業にと
りかかる。構図決定後、撮影者が外部操作部材としての
シャッターレリーズスイッチ11(第1図では省略)をON
状態に入力すると、同時に注視点検出が行なわれる。シ
ャッターレリーズスイッチ11より信号を受けたシャッタ
ー制御回路10は、注視点検出手段において検出された注
視点惰報を受け取り、検出された注視点が例えばファイ
ンダーの撮影画面視野内(規制領域内)にあるかどうか
の判定を行う。撮影者の注視点がファインダーの撮影画
面視野内にあればシャッターレリーズスイッチ11は有効
とみなし、シャッター制御回路10はシャッター駆動回路
12に駆動信号を送り撮影を行う。又、撮影者がシャッタ
ースピード、あるいは絞り値等を確認中に不用意にシャ
ッターレリーズスイッチ11を押してしまった場合、シャ
ッター制御回路10において検出された撮影者の注視点が
ファインダーの撮影画面視野外にあると判定され、さら
にシャッター制御回路10はシャッター駆動回路12には駆
動信号を送らず表示素子103に警告表示を行なわせる信
号を送る。
このように本実施例において制御手段(シャッター制
御回路10)は視線検出手段からの視線情報が所定の条件
を満足しないときは動作を行なわず、その旨を撮影者に
警告するようにしている。
本実施例において、撮影可能な注視点の規制領域をフ
ァインダーの撮影画面視野内とした例を示したが、撮影
画面中央のある限られた領域(例えば、画面中央直径10
mmの円内等)あるいは多点焦点検出領域に対応した領域
等に設定しても構わない。
第4図(A)は本発明に係る眼球光軸検出手段120の
原理説明図である。
同図においては、光源からの平行光束を被検眼の前眼
部へ投射し、角膜からの反射光に基づく角膜反射像と瞳
孔中心の位置の結像状態を利用して視軸(注視点)を求
めている。
次に同図における視軸の検出方法について説明する。
図中、401は眼球、21は角膜、22は強膜、23は虹彩で
ある。O′は眼球の回転中心、Oは角膜21の曲率中心、
a,bは虹彩23の端部、dは角膜反射像の発生位置であ
る。アは受光レンズ4の光軸で図中x軸と一致してい
る。イは眼球の光軸である。尚、第1図(A)のダイク
ロイックミラー1aを配した接眼レンズ1は省略されてい
る。
同図において5は撮影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、投光レンズ3の焦
点面に配置されている。
光源5より発光した赤外光は投光レンズ3により平行
光となりハーフミラー2で反射し、眼球401の角膜21を
照明する。このとき角膜21の表面で反射した赤外光の一
部はハーフミラー2を透過し受光レンズ4により集光さ
れてイメージセンサ6上の位置zd′に結像する。
また、虹彩23の端部a,bからの光束はハーフミラー
2、受光レンズ4を介してイメージセンサ6上に導光さ
れ、その位置za′、zb′に該端部a,bの像を結像する。
受光レンズ4の光軸アに対する眼球の光軸イの回転角θ
が小さい場合、虹彩23の端部a,bのZ座標をZa、Zbとす
ると、虹彩23の中心位置cの座標Zcは と表わされる。
また、角膜反射像の発生位置dのZ座標をZd、角膜21
の曲率中心Oと虹彩23の中心Cまでの距離を▲▼と
すると眼球光軸イの回転角θは ▲▼・sinθ≒Zc-Zd ……(1) の関係式を略満足する。
第4図(B)は眼球からの反射光によりイメージセン
サ6から出力される像信号の説明図である。イメージセ
ンサ6上に投影された各特異点(角膜反射像の発生位置
d及び虹彩の端部a,bのイメージセンサ6上の像Zd′、Z
a′、Zb′)の位置を検出することにより眼球光軸イの
回転角θを求め、これより撮影者の視線を求めることが
できる。この時(1)式は とかきかえられる。但し、βは角膜反射像の発生位置d
と受光レンズ4との距離lと受光レンズ4とイメージセ
ンサ6との距離loで決まる倍率で、通常ほぼ一定の値と
なっている。
信号処理回路109に含まれる眼球光軸検出回路におい
て、前記特異点の抽出及び演算処理が行なわれ、眼球光
軸の回転角が検出される。
更に、眼球判別回路においてはファインダーをのぞい
ている撮影者の目が右目か左目かを判別され、該眼球判
別情報と前記眼球光軸の回転角に基づいて視軸の補正が
視軸補正回路において行なわれる。例えば、眼球光軸の
回転角をθ、眼球光軸と視軸とのずれ角をθδ、例えば
6°、眼球判別情報K(例えば時計回りの方向を正とす
ると、右目の場合K=1、左目の場合K=0)とする
と、眼球の視軸θoは θo=θ+(−1)**K*θδ と補正される。
更に注視点検出回路においては、ファインダー光学系
の光学定数ならびに、眼球の視軸及び眼球光軸検出回路
において検知される眼球光軸検出光学系の光軸に対する
眼球の平行シフト量に基づいて、注視点が算出される。
又、本実施例においては角膜反射像(第1プルキンエ
像)と腫孔中心の位置の違いから眼球光軸の回転角を求
める例を示したが、角膜反射像(第1プルキンエ像)と
水晶体第2面での反射像(第4プルキンエ像)の位置の
違いより眼球光軸の回転角を求めても構わない。
(発明の効果) 本発明によれば注視点検出手段により撮影者の眼球の
注視点を検出し、該注視点検出手段からの出力信号を利
用して撮影に関する撮影機能を駆動制御することによ
り、撮影者が誤ってシャッターボタンを全押しした場合
でも、撮影機能は駆動せず不要な写真を撮影することが
ない特徴を有した視線検出手段を有した機器を達成する
ことができる。
特に、 (ア−1) 請求項1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、前記使用者が操作可能な外
部操作部材と、前記使用者が前記外部操作部材を操作
し、且つ前記使用者が前記外部操作部材を操作したとき
の前記使用者の視線が所定の領域内にある場合には所定
の動作を実行させ、前記使用者が前記外部操作部材を操
作したとしても、前記使用者が前記外部操作部材を操作
したときの前記使用者の視線が所定の領域内にない場合
には所定の動作を禁止する制御手段とを備えたことによ
り、外部操作部材の操作が使用者の意志の基づく操作な
のか、誤操作なのかを、使用者の視線を利用して判断す
ることができる。
(ア−2) 請求項2に記載した発明は、前記制御手段
は、前記使用者の視線が所定の領域内にない場合には前
記所定の動作を禁止するとともに、前記使用者に警告す
ることで、外部操作部材が操作されたときに使用者の視
線が所定の領域内になかったことを使用者が知ることが
できる。
(ア−3) 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、前記使用者が操作可能な外部
操作部材と、前記使用者が前記外部操作部材を操作し、
且つ前記使用者が前記外部操作部材を操作したときの前
記使用者の視線が撮影画面視野内にある場合には撮影動
作を実行させ、前記使用者が前記外部操作部材を操作し
たとしても、前記使用者が前記外部操作部材を操作した
ときの前記使用者の視線が撮影画面視野内にない場合に
は撮影動作を禁止する制御手段とを備えたことにより、
撮影動作が使用者の意志の基づくものなのか、誤操作な
のかを、使用者の視線を利用して判断することができ、
無駄な撮影動作を行うことがない。
といった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明を一眼レフカメラに適用したとき
の一実施例の要部概略図、第1図(B)は同図(A)の
一部分の説明図、第2図,第3図は本発明に係る動作を
示すブロック図、第4図(A),(B)は本発明に係る
眼球光軸検出手段の原理説明図とイメージセンサからの
出力信号の説明図である。 図中、120は眼球光軸検出手段、1は接眼レンズ、2は
ハーフミラー、3は投光レンズ、4は受光レンズ、5は
発光ダイオード、6はイメージセンサ、109は信号処理
回路、10はシャッター制御回路、12はシャッター駆動回
路、101は撮影レンズ、103は表示素子、104はピント
板、108は多点焦点検出ユニットである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−94232(JP,A) 特開 昭63−210613(JP,A) 特開 昭59−28767(JP,A) 特開 昭61−61135(JP,A) 特開 昭63−217880(JP,A) 特開 昭63−238770(JP,A) 実開 昭63−8733(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 7/00 - 7/28 G03B 9/08 - 9/62 A61B 3/00 - 3/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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外部操作部材と、前記使用者が
    前記外部操作部材を操作し、且つ前記使用者が前記外部
    操作部材を操作したときの前記使用者の視線が所定の領
    域内にある場合には所定の動作を実行させ、前記使用者
    が前記外部操作部材を操作したとしても、前記使用者が
    前記外部操作部材を操作したときの前記使用者の視線が
    所定の領域内にない場合には所定の動作を禁止する制御
    手段とを備えたことを特徴とする視線検出手段を有した
    機器。
  2. 【請求項2】前記制御手段は、前記使用者の視線が所定
    の領域内にない場合には前記所定の動作を禁止するとと
    もに、前記使用者に警告することを特徴とする請求項1
    記載の視線検出手段を有した機器。
  3. 【請求項3】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外部操作部材と、前記使用者が
    前記外部操作部材を操作し、且つ前記使用者が前記外部
    操作部材を操作したときの前記使用者の視線が撮影画面
    視野内にある場合には撮影動作を実行させ、前記使用者
    が前記外部操作部材を操作したとしても、前記使用者が
    前記外部操作部材を操作したときの前記使用者の視線が
    撮影画面視野内にない場合には撮影動作を禁止する制御
    手段とを備えたことを特徴とする視線検出手段を有した
    機器。
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