JP2950759B2 - 視線検出装置を有する光学機器 - Google Patents
視線検出装置を有する光学機器Info
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- JP2950759B2 JP2950759B2 JP7223460A JP22346095A JP2950759B2 JP 2950759 B2 JP2950759 B2 JP 2950759B2 JP 7223460 A JP7223460 A JP 7223460A JP 22346095 A JP22346095 A JP 22346095A JP 2950759 B2 JP2950759 B2 JP 2950759B2
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- sight
- focus detection
- focus
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-
- G—PHYSICS
- 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
Landscapes
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の視線位置
を検出する視線検出装置及び視線検出装置を有する光学
機器に関するものである。
を検出する視線検出装置及び視線検出装置を有する光学
機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、使用者の視線(視軸)を光学的に
検出する視線検出装置として、特開昭61−17255
2号がある。
検出する視線検出装置として、特開昭61−17255
2号がある。
【0003】これは、使用者の眼球を平行光で照射する
ことにより発生する角膜前面からの反射像である第1プ
ルキンエ像と瞳孔中心の位置より検出するようにしたも
ので、図12に基づいて説明する。
ことにより発生する角膜前面からの反射像である第1プ
ルキンエ像と瞳孔中心の位置より検出するようにしたも
ので、図12に基づいて説明する。
【0004】図中、501は角膜、502は鞏膜、50
3は虹彩、504は光源、506は投光レンズ、507
は受光レンズ、509はイメージセンサー、510はハ
ーフミラーである。O′は眼球の回転中心、Oは角膜5
01の曲率中心、a,b,は虹彩503、と瞳孔の境界
位置である瞳孔エッジ部分、cは瞳孔の中心、dは第1
プルキンエ像発生位置である。アは受光レンズ507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。
3は虹彩、504は光源、506は投光レンズ、507
は受光レンズ、509はイメージセンサー、510はハ
ーフミラーである。O′は眼球の回転中心、Oは角膜5
01の曲率中心、a,b,は虹彩503、と瞳孔の境界
位置である瞳孔エッジ部分、cは瞳孔の中心、dは第1
プルキンエ像発生位置である。アは受光レンズ507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。
【0005】光源504は、使用者に対して不感の赤外
発光ダイオードで、投光レンズ506の焦点面に配置さ
れている。光源504より発光した赤外光は、投光レン
ズ506により平行光となりハーフミラー510により
反射され角膜510を照明する。角膜510の表面で反
射した赤外光の一部はハーフミラー510を透過し受光
レンズ507によりイメージセンサ509上の位置d’
に結像する。また、瞳孔エッジ部分a,bはハーフミラ
ー510,受光レンズ507を介してイメージセンサ5
09上の位置a’,b’に結像する。受光レンズ507
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、瞳孔エッジ部分a,bのz座標をza,zb とする
と、瞳孔の中心位置cの座標zc は、 zc ≒(za +zb )/2 と表わされる。
発光ダイオードで、投光レンズ506の焦点面に配置さ
れている。光源504より発光した赤外光は、投光レン
ズ506により平行光となりハーフミラー510により
反射され角膜510を照明する。角膜510の表面で反
射した赤外光の一部はハーフミラー510を透過し受光
レンズ507によりイメージセンサ509上の位置d’
に結像する。また、瞳孔エッジ部分a,bはハーフミラ
ー510,受光レンズ507を介してイメージセンサ5
09上の位置a’,b’に結像する。受光レンズ507
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、瞳孔エッジ部分a,bのz座標をza,zb とする
と、瞳孔の中心位置cの座標zc は、 zc ≒(za +zb )/2 と表わされる。
【0006】また、第1プルエンキ像発生位置dのz座
標をzd ,角膜501の曲率中心Oと瞳孔の中心cまで
の距離をoc ̄すると、眼球光軸イの回転角θは oc ̄・sinθ≒zc −zb の関係式を満足する。このためイメージセンサ509上
に没影された眼球特徴点(第1プルキンエ像zd ′及び
瞳孔エッジ部za ’,zb ’)の位置を検出することに
より眼球光軸イの回転角θは明かとなる。この時(1)
式は β・oc ̄・sinθ≒[(za ’−zb ’)/2]−
zd ’ とかきかえられる。但し、βは、第1プレキンエ像発生
位置と受光レンズ507との距離l1 と受光レンズ50
7とイメージセンサ509との距離l0 で決まる倍率
で、通常ほぼ一定の値をとる。
標をzd ,角膜501の曲率中心Oと瞳孔の中心cまで
の距離をoc ̄すると、眼球光軸イの回転角θは oc ̄・sinθ≒zc −zb の関係式を満足する。このためイメージセンサ509上
に没影された眼球特徴点(第1プルキンエ像zd ′及び
瞳孔エッジ部za ’,zb ’)の位置を検出することに
より眼球光軸イの回転角θは明かとなる。この時(1)
式は β・oc ̄・sinθ≒[(za ’−zb ’)/2]−
zd ’ とかきかえられる。但し、βは、第1プレキンエ像発生
位置と受光レンズ507との距離l1 と受光レンズ50
7とイメージセンサ509との距離l0 で決まる倍率
で、通常ほぼ一定の値をとる。
【0007】以上の如き原理により視線の方向の検出が
可能となる。
可能となる。
【0008】また、本出願人は上記のように検出した使
用者の視線位置を利用し、複数の焦点検出領域を有する
焦点検出装置と組み合わせた光学機器を提案している。
つまり、使用者の視線位置と一致する焦点検出領域を複
数の焦点検出領域の中から選択して、選択した焦点検出
領域に対して焦点検出動作を行うものである。
用者の視線位置を利用し、複数の焦点検出領域を有する
焦点検出装置と組み合わせた光学機器を提案している。
つまり、使用者の視線位置と一致する焦点検出領域を複
数の焦点検出領域の中から選択して、選択した焦点検出
領域に対して焦点検出動作を行うものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、使用
者の視線位置が焦点検出領域と完全に一致していなけれ
ば、所望の焦点検出領域を選択することができなかっ
た。しかしながら、人間の眼は一点を凝視しているつも
りであっても、視線位置は常に変化することが知られて
いる。
者の視線位置が焦点検出領域と完全に一致していなけれ
ば、所望の焦点検出領域を選択することができなかっ
た。しかしながら、人間の眼は一点を凝視しているつも
りであっても、視線位置は常に変化することが知られて
いる。
【0010】視線位置の変化とは、眼球が運動して網膜
に結像する像を変化させていることにである。眼球は常
にこの運動を続けていて、眼球運動を止めることはでき
ない。つまり、人間が意図的に手足をある一定の状態で
動かさないにしても、筋肉がふるえて一定の状態に保つ
ことはできない。これと同じように眼球も筋肉によって
運動しているので、視線をある一点で止めることはでき
ない。さらに、眼球組織の特徴として、像が網膜の同じ
位置に長時間固定させられると次第に視覚が失われると
言われている。また、仮に眼球運動を完全に止めること
ができたとしても、視線検出の際に生じる誤差が大きけ
れば、視線位置を焦点検出領域と完全に一致させること
はできない。
に結像する像を変化させていることにである。眼球は常
にこの運動を続けていて、眼球運動を止めることはでき
ない。つまり、人間が意図的に手足をある一定の状態で
動かさないにしても、筋肉がふるえて一定の状態に保つ
ことはできない。これと同じように眼球も筋肉によって
運動しているので、視線をある一点で止めることはでき
ない。さらに、眼球組織の特徴として、像が網膜の同じ
位置に長時間固定させられると次第に視覚が失われると
言われている。また、仮に眼球運動を完全に止めること
ができたとしても、視線検出の際に生じる誤差が大きけ
れば、視線位置を焦点検出領域と完全に一致させること
はできない。
【0011】したがって、使用者が意図的に所望の焦点
検出領域に視線を一致させようとしても、視線位置を安
定させることは極めて困難であるので、焦点検出領域が
狭い場合には、視線位置を焦点検出領域と完全に一致さ
せることはできなかった。
検出領域に視線を一致させようとしても、視線位置を安
定させることは極めて困難であるので、焦点検出領域が
狭い場合には、視線位置を焦点検出領域と完全に一致さ
せることはできなかった。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載した発明
は、視線検出装置を有する光学機器において、複数の焦
点検出領域に対してそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点
検出手段と、使用者の視線を検出する視線検出手段と、
前記視線検出手段により検出される前記使用者の視線
が、前記複数の焦点検出領域をそれぞれ内包するように
設定された複数の視線判定領域の内、何れの視線判定領
域に含まれるかを判断する判断手段と、前記判断手段に
より前記使用者の視線が含まれると判断される視線判定
領域に内包される焦点検出領域を、前記複数の焦点検出
領域の中から選択する選択手段と、前記選択手段により
選択された焦点検出領域からの焦点検出結果に基づいて
レンズの焦点調節動作を実行する焦点調節手段とを有す
ることを特徴としている。 請求項2に記載した発明は、
視線検出装置を有する光学機器において、複数の焦点検
出領域に対してそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点検出
手段と、複数の測光領域に対してそれぞれ測光動作が可
能な測光手段と、使用者の視線を検出する視線検出手段
と、前記視線検出手段により検出される前記使用者の視
線が、前記複数の焦点検出領域をそれぞれ内包し、前記
複数の測光領域にそれぞれ対応するように設定された複
数の視線判定領域の内、何れの視線判定領域に含まれる
かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記使用
者の視線が含まれると判断される視線判定領域に内包さ
れる焦点検出領域と前記視線判定領域に対応する測光領
域とを選択する選択手段と、前記選択手段により選択さ
れた焦点検出領域からの焦点検出結果に基づいてレンズ
の焦点調節動作を実行する焦点調節手段と、前記選択手
段により選択された測光領域からの測光結果を他の測光
領域の測光結果に対して重み付けを変える測光演算手段
を有することを特徴としている。
は、視線検出装置を有する光学機器において、複数の焦
点検出領域に対してそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点
検出手段と、使用者の視線を検出する視線検出手段と、
前記視線検出手段により検出される前記使用者の視線
が、前記複数の焦点検出領域をそれぞれ内包するように
設定された複数の視線判定領域の内、何れの視線判定領
域に含まれるかを判断する判断手段と、前記判断手段に
より前記使用者の視線が含まれると判断される視線判定
領域に内包される焦点検出領域を、前記複数の焦点検出
領域の中から選択する選択手段と、前記選択手段により
選択された焦点検出領域からの焦点検出結果に基づいて
レンズの焦点調節動作を実行する焦点調節手段とを有す
ることを特徴としている。 請求項2に記載した発明は、
視線検出装置を有する光学機器において、複数の焦点検
出領域に対してそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点検出
手段と、複数の測光領域に対してそれぞれ測光動作が可
能な測光手段と、使用者の視線を検出する視線検出手段
と、前記視線検出手段により検出される前記使用者の視
線が、前記複数の焦点検出領域をそれぞれ内包し、前記
複数の測光領域にそれぞれ対応するように設定された複
数の視線判定領域の内、何れの視線判定領域に含まれる
かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記使用
者の視線が含まれると判断される視線判定領域に内包さ
れる焦点検出領域と前記視線判定領域に対応する測光領
域とを選択する選択手段と、前記選択手段により選択さ
れた焦点検出領域からの焦点検出結果に基づいてレンズ
の焦点調節動作を実行する焦点調節手段と、前記選択手
段により選択された測光領域からの測光結果を他の測光
領域の測光結果に対して重み付けを変える測光演算手段
を有することを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施形態
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0014】図1は、眼球に光を当て反射像をCCD等
のリニアまたは、エリア型の光電変換素子上に結像さ
せ、眼球中央部を水平方向に走査した時の眼球の位置に
対応する水平走査信号である。
のリニアまたは、エリア型の光電変換素子上に結像さ
せ、眼球中央部を水平方向に走査した時の眼球の位置に
対応する水平走査信号である。
【0015】図1からも明らかな様に角膜反射像は、非
常に信号レベルが強いので正確に検出することが出来る
が、眼球の組織の境界はコントラストが低いので、虹彩
と瞳孔の境や、白目と黒目の境である虹彩輪部を精度良
く検知する事は、なかなか困難である。しかし幸いな事
に、瞳孔の大きさは周囲の明るさによって、変化する事
が知られている。
常に信号レベルが強いので正確に検出することが出来る
が、眼球の組織の境界はコントラストが低いので、虹彩
と瞳孔の境や、白目と黒目の境である虹彩輪部を精度良
く検知する事は、なかなか困難である。しかし幸いな事
に、瞳孔の大きさは周囲の明るさによって、変化する事
が知られている。
【0016】すなわち、瞳孔は網膜に入射する光量が一
定になるように絞りとして機能するものであるから、外
界の明るさによって一定の関係で変化する。
定になるように絞りとして機能するものであるから、外
界の明るさによって一定の関係で変化する。
【0017】図2は、外界の明るさである外光輝度と瞳
孔の直径との関係を示すグラフである。
孔の直径との関係を示すグラフである。
【0018】無論個人差は多少あるが、一般的には図2
に示した関係で変化する。
に示した関係で変化する。
【0019】本発明は、例えばカメラ等に用いられてい
る、外界の明るさの変化を計測する輝度計(露出計)を
利用し、その出力で瞳孔の直径を予測して、視線位置を
検出するものである。
る、外界の明るさの変化を計測する輝度計(露出計)を
利用し、その出力で瞳孔の直径を予測して、視線位置を
検出するものである。
【0020】図3はカメラ輝度計(露出計)の特性図で
ある。外界の明るさである輝度Lとカメラの測光回路の
測光結果であるEV 値(詳細は後述する)との関係は図
3の様になる。
ある。外界の明るさである輝度Lとカメラの測光回路の
測光結果であるEV 値(詳細は後述する)との関係は図
3の様になる。
【0021】図4は、カメラの輝度計から瞳孔の直径を
割り出す変換図(マップ)の一例である。
割り出す変換図(マップ)の一例である。
【0022】例えば輝度がL1 〜L2 の間の時には瞳孔
の直径をD1 と予測しL2 〜L3 の時にはD2 、L3 〜
L4 の時にはD3 というように予測する事により外界の
明るさに対応する瞳孔の直径の情報を得る事が出来る。
L1 ,L2 ,L3 ,L4 …の間隔は必要に応じて適当に
選択すれば良い。また図2の外界の輝度L(cd/
m2 )と瞳孔の直径d(mm)の大きさの関係は、例え
ば、クロフォードの式によれば d=5−3tanh(0.4 logL) となる事が知られている。
の直径をD1 と予測しL2 〜L3 の時にはD2 、L3 〜
L4 の時にはD3 というように予測する事により外界の
明るさに対応する瞳孔の直径の情報を得る事が出来る。
L1 ,L2 ,L3 ,L4 …の間隔は必要に応じて適当に
選択すれば良い。また図2の外界の輝度L(cd/
m2 )と瞳孔の直径d(mm)の大きさの関係は、例え
ば、クロフォードの式によれば d=5−3tanh(0.4 logL) となる事が知られている。
【0023】一方、カメラのEV 値は、次の式 2EV=(S/K)×L Sはフィルム感度 Kは露出計の校正定数 で示されることが知られており、これらの式からカメラ
露出計が計測したEV 値に対応する瞳孔の直径を求める
事が出来る。
露出計が計測したEV 値に対応する瞳孔の直径を求める
事が出来る。
【0024】この露出計が計測したEV 値はカメラのフ
ァインダー光学系に入る光量に対応するものであるから
撮影者がカメラのファインダーを覗いた時の瞳孔の直径
を推定する情報を得る事が出来る。
ァインダー光学系に入る光量に対応するものであるから
撮影者がカメラのファインダーを覗いた時の瞳孔の直径
を推定する情報を得る事が出来る。
【0025】図5は、本発明のカメラの視線検出装置を
有するカメラの光学ブロックの一実施形態である。
有するカメラの光学ブロックの一実施形態である。
【0026】1は撮影レンズ、2はクイックリターンミ
ラー、3はピント板、4はコンデンサレンズ、5はペン
タプリズムであり通常のファインダー光学計を形成して
いる。6は測光用集光レンズ、7は測光素子でありファ
インダー系と共に測光系を形成している。
ラー、3はピント板、4はコンデンサレンズ、5はペン
タプリズムであり通常のファインダー光学計を形成して
いる。6は測光用集光レンズ、7は測光素子でありファ
インダー系と共に測光系を形成している。
【0027】8はサブミラー、9は視野マスク、10は
フィールドレンズ、11はAF光束折り曲げミラー、1
2は二次結像レンズ、13は光電変換素子であり、これ
らで焦点検出系を形成している。
フィールドレンズ、11はAF光束折り曲げミラー、1
2は二次結像レンズ、13は光電変換素子であり、これ
らで焦点検出系を形成している。
【0028】14は内部に可視光透過で赤外光反射のビ
ームスプリッターを有するアイピースレンズ、15は投
受光兼用のレンズ、16はビームスプリッター、17は
投光用赤外LED、18はリニアまたはエリア型のCC
D等の光電変換素子であり視線検出装置を形成してい
る。19は撮影者の目であり、19−1は角膜、19−
2は虹彩、19−3は水晶体である。なお20はシャッ
ター、21はフィルムである。
ームスプリッターを有するアイピースレンズ、15は投
受光兼用のレンズ、16はビームスプリッター、17は
投光用赤外LED、18はリニアまたはエリア型のCC
D等の光電変換素子であり視線検出装置を形成してい
る。19は撮影者の目であり、19−1は角膜、19−
2は虹彩、19−3は水晶体である。なお20はシャッ
ター、21はフィルムである。
【0029】赤外LED17から投光された光は投光レ
ンズ15で平行光束に変換されて眼球19に照射され
る。角膜19−1や虹彩19−2からの反射光は受光レ
ンズ15を介して光電変換素子18上に結像するように
構成されている。
ンズ15で平行光束に変換されて眼球19に照射され
る。角膜19−1や虹彩19−2からの反射光は受光レ
ンズ15を介して光電変換素子18上に結像するように
構成されている。
【0030】視線検出用の赤外光は目にほとんど感じな
いのでこの光による瞳孔の直径の変化はなく、ファイン
ダー系からの可視光によってのみ瞳孔の直径が変化す
る。このため測光素子7からの出力信号により撮影者の
瞳孔の直径の情報を得る事が出来る。
いのでこの光による瞳孔の直径の変化はなく、ファイン
ダー系からの可視光によってのみ瞳孔の直径が変化す
る。このため測光素子7からの出力信号により撮影者の
瞳孔の直径の情報を得る事が出来る。
【0031】また視線検出系の安全性を高めるという見
地からすれば、目に照射される赤外光のエネルギーが少
ない方が良い。このためビームスプリッター16の透過
率を小さくし、反射率を大きくする事により目から反射
して来た光のほぼ全てを光電変換素子18上に結像させ
る事により目への照射光量を最小限に押える事ができ
る。
地からすれば、目に照射される赤外光のエネルギーが少
ない方が良い。このためビームスプリッター16の透過
率を小さくし、反射率を大きくする事により目から反射
して来た光のほぼ全てを光電変換素子18上に結像させ
る事により目への照射光量を最小限に押える事ができ
る。
【0032】図6は本視線検出装置を用いてカメラに視
線情報を入力する場合の電気回路ブロックの一例であ
る。S1 〜S5 は撮影画面を分割測光する光電変換素
子、LD1 〜LD5 は対数変換素子、OP1 〜OP5 は
演算増幅器でありこれらにより光電変換回路を構成す
る。これらの光電変換回路の出力は、マルチプレクサM
Pを介して時系列的にAD変換回路AKでAD変換さ
れ、各光電変換素子に対応する測光出力が測光出力演算
回路LMで出力される。測光出力演算回路LMの出力は
平均値または中央重点値演算回路AMで平均値がまたは
中央重点値が出力され、この出力に基づいて瞳孔径演算
回路XEで瞳孔の直径が演算されて出力される。18等
の視線検出用の光電変換素子CSからの情報と瞳孔径演
算回路XEからの情報とが視線演算回路CKTで演算さ
れ視線の方向が出力される。視線演算回路CKTの出力
に基づいて、すなわち、ファンダー内における撮影者の
視線位置に基づき、一つは、評価演算回路EMの評価の
重みを視線の方向に重くするように補正し、その演算結
果により露光量制御回路FKTで露光量制御が行われる
ように構成している。
線情報を入力する場合の電気回路ブロックの一例であ
る。S1 〜S5 は撮影画面を分割測光する光電変換素
子、LD1 〜LD5 は対数変換素子、OP1 〜OP5 は
演算増幅器でありこれらにより光電変換回路を構成す
る。これらの光電変換回路の出力は、マルチプレクサM
Pを介して時系列的にAD変換回路AKでAD変換さ
れ、各光電変換素子に対応する測光出力が測光出力演算
回路LMで出力される。測光出力演算回路LMの出力は
平均値または中央重点値演算回路AMで平均値がまたは
中央重点値が出力され、この出力に基づいて瞳孔径演算
回路XEで瞳孔の直径が演算されて出力される。18等
の視線検出用の光電変換素子CSからの情報と瞳孔径演
算回路XEからの情報とが視線演算回路CKTで演算さ
れ視線の方向が出力される。視線演算回路CKTの出力
に基づいて、すなわち、ファンダー内における撮影者の
視線位置に基づき、一つは、評価演算回路EMの評価の
重みを視線の方向に重くするように補正し、その演算結
果により露光量制御回路FKTで露光量制御が行われる
ように構成している。
【0033】もう一つは、測距演算回路AKTが視線の
方向に対応する焦点検出領域を選択するように構成し、
レンズ制御回路LKTを介してレンズの制御を行うもの
である。
方向に対応する焦点検出領域を選択するように構成し、
レンズ制御回路LKTを介してレンズの制御を行うもの
である。
【0034】視線演算回路CKTを図7に示す。
【0035】図7は視線演算回路CKTの内部構成の一
例を示すもので、101は視線検出用の光電変換素子C
Sからの情報及び瞳孔径演算回路XEから出力される瞳
孔の直径から瞳孔のエッジを検出する瞳孔エッジ検出
部、102は瞳孔エッジ検出部101からの出力に基づ
いて瞳孔の中心を検出する瞳孔中心検出部、103は角
膜反射像位置検出部、104は視軸演算部であり、瞳孔
中心と角膜反射像位置(第1プルキンエ像)とに基づい
て視線方向の検出を行う。
例を示すもので、101は視線検出用の光電変換素子C
Sからの情報及び瞳孔径演算回路XEから出力される瞳
孔の直径から瞳孔のエッジを検出する瞳孔エッジ検出
部、102は瞳孔エッジ検出部101からの出力に基づ
いて瞳孔の中心を検出する瞳孔中心検出部、103は角
膜反射像位置検出部、104は視軸演算部であり、瞳孔
中心と角膜反射像位置(第1プルキンエ像)とに基づい
て視線方向の検出を行う。
【0036】本実施形態の測距方法は5カ所の測距ポイ
ントが設定され、各測距ポイントにおいてそれぞれ被写
体に対して焦点検出することができる。図8に示すよう
に画面内には各測距ポイントに対応して測距部A1 〜A
5 が設けられ、さらに測距部A1 〜A5 を取り囲むよう
に視線検出視野部K1 〜K5 が設定されている。この視
線検出視野部K1 〜K5 の何れかに視線があると、測距
演算回路AKTは視線がある視線検出視野部に対応する
測距ポイントを選択する。選択した測距ポイントが焦点
検出することのできる被写体を主被写体としてレンズ制
御回路LKTを駆動する。
ントが設定され、各測距ポイントにおいてそれぞれ被写
体に対して焦点検出することができる。図8に示すよう
に画面内には各測距ポイントに対応して測距部A1 〜A
5 が設けられ、さらに測距部A1 〜A5 を取り囲むよう
に視線検出視野部K1 〜K5 が設定されている。この視
線検出視野部K1 〜K5 の何れかに視線があると、測距
演算回路AKTは視線がある視線検出視野部に対応する
測距ポイントを選択する。選択した測距ポイントが焦点
検出することのできる被写体を主被写体としてレンズ制
御回路LKTを駆動する。
【0037】図9に測距演算回路AKTの内部構成の一
例を示す。
例を示す。
【0038】201〜205は後述する測距原理に基づ
いて相関演算を行う事により二像のずれ量を算出するず
れ量算出部、206〜210はずれ量算出部201〜2
05から夫々出力されるずれ量より撮影レンズのデフォ
ーカス量を算出するデフォーカス量算出部、211は視
線演算回路CKTで演算された視線の方向の情報に基づ
いて測距部A1 〜A5 で表わされる測距ポイントを選択
する測距ポイント選択部であり、測距ポイント選択部2
11で選択された測距ポイントに対応するセンサからの
デフォーカス量(206〜210から選択)を最小にす
る様にレンズ制御回路LKTを介して撮影レンズの駆動
が行われる。
いて相関演算を行う事により二像のずれ量を算出するず
れ量算出部、206〜210はずれ量算出部201〜2
05から夫々出力されるずれ量より撮影レンズのデフォ
ーカス量を算出するデフォーカス量算出部、211は視
線演算回路CKTで演算された視線の方向の情報に基づ
いて測距部A1 〜A5 で表わされる測距ポイントを選択
する測距ポイント選択部であり、測距ポイント選択部2
11で選択された測距ポイントに対応するセンサからの
デフォーカス量(206〜210から選択)を最小にす
る様にレンズ制御回路LKTを介して撮影レンズの駆動
が行われる。
【0039】図10は本実施形態のカメラのマルチ測光
部の一例である。B1 〜B5 が測光部であり、例えば視
線が視線検出視野K1 の範囲に入った時には、測光部B
1 の重みが大きくなる様重みづけ評価演算が評価演算回
路EMにて行われる。
部の一例である。B1 〜B5 が測光部であり、例えば視
線が視線検出視野K1 の範囲に入った時には、測光部B
1 の重みが大きくなる様重みづけ評価演算が評価演算回
路EMにて行われる。
【0040】図11に評価演算回路EMの内部構成の一
例を示す。301〜305は、光電変換素子S1 〜S5
に対応する測光値出力部、306は重みづけ演算部であ
り、これらの測光値出力のコントラスト等に基づいて最
適な重みづけ測光演算が行われる様に構成されており、
前述の如く、本実施形態では、視線演算回路CKTから
出力される視線の方向の情報を重みづけ演算部306に
入力し、視線方向に対して重みづけを行うように重みづ
け演算を行っている。
例を示す。301〜305は、光電変換素子S1 〜S5
に対応する測光値出力部、306は重みづけ演算部であ
り、これらの測光値出力のコントラスト等に基づいて最
適な重みづけ測光演算が行われる様に構成されており、
前述の如く、本実施形態では、視線演算回路CKTから
出力される視線の方向の情報を重みづけ演算部306に
入力し、視線方向に対して重みづけを行うように重みづ
け演算を行っている。
【0041】このため、撮影者が主被写体に視線を向け
るだけで最適な露光量にする事が出来る。
るだけで最適な露光量にする事が出来る。
【0042】また、一眼レフレックスカメラの焦点検出
方式としては、位相差方式があり、図13は、位相差方
式の焦点検出説明図で、同図中左側が焦点検出光学系の
光路図、右側が光量検出素子(以下ラインセンサと称
す)上の光量分布図である。
方式としては、位相差方式があり、図13は、位相差方
式の焦点検出説明図で、同図中左側が焦点検出光学系の
光路図、右側が光量検出素子(以下ラインセンサと称
す)上の光量分布図である。
【0043】図中601は視野マスク、602はフィー
ルドレンズ、603は2次結像レンズ、604はライン
センサ、605は撮影レンズである。フィールドレンズ
602は、撮影レンズ605のフィルム等価面近傍に配
置され撮影レンズ605の射出瞳と、2次結像レンズ6
03の入射瞳が共役関係を満足するように設定されてい
る。また2次結像レンズ603の入射瞳面近傍には不図
示の絞りが配置され、絞りは、その開口部を透過する光
束が撮影レンズ605内でけられないような大きさに設
定されている。
ルドレンズ、603は2次結像レンズ、604はライン
センサ、605は撮影レンズである。フィールドレンズ
602は、撮影レンズ605のフィルム等価面近傍に配
置され撮影レンズ605の射出瞳と、2次結像レンズ6
03の入射瞳が共役関係を満足するように設定されてい
る。また2次結像レンズ603の入射瞳面近傍には不図
示の絞りが配置され、絞りは、その開口部を透過する光
束が撮影レンズ605内でけられないような大きさに設
定されている。
【0044】撮影レンズ605の光軸(図中X軸と平
行)上の点光源Pから放出された被写体光は撮影レンズ
605を介して、視野マスク601近傍に結像する。視
野マスクの601の開口部を透過した被写体光はフィー
ルドレンズ602を透過し、2次結像レンズ603に収
斂されてラインセンサ604上に投影される。ここで視
野マスク601は、その開口部が撮影画面上の焦点検出
領域に対応し、焦点検出領域外からの光がラインセンサ
604に導かれるのを防止している。2次結像レンズ6
03は、撮影レンズ605のフィルム等価面上の被写体
像がラインセンサ604上に所定の倍率で再結像するよ
うに、焦点距離及び配置が設定されている。また2次結
像レンズ603は撮影レンズ605の光軸に対して対称
に平行偏心して配置され、各々の2次結像レンズ603
は、撮影レンズ605の射出瞳内の異なる領域からの光
束を受け、それぞれを2個1組のラインセンサa,bか
らなるラインセンサ604上に結像させる。
行)上の点光源Pから放出された被写体光は撮影レンズ
605を介して、視野マスク601近傍に結像する。視
野マスクの601の開口部を透過した被写体光はフィー
ルドレンズ602を透過し、2次結像レンズ603に収
斂されてラインセンサ604上に投影される。ここで視
野マスク601は、その開口部が撮影画面上の焦点検出
領域に対応し、焦点検出領域外からの光がラインセンサ
604に導かれるのを防止している。2次結像レンズ6
03は、撮影レンズ605のフィルム等価面上の被写体
像がラインセンサ604上に所定の倍率で再結像するよ
うに、焦点距離及び配置が設定されている。また2次結
像レンズ603は撮影レンズ605の光軸に対して対称
に平行偏心して配置され、各々の2次結像レンズ603
は、撮影レンズ605の射出瞳内の異なる領域からの光
束を受け、それぞれを2個1組のラインセンサa,bか
らなるラインセンサ604上に結像させる。
【0045】図13の(A)は点光源である被写体Pと
撮影レンズ605及びフィルム等価面の位置関係が合焦
状態を満足する状態を示したものである。この時のライ
ンセンサ604上の光量分布を示したものが、図13の
(D)で、各ラインセンサa,bの略中央位置に鋭いピ
ークをもつ光量分布を発生し、ピーク位置の間隔はl0
である。
撮影レンズ605及びフィルム等価面の位置関係が合焦
状態を満足する状態を示したものである。この時のライ
ンセンサ604上の光量分布を示したものが、図13の
(D)で、各ラインセンサa,bの略中央位置に鋭いピ
ークをもつ光量分布を発生し、ピーク位置の間隔はl0
である。
【0046】l0 は焦点検出光学系の構成によって決ま
る独立した値である。
る独立した値である。
【0047】図13の(B)は撮影レンズ605が被写
体側に繰り出された前ピン状態の光路図を示し、この時
のラインセンサ604上の光量分布は、図13の(E)
の如く、鮮鋭度の低い分布を呈し、かつ、各ラインセン
サa,b上の光量分布のピーク位置の間隔lは、合焦状
態の間隔l0 より狭くなる。これらのピーク位置間隔の
差Δl(=l−l0 )は撮影レンズ605のデフォーカ
ス量と対応関係にあるため、この量Δ1より焦点検出が
行われる。
体側に繰り出された前ピン状態の光路図を示し、この時
のラインセンサ604上の光量分布は、図13の(E)
の如く、鮮鋭度の低い分布を呈し、かつ、各ラインセン
サa,b上の光量分布のピーク位置の間隔lは、合焦状
態の間隔l0 より狭くなる。これらのピーク位置間隔の
差Δl(=l−l0 )は撮影レンズ605のデフォーカ
ス量と対応関係にあるため、この量Δ1より焦点検出が
行われる。
【0048】図13の(C)は、撮影レンズ605がフ
ィルム等価面側に繰り込まれた後ピン状態の光路図を示
し、この時のラインセンサ604上の光量分布は、図1
3の(F)の如く、鮮鋭度の低い分布を呈し、かつ、各
ラインセンサa,b上のピーク位置の間隔lは、合焦状
態での間隔l0 より広くなる。これらの間隔の差Δl
(=l−l0 )は、撮影レンズのデフォーカス量と対応
関係にあるため、この量Δlより焦点検出が行われる。
輝度分布をもった通常の被写体の場合も各ラインセンサ
a,b上の被写体像の相関をとり、2像のずれ量(Δ
l)より焦点検出が行なわれる。
ィルム等価面側に繰り込まれた後ピン状態の光路図を示
し、この時のラインセンサ604上の光量分布は、図1
3の(F)の如く、鮮鋭度の低い分布を呈し、かつ、各
ラインセンサa,b上のピーク位置の間隔lは、合焦状
態での間隔l0 より広くなる。これらの間隔の差Δl
(=l−l0 )は、撮影レンズのデフォーカス量と対応
関係にあるため、この量Δlより焦点検出が行われる。
輝度分布をもった通常の被写体の場合も各ラインセンサ
a,b上の被写体像の相関をとり、2像のずれ量(Δ
l)より焦点検出が行なわれる。
【0049】図14は画面内の複数領域の焦点検出を行
なう他の焦点検出光学系の斜視図である。
なう他の焦点検出光学系の斜視図である。
【0050】図中701は視野マスクで、701a,7
01b,701c,701d,701eは視野マスクの
開口部、731,732,733,734は2次結像レ
ンズ、740,741,742,743,744,74
5,746,747,748,749はラインセンサ、
706は絞りで、761,762,763,764は絞
りの開口でフィールドレンズは省略してある。
01b,701c,701d,701eは視野マスクの
開口部、731,732,733,734は2次結像レ
ンズ、740,741,742,743,744,74
5,746,747,748,749はラインセンサ、
706は絞りで、761,762,763,764は絞
りの開口でフィールドレンズは省略してある。
【0051】視野マスク701は撮影レンズの焦点面近
傍に配置されるため、視野マスク701の開口部は焦点
検出領域と一致する。視野マスク701の開口部の、2
次結像レンズ群703により形成される共役像の位置に
ラインセンサ群704が配置される。
傍に配置されるため、視野マスク701の開口部は焦点
検出領域と一致する。視野マスク701の開口部の、2
次結像レンズ群703により形成される共役像の位置に
ラインセンサ群704が配置される。
【0052】視野マスク701の開口部と2次結像70
3、ラインセンサ704との対応関係を示したのが、表
1である。
3、ラインセンサ704との対応関係を示したのが、表
1である。
【0053】
【表1】
【0054】各対応するラインセンサ742と743,
744と745,748と749 ,740と741,74
6と747の出力信号の相関をとる事により前述の場合
と同様に各測距視野部の焦点位置の検出を行うものであ
る。
744と745,748と749 ,740と741,74
6と747の出力信号の相関をとる事により前述の場合
と同様に各測距視野部の焦点位置の検出を行うものであ
る。
【0055】
【発明の効果】請求項1に記載した発明は、視線検出装
置を有する光学機器において、複数の焦点検出領域に対
してそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点検出手段と、使
用者の視線を検出する視線検出手段と、前記視線検出手
段により検出される前記使用者の視線が、前記複数の焦
点検出領域をそれぞれ内包するように設定された複数の
視線判定領域の内、何れの視線判定領域に含まれるかを
判断する判断手段と、前記判断手段により前記使用者の
視線が含まれると判断される視線判定領域に内包される
焦点検出領域を、前記複数の焦点検出領域の中から選択
する選択手段と、前記選択手段により選択された焦点検
出領域からの焦点検出結果に基づいてレンズの焦点調節
動作を実行する焦点調節手段とを有することにより、視
線判定領域に視線が含まれれば、所望の焦点検出領域を
選択することができるので、視線を焦点検出領域と完全
に一致させなくても所望の焦点検出領域に基づいた焦点
調節動作が可能になる。
置を有する光学機器において、複数の焦点検出領域に対
してそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点検出手段と、使
用者の視線を検出する視線検出手段と、前記視線検出手
段により検出される前記使用者の視線が、前記複数の焦
点検出領域をそれぞれ内包するように設定された複数の
視線判定領域の内、何れの視線判定領域に含まれるかを
判断する判断手段と、前記判断手段により前記使用者の
視線が含まれると判断される視線判定領域に内包される
焦点検出領域を、前記複数の焦点検出領域の中から選択
する選択手段と、前記選択手段により選択された焦点検
出領域からの焦点検出結果に基づいてレンズの焦点調節
動作を実行する焦点調節手段とを有することにより、視
線判定領域に視線が含まれれば、所望の焦点検出領域を
選択することができるので、視線を焦点検出領域と完全
に一致させなくても所望の焦点検出領域に基づいた焦点
調節動作が可能になる。
【0056】請求項2に記載した発明は、視線検出装置
を有する光学機器において、複数の焦点検出領域に対し
てそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点検出手段と、複数
の測光領域に対してそれぞれ測光動作が可能な測光手段
と、使用者の視線を検出する視線検出手段と、前記視線
検出手段により検出される前記使用者の視線が、前記複
数の焦点検出領域をそれぞれ内包し、前記複数の測光領
域にそれぞれ対応するように設定された複数の視線判定
領域の内、何れの視線判定領域に含まれるかを判断する
判断手段と、前記判断手段により前記使用者の視線が含
まれると判断される視線判定領域に内包される焦点検出
領域と前記視線判定領域に対応する測光領域とを選択す
る選択手段と、前記選択手段により選択された焦点検出
領域からの焦点検出結果に基づいてレンズの焦点調節動
作を実行する焦点調節手段と、前記選択手段により選択
された測光領域からの測光結果を他の測光領域の測光結
果に対して重み付けを変える測光演算手段を有すること
により、視線判定領域に視線が含まれれば、所望の焦点
検出領域および測光領域を選択することができるので、
視線を焦点検出領域と完全に一致させなくても所望の焦
点検出領域に基づいた焦点調節動作および適切な測光演
算が可能になる。
を有する光学機器において、複数の焦点検出領域に対し
てそれぞれ焦点検出動作が可能な焦点検出手段と、複数
の測光領域に対してそれぞれ測光動作が可能な測光手段
と、使用者の視線を検出する視線検出手段と、前記視線
検出手段により検出される前記使用者の視線が、前記複
数の焦点検出領域をそれぞれ内包し、前記複数の測光領
域にそれぞれ対応するように設定された複数の視線判定
領域の内、何れの視線判定領域に含まれるかを判断する
判断手段と、前記判断手段により前記使用者の視線が含
まれると判断される視線判定領域に内包される焦点検出
領域と前記視線判定領域に対応する測光領域とを選択す
る選択手段と、前記選択手段により選択された焦点検出
領域からの焦点検出結果に基づいてレンズの焦点調節動
作を実行する焦点調節手段と、前記選択手段により選択
された測光領域からの測光結果を他の測光領域の測光結
果に対して重み付けを変える測光演算手段を有すること
により、視線判定領域に視線が含まれれば、所望の焦点
検出領域および測光領域を選択することができるので、
視線を焦点検出領域と完全に一致させなくても所望の焦
点検出領域に基づいた焦点調節動作および適切な測光演
算が可能になる。
【0057】
【図1】眼球の位置に対応する水平走査信号を示す図。
【図2】輝度と瞳孔の直径関係を示す図。
【図3】カメラの輝度計(露出計)の特性図。
【図4】カメラの輝度計から瞳孔径を割り出す変換図。
【図5】視線検出装置付カメラの一実施形態を示す光学
ブロック図。
ブロック図。
【図6】図5に示す実施形態の電気回路のブロック図。
【図7】図6の視線演算回路のブロック図。
【図8】多点測距部を示す図。
【図9】測距演算回路のブロック図。
【図10】マルチ測光部を示す図。
【図11】評価演算回路のブロック図。
【図12】角膜反射像と瞳孔中心を用いて視線の検出を
行なう従来の視線検出装置の概略図。
行なう従来の視線検出装置の概略図。
【図13】位相差方式の焦点検出系の原理を説明する
図。
図。
【図14】測光、測距系の斜視図。
1…撮影のレンズ 2…クイックリ
ターンミラー 3…ピント板 4…コンデンサ
レンズ 5…ペンタプリズム 6…測光用集光
レンズ 7…測光素子 8…サブミラー 9…視野マスク 10…フィール
ドレンズ 11…AF光束折り曲げミラー 12…二次結像
レンズ 13…光電変換素子 14…アイピー
スレンズ 15…投受光兼用のレンズ 16…ビームス
プリッター 17…投光用赤外LED 18…光電変換素子(リニア又はエリア型) 19…眼球 20…シャター 21…フィルム
ターンミラー 3…ピント板 4…コンデンサ
レンズ 5…ペンタプリズム 6…測光用集光
レンズ 7…測光素子 8…サブミラー 9…視野マスク 10…フィール
ドレンズ 11…AF光束折り曲げミラー 12…二次結像
レンズ 13…光電変換素子 14…アイピー
スレンズ 15…投受光兼用のレンズ 16…ビームス
プリッター 17…投光用赤外LED 18…光電変換素子(リニア又はエリア型) 19…眼球 20…シャター 21…フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 7/28 G03B 13/36
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の焦点検出領域に対してそれぞれ焦
点検出動作が可能な焦点検出手段と、 使用者の視線を検出する視線検出手段と、 前記視線検出手段により検出される前記使用者の視線
が、前記複数の焦点検出領域をそれぞれ内包するように
設定された複数の視線判定領域の内、何れの視線判定領
域に含まれるかを判断する判断手段と、 前記判断手段により前記使用者の視線が含まれると判断
される視線判定領域に内包される焦点検出領域を、前記
複数の焦点検出領域の中から選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された焦点検出領域からの焦点
検出結果に基づいてレンズの焦点調節動作を実行する焦
点調節手段と を有することを特徴とする視線検出装置を
有する光学機器。 - 【請求項2】 複数の焦点検出領域に対してそれぞれ焦
点検出動作が可能な焦点検出手段と、複数の測光領域に対してそれぞれ測光動作が可能な測光
手段と、 使用者の視線を検出する視線検出手段と、 前記視線検出手段により検出される前記使用者の視線
が、前記複数の焦点検出領域をそれぞれ内包するととも
に、前記複数の測光領域にそれぞれ対応するように設定
された複数の視線判定領域の内、何れの視線判定領域に
含まれるかを判断する判断手段と、 前記判断手段により前記使用者の視線が含まれると判断
される視線判定領域に内包される焦点検出領域と前記視
線判定領域に対応する測光領域とを選択する選択手段
と、 前記選択手段により選択された焦点検出領域からの焦点
検出結果に基づいてレンズの焦点調節動作を実行する焦
点調節手段と、 前記選択手段により選択された測光領域からの測光結果
を他の測光領域の測光結果に対して重み付けを変える測
光演算手段を 有することを特徴とする視線検出装置を有
する光学機器。 - 【請求項3】 前記複数の視線判定領域は互いに隣接し
て設定されていることを特徴とする請求項1または2に
記載の視線検出装置を有する光学機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7223460A JP2950759B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 視線検出装置を有する光学機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7223460A JP2950759B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 視線検出装置を有する光学機器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21667488A Division JP2950546B2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 視線検出装置及び視線検出装置を有するカメラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08201681A JPH08201681A (ja) | 1996-08-09 |
JP2950759B2 true JP2950759B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=16798504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7223460A Expired - Fee Related JP2950759B2 (ja) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | 視線検出装置を有する光学機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2950759B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4530658B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-08-25 | リーダー電子株式会社 | フォーカス検出およびこれを用いた傾き調整の方法および装置 |
JP6381654B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2018-08-29 | アルプス電気株式会社 | 視線検出装置 |
-
1995
- 1995-08-31 JP JP7223460A patent/JP2950759B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08201681A (ja) | 1996-08-09 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |