JP2952070B2

JP2952070B2 - 視線検出装置および視線検出手段を備えた光学機器

Info

Publication number: JP2952070B2
Application number: JP3107311A
Authority: JP
Inventors: 一樹小西; 明彦長野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1991-05-13
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH04335605A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は視線検出装置および視線
検出手段を備えた光学機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラの諸動作を制御する領域を決定す
るのに、撮影者の視線を用いるアイディア（いわゆる視
線を用いた自動追尾）は種々提案されており、例えば特
開昭６３−９４２３２号公報には以下の通り記載されて
いる。

【０００３】図８は従来例の構成ブロック図を示す。

【０００４】従来例では、撮影映像をファインダやモニ
タ装置により観察する撮影者の眼球運動をモニタし、撮
影者の注視する両面部分を含む領域で自動合焦動作及び
自動露出制御を行う。３０がそのための眼球運動検出器
であり、この検出器３０は、詳細は後述するが、撮影者
の眼球３２の運動を検出し、眼の見ている部分が画面の
どの位置であるかの位置信号（水平位置及び垂直位置）
をゲート制御回路３４に送る。ゲート制御回路３４は、
クロック回路２８からの水平同期信号Ｈａｙｎｃ及び垂
直同期信号Ｖａｙｎｃと、眼球運動検出器３０からの位
置信号とを比較し、ゲート回路１４を制御して、画面上
での相応領域の映像信号のみを通過させる。

【０００５】眼球運動を検出する原理としては種々ある
が、ここでは、日本放送協会による方式を例にとって説
明する（テレビジョン学会誌Ｖｏｌ．Ｎｏ．２（１９８
６）第４１頁以降を参照）。ＮＨＫの方式の光学系部分
を図９に示し、図８の実施例の眼球運動検出器３０に適
用した場合の具体的回路を、ゲート制御回路３４と共に
図１０に示した。図９に示すように、眼球に近接配置し
た赤外光源４０（４０Ｘ．４０Ｙ）から眼球に赤外光を
照射し、その反射光を光電変換素子４２（４２Ｒ．４２
Ｌ；４２Ｕ．４２Ｄ）で受光して、黒目の左右及び上下
への移動を検出する。黒目の左右の動きを検出する光電
変換素子４２Ｒ、４２Ｌは、正面を向いた状態でそれぞ
れ黒目の右側及び左側からの反射光を受光するように配
置され、その出力は減算増幅器４４で減算増幅される。
また、黒目の上下方向の動きを検出する光電変換素子４
２Ｕ、４２Ｄは共に、正面を向いた状態で黒目の斜め下
位置からの反射光を受光するように配置され、その出力
は、加算増幅器４６で加算増幅される。

【０００６】減算増幅器４４の出力は、黒目の左右運動
に対し、図１１（ａ）に図示する特性を示し、加算増幅
器４６は、黒目の上下方向の運動に対し図１１（ｂ）に
図示する特性を示す。結局、減算増幅器４４の出力は、
水平面での黒目の向く方向（観察者の観察している観察
画面でいえばその水平位置）を指示し、加算増幅器４６
の出力は、垂直面での黒目の向く方向（観察画面でいえ
ばその垂直位置）を指示する。しかし実際には、減算増
幅器４４及び加算増幅器４６の出力は、多少の非線形性
を示すので、検出精度を高めるために、リニアリティ補
償回路４８，５０を設けるのが好ましい。

【０００７】従って、図１０において、補償回路４８の
出力は画面イメージでの水平位置ｘを示し、補償回路５
０の出力はその垂直位置ｙを示す。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、仮に撮影者の視線が検出できたとして
も、撮影画面の枠外を一瞬だけ見た時も同じように視線
が移ったとして検出していまい、視線に基づくＡＦ領域
の切換え等を行ってしまうので、視線検出を用いたこと
による逆効果がでてしまう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、視線検出装置において、連続的に視線位置を検出す
る視線検出手段と、前記視線検出手段によって検出され
る第１の視線位置と、これより後に検出される第２の視
線位置との変化量を演算する演算手段と、前記変化量が
所定の基準値を超えるかどうかを判断する第１の判断手
段と、前記第１の判断手段により前記変化量が前記所定
の基準値を超えると判断される場合、前記第２の視線位
置よりも後に検出される視線位置が前記第２の視線位置
の近傍に所定時間以上停留するかどうかを判断する第２
の判断手段と、前記第２の判断手段により前記第２の視
線位置よりも後に検出される視線位置が前記第２の視線
位置の近傍に所定時間以上停留すると判断される場合、
前記第２の視線位置を有効な視線位置として処理する処
理手段とを有することを特徴としている。

【００１０】請求項２に記載した発明は、連続的に視線
位置を検出する視線検出手段を備え、前記視線検出手段
の出力に基づいて、画面内に設定された複数のエリアの
うち何れかのエリアを選択する光学機器において、前記
視線検出手段によって検出される第１の視線位置と、こ
れより後に検出される第２の視線位置との変化量を演算
する演算手段と、前記変化量が所定の基準値を超えるか
どうかを判断する第１の判断手段と、前記第１の判断手
段により前記変化量が前記所定の基準値を超えると判断
される場合、前記第２の視線位置よりも後に検出される
視線位置が前記第２の視線位置の近傍に所定時間以上停
留するかどうかを判断する第２の判断手段と、前記第２
の判断手段により前記第２の視線位置よりも後に検出さ
れる視線位置が前記第２の視線位置の近傍に所定時間以
上停留すると判断される場合、前記第２の視線位置に基
づいて前記画面内に設定された複数のエリアのうち何れ
かのエリアを選択する選択手段とを有することを特徴と
している。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例の構成の概略を図１に示す。

【００１２】図１は本発明実施例のブロック図で、１は
Ｍ．Ｐ．Ｕ、２はメモリー、３はＡ／Ｄ変換機能を有す
るインターフェイス回路、４は撮影者の眼球を観察する
ためのイメージセンサー及びその駆動回路よりなるセン
サーユニット、７は発光素子としての赤外発光ダイオー
ド、５は発光制御回路、６はカメラの縦位置・横位置を
検知する位置センサー、１０はＡＦセンサー、１１はレ
ンズ駆動ユニット、１２は測光センサー、１３は絞り駆
動ユニットである。

【００１３】本実施例においてはイメージセンサーから
の画像信号を演算することにより撮影者の視線を求める
わけであるが、その原理は以下の通りである。撮影者の
眼球に平行光（もしくは発散光）を照射すると、この光
が角膜前面で反射し、発光ダイオードの虚像が生じる。
この虚像はプルキンエ像を呼ばれるが、その発生位置は
眼球の回転角が零の際は瞳孔中心と一致し、眼球が回転
するにつれ、プルキンエ像を瞳孔中心の間隔は、回転角
の正弦にほぼ比例する形で拡がってゆく。よってイメー
ジセンサー上の画像信号より、プルキンエ像の位置、瞳
孔中心の位置さらにその間隔を算出してやれば、眼球の
回転角、さらには撮影者の視点を知ることができる。カ
メラのファインダーの光学的な特性により、頭部がカメ
ラに対して動いても眼球の回転角が等しければピント板
上の視点は同じである。

【００１４】次に上記の原理を用いた本実施例の動作に
ついて図２のフローチャートを用いて説明する。

【００１５】カメラのメインスイッチ（不図示）がオン
するなどして視線検出の開始が指示されると、Ｍ．Ｐ．
Ｕ１は、視線検出のルーチンへ制御を移す（ステップ１
０）視線検出のルーチンに入るとまず、初期化の処理を
行ない、視線検出に関わる全ての変数の値を零にする
（ステップ１１）。そしてそのときのカメラの位置（縦
位置か横位置か）の情報を位置センサ６から受け、発光
制御回路５は赤外発光ダイオード（ｉＲＥＤ）群７のう
ちどれを発光するかの設定を行なう。同時にＭ．Ｐ．Ｕ
１はインターフェイス回路３を介して、イメージセンサ
ー駆動回路４に積分信号を、発光制御回路５に積分信号
に同期した発光制御信号を与える。これにより、そのと
きのカメラの位置に対応した赤外発光ダイオードが、イ
メージセンサーの蓄積に同期して発光される（ステップ
１２）。ついで、イメージセンサー４上に結像したプル
キンエ像の生じた眼球前眼部の画像をインターフェイス
回路３を介して読み込む（ステップ１３）。そしてこの
画像を処理することにより、プルキンエ像の位置Ｐと少
なくとも３つの瞳孔輪部（いわゆる瞳孔エッジ）の位置
Ｄ₁、Ｄ₂、Ｄ₃を検出する（ステップ１４）。この検出
された諸量より眼球の水平方向、鉛直方向の回転角
θ_H、θ_Vを算出する。眼球の回転角が算出されたなら
ば、視軸補正などの個人差補正を行ない、撮影者のピン
ト板上での視点を求め、その滞留時間等により注視点を
求める（ステップ１５）。さらにこの注視点からＡＦの
指示がなされた際に焦点検出を行なうエリア、いわゆる
ＡＦエリア並びに露出制御を行なうＡＥエリアを決定す
る（ステップ１６）。

【００１６】ところで、一般に銀塩フィルムを用いるカ
メラにおいては、ＡＦポイントを増せば、それを同数の
測距ユニットを必要とする。そのため、コスト的・スペ
ース的デメリットからＡＦポイントの数は制限される。
したがって、ピント板上の視点位置に対応するＡＦポイ
ントが存在しない可能性がある。そこで以下の様に補間
処理を行なう。

【００１７】第１の方法は、ピント板上の視点に対応す
るＡＦエリアが存在しない場合は、ピント板上の注視点
から最も近いＡＦポイントをその視点のＡＦポイントと
する方法である。例えば図３（Ａ）に示すようにＡＦポ
イントが設定されている場合、注視点位置の座標（ｘ、
ｙ）とＡ〜Ｇの７点のＡＦポイントの中央の座標
（ｘ_A，ｙ_A）（ｘ_B，ｙ_B）（ｘ_C，ｙ_C）（ｘ_D，ｙ_D）
（ｘ_E，ｙ_E）（ｘ_F，ｙ_F）（ｘ_G，ｙ_G）の距離ｌを次式
で求め、その値が最小となるものを、その注視線位置の
ＡＦポイントとする。

【００１８】

【外１】

【００１９】第二の方法はあらかじめＡＦポイントとと
もにそのＡＦポイントを選択するエリアを設定しておく
ものである。例えば図３（Ｂ）に示す様にＡＦポイント
Ａ〜Ｇとそれを選択するエリアを設定する。

【００２０】ＡＥエリアの決定に関しても同様のことが
言えるが、測光センサーは、エリア分割をされたものを
用いることが多いため、第二の方法が主になる。すなわ
ち、図３（Ｂ）の７つのエリアに各々対応するように分
割測光する測光装置を設ける。

【００２１】ところで、実際の撮影者の視点は常に被写
体にあるわけではなく、ある程度ふらついたり、画面外
の表示を見たりする。そこで視点が画面外にある場合は
追尾動作の対象外にしたり、公知の手法で撮影者の注視
点を抽出するなどの処理が必要となる。

【００２２】さらに本実施例においては効果的に追尾動
作を行なうため、視点の移動量がある一定値を超えた場
合には、その後その位置に一定時間以上停留したらＡＦ
−ＡＥエリアの移動を行ない、一定時間以上停留しなか
ったらＡＦ−ＡＥエリアの移動を行なわない様にしてい
る。その動作手順を図４に示す。注視点位置からＡＦ・
ＡＥエリア決定のルーチンへ入るとまずメモリーに記憶
されている前回の注視位置でのＡＦ・ＡＥエリアの情報
を読み込む（ステップ２１）。もしそれが初期化された
値であったなら、すなわち初めてのエリア決定の動作で
あったなら（ステップ２２）、そのときの注視点の位置
を基にして上述の様な補間処理を行なうなどしてエリア
を決定し（ステップ３２）、その情報をメモリーに記憶
する（ステップ３３）。そして二度目以降の場合は、前
回の注視位置に対応したＡＦ・ＡＥエリアの情報との比
較を行ない（ステップ２３）、大きな移動があったか否
かの判定を行なう。これはＡＦ・ＡＥエリアの情報とし
て、その決定の際に用いた注視位置のｘ座標・ｙ座標を
メモリーしている場合は、今回求められた注視位置座標
（ｘ_i、ｙ_i）と前回の視点位置座標（ｘ_i-1、ｙ_i-1）と
の距離Δｌ、

【００２３】

【外２】を求め（ステップ２３）、この値がある一定値ｌｃｏｎ
ｓｔ以下であったなら（ステップ２４）、今回求められ
た視点の位置座標を用い、さらに上述の補間処理を行な
うなどして新しい注視位置のエリアを決定し、その情報
をメモリーに記憶する。逆にΔｌがｌｃｏｎｓｔを超え
たならば、視線が移動後の位置に一定時間Ｔｃｏｎｓｔ
以上停留するか否かの判定を行なう。Δｌ＞ｌｃｏｎｓ
ｔと判定されると（ステップ２４）、まず、今回算出さ
れた視点位置を（ｘ′、ｙ′）としてメモリー記憶する
（ステップ２５）とともに、計時のためのカウンターの
値を零にする（Ｔ＝０とする）（ステップ２６）。その
後、カウンターをカウントアップするとともに（ステッ
プ２７）、次の視線検出タイミングにおける撮影者の視
点を算出し、この位置座標を（ｘ_iｙ_i）とする（ステッ
プ２８）。この視点の算出は前述の通り、イメージセン
サーの積分に同期して赤外発光ダイオードを点灯し、プ
ルキンエ像の生じた眼球前眼部の画像を読み込み、プル
キンエ像瞳孔中心の検出を行なったのち個人差補正など
の演算をすることにより行なわれる。そしてこの算出さ
れた視点の位置座標（ｘ_i、ｙ_i）と、メモリーに記憶さ
れた大きな移動直後の視点位置座標（ｘ′ｙ′）との差
Δｌ′

【００２４】

【外３】を求め（ステップ２９）、この値が固視微動を考慮して
定められた定数ｌ′ｃｏｎｓｔより大きければＡＦ・Ａ
Ｅエリアへの変更を行なわずに、このルーチンの処理を
終了する（ステップ３０）。Δｌがｌ′ｃｏｎｓｔ以下
であったならば、カウンターの内容（ｔ）を跳躍的運動
の発生間隔から定められる時間定数Ｔｃｏｎｓｔと比較
を行なう（ステップ３１）。その結果ｔ≧Ｔｃｏｎｓｔ
なら視線が移動後の位置に一定時間Ｔｃｏｎｓｔ以上停
留したと見なし、今回求められた視点の位置座標
（ｘ′、ｙ′）を用い、さらに上述の補間処理を行なう
などしてエリアを決定し（ステップ３２）、その情報を
メモリーに記憶する（ステップ３３）。逆にｔ＜Ｔｃｏ
ｎｓｔであったなら、カウントアップ（ステップ２７）
をしたのち同様の処理を行ないΔｌ′≦ｌ′ｃｏｎｓｔ
ならば、カウンターの内容（ｔ）とＴｃｏｎｓｔの比較
を行なう。以下カウントアップをしながら同様の処理を
行なう。すなわち視線が移動後、その位置（ｘ′ｙ′）
より半径Δｌ′内にＴｃｏｎｓｔ時間以上停留したなら
ば、これを有効な視線と見なし、移動後の視点の位置座
標（ｘ′ｙ′）を用い補間処理などを行ないエリアの決
定、変更を行なうのである。

【００２５】この様な処理を行なうのは人間の眼球運動
の特性に起因する検出誤差を最小にし、かつ煩雑にＡＦ
・ＡＥエリアを切換えることにより生じるレンズの煩雑
な駆動などの不都合の抑止を目的としている。

【００２６】ここで問題とする眼球運動の特性は跳躍的
運動である。跳躍的運動は読書時や画像特徴を注視する
際に生じる眼球運動で移動時間は、１／２０〜１／１０
０秒、最高速度は３００度／秒にも達する。ただ発生周
期は、０．２秒以下の短い間隔にはならず、さらに運動
発生の５０ｍｓｅｃ前から運動終了までの移動状態では
Ｓａｃｃａｄｉｃ抑制と呼ばれる視機能の極端に低下す
る現像が見られる。

【００２７】したがって、跳躍的運動が生じた際に運動
終了点への移動途中の点を検知してしまうことにより生
じる誤動作、特にファインダー視野外の表示を見るため
に生じた跳躍的運動については移動途中の点を検知する
と大きな不都合が起こると予想される。よって定数ｌｃ
ｏｎｓｔは随従運動（移動物体をゆっくり追跡する際に
生じる低速平滑な眼球運動で３０〜３５度／秒以下の移
動対象に対して生じる）と視線検出間隔によって定めら
れる。随従運動によって生じるカメラピント板上での視
点の移動量ｌｓｍｏｔｈと視線検出間隔Ｔｓａｍｐｌｅ
の積の形で定数ｌｃｏｎｓｔは定められる。またｌ′ｃ
ｏｎｓｔは、固視微動（眼球の中心禍に対象物体の像を
捉え、その状態を保持するために不随意的に発生する不
規則な微小運動で中心禍の視細胞への光刺激を常に変動
させ、信号発生効率を低下させない役割を持っている）
の運動範囲をカバーする様に設定される。そしてＴｃｏ
ｎｓｔは跳躍的運動の発生を周期より定められる。

【００２８】そして測光スイッチＳＷ１がオンになった
ら（ステップ１７）、ＡＦ動作と測光を行なう（ステッ
プ１８、１９）。ＡＦ動作はまずＭ．Ｐ．Ｕ１がセンサ
ーから決定された注視線でのＡＦエリアに対応する部分
の信号を読み込み、その信号を演算することによりレン
ズ駆動量を求める。そしてその後、レンズ駆動ユニット
を制御し、焦点調整を行なう。またＭ．Ｐ．Ｕは測光セ
ンサーからの信号に基づき、指定された撮影モードにし
たがって露出定数（シャッター速度、絞り値…）を求め
る。

【００２９】そしてレリーズの要求がなされたならば、
算出された絞り値への絞りの駆動、シャッターの開閉、
ミラー動作フィルムの巻き上げなどのレリーズに関する
一連の動作を行なう。

【００３０】今までの説明においては、ＡＦ動作（信号
読み込み→演算→レンズ駆動）と測光をほぼ同時に行な
っているが、実際のカメラにおいてはカメラにおいて設
定されているモードに従うものである。すなわちカメラ
のモード設定でレリーズ直前に測光を行ない、その測光
値に基づいて露出値を定めても良い。

【００３１】また、ＡＦ動作のうちレンズ駆動のみをレ
リーズ要求のあったのちに行なっても構わない。

【００３２】以上説明してきた様に、本実施例は撮影者
の視線動きを検知し、視線の存在するエリアでＡＦ・Ａ
Ｅを行なう、いわゆる被写体の自動追尾を行なうもので
ある。

【００３３】（他の実施例）第二実施例のブロック図を
図５に示す。

【００３４】１はＭ．Ｐ．Ｕ、２はメモリー、３はイン
ターフェイス回路、４は視線検出用のイメージセンサー
並びにその駆動回路、５は発光制御回路、７は赤外発光
ダイオード、１１はレンズ駆動ユニット、１３は絞り駆
動ユニット、１５は撮影用の撮像素子、１６は撮影レン
ズ、１７は絞りユニット、１４はゲートである。

【００３５】第一実施例が銀塩スチルカメラに好適なシ
ステムであるのに対し第二実施例はビデオ・カム・コー
ダーなどに好適なシステムである。また視線検出の原理
は第一実施例と同じ、プルキンエ像と瞳孔中心を用いる
ものである。

【００３６】本実施例の動作手順を図６に示す。

【００３７】不図示のカメラの視線検出要求スイッチ
（例えば自動追尾スイッチ）ＳＷ３がオンするなどして
視線検出の開始が指示されると、Ｍ．Ｐ．Ｕ１は視線検
出のルーチンへ制御を移す（ステップ４０）。

【００３８】視線検出のルーチンへ入るとまず、初期化
処理を行ない、視線検出に関わる全ての変数を零にする
（ステップ４１）。その後Ｍ．Ｐ．Ｕ１はイメージセン
サー駆動回路４に、積分信号を、そしてこれに同期した
発光制御信号を発光制御回路５に各々インターフェイス
回路３を介して与える。これにより赤外発光ダイオード
７がイメージセンサー４の蓄積に同期して発光される
（ステップ４２）。ついでイメージセンサー４上に結像
したプルキンエ像の生じた眼球前眼部の画像をインター
フェイス回路３を介して読み込む（ステップ４３）。そ
してこの画像を処理することにより眼球の水平方向・鉛
直方向の回転角、さらに個人差補正を行なうことにより
撮影者の画面上での注視点を求める（ステップ４５）。
そしてこの注視点を基にＡＦ・ＡＥを行なうエリア（図
３（Ｂ）に近似した）を決定し（ステップ４６）、この
エリアの情報に基づきＡＦ・ＡＥ等が行なわれる（ステ
ップ４７）。

【００３９】なお、ステップ４２〜４７の動作は視線検
出要求が続くかぎり繰返される（ステップ４８）。

【００４０】この場合も第一実施例と同様の理由で視点
が画面外にある場合は、追尾動作の対象外にしたり、公
知の手法（例えば滞留時間）や先に提案した特願平２−
２２０７９０によって撮影者の注視点を抽出するなどの
処理が必要となる。

【００４１】そして、本実施例においても効果的に追尾
動作を行なうために、第一実施例と同様に視点の移動量
がある一定値を越えた場合には、その後その位置に一定
時間以上停留したらＡＦ・ＡＥエリアを移動を行ない、
一定時間以下停留しなかったらＡＦ・ＡＥエリアの移動
を行なわない様にしている。その動作手順を図７に示
す。視点位置からＡＦ・ＡＥエリア決定のルーチンへ入
るとまずメモリーに記憶されている前回のＡＦ・ＡＥエ
リアの情報を読み込む（ステップ５０）。もしそれが初
期化された値であったなら（ステップ５１）、そのとき
の視点位置をエリア決定の為の視点位置（ｘ₀．ｙ₀）と
してメモリーに記憶したのち（ステップ６１）、エリア
設定のルーチンへ進む。また二度目以降の場合は、前回
のエリア決定の為の視点位置との比較を行なう。すなわ
ち、今回の視点位置（ｘ_i，ｙ_i）と前回の注視点位置
（ｘ_i-1，ｙ_i-1）との距離Δｌ

【００４２】

【外４】を求め（ステップ５２）、この値がある一定値ｌｃｏｎ
ｓｔ以下であったなら（ステップ５３）、今回の視点位
置（ｘ_i，ｙ_i）をエリア決定の為の視点位置（ｘ ₀，
ｙ₀）としてメモリーに記憶したのち（ステップ６
１）、エリア設定のルーチンへ進む。逆にΔｌがｌｃｏ
ｎｓｔを超える場合は、視線が移動後の位置に一定時間
Ｔｃｏｎｓｔ以上停留するか否かの判定を行なう。まず
移動後の視点位置を（ｘ′ｙ′）としてメモリーし（ス
テップ５４）、カウンターをリセットし（ステップ５
５，５６）、計時を開始する。新たに算出される視点位
置（ｘ_i，ｙ_i）（ステップ５７）の（ｘ_i．ｙ_i）からの
移動量Δｌ′

【００４３】

【外５】（ステップ５８）が固視微動の特性から定められる定数
ｌ′ｃｏｎｓｔ以下であるなら（ステップ５９）、カウ
ンターをカウントアップする（ステップ５６）。そして
その値ｔがＴｃｏｎｓｔ以上になったならば（ステップ
６０）、（ｘ′ｙ′）をエリア決定の為の視線位置（ｘ
₀ｙ₀）としてメモリーに記憶したのち（ステップ６
１）、エリア設定のルーチンへ進む。逆にカウンターの
値ｔがＴｃｏｎｓｔに達する前にｌ′ｃｏｎｓｔを超え
る移動が生じた場合は、エリア決定の為の視点位置（ｘ
₀ｙ₀）を更新せずに次のルーチンへ進む。

【００４４】ＡＦ・ＡＥエリアの決定は、エリア決定の
為の視点位置（ｘ₀ｙ₀）を用いて次の様にして、決定す
る。まず、そのときの撮影レンズの焦点距離、絞り値か
ら被写界深度を求め、その値に応じてエリアの大きさを
定める。これは被写界深度が浅いときは小さく深いとき
は大きくなる様に設定される。そして、前段階で求めた
エリア決定の為の視点位置（ｘ₀，ｙ₀）を中心に、被写
界深度に応じた大きさを持つエリアを定め（ステップ６
３）、これをＡＦ・ＡＥエリアとする（ステップ６
４）。

【００４５】追尾動作が行なわれている間は上記の様
に、ＡＦ・ＡＥエリアが決定され、被写体の動き（撮影
者の画面上での視点の動き）に合わせて移動する。追尾
動作中はＭ．Ｐ．Ｕ１は上記の様にして決定した注視位
置に対応するＡＦ・ＡＥエリア情報をゲート１４に出力
する。これによりゲート１４から、Ａ／Ｄ変換機能を有
するインターフェイス回路３に出力される映像信号の範
囲（ＡＦ・ＡＥを行なうエリア）が設定される。

【００４６】そしてゲートを通して出力された撮像素子
１５のエリア内の信号は、インターフェイス回路３で、
ディジタル信号に変換したのち、Ｍ．Ｐ．Ｕ１に読み込
む。Ｍ．Ｐ．Ｕ１はこの信号を用いてＡＦ演算、ＡＥ演
算を行ない、レンズ駆動量、絞り駆動量を算出し、その
値をレンズ駆動回路１１、絞り駆動回路１３へ出力す
る。両駆動回路ではその値に基づいて、レンズ絞りを駆
動する。そして再び視線検出のルーチンに入り、算出さ
れた撮影者の画面上での視点並びに被写界深度を用い
て、新たなＡＦ・ＡＥエリアを設定し、そのエリアから
の信号を用いてＡＦ・ＡＥエリア等を行なう。

【００４７】以上の動作を繰返し行なうことにより追尾
動作が行なわれる。

【００４８】なお、ビデオ・カム・コーダーにおいて
は、撮像素子から出力される像信号を用いてＡＦ演算、
ＡＥ演算が行なわれるので、基本的に全画面のどこのエ
リアであっても測距、測光が可能であり、銀塩カメラの
様なＡＦポイントＡＥポイントの補間処理は原則として
不要である。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１に記載
した発明は、視線検出装置において、連続的に視線位置
を検出する視線検出手段と、前記視線検出手段によって
検出される第１の視線位置と、これより後に検出される
第２の視線位置との変化量を演算する演算手段と、前記
変化量が所定の基準値を超えるかどうかを判断する第１
の判断手段と、前記第１の判断手段により前記変化量が
前記所定の基準値を超えると判断される場合、前記第２
の視線位置よりも後に検出される視線位置が前記第２の
視線位置の近傍に所定時間以上停留するかどうかを判断
する第２の判断手段と、前記第２の判断手段により前記
第２の視線位置よりも後に検出される視線位置が前記第
２の視線位置の近傍に所定時間以上停留すると判断され
る場合、前記第２の視線位置を有効な視線位置として処
理する処理手段とを有することで、無意識な眼球運動に
よる影響を少なくすることができ、使用者の意志に応じ
た正確な注視位置を得ることができる。また、請求項２
に記載した発明は、連続的に視線位置を検出する視線検
出手段を備え、前記視線検出手段の出力に基づいて、画
面内に設定された複数のエリアのうち何れかのエリアを
選択する光学機器において、前記視線検出手段によって
検出される第１の視線位置と、これより後に検出される
第２の視線位置との変化量を演算する演算手段と、前記
変化量が所定の基準値を超えるかどうかを判断する第１
の判断手段と、前記第１の判断手段により前記変化量が
前記所定の基準値を超えると判断される場合、前記第２
の視線位置よりも後に検出される視線位置が前記第２の
視線位置の近傍に所定時間以上停留するかどうかを判断
する第２の判断手段と、前記第２の判断手段により前記
第２の視線位置よりも後に検出される視線位置が前記第
２の視線位置の近傍に所定時間以上停留すると判断され
る場合、前記第２の視線位置に基づいて前記画面内に設
定された複数のエリアのうち何れかのエリアを選択する
選択手段とを有することで、無意識な眼球運動に基づい
てエリアを選択してしまう不具合を解消することがで
き、使用者の意志を正しく反映させたエリア選択が可能
になる。

【００５０】又、実施例においては、カメラの様に撮影
者の頭部の運動を眼球の回転運動が混在するファインダ
ーをのぞく撮影者の視線を正しく検出することが可能な
「プルキンエ像を瞳孔中心を用いる検出原理」を採用し
た視線検出手段を設けることにより、動きのある被写体
に対する視線の動きより主被写体を推定し、自動追尾を
行なうことを可能とした。

【００５１】さらに実施例は、画像処理によりＡＦ・Ａ
Ｅエリアの変更を行なう自動追尾方式では、うまく追尾
の行なえない「背景に一番輝度の高いものが存在する場合」「全体が暗いところ」「同じ輝度の複数の被写体が画面内でバラバラに動いて
いる場合」「被写体のコントラストが低い場合」「同様の距離で追尾している被写体と別の被写体が交叉
した場合（別の被写体の方が輝度の高い場合）」などの場合でも正しく追尾（ＡＦ・ＡＥエリアの移動）
が行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のブロック図。

【図２】第一実施例のフローチャート。

【図３】ＡＦ・ＡＥエリアを示す図。

【図４】第一実施例のエリア決定を行なう動作のフロー
チャート。

【図５】第二実施例のブロック図。

【図６】第二実施例のフローチャート。

【図７】第二実施例のエリア決定を行なう動作のフロー
チャート。

【図８】従来例の構成図。

【図９】従来例の原理図。

【図１０】従来例の回路図。

【図１１】従来例の説明図。

【符号の説明】

１マイクロ・プロセッシング、ユニット（Ｍ．Ｐ．
Ｕ）４イメージセンサー及びその駆動回路５発光制御回路６姿勢位置センサー７赤外発光ダイオード８ＡＦセンサー１０測光センサー１５撮像素子１６撮影レンズ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に視線位置を検出する視線検出手
段と、前記視線検出手段によって検出される第１の視線位置
と、これより後に検出される第２の視線位置との変化量
を演算する演算手段と、前記変化量が所定の基準値を超えるかどうかを判断する
第１の判断手段と、前記第１の判断手段により前記変化量が前記所定の基準
値を超えると判断される場合、前記第２の視線位置より
も後に検出される視線位置が前記第２の視線位置の近傍
に所定時間以上停留するかどうかを判断する第２の判断
手段と、前記第２の判断手段により前記第２の視線位置よりも後
に検出される視線位置が前記第２の視線位置の近傍に所
定時間以上停留すると判断される場合、前記第２の視線
位置を有効な視線位置として処理する処理手段とを有す
ることを特徴とする視線検出装置。
【請求項２】連続的に視線位置を検出する視線検出手
段を備え、前記視線検出手段の出力に基づいて、画面内
に設定された複数のエリアのうち何れかのエリアを選択
する光学機器において、前記視線検出手段によって検出される第１の視線位置
と、これより後に検出される第２の視線位置との変化量
を演算する演算手段と、前記変化量が所定の基準値を超えるかどうかを判断する
第１の判断手段と、前記第１の判断手段により前記変化量が前記所定の基準
値を超えると判断される場合、前記第２の視線位置より
も後に検出される視線位置が前記第２の視線位置の近傍
に所定時間以上停留するかどうかを判断する第２の判断
手段と、前記第２の判断手段により前記第２の視線位置よりも後
に検出される視線位置が前記第２の視線位置の近傍に所
定時間以上停留すると判断される場合、前記第２の視線
位置に基づいて前記画面内に設定された複数のエリアの
うち何れかのエリアを選択する選択手段とを有すること
を特徴とする視線検出手段を備えた光学機器。