JP3130905B2

JP3130905B2 - 光学機器

Info

Publication number: JP3130905B2
Application number: JP01247575A
Authority: JP
Inventors: 一樹小西; 明彦長野; 十九一恒川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 2001-01-31
Anticipated expiration: 2016-01-31
Also published as: JPH03107932A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器
に係り、特に視線検出装置により検出される使用者の視
線位置情報を用いて、自動焦点、露光制御を行う光学機
器に関するものである。

［従来の技術］従来、ひとつの点もしくは複数の点の焦点位置情報、
測光値情報の両方を用いて撮影の際の焦点位置、露出値
を定める焦点露出制御、いわゆるデプスモードを備えた
カメラは種々提供されている。

このデプスモードは、例えばピントの合う範囲（被写
界深度）を撮影者の希望通りに設定できるもので、第７
図を例にとり説明する。図（ａ）のようにカメラＣから
の距離が夫々異なる被写体（Ａ）から（Ｃ）までピント
を合わせたい時、被写体（Ａ）をカメラＣの測距フレー
ムに入れ、レリーズボタンを半押し（SW₁をオン）し、
つぎに被写体（Ｃ）を同様に測距フレームに入れ、同様
にレリーズボタンを半押しする。この操作によりカメラ
内のM.P.U（マイクロプロセッサーユニット）が被写体
（Ａ）と（Ｃ）の焦点位置情報を記憶する。さらに撮影
レンズの焦点距離情報などを用いて、理想的な深度幅が
得られる至近側被写体（Ａ）と最遠側被写体（Ｃ）の間
の焦点位置を、さらに被写体（Ａ）と（Ｃ）が被写界深
度に入る絞り値を演算し、この絞り値よりシャッター速
度を求める。また図（ｂ）の様に中央の被写体（Ｂ）だ
けにピントを合わせたい時は、被写体（Ｂ）を測距フレ
ームに入れレリーズボタンを半押しにする操作を二度繰
り返せば、絞りを開放にセットし、シャッター速度をそ
れに見合ったものに設定することにより、被写体（Ｂ）
だけにピントが合い、それ以外の被写体（Ａ），（Ｃ）
がぼける深度の浅い写真が得られる。

［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、ピントを合わせたい点
や範囲の設定は、撮影者がピントを合わせたい至近点と
最遠点に測距フレームをむけ、レリーズボタンを半押し
にするという操作を二度繰り返さなければならないた
め、設定の操作がわずらわしく、又、時間がかかるなど
の欠点があった。

本出願に係る第１の発明の目的は、専門的な知識がな
くても、また機器の複雑な操作も必要とすることなく、
使用者の注視する視線から適切な焦点調節が行える光学
機器を提供することにある。

本出願に係る第２の発明の目的は、専門的な知識がな
くても、また機器の複雑な操作も必要とすることなく、
使用者の注視する視線から適切な被写界深度が得られる
光学機器を提供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用］請求項１に記載した発明は、使用者の注視点を検出す
る注視点検出手段と、前記使用者が操作可能なレリーズ
スイッチと、前記注視点検出手段により検出される注視
点の内、前記レリーズスイッチが操作された時点以前の
一定時間内の注視点を複数記憶する記憶手段と、撮影光
学系の焦点位置を調節する焦点調節手段と、前記記憶手
段にて記憶された複数の注視点に対応する被写体に合焦
するように前記撮影光学系の焦点位置を制御する制御手
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、請求項１に記載した発明
において、前記制御手段は、前記複数の注視点にそれぞ
れ対応する複数の被写体の内、最も近い被写体と最も遠
い被写体に合焦するように前記撮影光学系の焦点位置を
制御することを特徴としている。

請求項３に記載した発明は、使用者の注視点を検出す
る注視点検出手段と、前記使用者が操作可能なレリーズ
スイッチと、前記注視点検出手段により検出される注視
点の内、前記レリーズスイッチが操作された時点以前の
一定時間内の注視点を複数記憶する記憶手段と、撮影光
学系の通過光量を制御する絞り手段と、前記記憶手段に
て記憶された複数の注視点に対応する被写体が被写界深
度内に入るように前記絞り手段を制御する制御手段とを
有することを特徴としている。

請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した発明
において、前記制御手段は、前記複数の注視点にそれぞ
れ対応する複数の被写体の内、最も近い被写体と最も遠
い被写体が被写界深度内に入るように前記絞り手段を制
御することを特徴としている。

［実施例］実施例１第２図は本発明の光学機器を適用したカメラの実施例
１の概略図である。

撮影レンズ６からの被写体光は、メインミラー４、ペ
ンタプリズム３及びダイクロイックミラー２を介して撮
影者の目Ｅに達する。一方、撮影レンズ６からの被写体
光の一部はメインミラー４を透過し、サブミラー７を介
して焦点ユニット５に達する。

ダイクロイックミラー２は、目Ｅ側からの光を例えば
90゜の角度で反射し、その反射光を視線検出用のイメー
ジセンサー１上に不図示の結像レンズを介して結像す
る。第２図には図示していないが、カメラの接眼レンズ
を除く目Ｅに向け、微弱な出力LED等の光が照射され、
その反射光がイメージセンサー１に結像され、その結像
位置等の情報に基づき不図示の視線位置演算装置により
ファインダー内における視線位置を検出するようにして
いる。視線位置の検出方法としては、例えば角膜の反射
像と瞳孔の中心位置から求める方法が特開昭61−172552
号等により公知である。

また、撮影レンズ６からの被写体５は、不図示の測光
用のセンサーに入射し、測光演算回路等によりファイン
ダー内における任意の点の測光（スポット測光）や、平
均測光等の測光が行えるようになっている。

第１図は本発明による光学機器を適用したカメラの実
施例１のブロック図を示す。

８は第２図に示すイメージセンサー１や、不図示のLE
D等からなる視線検出ユニット、10は視線位置演算回
路，測光演算回路，測距演算回路等を含むマイクロプロ
セッシングユニット（M.P.U）で、視線検出ユニット８
のイメージセンサ１の情報、測光センサー13及び測距セ
ンサー（AFセンサー）14からの情報がインターフェイス
11を介してM.P.U10に入力される。M.P.U10で夫々演算処
理された各情報は、インターフェイス11を介してシャッ
ターユニット15、絞りユニット16、フォーカシングユニ
ット17を駆動し、また演算結果をメモリー12に記憶す
る。

なお、M.P.U10には不図示のレリーズスイッチからの
第１スイッチ（SW₁）の信号と、第２スイッチ（SW₂）の
信号が入力される。

第３図は本実施例によるカメラの撮影制御装置の動作
を示すブロック図である。

カメラのメインスイッチがオンされたり、自動的にピ
ントの合う範囲（被写界深度）を定めその結果に基づき
絞り値・シャッタ速度を決めるモード（以下オートデプ
スモードと称す）の選択がスイッチ等で指示され、図に
示すオートデプスモードのルーチンに入ると、まずそれ
までに演算された注視点、（最終）焦点位置などの情報
をクリアする初期化を行ない、ついで撮影者のファイン
ダー内における視線の検知を行なう。これはM.P.U10が
一定の間隔で視線検出ユニット８のイメージセンサー１
からの画像信号を取り込み、これを演算処理することに
よって行なわれる。次にこの点が注視点か否かの判断を
行ない、注視点と判断したならば、その点における焦点
位置情報、測光値情報、もしくは注視点情報（座標）を
メモリする。そして、この操作がレリーズスイッチが半
押し（SW₁がオン）されるまで続けられるわけである
が、あまり長時間続けることは無意味であるので、メモ
リーの対象とする注視点は最近のいくつかに限定する。
すなわち、レリーズスイッチが半押しされる時点（SW₁
オン）から一定時間以上前、すなわちファインダーを覗
いた直後の注視点は撮影において重視されている点とは
考えづらいので除外し、レリーズスイッチが半押しされ
た時点より、一定時間以内の注視点についてのみその点
における焦点位置情報としてメモリー12にメモリーす
る。これにより長時間におよぶ注視点のデーターを用い
ることによって生じる、「ほぼ至近からほぼ無限遠まで
がピントを合わせたい範囲として指定されてしまう」、
「いつでも広い範囲の測光値が露出値を求める際の対象
となってしまう」という弊害、すなわち、視線により入
力された撮影者の意志が散漫になり、意味の無いものに
なってしまうという弊害を取り除くことが可能となる。
すなわち、ファインダー内における１つの被写体又は複
数の被写体を撮影者が注視したとすると、１つの被写体
又は複数の被写体における焦点位置、測光値、若しくは
注視点座標が夫々メモリーされる。そして、レリーズス
イッチが半押しされたならば（SW₁オン）、まずメモリ
ー12に記憶されている焦点位置情報を用いて撮影者が注
視した被写体の最至近と最遠点を知り、さらにレンズの
焦点距離情報なども用いて、理想的な深度幅が得られる
該二点の間の焦点位置、さらには該二点が被写界深度内
に入る絞り値を演算すると同時にその焦点位置へレンズ
を駆動する。

ついで、メモリーされている全ての測光値を用いて、
もしくはメモリーされている注視点に対応する点で測光
を行ない、レリーズの際の露出値を求め、さらにこの値
と絞り値よりシャッター速度を求める。なお、レリース
の際の露出値の求め方としては、下に示す式を用いて加
重平均をとることが求め方の一例として考えられる。

但し n:注視点数 α（ｉ）：各点の重み付け係数０≦α（ｉ）≦１Ｉ（ｉ）：各点の測光値そして、レリーズスイッチが完全に押された（SW₂が
オンされた）ならば、算出された絞り値、シャッター速
度によりレリーズ動作を行なうルーチンへ移行する。

なお、第３図のフローチャートでは、レリーズスイッ
チの半押しの状態（SW₁オン）が継続している間は、算
出された値（焦点位置、絞り値、シャッター速度）を保
持することになっているが、本発明においては保持せず
に、レリーズスイッチ半押し状態（SW₁オン）が継続中
は常に測光を行ない、その値に基づきレリーズの際のシ
ャッター速度を常に更新する様にしても構わない。

また、注視点か否かの判断方法の一例としては、視線
の停留時間を用いる方法がある。すなわち撮影者の視線
が同一と見なせる位置に停留している時間がある一定時
間以上であったならば、その点を注視点と見なす方法が
ある。

なお本実施例においては最至近と最遠点を用いて焦点
位置を求めているが、全ての焦点位置情報を用いても構
わない。その場合、焦点位置の求め方としては全ての焦
点位置情報の加重平均をとり、そこを焦点位置と定め、
そののち最至近、最遠点にピントが合う様に絞り値を定
めてやればよい。

実施例２第４図（ａ）は実施例２のブロック図である。18は撮
影者が注視点であることを入力するための外部入力手
段、20はスーパーインポーズ素子駆動回路、21はスーパ
ーインポーズ素子で、これらでスーパーインポーズユニ
ット19を構成している。スーパーインポーズ素子として
はG.L.C.（グレーテット液晶）が公知であり、第２図に
示すようにピント板上に配置される。M.P.U10は外部入
力手段から入力があった際の撮影者の視線位置を求め、
その位置に関する信号をインターフェイス11を介してス
ーパーインポーズ素子駆動回路20に出力する。駆動回路
20はその信号に従って素子を駆動し、スーパーインポー
ズ表示を行なう。なお、他の部分に関しては実施例１と
同一なのでその説明は省略する。

第４図（ｂ）は実施例２の動作を示すフローチャート
である。本実施例は外部入力手段からの指示により撮影
者が注視点か否かを指定するものである。

カメラのオートデプスモード選択スイッチのオンなど
により、図に示すオートデプスモードのルーチンに入る
と、まずそれまでの演算結果をクリアするなどの初期化
を行ない、ついで撮影者の視線の検知を行なう。そして
この点をファインダー内にスーパーインポーズ表示す
る。撮影者はこの表示を見てその点を撮影の際に重視す
る点か否か、すなわち最終の焦点位置制御・露出制御の
際の定数を求める演算に用いる点（注視点）か否かを判
断し、その結果を外部入力手段18により指示する。外部
入力手段18により注視点と指示された場合は、その点に
おける焦点位置情報、測光値情報、もしくは注視点情報
（座標）をメモリーする。そして、この操作をレリーズ
ボタンが半押しされるまで続けるわけであるが、実施例
１と同様の理由により、メモリーの対象とする注視点は
最近いくつかに限定する。そしてレリーズスイッチが半
押しされたならば、実施例１と同様にまずメモリーに記
憶されている焦点位置情報を用いて最至近と最遠点を知
り、さらにレンズの焦点距離情報なども用いて、理想的
な深度幅が得られる二点間の焦点位置、さらには二点が
被写界深度内に入る絞り値を演算し、同時にその焦点位
置へレンズを駆動する。ついでメモリーされている全て
の測光値を用いて、もしくはメモリーされている注視点
に対応する点で測光を行ない、レリーズの際の露出値を
求め、さらにこの値と絞り値よりシャッター速度を設定
する。そしてレリーズスイッチが完全に押されたならば
（SW₂オン）、算出された絞り値・シャッター速度でレ
リーズ動作を行なうルーチンへ移行する。

なお本実施例においても、レリーズスイッチの半押し
状態が継続中は、算出された各々の値（焦点位置、絞り
値、シャッター速度）を保持しても、シャッター速度を
更新する様にしてもどちらでも構わない。

前記した実施例1,2においては、レリーズスイッチが
半押（SW₁オン）されてから最遠点・至近点を求めるな
どの処理を行なっているが、後述する実施例3,4は、レ
リーズスイッチが半押しされるまでのループの中で最遠
点・至近点を求めるなどの処理をしたものである。

実施例３第５図は実施例３のフローチャートを示す。

上記の実施例と同様にしてオートデプスモードに入る
と、まず初期化処理を行ない、それまでの演算結果をク
リアなどする。ついで撮影者の視線の検知を行なう。次
にこの点が注視点か否かの判断を行ない、注視点と判断
したならば、その点における焦点位置情報・測光値情報
もしくは注視点情報（座標）をメモリーする。なお注視
点の判断の方法としては、実施例１で示した視線の停留
時間を使う方法などが挙げられる。そして、まずメモリ
ーされた焦点位置情報を用いて最至近と最遠点をしり、
これとレンズの焦点距離などから理想的な深度幅が得ら
れる二点間の焦点位置、さらにはこの二点が被写界深度
内に入る絞り値を演算する。その後メモリーされている
全ての測光値を用いて、もしくはメモリーされている注
視点に対応する点で測光を行ない、レリーズの際の露出
値を求め、ついでシャッター速度を求める。この操作が
レリーズスイッチが半押しされるまで続けられ、新たな
注視点が抽出されるたびに最至近、最遠点を求め、焦点
位置、絞り値、シャッター速度を演算していく。ただし
前述の実施例1,2と同じ理由により、焦点位置、絞り
値、シャッター速度の各値を求める際に用いる注視点
は、レリーズスイッチ半押しの直前から一定時間以後の
ものに限定する。これは複数個の注視点の情報を記憶し
ておくメモリーを用意しておき、注視点が抽出されるた
びにその点の情報をメモリーしていき、全てのメモリー
に情報が格納されたら、最も古い注視点の情報を最新の
注視点のものに更新していくようにすれば良い。そして
レリーズスイッチが半押しされたらその時点で算出され
ている焦点位置にレンズを駆動する。さらにレリーズス
イッチが完全に押されたならば（SW₂オン）、算出され
ている絞り値シャッター速度に基づきレリーズ動作を行
なうルーチンへ移行する。

実施例４第６図は実施例４のフローチャートを示す。

本実施例は、撮影者の視線を検出したあとに、その点
をファインダー内にスーパーインポーズ表示し、その表
示を撮影者が見て注視点とするか否かを自らで判断し、
その結果を外部手段によって指示する点を除けば実施例
３と全く同様である。

なお、第４図、第５図に示す実施例3,4のフローチャ
ートでは、レリーズスイッチの半押しの状態が継続して
いる間は算出された値を保持するようにしているが、実
施例3,4ともに保持せずに、レリーズスイッチ半押しの
状態継続中に常に測光を行ない、その値に基づき、レリ
ーズの際のシャッター速度を常に更新する様にしても構
わない。

また実施例2,3,4において、全ての注視点の焦点位置
情報を用いて撮影の際の焦点位置を求める場合は、実施
例１と同様、全ての焦点位置情報の加重平均値をとり、
そこを焦点位置と定めそののち最至近、最遠点にピント
が合う様に絞り値を定めてやれば良い。

［発明の効果］以上、説明したように、請求項１および２に記載した
発明によれば、記憶手段に記憶した複数の注視点に対応
する被写体に合焦するように撮影光学系の焦点位置を制
御することで、例えば複数の被写体に対する焦点調節
も、従来のようなわずらわしい操作を必要とすることな
く、簡単に正確な焦点調節が可能となる。

また、焦点検出に用いる複数の注視点は、レリーズス
イッチが操作された時点以前の一定時間内の注視点であ
るので、無意味な注視点を効果的に排除することがで
き、使用者の意図を正確に反映させることができる。

そして、請求項３および４に記載した発明によれば、
記憶手段に記憶した複数の注視点に対応する被写体が被
写界深度内に入るように絞り手段を制御することで、例
えば複数の被写体に対する被写体深度の設定も従来のよ
うなわずらわしい操作を必要とすることなく、簡単かつ
迅速に適切な被写界深度を得ることができる。

さらに、被写界深度の設定に用いる複数の注視点は、
レリーズスイッチが操作された時点以前の一定時間内の
注視点であるので、無意味な注視点を効果的に排除する
ことができ、使用者の意図を正確に反映させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学機器を適用したカメラの実施
例１のブロック図、第２図は本発明の実施例１のカメラ
の概略図、第３図は実施例１の動作を示すフローチャー
ト、第４図（ａ），（ｂ）は実施例２のブロック図及び
フローチャート、第５図、第６図は実施例3,4のフロー
チャート、第７図（ａ），（ｂ）は夫々従来のデプスモ
ードによる撮影操作を説明する図である。８……視線検出ユニット 10……マイクロプロセッサーユニット（M.P.U） 11……インターフェース 12……メモリー、13……測光センサー 14……AFセンサー 15……シャターユニット 16……絞りユニット 17……フォーカシングユニット

フロントページの続き (72)発明者恒川十九一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)参考文献特開平１−216325（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−94232（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】使用者の注視点を検出する注視点検出手段
と、前記使用者が操作可能なレリーズスイッチと、前記注視点検出手段により検出される注視点の内、前記
レリーズスイッチが操作された時点以前の一定時間内の
注視点を複数記憶する記憶手段と、撮影光学系の焦点位置を調節する焦点調節手段と、前記記憶手段に記憶された複数の注視点に対応する被写
体に合焦するように前記撮影光学系の焦点位置を制御す
る制御手段とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】前記制御手段は、前記複数の注視点にそれ
ぞれ対応する複数の被写体の内、最も近い被写体と最も
遠い被写体に合焦するように前記撮影光学系の焦点位置
を制御することを特徴とする請求項１記載の光学機器。
【請求項３】使用者の注視点を検出する注視点検出手段
と、前記使用者が操作可能なレリーズスイッチと、前記注視点検出手段により検出される注視点の内、前記
レリーズスイッチが操作された時点以前の一定時間内の
注視点を複数記憶する記憶手段と、撮影光学系の通過光量を制御する絞り手段と、前記記憶手段に記憶された複数の注視点に対応する被写
体が被写界深度内に入るように前記絞り手段を制御する
制御手段とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項４】前記制御手段は、前記複数の注視点にそれ
ぞれ対応する複数の被写体の内、最も近いの被写体と最
も遠い被写体が被写界深度内に入るように前記絞り手段
を制御することを特徴とする請求項３記載の光学機器。