JP3134440B2 - 視線検出装置付きカメラ - Google Patents

視線検出装置付きカメラ

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JP3134440B2
JP3134440B2 JP35517891A JP35517891A JP3134440B2 JP 3134440 B2 JP3134440 B2 JP 3134440B2 JP 35517891 A JP35517891 A JP 35517891A JP 35517891 A JP35517891 A JP 35517891A JP 3134440 B2 JP3134440 B2 JP 3134440B2
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利巳 渡邉
重正 佐藤
憲司 田崎
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功 岸川
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努 成澤
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS 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
    • G03B2213/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02Viewfinders
    • G03B2213/025Sightline detection

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Viewfinders (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、撮影者の視線位置に
基づいてカメラの撮影条件を制御する視線検出装置付き
カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】視線検出装置をカメラに応用した技術
は、従来から種々提案されている(例えば、特開平1−
241511号、特開平2−5号)。視線検出の原理
は、眼内光学系の眼球の角膜に赤外光を投光することに
より、眼内光学系内に観察される4個の輝点の位置を測
定することによって行う。これらの輝点は角膜の表面か
ら水晶体裏面までの反射光の像であり、プルキンエ像と
呼ばれ、角膜の表面から順に1,2,3,4像と呼ばれ
ている。
【0003】カメラの視線検出装置では、プルキンエ1
像とプルキンエ4像とを用いて視線位置を検出する。プ
ルキンエ1,4像は眼球の回転により変化して観察さ
れ、図12に示すように、視線位置が中心にあるときは
重なって観察され(図a)、視線位置が右または左に移
ると分離して観察される(図b,図c)。プルキンエ1
像および4像の移動量は、瞳孔中心座標で示すと、図1
3に示すように、±30゜位の回転角であれば、回転角
度に対してほぼ線形に変化する。プルキンエ像の移動量
を測定すれば眼球回転角を知ることができ、その結果、
撮影者の視線位置を知ることが出来る。なお、視線検出
の方法としては、プルキンエ1,4像を用いるもののほ
かに、プルキンエ1像と瞳孔中心とを用いる方法や強膜
反射法などが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の視線検出装置付
きカメラは、レリーズボタンや視線検出専用ボタンなど
の特定のボタン操作により視線位置の検出を開始し、検
出した視線位置のエリアでAF(自動焦点)制御やAE
(自動露出)制御を行ったり、露出モードやフィルム給
送モードなどの制御モードを設定するものである。
【0005】また、AFエリアを選択する場合、一度決
定したAFエリアを固定するために視線位置をロックす
るモードと、被写体がAFエリアを移動するような場合
は視線位置を連続的に検出するモードとが必要である。
また、絞り値、シャッタスピード、露出モード(絞り優
先、シャッタ優先、プログラム、マニュアル)などの露
出に関する設定を行うときは常に視線位置を連続的に検
出するモードの方がよい。
【0006】このように、視線位置を決定するモード、
すなわち視線モードはカメラの制御モードに応じて切り
換える必要があるが、従来のカメラでは、その都度特定
のボタン操作によって切り換える必要があった。この発
明は、視線モードを自動的に設定することにより、ボタ
ン操作の少ない撮影に専念できる視線検出装置付きカメ
ラを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明による視線検出
装置付きカメラは、撮影者の視線位置を検出する視線検
出手段2と、この視線検出手段の過去複数回の検出結果
が所定の注視条件を満たしたときにその視線位置をロッ
クするシングルモードおよび視線検出手段の最新の視線
位置に基づいて視線位置を更新するコンティニュアスモ
ードのいずれか一方の視線モードを選択する視線モード
選択手段1aと、カメラの撮影条件を設定する制御モー
ドを選択する制御モード設定手段5と、制御モードが選
択されたときに撮影者の視線位置によってカメラの撮影
条件を設定する撮影制御手段1bとを設け、制御モード
設定手段によって制御モードが選択されたときに視線モ
ード選択手段によってコンティニュアスモードを選択
し、このコンティニュアスモードによる視線位置によっ
て撮影制御手段でカメラの撮影条件を設定するように構
成する。
【0008】
【作用】この発明によれば、視線検出手段で検出された
視線の動きが、例えば、特定の位置を注視しているなど
の所定条件を満たしたときに視線位置をロックするシン
グルモードと、連続的に視線を検出するコンティニュア
スモードの少なくとも2つの視線モードを有し、制御モ
ード設定手段で制御モードを選択すると自動的にコンテ
ィニュアスモードを選択する。そして、この選択したコ
ンティニュアスモードにより視線検出手段の最新の視線
位置に基づいてカメラの撮影条件、例えば、絞り値、シ
ャッタスピード、露出モード等を設定する。
【0009】
【実施例】図1は、この発明による視線検出装置付きカ
メラの一実施例を示すブロック図で、図2は、その光学
系を含めた構成図である。
【0010】この実施例の視線検出装置付きカメラは、
図1に示すように、コンピュータ構成の制御部1によっ
て全体の動作が制御される。制御部1には、撮影者の視
線位置を検出する視線検出部2、被写体を測距する焦点
検出部3、被写体を測光する露出検出部4等の各種検出
部からの検出情報が入力される。
【0011】また、制御部1には、撮影者の視線位置に
よって撮影条件を設定する制御モードを選択する制御モ
ード設定部5、後述するAFモードの何れかのモードを
選択するAFモード設定部6、レリーズボタン7によっ
てオンする半押しスイッチおよび全押しスイッチを有す
るレリーズ部8などの各種操作部からの指令情報が入力
される。制御部1は内蔵のプログラムによってカメラの
各種制御を行うコンピュータ構成の制御手段であるが、
この発明に関連する処理手段としては、後述する2つの
視線モードのうちの一方のモードを選択する視線モード
選択手段1a、視線位置によってカメラの撮影条件を設
定する撮影制御手段1bがある。
【0012】視線モード選択手段1aは、制御モード設
定部5で選択した制御モードまたはAFモード設定部6
で選択したAFモードによって自動的に所定の視線モー
ドを選択し、選択した視線モードに基づいて撮影者の視
線位置を決定する手段である。視線モードとしては、過
去数回の視線位置が所定の注視条件を満たすときにその
視線位置をロックするシングルモード(以下、Sモー
ド、という)と、常に最新の視線位置を更新するコンテ
ィニュアスモード(以下、Cモード、という)とがあ
る。
【0013】撮影制御手段1bは、制御モード設定部5
で選択した制御モードのもとに、視線モード選択手段1
aで決定した視線位置によってカメラの撮影条件を設定
するもので、その設定結果に基づいてレンズ駆動部9、
シャッタ駆動部10、絞り駆動部11などを制御するも
のである。
【0014】視線検出部2は、前述した「プルキンエ1
像+プルキンエ4像」、「プルキンエ1像+瞳孔中
心」、「白目黒目の境界」等の方法を用いて撮影者の視
線位置を検出する手段である。制御モード設定部5で選
択する制御モードはシャッタスピード、絞り値、露出モ
ード(絞り優先、シャッタ優先、プログラム、マニュア
ル)などの露出に関する設定を行うモードであり、AF
モード設定部6で選択するAFモードは焦点検出部3の
最新の検出結果に基づいて撮影レンズを合焦位置に駆動
し続けるAF−Cモードと、一度合焦した後は撮影レン
ズの駆動を禁止するAF−Sモードとである。
【0015】ここで、例えば、制御モード設定部5で制
御モードを選択すると、視線モード選択手段1aで視線
モードが自動的にCモードに設定され、視線検出部2で
検出した最新の視線位置が撮影制御手段1bに供給され
る。撮影制御手段1bは撮影者の視線位置によって露出
制御を行うために、ファインダ内の液晶表示部(LC
D)12に図3に示すような表示を行い、視線位置によ
って絞り値やシャッタスピードなどを設定する。
【0016】この場合、LCD12の視野枠の右の表示
は絞り値を表し、左の表示はシャッタスピードを表す。
また、上の表示は4つの露出モード、すなわち、絞り優
先(A)、シャッタ優先(S)、プログラム(P)、マ
ニュアル(M)の各モードを表す。そして、反転表示の
部分が現在の設定状態を表している。図3の例では、絞
り値2.8、シャッタスピード1/4000秒、露出モードは絞
り優先モードが設定されている。
【0017】この状態で、視線位置が絞り値「8」の表
示位置に来ると、絞り値が「2.8」から「8」に設定変
更される。この制御モードを終了するには、視野枠右上
の「END」表示に視線位置を移行させればよい。制御
モードの終了後、レリーズ部8の全押しスイッチをオン
すると、撮影制御手段1bは露出検出部4からの測光出
力に基づいて絞り値「8」に対応するシャッタスピード
を決定し、シャッタ駆動部10および絞り駆動部11に
露出制御信号を出力する。
【0018】次に、図2に示す構成図を参照して、さら
に詳細に説明する。なお、図1に示す構成部分と対応す
る部分には、同一符号を付して説明する。図2におい
て、視線検出部2はカメラのファインダ20内に組み込
まれており、その光学系はファインダ20の光学系と共
用している。視線検出部2の赤外線発光ダイオード(L
ED)2aで発光した赤外光は、ハーフミラー2b、レ
ンズ2c、ダイクロイックミラー2dを経て平行光とな
り、眼内光学系21内の眼球21aの角膜に投光され
る。
【0019】その結果、眼内光学系21内には、前述し
たように4個のプルキンエ像が観察される。プルキンエ
像による輝点はダイクロイックミラー2d、レンズ2
c、ハーフミラー2bを経て2次元CCD等からなる受
光素子2e上に結像される。受光素子2e上に結像され
た各輝点の位置情報は制御部1に送られる。制御部1で
は各輝点の重心位置を求め、前述した図13の関係から
眼球回転角を割り出して撮影者がファインダ20内のど
の位置を見ているかを検出する。
【0020】一方、被写体光は撮影レンズ22を通り、
メインミラー23によって2方向に分割される。メイン
ミラー23を透過した光はサブミラー24で更に光路が
曲げられ、AF用検出素子25(焦点検出部3)へ導か
れる。AF用検出素子25は複数の焦点検出エリアを有
し、制御部1はここで検出された測距信号に基づいてレ
ンズの整合信号を生成し、レンズ駆動部を介して撮影
レンズ22を前後方向に駆動する。
【0021】メインミラー23で反射された光は、ファ
インダ20の方向へ導かれ、スクリーン26上に被写体
像を結像する。この被写体像はファインダ20を通過し
て眼内光学系21に達する。ファインダ20の後部に設
置されている測光素子27(露出検出部4)はAFエリ
アに対応する測光エリアを有し、制御部1は視線位置に
基づいて重み付け平均された測光出力を生成してシャッ
タ駆動部10の露出時間を制御する。また、ファインダ
20の前部にはLCD12が設置されている。
【0022】制御部1には、レリーズ部8を構成する半
押しスイッチSW1および全押しスイッチSW2、制御
モード設定部5を構成する制御モード設定スイッチSW
3、AFモード設定部6を構成するAFモード設定スイ
ッチSW4および視線ロックスイッチSW5が接続され
ている。半押しスイッチSW1はレリーズボタン7の第
1ストロークでオンするスイッチであり、全押しスイッ
チSW2はレリーズボタン7の第2ストロークでオンす
るスイッチである。また、制御モード設定スイッチSW
3はオン位置で撮影条件を設定する制御モードを選択す
るスイッチであり、AFモード設定スイッチSW4はオ
ン位置でAF−Cモード、オフ位置でAF−Sモードを
それぞれ選択するスイッチである。また、視線ロックス
イッチSW5はオン位置で視線位置をロックするスイッ
チである。
【0023】次に、図4に示すフローチャートを参照
し、この実施例の動作を説明する。図4に示すメインル
ーチンは、不図示の電源スイッチがオンすることにより
実行される。まず、制御モード設定スイッチSW3のオ
ン/オフを判定する(ステップS10)。スイッチSW
3がオフであれば視線モード選択処理(ステップS1
1)を実行する。この処理は、図5に示すサブルーチン
を実行する。まず、AFモード設定スイッチSW4のオ
ン/オフを判定する(ステップS30)。オンであれば
AFモードをAF−Cモードに、視線モードをCモード
に設定する(ステップS31)。オフであればAFモー
ドをAF−Sモードに、視線モードをSモードに設定す
る(ステップS32)。
【0024】次いで、メインルーチンにリターンし、視
線ロック判定処理(ステップS12)を実行する。この
処理は、図6に示すサブルーチンを実行する。まず、視
線ロックスイッチSW5のオン/オフを判定する(ステ
ップS40)。オンであれば視線ロックフラッグをセッ
トし(ステップS41)、オフであれば視線ロックフラ
ッグをリセットする(ステップS42)。
【0025】次いで、メインルーチンにリターンし、今
度は視線検出処理(ステップS13)を実行する。この
処理は、図7に示すサブルーチンを実行する。まず、視
線位置検出処理(ステップS50)を実行する。この処
理は前述した視線検出部2によって検出した視線位置情
報、すなわち2次元受光素子2e上に結像されるプルキ
ンエ1,4像の位置情報を用いて各輝点の重心位置を計
算し、その差分から眼球回転角を求めることによって撮
影者の視線位置を検出するものである。
【0026】次いで、視線ロックフラッグがセットされ
ているか否か判定する(ステップS51)。セットされ
ていれば視線ロックモードであるので、メインルーチン
にリターンし、クリアされていれば現在の視線モードが
SモードかCモードかを判定する(ステップS52)。
Cモードの場合はステップS50で検出した撮影者の視
線位置を最新の視線位置として更新し(ステップS5
3)、メインルーチンにリターンする。Sモードの場合
は後述するSモードロックフラッグがセットされている
か否か判定し(ステップS54)、セットされていれば
Sモードロック条件が満たされているのでメインルーチ
ンにリターンし、クリアされていればSモードロック判
定処理(ステップS55)を実行する。
【0027】Sモードロック判定処理は、図8に示すサ
ブルーチンを実行することによって行う。まず、Sモー
ドロック条件が成立しているか否か判定する(ステップ
S60)。ロック条件が成立している場合はロックフラ
グをセットし(ステップS61)、成立していない場合
はロックフラグをクリアする(ステップS62)。Sモ
ードロック条件としては、次の4つの条件がある。 第1の条件:前回と今回の視線位置間の距離が所定値以
下であること。 第2の条件:前回と今回の眼球回転角度の差が所定値以
下であること。 第3の条件:視線の移動速度が所定値以下であること。 第4の条件:第1〜第3の条件が所定時間以上であるこ
と。
【0028】まず、第1の条件について、図9を参照し
て説明する。図9はカメラのスクリーン26を表してお
り、SP(n) は最新の視線位置の座標位置、SP(n-1)
は前回の視線位置の座標位置、SP(n-m) はm回前の視
線位置の座標位置を表す。いま、 SP(n-3) −SP(n-4) >L SP(n-2) −SP(n-3) >L SP(n-1) −SP(n-2) ≦L SP(n) −SP(n-1) ≦L であるとすると、座標位置SP(n-2) までは視線位置を
ロックせず、座標位置SP(n-1) で視線位置をロックす
る。なお、所定値Lは固視微動(人間は1点を注視して
いていると思っても眼球は僅かに注視点のまわりを振動
している)等の眼球の振動量に相当する値より僅かに大
きい値がよい。
【0029】第2の条件の場合は、第1の条件の判定が
2点間の距離から眼球回転角に変わったものである。た
だし、この場合の所定値Lは視線検出のサンプリングタ
イムに依存するので、時間間隔で規格化したのが第3の
条件である。つまり、 (SP(n) −SP(n-1))/T(n) <LS を満たしたときに視線位置をロックする。ここで、T
(n) は前回の視線検出から今回の視線検出までの時間間
隔である。この時間間隔は、制御部1の内蔵タイマで計
測される。所定値LSは、約3〜10°/sec で普通は
5°/sec 程度がよい。一般的に一眼レフのファインダ
の視野(24×36mm)を見るのに必要な眼球回転角度
は±15°程度である。こうして第1〜第3の条件を所
定時間以上満たしたときに、初めてロックするようにし
たのが第4の条件である。
【0030】図7に戻り、Sモードロック判定処理(ス
テップS55)が終了すると、視線位置を最新の視線位
置に更新し(ステップS53)、メインルーチンにリタ
ーンする。ここで、最新の視線位置とは最も近い時刻に
検出した視線位置である。なお、検出された視線位置に
は誤差が含まれているので、過去複数回の視線位置の結
果を統計処理し、その結果を最新の視線位置として更新
してもよい。
【0031】こうして視線検出処理(ステップS13)
を終了すると、次に、レリーズ部8の半押しスイッチS
W1のオン/オフを判定する(ステップS14)。オフ
であれば前述したステップS10に戻り、再び制御モー
ド設定スイッチSW3のオン/オフを判定する。
【0032】次に、制御モード設定スイッチSW3がオ
ンの場合の処理について説明する。スイッチSW3がオ
ンであれば(ステップS10)、カメラは制御モードと
なり、視線モードをCモードに設定する(ステップS1
5)。次いで、視線検出処理(ステップS16)を実行
する。この処理は、前述したステップS13の視線検出
処理と同一の処理であり、図7に示すサブルーチンを実
行する。ただし、視線モードはCモードであるので、視
線ロックフラッグがセットされていなければ、視点検出
部2で検出した最新の視線位置がステップS53で常に
更新される。
【0033】この処理を終了すると、検出した視線位置
によって設定値を変更する(ステップS17)。この処
理は、LCD12上に前述した図3に示す表示を行い、
視線位置によって絞り値、シャッタスピード、露出モー
ドなどを設定する。この処理の詳細については既に詳説
したので省略する。
【0034】次に、視線位置がLCD12に表示されて
いる「END」表示を注視したか否か判定する(ステッ
プS18)。注視していなければステップS16の視線
検出処理に戻り、ステップS16〜18の処理を繰り返
す。視線位置が「END」表示に来ると、制御モードを
終了し、前述したステップS11の視線モード選択処理
に移行する。
【0035】こうして、半押しスイッチSW1がオフの
間、制御部1は前述したステップS10〜18を繰り返
す。半押しスイッチSW1がオンされると(ステップS
14)、AF処理(ステップS20)に移行する。この
処理は、図10に示すサブルーチンを実行する。まず、
AF用検出素子25の蓄積とデータの転送を行う(ステ
ップS70)。次いで、視線検出処理(ステップS1
3)で決定した視線位置に最も近いAFエリアを選択す
る(ステップS71)。この場合、例えば、図11に示
すように、3つのAFエリアA1,A2,A3が設定さ
れているとし、視線位置SP(n) がAFエリアA1に位
置している場合には、AFエリアとしてA1を選択す
る。
【0036】次いで、選択したAFエリアに関してデフ
ォーカス量を公知の相関演算により演算し(ステップS
72)、演算されたデフォーカス量が合焦領域にはいっ
ているか否か判定する(ステップS73)。合焦してい
ればそのままリターンし、合焦していなければAFモー
ドがAF−SモードかAF−Cモードかを判定する(ス
テップS74)。AF−Sモードであればロックされて
いるか否か判定し(ステップS75)、ロックされてい
ればそのままリターンし、ロックされていなければレン
ズ駆動部9を介して必要量だけ撮影レンズ22を駆動す
る(ステップS76)。AF−Cモードであれば直ちに
レンズ駆動部9を介して最新のデフォーカス量により撮
影レンズ22を駆動する(ステップS76)。
【0037】次に、メインルーチンに戻り、選択された
AFエリアに重点を置いた測光値を演算する(ステップ
S21)。例えば、図11のような場合には、AFエリ
アA1に対応するAEエリアに重み付け平均した測光値
を演算したり、AFエリアA1に対応するAEエリアの
測光値だけを用いるスポット測光を行って測光値を演算
してもよい。
【0038】次いで、レリーズボタン7によって全押し
スイッチSW2がオンしているか否か判定する(ステッ
プS22)。オフであれば再び前述したステップS10
に戻り、ステップS10〜S22を繰り返す。全押しス
イッチSW2がオンされると(ステップS22)、ミラ
ーアップ、シャッタ走行、ミラーダウン、フィルム給
送、シャッタチャージ等の一連のレリーズ動作(ステッ
プS23)を実行する。レリーズ動作が終了すると、再
び前述したステップS10に戻り、電源スイッチがオフ
するまでこのルーチン(ステップS10〜23)を繰り
返す。
【0039】なお、前述の実施例においては、制御モー
ドで設定する撮影条件が露出に関する条件であったが、
レンズのズーム比やストロボに関する条件等、他の撮影
条件であってもよい。また、制御モードやAFモードの
選択を、スイッチではなく視線位置で行うようにしても
よい。
【0040】
【発明の効果】この発明によれば、視線モードとして撮
影者が注視したときの視線位置をロックするシングルモ
ードと、視線位置を連続的に更新するコンティニュアス
モードとを有し、視線位置によって撮影条件を設定する
制御モードを選択したときは、撮影条件の設定に適した
コンティニュアスモードを自動的に選択するようにした
ので、視線モードを選択するための操作が不要となり、
ボタン操作の少ない、撮影に専念できる視線検出装置付
きカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】この実施例に係るカメラの光学系を含めた構成
図である。
【図3】制御モード時のファインダ内の表示を示す図で
ある。
【図4】この実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図5】視線モード選択処理のフローチャートである。
【図6】視線ロック判定処理のフローチャートである。
【図7】視線検出処理のフローチャートである。
【図8】Sモードロック判定処理のフローチャートであ
る。
【図9】Sモードロック条件の説明図である。
【図10】AF処理のフローチャートである。
【図11】AFエリア選択の説明図である。
【図12】視線検出の原理を説明するための図である。
【図13】視線検出の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
1 制御部 1a 視線モード選択手段 1b 撮影制御手段 2 視線検出部 3 焦点検出部 4 露出検出部 5 制御モード設定部 6 AFモード設定部 8 レリーズ部 SW1 半押しスイッチ SW2 全押しスイッチ SW3 制御モード設定スイッチ SW4 AFモード設定スイッチ SW5 視線ロックスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾鷲 正夫 東京都品川区西大井1−6−3 株式会 社ニコン 大井製作所内 (72)発明者 岸川 功 東京都品川区西大井1−6−3 株式会 社ニコン 大井製作所内 (72)発明者 鈴木 章夫 東京都品川区西大井1−6−3 株式会 社ニコン 大井製作所内 (72)発明者 成澤 努 東京都品川区西大井1−6−3 株式会 社ニコン 大井製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 13/36 G02B 7/28 G03B 13/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮影者の視線位置を検出する視線検出手
    段と、 前記視線検出手段の過去複数回の検出結果が所定の注視
    条件を満たしたときにその視線位置をロックするシング
    ルモードおよび前記視線検出手段の最新の視線位置に基
    づいて視線位置を更新するコンティニュアスモードのい
    ずれか一方の視線モードを選択する視線モード選択手段
    と、 カメラの撮影条件を設定する制御モードを選択する制御
    モード設定手段と、 前記制御モードが選択されたときに撮影者の視線位置に
    よってカメラの撮影条件を設定する撮影制御手段とを具
    備し、 前記制御モード設定手段によって制御モードが選択され
    たときに前記視線モード選択手段によって前記コンティ
    ニュアスモードを選択し、このコンティニュアスモード
    による視線位置によって前記撮影制御手段で前記カメラ
    の撮影条件を設定することを特徴とする視線検出装置付
    きカメラ。
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