JP3193369B2 - 視線検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ファインダーを覗くユーザーの視線、あ
るいは注視点を判断する視線検出装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 第９図は、多点合焦装置を備える従来のカメラのファ
インダー視野を示したものである。このカメラは、図示
せぬ３つの合焦検出光学系と、それぞれの合焦光学系の
視野に対応してファインダー内に設けられた３つの合焦
ゾーン10,11,12とを有している。それぞれの合焦ゾーン
10,11,12は、各合焦光学系の検出範囲を示している。

このカメラは、ユーザーの目の注視点を検出し、ユー
ザーが何れの合焦ゾーンを見ているかを判断するための
図示せぬ視線検出装置を備えている。なお、合焦ゾーン
は、注視点の位置を判断する判定ゾーンと一致してい
る。

注視点が何れかの合焦ゾーン内に位置するとき、カメ
ラはその注視点が位置するゾーンに対応した合焦検出光
学系を選択する。カメラは、選択された合焦検出光学系
により、撮影レンズの合焦状態を検出し、撮影レンズを
合焦ゾーン内の被写体に合焦させる。注視点が合焦ゾー
ンから外れたときには、カメラは合焦光学系の選択を解
除する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の視線検出装置は、人間の眼の特
性にかかる問題点に関しては何等考慮していない。

通常、像が網膜の同じ場所に安定させられると、眼は
視覚が次第に失われ、その像が見えなくなってしまうと
言われる。

そうした視覚の喪失を防ぐために眼は絶えず動いてい
るといわれる。その一つがいわゆる固視微動（固視眼
振）であり、長時間の注視では１′程度の振幅で、30〜
80cycles/secの周波数を持つといわれる。その他にも、
固視微動より周期の大きな眼の動きを示すドリフトと呼
ばれる運動等がある。たとえ人間が一点を注視している
つもりであっても、眼は絶えず運動しているということ
ができる。

判定ゾーンが合焦ゾーンと同程度の狭い領域に設定さ
れている場合には、特に判定領域の境界を注視している
場合に、無意識の僅かな眼の動きにより注視点が判定ゾ
ーンから外れて選択が解除されてしまい、合焦ゾーンの
選択、解除が頻繁に行われる。

また、ユーザーがコンタクトレンズを装用している場
合には、眼を動かすたびにコンタクトレンズの位置がず
れるため、注視点の検出にばらつきを生ずるといった問
題もある。

［目的］ この発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、
無意識の僅かな眼の動きによって判定ゾーンの選択が不
安定となることがなく、更には、コンタクトレンズ装用
者に対しても安定かつ確実な選択を行うことができる視
線検出装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成させるため、本願の請求項１に記載
の視線検出装置は、ファインダー内に設けられた複数の
内側判定ゾーンと、内側判定ゾーンを含んでこれより広
い範囲に設定された外側判定ゾーンと、視線の方向を検
出してファインダー内の注視点が何れの内側判定ゾーン
内に位置するかを判定することにより、注視点が位置す
る内側判定ゾーンを選択する選択手段と、内側判定ゾー
ンの選択後に注視点が内側判定ゾーンに対応する外側判
定ゾーンから出たときにユーザーが内側判定ゾーンの選
択を解除したものと判断する判定手段とを有することを
特徴とする。

請求項２に記載の視線検出装置は、請求項１に記載の
視線検出装置において、互いに隣り合う外側判定ゾーン
間の緩衝領域が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の視線検出装置は、請求項１に記載の
視線検出装置において、互いに隣り合う外側判定ゾーン
の外周部が一部重複して設定されていることを特徴とす
る。

請求項４に記載の視線検出装置は、複数の合焦検出光
学系の視野に対応してファインダー内に設けられた複数
の合焦ゾーンと、合焦ゾーンを内包して設定された複数
の内側判定ゾーンと、内側判定ゾーンを含んでこれより
広い範囲に設定された外側判定ゾーンと、視線の方向を
検出し、注視点が何れかの内側判定ゾーンに入ったとき
に内側判定ゾーンに対応して合焦検出光学系を選択し、
注視点が選択された内側判定ゾーンに対応した外側判定
ゾーンから出た時に選択を解除する判定手段とを有する
ことを特徴とする。

［作用］ 上記の構成によれば、ユーザーの眼が僅かに動いた場
合にも、判定ゾーンの選択が解除されることがなく、安
定した合焦ゾーンの選択を行うことができる。

［実施例］ 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

≪第１実施例≫ 第１図及び第２図は、この発明の第１実施例を示した
ものである。

まず、第２図に基づいてこの装置の構成を説明する。

第２図において、40はカメラに組込まれているペンタ
プリズム、41はクイックリターンミラー、42はピント
板、43はコンデンサレンズ、44はファインダーアイピー
スレンズ、45はユーザーの眼であり、Ax0はファインダ
ー光学系の光軸である。

このカメラは、図示を略す３つの合焦用光学系を有し
ており、各合焦光学系CCDラインセンサー71,72,73を有
している。

第１図に示したように、３つの合焦ゾーン80,81,82と
３つの判定ゾーンとがそれぞれファインダー内に配置さ
れている。合焦ゾーン80,81,82は、合焦検出光学系の視
野に対応しており、それぞれの判定ゾーン90,91,92はそ
れぞれの合焦ゾーンを含んで配置されている。判定ゾー
ンは、互いに隙間なく隣接して設けられている。

視線検出光学系は、ファインダーアイピースレンズ44
を覗く眼に向かって検出光を平行光束として出射する発
光系46と、眼の角膜鏡面反射に基づき虚像を形成する検
出光を再結像させる受光系47とを備えている。

発光系46は、赤外光を発生する赤外発光ダイオード4
8、全反射ミラー49、コリメーターレンズ50を備えてい
る。光源48から出射された赤外光は、全反射ミラー49で
反射され、コリメータレンズ50に入射する。このコリメ
ータレンズ50の出射側の面には、絞り51が設けられてい
る。コリメータレンズ50は光源48から出射された赤外光
を平行光束に変換する機能を有する。

ファインダーアイピースレンズ44の眼45が臨む側に
は、発光系46の光路と受光系47の光路とをオーバーラッ
プさせるためのプリズム52が設けられている。このプリ
ズム52は、プリズムが接合されて構成される直方体であ
り、接合面が反射面53となる。

反射面53は、ここでは、赤外光半透過かつ可視光透過
型である。反射面53が可視光を透過するので、ユーザー
はピント板52に形成された被写体像を見ることができ
る。絞り51を通過した平行光束は、反射面53により眼45
に向かう方向に反射され、アイポイントに置かれたユー
ザーの眼45に投影される。

ユーザーの眼45からは、第１プルキンエ像を形成する
角膜鏡面反射光束と、眼底からの反射光束とがプリズム
52の反射面53を通過して受光系47に導かれる。

受光系47は、コンペンセータプリズム59、縮小レンズ
60、全反射ミラー61、再結像レンズ62、CCDラインセン
サ63から構成されている。

眼45の瞳孔は、通常アイポイントに位置し、CCDライ
ンセンサ63と瞳孔とはファインダーアイピースレンズ4
4、縮小レンズ60、再結像レンズ62を介して光学的に共
役である。眼45からの反射光は、ファインダーアイピー
スレンズ44を通過した後、ペンタプリズム40、コンペン
セータプリズム59、縮小レンズ60、全反射ミラー61を介
して再結像レンズ62に導かれ、CCDラインセンサ63に瞳
孔の周縁に対応するシルエットと第１プルキンエ像とを
形成する。

CCDラインセンサ63から出力されるビデオ信号は増幅
器65により増幅されて、A/D変換器66によってディジタ
ル信号に変換される。A/D変換器66のデジタル出力は、
判定手段としてのCPU67に入力され、RAM68に一時的に保
存される。

CPU67は、RAM68が持つビデオ信号に基づいて、瞳孔中
心から第１プルキンエ像までの距離ｄを求め、予め設定
された瞳孔中心から角膜の曲率中心までの距離k1と距離
ｄとに基づき、下式の関係により眼の回旋角θを求め
る。

θ＝sin^-1（d/k1） そして、CPU67は、回旋角θに基づきユーザーが注視
している点、注視点の座標（X,Y）を演算すると共に、
この座標に基づいてユーザーが何れの判定ゾーンを注視
しているかを判断する。注視点が何れの判定ゾーンに含
まれる場合いは、CPU67はユーザーが注視点が位置する
判定ゾーンに対応する合焦検出光学系を選択したものと
判断する。判定後、CPU67は選択信号を駆動回路69へ出
力する。駆動回路69は、選択さた合焦検出光学系に対応
するCCD71,72,73のいずれか一つを駆動する。

図示せぬ自動合焦装置は、ユーザーの意図する被写体
に対する撮影レンズの合焦状態を検出し、検出された合
焦状態に基づいて撮影レンズを自動的に合焦させる。

この実施例によれば、合焦ゾーンより範囲の広い判定
ゾーンを判定の基準として利用することにより、ユーザ
ーの意図しない眼の動きに過度に反応して判定が不安定
となることがない。

第３図は、第１実施例の変形例を示したものである。
この例では、各判定ゾーンが互いに離間して独立して設
けられている。各判定ゾーンは合焦ゾーンより広いた
め、第１図の例と同様に判定を安定化することができ
る。

≪第２実施例≫ 第４図〜第６図は、この発明の第２実施例を示したも
のである。

第２実施例は、判定ゾーンの設定と合焦ゾーンの選択
の手法とが第１実施例と異なるので、この部分につき説
明する。

この実施例の判定ゾーンは、第３図及び第４図に示さ
れるように、各合焦ゾーン80,81,82を内包して設定され
た複数の内側判定ゾーン93,94,95と、内側判定ゾーンを
含んでこれより広い範囲に設定された外側判定ゾーン9
6,97,98との２種類のゾーンから構成されている。外側
判定ゾーン96,97,98は、互いに隙間なく隣接して設定さ
れている。

ユーザーの眼の注視点が内側判定ゾーンに入った時
に、装置はその内側判定ゾーンに対応する合焦検出光学
系を選択する。選択後は、注視点がその内側判定ゾーン
から外に出た場合にも選択を解除せず、その内側判定ゾ
ーンに対応する外側判定ゾーンから出たときに選択を解
除する。すなわち、何れの合焦検出光学系も選択されて
いない時には判定ゾーンは狭く設定され、ある合焦検出
光学系が選択されたときには、無意識の僅かな眼の動き
によって選択が解除されないように判定ゾーンが広げら
れる。

CPU67は、検出された注視点の座標（X,Y）の各値につ
き、第６図に示されるフローチャートに従って処理を実
行する。以下の説明では、Ｘ軸方向の選択についてのみ
説明している。Ｙ軸方向に関しては、原点からの±Ybの
範囲を判定ゾーンとすることにより、Ｘ軸方向の選択と
合わせて合焦検出光学系の選択に供することができる。

なお、以下の説明では、原点から中央の内側判定ゾー
ンの境界までの距離をXnc、原点から中央の外側判定ゾ
ーンの境界までの距離をXwc、原点から左右の合焦ゾー
ンの中心までの距離をａ、左側合焦ゾーンの中心から左
側の内側判定ゾーンの境界までの距離をXnl、左側合焦
ゾーンの中心から左側の外側判定ゾーンの境界までの距
離をXwl、右側合焦ゾーンの中心から右側の内側判定ゾ
ーンの境界までの距離をXnr、右側合焦ゾーンの中心か
ら右側の外側判定ゾーンの境界までの距離をXwrとす
る。

CPU67が合焦検出光学系の１つを選択する前には、Xn
c,Xnl,Xnrの値が各判定ゾーンのエリアを定義する変数X
c,Xl,Xrに代入され、CPUが合焦検出光学系の１つを選択
した後には、Xwc,Xwl,Xwrの値が変数Xc,Xl,Xrに代入さ
れる。

第６図に示すように、装置は測光スイッチがONされる
までステップ（以下S.とする）１で待つ。このスイッチ
がONになると、S.2において内側判定ゾーンを表すXnc,X
nl,Xnrの値が変数Xc,Xl,Xrに代入される。一般的にカメ
ラには、測光、合焦検出を指示する測光スイッチと、シ
ャッターをレリーズするレリーズスイッチとがシャッタ
ーボタンの押し込みにより連続的にONするよう設けられ
ている。合焦検出光学系の選択は、焦点検出の前段階と
して行なわれるため、測光スイッチのONを条件としてい
る。

S.3では、CPU67は注視点の座標が中央判定ゾーンに入
っているか否かを判断する。注視点が中央の内側判定ゾ
ーン93内に位置すると、S.3の判断は常にYESとなる。注
視点が中央の外側判定ゾーン96内には位置するが内側判
定ゾーン93内には位置しない場合、S.3の判断はXc＝Xwc
の時にはYESとなり、Xc＝Xncの時にはNOとなる。

注視点が中央の判定ゾーンに入っていると判定される
と、CPUはS.4においてXwcの値を変数Xcに代入し、S.5に
おいて中央合焦ゾーンが選択されたことを意味する信号
を駆動回路69に出力する。

注視点が中央判定ゾーンから外れる場合には、S.6に
おいてXncの値を変数Xcに代入し、S.7において左側判定
ゾーンに入っているか否かを判断する。注視点のＸ座標
にａをプラスすれば、左側判定ゾーンの中央に原点を設
定した状態で演算を行なうことができる。この状態で、
注視点のＸ座標の絶対値がXlより小さい場合には、注視
点が左側判定ゾーン内に位置するものと判断することが
できる。注視点が左側判定ゾーン内に位置する場合、CP
U67はS.8においてXwlの値を変数XLに代入し、S.9におい
て左側の合焦検出光学系が選択されたことを意味する信
号を駆動回路69に出力する。

注視点が、中央、左側の何れの判定ゾーンも含まれな
い場合には、S.10において左側判定ゾーンの判定基準を
内側判定ゾーンとし、S.11において右側判定ゾーンに含
まれるか否かがS.7におけると同様の手段により判断さ
れる。

注視点が右側判定ゾーンに位置すると判断される場合
には、S.12において右側判定ゾーンの判断基準を外側判
定ゾーンに設定し、S.13において右側合焦ゾーンが選択
されたことを意味する信号を駆動回路69に出力する。

注視点が何れの判定ゾーンにも含まれない場合には、
S.14において右側判定ゾーンの判定基準を内側判定ゾー
ンとし、S.15において測光スイッチがONされていればS.
3に戻って処理を繰り返す。

このように、この発明の視線のユーザーが特定の判定
ゾーンを選択したと判断する際と、選択を解除したと判
断する際とに異なるアルゴリズムを用いて判断する判定
手段を有している。

測光スイッチがOFFされると、処理が終了する。

合焦ゾーンの選択後の処理は、第１実施例と同様であ
る。

この実施例によれば、合焦検出光学系の選択の前後で
判定ゾーンの広さを変化させることにより、選択に当っ
ては狭いゾーンを用いてユーザーの意志を確実に判断す
ることができると共に、一旦選択された後は広いゾーン
を用いて選択された状態が不用意に解除されることを防
止することができる。

第７図及び第８図は、第２実施例の変形例を示したも
のである。

第７図の例では各外側判定ゾーン96,97,98が互いに離
間して設定されており、第８図の例では各外側判定ゾー
ンが互いに一部重合して設定されている。

また、上記の実施例ではこの発明を合焦検出光学系の
選択に利用した例についてのみ述べたが、他にも、例え
ばカメラの各種モードの選択、シャッタースピードや絞
り値等の具体的な数値の選択に利用することもできる。

［効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ユーザーの
意図しない眼の微小な動きによって選択が不安定となる
ことがなく、また、コンタクトレンズ装用者にとっては
眼の動きによる検出のバラツキを吸収して安定した視線
検出を実行することができる。更に、眼の動きの不安定
さに加え、隣接して領域が設けられている場合には、そ
の境界付近では、センサの出力等によって誤って主被写
体と異なる隣の領域を選択してしまう可能性が生じる
が、本発明によれば、離間させているので、意図しない
撮影の失敗を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明に係る視線検出装置の第１
実施例を示したものであり、第１図はファインダー内の
合焦ゾーン、判定ゾーンの配置を示す説明図、第２図は
視線検出装置の概略構成を示す説明図である。 第３図は第１実施例の変形例を示すファインダー視野の
説明図である。 第４図〜第６図はこの発明に係る視線検出装置の第２実
施例を示したものがあり、第４図はファインダー内の合
焦ゾーン、判定ゾーンの配置を示す説明図、第５図は第
４図の一部拡大図、第６図は処理の手順を示すフローチ
ャートである。 第７図および第８図は第２実施例の変形例を示すファイ
ンダー視野の説明図である。 第９図は、従来の視線検出装置が設けられたカメラのフ
ァインダーを示したものである。 80,81,82……合焦ゾーン 90,91,92……判定ゾーン 93,94,95……内側判定ゾーン 96,97,98……外側判定ゾーン 67……CPU 69……駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−126211（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−190177（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138435（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−194237（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107934（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107932（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 13/00 - 13/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ファインダー内に設けられた複数の内側判
   定ゾーンと、 該内側判定ゾーンを含んでこれより広い範囲に設定され
   た外側判定ゾーンと、 視線の方向を検出してファインダー内の注視点が何れの
   内側判定ゾーン内に位置するかを判定することにより、
   注視点が位置する内側判定ゾーンを選択する選択手段
   と、 前記内側判定ゾーンの選択後に前記注視点が当該内側判
   定ゾーンに対応する外側判定ゾーンから出たときにユー
   ザーが当該内側判定ゾーンの選択を解除したものと判断
   する判定手段とを有することを特徴とする視線検出装
   置。
2. 【請求項２】互いに隣り合う外側判定ゾーン間に緩衝領
   域が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
   視線検出装置。
3. 【請求項３】互いに隣り合う外側判定ゾーンの外周部が
   一部重複して設定されていることを特徴とする請求項１
   に記載の視線検出装置。
4. 【請求項４】複数の合焦検出光学系の視野に対応してフ
   ァインダー内に設けられた複数の合焦ゾーンと、 該合焦ゾーンを内包して設定された複数の内側判定ゾー
   ンと、 該内側判定ゾーンを含んでこれより広い範囲に設定され
   た外側判定ゾーンと、 視線の方向を検出し、注視点が何れかの内側判定ゾーン
   に入ったときに内側判定ゾーンに対応して合焦検出光学
   系を選択し、注視点が選択された内側判定ゾーンに対応
   した外側判定ゾーンから出た時に選択を解除する判定手
   段とを有することを特徴とする視線検出装置。