JP3219491B2 - 視線検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、眼球の個人差を補正し
て視線を検出する視線検出装置の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より観察者が観察面上のどの位置を
観察しているかを検出する、いわゆる視線（視軸）を検
出する装置（例えばアイカメラ）が種々提供されてい
る。その視線を検出する方法として、例えば特開平１−
２７４７３６号公報においては、光源からの平行光束を
観察者の眼球の前眼部へ投射し、角膜からの反射光によ
る角膜反射像と瞳孔の結像位置を利用して視軸を求めて
いる。また本出願人は特願平３−０１１４９２号公報に
おいて視線検出装置を搭載したカメラを提案している。
さらにこの提案においては観察者の視線の個人差を補正
する視線のキャリブレーション方法を開示している。

【０００３】図２０は視線検出方法の原理説明図であ
る。同図において１３ａ、１３ｂは観察者に対して不感
の赤外光を放射する発光ダイオード等の光源であり、各
光源は受光レンズ１２の光軸に対してｘ方向に略対称に
配置され観察者の眼球を発散照明している。眼球で反射
した照明光の一部は受光レンズ１２によってイメージセ
ンサー１４に集光する。図１９（ａ）はイメージセンサ
ー１４に投影される眼球像の概略図、同図（Ｂ）はイメ
ージセンサー１４の出力強度図である。以下各図を用い
て視線の検出方法を説明する。

【０００４】光源１３ｂより放射された赤外光は観察者
の眼球１５の角膜１６を照明する。このとき角膜１６の
表面で反射した赤外光の一部により形成される角膜反射
像Ｐ１（虚像）は受光レンズ１２により集光されイメー
ジセンサー１４上の座標Ｘｐ１に結像する。同様に光源
１３ａより放射された赤外光は眼球の角膜１６を照明す
る。このとき角膜１６の表面で反射した赤外光の一部に
より形成された角膜反射像Ｐ２は受光レンズ１２により
集光されイメージセンサー１４上の座標Ｘｐ２に結像す
る。

【０００５】また虹彩１７の端部ａ、ｂからの光束は受
光レンズ１２を介してイメージセンサー１４上の座標Ｘ
ａ、Ｘｂに該端部ａ、ｂの像を結像する。受光レンズ１
２の光軸に対する眼球１５の光軸の回転角θが小さい場
合、瞳孔１９の中心位置ｃの座標Ｘｃは、 Ｘｉｃ≒（Ｘａ＋Ｘｂ）／２ と表わされる。

【０００６】また、角膜反射像Ｐ１及びＰ２の中点のｘ
座標と角膜１６の曲率中心Ｏのｘ座標ｘｏとはほぼ一致
するため、角膜１６の曲率中心Ｏと瞳孔１９の中心Ｃま
での標準的な距離をＯＣとすると眼球１５の光軸のｚ−
ｘ平面内の回転角θｘは、 β＊ＯＣ＊ＳＩＮθｘ≒（Ｘｐ１＋Ｘｐ２）／２−Ｘｉｃ （１） の関係式を略満足する。但し、βは受光レンズ１２に対
する眼球の位置により決まる倍率で、実質的には角膜反
射像の間隔｜Ｘｐ１−Ｘｐ２｜の関数として求められ
る。

【０００７】また同図においては、観察者の眼球がｚ−
ｘ平面（例えば水平面）内で回転する場合の回転角θｘ
を算出する例を示しているが、観察者の眼球がｙ−ｚ平
面（例えば垂直面）内で回転する場合の回転角θｙの算
出方法も同様である。

【０００８】ところで観察者の眼球の光軸の回転角θ
ｘ、θｙが算出されると、例えば一眼レフカメラにおい
ては観察者が見ているピント板上の位置（Ｘ、Ｙ）は Ｘ＝ｍ＊（Ａｘ＊θｘ＋Ｂｘ） （２） Ｙ＝ｍ＊（Ａｙ＊θｙ＋Ｂｙ） （３） と求められる。ただし、ｍはカメラのファインダー光学
系で決まる定数で回転角をピント板上の座標に変換する
変換係数である。また、Ａｘ、Ｂｘ、Ａｙ、Ｂｙは観察
者の視線の個人差を補正する視線補正係数で、観察者に
位置の異なる二つの視標を見てもらい各視標注視時に算
出された複数の眼球の回転角から前記係数を求めること
が可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、視線の
個人差を補正する視線補正係数を求める際、観察者は観
察面上の所定の位置を所定時間注視しなければならない
が、検出時間が長いと観察者の視線が動いてしまい、そ
の動いてしまった回転角情報も含んだ値で算出された視
線補正係数は誤差を含んでしまう。その結果、その視線
補正係数を用いて算出された視線も誤差が生じ精度の高
い視線検出ができないという欠点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の本発明は、眼球像を受光する受光
手段と、前記受光手段にて受光した眼球像から眼球の回
転角を検出する回転角検出手段と、前記回転角検出手段
により検出された複数の回転角の平均値θ及び標準偏差
σを算出する算出手段と、前記標準偏差を用いて閾値θ
thを設定する設定手段と、前記平均値θと前記検出され
た各回転角との差を閾値θthと比較し、前記差が閾値θ
thよりも大きくない回転角を選択する選択手段と、前記
選択された回転角を用いて眼球の個人差を補正する補正
係数を演算し、前記補正係数を用いて視線を演算する視
線演算手段とを有し、前記閾値はσ≦θth≦1.5σを満
たすことを特徴とする。

【００１１】

【実施例】図１〜図１８は本発明の実施例で、図１は本
発明にかかる一眼レフカメラの概略図、図２（ａ）は一
眼レフカメラの上部外観図、図２（ｂ）は一眼レフカメ
ラの背面図、図３はファインダー視野図である。各図に
おいて、１は撮影レンズで便宜上２枚レンズで示した
が、実際はさらに多数のレンズから構成されている。２
は主ミラーで、観察状態と撮影状態に応じて撮影光路へ
斜設されあるいは退去される。３はサブミラーで、主ミ
ラー２を透過した光束をカメラボディの下方へ向けて反
射する。４はシャッター、５は感光部材で、銀塩フィル
ムあるいはＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像素子あるいは
ビディコン等の撮像管である。６は結像面近傍に配置さ
れたフィールドレンズ６ａ、反射ミラー６ｂ及び６ｃ、
２次結像レンズ６ｄ、絞り６ｅ、複数のＣＣＤからなる
ラインセンサー６ｆ等から構成されている周知の位相差
方式の焦点検出装置で、図３に示すように観察画面内の
複数の領域（５箇所）を焦点検出可能なように構成され
ている。７は撮影レンズ１の予定結像面に配置されたピ
ント板。８はファインダー光路変更用のペンタプリズ
ム。９、１０は観察画面内の被写体輝度を測定するため
の結像レンズと測光センサーで、結像レンズはペンタダ
ハプリズム８内の反射光路を介してピント板７と測光セ
ンサーを共役に関係付けている。

【００１２】次にペンタダハプリズム８の射出面後方に
は光分割器１１ａを備えた接眼レンズ１１が配され、撮
影者眼１５によるピント板７の観察に使用される。光分
割器１１ａは、例えば可視光を透過し赤外光を反射する
ダイクロイックミラーである。１２は受光レンズ、１４
はＣＣＤ等の光電素子列を２次元的に配したイメージセ
ンサーで受光レンズ１２に関して所定の位置にある撮影
者眼１５の瞳孔近傍と共役になるように配置されてい
る。１３ａ〜１３ｆは照明光源であるところの赤外発光
ダイオードで、図２に示すように接眼レンズ１１の回り
に配置されている。

【００１３】２１は明るい被写体の中でも視認できる高
輝度ＬＥＤで、発光された光は投光用プリズム２２、主
ミラー２で反射してピント板７の表示部に設けた微小プ
リズムアレー７ａで垂直方向に曲げられ、ペンタプリズ
ム８、接眼レンズ１１を通って撮影者の目に達する。そ
こでピント板７の焦点検出領域に対応する位置にこの微
小プリズムアレー７ａを枠状に形成し、これを各々に対
応した５つのスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１（各々を
ＬＥＤ−Ｌ１、ＬＥＤ−Ｌ２、ＬＥＤ−Ｃ、ＬＥＤ−Ｒ
１、ＬＥＤ−Ｒ２とする）によって照明する。これによ
って図３に示したファインダー視野図から分かるよう
に、各々の測距点マーク２００、２０１、２０２、２０
３、２０４がファインダー視野内で光り、焦点検出領域
（測距点）を表示させることができるものである（以下
これをスーパーインポーズ表示という）。ここで左右端
の測距点マーク２００、２０４の内部には、ドッドマー
ク２０５、２０６が刻印されており、これは後述するよ
うに眼球の個人差による視線の検出誤差を補正するため
の視線補正係数を採取する（以下この動作をキャリブレ
ーションと称す）際の視標を示すものである。２３はフ
ァインダー視野領域を形成する視野マスク。２４はファ
インダー視野外に撮影情報を表示するためのファインダ
ー内ＬＣＤで、照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５によっ
て照明され、ＬＣＤ２４を透過した光が三角プリズム２
６によってファインダー内に導かれ、図３の２０７で示
したようにファインダー画面外に表示され、撮影者は撮
影情報を知ることができる。２７はカメラの姿勢を検知
する公知の水銀スイッチである。

【００１４】３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２
は後述する絞り駆動回路１１１を含む絞り駆動装置、３
３はレンズ駆動用モーター、３４は駆動ギヤ等からなる
レンズ駆動部材、３５はフォトカプラーでレンズ駆動部
材３４に連動するパルス板３６の回転を検知してレンズ
焦点調節回路１１０に伝えている。焦点調節回路１１０
は、この情報とカメラ側からのレンズ駆動量の情報に基
づいてレンズ駆動用モーターを所定量駆動させ、撮影レ
ンズ１を合焦位置に移動させるようになっている。３７
は公知のカメラとレンズのインターフェイスとなるマウ
ント接点である。

【００１５】図２において、４１はレリーズ釦、４２は
外部モニター表示装置としてのモニター用ＬＣＤで予め
決められたパターンを表示する固定セグメント表示部４
２ａと、可変数値表示用の７セグメント表示部４２ｂと
からなっている。４３は測光値を保持するＡＥロック
釦、４４はモードダイヤルで撮影モード等の選択を行う
ためのものである。他の操作部材については本発明の理
解において特に必要ないので省略する。図４（ａ）
（ｂ）はこのモードダイヤル４４の詳細図を示すもの
で、カメラ本体に印された指標５５に表示を合わせるこ
とによって、その表示内容で撮影モードが設定される。
４４ａはカメラを不作動するロックポジション、４４ｂ
はカメラが予め設定した撮影プログラムによって制御さ
れる自動撮影モードのポジション、４４ｃは撮影者が撮
影内容を設定できるマニュアル撮影モードで、プログラ
ムＡＥ、シャッター優先ＡＥ、絞り優先ＡＥ、被写体深
度優先ＡＥ、マニュアル露出の各撮影モードをもってい
る。４４ｄは後述する視線のキャリブレーションを行う
キャリブレーションモードとなる「ＣＡＬ」ポジション
である。図４（ｂ）はモードダイヤルの内部構造を示し
たもので４６はフレキシブルプリント基板でモードダイ
ヤルスイッチとしてのスイッチパターン（Ｍ１、Ｍ２、
Ｍ３、Ｍ４）とＧＮＤパターンを図示されているように
配置し、モードダイヤル回動に連動しているスイッチ接
片４７の４本の接片（４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７
ｄ）を摺動させることによって４ビットでモードダイヤ
ル４４に示した１３のポジションが設定できるようにな
っている。

【００１６】４５は電子ダイヤルで、回転してクリック
パルスを発生させることによってモードダイヤルで選択
されたモードのなかでさらに選択し得る設定値を選択す
るためのものである。例えばモードダイヤル４４にてシ
ャッター優先の撮影モードを選択すると、ファインダー
内ＬＣＤ２４及びモニター用ＬＣＤ４２には、現在設定
されているシャッタースピードが表示される。撮影者が
電子ダイヤル４５を回転させるとその回転方向にしたが
って現在設定されているシャッタースピードから順次シ
ャッタースピードが変化していくように構成されてい
る。図５（ａ）（ｂ）はこの電子ダイヤルの内部構造を
示した詳細図で、ダイヤル４５とともに回転するクリッ
ク板４８が配置され、これにはプリント基板４９が固定
されている。プリント基板４９にはスイッチパターン４
９ａ（ＳＷＤＩＡＬ−１）、４９ｂ（ＳＷＤＩＡＬ−
２）とＧＮＤパターン４９ｃが図示されているように配
置され、３個の摺動接片５０ａ、５０ｂ、５０ｃを持つ
スイッチ接片５０が固定部材５１に固定されている。ク
リック板４８の外周部に形成されている凹部４８ａには
まりこむクリックボール５２が配置され、このボールを
付勢しているコイルバネ５３が固定部材５１に保持され
ている。また通常位置（クリックボール５２が凹部４８
ａにはまりこんでいる状態）においては摺動接片５０
ａ、５０ｂはスイッチパターン４９ａ、４９ｂのどちら
にも接触していない。このように形成されている電子ダ
イヤルにおいて、撮影者がダイヤルを図５において時計
方向に回転させると、まず摺動接点５０ｂがスイッチパ
ターン４９ｂに先に接触し、その後で摺動接点５０ａが
スイッチパターン４９ａに接触するようにして、このタ
イミングで設定値をカウントアップさせる。反時計方向
の回転の場合は摺動接点とスイッチパターンとの関係は
これとちょうど反対となり、同様のタイミングで今度は
設定値をカウントダウンさせる。図５（ｂ）はこの様子
を示したタイミングチャートで、ダイヤルを回転させた
ときにスイッチパターン４９ａと４９ｂに発生するパル
ス信号とそのタイミングを示している。上段は時計方向
に１クリック回転させた場合を、下段は反時計方向に回
転させた場合を示したもので、このようにしてカウント
アップダウンのタイミングと回転方向を検出している。

【００１７】図６は本発明のカメラに内蔵された電気回
路図で、図１と同一のものは同一番号をつけている。カ
メラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータの中央処理
装置（以下ＣＰＵ）１００には視線検出回路１０１、測
光回路１０２、自動焦点検出回路１０３、信号入力回路
１０４、ＬＣＤ駆動回路１０５、ＬＥＤ駆動回路１０
６、ＩＲＥＤ駆動回路１０７、シャッター制御回路１０
８、モーター制御回路１０９が接続されている。また撮
影レンズ内に配置された焦点調節回路１１０、絞り駆動
回路１１１とは図３で示したマウント接点３７を介して
信号の伝達がなされる。

【００１８】ＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭ１０
０ａは視線の個人差を補正する視線補正データの記憶機
能を有している。モードダイヤル４４の「ＣＡＬ」ポジ
ションを指標に合わせると、視線の個人差の補正を行う
ための視線補正係数（以下キャリブレーションデータと
称する）を採取するキャリブレーションモードが選択可
能で、各キャリブレーションデータに対応したキャリブ
レーションナンバーの選択及びキャリブレーション動作
のＯＦＦと視線検出の禁止モードの設定が電子ダイヤル
４５にて可能となっている。キャリブレーションデータ
は複数設定可能で、カメラを使用する人物で区別した
り、同一の使用者であっても観察の状態が異なる場合、
例えば眼鏡を使用する場合とそうでない場合、あるいは
視度補正レンズを使用する場合とそうでない場合、とで
区別して設定するのに有効である。またこの時選択され
たキャリブレーションナンバーあるいは設定された視線
禁止モードの状態も後述するようにキャリブレーション
データナンバー（１、２…あるいは０）としてＥＥＰＲ
ＯＭ１００ａに記憶される。

【００１９】視線検出回路１０１は、イメージセンサー
１４（ＣＣＤ−ＥＹＥ）からの眼球像の出力をＡ／Ｄ変
換しこの像情報をＣＰＵに送信する。ＣＰＵ１００は後
述するように視線検出に必要な眼球像の各特徴点を所定
のアルゴリズムに従って抽出し、さらに各特徴点の位置
から撮影者の視線を算出する。

【００２０】測光回路１０２は測光センサー１０からの
出力を増幅後、対数圧縮、Ａ／Ｄ変換し、各センサーの
輝度情報としてＣＰＵ１００に送られる。測光センサー
１０は図３に示したファインダー画面内の左側測距点２
００、２０１を含む左領域２１０を測光するＳＰＣ−Ｌ
と中央の測距点２０２を含む中央領域２１１を測光する
ＳＰＣ−Ｃと右側の測距点２０３、２０４を含む右側領
域２１２を測光するＳＰＣ−Ｒとこれらの周辺領域２１
３を測光するＳＰＣ−Ａとの４つのフォトダイオードか
ら構成されている。ラインセンサー６ｆは前述のように
画面内の５つの測距点２００〜２０４に対応した５組の
ラインセンサーＣＣＤ−Ｌ２、ＣＣＤ−Ｌ１、ＣＣＤ−
Ｃ、ＣＣＤ−Ｒ１、ＣＣＤ−Ｒ２から構成される公知の
ＣＣＤラインセンサーである。自動焦点検出回路１０３
はこれらラインセンサー６ｆから得た電圧をＡ／Ｄ変換
し、ＣＰＵに送る。ＳＷ−１はレリーズ釦４１の第一ス
トロークでＯＮし、測光、ＡＦ、視線検出動作を開始す
る測光スイッチ、ＳＷ−２はレリーズ釦の第二ストロー
クでＯＮするレリーズスイッチ、ＳＷ−ＡＮＧは水銀ス
イッチ２７によって検知されるところの姿勢検知スイッ
チ、ＳＷ−ＡＥＬはＡＥロック釦４３を押すことによっ
てＯＮするＡＥロックスイッチ、ＳＷ−ＤＩＡＬ１とＳ
Ｗ−ＤＩＡＬ２は既に説明した電子ダイヤル内に設けた
ダイヤルスイッチで信号入力回路１０４のアップダウン
カウンターに入力され、電子ダイヤル４５の回転クリッ
ク量をカウントする。ＳＷ−Ｍ１〜Ｍ４も既に説明した
モードダイヤル内に設けたダイヤルスイッチである。こ
れらスイッチの信号が信号入力回路１０４に入力されデ
ータバスによってＣＰＵ１００に送信される。１０５は
液晶表示素子ＬＣＤを表示駆動させるための公知のＬＣ
Ｄ駆動回路で、ＣＰＵ１００からの信号に従い絞り値、
シャッター秒時、設定した撮影モード等の表示をモニタ
ー用ＬＣＤ４２とファインダー内ＬＣＤ２４の両方に同
時に表示させることができる。ＬＥＤ駆動回路１０６は
照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２２とスーパーインポーズ
用ＬＥＤ２１を点灯、点滅制御する。ＩＲＥＤ駆動回路
１０７は赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ１〜６）１３ａ
〜１３ｆを状況に応じて選択的に点灯させる。シャッタ
ー制御回路１０８は通電すると先幕を走行させるマグネ
ットＭＧ−１と、後幕を走行させるマグネットＭＧ−２
を制御し、感光部材に所定光量を露光させる。モーター
制御回路１０９はフィルムの巻き上げ、巻き戻しを行う
モーターＭ１と主ミラー２及びシャッター４のチャージ
を行うモーターＭ２を制御するためのものである。これ
らシャッター制御回路１０８、モーター制御回路１０９
によって一連のカメラのレリーズシーケンスが動作す
る。

【００２１】図７（ａ）（ｂ）はモニター用ＬＣＤ４２
とファインダー内ＬＣＤ２４の全表示セグメントの内容
を示したものである。図７（ａ）において固定表示セグ
メント部４２ａには公知の撮影モード表示以外に、視線
検出を行ってカメラのＡＦ動作や撮影モードの選択など
の撮影動作を視線情報を用いて制御していることを示す
視線入力モード表示６１を設けている。可変数値表示用
の７セグメント部４２ｂはシャッター秒時を表示する４
桁の７セグメント６２、絞り値を表示する２桁の７セグ
メント６３と小数点６４、フィルム枚数を表示する限定
数値表示セグメント６５と１桁の７セグメント６６で構
成されている。図７（ｂ）において７１は手ブレ警告マ
ーク、７２はＡＥロックマーク、７３、７４、７５は前
記のシャッター秒時表示と絞り値表示と同一の表示セグ
メント、７６は露出補正設定マーク、７７はストロボ充
完マーク、７８は視線入力状態であることを示す視線入
力マーク、７９は撮影レンズ１の合焦状態を示す合焦マ
ークである。

【００２２】次に、視線検出装置を有したカメラの動作
のフローチャートを図８に、この時のファインダー内の
表示状態を図１２に示し、これらをもとに以下説明す
る。モードダイヤル４４を回転させてカメラを不作動状
態から所定の撮影モードに設定すると（本実施例ではシ
ャッター優先ＡＥに設定された場合をもとに説明する）
カメラの電源がＯＮされ（＃１００）、ＣＰＵ１００の
ＥＥＰＲＯＭに記憶された視線のキャリブレーションデ
ータ以外の視線検出に使われる変数がリセットされる
（＃１０１）。そしてカメラはレリーズ釦４１が押し込
まれてスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃１
０２）。レリーズ釦４１が押し込まれスイッチＳＷ１が
ＯＮされたことを信号入力回路１０４が検知すると、Ｃ
ＰＵ１００は視線検出を行う際にどのキャリブレーショ
ンデータを使用するかを視線検出回路１０１に確認する
（＃１０３）。この時確認されたキャリブレーションデ
ータナンバーのキャリブレーションデータが初期値のま
まで変更されていなかったりあるいは視線禁止モードに
設定されていたら、視線検出は実行せずにすなわち視線
情報を用いずに測距点自動選択サブルーチン（＃１１
６）によって特定の測距点を選択する。この測距点にお
いて自動焦点検出回路１０３は焦点検出動作を行う（＃
１０７）。測距点自動選択のアルゴリズムとしてはいく
つかの方法が考えられるが、中央測距点に重み付けを置
いた近点優先アルゴリズムが有効であり、ここではその
一例を図９に示し後述、説明する。

【００２３】また前記キャリブレーションデータナンバ
ーに対応する視線のキャリブレーションデータが所定の
値に設定されていてそのデータが撮影者により入力され
たものであることが認識されると、視線検出回路１０１
はそのキャリブレーションデータにしたがって視線検出
を実行する（＃１０４）。この時ＬＥＤ駆動回路１０６
は照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２２を点灯させ、ＬＣＤ
駆動回路１０５はファインダー内ＬＣＤ２４の視線入力
マーク７８を点灯させ、ファインダー画面外２０７で撮
影者はカメラが視線検出を行っている状態であることを
確認することができるようになっている（図１２
（ａ））。また７セグメント７３には設定されたシャッ
ター秒時が表示されている（実施例として１／２５０秒
のシャッター優先ＡＥの場合を示している）。ここで視
線検出回路１０１において検出された視線はピント板７
上の注視点座標に変換される。ＣＰＵ１００は該注視点
座標に近接した測距点を選択し、表示回路１０６に信号
を送信してスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１を用いて前
記測距点マークを点滅表示させる（＃１０５）。図１２
（ａ）（ｃ）では一例として測距点マーク２０１が選択
された状態を示すものである。またこの時ＣＰＵ１００
は、視線検出回路１０１で検出された注視点座標の信頼
性が低い場合、その信頼性の度合に応じて選択される測
距点の数を変えて表示するように信号を送信している。
図１２（ｂ）では（ａ）の状態よりも注視点の信頼性が
低く、測距点マーク２０１と２０２が選択されている状
態を示している。撮影者が該撮影者の視線によって選択
された測距点が表示されたのを見て、その測距点が正し
くないと認識してレリーズ釦４１から手を離しスイッチ
ＳＷ１をＯＦＦすると（＃１０６）、カメラはスイッチ
ＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃１０２）。

【００２４】また撮影者が視線によって選択された測距
点が表示されたのを見て、引続きスイッチＳＷ１をＯＮ
し続けたならば（＃１０６）、自動焦点検出回路１０３
は検出された視線情報を用いて１つ以上の測距点の焦点
検出を実行する（＃１０７）。ここで選択された測距点
が測距不能であるかを判定し（＃１０８）、不能であれ
ばＣＰＵ１００はＬＣＤ駆動回路１０５に信号を送って
ファインダー内ＬＣＤ２４の合焦マーク７９を点滅さ
せ、測距がＮＧであることを撮影者に警告し（＃１１
８）（図１２（ｃ））、ＳＷ１が離されるまで続ける
（＃１１９）。測距が可能であり、所定のアルゴリズム
で選択された測距点の焦点調節状態が合焦でなければ
（＃１０９）、ＣＰＵ１００はレンズ焦点調節回路１１
０に信号を送って所定量撮影レンズ１を駆動させる（＃
１１７）。レンズ駆動後自動焦点検出回路１０３は再度
焦点検出を行い（＃１０７）、撮影レンズ１が合焦して
いるか否かの判定を行う（＃１０９）。所定の測距点に
おいて撮影レンズ１が合焦していたならば、ＣＰＵ１０
０はＬＣＤ駆動回路１０５に信号を送ってファインダー
内ＬＣＤ２４の合焦マーク７９を点灯させるとともに、
ＬＥＤ駆動回路１０６にも信号を送って合焦している測
距点２０１に合焦表示させる（＃１１０）（図１２
（ｄ））。この時前記視線によって選択された測距点の
点滅表示は消灯するが合焦表示される測距点と前記視線
によって選択された測距点とは一致する場合が多いの
で、合焦したことを撮影者に認識させるために合焦測距
点は点灯状態に設定される。合焦した測距点がファイン
ダー内に表示されたのを撮影者が見て、その測距点が正
しくないと認識してレリーズ釦４１から手を離しスイッ
チＳＷ１をＯＦＦすると（＃１１１）、引続きカメラは
スイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃１０
２）。また撮影者が合焦表示された測距点を見て、引続
きスイッチＳＷ１をＯＮし続けたならば（＃１１１）、
ＣＰＵ１００は測光回路１０２に信号を送信して測光を
行わせる（＃１１２）。この時合焦した測距点を含む測
光領域２１０〜２１３に重み付けを行った露出値が演算
される。本実施例の場合、測距点２０１を含む測光領域
２１０に重み付けされた公知の測光演算を行い、この演
算結果として７セグメント７４と小数点７５を用いて絞
り値（Ｆ５．６）を表示する（図１２（ｄ））。さらに
レリーズ釦４１が押し込まれてスイッチＳＷ２がＯＮさ
れているかどうかの判定を行い（＃１１３）、スイッチ
ＳＷ２がＯＦＦ状態であれば再びスイッチＳＷ１の状態
の確認を行う（＃１１１）。またスイッチＳＷ２がＯＮ
されたならばＣＰＵ１００はシャッター制御回路１０
８、モーター制御回路１０９、絞り駆動回路１１１にそ
れぞれ信号を送信する。まずＭ２に通電し主ミラー２を
アップさせ、絞り３１を絞り込んだ後、ＭＧ１に通電し
シャッター４の先幕を開放する。絞り３１の絞り値及び
シャッター４のシャッタースピードは、前記測光回路１
０２にて検知された露出値とフィルム５の感度から決定
される。所定のシャッター秒時（１／２５０秒）経過後
ＭＧ２に通電し、シャッター４の後幕を閉じる。フィル
ム５への露光が終了すると、Ｍ２に再度通電し、ミラー
ダウン、シャッターチャージを行うとともにＭ１にも通
電し、フィルムのコマ送りを行い、一連のシャッターレ
リーズシーケンスの動作が終了する（＃１１４）。その
後カメラは再びスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機す
る（＃１０２）。

【００２５】また図８に示したカメラのシャッターレリ
ーズ動作（＃１１４）以外の一連の動作中にモードダイ
ヤル４４によってモードが変更され、視線のキャリブレ
ーションモードに設定されたことを信号入力回路１０４
が検知すると、ＣＰＵ１００はカメラの動作を一時停止
し、視線検出回路１０１に送信して視線のキャリブレー
ション（＃１１５）が可能な状態に設定する。視線のキ
ャリブレーション方法については後述する。

【００２６】ここで測距点自動選択サブルーチン＃１１
６について図９を用いて説明する。このサブルーチンは
前述のように視線検出禁止モード、すなわち視線入力モ
ードが設定されていない際に実行されるもので、各測距
点のデイフォーカス量と絶対距離の情報より測距点を決
定するものである。まず５つの測距点の中で測距可能な
測距点があるか判定し（＃５０１）、どの測距点も測距
不能であればメインのルーチンにリターンする（＃５１
１）。測距可能な測距点があり、それが１つであれば
（＃５０２）、その１点を測距点とする（＃５０７）。
測距可能な測距点が２つ以上あれば次に進み、この中に
中央の測距点があるか（＃５０３）、また中央測距点は
近距離（たとえば２０Ｘ焦点距離以下）にあるか判定す
る（＃５０４）。ここで中央測距点が測距可能でかつ近
距離であるか、または中央測距点が測距不能である場合
は＃５０５に進む。＃５０５では近距離測距点の数が遠
距離測距点の数よりも多ければ主被写体はかなり撮影者
側にあると判断し、最近点の測距点を選択する（＃５０
６）。また近距離測距点の数が少なければ主被写体は遠
距離側にあると判断し、被写界深度を考慮して遠距離測
距点の中での最近点を選択する（＃５１０）。＃５０４
で中央測距点が遠距離である場合は、＃５０８に進む。
ここで遠距離測距点の数が近距離測距点の数より多けれ
ば主被写体は中央の測距点を含む遠距離側にあると判断
し、中央測距点を選択する（＃５０９）。また遠距離測
距点の数が少なければ前述と同様に最近点の測距点を選
択する（＃５０６）。

【００２７】以上のように測距可能な測距点があればそ
の中から１つの測距点が自動的に選択され、メインのル
ーチンに戻り（＃５１１）、再度この測距点で焦点検出
動作を行うようになっている（＃１０７）。なお前述の
視線情報を用いて測距点が選択された場合の合焦表示は
図１２（ｄ）と同様に、この場合も合焦表示は図１２
（ｅ）に示すように測距点２０１と合焦マーク７９が点
灯するが、視線入力マーク７８は当然ながら非点灯状態
になっている。

【００２８】図１０は視線検出のフローチャートであ
る。前述のように視線検出回路１０１はＣＰＵ１００よ
り信号を受け取ると視線検出を実行する（＃１０４）。
視線検出回路１０１は、撮影モードの中で視線検出かあ
るいは視線のキャリブレーションモードの中での視線検
出かの判定を行う（＃２０１）。同時に視線検出回路１
０１はカメラが後述するどのキャリブレーションデータ
ナンバーに設定されているかを認識する。

【００２９】視線検出回路１０１は、撮影モードでの視
線検出の場合はまず最初にカメラがどのような姿勢にな
っているかを信号入力回路１０４を介して検知する（＃
２０２）。信号入力回路１０４は水銀スイッチ２７（Ｓ
Ｗ−ＡＮＧ）の出力信号を処理してカメラが横位置であ
るか縦位置であるか、また縦位置である場合は例えばレ
リーズ釦４１が天方向にあるか地（面）方向にあるかを
判断する。続いてＣＰＵ１００を介して測光回路１０２
から撮影領域の明るさの情報を入手する（＃２０３）。
次に先に検知されたカメラの姿勢情報とキャリブレーシ
ョンデータに含まれる撮影者の眼鏡情報より赤外発光ダ
イオード（以下ＩＲＥＤと称す）１３ａ〜１３ｆの選択
を行う（＃２０４）。すなわちカメラが横位置に構えら
れ、撮影者が眼鏡をかけていなかったならば、図２
（ａ）に示すようにファインダー光軸よりのＩＲＥＤ１
３ａ、１３ｂが選択される。またカメラが横位置で、撮
影者が眼鏡をかけていれば、ファインダー光軸から離れ
た１３ｃ、１３ｄのＩＲＥＤが選択される。このとき撮
影者の眼鏡で反射した照明光の一部は眼球像が投影され
るイメージセンサー１４上の所定の領域以外に達するた
め眼球像の解析に支障は生じない。さらにはカメラが縦
位置で構えられていたならば、撮影者の眼球を下方から
照明するようなＩＲＥＤの組合せ１３ａ、１３ｅもしく
は１３ｂ、１３ｆのどちらかの組合せが選択される。

【００３０】次にイメージセンサー１４（以下ＣＣＤ−
ＥＹＥと称す。）の蓄積時間及びＩＲＥＤの照明パワー
が前記測光情報及び撮影者の眼鏡情報等に基づいて設定
される（＃２０５）。該ＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積時間及び
ＩＲＥＤの照明パワーは前回の視線検出時に得られた眼
球像のコントラスト等から判断された値を基にして設定
を行っても構わない。

【００３１】ＣＣＤ−ＥＹＥ蓄積時間及びＩＲＥＤの照
明パワーが設定されると、ＣＰＵ１００はＩＲＥＤ駆動
回路１０７を介してＩＲＥＤを所定のパワーで点灯させ
るとともに、視線検出回路１０１はＣＣＤ−ＥＹＥの蓄
積を開始する（＃２０６）。また先に設定されたＣＣＤ
−ＥＹＥの蓄積時間にしたがってＣＣＤ−ＥＹＥは蓄積
を終了し、それとともにＩＲＥＤも消灯される。視線の
キャリブレーションモードでなければ（＃２０７）、Ｃ
ＣＤ−ＥＹＥの読み出し領域が設定される（＃２０
８）。カメラ本体の電源がＯＮされた後の１番最初の視
線検出以外はＣＣＤ−ＥＹＥの読み出し領域は前回の視
線検出時のＣＣＤ−ＥＹＥの読み出し領域を基準にして
設定されるが、カメラの姿勢が変化したとき、あるいは
眼鏡の有無が変化した場合等はＣＣＤ−ＥＹＥの読み出
し領域は全領域に設定される。ＣＣＤ−ＥＹＥの読み出
し領域が設定されると、ＣＣＤ−ＥＹＥの読み出しが実
行される（＃２０９）。この時読み出し領域以外の領域
は空読みが行われ実際上読み飛ばされていく。ＣＣＤ−
ＥＹＥより読み出された像出力は視線検出回路１０１で
Ａ／Ｄ変換された後にＣＰＵ１００にメモリーされ、該
ＣＰＵ１００において眼球像の各特徴点の抽出のための
演算が行われる（＃２１０）。すなわちＣＰＵ１００に
おいて、眼球の照明に使用された一組のＩＲＥＤの虚像
であるプルキンエ像の位置（Ｘｐ１，Ｙｐ１）、（Ｘｐ
２，Ｙｐ２）が検出される。プルキンエ像は光強度の強
い輝点として現れるため、光強度に対する所定のしきい
値を設け該しきい値を超える光強度のものをフルキンエ
像とすることにより検出可能である。また瞳孔の中心位
置（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）は瞳孔１９と虹彩１７の境界点を
複数検出し、各境界点を基に円の最小二乗近似を行うこ
とにより算出される。この時瞳孔径Ｒｐｐも算出され
る。また二つのプルキンエ像の位置よりその間隔が算出
される。

【００３２】ＣＰＵ１００は眼球像の解析を行うととも
に、眼球像のコントラストを検出してそのコントラスト
の程度からＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積時間の再設定を行う。
またプルキンエ像の位置及び瞳孔の位置よりＣＣＤ−Ｅ
ＹＥの読み出し領域を設定する。この時ＣＣＤ−ＥＹＥ
の読み出し領域は、検出された瞳孔を含み該瞳孔の位置
が所定量変化しても瞳孔全体が検出可能な範囲に設定さ
れる。そしてその大きさは虹彩の大きさより小さいのは
いうまでもない。ＣＣＤ−ＥＹＥの読み出し領域は長方
形に設定され該長方形の対角の２点の座標がＣＣＤ−Ｅ
ＹＥの読み出し領域として視線検出回路１０１に記憶さ
れる。さらに眼球像のコントラストあるいは瞳孔の大き
さ等から、算出されたプルキンエ像及び瞳孔中心の位置
の信頼性が判定される。

【００３３】眼球像の解析が終了すると、キャリブレー
ションデータの確認手段を兼ねた視線検出回路１０１は
算出されたプルキンエ像の間隔と点灯されたＩＲＥＤの
組合せよりキャリブレーションデータの中の眼鏡情報が
正しいか否かの判定を行う（＃２１１）。これはその時
々において眼鏡を使用したり使用しなかったりする撮影
者に対処するためのものである。すなわちキャリブレー
ションデータの中の撮影者の眼鏡情報が例えば眼鏡を使
用するように設定されていて図２（ａ）に示したＩＲＥ
Ｄの内１３ｃ、１３ｄが点灯された場合、プルキンエ像
の間隔が所定の大きさより大きければ撮影者は眼鏡装着
者と認識され眼鏡情報が正しいと判定される。逆にプル
キンエ像の間隔が所定の大きさより小さければ撮影者は
裸眼あるいはコンタクトレンズ装着者と認識され眼鏡情
報が誤っていると判定される。眼鏡情報が誤っていると
判定されると（＃２１１）、視線検出回路１０１は眼鏡
情報の変更を行って（＃２１７）再度ＩＲＥＤの選択を
行い（＃２０４）視線検出を実行する。但し眼鏡情報の
変更を行う際、ＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭに記憶され
た眼鏡情報は変更されない。

【００３４】また眼鏡情報が正しいと判定されると（＃
２１２）、プルキンエ像の間隔よりカメラの接眼レンズ
１１と撮影者の眼球１５との距離が算出され、さらには
該接眼レンズ１１と撮影者の眼球１５との距離からＣＣ
Ｄ−ＥＹＥに投影された眼球像の結像倍率βが算出され
る（＃２１２）。以上の計算値より眼球１５の光軸の回
転角θｘ、θｙは（１）式に基づいて、 β＊ＯＣ＊ＳＩＮθｘ≒（Ｘｐ０＋δｘ）−Ｘｉｃ （４） β＊ＯＣ＊ＳＩＮθｙ≒（Ｙｐ０＋δｙ）−Ｙｉｃ （５） を満足する（＃２１３）。ただし、

【００３５】

【外１】 δｘ、δｙは二つのプルキンエ像の中心位置を補正する
補正項である。

【００３６】撮影者の眼球の回転角θｘ、θｙが求まる
と、ピント板７上での視線の位置（Ｘ，Ｙ）は、以下の
ように算出される（＃２１４）。

【００３７】

【外２】 ここで、Ｒｐｐは瞳孔径である。また、Ａｘ、Ｂｘ、Ｃ
ｘ、Ｄｘ、Ａｙ、Ｂｙ、Ｃｙ、Ｄｙは視線の個人差を補
正するためのキャリブレーションデータでＡｘ〜Ｄｘは
水平（ｘ）方向、Ａｙ〜Ｄｙは垂直（ｙ）方向のデータ
である。視線のキャリブレーションデータを求める方法
は後述する。

【００３８】ピント板７上の視線の座標が求まると視線
検出を１度行ったことを示すフラグをたてて（＃２１
５）メインのルーチンに復帰する（＃２１８）。

【００３９】また図１０に示した視線検出のフローチャ
ートは視線のキャリブレーションモードにおいても有効
である。（＃２０１）において、キャリブレーションモ
ードの中での視線検出であると判定すると次に今回の視
線検出がキャリブレーションモードの中での最初の視線
検出であるか否かの判定を行う（＃２１６）。今回の視
線検出がキャリブレーションモードの中での最初の視線
検出であると判定されると、ＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積時間
およびＩＲＥＤの照明パワーを設定するために周囲の明
るさの測定が行われる（＃２０３）。これ以降の動作は
前述の通りである。

【００４０】また今回の視線検出がキャリブレーション
モードの中で２回目以上の視線検出であると判定される
と（＃２１６）、ＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積時間およびＩＲ
ＥＤの照明パワーは前回の値が採用され直ちにＩＲＥＤ
の点灯とＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積が開始される（＃２０
６）。また視線のキャリブレーションモードでかつ視線
検出回路数が２回目以上の場合は（＃２０７）、ＣＣＤ
−ＥＹＥの読み出し領域は前回と同じ領域が用いられる
ためＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積終了とともに直ちにＣＣＤ−
ＥＹＥの読み出しが実行される（＃２０９）。これ以降
の動作は前述の通りである。

【００４１】尚、図１０に示した視線検出のフローチャ
ートにおいてメインのルーチンに復帰する際の変数は、
通常の視線検出の場合視線のピント板上の座標（ｘ，
ｙ）であるが、視線のキャリブレーションモードの中で
の視線検出の場合は撮影者の眼球光軸の回転角（θｘ，
θｙ）である。また他の変数である検出結果の信頼性、
ＣＣＤ−ＥＹＥ蓄積時間、ＣＣＤ−ＥＹＥ読み出し領域
等は共通である。

【００４２】また本実施例においてＣＣＤ−ＥＹＥ蓄積
時間およびＩＲＥＤの照明パワーを設定するために、カ
メラの測光センサー１０にて検出された測光情報を利用
しているが接眼レンズ１１近傍に撮影者の前眼部の明る
さを検出する手段を新たに設けてその値を利用するもの
も有効である。

【００４３】図１１は視線のキャリブレーションのフロ
ーチャート、図１３〜１８は視線のキャリブレーション
時のファインダー内ＬＣＤ２４とモニター用ＬＣＤ４２
の表示状態を示したものである。以下同図を用いて説明
する。

【００４４】撮影者がモードダイヤル４４を回転させＣ
ＡＬポジション４４ｄに視標をあわせると、視線のキャ
リブレーションモードに設定され、信号入力回路１０４
はＣＰＵ１００を介してＬＣＤ駆動回路１０５に信号を
送信し、モニター用ＬＣＤ４２は後述する視線のキャリ
ブレーションモードのいずれかに入ったことを示す表示
を行う。またＣＰＵ１００はＥＥＰＲＯＭに記憶された
キャリブレーションデータ以外の変数をリセットする
（＃３０１）。

【００４５】またモニター用ＬＣＤ４２には図１３
（ａ）に示すように現在設定されているキャリブレーシ
ョンモードを表示する。キャリブレーションモードはキ
ャリブレーション動作を行う「ＯＮ」モードとキャリブ
レーション動作を行わない「ＯＦＦ」モードとがある。
まず「ＯＮ」モードにおいてはキャリブレーションデー
タナンバー１〜５と対応するようにキャリブレーション
ナンバーＣＡＬ１〜ＣＡＬ５が用意されており、シャッ
ター秒時を表示する７セグメント６２と絞り値を表示す
る７セグメント６３を用いて表示され、そのほかの固定
セグメント表示部４２ａはすべて消灯している（実施例
としてキャリブレーションナンバー１の状態を示し、７
セグメント表示部のみを拡大して示している）。この
時、設定されたキャリブレーションナンバーのキャリブ
レーションデータが初期値の場合はモニター用ＬＣＤ４
２に表示されたキャリブレーションナンバーが点滅し
（図１３（ｂ））、一方設定されたキャリブレーション
ナンバーにおいて既に後述するキャリブレーションが行
われ、キャリブレーションナンバーに対応したＥＥＰＲ
ＯＭのアドレス上に初期値と異なるキャリブレーション
データが入っていればモニター用ＬＣＤ４２に表示され
たキャリブレーションナンバーがフル点灯するようにな
っている（図１３（ａ））。その結果撮影者は現在設定
されているキャリブレーションナンバーに既にキャリブ
レーションデータが入っているかどうかを認識できるよ
うになっている。またキャリブレーションデータナンバ
ーの初期値は「０」に設定されており視線のキャリブレ
ーションが実行されなければ視線による情報入力はなさ
れないようになっている。

【００４６】つぎに「ＯＦＦ」モードにおいては７セグ
メント６３は「ＯＦＦ」と表示されるようになっており
（図１３（ｃ））、常時キャリブレーションデータナン
バー０が選択され視線禁止モードに設定されている。こ
れは例えば記念撮影などで急に他の人に写真を撮っても
らうような時など、視線検出位置を誤ってしまい誤作動
するのを防ぐために視線による情報入力を禁止して撮影
するのに有効である。続いてＣＰＵ１００に設定された
タイマーがスタートし視線のキャリブレーションを開始
する（＃３０２）。タイマースタート後所定の時間中に
カメラに対して何の操作もなされなかったならば視線検
出回路１０１はそのとき設定されていたキャリブレーシ
ョンデータナンバーを０に再設定し視線禁止（ＯＦＦ）
モードに変更する。またファインダー内に視線のキャリ
ブレーション用の視標等が点滅していれば消灯する。

【００４７】撮影者が電子ダイヤル４５を回転させる
と、前述のようにパルス信号によってその回転を検知し
た信号入力回路１０４はＣＰＵ１００を会してＬＣＤ駆
動回路１０５に信号を送信する。その結果電子ダイヤル
４５の回転に同期してモニター用ＬＣＤ４２に表示され
たキャリブレーションナンバーが変化する。この様子を
図１４に示す。まず電子ダイヤル４５を時計方向に回転
させると「ＣＡＬ−１」→「ＣＡＬ−２」→「ＣＡＬ−
３」→「ＣＡＬ−４」→「ＣＡＬ−５」と変化し、後述
のキャリブレーション操作で撮影者は希望する５つのキ
ャリブレーションナンバーのいずれかにキャリブレーシ
ョンデータを記憶させることができる。そして図１４に
示した状態は「ＣＡＬ−１、２、３」にはすでにキャリ
ブレーションデータが入っており、「ＣＡＬ−４、５」
には入っておらず初期値のままであることを表してい
る。次にさらに時計方向に１クリック回転させると「Ｏ
ＦＦ」表示となり、キャリブレーション動作は行わず、
かつ視線検出禁止モードとなる。さらに１クリック回転
させると「ＣＡＬ−１」に戻り、以上のようにサイクリ
ックにキャリブレーションデータナンバーを表示する。
反時計方向に回転させた場合は図１４の方向と正反対に
表示する。このようにしてモニター用ＬＣＤ４２に表示
されるキャリブレーションナンバーを見ながら撮影者が
所望のキャリブレーションナンバーを選択したら、視線
検出回路１０１は選択されたキャリブレーションデータ
ナンバーの確認を信号入力回路１０４を介して行う（＃
３０３）。確認されたキャリブレーションデータナンバ
ーはＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭの所定のアドレス上に
記憶される。但し確認されたキャリブレーションデータ
ナンバーが変更されていなければＥＥＰＲＯＭへのキャ
リブレーションデータナンバーの記憶は実行されない。

【００４８】続いて視線検出回路１０１は信号入力回路
１０４を介して撮影モードの確認を行う（＃３０４）。
撮影者がモードダイヤル４４を回転させて視線のキャリ
ブレーションモード以外の撮影モードに切り換えている
ことが確認されたら（＃３０４）、ファインダー内に視
線のキャリブレーション用の視標が点滅していれば、そ
れを消灯させて（＃３０５）メインのルーチンであるカ
メラの撮影動作に復帰する（＃３３６）。そしてキャリ
ブレーションナンバー「ＣＡＬ１〜５」が表示されてい
る状態でモードダイヤル４４を他の撮影モード（シャッ
ター優先ＡＥ）に切り換えれば、そのキャリブレーショ
ンナンバーのデータを用いて視線検出を行い、前述の視
線情報を用いた撮影動作が行えるようになっている。こ
の時のモニター用ＬＣＤ４２の状態を図１５に示すが、
通常の撮影モード表示以外に視線入力モード表示６１を
点灯させて、視線情報をもとに撮影動作を制御している
視線入力モードであることを撮影者に知らせている。

【００４９】視線のキャリブレーションモードに設定さ
れたままであることが確認されると（＃３０４）、電子
ダイヤル４５にて設定されたキャリブレーションデータ
ナンバーの確認を再度行う（＃３０６）。この時キャリ
ブレーションデータナンバーが０を選択され視線禁止モ
ードに設定されていれば、再度キャリブレーションデー
タナンバーをＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭに記憶する
（＃３０３）。キャリブレーションモードにおいて視線
禁止が選択されたならばカメラはモードダイヤル４４に
てモードが視線のキャリブレーションモード以外の撮影
モードに変更されるまで待機する。つまり「ＯＦＦ」が
表示されている状態でモードダイヤル４４を切り換えれ
ば、視線検出を行わないで、撮影動作を行うようになっ
ており、モニター用ＬＣＤ４２において視線入力モード
表示６１は非点灯となっている。

【００５０】キャリブレーションデータナンバーが０以
外の値に設定されていれば（＃３０６）、引続きＣＰＵ
１００は信号入力回路１０４を介してカメラの姿勢を検
知する（＃３０７）。信号入力回路１０４は水銀スイッ
チ２７の出力信号を処理してカメラが横位置であるか縦
位置であるか、また縦位置である場合は例えばレリーズ
釦４１が天方向にあるか地（面）方向にあるかを判断す
る。カメラは一般に横位置での使用が多いため、視線の
キャリブレーションを行うためのハード構成もカメラを
横位置に構えたときにキャリブレーション可能なように
設定されている。そのため視線検出回路１０１はカメラ
の姿勢が横位置でないことをＣＰＵ１００より通信され
ると、視線のキャリブレーションを実行しない（＃３０
８）。また視線検出回路１０１はカメラの姿勢が横位置
であることから視線のキャリブレーションができないこ
とを撮影者に警告するために、図１７（ａ）に示すよう
にカメラのファインダー内に設けられたファインダー内
ＬＣＤ２４に「ＣＡＬ」表示を点滅させる。この時図示
されていない発音体によって警告音を発しても構わな
い。

【００５１】一方カメラの姿勢が横位置であることが検
知されると（＃３０８）、視線検出回路１０１は視線検
出回数ｎを０に設定する（＃３０９）。視線のキャリブ
レーションはスイッチＳＷ１をＯＮにすることにより開
始されるように設定されている。撮影者が視線のキャリ
ブレーションを行う準備が整う以前にカメラ側でキャリ
ブレーションを開始するのを防ぐために、視線検出回路
１０１はスイッチＳＷ１の状態の確認を行いスイッチＳ
Ｗ１がレリーズ釦４１によって押されていてＯＮ状態で
あればスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態になるまで待機する
（＃３１０）。視線検出回路１０１は信号入力回路１０
４を介してスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態であることを確
認すると（＃３１０）、ＬＥＤ駆動回路１０６に信号を
送信して視線のキャリブレーション用の視標を点滅させ
る（＃３１１）。視線のキャリブレーション用の視標は
以下に述べるキャリブレーション動作をスーパーインポ
ーズ表示に導かれて、撮影者がスムーズに行えるように
測距点マークと兼用しており、まず最初は右端の測距点
マーク２０４とドットマーク２０６が点滅する（図１６
（ａ））。

【００５２】視線のキャリブレーションの開始のトリガ
ー信号であるスイッチＳＷ１のＯＮ信号が入ってなけれ
ばカメラは待機する（＃３１２）。また点滅を開始した
視標を撮影者が注視しレリーズ釦４１を押してスイッチ
ＳＷ１をＯＮしたら（＃３１２）、視線検出回路１０１
はＣＰＵ１００を介してＬＥＤ駆動回路１０６に信号を
送信して視線のキャリブレーション用の視標を点灯させ
る（＃３１３）（図１６（ｂ））。この時、撮影者は視
線検出が開始されたことを視覚的に認識できる。そして
視線検出が実行される（＃３１４）。視線検出の動作は
図１０のフローチャートで説明した通りである。

【００５３】この右端の測距点マーク２０４及び左端の
測距点マーク２００にはドットマーク２０５、２０６が
刻まれており、これら２点の位置でキャリブレーション
を行なうことを示しており、どちらもスーパーインポー
ズ用ＬＥＤに照明されて点灯、点滅、非点灯の表示をす
ることができるようになっている。また測距点マークは
焦点検出の領域を示すものであるから、その領域に相当
するエリアの表示が必要である。しかし精度良くキャリ
ブレーションを行なうためには撮影者にできるだけ１点
を注視してもらうことが必要であり、このドットマーク
２０５、２０６は容易に１点を注視できるように測距点
マークよりも小さく設けたものである。視線検出回路１
０１は視線検出のサブルーチンからの変数である眼球の
回転角θｘ、θｙ、瞳孔径Ｒｐｐ及び各データの信頼性
を記憶する（＃３１５）。さらに視線検出回数ｎをカウ
ントアップする（＃３１６）。撮影者の視線は多少ばら
つきがあるため正確な視線のキャリブレーションデータ
を得るためには１点の視標に対して複数回の視線検出を
実行するのが有効である。キャリブレーションのデータ
の演算処理方法は後述する。本実施例においては１点の
視標に対する視線検出回数は１０回と設定されている。
視線検出回数ｎが１０回でなければ（＃３１７）視線検
出が続行される（＃３１４）。視線検出回数ｎが１０回
であれば視標１（測距点マーク２０４、ドットマーク２
０６）に対する視線検出を終了する（＃３１７）。視標
１に対する視線検出が終了したことを撮影者に認識させ
るために視線検出回路１０１はＣＰＵ１００を介して図
示されていない発音体を用いて電子音を数回鳴らさせ
る。同時に視線検出回路１０１はＬＥＤ駆動回路１０６
を介して視標１を消灯させる（＃３１８）。

【００５４】引続き視線検出回路１０１は信号入力回路
１０４を介してスイッチＳＷ１がＯＦＦ状態になってい
るかどうかの確認を行なう（＃３１９）。スイッチＳＷ
１がＯＮ状態であればＯＦＦ状態になるまで待機し、ス
イッチＳＷ１がＯＦＦ状態であれば左端の視標２（測距
点マーク２００、ドットマーク２０５）が点滅を開始す
る（＃３２０）（図１６（ｃ））。視線検出回路１０１
は再度信号入力回路１０４を介してスイッチＳＷ１がＯ
Ｎ状態になっているかどうかの確認を行なう（＃３２
１）。スイッチＳＷ１がＯＦＦ状態であればＯＮされる
まで待機し、スイッチＳＷ１がＯＮされたら視線検出回
路１０１はＣＰＵ１００を介してＬＥＤ駆動回路１０６
に信号を送信して視線のキャリブレーション用の視標を
点灯させる（＃３２２）（図１６（ｄ））。そして、視
線検出を実行する（＃３２３）。視線検出回路１０１は
視線検出のサブルーチンからの返数である眼球の回転角
θｘ、θｙ、瞳孔径Ｒｐｐ及び各データの信頼性を記憶
する（＃３２４）。さらに視線検出回数ｎをカウントア
ップする（＃３２５）。さらに視線検出回数ｎが２０回
でなければ（＃３２６）視線検出が続行される（＃３２
３）。視線検出回数ｎが２０回であれば視標２に対する
視線検出を終了する（＃３２６）。

【００５５】視標２に対する視線検出が終了したことを
撮影者に認識させるために視線検出回路１０１はＣＰＵ
１００を介して図示されていない発音体を用いて電子音
を数回鳴らさせる。同時に視線検出回路１０１はＬＥＤ
駆動回路１０６を介して視標２を消灯させる（＃３２
７）。

【００５６】視線のキャリブレーションデータ算出用の
視線データの検出が終了すると、視線検出回路１０１に
記憶された眼球の回転角θｘ、θｙ、瞳孔径Ｒｐｐより
視線のキャリブレーションデータが算出される（＃３２
８）。視線のキャリブレーションデータの算出方法は以
下の通りである。

【００５７】ピント板７上の視標１、視標２の座標をそ
れぞれ（Ｘ１，０）、（Ｘ２，０）、視線検出回路１０
１に記憶された各視標を注視したときの眼球の回転角
（θｘ，θｙ）１０回分の平均値を（θｘ１，θｙ
１）、（θｘ２，θｙ２）とする。但し（θｘ１，θｙ
１）は撮影者が視標１を注視したときに検出された眼球
の回転角の平均値、（θｘ２，θｙ２）は撮影者が視標
２を注視したときに検出された眼球の回転角の平均値を
表している。また各視標を注視したときの眼球の回転角
の標準偏差をσｘ１、σｙ１、σｘ２、σｙ２とする。
眼球の回転角の平均値から大きく離れたデータを除外す
るためのしきい値θｔｈを、 θｔｈｘ１＝σｘ１ θｔｈｙ１＝１．５＊σｙ１ θｔｈｘ２＝σｘ２ θｔｈｙ２＝１．５＊σｙ２ と設定する。ここで眼球の回転角の標準偏差に対するし
きい値の値が、ｘ（水平）方向とｙ（垂直）方向とで異
なった倍率になっているのは、各回転方向で必要とされ
る視線検出精度が異なるためである。

【００５８】そこで、眼球の回転角と平均値との差｜θ
−θ｜がしきい値θｔｈを超える回転角を除外した後の
各回転角の平均値をθｘ１、θｙ１、θｘ２、θｙ２と
する。また、眼球の回転角と平均値との差｜θ−θ｜が
しきい値θｔｈを超える回転角を除外した後の各瞳孔径
の平均値をＲｐｐ１、Ｒｐｐ２とする。

【００５９】まず、水平（ｘ）方向に関して説明を行
う。

【００６０】検出された回転角θｘは瞳孔径Ｒｐｐに依
存するため、 θｘ＝Ｋｘ＊Ｒｐｐ＋Ｌｘ （８） とおくことができる。（８）式の係数Ｋｘ、Ｌｘは視線
座標の１次関数と仮定され、 Ｋｘ＝Ａｘ＊Ｘ／ｍ＋Ｃｘ （９） Ｌｘ＝Ｂｘ＊Ｘ／ｍ＋Ｄｘ （１０） とおける。ある明るさの環境で視標１（水平座標Ｘ１）
を注視したとき、上記データ処理した後の回転角をθｘ
１、瞳孔径をＲｐｐ１とすると、 θｘ１＝Ｋｘ１＊Ｒｐｐ１＋Ｌｘ１ （１１） Ｋｘ１＝Ａｘ＊Ｘ１／ｍ＋Ｃｘ （１２） Ｌｘ１＝Ｂｘ＊Ｘ１／ｍ＋Ｄｘ （１３） 同様に、視標２（水平座標Ｘ２）において、 θｘ２＝Ｋｘ２＊Ｒｐｐ２＋Ｌｘ２ （１４） Ｋｘ２＝Ａｘ＊Ｘ２／ｍ＋Ｃｘ （１５） Ｌｘ２＝Ｂｘ＊Ｘ２／ｍ＋Ｄｘ （１６） 後述する方法で、（１１）式におけるＫｘ１、Ｌｘ１
が、（１４）式におけるＫｘ２、Ｌｘ２が決まると、
（１２）、（１５）式より、

【００６１】

【外３】 また、（１３）（１６）式より、

【００６２】

【外４】 と算出される。

【００６３】次に垂直方向の視線座標は（７）式にて求
められるが、垂直方向に関するキャリブレーションデー
タＡｙ〜Ｄｙは以下のように算出される。

【００６４】検出された回転角θｙは瞳孔径Ｒｐｐに依
存するから、 θｙ＝Ｋｙ＊Ｒｐｐ＋Ｌｙ （２１） （２１）式の係数Ｋｙ、Ｌｙは視線座標の１次関数と仮
定され、 ｋｙ＝Ａｙ＊Ｙ／ｍ＋Ｃｙ （２２） Ｌｙ＝Ｂｙ＊Ｙ／ｍ＋Ｄｙ （２３） とおける。ところで、視線のキャリブレーションのため
の２つの視標は、水平方向に離れて配置されているが、
垂直方向は同一の座標である。従って、水平方向のキャ
リブレーションデータＡｘ〜Ｄｘは上述のように求める
ことができるが、垂直方向のキャリブレーションデータ
Ａｙ〜Ｄｙは同様に求めることはできない。そこで、
（７）式の分母に対して次の仮定を行う。

【００６５】Ａｙ＊Ｒｐｐ＋Ｂｙ＝Ａｘ＊Ｒｐｐ＋Ｂｘ
＝定数 よって、 Ａｙ＝０ （２４） Ｂｙ＝Ａｘ＊Ｒｐｐ＋Ｂｘ＝定数 （２５） ここで、Ｒｐｐは複数回検出した瞳孔径の平均を表す。
また（２２）（２３）式より、 Ｃｙ＝Ｋｙ （２６） Ｄｙ＝Ｌｙ−Ｂｙ＊Ｙ／ｍ ところで視標の垂直方向の座標Ｙは０であるため、 Ｄｙ＝Ｌｙ （２７） となる。

【００６６】次に、Ｋｘ１、Ｌｘ１、Ｋｘ２、Ｌｘ２、
Ｋｙ、Ｌｙの求め方について説明する。

【００６７】カメラの場合、視線のキャリブレーション
は何回でも受け付けるようになっている。そこで複数回
の視線キャリブレーション動作で入力された上記データ
処理後の複数のθｘ、θｙ、Ｒｐｐを記憶し、これを用
いて（８）（２１）式をできるだけ満足するＫｘ１〜Ｌ
ｙを決定しようとするものである。そのために「単純平
均」と「最小二乗法」を用いる。ところで、眼球の回転
角θｘ、θｙの瞳孔径Ｒｐｐに対する依存の度合を検出
するため、記憶している複数の瞳孔径Ｒｐｐの値に変化
が乏しければ単純平均によって、Ｋｘ１、Ｌｘ１あるい
はＫｘ２、Ｌｘ２あるいはＫｙ、Ｌｙが求められる。ま
た、瞳孔径Ｒｐｐの変化が大きければ最小二乗法によっ
てＫｘ１〜Ｌｙを求める。キャリブレーション動作の回
数が少なく入力されているデータの数が少ないときは、
単純平均にて求められる。実際の計算は以下のように行
われる。

【００６８】ある視線のキャリブレーション動作におい
て、右端の視標１を注視したときの前述のデータ処理し
た後のデータを［θｘ１、θｙ１、Ｒｐｘ１］、左端の
視標２を注視したときのデータを［θｘ２、θｙ２、Ｒ
ｐｘ２］とすると、

【００６９】

【外５】

【００７０】いま、蓄積されたデータ数をｎ、どちらの
計算方法で係数Ｋｘ１〜Ｌｙの算出を行うかを判定する
しきい値をｎｓ（例えば２個）とすると、Ａ．データ数
ｎ＜ｎｓ、あるいは瞳孔径Ｒｐｐの変化（あるいは偏差
量）が小さいとき、単純平均を用いて以下の式からＫｘ
１〜Ｌｙを計算する。

【００７１】Ｋｘ１＝０ （２８）

【００７２】

【外６】 Ｋｘ２＝０ （３０）

【００７３】

【外７】 Ｋｙ＝０ （３２）

【００７４】

【外８】 Ｂ．データ数ｎ≧ｎｓかつ瞳孔径Ｒｐｐの変化が大きい
とき、最小二乗法を用いて以下の式からＫｘ１〜Ｌｙを
計算する。

【００７５】

【外９】

【００７６】以上のようにして視線のキャリブレーショ
ンデータ算出後、あるいは視線検出の終了後にタイマー
がリセットされる（＃３２９）。

【００７７】またキャリブレーションデータの信頼性の
判定手段を兼ねた視線検出回路１０１は算出された視線
のキャリブレーションデータが適正かどうかの判定を行
う（＃３３０）。

【００７８】判定は視線検出サブルーチンからの変数で
ある眼球の回転角及び瞳孔径の信頼性と算出された視線
のキャリブレーションデータ自身を用いて行われる。す
なわち視線検出サブルーチンにて検出された眼球の回転
角及び瞳孔径の信頼性がない場合は算出された視線のキ
ャリブレーションデータも信頼性がないと判定する。ま
た視線検出サブルーチンにて検出された眼球の回転角及
び瞳孔径の信頼性がある場合算出された視線のキャリブ
レーションデータが一般的な個人差の範囲に入っていれ
ば適正と判定し、一方算出された視線のキャリブレーシ
ョンデータが一般的な個人差の範囲から大きく逸脱して
いれば算出された視線のキャリブレーションデータは不
適性と判定する。また視線検出回路１０１は算出された
視線のキャリブレーションデータが適性か否かの判定を
行うだけでなく、算出された視線のキャリブレーション
データがどの程度信頼性があるかも判定する。信頼性の
度合は視線検出サブルーチンにて検出された眼球の回転
角及び瞳孔径の信頼性等に依存しているのは言うまでも
ない。視線のキャリブレーションデータの信頼性はその
程度に応じて２ビットに数値化されて後述するようにＣ
ＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭに記憶される。

【００７９】算出された視線のキャリブレーションデー
タが不適性と判定されると（＃３３０）、視線検出回路
１０１はＣＰＵ１００を介して図示されていない発音体
を用いて電子音を所定時間鳴らし視線のキャリブレーシ
ョンが失敗したことを警告する。同時にＬＣＤ駆動回路
１０５に信号を送信しファインダー内ＬＣＤ２４及びモ
ニター用ＬＣＤ４２に「ＣＡＬ」表示を点滅させて警告
する（＃３３７）（図１７（ａ））、図１８（ａ））。
発音体による警告音としてＬＣＤ２４、４２による警告
表示を所定時間行った後キャリブレーションルーチンの
初期ステップ（＃３０１）に移行し再度視線のキャリブ
レーションを実行できる状態に設定される。

【００８０】また算出された視線のキャリブレーション
データが適性であれば（＃３３０）、視線検出回路１０
１はＬＣＤ駆動回路１０５、ＬＥＤ駆動回路１０６を介
して視線のキャリブレーションの終了表示を行う（＃３
３１）。ＬＥＤ駆動回路１０６はスーパーインポーズ用
ＬＥＤ２１に通電し視標１、視標２を数回点滅させると
ともに、ＬＣＤ駆動回路１０５はＬＣＤ２４、４２に信
号を送信して「Ｅｎｄ−キャリブレーションＮｏ」の表
示を所定時間実行するようになっている（図１７
（ｂ）、図１８（ｂ））。視線検出回路１０１は視線検
出回数ｎを１に設定し（＃３３２）、さらに算出された
視線のキャリブレーションデータ、撮影者の眼鏡情報及
び算出された視線のキャリブレーションデータの信頼性
を現在設定されているキャリブレーションデータナンバ
ーに相当するＥＥＰＲＯＭのアドレス上に記憶する（＃
３３３）。この時記憶を行うとするＥＥＰＲＯＭのアド
レス上に既に視線のキャリブレーションデータが記憶さ
れている場合はキャリブレーションデータの更新を行
う。

【００８１】一連の視線のキャリブレーション終了後、
カメラは撮影者によって電子ダイヤル４５かあるいはモ
ードダイヤル４４が操作されるまで待機する。撮影者が
電子ダイヤル４５を回転させて他のキャリブレーション
ナンバーを選択したならば、視線検出回路１０１は信号
入力回路１０４を介してキャリブレーションナンバーの
変更を検知し（＃３３４）、視線のキャリブレーション
ルーチンの初期ステップ（＃３０１）に移行する。また
撮影者がモードダイヤル４４を回転させて他の撮影モー
ドを選択したならば、視線検出回路１０１は信号入力回
路１０４を介して撮影モードの変更を検知し（＃３３
５）メインのルーチンに復帰する（＃３３６）。メイン
のルーチンに復帰する際電子ダイヤル４５にて設定され
たキャリブレーションナンバーにおいてキャリブレーシ
ョンデータが入力されておらず初期値のままであったな
らば、視線検出回路１０１はキャリブレーションデータ
ナンバーを０に再設定し強制的に視線禁止モードに設定
する。実際にはＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭに記憶され
た現在設定されているキャリブレーションデータナンバ
ーを０（視線禁止モード）に再設定する。

【００８２】尚、本実施例においては１点の視標を注視
しているときの視線検出回数を１０回にして視線のキャ
リブレーションを行った例を示したが１０回以上、ある
いは１０回未満の回数で行っても構わない。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
適切でない検出結果を除外した検出結果から眼球の個人
差を補正する補正係数を求める補正係数演算することが
できるので、正確な補正係数を得ることが可能となる。
したがって、眼球の個人差をより正確に補正できるよう
になり、高精度な視線検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する一眼レフカメラの概略図。

【図２】（ａ）は本発明に関する一眼レフカメラの後部
外観図。（ｂ）は本発明に関する一眼レフカメラの上面
図。

【図３】本発明に関するファインダー視野図。

【図４】本発明に関するモードダイヤル詳細図。

【図５】本発明に関する電子ダイヤル詳細図。

【図６】本発明に関するカメラの電気回路図。

【図７】（ａ）は本発明に関するモニター用ＬＣＤ全点
灯図。（ｂ）は本発明に関するファインダー内ＬＣＤ全
点灯図。

【図８】本発明に関するカメラ動作のフローチャート。

【図９】本発明に関する測距点自動選択アルゴリズムの
フローチャート。

【図１０】本発明に関する視線検出のフローチャート。

【図１１】本発明に関する視線のキャリブレーションの
フローチャート。

【図１２】本発明に関するカメラ動作中のファインダー
内表示状態図。

【図１３】本発明に関するキャリブレーションモード時
のモニター用ＬＣＤの表示状態図。

【図１４】本発明に関するキャリブレーションモード時
のモニター用ＬＣＤの表示状態図。

【図１５】本発明に関し視線入力モード時のモニター用
ＬＣＤの表示状態図。

【図１６】本発明に関しキャリブレーションモード時の
ファインダー内ＬＣＤの表示状態図。

【図１７】本発明に関しキャリブレーションモード時の
ファインダー内ＬＣＤの表示状態図。

【図１８】本発明に関しキャリブレーションモード時の
モニター用ＬＣＤの表示状態図。

【図１９】（ａ）は本発明に関する眼球像の概略図。
（ｂ）は本発明に関するイメージセンサーの出力強度
図。

【図２０】本発明に関する視線検出方法の原理図。

【符号の説明】

１ 撮影レンズ ２ 主ミラー ６ 焦点検出装置 ６ｆ イメージセンサー ７ ピント板 １０ 測光センサー １１ 接眼レンズ １３ 赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） １４ イメージセンサー（ＣＣＤ−ＥＹＥ） １５ 眼球 １６ 角膜 １７ 虹彩 ２１ スパーインポーズ用ＬＥＤ ２４ ファインダー内ＬＣＤ ２５ 照明用ＬＥＤ ２７ 水銀スイッチ ３１ 絞り ４１ レリーズ釦 ４２ モニター用ＬＣＤ ４２（ａ） 固定表示セグメント部 ４２（ｂ） ７セグメント表示部 ４３ ＡＥロック釦 ４４ モードダイヤル ４５ 電子ダイヤル ６１ 視線入力モード表示 ７８ 視線入力マーク １００ ＣＰＵ １０１ 視線検出回路 １０３ 焦点検出回路 １０４ 信号入力回路 １０５ ＬＣＤ駆動回路 １０６ ＬＥＤ駆動回路 １０７ ＩＲＥＤ駆動回路 １１０ 焦点調節回路 ２００〜２０４ 測距点マーク（キャリブレーション視
標） ２０５〜２０６ ドットマーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−168623（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 3/00 - 3/16 G02B 7/28 G03B 13/00 - 13/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼球像を受光する受光手段と、 前記受光手段にて受光した眼球像から眼球の回転角を検
   出する回転角検出手段と、 前記回転角検出手段により検出された複数の回転角の平
   均値θ及び標準偏差σを算出する算出手段と、 前記標準偏差を用いて閾値θthを設定する設定手段と、 前記平均値θと前記検出された各回転角との差を閾値θ
   thと比較し、前記差が閾値θthよりも大きくない回転角
   を選択する選択手段と、 前記選択された回転角を用いて眼球の個人差を補正する
   補正係数を演算し、前記補正係数を用いて視線を演算す
   る視線演算手段とを有し、 前記閾値はσ≦θth≦1.5σを満たすことを特徴とする
   視線検出装置。
2. 【請求項２】 前記閾値θthは、眼球の水平方向の回転
   角と垂直方向の回転角とで異なる値を設定することを特
   徴とする請求項１に記載の視線検出装置。