JP3297481B2

JP3297481B2 - 視線検出装置

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Publication number: JP3297481B2
Application number: JP29150492A
Authority: JP
Inventors: 山田　　晃; 明彦長野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 2002-07-02
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: JPH06138367A; US5561289A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサで眼球
の画像を撮影する視線検出装置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）が種々提案されてい
る。

【０００３】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。

【０００４】図１７は視線検出方法の原理説明図、図１
８（Ａ），（Ｂ）は図１７のイメージセンサー１４面上
に投影される眼球像と、イメージセンサー１４からの出
力強度の説明図である。

【０００５】次に図１７、図１８（Ａ），（Ｂ）を用い
て視線検出方法について説明する。各赤外発光ダイオー
ド１３ａ、１３ｂは受光レンズ１２の光軸アに対してＺ
方向に略対称に配置され、各々撮影者の眼球を発散照明
している。

【０００６】赤外発光ダイオード１３ｂより放射された
赤外光は眼球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る角膜反射像ｄ
は受光レンズ１２により集光されイメージセンサー１４
上の位置ｄ′に再結像する。

【０００７】同様に赤外発光ダイオード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る角膜反射像
ｅは受光レンズ１２により集光されイメージセンサー１
４上の位置ｅ′に再結像する。

【０００８】又、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上の位置
ａ′，ｂ′に該端部ａ，ｂの像を結像する。受光レンズ
１２の光軸（光軸ア）に対する眼球１５の光軸イの回転
角θが小さい場合、虹彩１７の端部ａ，ｂのＺ座標をＸ
ａ，Ｘｂとすると、瞳孔１９の中心位置ｃの座標ＸｃはＸｃ≒（Ｘａ＋Ｘｂ）／２と表わされる。

【０００９】又、角膜反射像ｄ及びｅの中点のＺ座標と
角膜１６の曲率中心ＯのＺ座標Ｚｏとは一致するため、
角膜反射像の発生位置ｄ，ｅのＸ座標をＸｄ，Ｘｅ、角
膜１６の曲率中心Ｏから瞳孔１９の中心Ｃまでの標準的
な距離をＬ_OCとし、距離Ｌ_OCに対する個人差を考慮する
係数をＡ１とすると眼球光軸イの回転角θは（Ａ１＊Ｌ_OC）＊ｓｉｎθ≒Ｘｃ−（Ｘｄ＋Ｘｅ）／２…（１）の関係式を略満足する。このため視線演算処理装置にお
いて図１８（Ｂ）のごとくイメージセンサー上の一部に
投影された各特徴点（角膜反射像ｄ，ｅ及び虹彩の端部
ａ，ｂ）の位置を検出することにより眼球の光軸イの回
転角θを求めることができる。このとき（１）式は、 β（Ａ１＊Ｌ_OC）＊ｓｉｎθ≒（Ｘａ′＋Ｘｂ′）／２ −（Ｘｄ′＋Ｘｅ′）／２…（２）とかきかえられる。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｜Ｘｄ′−Ｘｅ′｜の関数として求められる。眼
球１５の回転角θは θ≒ＡＲＣＳＩＮ｛（Ｘｃ′−Ｘｆ′）／β／（Ａ１＊Ｌ_OC）｝…（３）とかきかえられる。但しＸｃ′≒（Ｘａ′＋Ｘｂ′）／２Ｘｆ′≒（Ｘｄ′＋Ｘｅ′）／２である。ところで撮影者の眼球の光軸イと視軸とは一致
しない為、撮影者の眼球の光軸イの水平方向の回転角θ
が算出されると眼球の光軸と視軸との角度補正δをする
ことにより撮影者の水平方向の視線θＨは求められる。
眼球の光軸イと視軸との補正角度δに対する個人差を考
慮する係数をＢ１とすると撮影者の水平方向の視線θＨ
は θＨ＝θ±（Ｂ１＊δ）…（４）と求められる。ここで符号±は、撮影者に関して右への
回転角を正とすると、観察装置をのぞく撮影者の目が左
目の場合は＋、右目の場合は-の符号が選択される。

【００１０】又、同図においては撮影者の眼球がＺ−Ｘ
平面（例えば水平面）内で回転する例を示しているが、
撮影者の眼球がＺ−Ｙ平面（例えば垂直面）内で回転す
る場合においても同様に検出可能である。ただし、撮影
者の視線の垂直方向の成分は眼球の光軸の垂直方向の成
分θ′と一致するため垂直方向の視線θＶは θＶ＝θ′ となる。更に視線データθＨ，θＶより撮影者が見てい
るファインダー視野内のピント板上の位置（Ｘｎ，Ｙ
ｎ）は、Ｘｎ≒ｍ＊θＨ ≒ｍ＊［ＡＲＣＳＩＮ｛（Ｘｃ′−Ｘｆ′）／β／（Ａ１＊Ｌ_OC）｝ ±（Ｂ１＊δ）］…（５）Ｙｎ≒ｍ＊θＶと求められる。ただし、ｍはカメラのファインダー光学
系で決まる定数である。

【００１１】ここで撮影者の眼球の個人差を補正する係
数Ａ１，Ｂ１の値は撮影者にカメラのファインダー内の
所定の位置に配設された指標を固視してもらい、該指標
の位置と（５）式に従い算出された固視点の位置とを一
致させることにより求められる。

【００１２】なお、撮影者の視線及び注視点を求める演
算は、前記各式に基づき視線演算処理装置のマイクロコ
ンピュータのソフトで実行している。

【００１３】又、視線の個人差を補正する係数は通常観
察者の眼球の水平方向の回転に対応するものであるた
め、カメラのファインダー内の配設される二つの指標は
観察者に対して水平方向になるように設定されている。

【００１４】視線の個人差を補正する係数が求まり
（５）式を用いてカメラのファインダーを覗く観察者の
視線のピント板上の位置を算出し、その視線情報を撮影
レンズの焦点調節あるいは露出制御等に利用している。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プルキンエ
像や瞳孔の端部を検出する為には常に安定した眼球像の
像信号が得られる事が必要である。その為に一般的には
オートゲインコントロール等の制御が行われているが、
カメラのように屋外でも多く使用される。視線検出装置
においては、眼球像の像信号レベルは外来ノイズによっ
てかなり不安定であり、オートゲインコントロール等の
制御をかけても角膜反射像（以下プルキンエ像と称す）
を外来ゴーストと誤検出するとか瞳孔端部の像出力レベ
ルが不足して、視線検出が不能もしくは大きな誤差とな
り視線検出位置を間違えてしまうといった問題が生じて
いた。またプルキンエ像や、瞳孔端部の状態は、外光の
状況、観察者の眼球の位置等に大きく左右される為、常
に検出できるアルゴリズムを作成することは非常に過大
な負荷をマイコンを与える事になり、その実現も難しか
った。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
みてなされたもので、請求項１に記載した発明は、観察
者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球の前記照明に
よる反射像を検出する受光手段と、前記受光手段の出力
から視線を検出する視線検出手段と、前記受光手段の出
力より前記眼球の角膜反射像及び瞳孔の位置に関する瞳
孔情報が検出されたか否かを判定する判定手段と、前記
判定手段により少なくとも一方が検出されていないと判
定された場合には、前記受光手段の出力を変更させる制
御手段とを有することを特徴としている。また、請求項
３に記載の発明は、観察者の眼球を照明する照明手段
と、前記眼球の前記照明による反射像を検出する受光手
段と、前記受光手段の出力から視線を検出する視線検出
手段と、前記受光手段の出力より得られる眼球情報が形
状又は位置に関する所定の条件を満たしているか否かを
判定する判定手段と、前記判定手段により前記眼球情報
が所定の条件を満たしていないと判定された場合には、
前記受光手段の出力を変更させる制御手段とを有するこ
とを特徴としている。また、請求項７に記載の発明は、
観察者が観察を行う観察面と、観察者の眼球を照明する
照明手段と、前記眼球の前記照明による反射像を検出す
る受光手段と、前記受光手段の出力から前記観察面にお
ける視線位置を検出する視線検出手段と、前記視線検出
手段により検出された前記観察面における視線位置が所
定範囲内にあるかないかを判定する判定手段と、前記判
定手段により前記視線位置が所定範囲内にないと判定さ
れた場合には、前記受光手段の出力を変更させる制御手
段とを有し、前記制御手段により前記受光手段の出力を
変更した場合には再度視線検出手段によって視線位置が
検出されることを特徴としている。また、請求項１１に
記載の発明は、複数の位置から眼球を照明することがで
きる照明手段と、前記複数の照明手段の照明位置を設定
する照明位置設定手段と、前記照明手段に照明される眼
球の画像を撮影するイメージセンサと、前記イメージセ
ンサの出力から視線を検出する視線検出手段と、前記視
線検出手段による視線検出結果が正しいかどうかを判定
する判定手段と、前記判定手段により前記視線検出結果
が正しくないと判定される場合には、前記照明位置設定
手段にて設定される前記照明手段の照明位置を変更し、
前記照明位置を変更した後の前記イメージセンサからの
出力から再度視線検出を行うように前記視線検出手段を
制御する制御手段とを有することを特徴としている。ま
た、請求項１２に記載の発明は、眼球を照明することが
できる照明手段と、前記照明手段の照明条件を設定する
照明条件設定手段と、前記照明手段に照明される眼球の
画像を撮影するイメージセンサと、前記イメージセンサ
の出力からプルキンエ像と瞳孔を検出し、これらを用い
て視線を検出する視線検出手段と、前記視線検出手段に
よる視線検出結果が正しいかどうかを判定する第１の判
定手段と、前記第１の判定手段により前記視線検出結果
が正しくないと判定される場合には、前記イメージセン
サの出力から前記プルキンエ像が正しく検出できている
かどうかを判定する第２の判定手段と、前記第２の判定
手段により前記プルキンエ像が正しく検出できないと判
定される場合には、前記照明条件設定手段にて設定され
る前記照明条件を変更し、前記照明条件を変更した後の
前記イメージセンサからの出力から再度視線検出を行う
ように前記視線検出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。また、請求項１６に記載の発明
は、眼球を照明することができる照明手段と、前記照明
手段の照明条件を設定する照明条件設定手段と、前記照
明手段に照明される眼球の画像を撮影するイメージセン
サと、前記イメージセンサの蓄積時間もしくは出力の増
幅特性を設定するイメージセンサ制御手段と、前記イメ
ージセンサの出力からプルキンエ像と瞳孔を検出し、こ
れらを用いて視線を検出する視線検出手段と、前記視線
検出手段による視線検出結果が正しいかどうかを判定す
る判定手段と、前記判定手段により前記視線検出結果が
正しくないと判定される場合には、前記視線検出結果が
正しくないと判定された回数をカウントするカウント手
段と、前記カウント手段によるカウント数に応じて、前
記照明条件設定手段により設定される照明条件、前記イ
メージセンサ制御手段により設定される前記イメージセ
ンサの蓄積時間もしくは出力の増幅特性のうち何れか１
つを変更し、変更後の前記イメージセンサからの出力か
ら再度視線検出を行うように前記視線検出手段を制御す
る制御手段とを有することを特徴としている。

【００１７】

【実施例】図１は本発明を一眼レフカメラに適用したと
きの実施例１の要部概略図、図２は本発明を一眼レフカ
メラに適用したときの後面概略図、図３は図１のファイ
ンダー視野内の説明図である。

【００１８】各図において、１は撮影レンズで便宜上２
枚のレンズで示したが、実際はさらに多数のレンズから
構成されている。２は主にミラーで、ファインダー系に
よる被写体像の観察状態と被写体像の撮影状態に応じて
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、主にミラー２を透過した光束をカメラボディの下
方の後述する焦点検出装置６へ向けて反射する。

【００１９】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より成っている。

【００２０】６は焦点検出装置であり、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６
ｃ、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。

【００２１】本実施例における焦点検出装置６は周知の
位相差方式を用いており、図３に示すように観察画面内
（ファインダー視野内）の複数の領域（５箇所）を測距
点として、該測距点が焦点検出可能となるように構成さ
れている。

【００２２】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は各々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ある。結像レンズ
９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１０を共役に関係付けている。

【００２３】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より成っている。

【００２４】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
は各々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。

【００２５】２１は明るい被写体の中でも視認できる高
輝度のスーパーインボーズ用ＬＥＤで、発光された光は
投光用プリズム２２を介し、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
通って撮影者眼１５に達する。

【００２６】そこでピント板７の焦点検出領域に対応す
る複数の位置（測距点）にこの微小プリズムアレイ７ａ
を枠状に形成し、これを各々に対応した５つのスーパイ
ンボーズ用ＬＥＤ２１（各々をＬＥＤ−Ｌ１，ＬＥＤ−
Ｌ２，ＬＥＤ−Ｃ，ＬＥＤ−Ｒ１，ＬＥＤ−Ｒ２とす
る）によって照明する。

【００２７】これによって図３に示したファインダー視
野から分るように、各々の測距点マーク２００，２０
１，２０２，２０３，２０４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ボーズ表示とい
う）。

【００２８】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によって照明されている。

【００２９】ＬＣＤ２４を透過した光は三角プリズム２
６によってファンダー視野内に導かれ、図３の２０７で
示したようにファインダー視野外に表示され、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。

【００３０】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とのインターフェイスとなるマ
ウント接点である。

【００３１】図４はカメラに内蔵された電気回路の説明
図である。図１と同一のものは同一番号をつけている。

【００３２】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１０
３、信号入力回路１０４、ＬＣＤ駆動回路１０５、ＬＥ
Ｄ駆動回路１０６、ＩＲＥＤ駆動回路１０７、シャッタ
ー制御回路１０８、モーター制御回路１０９が接続され
ている。又、撮影レンズ内に配置された焦点調節回路１
１０、絞り駆動回路１１１とは図１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。

【００３３】ＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭ１０
０ａは記憶手段としての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。

【００３４】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ＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１
００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。

【００３５】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視野内の左側測距点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つの領域を測光するフォ
トダイオードから構成されている。

【００３６】図４のラインセンサー６ｆは前述の図３に
示すように画面内の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−Ｌ
１，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。

【００３７】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、ＣＰＵ１０
０に送る。ＳＷ−１はレリーズ釦の第１ストロークでＯ
Ｎし、測光、ＡＦ、視線検出動作等を開始するスイッ
チ、ＳＷ−２はレリーズ釦の第２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−Ａ
ＥＬはＡＥロック釦を押すことによってＯＮするＡＥロ
ックスイッチ、ＳＷ−ＤＩＡＬＩとＳＷ−ＤＩＡＬ２
は、不図示である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のアップダウンカンウターに
入力され、電子ダイヤルの回転クリック量をカウントす
る。

【００３８】１０５は液晶表示素子ＬＣＤを表示駆動さ
せるための公知のＬＣＤ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。Ｌ
ＥＤ駆動回路１０６は照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５
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（Ｉ
ＲＥＤ１〜６）１３ａ〜１３ｆを状況に応じて選択的に
点灯させる。

【００３９】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。

【００４０】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をもとに以下説明する。

【００４１】不図示のモードダイヤルを回転させてカメ
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）、Ｃ
ＰＵ１００の視線検出に使われる変数がリセットされる
（＃１０１）。

【００４２】そしてカメラはレリーズ釦が押し込まれて
スイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃１０
２）。レリーズ釦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、ＣＰＵ１
００は視線検出回路１０１に確認する（＃１０３）。

【００４３】この時、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（＃１１６）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）。

【００４４】尚、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
は本発明にその内容については直接関係しない為照明を
省略する。

【００４５】視線検出モードに設定されている場合は視
線検出を実行する（＃１０４）。

【００４６】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。Ｃ
ＰＵ１００は該注視点座標に近接した測距点を選択し、
ＬＥＤ駆動回路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）。

【００４７】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か
ら手を離しスイッチＳＷ１をＯＦＦすると（＃１０
６）、カメラはスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機す
る（＃１０２）。

【００４８】このように視線情報によって測距点が選択
されたことをファインダー視野内の測距点マークを点滅
表示させて撮影者に知らせるようになっているので撮影
者は意志どうりに選択されたかどうか確認することがで
きる。

【００４９】又、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、引続きスイツチ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）。

【００５０】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Ｌ
ＣＤ２４の合焦マークを点滅させ、測距がＮＧ（不能）
であることを撮影者に警告し（＃１１８）、ＳＷ１が離
されるまで続ける（＃１１９）。

【００５１】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１１０に
信号を送って所定量撮影レンズ１を駆動させる（＃１１
７）。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）。

【００５２】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、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
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）。

【００５３】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
イツチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃１０２）。

【００５４】又、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（＃１
１１）、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。

【００５５】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ってい
る。

【００５６】更にレリーズ釦が押し込まれてスイッチＳ
Ｗ２がＯＮされているかどうかの判定を行い（＃１１
３）、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）。又、スイッ
チＳＷ２がＯＮされたならばＣＰＵ１００はシャッター
制御回路１０８、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。

【００５７】まずＭ２に通電し主にミラー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１０２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（例えば１／２５０秒）経過後Ｍ
Ｇ２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）。

【００５８】図６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）。

【００５９】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（＃
２０１）。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、又、縦位置である場合は例えばレ
リーズ釦が天方向にあるか地（面）方向にあるかを判断
する。

【００６０】次に先に検知されたカメラの姿勢情報とキ
ャリプ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（＃２０２）。即ちカメラが横位置
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に示すようにファインダー光軸よりのＩＲＥＤ１３
ａ，１３ｂが選択される。

【００６１】又、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ＩＲＥＤ１３
ｃ、１３ｄ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。

【００６２】更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ＩＲＥＤ１３ａ，１３ｅもしくはＩＲＥＤ１３
ｂ，１３ｆのどちらかの組合せが選択される。

【００６３】次に眼球の輝度情報をもとにイメージセン
サー１４（以下ＣＣＤ−ＥＹＥと称す）の蓄積時間とセ
ンサー出力の増幅特性を設定する（＃２０３）。この眼
球の輝度情報を知る為に検出される眼球像の領域を複数
に分割し、各々の輝度値をもとに眼球の輝度値を評価演
算し求めるようにしている。このステップ＃２０３につ
いて詳細に説明する。

【００６４】図７は１２分割された各検出領域に対する
眼球像の様子を示したものである。ここで検出領域の中
央部Ａとなる領域ＶＩ，ＶＩＩの輝度値をＡ₁ ，Ａ₂ 、
又中央部Ａの上・下の領域の中間部Ｂとなる領域ＩＩ，
ＩＩＩ，Ｘ，ＸＩの輝度値をＢ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ，Ｂ₄
又、検出領域の左右の領域の周辺部ＣとなるＩ，ＩＶ，
Ｖ，ＶＩＩＩ，ＩＸ，ＸＩＩの輝度値をＣ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ
₃ ，Ｃ₄ ，Ｃ₅ ，Ｃ₆ とする。

【００６５】図８はフローチャート図６のステップ＃２
０３の動作を示すフローチャートである。まず前述のＣ
ＣＤ−ＥＹＥ１４のブロック駆動を行う（＃３０１）。
これはＣＣＤ−ＥＹＥ１４の光センサ部を１２分割領域
に分け、それぞれの領域ブロック毎に蓄積、転送、読み
出しを行うもので、これによって１２分割された各領域
の輝度値を決定する（＃３０２）。

【００６６】図９はＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭ１００
ａに記憶されている。蓄積時間と増幅特性の設定値を示
したＡＧＣテーブルである。次に、各検出領域Ｉ〜ＸＩ
Ｉの輝度値をもとに所定のアルゴリズムによって眼球像
の輝度値Ｂｅを産出し（＃３０３）、このＢｅ値をもと
にＥＥＰＲＯＭ１００ａのＡＧＣテーブル１〜８のいず
れかが選ばれ、各アドレス上に記憶された蓄積時間と増
幅率と増巾特性の設定値を読み込むようになっている
（＃３０４）。そして設定が終了するとリターンする
（＃３０５）。ＭＰＵ１００は読み込まれた設定値によ
ってＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積を行い、センサー出力を
増幅して後述のべる視線検出に必要なプルキンエ像や瞳
孔部の特徴点の検出が行えるような像信号を出力する事
となる。

【００６７】ここでＡＧＣテーブル１〜８に設定されて
いる増幅特性の非線形増幅と線形増幅について説明す
る。プルキンエ像はその性格から非常に光強度の強い輝
点として現われる為、外光の影響が少ない室内や日陰で
の撮影では虹彩部のセンサー出力とプルキンエ像の出力
差が非常に大きく、プルキンエ像のセンサー出力が飽和
してしまう。又、プルキンエ像の出力自体が非常に変動
の大きい性質をもっている為、虹彩部とプルキンエ像と
を同じ眼球像の像出力レベルで同時に検出する事が不可
能な場合が生じていた。

【００６８】そこで図１０はイメージセンサーの出力を
増巾する様子を示した特性図で、これに示すようにセン
サー出力を非線形増幅し、増幅された像信号に対してプ
ルキンエ像の検出しきい値を増幅率変化の大なる点に設
定する事によって解決している。

【００６９】具体的には図１０においてセンサー出力が
小さいＤ領域の場合の増幅率を大きく設定し、例えば約
１０〜２０倍に設定し、センサー出力が大きい、Ｅ領域
の場合の増幅率を小さく設定し、例えば約１〜２倍程度
に設定する。これによってイメージセンサーの出力がＰ
Ｉ１からＰＩ２まで変動しても、検出する像出力はＰ０
１からＰ０２までしか変動しない。すなわちセンサー出
力がＰＩ２／ＰＩ１比変動しても像出力はＰ０２／Ｐ０
１比となり相対的な変動比が小さくなる。そしてプルキ
ンエ像の検出しきい値レベルをＤ領域もＥ領域との変換
点近傍に設定する事によってプルキンエ像のセンサー出
力がＰＩ３以上であれば、変動の少ない像出力信号が得
られ、安定してプルキンエ像が検出できる事となる。一
点鎖線ｆは変換点のない線形特性を示しており、増幅率
は常に一定である。

【００７０】またＡＧＣテーブル１〜８の特徴的な事は
蓄積時間と増幅率（Ｇａｉｎ）と増幅特性とが１組とな
って決定されるようになっており、ＡＧＣテーブル数の
削減に役立っている。なお図９において増幅特性が非線
形の場合の増幅率はＤ領域部での増幅率を示している。

【００７１】さらに前述の非線形特性を眼球輝度Ｂｅが
ある一定以上（実施例では１２以上）から線形特性に切
換えている。これは眼球像の輝度がかなり明るくなり、
蓄積時間が短く、増幅率も小さくなると、プルキンエ像
の虹彩部に対する相対的な像信号の出力比が眼球像の輝
度か暗い時に比べて小さくなるからで、これを補う為に
線形特性に切換えプルキンエ像の像出力信号を相対的に
高くして検出しやすくしているものである。

【００７２】次に各分割領域Ｉ〜ＸＩＩの輝度値をもと
に眼球像の輝度値Ｂｅを求める（＃３０３）アルゴリズ
ムについて図１１にて説明する。まず輝度値Ａ₁ ，Ａ
₂ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ，Ｂ₄ ，Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ ，Ｃ
₄ ，Ｃ₅ ，Ｃ₆ の中で極端に明るい輝度であるものは外
光によるゴーストと判断し、しきい値Ｆより大なるもの
を排除する（＃４０１）。同様に極端に暗い輝度である
ものは、暗い室内にて眼球の存在しない部分（像が存在
しない部分）と判断し、しきい値Ｇより小なるものを排
除する（＃４０２）。

【００７３】次に図７から判るようにファインダーを覗
く場合にほぼ中央に瞳孔を置くことによってファインダ
ーが一番見えやすくなる為、一般的に検出領域の中央部
Ａに虹彩部が一番大きく次に中間部Ｂに虹彩部が掛かっ
ている事が多い。従って本実施例においては、＃４０
１、＃４０２で排除された輝度情報を除いたＡ部の輝度
値平均Ａｉ、Ｂ部の輝度値平均Ｂｉ、Ｃ部の輝度値平均
Ｃｉとすると

【００７４】

【外１】で示される。中央部Ａに重み付けを大きく、中間部Ｂに
やや大きく、周辺部Ｃに少なく掛ける重み付け演算を行
っている（＃４０３）。これによって眼球部の輝度値Ｂ
ｅが決定され＃３０３のアルゴリズムが終了する（＃４
０４）。ここで＃４０１、＃４０２にてしきい値Ｆより
大なるもの、しきい値Ｇより小なるものを排除したが、
これら排除する代わりにしきい値Ｆ，Ｇを各々の輝度値
として置き換えても良い。

【００７５】これによって眼球部への外光ノイズによつ
て眼球像の明るさを誤まる事なく、かつ虹彩部を中心と
した眼球部の明るさを判定する事ができる。

【００７６】ここで再び図６に戻りＣＣＤ−ＥＹＥ蓄積
時間とセンサー出力の増幅特性が設定されると、ＣＰＵ
１００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（＃２０４）とともに、視線検
出回路１０１はＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積を開始する（＃２
０５）。

【００７７】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。

【００７８】ＣＰＵ１００は蓄積の終了したＣＣＤ−Ｅ
ＹＥから撮影者の眼球像を読み出すと同時に遂次的に角
膜反射像や瞳孔部の特徴抽出の処理を行う（＃２０
６）。

【００７９】プルキンエ像は光強度の強い輝点として現
われるため、光強度に対する所定のしきい値を設け、該
しきい値をこえるものに対して真のプルキンエ像の候補
として抽出する事が可能である。つまり図１８（Ｂ）に
示すように像出力信号がプルキンエ像と判定するしきい
値Ｗ以上である輝度について抽出し、その重心位置を求
めれば良いわけである。また瞳孔１９と虹彩１７の境界
点が複数抽出される。これは図１８に示すように虹彩部
１７の像出力信号か前述のしきい値Ｗ以下であり、かつ
瞳孔１９と虹彩１７との境界点での出力レベルの差分が
しきい値Ｖ以上であるようにといった検出アルゴリズム
を満足する特徴点を抽出する事によって得られる。

【００８０】さてプルキンエ像と瞳孔部の特徴抽出が完
了した後は、これらの情報に基づいて一組のプルキンエ
像の位置と瞳孔中心の位置を検出する（＃２０７）。Ｃ
ＣＤ−ＥＹＥのほぼ一ライン上にある一組のＩＲＥＤの
虚像であるプルキンエ像の位置（Ｘｄ′，Ｙｄ′）（Ｘ
ｅ′，Ｙｅ′）が検出される。瞳孔の中心位置（Ｘ
ｃ′，Ｙｃ′）は抽出された各境界点をもとに円の最小
２乗近似を行う事により検出される。

【００８１】次にプルキンエ像と瞳孔中心位置が検出で
きているか否かを判断する（＃２０８）。ここで検出が
失敗となればこの時点で視線検出は失敗したことが判明
するわけである。

【００８２】まず検出が失敗であればフローチャート図
１２の＃２１５へ進み、視線検出の失敗回数が１回目、
又は２回目であれば＃２１６へ進み、失敗した原因がプ
ルキンエ像の検出であるか否かを判断する（＃２１
６）。プルキンエ像の検出が成功しているのであれば、
瞳孔中心の検出が失敗した事になる。瞳孔中心が失敗す
るのは概して、瞳孔と虹彩の出力レベルの差分がしきい
値Ｖに達していない場合が多く想定される。そこで＃２
１７へ進みＣＣＤ−ＥＹＥの蓄積時間、又はセンサー出
力の増幅特性を変更し、虹彩部の出力レベルを上げるよ
うにする。具体的にはステップ＃２０３の説明で述べた
ように図９のＡＧＣテーブルの中で前回設定したテーブ
ルよりも上段のテーブルを再設定するか、蓄積時間や増
幅率を前回設定値よりも所定倍して再設定する事とな
る。再設定されるとステップ＃２０４に戻り、ＩＲＥＤ
を点灯させて、再度視線検出動作を行う。ステップ＃２
１６でプルキンエ像の検出が失敗の原因であった場合
は、＃２１８へ進み、失敗したのが１回目なのか２回目
なのか判断する（＃２１８）。１回目であれば＃２１９
へ進む。プルキンエ像の検出を失敗する原因としては、
外光によるゴースト像がプルキンエ像にかかってしまっ
たり、眼球が点灯したＩＲＥＤに対して近すぎたり遠す
ぎた場合が想定される。この場合光源であるＩＲＥＤの
位置を変える。すなわち点灯するＩＲＥＤを変更し、異
なった位置から照明する事が有効である。具体的には前
回点灯したＩＲＥＤが前述のように裸眼用のＩＲＥＤ１
３ａ，１３ｂであったならば眼鏡装着者用ＩＲＥＤ１３
ｃ，１３ｄに切り替え、ＩＲＥＤ１３ｃ，１３ｄが点灯
したのであれば１３ａ，１３ｂに点灯するＩＲＥＤを切
り替えるように再設定する（＃２１９）。そしてステッ
プ＃２０４に戻り変更したＩＲＥＤを点灯させて再度視
線検出動作を行う。ステップ＃２１８にてプルキンエ像
の検出失敗が２回目、すなわち１度前述の点灯ＩＲＥＤ
を変更して再度視線検出を行ってもプルキンエ像が検出
が失敗した場合はもう一度ＩＲＥＤを変更しても効果が
ない為、ステップ＃２１７へ進み、ＣＣＤ蓄積時間又は
増幅特性の変更を瞳孔中心の検出を失敗した場合と同じ
ように行う。なおフローチャートから判るように瞳孔中
心の検出がＣＣＤ蓄積時間又は増幅特性を一回変更し、
再検出後、再度失敗した場合も、もう一度ステップ＃２
１７を行うようになるが、この２回めは前回と異なり前
回のＡＧＣテーブルより下段のテーブルを設定するか、
蓄積時間や増幅率を前回設定値よりも減ずる事が効果的
である。＃２１５にて、視線検出の失敗回数が視線検出
のルーチンの中ですでに３回失敗している場合は“視線
検出失敗”と見なし（＃２２０）視線によって測距点は
選択できなかったとして視線情報を用いない測距点自動
選択サブルーチンを実行する（＃１１６）。

【００８３】ステップ＃２０８にてプルキンエ像と瞳孔
中心の検出が成功したとみなされた場合は、瞳孔径ｒ_p
を算出し、２つのプルキンエ像の位置からその間隔が算
出される（＃２０９）。さらに瞳孔径の大きさやプルキ
ンエ像の間隔や所定の領域内に検出された位置にあるか
否かによって算出されたプルキンエ像及び瞳孔中心の信
頼性を判定する（＃２１０）。

【００８４】信頼性がＮＧとされた場合はフローチャー
ト図１３のステップ＃２１１へ進む。信頼性がＮＧと判
断される場合は、例えば瞳孔と虹彩の境界点の抽出数が
少なく、瞳孔径が人間の眼としてあり得ない大きさを算
出してしまった場合、瞳孔中心やプルキンエ像の位置が
本来あり得ない位置であると検出している場合、例えば
ＩＲＥＤ１３を下方位置から照明しているのに瞳孔中心
がプルキンエ像よりもＹ方向で下方向に位置していない
場合とか両者が左隅の領域、右隅の領域へ離れてしまっ
た場合とかプルキンエ像を間違えて検出した為にその間
隔が所定よりも極端に大きく、接眼レンズ１１に眼を押
し付けてもあり得ないような間隔が算出された場合など
が想定される。この信頼性判定を行わないでそのまま視
線検出アルゴリズムを進めてしまうと非常に精度の悪い
視線位置を算出してしまう事となる為、＃２１０にて視
線検出の精度の良否をチェックしている訳である。そこ
でステップ＃２１１で信頼性ＮＧが１回目と判断される
と＃２２２へ進み前述の＃２１７と同じく“ＣＣＤ蓄積
時間又は増幅特性の変更”を行う。次に＃２２１がＮＯ
（否）で＃２２３にて信頼性ＮＧが２回目と判断される
と＃２２４へ進み前述の＃２１９と同じく“点灯ＩＲＥ
Ｄの変更”を行い、どちらも＃２０４へ戻り視線検出動
作を再度実行する。＃２２２を信頼性ＮＧの対処方法と
して初回に設定したのは瞳孔中心の検出に問題がある場
合が一般に多い為である。＃２２３で信頼性のＮＧが３
回目であると判断されると視線検出失敗とみなし（＃２
２５）、ステップ＃２２０の場合と同じく“測距点自動
選択”サブルーチン（＃１１６）を実行する。

【００８５】＃２１０にて信頼性がＯＫとなれば次にプ
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ＣＣＤ−ＥＹＥに
投影された眼球像の結像倍率βが算出される（＃２０
９）。以上の計算値より眼球１５の光軸の回転角θは式
より算出される（＃２１０）。

【００８６】撮影者の眼球の回転角θ_X ，θ_Y が求まる
と、ピント板上７での視線の座標が式（５）より求まる
（＃２１４）。

【００８７】次にフローチャート図１４に続き、算出し
た視線の座標結果が正常であるか否か（有効であるか否
か）の判定を行う（＃２２６）。具体的には視線位置が
Ｘ方向、Ｙ方向とも異常に大きな座標（プラス座標）小
さな座標（マイナス座標）にないかを判定している。通
常撮影者がファインダーを覗いている限り、その座標は
ファインダー視野内もしくはその周辺部に限定されてお
り、これをはずれるような値になるはずはないからであ
る。特に本実施例のようにＡＦの測距点を選択をするよ
うな場合は例えばＸ方向は±１０ｍｍ、Ｙ方向は±３ｍ
ｍ程度に判定値を設定する事ができる。このように大き
くはずれた場合は視線検出が異常であったが、無効であ
ると判断する訳である。算出結果が正常であれば「視線
検出成功」と見るし（＃２２７）、視線検出のルーチン
をリターンする（＃２２８）。

【００８８】次に算出結果が異常であり、かつ＃２２９
にて異常が初日の場合は＃２１９と同じく“点灯ＩＲＥ
Ｄの変更（裸眼と眼鏡の切換）”を行うべく＃２３０へ
進む。さらに＃２３１にて異常が２回目の場合は、＃２
１７と同じく“ＣＣＤ蓄積時間又は増幅特性の変更”を
行うべく＃２３２へ進み設定変更を行う。再設定後、ど
ちらも＃２０４へ戻り、視線検出動作を再度実行する。
＃２３０、＃２３２で示した設定変更を２回行い、再度
視線検出を行っても算出結果が異常であれば、「視線検
出失敗」と見なし（＃２３３）、＃２２０の場合と同じ
く、測距点自動選択アルゴリズム（＃１１６）を実行す
る。ここで＃２３０「点灯ＩＲＥＤの変更」を算出結果
ＮＧ時の対処方法として初回に設定したのはプルキンエ
像の検出を外光や照明機器等のノイズ信号によって誤検
出してしまうことによって算出結果が異常となる場合が
多いからである。

【００８９】このように＃２０８でのプルキンエ像と瞳
孔中心の検出可否、＃２１０での視線検出特にプルキン
エ像と瞳孔中心の信頼性良否、＃２２６での視線検出に
よる算出結果の正常異常という視線検出が成功か否かの
判定手段または信頼性があるか否か、すなわち精度の良
いか否かの評価手段を設け、視線検出が成功しなかった
り精度不良だった場合のそれぞれにおいて再度眼球の反
射像の像出力信号を変更する対処手段を設けて再度視線
検出動作を行う事によって視線検出の成功率を高めてい
る。

【００９０】図１５は本発明の他の実施例によるフロー
チャートを示したもので、図６のステップ＃２０８にお
いて、検出ＮＧとなった場合の対処方法を示したもので
ある。検出の失敗回数が１回目又は２回目であれば（＃
３０１）、プルキンエ像による失敗であるかを判定する
（＃３０３）。プルキンエ像の検出失敗であれば＃３０
４へ進み、図１８（ｂ）に示すプルキンエ像の検出しき
い値Ｗを変更する。まず１回目であれば、しきい値Ｗを
低くし、再度検出ＮＧにて＃３０４へ進んできた時は、
しきい値Ｗを高くする事が効果的である。次に＃３０３
でプルキンエ像の検出がＯＫであれば、瞳孔中心の検出
が失敗した事となり＃３０５へ進み、同じように瞳孔エ
ッジ（瞳孔と虹彩との境界点）の検出しきい値Ｖを変更
する。この場合も１回目であればしきい値Ｖを低くし、
再度＃３０５へ進んできた時はしきい値Ｖを高くするこ
とが効果的である。そして＃３０４、３０５のどちらも
設定変更後に＃２０４へ進み視線検出動作を再度実行す
る。

【００９１】なお、プルキンエ像瞳孔中心の検出の失敗
回数か３回目であれば視線検出失敗とみない（＃３０
２）のは今まで述べてきたのと同じである。

【００９２】図１６は本発明の第３の実施例によるフロ
ーチャートを示したもので、やはり図６のステップ＃２
０８において検出ＮＧとなった場合の対処方法を示した
ものである。まず＃４０１にて検出失敗が１回目であれ
ば＃４０２へ進みＩＲＥＤ電流を増やして照明を明るく
し＃４０３にて検出失敗が２回目であれば＃４０４へ進
みＩＲＥＤ電流を減らして照明を暗くする。＃４０２＃
４０４のどちらも眼球像の全体の像出力信号レベルを変
化させて再検出させる事を目的としている。ステップ＃
４０２は特に裸眼の人が通常より眼を接眼レンズより離
してしまった場合、ステップ＃４０４は眼鏡の人のゴー
ストが通常よりも強い時の対処方法として非常に有効で
ある。ＩＲＥＤの電流設定を変更した後＃２０４へ進み
視線検出動作を再度実行する。又、検出ＮＧが３回目で
あれば、視線検出失敗とみなすのは今まで述べてきたと
おりである。

【００９３】以上、述べた実施例は一眼レフカメラに適
用した場合を説明したが、レンズシャッターカメラやビ
デオカメラ、観測、検査装置へ適用しても良い。又視線
方向を示す出力はカメラや装置の種々の機能制御に使う
ことができる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、視線検
出結果が正しいかどうかを判定して、視線検出結果が正
しくない場合には、何らかの対策を講じて再度視線検出
を行うことにより、視線検出の成功確率が向上し、信頼
性の高い視線検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一眼レフカメラの概略図。

【図２】一眼レフカメラ後面概略図。

【図３】ファインダー視野図。

【図４】カメラの電気回路図。

【図５】視線検出装置を有したカメラの動作のフローチ
ャート。

【図６】視線検出のフローチャート。

【図７】検出領域に対する眼球像の模式図。

【図８】蓄積時間と増幅特性設定のフローチャート。

【図９】ＡＧＣテーブル。

【図１０】イメージセンサー出力の増幅特性図。

【図１１】眼球輝度を求めるアルゴリズムを示したフロ
ーチャート。

【図１２】視線検出失敗時の対処方法（アルゴリズム）
を示した視線検出のフローチャート。

【図１３】視線検出失敗時の対処方法（アルゴリズム）
を示した視線検出のフローチャート。

【図１４】視線検出失敗時の対処方法（アルゴリズム）
を示した視線検出のフローチャート。

【図１５】第２の実施例を示すフローチャート。

【図１６】第３の実施例を示すフローチャート。

【図１７】視線検出方法の原理説明図。

【図１８】眼球像のイメージセンサーの出力図。

【符号の説明】

１撮影レンズ２主にミラー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１９瞳孔２１スーパーインポーズ用ＬＥＤ２４ファインダー内ＬＣＤ２５照明用ＬＥＤ２７水銀スイッチ３１絞り１００ＣＰＵ１０１視線検出回路１０３焦点検出回路１０４信号入力回路１０５ＬＣＤ駆動回路１０６ＬＥＤ駆動回路１０７ＩＲＥＤ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）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−18774（ＪＰ，Ａ) 特開平４−157435（ＪＰ，Ａ) 特開平３−109028（ＪＰ，Ａ) 特開平１−274736（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 A61B 3/113 G03B 13/02 G03B 13/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】観察者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球の前記照明による反射像を検出する受光手段
と、前記受光手段の出力から視線を検出する視線検出手段
と、前記受光手段の出力より前記眼球の角膜反射像及び瞳孔
の位置に関する瞳孔情報が検出されたか否かを判定する
判定手段と、前記判定手段により少なくとも一方が検出されていない
と判定された場合には、前記受光手段の出力を変更させ
る制御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】前記瞳孔情報とは、瞳孔の中心位置を示
す情報であることを特徴とする請求項１に記載の視線検
出装置。
【請求項３】観察者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球の前記照明による反射像を検出する受光手段
と、前記受光手段の出力から視線を検出する視線検出手段
と、前記受光手段の出力より得られる眼球情報が形状又は位
置に関する所定の条件を満たしているか否かを判定する
判定手段と、前記判定手段により前記眼球情報が所定の条件を満たし
ていないと判定された場合には、前記受光手段の出力を
変更させる制御手段とを有することを特徴とする視線検
出装置。
【請求項４】前記所定の条件とは前記受光手段の出力
より検出された瞳孔の径の大きさであることを特徴とす
る請求項３に記載の視線検出装置。
【請求項５】前記所定の条件とは前記受光手段の出力
より検出された角膜反射像と前記照明手段との位置関係
であることを特徴とする請求項３に記載の視線検出装
置。
【請求項６】前記所定の条件とは前記受光手段の出力
より検出された複数の角膜反射像の互いの間隔距離であ
ることを特徴とする請求項３に記載の視線検出装置。
【請求項７】観察者が観察を行う観察面と、観察者の眼球を照明する照明手段と、前記眼球の前記照明による反射像を検出する受光手段
と、前記受光手段の出力から前記観察面における視線位置を
検出する視線検出手段と、前記視線検出手段により検出された前記観察面における
視線位置が所定範囲内にあるかないかを判定する判定手
段と、前記判定手段により前記視線位置が所定範囲内にないと
判定された場合には、前記受光手段の出力を変更させる
制御手段とを有し、前記制御手段により前記受光手段の出力を変更した場合
には再度視線検出手段によって視線位置が検出されるこ
とを特徴とする視線検出装置。
【請求項８】前記受光手段の出力を変更させるとは、
前記照明手段の照明光量を変更することであることを特
徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の視線検出装
置。
【請求項９】前記受光手段の出力を変更させるとは、
前記イメージセンサの蓄積時間を変更することであるこ
とを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の視線検
出装置。
【請求項１０】前記視線検出装置は更に前記受光手段
の出力を増幅する増幅手段を有し、前記受光手段の出力
を変更させるとは前記増幅手段の増幅特性を変更するこ
とであることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記
載の視線検出装置。
【請求項１１】複数の位置から眼球を照明することが
できる照明手段と、前記複数の照明手段の照明位置を設定する照明位置設定
手段と、前記照明手段に照明される眼球の画像を撮影するイメー
ジセンサと、前記イメージセンサの出力から視線を検出する視線検出
手段と、前記視線検出手段による視線検出結果が正しいかどうか
を判定する判定手段と、前記判定手段により前記視線検出結果が正しくないと判
定される場合には、前記照明位置設定手段にて設定され
る前記照明手段の照明位置を変更し、前記照明位置を変
更した後の前記イメージセンサからの出力から再度視線
検出を行うように前記視線検出手段を制御する制御手段
とを有することを特徴とする視線検出装置。
【請求項１２】眼球を照明することができる照明手段
と、前記照明手段の照明条件を設定する照明条件設定手段
と、前記照明手段に照明される眼球の画像を撮影するイメー
ジセンサと、前記イメージセンサの出力からプルキンエ像と瞳孔を検
出し、これらを用いて視線を検出する視線検出手段と、前記視線検出手段による視線検出結果が正しいかどうか
を判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段により前記視線検出結果が正しくな
いと判定される場合には、前記イメージセンサの出力か
ら前記プルキンエ像が正しく検出できているかどうかを
判定する第２の判定手段と、前記第２の判定手段により前記プルキンエ像が正しく検
出できないと判定される場合には、前記照明条件設定手
段にて設定される前記照明条件を変更し、前記照明条件
を変更した後の前記イメージセンサからの出力から再度
視線検出を行うように前記視線検出手段を制御する制御
手段とを有することを特徴とする視線検出装置。
【請求項１３】前記照明条件設定手段は前記照明手段
の照明光量を設定するものであって、前記第２の判定手
段により前記プルキンエ像が正しく検出できないと判定
される場合には、前記照明条件設定手段は前記照明光量
を変更することを特徴とする請求項１２に記載の視線検
出装置。
【請求項１４】前記照明手段は複数の位置から眼球を
照明することが可能であるとともに、前記照明条件設定
手段は前記照明手段の照明位置を設定するものであっ
て、前記第２の判定手段により前記プルキンエ像が正し
く検出できないと判定される場合には、前記照明条件設
定手段は前記照明位置を変更することを特徴とする請求
項１２に記載の視線検出装置。
【請求項１５】前記イメージセンサの蓄積時間もしく
は出力の増幅特性を設定するイメージセンサ制御手段を
有し、前記第２の判定手段により前記プルキンエ像が正
しく検出できると判定される場合には、前記イメージセ
ンサ制御手段にて設定される前記イメージセンサの蓄積
時間もしくは出力の増幅特性を変更し、前記イメージセ
ンサの蓄積時間もしくは出力の増幅特性を変更した後の
前記イメージセンサからの出力から再度視線検出を行う
ように前記視線検出手段を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする請求項１２乃至１４の何れかに記載の
視線検出装置。
【請求項１６】眼球を照明することができる照明手段
と、前記照明手段の照明条件を設定する照明条件設定手段
と、前記照明手段に照明される眼球の画像を撮影するイメー
ジセンサと、前記イメージセンサの蓄積時間もしくは出力の増幅特性
を設定するイメージセンサ制御手段と、前記イメージセンサの出力からプルキンエ像と瞳孔を検
出し、これらを用いて視線を検出する視線検出手段と、前記視線検出手段による視線検出結果が正しいかどうか
を判定する判定手段と、前記判定手段により前記視線検出結果が正しくないと判
定される場合には、前記視線検出結果が正しくないと判
定された回数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段によるカウント数に応じて、前記照明
条件設定手段により設定される照明条件、前記イメージ
センサ制御手段により設定される前記イメージセンサの
蓄積時間もしくは出力の増幅特性のうち何れか１つを変
更し、変更後の前記イメージセンサからの出力から再度
視線検出を行うように前記視線検出手段を制御する制御
手段とを有することを特徴とする視線検出装置。
【請求項１７】前記カウント手段によるカウント数が
第１の所定値の場合に、前記制御手段は前記イメージセ
ンサ制御手段により設定される前記イメージセンサの蓄
積時間もしくは出力の増幅特性を変更し、変更後の前記
イメージセンサからの出力から再度視線検出を行うよう
に前記視線検出手段を制御することを特徴とする請求項
１６に記載の視線検出装置。
【請求項１８】前記カウント手段によるカウント数が
第２の所定値の場合に、前記制御手段は前記照明条件設
定手段により設定される照明条件を変更し、変更後の前
記イメージセンサからの出力から再度視線検出を行うよ
うに前記視線検出手段を制御することを特徴とする請求
項１６に記載の視線検出装置。