JP3495824B2 - 視線検出装置を有する光学機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察者の視線を検
出する視線検出装置を備えたカメラ等の光学機器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画面内の複数の領域の焦点状
態を検出し、その結果に基づいて撮影レンズの焦点調節
を行う、いわゆる「多点AFカメラ」はよく知られてい
る。画面内の焦点検出可能な複数領域は「測距点」とも
称する。さらに、使用者がカメラのファインダ面のどの
位置を注視しているかを検出する、いわゆる視線検出装
置を備えたカメラも種々提案されている。

【０００３】例えば、本出願人による特開平1-241511号
公報では、赤外発光ダイオード（以下、「IRED」と略記
する）で照明された使用者の眼球の前眼部を、エリアセ
ンサを用いて撮像し、その像信号を処理して使用者のフ
ァインダ上での視線座標を検出し、その結果に基づいて
多点AFカメラの複数の測距点や測光領域の内の１つを選
択するカメラが開示されている。

【０００４】このような視線に基づいて焦点調節すべき
測距点を選択、あるいは切り換える自動焦点調節カメラ
を「視線AFカメラ」と称している。ところで、前記公知
例等で開示されている焦点検出系では、ファインダ内の
総ての場所の焦点を検出できるわけではなく、予め決め
られた焦点検出領域がファインダ内に離れて配置され、
その位置で焦点を検出することができる。離散的に配置
された複数の測距点のうち、使用者がどの測距点を注視
しているかを選択するために、ファインダ内を焦点検出
領域に基づいて所定の範囲に分割して使用者の視線座標
がどの範囲に入っているかを判別して、焦点検出領域を
選択している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では焦点検
出領域を選択するための範囲は大きい方が視線検出の誤
差も吸収することができるので有効であるとされてい
た。しかしながら、視線検出動作と焦点検出手段の合焦
後も焦点検出動作を継続する動作モードとが組み合わさ
れ、視線検出動作と焦点検出動作とを繰り返す場合に
は、１回目の視線検出動作では焦点検出領域を選択する
ための範囲を大きく設定して、焦点検出領域を選択し易
くすることが望ましいが、２回目以降の視線検出動作で
は１回目とは状況が異なる。

【０００６】すなわち、２回目以降の視線検出動作でも
１回目と同じ大きさの範囲であると、例えば使用者がフ
ァインダー内表示などの焦点検出動作に無関係な部分を
見たときであっても、カメラは視線位置が主被写体の位
置であると判断するので、視線位置に基づいて改めて焦
点調節すべき焦点検出領域を選択してしまう。したがっ
て、２回目以降は焦点検出領域を選択し難くすることが
望ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解消
するために、ファインダーを覗く使用者のファインダー
内の視線位置を検出する視線検出手段と、複数の焦点検
出領域に対してそれぞれ焦点検出することのできる焦点
検出手段と、該使用者の視線位置に基づいて該焦点検出
領域を選択するための判定範囲を設定する判定範囲設定
手段と、該視線検出手段によって検出された視線位置が
何れの判定範囲に含まれるかを判定して、該複数の焦点
検出領域のうち少なくとも１つの焦点検出領域を選択す
る選択手段とを有する視線検出手段を有する光学機器に
おいて、前記焦点検出手段は合焦後も焦点検出動作を続
ける動作モードを有し、前記範囲設定手段は該動作モー
ドの１回目の動作時に第１の判定範囲を設定し、２回目
以降の動作時に第２の判定範囲を設定するものであっ
て、該範囲設定手段が該第１の判定範囲を選択した際に
は、前記使用者の視線位置に基づいて必ずいずれかの前
記焦点検出領域を選択するとともに、該第２の判定範囲
を設定した際には、前記使用者の視線位置に基づいて前
記焦点検出領域を選択しない領域が形成されることを特
徴とする。

【０００８】

【実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、図面に従って本発明の実施
の形態を説明する。図２は本発明を一眼レフ・カメラに
適用したときの実施例の要部概略図である。同図におい
て、1は撮影レンズで、便宜上２枚のレンズで示した
が、実際に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、撮影光路へ斜接あるいは退去すること
で、ファインダ系による被写体像の観察状態と撮影状態
を切り換える。3はサブミラーで、主ミラー２を透過し
た光束の一部をカメラボディの下方の焦点検出ユニット
6へ向けて反射する。4はシャッタ、5は感光部材で、銀
塩フィルム以外にも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を用いても良い。6は焦点検出
ユニットであり、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および6c、二次光学系6d、絞り6
e、ラインセンサ6f等から構成されている。この実施の
形態における焦点検出装置は周知の位相差検出方式を用
いており、画面内の異なる３つの領域の焦点状態を検出
することが可能である。

【０００９】焦点検出ユニット６の構成を図３に示す。
サブミラー3で反射された被写体からの光束は図３中の
視野マスクの近傍に結像する。

【００１０】視野マスクは画面内の焦点検出領域を選択
する遮光部材で、中央に十字形の開口部と両側には縦長
の開口部を２つ有している。フィールドレンズ6aを成す
３つのレンズはそれぞれ視野マスクの３つの開口部に対
応している。

【００１１】フィールドレンズ6aの後方には絞り6eが配
され、中央部には上下に一対ずつ計４つの開口部が、ま
た左右の周辺部には一対２つの開口部がそれぞれ設けら
れている。フィールドレンズ6aは絞り6eの各開口部を撮
影レンズ1の射出瞳付近に結像する作用を有している。

【００１２】絞り6eの後方には二次光学系6dがあり、４
対で計８つのレンズから成り、それぞれのレンズは絞り
6eの各開口部に対応している。視野マスク、フィールド
レンズ6a、絞り6e、二次光学系6dを通過した各光束は焦
点検出用センサ6f上の４対８つのセンサ列上に結像す
る。各センサ列対上の像を光電変換し、４対の像信号の
相対位置変位を検出することで、画面上の中央部縦横２
方向１カ所、周辺２カ所の計３カ所の領域の焦点状態を
検出することができる。

【００１３】本発明では、以下、中央の領域を「中央測
距点」、周辺２カ所の領域をそれぞれ「右測距点」「左
測距点」、さらに周辺を合わせて「周辺測距点」と称す
ることがある。中央測距点は縦横２方向の内、検出結果
の信頼性の高い方を結果で代表する。このような焦点検
出系の詳細は、例えば本出願人による特開平3-211538号
公報等に詳しく述べているので、これ以上の説明は省略
する。図２に戻って、7、8は周知のピント板とペンタプ
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である。結像レンズ9
はペンタプリズム8内の反射光路を介してピント板7と測
光センサ10を共役に関係付けている。

【００１４】次にペンタプリズム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。12は受光レンズ、14はCCD等の
光電素子を２次元的に配したエリアセンサで、受光レン
ズ12に関して所定の位置にある使用者眼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６つのIREDである。接眼レンズ11、
受光レンズ12、IRED13a〜13f、エリアセンサ14が本実施
例における視線検出手段の構成要素である。

【００１５】21はファインダ・スーパーインポーズ用LE
D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
群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を通って使用者眼15に達する。そこでピント板7
上の複数の焦点検出領域に対応する位置に、この微小プ
リズム群7aを枠状に形成し、これを各々に対応した３つ
のスーパーインポーズ用LED21によって照明する。

【００１６】これによって後述の３つの測距点マークが
ファインダ視野内で光り、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。23はファインダ視野
領域を形成するマスク。24はファインダ視野外に撮影情
報を表示するためのファインダ下部LCDで、照明用LED25
によって後方から照明されている。LCD24を透過した光
は三角プリズム26によってファインダ視野内に導かれ、
図４の24で示したようにファインダ視野下部に表示さ
れ、使用者は撮影情報を知ることができる。

【００１７】図４にファインダ視野を示す。ファインダ
視野マスク23で制限されたピント板上の撮影視野7内に
３つの焦点検出領域を表す指標としての焦点検出領域
（測距点）マーク7C,7R,7Lがある。これらの測距点マー
クは前述のようにピント板上に形成された微小プリズム
であり、スーパーインポーズ用LEDで照明される。ファ
インダ下部には液晶表示（LCD）24があり、カメラの焦
点検出装置の合焦表示や、ストロボの充電完了表示、７
セグメント表示からなるシャッタ（Tv）値、絞り（Av）
値、そして視線マークなどが配されている。

【００１８】再び図２に戻って、31は撮影レンズ内に設
けた絞り、32は絞り駆動装置、33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
トインタラプタでレンズ駆動部材34で連動するパルス板
36の回転を検知して焦点光学系駆動回路40に伝えてい
る。焦点光学系駆動回路40は、この情報とカメラ側から
送られる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し、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
のインターフェースとなるマウント接点である。図１に
本発明のカメラの実施例の電気回路図を示す。図２と同
一の要素は同一の符号をつけている。

【００１９】マイクロコンピュータ（以下、「CPU」と
略記する）100には視線検出用エリアセンサ14、測光用
センサ10、焦点検出用センサ6f、信号入力回路104、LCD
駆動回路105、LED駆動回路106、IRED駆動回路104、シャ
ッタ制御回路108、モーター駆動回路109が接続されてい
る。

【００２０】視線検出手段はCPU100、視線検出用エリア
センサ14およびIRED駆動回路104から成り、焦点検出手
段はCPU100および焦点検出用センサ6fから成る。また、
撮影レンズとはレンズ通信回路102を経由して、図２で
示したマウント接点37を介して焦点調節情報や絞り制御
情報等の信号の伝達がなされる。測光用センサ10、シャ
ッタ制御回路108、モーター駆動回路109、レンズ通信回
路102の詳細は、本発明に直接関係がないので、これ以
上の説明は省略する。

【００２１】CPU100内には、カメラ動作を制御するプロ
グラムを格納したROM、変数を記憶するためのRAM、諸パ
ラメータを記憶するためのEEPROM（電気的消去・書き込
み可能メモリ）が内蔵され、CPU100は判定範囲設定手段
および選択手段として機能を果たす。視線検出用エリア
センサ14は、視線検出用光学系（図２の接眼レンズ11、
受光レンズ12）によってセンサ面上に結像された使用者
の眼球像を光電変換し、その電気信号をCPU100に伝達す
る。CPU100は、伝達された電気信号をA/D変換し、その
像データをRAMに格納してゆく。さらにCPU100はROMに格
納されている所定のアルゴリズムに従って像データを信
号処理し、使用者の視線を算出する。

【００２２】信号入力回路104はカメラの各種スイッチ1
14の状態をカメラに伝達する回路で、スイッチ114には
不図示のレリーズ釦の第１、第２ストロークでオンする
スイッチや、カメラの種々の状態を設定するためのスイ
ッチ等がある。LED駆動回路106は前述のスーパーインポ
ーズ用LED21、ファインダ照明用LED25を制御する。IRED
駆動回路107は、視線検出用のIRED13a〜13fを制御す
る。液晶駆動回路105はCPU100からの指示に従って、カ
メラの外側に配されている不図示の外部LCD42、ファイ
ンダ下部に配されているファインダ下部LCD24に絞り
値、シャッタ秒時、あるいは設定した撮影モード等を表
示させることができる。

【００２３】以上の構成から成る本実施の形態のカメラ
の動作を、図９以降のフローチャートに基づいて説明す
る。

【００２４】レリーズ釦をオンすることでカメラは一連
の動作を開始する。図９のステップ(S10)を経て、カメ
ラは先ずステップ(S11)で測光動作を実行する。

【００２５】次にステップ(S11)で視線検出動作を実行
し、使用者の視線を検出する。具体的な視線検出動作
は、本出願人による特開平6-88936号公報、特開平6-125
874号公報等に詳しく開示しているので、詳細な説明は
省略するが、凡その動作は次のように行う。IRED駆動回
路107でIRED13a〜13fのうち適切なものを点灯して使用
者の眼球を照明する。この状態で視線検出用エリアセン
サ14を所定時間蓄積させる。蓄積後はIREDを消灯し、CP
U100はセンサ14からの眼球像信号を順次、入力・A/D変
換・RAM格納してゆく。その後RAM内に格納されている眼
球像信号を公知例の方法で処理して、使用者の眼球回転
角を検出する。検出された眼球回転角と、記憶手段EEPR
OMに記憶している個人差補正データを用いて個人差補正
を行い、使用者の視線、すなわちファインダ上での視線
座標を算出する。

【００２６】視線情報が得られると、あるいは視線検出
が失敗しても、次のステップ(S13)で多点AFの複数の測
距点の内の１つを選択して、サーボAFを制御するための
サブルーチン「サーボAF制御」を実行する。サブルーチ
ン「サーボAF制御」については後で詳述するが、同サブ
ルーチンで撮影レンズの駆動量が選択されると、次のス
テップ(S14)にて、レンズ駆動を実行する。

【００２７】次のステップ(S15)でカメラのレリーズ釦
の状態を検知し、まだオンのままであったら、再びステ
ップ(S11)以降の動作を繰り返すためにステップ(S11)に
分岐する。既にオフになっていれば、ステップ(S17)で
サーボAF動作を終了する。

【００２８】図１０はサーボAF動作を制御するためのサ
ブルーチン「サーボAF動作」のフローチャートである。
図９のステップ(S13)で本サブルーチンがコールされる
と、ステップ(S20)を経て、ステップ(S21)にて本発明の
３つの測距点の焦点検出を実行する。焦点検出の具体的
方法は本出願人による特開平3-211538号公報、より詳し
くは特開昭63-216905号公報等に開示しているで、ここ
での詳細な説明は省略する。次のステップ(S22)ではス
テップ(S12)の視線検出が成功したか否かを判定し、視
線検出が失敗ならばステップ(S23)で予測サーボ制御が
可能な状態かどうかを判断する。

【００２９】本発明の予測サーボAFは、特開平1-107224
号公報等にも述べているように、過去複数回の連続した
焦点状態に基づいて被写体の今後の像面移動量を予測し
て、レンズ駆動を行う方法である。例えば、近づいてく
る被写体の像面移動量は、図７に示した曲線dのように
表される。従って、レリーズ釦をオンしてから最初の焦
点検出や、また過去に焦点検出が不能であったりする
と、像面移動量の今後の変化を予測する情報が不足とな
り、予測サーボが実行できない。そのような判断をステ
ップ(S23)で行う。さて、ステップ(S23)での判断で予測
サーボが不可能であると判断されると、ステップ(S24)
へ移行し、サブルーチン「通常サーボでの測距点選択」
を実行する。予測サーボが可能であると判断したときに
はステップ(S25)へ移行し、サブルーチン「予測サーボ
での測距点選択」を実行する。

【００３０】ステップ(S22)で視線検出が成功し、使用
者の視線を求めることができた場合は、その視線情報を
用いたサーボAFを実行すべくサブルーチン「視線予測サ
ーボでの測距点選択」を実行する。サーボAFにおける測
距点を選択するための各サブルーチン「通常サーボでの
測距点選択」、「予測サーボでの測距点選択」、「視線
予測サーボでの測距点選択」については後述するが、そ
れぞれのサブルーチンで測距点が選択されると、ステッ
プ(S27)あるいは(S28)で選択された測距点の焦点情報に
基づいて撮影レンズの駆動量を計算する。特にステップ
(S28)の予測サーボの場合は、過去複数回の焦点情報に
基づいて今後の被写体の移動を予測してレンズ駆動量を
計算する必要がある。この計算の具体的内容は特開平1-
107224号公報等に詳述している。

【００３１】ステップ(S27)あるいは(S28)でのレンズ駆
動量の計算が終了すると、ステップ(S29)で「サーボAF
制御」サブルーチンを終了する。図１１に「通常サーボ
での測距点選択」サブルーチンのフローチャートを示
す。ステップ(S30)を経て、ステップ(S31)でAFが１回目
かどうかを判断し、１回目でなければステップ(S32)
で、前回の選択測距点Xが今回の焦点検出でOK（焦点検
出可能）かどうかを判断する。この判断は、一般には像
信号のコントラストや、位相差検出方式での相関演算過
程で得られる相関量等に基づいてなされる。測距点Xの
焦点検出が今回OKならば、ステップ(S35)で今回の選択
測距点を測距点Xと選択する。

【００３２】ステップ(S31)でAF１回目、あるいはステ
ップ(S32)で前回測距点Xが今回の焦点検出でOKでないと
判断された場合は、今回測距点を選択する拠り所がない
ので、ステップ(S33)以降のフローでサーボAFとしての
最も妥当な測距点を選択する。即ちステップ(S33)で中
央測距点が焦点検出OKならば、ステップ(S37)へ移行
し、中央測距点に選択する。中央測距点は焦点検出でき
なかった場合、ステップ(S34)で中央を除く２つの周辺
測距点が焦点検出OKがどうかを判断し、周辺測距点も焦
点検出できなかった場合は、他に選択方法がないのでス
テップ(S37)で中央測距点に選択する。周辺測距点が焦
点検出OKであれば、ステップ(S36)へ移行し、焦点検出O
Kな周辺測距点の内の至近側の被写体を捉えている測距
点を選択測距点として選択する。それには、各測距点の
検出デフォーカス量の内、最も後ピンを呈している測距
点を選べばよ良い。

【００３３】以上、通常サーボでの測距点選択を簡単に
まとめると、 (1)前回の選択測距点が今回焦点検出OKならば、その測
距点を今回も選択する。 (2)前回の選択測距点が今回選択できなければ、主被写
体の存在確率の最も高い中央測距点を選択する。 (3)中央測距点が選択できなければ、至近側の被写体が
存在している測距点を選択する。 (4)今回すべての測距点が焦点検出できなければ、一応
中央測距点を選択しておく。となる。

【００３４】次に、「予測サーボでの測距点選択」サブ
ルーチンについて、図１２のフローチャートで説明す
る。ステップ(S40)を経て、ステップ(S41)では「通常サ
ーボでの測距点選択」と同様に前回の選択測距点Xの今
回の焦点検出状態を判断する。測距点Xが今回焦点検出O
Kならば、次のステップ(S42)で、測距点Xの像面移動量
の連続性を判定する。ここで、像面移動量の連続性につ
いて説明する。被写体が動体の場合、その像面移動量は
図７の曲線dのようになめらかに変化する。像面移動速
度は単位時間当たりの移動量、即ちこの曲線の勾配（傾
き）である。焦点検出動作において、１つの測距点が同
一の被写体を捉えている場合は、その測距点が観測する
像面移動量は図７の曲線dの如くなめらかになる。

【００３５】ところが、同一の被写体が複数の測距点の
間を行き来すると、像面移動量の曲線は不連続となる。
図６にその様子を模式的に示した。図６(A)は、ファイ
ンダ7中で被写体Q（例えば車）を右測距点7Rで捉え、中
央測距点7C、左測距点7Lは背景を捉えている状態を表し
ている。この状態でAFを継続し、時刻taで図６(B)のよ
うに被写体Qの位置が右測距点7Rから左測距点7Lへ移っ
たとする。このような状況で、各測距点が観測する像面
移動量の変化を図８に示す。曲線dR、dC、dLがそれぞれ
右、中央、左測距点の観測した像面移動量である。時刻
taまでは、被写体Qを捉えているのは右測距点のみであ
るから、dRのみがなめらかに単調増加している。中央、
左測距点は道路などの背景を捉えているので、像面移動
量dC、dLにはほとんど変化がない。

【００３６】時刻taで被写体Qが右測距点から左測距点
に移ると、時刻taを境に像面移動量dRとdLが図８のよう
になり、被写体Q自身の像面移動量は、時刻ta以前ではd
R、時刻ta以後ではdLというように入れ替わることにな
る。ステップ(S42)ではこのような像面移動量の連続性
を判断を行う。具体的には、前回までの選択測距点の像
面移動速度と今回の候補となっている測距点の像面移動
速度を比較し、それが大きく変化してなければ連続性が
あると判断する。実際には焦点検出動作は所定の時間間
隔で実行されるから、離散的な時刻t(i)における像面移
動量をd(i)とすると、時刻t(i)での像面移動速度v(i)
は、 v(i) = [d(i)-d(i-1)] / [t(i)-t(i-1)] と表現できる。

【００３７】そして、連続性の変化の判断は、速度の差
に注目し、 ｜v(i)-v(i-1)｜＜vth が成り立つ場合には「 連続性あり」と判断する。もし
くは速度の比に注目し、 vthr1＜v(i)/v(i-1)＜vthr2 が成り立つ場合には「 連続性あり」と判断しても良
い。いずれにしろ、対象とする被写体は動体であること
を前提としているので、像面移動量そのものではなく、
移動速度に着目することが望ましい。

【００３８】さて、図８の場合、時刻ta以前では、前回
選択測距点が右測距点で、その像面移動量はdRであり、
今回の候補となる測距点が前回と同様右測距点であるか
ら、前回と今回の像面移動速度の変化は小さく、連続性
はあると判断される。ところが、時刻taの時点で、taを
またがって連続性を判断すると、前回は右測距点で像面
移動量はdR、今回の候補は右測距点であるから、像面移
動速度は大きく変化し、この場合は連続性はないと判断
される。

【００３９】図１１に戻って、例えば図８の場合の時刻
ta以前のように、測距点X（図８の場合は右測距点）に
連続性があると判断されると、ステップ(S43)で測距点X
を今回の選択測距点として選択する。ステップ(S41)で
測距点Xが焦点検出できない、あるいはステップ(S42)で
測距点Xの連続性がないと判断されたときは、測距点Xを
今回選択することができないので、ステップ(S44)へ移
行し、像面移動量の連続性の観点から、前回の選択測距
点と今回の移動速度が、上記した連続性の判断尺度に最
も合致する測距点を探す。具体的には、測距点X以外の
測距点の内、 「｜vY(i)-vX(i-1)｜ が最小」あるい
は、「vY(i)/vX(i-1) が最も1に近い」となる測距点Yを
検索する。但し、vX(i-1)は前回の測距点Xの前回の像面
移動速度、vY(i)は測距点Yの今回の像面移動速度であ
る。

【００４０】図８の例では、右測距点の像面移動量dRは
時刻taで不連続となるが、ta以降では左測距点の像面移
動量dLがdRに対して連続しており、ステップ(S44)では
そのような測距点を検索することができる。さて、この
ように検索した測距点Yをステップ(S45)にて、ステップ
(S42)と同様に連続性の判断を行う。ステップ(S42)との
相違は、比較する測距点が異なる測距点であるというこ
とである。式に表せば、 ｜vY(i)-vX(i-1)｜＜vth が成り立つかあるいは、 vthr1＜vY(i)/vX(i-1)＜vthr2 が成立すれば「連続性あり」と判断する。ステップ(S4
5)で測距点Yに連続性ありと判断されたときには、ステ
ップ(S46)で今回の選択測距点を測距点Yに選択する。ス
テップ(S43)あるいはステップ(S46)で今回の選択測距点
が選択されると、ステップ(S48)でサブルーチン「予測
サーボでの測距点選択」を終了する。ステップ(S45)
で、像面移動量の連続性の観点から、新たな測距点が見
い出せなかった場合は、ステップ(S47)で予測サーボを
不可とし、端子Ａを経て、図１２のサブルーチン「通常
サーボでの測距点選択」のフローチャートでのステップ
(S33)へ分岐し、予測サーボではない測距点選択を行う
ことになる。以上、予測サーボでの測距点選択を簡単に
まとめると、 (1)前回の選択測距点が今回焦点検出OKで、その像面移
動量に連続性があれば、その測距点を今回も選択する。 (2)前回の選択測距点が今回選択できなければ、像面移
動量の連続性のある測距点を選択する。 (3)今回像面移動量の連続性のある測距点が見い出せな
ければ、予測サーボを不可とし、通常サーボとして妥当
な測距点を選択する。 となる。

【００４１】しかし、現実には主被写体が存在する測距
点以外の測距点にも、ある程度像面移動量の連続性が観
測される場合があり、像面移動速度の変化だけでは、い
つも都合よく最適な測距点に切り替えることができると
は限らない。そういう場合には視線情報による測距点選
択の支援が有効となる。

【００４２】「視線予測サーボでの測距点選択」サブル
ーチンについて、図１３のフローチャートで説明する。
ステップ(S50)を経て、ステップ(S51)にて「視線による
測距点の選択」サブルーチンを実行する。このサブルー
チンで視線位置座標から測距点を選択するわけである
が、本発明では視線検出の１回目とそれ以降で選択方法
が異なっている。図５を用いてその違いを説明する。図
５(a)は視線検出１回目におけるファインダ上の視線位
置座標と、その座標に基づいて選択される測距点の対応
関係である。ファインダ上には３つの測距点7L、7C、7R
が所定間隔で配置されている。測距点の選択は次のよう
にして行われる。検出した視線のファインダ上での座標
を(x、y)とすると、-x1≦x≦x1であれば、中央測距点7C
を選択する。

【００４３】-x2≦x≦-x1であれば、左測距点7Lを選択
する。

【００４４】x1≦x≦x2であれば、右測距点7Rを選択す
る。という条件で測距点を選択する。選択には視線の水
平方向のx軸座標のみを用いている。１回目はとにかく
視線によって測距点を選択する必要があり、また測距点
は水平方向に配置されているので、視線位置座標のx軸
座標のみで選択する。座標x1、x2は３つの測距点を等間
隔に分割するように設定する。そして、x座標がx2、-x2
を超える範囲は測距点選択不能にする。一方、x座標がx
2をを考慮せず、測距点選択不能な範囲を作らない場合
には以下のように設定する。

【００４５】-x1≦x≦x1であれば、中央測距点7Cを選択
する。

【００４６】x≦-x1であれば、左測距点7Lを選択する。

【００４７】x1≦xであれば、右測距点7Rを選択する。

【００４８】次に、視線検出２回目以降の選択方法を説
明する。図５(b)は視線検出２回目以降におけるファイ
ンダ上の視線位置座標と、その座標に基づいて選択され
る測距点の対応関係である。２回目以降は次のようにし
て測距点を選択する。

【００４９】-x1≦x≦x1 かつ -y1≦y≦y1であれ
ば、中央測距点7Cを選択する。

【００５０】-x2≦x≦-x1かつ -y1≦y≦y1であれば、
左測距点7Lを選択する。

【００５１】x1≦x≦x2 かつ -y1≦y≦y1であれ
ば、右測距点7Rを選択する。即ち、垂直方向座標yの絶
対値がy1を超えた場合は、使用者が測距点を注視してい
ないと考え、視線による測距点の選択を行わないように
している。

【００５２】以上説明した測距点選択を行う「視線によ
る測距点の選択」サブルーチンのフローチャートを図１
４に示す。ステップ(S60)を経て、ステップ(S61)にて視
線検出が１回目か否かを判断し、１回目でなければステ
ップ(S62)で垂直方向座標yのチェックを行う。y座標の
絶対値が座標y1を超えている場合は、観察者が測距点を
注視していないと見なし、今回の視線結果に基づいて新
たな測距点の変更を行わず、ステップ(S69)へ移行し、
前回選択した測距点を今回の選択測距点として、次のス
テップ(S70)でこのサブルーチンをリターンする。

【００５３】ステップ(S62)において視線のy座標の絶対
値が座標y1以内の場合は、観察者が測距点を注視してい
ると見なし、ステップ(S63)(S65)(S67)にてx座標のチェ
ックを行い、x座標が所定の範囲内にあればステップ(S6
4)(S66)(S68)で測距点の選択を行って、ステップ(S70)
でこのサブルーチンをリターンする。x座標がいずれの
範囲内にもない場合は、観察者が測距点を注視していな
いと見なし、今回の視線結果に基づいて新たな測距点の
変更を行わず、ステップ(S69)へ移行し、前回選択した
測距点を今回の選択測距点として、次のステップ(S70)
でこのサブルーチンをリターンする。

【００５４】また、視線検出１回目のときに測距点選択
不能な範囲を作らない場合のフローチャートを図１５で
説明する。図１４のフローチャートと同じステップにつ
いては同じ符号を付け説明を省略する。ステップ(S61)
で視線検出が１回目か否かを判断し、１回目であれば、
ステップ(S71)(S72)(S73)でx座標のチェックを行い、x
座標が所定の範囲内にあればステップ(S64)(S66)(S68)
で測距点の選択を行う。１回目でなければ図１４のフロ
ーチャートと同じようにy座標、x座標のチェックを行っ
て測距点を選択する。

【００５５】以上のようにして、視線結果に基づいて測
距点が選択されると、図１３のフローチャートに戻り、
次のステップ(S52)では今回視線で選択した測距点Xの焦
点検出状態を判断する。この測距点Xはファインダ上で
の使用者の視線位置座標に最も近い測距点である。測距
点Xが今回焦点検出OKならば、次のステップ(S53)で、サ
ブルーチン「予測サーボでの測距点選択」のステップ(S
42)と同様に測距点Xの像面移動量の連続性を判定する。

【００５６】測距点Xに連続性があると判断されると、
ステップ(S54)で測距点Xを今回の選択測距点として選択
する。ステップ(S52)で測距点Xが焦点検出できない、あ
るいはステップ(S53)で測距点Xの連続性がないと判断さ
れたときは、ステップ(S55)へ移行する。ステップ(S55)
では、測距点Xの「注視カウント」を1アップする。同時
に測距点X以外の測距点の「注視カウント」はクリアす
る。各測距点毎に用意されている「注視カウント」は、
使用者がその測距点を連続して何回注視しているかを表
すカウントである。

【００５７】そして、次のステップ(S56)で測距点Xの注
視カウントが所定値以上に達したかどうかを調べ、所定
値以上であれば、ステップ(S57)へ移行して予測サーボ
を不可とし、ステップ(S54)で測距点Xを選択する。測距
点Xは焦点検出情報基づく判断では今回選択することが
できないが、使用者がその測距点を何回も注視している
という事実を尊重し、予測サーボを不可としてまでもそ
の測距点を選択するわけである。

【００５８】ステップ(S56)において、測距点Xの注視カ
ウントが所定値未満であれば、端子Ｂを経て、サブルー
チン「予測サーボの測距点選択」のステップ(S44)へ分
岐し、視線に基づかない測距点選択を実行する。

【００５９】以上、視線予測サーボでの測距点選択を簡
単にまとめると、 (1)視線の結果に基づいて「視線による測距点」を選択
する。

【００６０】視線が測距点を注視していないと考えられ
る場合は、前回の選択測距点を選択測距点とする。測距
点注視の判断は、視線検出１回目と２回目以降で異な
り、２回目以降の方が基準として厳しいものになってい
る。 (2)視線による選択測距点が今回焦点検出OKで、その像
面移動量に連続性があれば、その測距点を今回も選択す
る。 (3)視線による選択測距点が今回選択できなければ、像
面移動量の連続性のある測距点を選択する。 (4)但し、使用者が繰り返して同じ測距点を注視してい
る場合は、主被写体が切り替わったものと考え、その測
距点を選択し、予測サーボを不可とする。となる。

【００６１】このような制御を行うことで、図６のよう
に、サーボAF中に主被写体Qが画面内を移動したり、使
用者の視線が画面内を大幅に移動しても、焦点調節を行
う測距点を適切に切り替えてサーボAFを継続することが
できる。図６中のマークEPは使用者の画面内の視線位置
座標を表現している。図６(a)では、使用者が被写体Qを
注視し、それに伴って右測距点が選択され、サーボAFが
実行される。図６(b)のように、使用者の視線が被写体Q
や３つの測距点以外をみても、垂直方向の座標が適切で
ないため、測距点は切り替わらない。図６(c)で被写体Q
が画面の左方に移動したとすると、図７のようになめら
かに像面移動量が変化している場合は、サブルーチン
「予測サーボでの測距点選択」で説明したように、焦点
情報だけでも左測距点に切り替えることが可能である
が、現実に観測される像面移動量はかなり誤差を含み、
切り替えが正しく行われないことが多い。

【００６２】このような場合、図６(c)のマークEPのよ
うに、使用者の視線が主被写体を注視していれば、上述
の制御に従って測距点を左に切り替えることが可能とな
る。 （他の実施の形態）また実施例の焦点検出系は、図３に
示したような画面内の３つの領域の焦点を検出すること
が可能な位相差検出方式の形態であるが、本発明はもち
ろんこの焦点検出方式に限定されるものではなく、左右
に３つ以上の焦点検出領域を有するの形態や、画面の上
下方向にも焦点検出領域を有するの形態、あるいはコン
トラスト検出方式の焦点検出方式であっても本発明の本
質を何ら変えるものではない。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ファイ
ンダーを覗く使用者のファインダー内の視線位置を検出
する視線検出手段と、複数の焦点検出領域に対してそれ
ぞれ焦点検出することのできる焦点検出手段と、該使用
者の視線位置に基づいて該焦点検出領域を選択するため
の判定範囲を設定する判定範囲設定手段と、該視線検出
手段によって検出された視線位置が何れの判定範囲に含
まれるかを判定して、該複数の焦点検出領域のうち少な
くとも１つの焦点検出領域を選択する選択手段とを有す
る視線検出手段を有する光学機器において、前記焦点検
出手段は合焦後も焦点検出動作を続ける動作モードを有
し、前記範囲設定手段は該動作モードの１回目の動作時
に第１の判定範囲を設定し、２回目以降の動作時に第２
の判定範囲を設定するものであって、該範囲設定手段が
該第１の判定範囲を選択した際には、前記使用者の視線
位置に基づいて必ずいずれかの前記焦点検出領域を選択
するとともに、該第２の判定範囲を設定した際には、前
記使用者の視線位置に基づいて前記焦点検出領域を選択
しない領域が形成されることによって、焦点検出手段の
動作状態に合わせて適切な判定範囲が設定されるので、
より使用者の意志にあった焦点検出領域を選択すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカメラの電気回路

【図２】本発明のカメラの要部概略図

【図３】焦点検出系の説明図

【図４】カメラのファインダ例

【図５】測距点と視線座標の関係の説明図

【図６】ファインダ視野例

【図７】被写体の像面移動量の説明図

【図８】被写体の像面移動量の説明図

【図９】本発明のカメラのフローチャート

【図１０】本発明のカメラのフローチャート

【図１１】本発明のカメラのフローチャート

【図１２】本発明のカメラのフローチャート

【図１３】本発明のカメラのフローチャート

【図１４】本発明のカメラのフローチャート

【図１５】本発明のカメラのフローチャート

【符号の説明】

6 焦点検出用ユニット 7 ピント板 7L,7C,7R測距点表示 11,12 視線検出用光学系 13 眼球照明用ＩＲＥＤ 14 視線検出用エリアセンサ 23 視野マスク 100 ＣＰＵ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ファインダーを覗く使用者のファインダー
   内の視線位置を検出する視線検出手段と、複数の焦点検
   出領域に対してそれぞれ焦点検出することのできる焦点
   検出手段と、該使用者の視線位置に基づいて該焦点検出
   領域を選択するための判定範囲を設定する判定範囲設定
   手段と、該視線検出手段によって検出された視線位置が
   何れの判定範囲に含まれるかを判定して、該複数の焦点
   検出領域のうち少なくとも１つの焦点検出領域を選択す
   る選択手段とを有する視線検出手段を有する光学機器に
   おいて、前記焦点検出手段は合焦後も焦点検出動作を続
   ける動作モードを有し、前記範囲設定手段は該動作モー
   ドの１回目の動作時に第１の判定範囲を設定し、２回目
   以降の動作時に第２の判定範囲を設定するものであっ
   て、該範囲設定手段が該第１の判定範囲を選択した際に
   は、前記使用者の視線位置に基づいて必ずいずれかの前
   記焦点検出領域を選択するとともに、該第２の判定範囲
   を設定した際には、前記使用者の視線位置に基づいて前
   記焦点検出領域を選択しない領域が形成されることを特
   徴とする視線検出手段を有する光学機器。
2. 【請求項２】前記範囲設定手段が前記第２の判定範囲を
   設定した際に、前記視線位置に基づいて前記焦点検出領
   域を選択しない領域に前記使用者の視線位置があるとき
   には、前回の焦点検出領域を選択することを特徴とする
   請求項１記載の視線検出手段を有する光学機器。
3. 【請求項３】ファインダーを覗く使用者のファインダー
   内の視線位置を検出する視線検出手段と、複数の焦点検
   出領域に対してそれぞれ焦点検出することのでき、該使
   用者が視認できるように該ファインダー内に各焦点検出
   領域に対応する指標がそれぞれ設けられる焦点検出手段
   と、該使用者の視線位置に基づいて該焦点検出領域を選
   択するための判定範囲を設定する判定範囲設定手段と、
   該視線検出手段によって検出された視線位置が何れの判
   定範囲に含まれるかを判定して、該複数の焦点検出領域
   のうち少なくとも１つの焦点検出領域を選択する選択手
   段とを有する視線検出手段を有する光学機器において、
   前記焦点検出手段は合焦後も焦点検出動作を続ける動作
   モードを有し、前記指標は前記ファインダー内の第１の
   方向に並んで配置され、前記範囲設定手段は該動作モー
   ドの１回目の動作時に第１の判定範囲を設定し、２回目
   以降の動作時に第２の判定範囲を設定するとともに、該
   第１の判定範囲が設定されているときには該視線位置の
   該第１の方向に関する情報だけに基づいて、前記複数の
   焦点検出領域のうち少なくとも１つの焦点検出領域を選
   択し、該第２の判定範囲が設定されているときには該視
   線位置の該第１の方向と該第１の方向および直交する第
   ２の方向に関する情報に基づいて、前記複数の焦点検出
   領域のうち少なくとも１つの焦点検出領域を選択するこ
   とを特徴とする視線検出手段を有する光学機器。