JPH0264513A

JPH0264513A - 視線検出装置

Info

Publication number: JPH0264513A
Application number: JP21667388A
Authority: JP
Inventors: Tokuichi Tsunekawa; 恒川　十九一; Akihiko Nagano; 明彦長野; Kazuki Konishi; 一樹小西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-05
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JP2911125B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［ａ業上の利用分野］本発明は、撮影者がカメラのファインダを見ている状態
で、視線により主被写体位置等の情報を入力する視線入
力装置付カメラに間するものである。

［従来の技術］従来のこの種の視線入力装置は、第９図に示す如＜　Ｌ
ＥＤ等の赤外発光素子ＬＥで水平方向から虹彩と量膜の
境界部、即ち虹彩輪部を照明し、その反射光を２個の光
電変換素子ＴＲＩ、ＴＲ２で受光し、画素子からの出力
差に基づいて水平方向の眼球運動の検知が行われている
。

また、他の視線入力装置としては、特開昭６１−１７２
５５２号に記載されているように、観察者の眼球を平行
光で照明することにより発生する角膜前面からの反射像
である第１プルキンエ像と、瞳孔中心の位置より検出す
る方法がある。

第１１図はその検出原理説明図である０図中５０１は角
膜、５０２はＲ膜、５０３は虹彩、５０４は光源、５０
Ｂは投光レンズ、５０７は受光レンズ、５０９はイメー
ジセンサ−１５１０はハーフミラである。Ｏ゛は眼球の
回転中心、Ｏは角膜５０１の曲率中心、ａ、ｂは虹彩５
Ｇ３の端部、Ｃは虹彩の中心、ｄはｌｔプルキンエ像発
生位置である。アは受光レンズ５０７の光軸で図中Ｘ軸
と一致している。イは眼球の光軸である。

光源５０４は、観察者に対して不感の赤外発光ダイオー
ドで、投光レンズ５０６の焦点面に配置されている。光
源５０４より発光した赤外光は投光レンズ５０６により
平行光となりハーフミラ５１０により反射され角膜５０
１を照明する。角膜５０１の表面で反射した赤外光の一
部はハーフミラ５１０を透過し受光レンズ５０７により
イメージセンサ５０９上の位置ｄ°に結像する。また虹
彩５０３の端部ａ、ｂはハーフミラ５１０、受光レンズ
５０７を介してイメージセンサ５０９上の位置ａ’　、
ｂ’　に結像する。受光レンズ　５０７の光軸アに対す
る眼球の光軸イの回転角θが小さい場合、虹彩５０３の
端部ａ、６のＺ座標をＺａ。

ｚｂとすると虹彩５０３の中心位置Ｃの座標Ｚｃ！プルキンエ像発生位置ｄのＺ座標をＺｄ、角膜５０１の
曲率中心０と虹彩５０３の中心Ｃまでの距離をＯＣとす
ると、眼球光軸イの回転角θはＱＣＩｓｉｎθ＝Ｚｃ　
−Ｚｄ　　　　　　　（１）の関係式を略満足する。こ
のためイメージセンサ５０９上に投影された各特異点（
第１プルキンエ像Ｚｄ’及び虹彩端部Ｚａ’、　Ｚｂ’
）の位置を検出することにより、眼球光軸イの回転角θ
は明とかきかえられる。但し、βは、第１ブルキシ工像
発生位置と受光レンズ５０７との距Ｍ　−Ｑ　ｌと受光
レンズ５０７　とイメージセンサ５０９との距離ｊ２ｏ
で決まる倍率で、通常はぼ一定の値をとる。

［発明が解決しようとしている課題］しかし、この種の虹彩輪部を検知する視線入力装置をカ
メラに通用すると撮影者のカメラのホールド状態即ち横
位置か縦位置かにより第９．１０図に示す如く視線検知
系と眼球との相対位置関係が９０°変化し、第１０図に
示す縦位置では、虹彩輪部は、まぶたの下に入り検知出
来ない。

本発明の目的は、この種の視線入力装置をカメラに通用
してた場合、カメラを縦、横面位置で用いても効果的な
視線入力を行うことができる視線入力装置付カメラを提
供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明の目的を達成するための手段の代表的構成の一例
は、カメラのファインダ光学系に接眼する撮影者の眼に
照明手段からの光りを照射し、その反射光を撮像手段に
結像させて得られた像情報から撮影者の視線方向を検知
してカメラの制御手段に視線情報を入力する視線検知手
段を有するカメラであって、カメラの縦横方向の姿勢を
検知するカメラの姿勢検知手段と、該姿勢検知手段から
のカメラの姿勢情報に応じて、該視線検知手段からの視
線情報の切り換え又は特定の画面内位置情報を選択的に
該制御手段に入力させる選択手段とを備えたことを特徴
とする視線入力装置付カメラにある。

［作　用］上記の如く構成した視線入力装置付カメラは、カメラを
縦位置に構えた場合、画面内における主被写体の位置は
、高い確率で中央にする構図が多いので、このような場
合には視線検知手段からの視線情報を用いず、予め設定
された画面内の位置を情報として用いる。また、カメラ
が縦位置の時には、虹彩輪部より内側の視線情報を用い
て、視線検知を行う事により目のまぶたによる検知不能
を除去出来る。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する
。

第１図は、本発明の視線入力装置付カメラの光学ブロッ
クの一実施例である。

１は撮影レンズ、２はクイックリターンミラ３はピント
板、４はコンデンサレンズ、５はペンタプリズムであり
通常のファインダー光学系を形成している。６は測光用
集光レンズ、フは測光素子でありファインダー系と共に
測光系を形成している。

８はサブミラー　９は視野マスク、１０はフィールドレ
ンズ、１１はＡＰ光束折り曲げミラー　１２は二次結像
レンズ、１３は光電変換素子であり、これらで焦点検出
系を形成している。１４は内部に可視光透過で赤外光反
射のビームスプリッタ−を有するアイピースレンズ、１
５は、投受光兼用のレンズ、１６はビームスプリッタ−
１７は投光用赤外ＬＥＤ　、　３０は内部に第９図に示
す様な光電変換素子ＴＲＩ、ＴＲ２を有する光電変換素
子ユニットであり、これらで虹彩輪部を検知する視線検
知装置を形成している。１９は撮影者の目であり、１９
−１は角膜、１９−２は虹彩、１９−３は水晶体である
。なお２０はシャッター２１はフィルムである。

赤外ＬＥＤ１７から投光された光は、投光レンズ１５で
平行光束に変換され、アイピースレンズ１４のビームス
プリッタ−により反射して目１９に照射される。目の角
＠　１９−１や虹彩１９−２からの反射光は、アイピー
スレンズ１４、受光レンズ１５及びビームスプリッタ−
１６を介して、光電変換素子ユニット３０上に結像する
ように構成されている。

４０はカメラの姿勢検知装置であり、詳細は後述する。

第２図は、カメラの姿勢検知部の一例であり、第３図は
、その姿勢検知回路の一例であり、これらで姿勢検知装
置を構成している。

第２図に示す姿勢検知部は、４隅に液溜め４０−１．４
０−２．４０−３．４０−４が形成され、隣接する各液
溜め間を内側に向は凸の緩い曲壁面により連設された密
封容器４０ａ内に、スイッチ素子を構成する適量の水銀
４０ｂを封入し、また各液溜め４０−１〜４０−４内に
夫々スイッチ素子を構成する一対の導電ビン４０−１１
．４０−１２．４０−１３．４０−１４を支出して第１
スイツチＳＷＩ　、第２スイツチＳＷ２　、第３スイツ
チＳＷ３　、第４スイツチＳＷ４を形成し、対向する第
１スイツチＳＷＩと第３スイツチＳＷ３が上下方向に、
また対向する第２スイツチＳＷ２と第４スイツチＳＷ４
が左右方向に位置し、液溜め４０−１内に水銀４０−ｂ
が溜まって一対の導電ピン４０−１１が導電して、第１
スイツチＳＷｌがオンする図示の状態において、カメラ
が王立の横位置姿勢であることを検知し、第２スイツチ
ＳＷ２、第４スイツチＳＷ４がオンするとカメラが縦位
置姿勢であることを検知し、第４スイツチＳＷ４がオン
するとカメラが倒立の横位置姿勢であることを検知する
。

第３図に示す姿勢検知回路において、Ｒ１〜Ｒ４はプル
ダウン抵抗、ＯＲＩ　、ＯＲ２はオアゲートで、第１オ
アゲートＯＲ１には第１スイツチＳＷ１と第３スイツチ
５Ｖ１３のスイッチ信号が入力し、また第２オアゲート
ＱＲ２には第２スイツチＳＷ２と第４スイツチＳＷ４の
スイッチ信号が入力するようになっており、例えば第１
スイツチＳＷＩがオンすると、プルダウン抵抗Ｒ１〜Ｒ
４、オアゲートＱＲ１，ＯＲ２を介して第１オアゲート
ＯＲ１の出力がＨレベルとなる。

またカメラが縦位置の時には、第２スイッチＳＷ２また
は第４スイツチＳＷ４がオンするので第２オアゲートＯ
Ｒ２の出力がＨレベルとなる。更にカメラを斜めにした
時には、スイッチＳＷＩ　。

ＳＷ２の如く隣接する２つのスイッチがオンするのでオ
アゲートＯＲＩ　、ＯＲ２の出力が共に、Ｈレベルとな
る。

すなわち、カメラの姿勢により上述の如くオアゲートＯ
ＲＩ　、ＯＲ２の出力が変わるので、カメラの姿勢判別
が出来る。

本実施例におけるカメラの焦点検出系は、画面内に複数
の測距ポイント（本実施例では５箇所）を有し、例えば
第４図に示す如く、画面内の５ケ所の測距ポイントに対
応して測距部Ａ１〜Ａ５を有し、視線検知視野部に１〜
に５に視線をもっていくと、そこの被写体を主被写体と
して合焦させ、またそこの被写体に重みづけをした露光
量の制御を行うようにしており、この点については後述
する。

また、本実施例におけるカメラの測光系は、第５図に示
す如く、分割測光を行うようにしており、８１〜Ｂ５が
分割測光部であり、各分割測光部８１〜Ｂ５は第４図に
示す視線検知視野部に１〜に５に対応している。

第６図は視線入力装置の入力情報に基づいて露光量及び
合焦制御を行う制御部のシステムブロック図である。

６０１〜６０５は第５図に示す測光部８１〜Ｂ５の情報
により各部分を測光する分割測光回路であり、この出力
が重みづけ評価演算回路６０６で重みづけ演算され、そ
の結果に基づいて、露光量制御回路６０７で露光量の制
御が行われる。

６２１〜６２５は第４図に示す測距部Ａ１〜Ａ５からの
測距情報に基づいて各測距視野部分における被写体距離
を測距する多点測距回路であり、選択回路６２６で必要
な測距部Ａ１〜Ａ５が選択され、その結果に基づいてレ
ンズ制御回路６２７を介して撮影レンズの合焦駆動が行
われる。６１１は視線検知回路、６１２は視線方向を撮
影画面の中央部等に指定するための視線方向指定回路、
６１３はカメラの姿勢検知回路６１４の出力に基づいて
視線検知回路６１１．視線方向指定回路６１２を選択す
る選択回路であり、カメラが横位置の時には視線検知回
路６１１が選択され、この出力に基づいて視線方向の情
報が測光の重みづけ評価演算回路６０６及び測距視野゛
の選択回路６２６に供給され、写したい部分に露出及び
ピント合わせが行われる。例えば視線が第４図の視線検
知視野部に１の範囲に入った場合には、測距部としてＡ
１を選択し、測光としては対応する８１部に重みをおい
た重みづけ評価測光を行うことにより撮影者が写したい
と思う主要被写体にピント及び露出の合った撮影を行う
事が出来る。

またカメラが縦位置の時には、カメラの姿勢検知回路８
１４の出力に基づいて視線方向指定回路６１２が選択さ
れ、例えば画面の中央部に露出及びピントを合せるべぎ
情報が測光及び測距系に供給される。

なお、カメラの姿勢検知装置を介して、カメラが縦位置
であると判断された時には、通常、写したい主要被写体
が画面の中央部に位置していることが非常に多い。この
ため視線検知装置をわざわざ作動させて視線の方向を入
力する必要は、はとんどなく予め定められた測距、測光
位置の情報を入力すれば良い。

第７図（＾）は他の実施例を示す光学ブロックである。

本実施例は、第１図に示す実施例におけるビームスプリ
ッタ−（以下第１ビームスプリッタ−と称す）１６から
光電変換素子ユニット３０への光路中に、第２ビームス
プリッタ−５０を配置し、その反射光をＣＣＤ等のリニ
ア又はエリア型第２光電変換素子５１に入射させるよう
にしたもので、第２光電変換素子５１は、カメラを縦位
置としたときに、第７図（Ｂ）　に示す如＜、ＬＥＤ１
７による眼球の上下方向における反射光を受光するよう
に配置されている。

そして、カメラの姿勢検知装置が横位置を検知すると、
光電変換素子ユニット３０からの情報に基づき合焦並び
に露出の制御を行い、縦位置を検知すると第２光電変換
素子５１からの情報に基づいて合焦並びに露出の制御を
行う・第７図（Ｂ）に示すカメラが縦位置の時の視線検
知の場合、赤外発光ＬＥＤ等の光源１７で眼球１９が照
明され、眼球の虹彩輪部より内側の投影像部５１°の像
が集光レンズ系を介してセンサ５１上に結像する。この
ため虹彩と瞳孔のエツジ及び角膜反射像位置の検知が出
来、視線の方向を決める事が可能となる。

第８図は、眼球に光を当て、反射像をＣＯＤ等、リニア
またはエリア型の光電変換素子上に結像させ、眼球の中
央部を水平方向に走査した時の眼球の位置に対する光電
変換素子からの水平走査信号である。

この図からも明らかな様に虹彩の輪部より内側の瞳孔部
や角膜反射像を用いればカメラが縦位置でも、まぶたに
遮られることなく、信号の検知が可能である。この種の
視線入力装置を用いればカメラが縦位置でも視線で情報
入力が出来る。つまり、カメラが横位置の時には、簡単
な構成の虹彩の輪部を検知する視線検知装置で視線の方
向の検知を行ないカメラが縦位置になった時には、上記
虹彩輪部より内側の瞳孔の中心位置や、角膜の反射像を
用いて視線の方向を検知する事により、カメラが横位置
でも縦位置でも視線の方向を入力する事が出来るもので
ある。

なお、本実施例の制御系は第６図に示した前述した実施
例のブロック図と同等であるので明示しないが、第６図
の視線検知回路６１１に簡単な構成の虹彩輪部を検知す
る視線検知回路を配置し、視線方向指定回路８１２の代
りに虹彩輪部より内側の情報を用いる視線検知回路を配
設する事により容易に実現することが出来る。

なお、第７図（Ａ）に示す実施例では、カメラの縦姿勢
時における視線検知のために、第２光電変換素子５１を
設けているが、第１図に示す実施例において、光電変換
ユニット３０としてＣＣＤ等のリニアまたはエリア型の
光電変換素子を用いることによりカメラ姿勢が縦横両方
向の場合における視線検知機能をもたせる事が出来、カ
メラの姿勢に応じて効果的に切換える事も出来る。

［発明の効果］以上説明してきたように、第１の発明によれば、カメラ
を縦位置姿勢にした場合には、予め設定した特定の画面
的位置情報をカメラの制御手段に入力して、例えば合焦
や露出の制御が主被写体に合せて行なわれ、失敗のない
撮影ができる。

また、第２の発明によれば、カメラを縦横のどちらの姿
勢にしても、撮影者の視線からの情報をカメラの制御手
段に入力できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による視線入力装置付カメラの一実施例
を示す光学ブロック図、第２図はカメラの姿勢検知部の
一例を示す概略図、第３図はカメラの姿勢検知回路の一
例を示す回路図、第４図は焦点検出系の多点測距部の一
例を示す図、第５図は測光系の分割測光部の一例を示す
図、第６図は制御部のシステムブロック図、第７図は（
Ａ）は他の実施例の光学ブロック図、第７図（Ｂ）はカ
メラが縦位置の場合の視線検知状態を示す図、第８図は
眼球の位置に対する水平走査信号を示す図、第９図は従
来の視線入力装置の概略図、第１０図は第９図の装置を
カメラに適用し、カメラを縦位置にした時の眼球との相
対位置関係を示す図、第１１図は従来の角膜反射像と瞳
孔中心を用いる視線検出装置を示す図である。１・・・撮影レンズ、２・・・クイックリターンミラー３・・・ピント板、４・・・コンデンサレンズ、５・・・ペンタプリズム、６・・・測光用集光レンズ、７・・・測光素子、　　　　８・・・サブミラー９・・
・視野マスク、１０・・・フィールドレンズ、１１・・・ＡＦ光束折り曲げミラー１２・・・二次結像レンズ、３・・・光電変換素子、４・・・アイピースレンズ、５・・・投受光兼用のレンズ、６・・・ビームスプリッタ− ７・・・投光用赤外ＬＥＤ、９・・・目、０・・・光電変換素子ユニット。化４名莞３図慎７図（Ａ）第７図（８）

Claims

【特許請求の範囲】１　カメラのファインダ光学系に接眼する撮影者の眼に
照明手段からの光りを照射し、その反射光を撮像手段に
結像させて得られた像情報から撮影者の視線方向を検知
してカメラの制御手段に視線情報を入力する視線検知手
段を有するカメラであって、カメラの縦横方向の姿勢を
検知するカメラの姿勢検知手段と、該姿勢検知手段から
のカメラの姿勢情報に応じて、該視線検知手段からの視
線情報又は特定の画面内位置情報を選択的に該制御手段
に入力させる選択手段とを備えたことを特徴とする視線
入力装置付カメラ。２　カメラのファインダ光学系に接眼する撮影者の眼に
照明手段からの光りを照射し、その反射光を撮像手段に
結像させて得られた像情報から撮影者の視線方向を検知
してカメラの制御手段に視線情報を入力する視線検知手
段を有し、該視線検知手段は少なくとも虹彩輪部の情報
を視線検知の情報とする第１の視線検知系と、虹彩輪部
より内側の視線情報を視線検知の情報とする第２の視線
検知系とから構成したカメラであって、カメラの縦横方
向の姿勢を検知するカメラの姿勢検知手段と、該姿勢検
知手段がカメラの横姿勢を検知すると該視線検知手段の
第１の視線検知系を選択し、該姿勢検知手段からカメラ
の縦姿勢情報が入力されると該視線検知手段の第２の視
線検知系を選択して該制御手段に入力させる選択手段と
を備えたことを特徴とする視線入力装置付カメラ。