JPH03107934A - 光学機器 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は視線信号（情報）を利用した露出制御装置に関
し、例えばカメラのような光学装置において撮影系によ
る被写体像が形成されている観察面（ピント面）上の観
察者が観察している注視点方向の軸、所謂視軸（視線）
を視線検出手段で検出し、該視線検出手段からの視線信
号を利用して測光手段により観察面上の測光を行い露出
制御用の露出情報を得るようにした視線信号を利用した
露出制御装置に関するものである。

（従来の技術） 最近のカメラは、その多機能化に伴いカメラに入力すべ
き情報量はますます増加している。従来のカメラでは撮
影者が押しボタンスイッチやダイヤル式スイッチを操作
して例えば測光や測距等に関する情報を入力しているが
、一般に入力すべき情報の種類が増えると操作が煩雑に
なり易い。

従来より撮影に関する情報のうち観察面（ピント面）内
の任意の複数点を測光し、このときの複数点の測光値を
予め設定された演算方法により求め、該演算結果を用い
て露出制御を行うようにした、所謂マルチスポット露出
制御装置が種々と提案されている。

第７図は従来のマルチスポット露出制御装置な有したカ
メラの要部概略図である。

同図においては撮影者はカメラグリップ部にある測光モ
ード選択ボタンで中央部スポット測光を選択し、ファイ
ンダー（観察面）中央部にあるスポット測光範囲マーク
を重点的に測光したい領域に合わせスポット測光ボタン
を押す。これによりこのときのスポット測光値が記憶部
に記憶され、露出制御用に用いられる。

又、複数点を重点的に測光したいときはカメラを動かし
てファインダー中央部のスポット測光範囲マークを対象
とする複数の領域に合わせ順次スポット測光ボタンを押
す。このようにして複数点の測光値の例えば加重平均値
をスポット測光ボタンを押す毎に求め記憶部に記憶する
。そして記憶した複数点の測光値の加重平均値を用いて
露出制御用の露出情報を得ている。

（発明が解決しようとする問題点） 観察面内の複数点での測光値を利用した従来のマルチス
ポット測光装置ではスポット測光がファインダー（観察
面）の中央部の１ケ所でしかできなかった。この為、撮
影者は観察面内の任意の点で選択するのにその都度、カ
メラを動かしてスポット測光範囲マークを対象とする領
域に合わせなければならなかった。

その為、撮影者は一部フレーミングを決めた後、カメラ
を動かし複数点の測光値を求め、記憶部に記憶させた後
、再びカメラを元の位置に戻し、撮影を行なわなければ
ならなく大変面倒であった。即ちフレーミングを測光後
にやり直す煩わしさや、その都度カメラを動かす煩わし
さ等が撮影の際に伴ってくるという問題点があった。又
三脚を使用しているとき等は、一般にカメラを動かすの
が困難であるのでマルチスポット測光機能を効果的に発
揮させることが出来ないという問題点があった。

本発明は観察面上を観察している観察者の視線を検出し
、該視線信号を利用して観察面上の観察者が重点的に測
光したい領域を選択し、このときの選択された領域の測
光値を用いて撮影の際の煩わしさを改善し、容易にしか
も迅速に露出情報な得ることができる視線信号を利用し
た露出制御装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の視線信号を利用した露出制御装置は、観察面を
観察系を介して観察すると共に、該観察系の一部を利用
して該観察面を観察している観察者の眼球の視線を視線
検出手段で検出し、該視線検出手段からの視線信号に基
づいて該観察面中の複数の領域に分割された領域のうち
から少なくとも１つの領域を注視点抽出手段で抽出し、
該注視点抽出手段からの信号に基づいて測光手段により
該抽出された領域の測光を行い、該測光手段からの測光
信号に基づいて露出制御手段により露出情報を得るよう
にしたことを特徴としている。

（実施例） 第１図（Ａ）は本発明を一眼レフカメラに適用したとき
の第１実施例の要部概略図、第１図（Ｂ）は同図（Ａ）
の注視点検出装置の要部を抽出し展開して注視点を求め
る為の観察者の眼球の視線方向を検出する検出原理を示
す概略図である。

まず第１図（Ａ）の露出制御装置の概要について説明す
る。

本実施例では撮影レンズ１０１により被写体像を跳ね上
げミラー１０２を介し、ピント板（観察面）１０３上に
形成している。そしてペンタダハプリズム１０５を介し
、正立正像としてダイクロイックミラー面１０６ａを有
する接眼レンズ１０６でピント板上の被写体像を観察し
ている。

本実施例では各要素１０３，１０４，１０５゜１０６は
観察系の一要素を構成している。

一般に一眼レフレックスカメラのファインダ視野をのぞ
く観察者（被検者）は撮影レンズ１０１を透過し、跳ね
上げミラ１０２で反射しピント板上に形成した被写体光
（像）をペンタダハプリズム１０５及び接眼レンズ１０
６を介して受光、観察する。この時観察者はファインダ
視野内の注視する被写体に対して視線を向けるために眼
球を回転させる。

接眼レンズ１０６の前方には照明手段（光源４及び投光
レンズ６により構成）が配置され、観察者の眼球１１２
を照明する。

眼球１１２の角膜及び虹彩にて反射した赤外光は接眼レ
ンズ１０６に入射するとともに、接眼レンズ１０６のダ
イクロイックミラ部１０６ａで反射し、ハーフミラ−５
と受光レンズ７を介してイメージセンサ９上に各々の像
を結像する。ここで、接眼レンズ１０６のダイクロイッ
クミラ部１０６ａは例えば誘電体多層膜を塗膜した直角
プリズムを２枚貼り合わせることにより形成され、該誘
電体多層膜は可視光は透過し、赤外光は反射するように
設定されている。

イメージセンサ９上に形成された眼球の反射に基づく角
膜及び虹像の各機より各特異点を検出し後述するように
視線演算手段８によって視線を検出し、その結果に基づ
いて注視点抽出手段１０で観察者の意図するピント板１
０３面上の注視点の検出を行７ている。尚、イメージセ
ンサ９と視線演算手段８は視線検出手段の一要素を構成
している。

注視点抽出手段１０で抽出された注視点に相当する第１
図（Ｃ）に示す観察面（ピント板１０３）内の複数の領
域に分割された領域Ａ、〜Ａ９のうち所定の領域（１つ
又は複数）について集光レンズ２２を介し測光手段２３
で測光し、該測光手段２３からの測光値を用いて露出制
御手段２４により露出情報を得ている。

次に第１図（Ｂ）に右いて注視点を求める際に用いる眼
球の視線方向の検出方法について説明する。

図中１００は被検者（観察者）の眼球、１は被検者の眼
球の角膜、２は同じく強膜、３は虹彩である。０′は眼
球１０１の回転中心、０は角膜１の曲率中心、ａ、ｂは
各々虹彩３の端部、ｄは各々後述する光源４に基づく角
膜反射像の発生位置である。４は光源で被検者に不感で
ある赤外光を放射する発光ダイオード等である。又光源
４は投光レンズ６の焦点面近傍に配置されている。投光
レンズ６は光源４からの光束を平行光束として角膜１面
上を照明している。尚、光源４と投光レンズ６は照明手
段の一要素を構成している。

７は受光レンズであり、角膜１近傍に形成された角膜反
射像発生位置ｄと虹彩の端部ａ、ｂをイメージセンサ（
光電変換素子）９面上に結像している。尚、受光レンズ
７、イメージセンサ９は検出手段の一要素を構成してい
る。

８は視線演算手段であり、イメージセンサ９からの出力
信号に基づいて視線を演算し求めている。１０は注視点
抽出手段であり、視線演算手段８より時々刻々と出力さ
れる視線方向の情報に基づいて観察者が意図する視線方
向、即ち観察視野内（第１図（Ａ）のピント板１０３面
上の一領域）の注視点を後述する方法により抽出してい
る。

注視点抽出手段１０からの出力信号に基づいて評価測光
や多点測光等の各種の撮影操作を観察者の意のままに制
御することを可能としている。

アは受光レンズ７の光軸で図中のＸ軸と一致している。

イは眼球の光軸でＸ軸に対して角度θ傾いている。

次に本実施例の光学的作用について説明する。

光源４より射出した赤外光は投光レンズ６を通過後、略
平行光となって眼球１００の角膜１を照明する。そして
角膜１を通過した赤外光は虹彩３を照明する。

このとき眼球を照明する赤外光のうち、角膜１の表面で
反射した光束に基づく角膜反射像発生位置ｄを受光レン
ズ７を介して、イメージセンサ９上の点ｄ′に結像する
。

又虹彩３の表面で拡散反射した赤外光は受光レンズ７を
介してイメージセンサ９上に導光され、虹彩像を結像す
る。

第２図はこの時の眼球と該眼球の各特異点からの反射像
のイメージセンサ９上に結像させ、該眼球中央部を水平
方向に走査した時の眼球の各位置に対応するイメージセ
ンサからの水平走査出力信号の模大図である。

視線演算手段８は角膜反射像スポット位置と瞳孔エツジ
の位置より前述の（２）式に基づいて、即ち に従フて眼球の回転角θの算出を行っている。

本実施例ではこのときの回転角θより眼球の視軸を求め
、これより被検者の視線を検出している。そしてこのと
き得られた視線より第１図（Ｃ）に示すような銭察面（
ピント板１０３）上の観察者が観察している注視点、即
ち領域Ａ１〜Ａ９のうちの所定の領域を求めている。

第３図は本発明のフローチャートである。本実施例では
まずマルチスポット測光モードに入ると、カメラ内のマ
イコンは視線検出装置からの信号を用いて撮影者の視線
、すなわちピント板上７の撮影者の見ている点を算出す
る。次にそれが注視点（この場合は撮影者がマルチスポ
ット測光の測光点として意図した点）であるか否かの判
断を行う、もし注視点と判断した場合には、その点をピ
ント板上に例えばスーパーインボーズ表示し、撮影者に
注視点として認識したことを知らせる。

この動作は製品のコストやユーザのニーズ使用形態によ
って左右される撮影者への確認動作であるので例えばブ
ザー音と併用してもよいし、−切材なわなくとも構わな
い。そしてこの注視点における測光値を求め、この値を
第１回の加重平均値としてメモリーに記憶するとともに
必要に応じてファインダー内などにその加重平均値を表
示する。また必要があれば注視点における測光値もメモ
リーに記憶する。

そして注視点であるか否かの判断にかかわらずリセット
スイッチなどによりマルチスポット測光のリセットが指
示された場合は、これまでにメモリーに記憶した値をリ
セットし、他のルーチンへ処理が移る。またレリーズス
イッチによりレリーズ動作が指示された場合は、レリー
ズ動作のルーチンへ移行したのちレリーズ動作を行う。

それ以外の場合は再び同様の処理を繰り返す。

即ち撮影者の視線位置を求め、それが注視点か否かを判
断し、注視点と判断した場合には必要に応じてその点を
スーパーインボーズ表示するなどして撮影者への確認動
作を行う。そしてその点の測光値を求め、この値と前回
に求められた加重平均値より新たな加重平均値を算出し
、メモリーに記憶するとともに必要ならばその値をファ
インダー内などに表示する。

また注視点の測光値も、もし必要であるならばメモリー
に記憶する。その後は前回と同様にリセットやレリーズ
が指示されたら、そのルーチンに移り、それ以外は再び
同じ処理を縁り返す。ただしこの繰返しの回数はメモリ
ーの容量等により規制されるものである。もしこの繰返
し回数を越えた場合は、例えば「その、繰返し回数の上
限を越えるまでに求められた加重平均値をそのまま維持
する」もしくは「最新の綬返し回数分の測光値の加重平
均値を求めそれを記憶する」という様にすれば良い。

第４図は本発明の注視点検出手段に係る電気回路のブロ
ック図である。

図中、３０１は眼球からの反射像を検知する検出手段を
構成するＣＣＤ等の光電変換素子（イメージセンサ）、
３０２は視線演算回路、３０３は視線ゾーン判別回路で
あり視線が観察視野内の例えばピント板面上のどのゾー
ン（領域）を向いているかを判別しており、該視線ゾー
ン判別回路３０３は視線演算回路３０２から出力される
回転角θの大きさから判定している。３０４は注視点演
算回路である。視線ゾーン判別回路３０３と注視点演算
回路３０４は注視点抽出回路３０５を構成している。

第１図（Ｃ）は本実施例における観察範囲、例えばカメ
ラのファインダー画面を示すものであり、ゾーンＡ、−
Ａ、、に９分割し、対応する位置に測光素子を配置して
分割測光を行うものである。

視線演算回路３０２からの出力信号はゾーン判別回路３
０３で例えばゾーンＡ、〜Ａ９の各ゾーンに判別され注
視点演算回路３０４に供給される。注視点演算回路３０
４から例えば観察者の意図する視線方向としてゾーンＡ
８が抽出されたとすると測光についてはゾーンＡ、に重
みをづけた測光を行い、観察者の撮影意図に合った条件
で撮影することを可能としている。

第５図は本発明に係る注視点抽出回路の一実施例のブロ
ック図である。

図中、５０１，５０２．・・・・、５０８，５０９はと
ころ火成転送メモリーであり、ゾーン判別回路３０３で
ゾーン判別されたゾーンのコード情報を入力し順次下方
へデータ転送している。５１０はデータセレクタであり
、メモリー５０１と５０９のデータをＳＰ端子からのパ
ルスによって切換えている。５２０はデコーダであり、
データセレクタ５１０の出力データをデコートしており
、Ｄ０〜Ｄ９端子のいずれかの出力が選択される。５２
１〜５２９はアップダウンカウンターであり、例えば第
１図（Ｃ）のゾーンＡ　Ｉ””　Ａ　９に対応するコー
ドデータをカウントしており、Ｄ１〜Ｄ９端子信号によ
りカウントの可否が制御され、ＳＰ端子によりカウント
のアップ、ダウンが制御される。ＣＬにはカウントクロ
ック入力端子である。

５３０はデータ比較回路であり、各アップダウンカウン
タ５２１〜５２９に蓄えられたデータを比較している。

本実施例はある一定の時間の間に銭察範囲中の複数に分
割されたゾーンを観察者の視線が指向した回数、即ち頻
度を検出している。

第５図では一定時間より古いデータは捨てられ新しいデ
ータが加えられて更新され、常に最新の一定時間のデー
タより頻度が出力されている。

本実施例の動作について以下に説明する。

系に電源が投入されると、まずパワー・アップ・クリア
がかかり全回路が初期状態にリセットされる。この時メ
モリー５０１〜５０９もデータがないので全て例えば０
になる。

次にＳＰ端子にデータ更新パルスが加えられ、ＳＰ端子
が高レベルの間データセレクタ５１０を介してメモリー
５０９のデータがデコーダー５２０に供給され、人力デ
ータが０の時にはり。

端子が選択されて高レベルとなり、Ｄ、〜’Ｄ　ｅ端子
は低レベルのままであり、カウンタ５２１〜５２９は全
てカウントが禁止される。つまりメモリー５０９にデー
タがない間はカウンタは作動しない。

次にメモリー５０１〜５０９のデータが下方へ順次シフ
トされメモリー５０９のデータは捨てられる。

次に視線演算回路３０２、ゾーン判別回路３０３を介し
て出力された情報がメモリー５０１に入力される。ＳＰ
端子が低レベルとなりデータセレクタ５１０でメモリー
５０１が選択されてデコーダー５２０に供給されるとデ
ータに対応する出力端子、例えばＤ２端子が高レベルと
なりカウンタ５２２がカウント可能状態となる。

この時ＳＰ端子は低レベルなのでカウンタはアップカウ
ントモードであり、クロック端子ＣＬＫから更新クロッ
クが１つ加えられカウントアツプする。

次にＳＰ端子に更新パルスが加えられメモリー５０９の
内容がカウンタ５２１〜５２９から削除される。つまり
メモリー５０９にデータがある場合にはＳＰ端子が高レ
ベルの間、データセレクタ５１０を介してメモリー５０
９のデータがデコーダ５２０に供給され、対応する出力
端子、例えばＤ２端子が選択されて高レベルとなるとカ
ウンタ５２２がカウント可能状態となる。この時ＳＰ端
子は高レベルなのでカウンタ５２１〜５２９はダウンカ
ウントモートとなり、クロック端子ＣＬＫから更新クロ
ックが１つ加えられるとカウント５２２はダウンカウン
トとしメモリー５０９のデータを削除する。

同様にこの動作を順次繰り返す事により、ある一定時間
内の最新の頻度データが対応するカウンタ５２１〜５２
９にカウントされていることになる。頻度を計数する基
準になる一定時間はメモリー５０１〜５０９の数を変え
ることにより容易に設定することが出来る。

カウンタ５２１〜５２９にカウントされた最新の頻度デ
ータは用途に応じてデータ比較回路５３０でデータの比
較演算が行われ必要なデータが出力される様に構成され
ている。

第６図は本発明の第２実施例のフローチャートでる。

本実施例ではまず第３図の第１実施例と同様にマルチス
ポット測光モードに入ると、カメラ内のマイコンは視線
検出装置からの信号を用いて撮影者の視線を算出する。

そして必要があればその位置をピント板上にスーパーイ
ンポーズ表示し、撮影者にカメラの認識した視線位置を
知らせる動作を行う。この確認動作を行うか否かが製品
のコストやユーザーのニーズ、使用形態によって左右さ
れることは第１実施例と同じである。このときにスポッ
ト測光ボタンが押されると、その注視点に右ける測光値
を求め、この値を第１回の加重平均値としてメモリーに
記憶するとともに、必要に応じてファインダー内などに
その加重平均値を表示する。また必要があれば注視点に
おける測光値もメモリーに記憶する。そしてスポット測
光ボタンが押された押されないにかかわらず、リセット
やレリーズの指示が行なわれたらそのルーチン処理を移
す。それ以外は再び同じ処理を繰返す。

即ち、撮影者の視線位置を算出し、必要があればその点
をスーパーインポーズ表示する。そしてこのときにスポ
ット測光ボタンが押されたならば、その点の測光値を求
め、この値と前回に求められた加重平均値より新たな加
重平均値を算出し、メモリーに記憶するとともに必要な
らばその値をファインダー内などに表示する。また注視
点の測光値も、もし必要であるならばメモリーに記憶す
る。その後は前回同様にリセットやレリーズが指示され
たらそのルーチンに移り、それ以外では再び同じ処理を
繰り返す。この繰返し回数が制限されることは第１実施
例と同様である。

（発明の効果） 本発明によれば観察面上を観察している観察者（撮影者
）の眼球の視線を検出し、該視線より観察者の観察面上
の注視点を求め、該注視点に対応する複数個の測光値を
求め、この求められた複数個の測光値を利用して露光制
御を行う為の最終の露出情報を得ることにより、煩わし
い操作なしにどのような撮影状態においても、良好なる
マルチスポット測光が可能な操作性の良い視線信号を利
用した露出制御装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明を一眼レフカメラに適用したとき
の第１実施例の要部概略図、第１図（Ｂ）は同図（Ａ）
の注視点検出装置における眼球の視線方向の検出原理の
説明図、第１図（Ｃ）は本発明に係る観察系の観察範囲
の説明図、第２図は本発明における眼球の各位置に対応
するイメージセンサからの水平走査出力信号の説明図、
第３図、第６図は本発明の第１．第２実施例のフローチ
ャート、第４図は本発明に係る注視点検出の電気回路の
ブロック図、第５図は本発明に係る注視点検出回路のブ
ロック図、第７図は従来の露出制御装置を有した一眼レ
フカメラの概略図である。 図中、１００は眼球、１０１はｉ影しンズ、１１２は観
察者、２３は測光手段、２４は露出制御手段、１は角膜
、２は強膜、３は虹彩、４は光源、５はハーフミラ−６
は投光レンズ、７は受光レンズ、８は視線検出回路、９
はイメージセンサ、１０は注視点検出手段、３０１は光
電変換素子、３０２は視線演算回路、３０３は視線ゾー
ン判別回路、３０４は注視点演算回路、３０５は注視点
抽出回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）観察面を観察系を介して観察すると共に、該観察
   系の一部を利用して該観察面を観察している観察者の眼
   球の視線を視線検出手段で検出し、該視線検出手段から
   の視線信号に基づいて該観察面中の複数の領域に分割さ
   れた領域のうちから少なくとも１つの領域を注視点抽出
   手段で抽出し、該注視点抽出手段からの信号に基づいて
   測光手段により該抽出された領域の測光を行い、該測光
   手段からの測光信号に基づいて露出制御手段により露出
   情報を得るようにしたことを特徴とする視線信号を利用
   した露出制御装置。