JPH03168623A - 視線検出装置 - 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］ この発明は、例えばファインダーの視野内に複数個の測
距ゾーンを有し、撮影者の視線の向けられた方向にある
測距ゾーンに対応する測距用光学系を用いて被写体まで
の距離を測定するカメラのオートフォーカス装置等に使
用される視線検出装置に関するものである． ［従来の技術］ 従来の視線検出の方法はとしては、例えば特願昭６２−
１４６０６７号に記載される方法がある．この方法は、
カメラのファインダー内に設けられた複数の測距ゾーン
を選択するために撮影者が注視している方向を検出する
ものである．まず、送光系により眼に検出光を照射し、
角膜及び眼底からの反射光をＣＣＤラインセンサで受光
してビデオ信号を発生させる．カメラの演算回路は、出
力されたビデオ信号に基づいて瞳孔中心から第１ブルキ
ンエ像までの距離を求め、この距離と予め設定された瞳
孔中心から角膜の曲率中心までの距離とに基づいて眼の
回旋角を求める． 撮影者が注視しているファインダー内の座標は、上記の
回旋角から演算され、これに基づいて撮影者が何れの測
距ゾーンに重なる被写体を注視しているかを判断する． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の視線検出装置は、人間の眼の特性
にかかる問題点に関しては何等考慮していない． 問題となる眼の特性の一つに、視軸（視線と同義）と光
軸とのズレがある．第３図はアメリカ合衆国国防総省編
纂によるＮＩＬ−ＨＤＢＫ−１４１から抜粋したもので
ある．この図からも判るように、一般に眼の視軸と光軸
とは約５１〜ｒの角度差をもっているとされる． このことは上述したように瞳孔中心と第１プルキンエ像
との相対位置から視線を検出する方法においては、正確
な意味では視線を検出しているのではなく、光軸を検出
していると考えらへ　検出された方向は厳密な意味では
撮影者の注視方向とずれていることとなる． また、他の問題としていわゆる個体差がある．上記の角
度差は、統計学的な平均値であり、個体差を考えると実
際には更に様々な分布を示すと思われる．他方、視線を
演算する際に使用している瞳孔中心と角膜の曲車中心ま
での距離の値自体にも個体差がある． 従って、たとえ視軸と光軸とのズレを補正したとしても
、その補正が一義的であれば、個体差によるズレが残存
する虞がある． 更に、光軸と視軸との差は、撮影者がコンタクトレンズ
を装用している場合に、コンタクトレンズが偏心した際
にも生じることがある．第４図（ａ）（ｂ）及び（Ｃ）
は、実測によるビデオ信号出力を示したものである．被
検眼はコンタクトレンズを装用した左眼である．図の横
輔はＣＣＤラインセンサのビット番号、縦輪は光量であ
る．第４図（ａ）はファインダーの中央Ｘ＝Ｏ．ＯＯｍ
ｍ＋の座標を注視したものであるが、この検出結果に基
づいて視線方向を演算するとＸ：−４．２２＋＊ｍとな
る．また、第４図（ｂ）はＸ：−９．０Ｏｍｍの座標を
注視したものであるが、演算結果はＸ＝−１３．１１ｍ
ｍとなる．更に、第４図（Ｃ〉はＸ＝＋９　．００＋ａ
＋ａの座標を注視したものであるが、演算結果はＸ：４
．６７＋ａｍとなる． すなわち、演算結果は、本来出力されるべき理論的な値
と比較して−４ａｍ程度異なる位置を指し示しているこ
ととなる．これらのズレの中に、個体差及びコンタクト
レンズの偏心による影響が占める割合は定かではないが
、少なくとも、結果として光軸が視軸に対しマイナス側
（耳側）に回転していることは理解することができる． ［目的］ 本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、視軸
と光軸との角度差による視線検出のズレを補正すると共
に、撮影者の眼の個体差、あるいはコンタクトレンズの
偏心に起因する角度差のバラツキを補正することができ
る視線検出装置を提供することを目的とする． ［課題を解決するための手段〕 この発明は、上記の目的を達成させるため、眼に対して
観察光を投光する送光系と、眼からの反射光を受光して
受光素子上に再結像させる受光系と、受光素子から出力
されるビデオ信号に基づいて視線方向を演算する演算手
段と、眼がファインダー内に設けられた更正点を注視し
た際に演算手段から出力される実測による視線方向と理
論的な視線方向とのズレを更正データとして記憶する記
憶手段と、演算手段の出力から更正データを差し引いて
視線方向を補正する補正手段とを有することを特徴とす
る． 【作用】 上記の構成によれば、個体差等をも考慮して眼の光軸と
視軸との角度差による視線方向のズレを補正することが
できる．

【実施例】 以下、この発明を図面に基づいて説明する．第１図及び
第２図は、この発明の一実施例を示したものである． まず、第２図に基づいてこの装置の構成を説明する． 第２図において、４０はカメラに組込まれているベンタ
プリズム、４１はクィックリターンミラー　４２はピン
ト板、４３はコンデンサレンズ、４４はファインタール
ーペ、４５は撮影者の眼であり、＾Ｘ●はファインダー
光学系の光軸である． このカメラは、図示を略す３つの測距用光学系を有して
おり、それぞれの測距用光学系が覗く領域に対応する測
距ゾーン８０，８１．８２は、第ｌ図に示したように位
置する．左右の測距ゾーン８０．８２の中央には、更正
データを設定するための第１の更正点９１（Ｘ：−ｄｘ
）と、第２の更正点９２（Ｘ＝＋ｄｘ）が設けられてい
る． 視線検出光学系は、ファインダールーぺ４４を覗く眼に
向かって検出光を平行光束として出射する送光系４６と
、眼の角膜鑓面反射に基づき虚像を形成する検出光を再
結像させる受光系４７とを備えている． 送光系４６は、赤外光を発生する赤外発光ダイオード槌
、全反射ミラー栃、コリメーターレンズ５ｏを備えてい
る．光源４８から出射された赤外光は、全反射ミラー４
９で反射され、コリメータレンズ５０に導かれる．この
コリメータレンズ５０の出射側の面には、絞り５１が設
けられている．コリメータレンズ５０は光８４Ｂから出
射された赤外光を平行光束に変換する機能を有する． ファインダールーぺ４４のｆｉｌ４５が臨む側には、送
光系４８の光軸ＡｘＩと受光系の光軸Ａｘｔとを共輪と
するための共軸形成用光学部材５２が設けられている．
この共軸形成用光学部材５２は、反射面５３を有する２
つのプリズムによりなる直方体から構成されている． 反射面５３は、ここでは、赤外光半透過かつ可視光透過
型である．反射面５３が可視光を透過するので、撮影者
はピント板５２に形成された被写体像を見ることができ
る．絞り５ｌを通過した平行光束は、反射面５３により
Ｉｌ［４５に向かう方向に反射され、アイポイントに置
かれた撮影者の８１１４５に投影される．撮影者の１１
４５からは、第１ブルキンエ像を形成する角膜鏡面反射
光束と．＠底からの反射光束とが受光系に導かれる．こ
れらの光束は、共輪形成用光学部材５２の反射面５３を
通過してファインダール一ぺ４４に導かれる． 受光系４７は、コンペンセータブリズム回、縮小レンズ
ω、全反射ミラー６１、再結像レンズ６２．　　ＣＣＤ
ラインセンサ６３から構成されている．ＣＣＤラインセ
ンサ６３と眼４５の瞳孔とは、ファインダールーぺ伺、
縮小レンズ（１）、再結像レンズ６２を介して光学的に
共役とされている．また、第１プルキンエ像を形成する
角膜鏡面反射光束と、眼底からの反射光束とは、ファイ
ンダールーぺ４４を通過した後、ペンタプリズムω、コ
ンベンセータプリズム団、縮小レンズω、全反射ミラー
６ｌを介して再結像レンズ６２に導かれ、ＣＣＤライン
センサ６３に瞳孔の周縁に対応するシルエットと第１プ
ルキンエ像とを形成する． ＣＣＤラインセンサ６３から出力されるビデオ信号は、
増幅器６５に入力され、これにより増幅されて＾／Ｄ変
換器６６に入力される． ＾／Ｄ変換器６６のデジタル出力は、眼からの反射光を
示すビデオ信号として演算手段、補正手段としてのＣＰ
Ｕ６７に入力され、ＲＡＭ６８に一時的に保存されＣＰ
ｔｌ６？には、後述する更正データを設定するためのセ
ルフバックの設定スイッチ６７ａと、設定された更正デ
ータを撮影者の別に応じて選択するための選択スイッチ
６７ｂとが接続されている．特願昭６２−１４６０６７
によれば、ファインダーの光輸からの視軸の回転角θと
瞳孔中心〜第一ブルキン工像間の距Ｍｄとは、瞳孔中心
〜角膜曲率中心間の距離ｋｌを介して、 ｄ：ｋｌ　−ｓｉｎθ なる関係が成立するとされる． これに対し、ｓ１ｎθをティラー展開し一次の項までで
近似すると、 ｄ４　ｋｌ・　θ となる． 個人差等によるｄのオフセット項としてｄｏを考慮する
と、 ｄ与ｋｌ・　θ＋ｄＯ が近似式として与えられる． 上記の近似式の係数ｋｌ，ｄｏは、（θ，ｄ）の解を２
点与えることによって確定する．これらの更正データの
設定については後述する． ＣＰｔｌ６７は、ＲＡＭ６８が持つビデオ信号に基づい
て求められた距１１１１ｄと、更正データが記録された
記憶手段としてのＥ”ＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
ａｌｌｙ　ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ
　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　）４ｅｍｏｒｙ：電気的に読み
書き自在なメモリ）６９から選択されて読み出された更
正データである距Ｊｌｉｋｌ及びオフセットｄＯとに基
づいて補正された回旋角θを求める． そして、ＣＰＬＩ６７は、回旋角θに基づき撮影者が注
視している方向の座標（Ｘ．Ｙ）を演算する．ＣＰＵ６
７は、更にこの座標に基づいて撮影者が何れの測距ゾー
ンを注視しているかを判断して測距ゾーンの選択を行う
． 何れの測距ゾーンが選択されたかの信号は、駆動回路７
０に入力される．駆動回路７０は、選択された測距ゾー
ンに対応する何れかの測距用光学系のＣＣＤラインセン
サ７１，７２．７３を駆動し、撮影者の意図する被写体
までの距離を測定する． カメラには、図示せぬ自動合焦装置が設けられており、
測定された距離に対して撮影レンズを自動的に合焦させ
る． 次に、更正データの設定、選択について説明する． 設定、選択のシーケンスは、カメラに設けられた設定ス
イッチ、選択スイッチを操作することにより実行される
． 前述したように、近似式の係数ｋｌ，ｄＯを更正の対象
とする場合、（θ，ｄ）の解を２点与えればこれらの値
は確定する．そこで、撮影者に第１図に示した第１，第
２の更正点９１．９２を注視させ、この際のビデオ信号
出力に基づいて２点の実測座標を求め、係数を決定する
．なお、設定操作前には、係数のデフォルト値として平
均値，あるいは理論値を設定しておく． 更正データの設定に当っては、撮影者は第１の更正点９
１を注視しながら設定スイッチ６７ａをＯＮする．ＣＰ
Ｕ６？は、その際の実測による注視点の座標を演算する
．座標の演算に当っては、一回の設定時に複数回の検出
結果の平均値を求める構成とし、デー夕の信頼性を高め
ている． 更に、撮影者は、第２の更正点を注視しながら再度設定
スイッチ６７ａをＯＮする．これにより、第２の更正点
についても上記と同様に座標が演算される．そして、Ｃ
ＰＵ６７は上記の２つの座標を前記の近似式に代入する
ことにより、２つの式を連立させてその撮影者固有の係
数としてｋｌ，ｄｏを演算し、Ｅ２ＦＲＯＭに記憶させ
る． 次に、更正データと撮影者との関連を持たせるため、メ
モリ上で更正データと論理上連続する位置に識別コード
を記録する．識別コードの入力は、カメラに付属するス
イッチ、あるいは外部接続の入力手段から行う． なお、上記の手段のように更正点を２点として係数ｋｌ
，ｄｏの双方を求めなくとも、距１１ｉｋｌを一般的な
平均値として固定し、オフセットｄＯのみを更正データ
として設定することもできる． この場合には、ファインダー内の更正点を１点とし、こ
の点を注視した際の実測による注視点の座標を演算する
と共に、演算結果と更正点の理論上の座標との差を演算
することによってｄｏを求めることができる． カメラの使用時には、識別コードによって特定された更
正データから、選択スイッチ６７ｂによって当該撮影者
に対応するデータを選択する．これにより、視線検出の
演算時には、その撮影者に固有の更正データに従って測
定データの補正がなされ、撮影者の個人差による検出の
バラツキを抑え、より正確な視線検出を実行することが
できる．なお、上記の実施例では、視線検出の補正をＸ
軸方向に関して適用する場合のみ述べたが、Ｙ軸方向に
関しても同様な議論が成り立つことは明白である．その
場合には更正点が４点（更正データをｄｏのみとする場
合には２点）必要となる点が異なるのみである． また、更正点の位置は上述した実施例のように必ずしも
測距ゾーンの内側である必要はない．更に、上記の実施
例ではあらかじめ複数人の更正データを設定し、特定の
データを選択して使用する構成としているが、保存され
る更正データを１人分のみとし、撮影者が変わる毎に設
定をやり直す構成としてもよい． ［効果］ 以上説明したように、この発明によれば、更正点を注視
させた時の視線検出演算の結果に基づいて更正データを
決定することにより、個体差やコンタクトレンズの偏心
によって変化する眼の視軸と光軸との角度差を補正し、
視線検出のズレを補正することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明に係る視線検出装置の一実
施例を示したものであり、第１図はファインダー視野の
説明図、第２図は装置の概略構成を示す説明図である． 第３図は，＠の横造を示す説明図である．第４図（ａ）
．（ｂ），（ｃ）は従来の視線検出装置のビデオ信号出
力を示すグラフであり、（ａ）図はｘ＝ｏ．ｏｏ鳳曽、
（ｂ）図はＸ＝−９．０Ｏｏｎ、（Ｃ）図はＸ：＋９．
ＯＯＩＩＩｓの点をそれぞれ注視した場合を示している
． ４６・・・送光系 ４７・・・受光系 ８７・・・ＣＰｕ （演算手段、 補正手Ｆｉ） ６９・・・ＥまＰＩＩＯＮ （記憶手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）眼に対して観察光を投光する送光系と、眼からの
   反射光を受光して受光素子上に再結像させる受光系と、 前記受光素子から出力されるビデオ信号に基づいて視線
   方向を演算する演算手段と、 眼がファインダー内に設けられた更正点を注視した際に
   前記演算手段から出力される実測による視線方向と理論
   的な視線方向とのズレを更正データとして記憶する記憶
   手段と、 前記演算手段の出力から更正データを差し引いて視線方
   向を補正する補正手段とを有することを特徴とする視線
   検出装置。
2. （２）前記記憶手段は、複数の更正データを必要に応じ
   て使い分けるよう記憶していることを特徴とする請求項
   １記載の視線検出装置。