JPH0323431A - 視線検出手段を有した機器 - 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） 本発明は注視点検出手段を有した撮影装置に関し、例え
ば写真用カメラ、ビデオカメラ、眼底カメラ等の撮影装
置において、撮影に関する撮影機能を撮影系の一部に設
けた注視点検出手段からの出力信号を用いて駆動制御す
るようにしたものである。

（従来の技術） 最近の写真用カメラ、ビデオカメラ又は眼底カメラ等の
撮影装置は撮影に関する多機能化に伴い、撮影装置に入
力すべき撮影に関する情報量が増大している。

例えば一眼レフカメラ等においては測光、自動焦点検出
、自動露出等の撮影機能か組み込まれている。そしてこ
れらの撮影機能は一般に撮影者がシャッターボタンを半
押しして駆動するように構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） 撮影に関する測光や自動焦点検出等の撮影機能の駆動を
シャッターボタンを半押しして行う撮影装置ではシャッ
ターボタンがこれらの撮影機能の動作を開始させるため
の情報人力手段とシャッターレリーズスイッチとを兼用
するため、例えば撮影者か被写体に対する構図作りに熱
中するあまり、時にして前記シャッターボタンを不用意
に全押ししてしまって不要な写真を［２してしまうとい
う問題点があった。

又、眼底カメラ等において良好な眼底写真を撮肥するた
めには、一般に被検者の眼球の位置を該眼底カメラに対
して規制しなければならない。そこで、被検者の眼球に
対して該眼底カメラが所定の位置にくるように、被検眼
に対して指標を投影し眼底カメラの位置を調整する装置
等が種々と提案されている。ところが、眼底カメラを操
作する人（　ｍ　１２者）は被検者がいつ指標を見てい
るかは分からないため、眼底写真を撮影する時点で被検
者からその旨の合図をもらわなければならなず、大変煩
わしいという問題点があった。

本発明は撮影系の一部に設けた撮影者の眼球の往視点を
検出する注視点検出手段からの出力信号を利用すること
により、撮影者がシャッターボタンを不用意に全押しし
てしまってもｍ影機能は動作せず不要な写真を撮影して
しまうことを防止することができ、又眼底カメラ等にお
いては被検眼か眼底カメラに対して所定の位置にいるこ
とを自動的に検知し同時に写真撮影が可能となるような
注視点検出手段を有したｉ影装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の注視点検出手段を有した撮影装置は、対象とす
る物体を観察するための観察系と該観察系を介して該物
体を観察している撮影者の眼球の注視点を検出する注視
点検出手段とを有する撮影装置であって、該撮影装置の
撮影機能を該注視点検出手段からの出力信号を利用して
駆動制御す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
の一実施例の光学系の要部概略図、同図（Ｂ）は同図（
Ａ）の一部分の説明図である。

図中、１２０は眼球光軸検出手段である。１は接眼レン
ズで、その内部には可視光透過・赤外光反射のダイクロ
イックミラ−１ａが斜設されており、光路分割器を兼ね
ている。２はハーフミラーで、ハーフミラー２による一
方の光路には投光レンズ３と照明光源としての赤外発光
ダイ才−ド５が配され、他方の光路には受光レンズ４と
充電素子列（イメージセンサー）６か配される。充電素
子列６は通常は、図面水平方向に１次元的に複数の充電
素子が並゛んだデバイスを使うが、必要に応じて２次元
に充電素子が並んだデバイスを使用する。各要素１〜６
より眼球光軸検出手段１２０を構成している。

発光ダイオード５は投光レンズ３の焦点位置に配して後
述するｉＩ察者の眼を平行光で照明する様にしている。

また光ｒｉ素子列６は受光レンズ４に関して所定位置の
眼のＩｌｌ孔近傍と共役に定めている。

１０９は信号処理回路であり、眼球光軸検出回路、撮影
者がどちらの眼で観察しているかを検出する眼球判別回
路、眼球視軸補正回路、注視点検出回路等を有している
。１０はシャッター制御回路、１２はシャッター駆動回
路である。

１０１は撮影レンズ、１０２はクィックリターン（ＱＲ
）ミラー、１０３は表示素子、１０４はピント板、１０
５はコンデンサーレンズ、１０６はベンタダハプリスム
、１０７はサプミラー１０８は多点焦点検出装置であり
、撮影画面内の複数の領域を選択して焦点検出を行って
いる。

多点焦点検出装置の説明は本発明理解のために必要ない
ため概略に止める。

即ち本実施例では第１図（Ｂ）に描く様に撮影レンズ１
０１の予定結像面近傍に配され、夫々測距域を決める複
数のスリットを有する視野マスク１１０と各スリット内
の像に対してフィールドレンズの作用を果たすレンズ部
材１１１を近接配置し、更にスリット数に応じた再結像
レンズの組１１２と充電素子列の組１１３を順置する。

スリット１１０、フィールドレンズ１１１、再結像レン
ズの組１１２、そして光電素子列の組１１３はそれぞれ
周知の焦点検出系を構成している。

本実施例では撮影レンズ１０１を透過した被写体光の一
部はＱＲミラー１０２によって反射してピント板１０４
近傍に被写体像を結像する。ピント板１０４の拡牧面で
拡散した被写体光はコンデンサレンズ１０５、ペンタダ
ハプリズム１０６、接眼レンズ１を介してアイポイント
に導かれる。

ここで表示素子１０３は例えば偏光板を用いない２層タ
イプのゲストーホスト型液晶素子で、ファインダー視野
内の測距域（焦点検出位置）を表示するものである。

又、撮影レンズ１０１を透過した被写体光の一部は、Ｑ
Ｒミラー１０２を透過し，サブミラー１０７で反射して
カメラ本体底部に配置された前述の多点焦点検出装置１
０８に導かれる。さらに多点焦点検出装置１０８の選択
した被写体面上の位置の焦点検出情報に基づいて、不図
示の撮影レンズ駆動装置により撮影レンズ１０１の繰り
出し（もしくは繰り込み）が行なわれ，焦点調節が行な
われる。

尚、本発明に係る後述する眼球光軸検出手段は信号処理
回路１０９の一部を成す眼球九軸検出回路を有している
。ただしこの回路はマイクロコンピュータのソフトで実
行される。投光レンズ３の焦点距離の位置に配置された
赤外発光ダイオート５から発光する赤外先は投光レンズ
３を透過後、平行光となり、ハーフミラー２を介し接眼
レンズｌに入射する。

図中上方から接眼レンズ１に入射した赤外平行光はダイ
クロイックミラ−１ａにより反射されアイポイント近傍
に位置する観察者の眼球を照明する。

眼球は照明する赤外先のうち角膜の第１面で反射した光
は再び接眼レンズ１に入射し、ダイクロイックミラーで
反射されハーフミラー２を通過し、受光レンズ４によっ
て収斂した後、充電素子列６上に像（第１ブルキンエ像
（赤外発光ダイ才一ド５の虚像）の１２影像）を形成す
る。

そして充電素子列６面上に形成された像に基づいて信号
処理回路１０９により後述する方広により撮影者の注視
点を求めている。

本実施例において信号処理回路１０９で求めた庄視点に
関する情報は、まず表示素子１０３と多点焦点検出装置
１０８に伝送される。表示素子１０３においては、撮影
者が注視した場所をカメラのファインダー内に表示し、
注視点（焦点検出点）の確認を行う役割を果たす。

又、多点焦点検出装置１０８においては、撮影者が注視
した点の焦点検出が行なわれ５注視した被写体に対して
焦点調節が行なわれる。

第２図，第３図は本実施例における撮影装置の動作を示
す一実施例の説明図である。

本実施例において撮影レンズ１０１の焦点調節が終了す
ると、撮影者が撮規する被写体の構図を決める作業にと
りかかる。構図決定後、撮影者がシャッターレリーズス
イッチ１１（′ｆＪ１図では省略）をＯＮ状態に入力す
ると、同時に注視点検出が行なわれる。シャツターレリ
ーズスイッチ１１より信号を受けたシャッター制御回路
１０は、注視点検出手段において検出された注視点情報
を受け取り、検出された注視点が例えばファインダーの
撮影画面視野内（規制領域内）にあるかどうかの判定を
行う。撮影者の注視点がファインダーの撮影画面視野内
にあればシャツターレリーズスイッチｌ１は有効とみな
し、シャッター制御回路１０はシャッター駆動回路１２
に駆動信号を送り撮影を行う。又、撮影者がシャッター
スピード、あるいは絞り値等を確認中に不用意にシＹツ
ターレリーズスイッチ１１を押してしまった場合、シャ
ッター制御回路１０において検出された撮影者の注視点
がファインダーの撮影画面視野外にあると判定され、さ
らにシャッター制御回路１０はシャッター駆動回路ｌ２
には駆動信号を送らず表示素子１０３に警告表示を行な
わせる信号を送る。

本実施例において、撮影可能な注視点の規制領域をファ
インダーの撮影画面視野内とした例を示したが、撮影画
面中央のある限られた領域（例えば，画面中央直径１０
ｍｍの円内等）あるいは多点焦点検出領域に対応した領
域等に設定しても構わない。

第４図（Ａ）は本発明に係る眼球光軸検出手段１２０の
原理説明図である。

同図においては、光源からの平行光束を被検眼の前眼部
へ投射し、角膜からの反射光に基づく角膜反−謝像と瞳
孔中心の位置の結像状態を利用して視軸（注視点）を求
めている。

次に同図における視軸の検出方法について説明する。

図中、４０１は眼球、２１は角膜、２２は強膜、２３は
虹彩である。Ｏ′は眼球の回転中心、Ｏは角膜２１の曲
率中心、ａ，ｂは虹彩２３の端部、ｄは角膜反射像の発
生位置である。アは受光レンズ４の光軸で図中Ｘ軸と一
致している。イは眼球の九軸である。尚、第１図（Ａ）
のダイクロイックミラ−１ａを配した接眼レンズｌは省
略されている。

同図において５は観察者に対して不感の赤外光を放射す
る発光ダイ才一ド等の光源であり、投光レンズ３の焦点
面に配置されている。

光源５より発光した赤外先は投光レンズ３により平行光
となりハーフミラー２で反射し、眼球４０１の角膜２１
を照明する。このとき角膜２１の表面で反射した赤外先
の一部はハーフミラー２を透過し受光レンズ４により集
光されてイメージセンサ６上の位置ｚｄ’に結像する。

また、虹彩２３の端部ａ，ｂからの光束はハーフミラー
２、受光レンズ４を介してイメージセンサ６上に導光さ
れ、その位置ｚａ′、Ｚｂ′に該端部ａ，ｂの像を結像
する。受光レンズ４の光袖アに対する眼球の光軸イの回
転角θが小さい場合、虹彩２３の端部ａ，ｂのＺ座標を
Ｚａ．Ｚｂとすると、虹彩２３の中心位置Ｃの座標Ｚｃ
はと表わされる。

また、角膜反射像の発生位置ｄのＺ座標をＺｄ、角膜２
１の曲率中心Ｏと虹彩２３の中心Ｃまでの距離なＯＣと
すると眼球光軸イの回転角θは ＱＣ−ｓｉｎθＺＺｃ−Ｚｄ　・　・　・　・　（１　
）の関係式を略満足する。

第４図（Ｂ）は眼球からの反射光によりイメージセンサ
６から出力される像信号の説明図である。イメージセン
サ６上に投影された各特異点（角膜反射像の発生位置ｄ
及び虹彩の端部ａｂのイメージセンサ６上の像Ｚｄ”、
Ｚａｚｂ’）の位置を検出することにより眼球九軸イの
回転角θを求め、これより被検者の視線を求めることが
できる。この時（１）式は ・　・　・　・　・　（２） とかきかえられる。但し、βは角膜反射像の発生位置ｄ
と受光レンズ４との距Ｈｘと受光レンズ４とイメージセ
ンサ６との距ｊｌｌｆｉ。で決まる倍率で、通常ほぼ一
定の値となっている。

信号処理回路１０９に含まれる眼球光軸検出回路におい
て、前記特異点の抽出及び演算処理が行なわれ、眼球九
軸の回転角が検出される。

更に、眼球判別回路においてはファインダーをのぞいて
いる撮影者の目が右目か左目かを判別され、該眼球判別
情報と前記眼球光軸の回転角に基づいて視軸の補正が視
軸補正回路において行なわれる。例えば、眼球光軸の回
転角をθ、眼球九軸と視軸とのずれ角をθδ、例えば６
°、眼球判別情報Ｋ（例えば時計回りの方向を正とする
と、右目の場合Ｋ＝１、左目の場合Ｋ＝０）とすると、
眼球の視軸θ。は θ０＝θ＋（−１）＊＊κ＊θδ と補正される。

更に注視点検出回路においては、ファインター先学系の
先学定数ならびに、眼球の視軸及び眼球九軸検出回路に
おいて検知される眼球光軸検出光学系の光軸に対する眼
球の平行シフト量に基づいて、注視点が算出される。

又、本実施例においては角膜反射像（第１プルキンエ像
）と瞳孔中心の位置の違いから眼球光軸の回転角を求め
る例を示したが、角膜反射像（第１プルキンエ像）と水
晶体第２面での反射像（第４ブルキンエ像）の位置の違
いより眼球光袖の回転角を求めても構わない。

本実施例においては、一眼レフカメラのファインダーを
のぞく撮影者の注視点（位置）情報より撮影手段の制御
を行う例を示したが、該底カメラ等に前記注視点検出手
段を配設し、被検者の注視点が所定の領域にあることを
検知して該眼底カメラ等の撮影手段を制御するようにし
てもよい。

（発明の効果） 本発明によれば注視点検出手段により撮肥者の眼球の注
視点を検出し、該注視点検出手段からの出力信号を利用
して撮影に関する撮影機能を駆動制御することにより、
撮影者が誤ってシャッターボタンを全押しした場合でも
撮影機能は駆動せず不要な写真を撮影することがなく、
又眼底カメラ等においては被検眼が眼底カメラに対して
所定の位置にいることを自動的に検出して同時撮影が出
来る等の特長を有した注視点検出手段を有した撮影装置
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
の一実施例の要部概略図、第１図（Ｂ）は同図（Ａ）の
一部分の説明図、第２図．第３図は本発明に係る動作を
示すブロック図、第４図（Ａ）　．　（Ｂ）は本発明に
係る眼球光軸検出手段の原理説明図とイメージセンサか
らの出力信号の説明図である。 図中、１２０は眼球光軸検出手段、１は接眼レンズ、２
はハーフミラー、３は投光レンズ、４は受光レンズ、５
は発光ダイオード、６はイメージセンサ、１０９は信号
処理回路、１０はシャッター制御回路、１２はシャッタ
ー駆動回路、１０１は撮影レンズ、１０３は表示素子、
１０４はピント板、１０８は多点焦点検出ユニットであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対象とする物体を観察するための観察系と該観察
   系を介して該物体を観察している撮影者の眼球の注視点
   を検出する注視点検出手段とを有する撮影装置であって
   、該撮影装置の撮影機能を該注視点検出手段からの出力
   信号を利用して駆動制御するようにしたことを特徴とす
   る注視点検出手段を有した撮影装置。