JPH03293367A - Camera provided with detection device for line of sight - Google Patents

Camera provided with detection device for line of sight

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JPH03293367A
JPH03293367A JP9559990A JP9559990A JPH03293367A JP H03293367 A JPH03293367 A JP H03293367A JP 9559990 A JP9559990 A JP 9559990A JP 9559990 A JP9559990 A JP 9559990A JP H03293367 A JPH03293367 A JP H03293367A
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JP
Japan
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line
sight
lens
zooming
camera
Prior art date
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Application number
JP9559990A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Nagano
明彦 長野
Kazuki Konishi
一樹 小西
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/683,785 priority patent/US5214466A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2213/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02Viewfinders
    • G03B2213/025Sightline detection

Landscapes

  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a camera from being inadvertently controlled based on information on the line of sight in the course of zooming by interrupting the detection of the line of the sight with the aid of a control means when it is detected by a zooming action detection means that a photographing lens is in the course of a zooming action. CONSTITUTION:When a start switch for detecting the line of sight is turned on, a camera controller 109 communicates with the lens controller 110 of the photographing lens 101. In the case that the lens 101 is a zoom lens, it is detected whether the lens 101 is in the course of the zooming action or not. Then, in the case that it is not in the course of the zooming action, the controller 109 transmits a start signal for the line of sight to an operation processor 9 and the line of the sight is detected. Besides, when it is discriminated to be in the course of the zooming action, the detection of the line of the sight is stopped. Therefore, the position of an object in the course of the zooming and the position of the object after the finish of the zooming generally do not coincide each other and an inadvertent focusing point happens to be selected. However, since the information for detecting the line of sight accumulated before the zooming action is reset by the processor 9, the precise focus detection point is selected.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、視線検出装置を有するカメラに関するもので
、更に具体的には、撮影系による被写体像が形成されて
いる観察面すなわちピント面上の観察者が観察している
注視点方向の軸いわゆる視線或は視軸を、観察者の眼球
面上を照明したときに得られる眼球の反射像を利用して
検出するようにした視線検出装置を有するカメラに関す
るものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a camera having a line of sight detection device, and more specifically, the present invention relates to a camera having a line of sight detection device. A line of sight detection device that detects the axis of the direction of the gaze point observed by an observer, the so-called line of sight or visual axis, by using a reflected image of the eyeball obtained when the surface of the observer's eyeball is illuminated. The present invention relates to a camera having a

[従来の技術] 従来より観察者が或は撮影者が観察面上のどの位置を観
察しているかを検出する、いわゆる視線(視軸)を検出
する装置が種々提案されている。
[Prior Art] Various devices have been proposed for detecting the so-called line of sight (visual axis), which detects the position on the observation surface that an observer or photographer is observing.

例えば特開昭61−172552号公報においては、光
源からの平行光束を観察者の眼球の前眼部へ投射し、角
膜からの反射光による角膜反射像と瞳孔の結像位置を利
用して視軸を求めている。
For example, in JP-A-61-172552, a parallel light beam from a light source is projected onto the anterior segment of the observer's eyeball, and the corneal reflection image formed by the light reflected from the cornea and the image formation position of the pupil are used to provide visual acuity. I'm looking for an axis.

第5図は視線検出方法の原理説明図で、(A)図は視線
検出光学系の概略図、(B)図は光電素子列6の出力強
度図である。
FIG. 5 is a diagram explaining the principle of the line-of-sight detection method, in which (A) is a schematic diagram of the line-of-sight detection optical system, and (B) is an output intensity diagram of the photoelectric element array 6.

同図において5は観察者に対して不惑の赤外光を放射す
る発光ダイオード等の光源であり、投光レンズ3の焦点
面に配置されている。
In the figure, reference numeral 5 denotes a light source such as a light emitting diode that emits infrared light that confuses the viewer, and is arranged on the focal plane of the projection lens 3.

光源5より放射された赤外光は投光レンズ3により平行
光となりハーフミラ−2で反射し、眼球の角膜21を照
明する。このとき角WA21の表面で反射した赤外光の
一部による角膜反射像d(虚像)はハーフミラ−2を透
過し受光レンズ4により集光され光電素子列6上の位置
d° に投影される。
The infrared light emitted from the light source 5 is turned into parallel light by the projection lens 3, reflected by the half mirror 2, and illuminates the cornea 21 of the eyeball. At this time, a corneal reflected image d (virtual image) due to part of the infrared light reflected on the surface of the angle WA21 is transmitted through the half mirror 2, focused by the light receiving lens 4, and projected at a position d° on the photoelectric element array 6. .

また虹彩23の端部a、bからの光束は受光レンズ4を
介して光電素子列6上の位置ab°に該端部a、bの像
を結像する。受光レンズ4の光軸(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23の端部a
、 bのZ座標をZa、Zbとすると、瞳孔24の中心
位置Cの座標Zcは、 ZC4(Za+Zb)/2 と表わされる。
Further, the light beams from the ends a and b of the iris 23 form images of the ends a and b at positions ab° on the photoelectric element array 6 via the light receiving lens 4. When the rotation angle θ of the optical axis A of the eyeball with respect to the optical axis (optical axis A) of the light receiving lens 4 is small, the end portion a of the iris 23
, b are Za and Zb, the coordinate Zc of the center position C of the pupil 24 is expressed as ZC4(Za+Zb)/2.

また、角膜反射像dの2座標と角fi21の曲率中心0
の2座標とは一致するため、角膜反射像の発生位置dの
Z座標をZd、角膜21の曲率中心0と瞳孔24の中心
Cまでの距離をOCとする眼球光軸イの回転角eは、 OC* sinθ岬Zc−Zb       (1)の
関係式を略満足する。このため演算処理装置9において
、(B)図のととく光電素子列6上に投影された各特異
点(角膜反射像d及び虹彩の端部a、b)の位置を検出
することにより眼球光軸イの回転角θを求めることがで
きる。この時(1)式は、 β* OC* sinθ4 (Za’+Zb’)/2−
Zd’ (2)とかきかえられる。但し、βは受光レン
ズ4に対する眼球の位置により決まる倍率である。
In addition, the two coordinates of the corneal reflection image d and the center of curvature 0 of the angle fi21
The two coordinates coincide, so the rotation angle e of the optical axis of the eyeball, where Zd is the Z coordinate of the position d of the corneal reflection image and OC is the distance between the center of curvature 0 of the cornea 21 and the center C of the pupil 24, is , OC*sinθMisakiZc-Zb substantially satisfies the relational expression (1). Therefore, in the arithmetic processing unit 9, the eyeball light is detected by detecting the position of each singular point (the corneal reflection image d and the edges a and b of the iris) projected on the photoelectric element array 6 shown in the figure (B). The rotation angle θ of axis I can be determined. At this time, equation (1) is β* OC* sinθ4 (Za'+Zb')/2-
It can be replaced with Zd' (2). However, β is a magnification determined by the position of the eyeball with respect to the light receiving lens 4.

さらに、観察者の眼球光軸の回転角θが算出されると眼
球の光軸と視軸の補正をすることにより観察者の視線が
求められる。
Further, once the rotation angle θ of the optical axis of the observer's eyeball is calculated, the line of sight of the observer is determined by correcting the optical axis of the eyeball and the visual axis.

また同図においては、観察者の眼球がZ−x平面(例え
ば水平面)内で(回転する例を示しているが、観察者の
眼球がX−Y平面(例えば垂直面)内で回転する場合に
おいても同様に検出可能である。
In addition, although the figure shows an example in which the observer's eyeball rotates within the Z-x plane (e.g. horizontal plane), if the observer's eyeball rotates within the X-Y plane (e.g. vertical plane) It is also detectable in the same way.

第6図は一眼レフカメラに視線検出装置を配置した場合
の要部概略図である。撮影レンズ101を透過した被写
体光は、跳ね上げミラー102により反射されピント板
104の焦点面近傍に結像する。さらにピント板104
にて拡散した被写体光コンデンサーレンズ105、ペン
タダハプリズム106、接眼レンズ1を介して撮影者の
アイポイントXに導かれる。
FIG. 6 is a schematic diagram of main parts when a line of sight detection device is arranged in a single-lens reflex camera. The object light transmitted through the photographic lens 101 is reflected by the flip-up mirror 102 and forms an image near the focal plane of the focusing plate 104. Furthermore, the focus plate 104
The subject light diffused by the camera is guided to the photographer's eye point X via the condenser lens 105, the pentagonal roof prism 106, and the eyepiece lens 1.

視線検出光学系は、撮影者(観察者)に対して不感の赤
外線発行ダイオード等の光源5、投光レンズ3とからな
る照明光学系と、光電素子列6、受光レンズ4とからな
る受光光学系とから構成され、ダイクロイックミラーを
兼ねた接眼レンズ1の上方に配置されている。赤外発光
ダイオード5から発した赤外光はダイクロイックミラー
面1aにおいて反射され撮影者の眼球を照明する。さら
に眼球で反射した赤外光の一部はダイクロイックミラー
面1aで再反射し受光レンズ4を介して光電素子列6上
に集光する。光電素子列6上で得られた眼球の像情報(
′s5図(B))より演算処理装置9において撮影者の
視線の方向が算出される。
The line-of-sight detection optical system includes an illumination optical system consisting of a light source 5 such as an infrared emitting diode that is insensitive to the photographer (observer) and a light projecting lens 3, and a light receiving optical system consisting of a photoelectric element array 6 and a light receiving lens 4. It is arranged above the eyepiece lens 1 which also serves as a dichroic mirror. Infrared light emitted from the infrared light emitting diode 5 is reflected by the dichroic mirror surface 1a and illuminates the photographer's eyeball. Further, a part of the infrared light reflected by the eyeball is re-reflected by the dichroic mirror surface 1a and is focused onto the photoelectric element array 6 via the light receiving lens 4. Image information of the eyeball obtained on the photoelectric element array 6 (
The arithmetic processing unit 9 calculates the direction of the photographer's line of sight from FIG.

このように−眼レフカメラにおいて撮影者がピント面上
にどのポイントを観察しているかを知ることができると
、例えばファインダー画面内の複数のポイントの焦点検
出が可能な焦点検出装置を有するカメラならば、撮影者
が焦点検出可能なポイントのうちの主被写体すなわち撮
影者が撮影しようとしている被写体と合致する1つのポ
イントを選択して自動焦点検出を行なおうとする場合、
その1つを選択入力する手間を省幹撮影者が観察してい
るポイントとみなし、該ポイントを自動釣に選択して自
動焦点検出を行なうのに有効である。
In this way, if it is possible to know which point on the focus plane the photographer is observing in an eye reflex camera, for example, if the camera has a focus detection device that can detect the focus of multiple points on the viewfinder screen, For example, when a photographer attempts to perform automatic focus detection by selecting one point that matches the main subject, that is, the subject that the photographer is trying to photograph, from among points where focus can be detected,
It is effective to save the time and effort of selecting and inputting one of the points as the point being observed by the casual photographer, select that point for automatic fishing, and perform automatic focus detection.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、昨今の一眼レフカメラはズームレンズを
装着して使用することが一般的であり、撮影者がズーミ
ングを行なうとその間ファインダー画面内の被写体の位
置も移動してしまいズーミング中の位置とズーミング終
了後の被写体の位置は一致しないことが多い。そのため
ズーミング中の視線の動きはズーミング終了後の視線の
位置を反映しておらず、ズーミング中の視線データを用
いてカメラの制御、例えば焦点検出ポイントの選択を行
なうと誤ったポイントを選択してしまうという欠点があ
った。
[Problem to be solved by the invention] However, it is common for single-lens reflex cameras these days to be used with a zoom lens attached, and when the photographer zooms, the position of the subject within the viewfinder screen also moves. As a result, the position of the subject during zooming often does not match the position of the subject after zooming is completed. Therefore, the movement of the line of sight during zooming does not reflect the position of the line of sight after zooming, and if the line of sight data during zooming is used to control the camera, for example to select the focus detection point, the wrong point may be selected. There was a drawback that it could be stored away.

さらに複数の焦点検出ポイントを選択したり複数領域の
測光値より露出値を決定するには撮影者の意図する一つ
以上の主被写体の位置を検知する必要がある。撮影者の
意図する主被写体の位置を視線の動きより精度よく検知
するには複数の視線情報から統計的に検知しなければな
らないため、視線の検出と同時にその視線情報を蓄積し
ておかなければならないが、その情報を蓄積している途
中でズーミング動作が行なわれるとズーミング後の主被
写体の位置と異なるズーミング前の主被写体の位置のに
対する視線情報をも蓄積された状態で主被写体の位置の
検知が行なわれるため、主被写体の位置を誤ってしまう
という欠点があった。
Furthermore, in order to select a plurality of focus detection points or to determine an exposure value from photometric values of a plurality of areas, it is necessary to detect the position of one or more main subjects intended by the photographer. In order to detect the position of the main subject intended by the photographer more accurately than the movement of the line of sight, it must be statistically detected from multiple line of sight information, so it is necessary to accumulate the line of sight information at the same time as detecting the line of sight. However, if a zooming operation is performed while this information is being stored, the main subject's position will be updated with the accumulated line-of-sight information for the main subject's position before zooming, which is different from the main subject's position after zooming. Since detection is performed, there is a drawback that the position of the main subject may be incorrect.

したがって、本発明はズーミング動作をするときでも、
正しい視線情報に基づいたカメラの制御、例えば正確な
焦点検出ポイントの選択ができる視線検出装置を有する
カメラを提供することを目的としている。
Therefore, even when performing a zooming operation, the present invention
It is an object of the present invention to provide a camera having a line-of-sight detection device that can control the camera based on correct line-of-sight information, for example, select an accurate focus detection point.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、観察者の眼球を
照明する照明手段と、この照明手段から照明された眼球
からの反射光を受光する受光手段と、この受光手段によ
り受光された眼球の反射像より観察者の視線を算出する
演算手段とから構成された視線検出装置を備え、該検出
装置はさらにレンズがズーミング動作中であるか否かを
検出するズーミング動作検知手段と、ズーミング動作中
には視線検査を中止する制御手段とを具備するように構
成される。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes an illumination means for illuminating the eyeballs of an observer, and a light receiving means for receiving reflected light from the eyeballs illuminated by the illumination means. and an arithmetic means for calculating the line of sight of the observer from the reflected image of the eyeball received by the light receiving means, and the detecting device further detects whether or not the lens is in a zooming operation. The camera is configured to include a zooming operation detection means for detecting a zooming operation, and a control means for stopping the line of sight inspection during the zooming operation.

また請求項2記載の発明は、演算手段はズーミング動作
検知手段がズーミング動作が行われたことを検知すると
、ズーミング動作以前に蓄積された視線検出情報をリセ
ットする手段を備えるように構成されている。
Further, in the invention according to claim 2, the calculation means is configured to include means for resetting the line of sight detection information accumulated before the zooming operation when the zooming operation detection means detects that the zooming operation has been performed. .

[作   用] 本発明は、上記のように構成されているので、撮影者が
ズーミングを行なうとズーミング検知手段がこれを検知
して制御手段は、視線検出を中止する。したが9て、ズ
ーミング中の被写体の位置とズーミング終了後の位置は
、一般に一致することがなく、誤った焦点ポイントを選
択することがあるが、本発明によると、これが防止され
る。ズーミング動作中でないときは、照明子0段により
照明された眼球から反射される反射像により、演算手段
が視線を演算することは明らかである。
[Function] Since the present invention is configured as described above, when the photographer performs zooming, the zooming detection means detects this and the control means stops line of sight detection. However, the position of the subject during zooming and the position after zooming generally do not match, and an incorrect focal point may be selected. According to the present invention, this can be prevented. It is clear that when the zooming operation is not in progress, the calculation means calculates the line of sight based on the reflected image reflected from the eyeball illuminated by the zero-stage illuminator.

請求項2記載の発明は、ズーミング動作検知手段がズー
ミング動作が行われたことを検知すると、演算手段はズ
ーミング動作以前に蓄積された視線検出情報をリセット
する。したかつてこの発明によると、複数の焦点検出ポ
イントを選択してもズーミング終了後の主被写体の位置
を正しく検知することができる。
In the invention as set forth in claim 2, when the zooming operation detection means detects that a zooming operation has been performed, the calculation means resets the line of sight detection information accumulated before the zooming operation. According to the present invention, even if a plurality of focus detection points are selected, the position of the main subject after zooming is completed can be accurately detected.

[実  施  例コ 第1図〜第4図は本発明の実施例を示す図で、第1図(
八)は−眼レフカメラの概略図、同図(B)は焦点検出
装置の要部斜視図、第2図は視線検出装置の要部斜視図
である。各図において1は接眼レンズで、可視光透過赤
外光反射のダイクロイックミラー18が斜設されており
、光分割器を兼ねている。4は受光レンズ、5a、5b
、5cは照明光源であるところの赤外発光ダイオード、
6は光電素子列を2次元に配したイメージセンサ−で、
受光レンズ4及び接眼レンズ1に関して所定の位置にあ
る眼の瞳孔近傍と共役になるように配置されている。9
は演算処理装置である。また 第2図におい゛C照明用
の赤外発光ダイオード5a、5b、5cはカメラと観察
者の眼球との距離を検出するために2個一組で使用され
、カメラの姿勢に応じて(5a、5b;横位置)、(5
b、5a縦位置)の赤外発光ダイオードの組が選択され
る。
[Example] Figures 1 to 4 are diagrams showing examples of the present invention, and Figure 1 (
8) is a schematic diagram of an eye reflex camera, FIG. 2B is a perspective view of a main part of a focus detection device, and FIG. In each figure, reference numeral 1 denotes an eyepiece lens, and a dichroic mirror 18 for transmitting visible light and reflecting infrared light is installed obliquely, and also serves as a light splitter. 4 is a light receiving lens, 5a, 5b
, 5c is an infrared light emitting diode which is an illumination light source,
6 is an image sensor with a two-dimensional array of photoelectric elements,
It is arranged so as to be conjugate with the vicinity of the pupil of the eye at a predetermined position with respect to the light receiving lens 4 and the eyepiece lens 1. 9
is an arithmetic processing unit. In addition, in Fig. 2, infrared light emitting diodes 5a, 5b, and 5c for illumination are used in pairs to detect the distance between the camera and the observer's eyeballs, and depending on the posture of the camera (5a , 5b; horizontal position), (5
b, 5a vertical position) is selected.

尚、各図においてカメラの姿勢を検知する検知手段は図
示されていないが水銀スイッチ等を利用した姿勢検知手
段が有効である。
In each figure, a detection means for detecting the attitude of the camera is not shown, but an attitude detection means using a mercury switch or the like is effective.

さらに101は撮影レンズ(ズームレンズ)、102は
跳ね上げミラー 103表示素子、104はピント板、
105はコンデンサーレンズ、106はペンタダハプリ
ズム、107はサブミラー 108は多点焦点検出装置
、109はカメラ制御装置110は制御装置でズーミン
グ動作を検知するズームエンコーダー レンズ駆動、そ
してメモリー機能を有している。
Furthermore, 101 is a photographing lens (zoom lens), 102 is a flip-up mirror, 103 is a display element, 104 is a focusing plate,
105 is a condenser lens, 106 is a pentagonal roof prism, 107 is a submirror, 108 is a multi-point focus detection device, and 109 is a camera control device 110, which is a control device and has a zoom encoder lens drive for detecting zooming operations, and a memory function.

多点焦点検出装置108の説明は、本実施例理解のため
に格別必要ではないので、概略にとどめる。第1図(A
)およびCB)に示されているように、撮影レンズ10
1の予定結像面近傍に配され、それぞれ焦点検出領域を
決める複数のスリットを有した視野マスク120と各ス
リット内の像に対してフィールドレンジの作用を果たす
レンズ部材121を近接配置し、さらにスリット数に応
じた再結像レンズの組122と光電素子列の組123を
順番に配置する。スリット、フィールドレンズ、再結像
レンズの組、モして光電素子列の組はそれぞれ周知の焦
点検出系を構成する。尚、同図(B)では同図(^)の
多点焦点検出装置108に示したミラーは省略しである
。撮影レンズ101を透過した被写体光の一部は跳ね上
げミラー102によフて反射してピント板104近傍に
結像する。ピント板104の拡散面で反射した被写体は
コンデンサーレンズ105、ペンタダハプリズム106
、接眼レンズを介してアイポイントEに導かれる。撮影
者はピント板104に投影された被写体像を観察しなが
らフレーミングを行なうが、この時撮影者の視線は移し
たい被写体を中心に動いている。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−ホスト
型液晶素子で、ファインダー視野内の焦点検出領域を表
示するものである。
The explanation of the multi-point focus detection device 108 is not particularly necessary for understanding this embodiment, so it will be kept briefly. Figure 1 (A
) and CB), the photographing lens 10
1, a field mask 120 having a plurality of slits each determining a focus detection area, and a lens member 121 acting as a field range for the image in each slit are arranged in close proximity to each other. A set 122 of re-imaging lenses and a set 123 of photoelectric element arrays are arranged in order according to the number of slits. A set of a slit, a field lens, a reimaging lens, and a set of photoelectric element arrays each constitute a well-known focus detection system. In addition, the mirror shown in the multi-point focus detection device 108 of the same figure (^) is omitted in the same figure (B). A part of the subject light transmitted through the photographic lens 101 is reflected by the flip-up mirror 102 and forms an image near the focusing plate 104. The object reflected on the diffusing surface of the focusing plate 104 is a condenser lens 105 and a penta roof prism 106.
, guided to eyepoint E through the eyepiece. The photographer performs framing while observing the subject image projected on the focus plate 104, but at this time, the photographer's line of sight is moving around the subject to be photographed. Here, the display element 103
For example, this is a two-layer type guest-host type liquid crystal element that does not use a polarizing plate, and displays a focus detection area within the field of view of the finder.

また、撮影レンズ101を透過した被写体光の一部は、
跳ね上げミラー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多点焦点検出装置1
08に導かれる。多点焦点検出装置108においては、
カメラ制御装置109より出された焦点検出領域信号に
基づいてそれに対応した領域の焦点調節状態を検出する
In addition, a part of the subject light transmitted through the photographic lens 101 is
The multi-point focus detection device 1 is transmitted through the flip-up mirror 102 and reflected by the sub-mirror 107, and is placed at the bottom of the camera body.
Guided to 08. In the multi-point focus detection device 108,
Based on the focus detection area signal output from the camera control device 109, the focus adjustment state of the corresponding area is detected.

本実施例に係る視野検出装置は、付番1.4−6で表さ
れた部材より構成された視線検出光学系と、撮影者の視
線を算出する演算処理装置9とから構成されている。赤
外発光ダイオード5a、5bから発光する赤外光は接眼
レンズ1に入射しダイクロイックミラー1aにより一部
反射されアポインド近傍に位置する不図示の観察者の眼
球を照明する。また眼球で反射した赤外光は、ダイクロ
イックミラー1aで反射され、受光レンズ4によって収
斂しながらイメージセンサ6上に像を形成する。
The visual field detection device according to this embodiment includes a line-of-sight detection optical system made up of members designated by numbers 1.4-6, and an arithmetic processing device 9 that calculates the line-of-sight of the photographer. Infrared light emitted from the infrared light emitting diodes 5a and 5b enters the eyepiece 1, is partially reflected by the dichroic mirror 1a, and illuminates the eyeball of an observer (not shown) located near the appointment. Further, the infrared light reflected by the eyeball is reflected by the dichroic mirror 1a, and is converged by the light receiving lens 4 to form an image on the image sensor 6.

第3図は視線検出方法の原理説明図で同図(A)は視線
検出光学系の概略図、同図(B)はイメージセンサ−を
6出力強度図である。同図において5a、5bは観察者
に対して不感の赤外光を放射する発光ダイオード等の光
源であり、各光源は光軸アに対して2方向に略対称に配
置され観察者の眼球を発散照明している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle of the line of sight detection method, FIG. 3(A) is a schematic diagram of the line of sight detection optical system, and FIG. 3(B) is a 6-output intensity diagram of the image sensor. In the same figure, 5a and 5b are light sources such as light emitting diodes that emit infrared light that is insensitive to the observer, and each light source is arranged approximately symmetrically in two directions with respect to the optical axis A, so as to avoid the observer's eyeballs. It has divergent lighting.

光源5bより放射された赤外光は眼球の角膜21を照射
する。このとき角膜21の表面で反射した赤外光の一部
による角膜反射像dは受光レンズ4により集光されイメ
ージセンサ−6上の位置d′に再結像する。
The infrared light emitted from the light source 5b illuminates the cornea 21 of the eyeball. At this time, a corneal reflection image d, which is a part of the infrared light reflected on the surface of the cornea 21, is focused by the light receiving lens 4 and re-imaged at a position d' on the image sensor 6.

同様に光源5aより放射された赤外光は眼球の角膜21
を照明する。このとき角膜21の表面で反射した赤外光
の一部による角膜反射像eは受光レンズ4により集光さ
れイメージセンサ−6上の位置e°に再結像する。
Similarly, the infrared light emitted from the light source 5a is transmitted to the cornea 21 of the eyeball.
to illuminate. At this time, a corneal reflection image e formed by a portion of the infrared light reflected on the surface of the cornea 21 is focused by the light receiving lens 4 and re-imaged at a position e° on the image sensor 6.

また、虹彩23の端部a、bからの光束は受光レンズ4
を介してイメージセンサ−6上の位置a’ 、b’ に
該端部a、bの像を結像する。
Also, the light flux from the ends a and b of the iris 23 is transmitted to the light receiving lens 4.
Images of the ends a and b are formed at positions a' and b' on the image sensor 6 through the image sensor 6.

受光レンズ4の光軸(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23の端部a、bのZ座標
をZa、Zbとすると、瞳孔24の中心位置Cの座標Z
cは、 Zc 4 (Za+Zb) / 2 と表わされる。
When the rotation angle θ of the optical axis I of the eyeball with respect to the optical axis (optical axis A) of the light-receiving lens 4 is small, and if the Z coordinates of the ends a and b of the iris 23 are Za and Zb, then the center position C of the pupil 24 is Coordinate Z
c is expressed as Zc 4 (Za+Zb)/2.

また、角膜反射像d及びeの中点の2座標の角膜21の
曲率中心0のZ座1!fiZoとは一致するため、角膜
反射像の発生位置d、eのZ座標をZd、Ze、角膜2
1の曲率中心0と瞳孔24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、 OC* sinθ4Zc −(Zc +Ze) / 2
    (3)の関係式を略満足する。このため演算処
理装置9において、(8)図のごとくイメージセンサ−
6上の一部に投影された各特異点(角膜反射像d、e及
び虹彩の端部a、b)の位置を検出することにより眼球
光軸イの回転角θを求めることができる。この時(3)
式は、 β* OC* sin  θ4  (Za’+Zb’)
/2−(Zd’+Ze’)/2(4) とかきかえられる、但し、βは受光レンズ4に対する眼
球の位置により決まる倍率で、実質的に角膜反射像の間
隔IZd″−Ze’lの関数である。
Also, the center of curvature of the cornea 21 at the two coordinates of the midpoint of the corneal reflection images d and e is Z 1! fiZo, so the Z coordinates of the corneal reflection image occurrence positions d and e are Zd, Ze, and cornea 2.
If the distance between the center of curvature 0 of 1 and the center C of the pupil 24 is oC, then the rotation angle θ of the eyeball optical axis I is: OC* sin θ4Zc − (Zc + Ze) / 2
The relational expression (3) is approximately satisfied. Therefore, in the arithmetic processing unit 9, the image sensor is
By detecting the position of each singular point (corneal reflection images d, e and iris ends a, b) projected onto a part of the eyeball 6, the rotation angle θ of the eyeball optical axis i can be determined. At this time (3)
The formula is β* OC* sin θ4 (Za'+Zb')
/2-(Zd'+Ze')/2(4) However, β is the magnification determined by the position of the eyeball with respect to the light-receiving lens 4, and is substantially equal to the interval IZd''-Ze'l of the corneal reflection image. It is a function.

観察者の眼球に回転角θが算出されると眼球の光軸と視
軸の補正をすることにより観察者の視線が求められる0
以上のような観察者の視線を求める演算は、前記(4)
式に基づき演算処理装置9のマイクロコンピュータのソ
フトで実行される。
Once the rotation angle θ of the observer's eyeball is calculated, the observer's line of sight is determined by correcting the optical axis and visual axis of the eyeball.
The calculation for determining the observer's line of sight as described above is performed as described in (4) above.
It is executed by the software of the microcomputer of the arithmetic processing unit 9 based on the formula.

第4図は本発明にかかる視線検出装置を有するカメラの
視線検出の流れ図である。カメラ本体あるいは撮影レン
ズ101に付帯した不図示の視線検出開始スイッチが投
入されると(#1)、カメラ制御装置109は撮影レン
ズ101のレンズ制御装置110のメモリ一部との間で
通信を行ない、該撮影レンズ101がズームレンズであ
るか否かの判別を行う(#2)。撮影レンズ101がズ
ームレンズであると判別されると(#3)、カメラ制御
装置109はレンズ制御装置110のズームエンコーダ
一部との間で通信を行ない撮影レンズがズーミング動作
中であるか否かの検知を行なう(#4)。撮影レンズ1
01がズーミング動作中でないことが判別されると、カ
メラ制御装置109は演算処理装置9に視線検出開始信
号を送って視線検出(データS (i) )が行なわれ
る(#6)。また、撮影レンズ101がズームレンズで
ないならば(#5)、直ちにカメラ制御装置109は演
算処理装置9に視線検出開始信号を送って視線検出(デ
ータ5(i))が行なわれる(#6)。ここで演算処理
装置9においてはあらかじめ視線検出回数のしきい値n
が設定されており、n=1の時は(#7)視線検出が行
なわれると(#6)直ちに主被写体の位置の算出が行な
われる(#11)、ここで回数nは視線の動きから主被
写体を抽出するのに必要とされる時間等から決められる
1以上の値である。
FIG. 4 is a flowchart of line-of-sight detection of a camera having a line-of-sight detection device according to the present invention. When a line of sight detection start switch (not shown) attached to the camera body or the photographic lens 101 is turned on (#1), the camera control device 109 communicates with a part of the memory of the lens control device 110 of the photographic lens 101. , it is determined whether or not the photographing lens 101 is a zoom lens (#2). When it is determined that the photographic lens 101 is a zoom lens (#3), the camera control device 109 communicates with a part of the zoom encoder of the lens control device 110 to determine whether the photographic lens is in zooming operation or not. Detection is performed (#4). Photography lens 1
When it is determined that 01 is not in zooming operation, the camera control device 109 sends a line-of-sight detection start signal to the arithmetic processing unit 9, and line-of-sight detection (data S (i)) is performed (#6). Furthermore, if the photographing lens 101 is not a zoom lens (#5), the camera control device 109 immediately sends a line-of-sight detection start signal to the arithmetic processing unit 9, and line-of-sight detection (data 5(i)) is performed (#6). . Here, in the arithmetic processing unit 9, a threshold value n of the number of sight line detections is set in advance.
is set, and when n = 1 (#7), the position of the main subject is calculated immediately (#6) when the line of sight is detected (#11), where the number of times n is calculated from the movement of the line of sight. This is a value of 1 or more determined based on the time required to extract the main subject.

また、回数nが1より大きい場合(#7)、視線検出回
数iが所定の回数nより小さければ(#8)視線検出デ
ータs (i)は演算処理装置9のメモリ一部にデータ
5(i)として記憶される(#9)。さらに演算処理装
置9は視線検出回数iをカウントアツプするとともに(
#10)メモリ一部に記憶されたデータ5(i)に基づ
いて主被写体の位置pの算出を行なう(# 11)。ま
た視線検出回数iが所定の回数nと等しければ(#8)
演算処理装置9にそれまでに記憶されたデータSはs 
(j−1)−s (j) (但しjは2からnの値をと
る)と置き換えられ(#12)、また最新の視線検出デ
ータ5(i)はデータS (n)として演算処理装置9
に記憶される(#13)。そして置き換えられ記憶され
たデータ5(1)に基づいて主被写体の位置Pが算出さ
れる(#11)。
Furthermore, if the number of times n is greater than 1 (#7), and if the number of gaze detections i is smaller than the predetermined number n (#8), the gaze detection data s (i) is stored in the data 5 ( i) (#9). Furthermore, the arithmetic processing unit 9 counts up the number of gaze detections i and (
#10) The position p of the main subject is calculated based on the data 5(i) stored in a part of the memory (#11). Also, if the number of gaze detections i is equal to the predetermined number n (#8)
The data S stored in the arithmetic processing unit 9 up to that point is s
(j-1)-s (j) (where j takes a value from 2 to n) (#12), and the latest line of sight detection data 5(i) is processed as data S (n) by the arithmetic processing unit. 9
(#13). Then, the position P of the main subject is calculated based on the replaced and stored data 5(1) (#11).

また、算出された主被写体の位置情報は演算処理装置9
よりカメラ制御装置109に送られる。この間撮影者が
視線検出開始スイッチの解除を行なったりシャッターレ
リーズスイッチを投入していたならば、カメラ制御装置
109は演算処理装置9に視線検出中止信号を送り視線
検出を中止する($14)。そしてシャッターレリーズ
スイッチが投入されていたならば、カメラ制御装置10
9は検出された主被写体の位置Pに対応する焦点検出領
域を表示素子103によってファインダー内に表示する
とともに、該焦点検出領域の焦点調節情報を多点焦点検
出装置108から受は取り、さらに該焦点調節情報をレ
ンズ制御装置110に送って撮影レンズ101の焦点調
節を行なう。
Further, the calculated position information of the main subject is stored in the arithmetic processing unit 9
The data is then sent to the camera control device 109. During this time, if the photographer releases the line-of-sight detection start switch or turns on the shutter release switch, the camera control device 109 sends a line-of-sight detection stop signal to the arithmetic processing unit 9 to stop line-of-sight detection ($14). If the shutter release switch is turned on, the camera control device 10
9 displays the focus detection area corresponding to the detected position P of the main subject in the finder using the display element 103, receives focus adjustment information of the focus detection area from the multi-point focus detection device 108, and further displays the focus detection area corresponding to the detected position P of the main subject. Focus adjustment information is sent to the lens control device 110 to adjust the focus of the photographic lens 101.

また、視線検出が中止されない時(#14)、撮影レン
ズ101がズームレンズでないならば(# 15)視線
検出が続行される(#6)。
Furthermore, when the line-of-sight detection is not canceled (#14), if the photographing lens 101 is not a zoom lens (#15), the line-of-sight detection is continued (#6).

また、撮影レンズ101がズームレンズである場合は(
$15)、カメラ制御装置109は再度レンズlIJm
装置110のズームエンコーダ一部との間で通信を行な
い撮影レンズがズーミング動作中であるか否かの検知を
行なう(#4)。ここでズームレンズ101がズーミン
グ動作中であることが判別されると、視線検出は中止さ
れ、演算処理装置9にそれまでに記憶されたデータ5(
j)(但しjは1からnの値をとる)は消去されるとと
もに(#16)、視線検出回数iが1に設定される( 
# 17)。そしてカメラ制御装置109は再度レンズ
制御装置110のズームエンコーダ一部との間で通信を
行ない撮影レンズがズーミング動作中であるか否かの検
知を行なう(#4)。
In addition, if the photographing lens 101 is a zoom lens (
$15), the camera control device 109 again adjusts the lens lIJm
Communication is performed with a part of the zoom encoder of the device 110 to detect whether or not the photographing lens is in zooming operation (#4). If it is determined that the zoom lens 101 is in the zooming operation, the line of sight detection is stopped and the data 5 (
j) (where j takes a value from 1 to n) is deleted (#16), and the number of gaze detections i is set to 1 (
#17). Then, the camera control device 109 again communicates with a portion of the zoom encoder of the lens control device 110 to detect whether or not the photographic lens is in zooming operation (#4).

なお、同図においては、観察者の眼球が2−X平面(例
えば水平面)内で回転する例を示しているが、観察者の
眼球がX−Y平面(例えば垂直面)内で回転する場合に
おいても同様に検出可能である。
Note that although the figure shows an example in which the observer's eyeball rotates within the 2-X plane (e.g., horizontal plane), when the observer's eyeball rotates within the X-Y plane (e.g., vertical plane) It is also detectable in the same way.

本実施例によると、レンズがズームレンズであるか否か
を判別する判別手段も備えているので、゛いずれのレン
ズ系にも適用でき、ズームレンズでないときは直に視線
検出に移行でき好都合である。
According to this embodiment, since it is also equipped with a discriminating means for discriminating whether or not the lens is a zoom lens, it can be applied to any lens system, and if it is not a zoom lens, it can be conveniently shifted to line of sight detection. be.

[発明の効果] 以上のように、本発明によると視線検出装置を備えてい
るので、従来のものと同様に、観察者或は撮影者は観察
面上のどの位置を観察しているのかを容易に検すること
ができる。それと同時にズーミング動作検知手段も備え
、これがズーミング動作中であることを検知すると、制
御手段が視線検出を中止するので、ズーミング中の視線
情報から誤ったカメラ制御が行なわれることが防止され
る。
[Effects of the Invention] As described above, since the present invention is equipped with a line-of-sight detection device, the observer or photographer can determine which position on the observation surface the observer or photographer is observing, as in the conventional device. It can be easily inspected. At the same time, a zooming operation detection means is also provided, and when the control means detects that the zooming operation is in progress, the control means stops line of sight detection, thereby preventing erroneous camera control from being carried out based on line of sight information during zooming.

また、請求項2記載の発明によれば、演算手段は、検知
手段によりズームレンズのズーミング動作が行なわれた
ことが検知されるとズーミング動作以前に蓄積された視
線検出情報をリセットすることにより、ズーミング終了
後の主被写体の位置を正しく検知できる効果がある。
Further, according to the invention as set forth in claim 2, when the detection means detects that the zooming operation of the zoom lens has been performed, the calculation means resets the line of sight detection information accumulated before the zooming operation. This has the effect of accurately detecting the position of the main subject after zooming.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

341図は、本発明の一眼レフカメラに通用した実施例
を示す図で、その(A)は全体の模式図、(B)は焦点
検出装置の分解斜視図、第2図は視線検出装置の1例を
示す要部斜視図、第3図の(A)は視線検出装置の原理
を示す模式図、その(B)はイメージセンサ−上の出力
強度を示す図、第4図は視線検出を示す流れ図、第5゜
6図は従来例を示す図で、第5図(A)は視線検出光学
系の概略図、その(B)は光電素子列の出力強度図、第
6図は一眼レフカメラの要部概略図である。 5・・・光源      6・・・イメージセンサ−9
・・・演算処理装置  109・・・カメラ制御装置1
10・・・レンズ制御装置 他4名 第 2 図 Zb Ze’  Zd Zd 第 図 に″ h″ zb“
Figure 341 is a diagram showing an embodiment applicable to a single-lens reflex camera of the present invention, in which (A) is an overall schematic diagram, (B) is an exploded perspective view of the focus detection device, and Figure 2 is an exploded perspective view of the line of sight detection device. Figure 3 (A) is a schematic diagram showing the principle of the line-of-sight detection device, (B) is a diagram showing the output intensity on the image sensor, and Figure 4 is a diagram showing the line-of-sight detection device. 5.6 is a diagram showing a conventional example, FIG. 5(A) is a schematic diagram of a visual line detection optical system, FIG. 5(B) is an output intensity diagram of a photoelectric element array, and FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of main parts of a camera. 5...Light source 6...Image sensor-9
... Arithmetic processing device 109 ... Camera control device 1
10...Lens control device and other 4 people 2nd figure Zb Ze' Zd Zd ``h''zb''

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 観察者の眼球を照明する照明手段と、該照明手段か
ら照明された眼球からの反射光を受光する受光手段と、
該受光手段により受光された眼球の反射像より観察者の
視線を算出する演算手段とから構成された視線検出装置
を備え、該検出装置は、さらにレンズがズーミング動作
中であるか否かを検知するズーミング動作検知手段と、
ズーミング動作中には視線検出を中止する制御手段とを
具備していることを特徴とする視線検出装置を有するカ
メラ。 2 請求項1記載の演算手段は、ズーミング動作検知手
段がズーミング動作が行われたことを検知すると、ズー
ミング動作以前に蓄積された視線検出情報をリセットす
る手段も備えている視線検出装置を有するカメラ。
[Scope of Claims] 1. Illumination means for illuminating the eyeballs of an observer; light receiving means for receiving reflected light from the eyeballs illuminated by the illumination means;
A line-of-sight detection device includes a calculation means for calculating the line of sight of the observer from the reflected image of the eyeball received by the light receiving means, and the detection device further detects whether or not the lens is in a zooming operation. a zooming motion detection means for
1. A camera having a line-of-sight detection device, characterized in that the camera is equipped with a control means for stopping line-of-sight detection during a zooming operation. 2. The calculation means according to claim 1 is a camera having a line-of-sight detection device, which also includes means for resetting line-of-sight detection information accumulated before the zooming operation when the zooming operation detection means detects that a zooming operation has been performed. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010271499A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Canon Inc Imaging apparatus
US11985426B2 (en) 2021-04-28 2024-05-14 Canon Kabushiki Kaisha Electronic apparatus capable of performing line-of-sight input, control method for electronic apparatus, and storage medium

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