JPH04138432A - 視線検出手段を有した光学装置 - 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） 本発明は視線検出手段を有したカメラのような光学装置
に関し、特に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（撮影者）が観察している
注視点方向の軸いわゆる視線（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手段を有したカメラのよう
な光学装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より観察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。

例えば特開昭６］−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。第７図（＾）、（Ｂ）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）は光電素子列６からの出力信号の
強度図である。

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。

光源５より発光し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２０１の角膜２１
を照明する。このとき角膜２１の表面て反射した赤外光
の一部による角膜反射像ｄは八−フミラー２を透過し受
光レンズ４により集光され充電素子列６上の位置Ｚｄ′
に再結像する。

また虹彩２３の端部ａ、ｂからの光束はハーフミラ−２
、受光レンズ４を介して光電素子列６上の位置Ｚａ、Ｚ
ｂ’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の噛分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 ＺｃＬｔ（Ｚａ＋Ｚｂ）／２ 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０と瞳孔２４の中心Ｃまでの距離を死とす
ると眼球光軸イの回転角θは、 でで＊ＳＩＮθ勾Ｚｃ−Ｚｄ　　　　・・・・（１）の
関係式を略満足する。このため演算手段９において、同
図（Ｂ）のごとく光電素子列６面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２０１の光軸イの回転角θ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との距離Ｌ１と受光レンズ４と光電素子
列６との距１ＩＬＯで決まる倍率で、通常はぼ一定の値
となっている。

ところで観察者の眼球の光軸イと視軸とは一致しない。

特開平１−２７４７３６号公報には観察者の眼球の光軸
と視軸の角度補正を行なって視線を検出することが開示
されている。そこでは観察者の眼球の光軸の水平方向の
回転角θが算出されると眼球の光軸と視軸との角度補正
δをすることにより観察者の水平方向の視線θＨを θＨ＝θ±δ　　　　　　　・・・・・・・・（３）と
して求めている。ここで符号上は、観察者に関して右へ
の回転角を正とすると、観察装置をのぞく観察者の目が
左目の場合は＋、右目の場合は−の符号が選択される。

又、第７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。

ただし、観察者の視線の垂直方向の成分は眼球の光軸の
垂直方向の成分θ′と一致するため垂直方向の視線θＶ
は θＶ＝θ′　　　　　　　・・・・・・・・（４）とな
る。

第８図は第７図の視線検出装置を一眼レフカメラのファ
インダー系の一部に適用したときの光学系の要部概略図
である。

同図において撮影レンズ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
した被写体光はコンデンサーレンズ１０５、ペンタダハ
プリズム１０６、そして光分割面１ａを有する接眼レン
ズ１を介して撮影者のアイポイント２０１ａに導かれる
。

視線検出光学系は、撮影者（観察者）に対して不感の赤
外発光ダイオード等の光源５と投光レンズ３とからなる
照明手段（光軸つ）と、光電素子列６、ハーフミラ−２
及び受光レンズ４とからなる受光手段（光軸ア）とから
構成され、ダイクロイックミラーより成る光分割面１ａ
を有する接眼レンズ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光分割面１ａにおい
て反射され撮影者の眼球２０１を照明する。さらに眼球
２０１で反射した赤外光の一部は光分割面１ａで再反射
し、受光レンズ４、ハーフミラ−２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（例えば第７図（Ｂ）で示す出力信号）より演算手段
９に右いて撮影者の視線の方向を算出している。即ち観
察者が観察しているピント面１０４上の点（注視点）を
求めている。

このときの前述した水平方向の視線θＨと垂直方向の視
線θ■より撮影者が見ているピント面１０４上の位置（
Ｚｎ、Ｙｎ）は として求められる。但しｍはカメラのファインダー系で
決まる定数である。

このように−眼レフカメラにおいて撮影者がピント面１
０４上のどの位置を観察しているかを知ることができる
と、例えばカメラの自動焦点検出装置において焦点検出
可能なポイントを画面中心のみならず画面内の複数箇所
に設けた場合、撮影者がそのうちの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
選択人力する手間を省き撮影者が観察しているポイント
即ち注視点を焦点検出するポイントとみなし、該ポイン
トを自動的に選択して自動焦点検出を行うのに有効であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところでカメラを使用する撮影者には裸眼の人もいれば
眼鏡を使用している人もいる。一般に眼鏡を使用してい
ない撮影者と眼鏡を使用している撮影者のアイポイント
の位置は接眼レンズからの距離にして十数ミリ異なって
いる。

第７図に示した視線検出方法は、所定の位置にある観察
者の眼球を照明し、該眼球からの反射鏡な光電素子列で
受光し、このとき得られる眼球像を基に視線を検出して
いる。この為、観察者のアイポイントの位置が所定の位
置から大きく変化すると検出される眼球像が劣化してし
まい、その結果視線の検出精度を低下してしまうという
問題点かあった。

これらの問題点を解決する為、本出願人は先の特願平１
−２４７３３２号においてカメラを使用する撮影者が眼
鏡を使用しているか否かをカメラの一部に設けたスイッ
チにより人力し、該人力情報により視線検出方法を制御
し、高精度な視線検出を可能とした視線検出装置を有し
たカメラを提案している。

本発明は本出願人の先に提案したカメラを改良し撮影者
が眼鏡を使用しているか否かのカメラへの人力操作を不
要とし、撮影者が眼鏡を使用しているか否かにかかわら
ず、撮影者の視線を常に高精度に検出することができる
視線検出手段を有したカメラの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の視線検出手段を有したカメラは、カメラのファ
インダー系を覗く撮影者の眼球の光軸の回転角を検出し
、該回転角から撮影者の眼球の視線を検出する視線検出
手段を有したカメラにおいて、該カメラの一部に眼鏡検
出手段を設け、撮影者が眼鏡を使用しているか否かを検
出するようにしたことを特徴としている。

この他本発明では、カメラのファインダー系を覗く撮影
者の眼球を照明１段により照明し、該眼球の角膜反射像
と虹彩反射像の所定面上における結像位置を受光手段で
検出し、該受光手段からの出力信号を利用して演算手段
により該眼球の視線を検出する際、該受光手段は２次元
的なイメージセンサ−を有し、該イメージセンサ−面上
に形成される該角膜反射像のラインとは異ったライン上
に眼鏡反射像が形成されているか否かを眼鏡検出手段で
検出することにより撮影者が眼鏡を使用しているか否か
を判別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、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ー１ａが斜設されており
、光路分割器を兼ねている。

４は受光レンズ、５　（５ａ、５ｂ、５ｃ）は照明手段
であり、例えば発光ダイオードから成っている。１６は
イメージセンサ−である。受光レンズ４とイメージセン
サ−１６は受光手段の一要素を構成している。

イメージセンサ−１６は充電素子列を２次元的に配置し
た構成より成り、受光レンズ４及び接眼レンズ１に関し
て所定の位置（眼鏡を使用しない撮影者の一般的なアイ
ポイントの位置）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。

７は補助レンズであり、光路中に挿脱可能となるように
配置されている。補助レンズ７は撮影者が眼鏡を使用し
ていないと後述する視線演算処理装置で判別されたとき
は光□路中から退避している。

９は視線演算処理装置で、視線補正演算、視線補正デー
タ記憶、眼鏡検知、視線演算機能の他に赤外発光ダイオ
ード５ａ、５ｂ、５ｃの制御機能を有している。各要素
１，４，５．１６より眼球の視線検出手段を構成してい
る。又各要素１゜４．５，１６．９より眼鏡検出手段を
構成している。

１０１は撮影レンズ、１０２はクイックリターン（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、夫々測距域な決める複
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を装置する。

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。

１０９はカメラ制御装置であり、ファインダー内表示素
子駆動、焦点検出演算及びレンズ駆動機能等を有してい
る。

本実施例では撮影レンズ１０１の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の拡散面で
拡散した被写体光はコン・デンサーレンズ１０５、ペン
タダハプリズム１０６、接眼レンズ１を介してアイポイ
ントＥ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−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部は、ＱＲ
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１０
８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の縁り出
しくもしくは繰り込み）が行なわれ、焦点調節が行なわ
れる。

本実施例に係る視線検出装置としては符番１゜４．５．
１６で表わされた部材より構成された視線検出手段と視
線を算出する視線演算処理装置９とから構成されている
。

該視線検出手段において、赤外発光ダイオード５ａ、５
ｂ、５ｃから放射される赤外光は、図中上方から接眼レ
ンズ１に入射しダイクロイックミラー１８により反射さ
れアイポイントＥ近傍に位置する観察者の眼球２０１を
照明す。また眼球２０１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−１６上に像を形成する。

又視線演算処理装置９はマイクロコンピュータのソフト
で実行される。

視線演算処理装置９において検知された注視点情報は、
カメラ制御装置１０９を介してまず表示素子１０３と多
点焦点検出装置１０８に伝送される。表示素子１０３に
おいては観察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、観察者が注視
した点の焦点検出が行なわれ注視被写体に対して焦点調
節が行なわれる。

第２図は第１図の視線検出手段の要部斜視図である。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側御組で使用され、カメラの姿勢に応じて赤外発光ダ
イオード５ａ、５ｂで横位置、赤外発光ダイオード５ｂ
、５ｃで縦位置の検出を行っている。尚、同図において
カメラの姿勢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。

第３図（Ａ）は本発明に係る視線検出方法の原理説明図
、第３図（Ｂ）は同図（Ａ）のイメージセンサ−１６か
らの出力強度分布の説明図である。

各赤外発光ダイオード５ａ、５ｂ、５ｃはＺ方向に略対
称に配置され、各々撮影者の眼球を発散照明している。

第３図（Ａ）において１０は補助レンズ７を受光光路か
ら退避させるためのバネ、１１は補助レンズ７を保持す
る不図示のレンズ粋に取り付けられたつめ、１２は補助
レンズ７が光路中に配置される際につめ１１と組合わさ
るように受光レンズ４を保持する不図示の鏡筒に取り付
けられたつめである。

赤外発光ダイオード５ｂ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ｄは受光レンズ４によ
、り集光されイメージセンサ−１６上の位置ｄ′に再結
像する。

同様に赤外発光ダイオード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−１６上の位置ｅ′に
再結像する。

又、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−１６上の位置ａ、ｂ’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２
３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 ＺｃＬｒ（Ｚａ＋Ｚｂ）／２ と表わされる。

又、角膜反射像ｄ及びｅの中点のＺ座標と角膜２１の曲
率中心ＯのＺ座標Ｚｏ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２１の曲率
中心０と瞳孔２４の中心Ｃまでの標準的な距離なざでと
し、距離■に対する個人差を考慮する係数をＡ１とする
と眼球光軸イの回転角θは （Ａ　Ｉ　＊σで）＊　　ｓｉｎθ　句　Ｚｃ−（Ｚｄ
＋Ｚｅ）／２　　　　　　・・　・・　・・　（８）の
関係式を略満足する。このため視線演算処理装置　６ 置９において第３図（Ｂ）のごとくイメージセンサ−１
６−トの一部に投影された各特徴点（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
球の光軸イの回転角θを求めることができる。このとき
（６）式は、 β＊（Ａ］＊ＯＣ）＊　ｓｉｎθＬｒ（７，ａ′＋　７
．ｂ’）　／　２（７，ｄ′＋　７．ｅ’　）　／　２ ・・・・・・（７） 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、実質的には角膜反射像の
間隔１ｚｄ′−ｚｅｌの関数として求められる。

眼球の回転角θは θ４ＡＲＣ５ＩＮ　（（Ｚｃ　　−Ｚｆ　′）　／β／
（ＡＩ＊０Ｃ））・・・・・・（８） とかきかえられる。但し Ｚｃ　′Ｌｒ（Ｚａ　’＋Ｚｂ　′）　／２Ｚｆ　′Ｌ
ｒ（Ｚｄ　′＋Ｚｅ　′）　／２である。ところで撮影
者の眼球の光軸と視軸とは一致しない為、撮影者の眼球
の光軸の水平方向の回転角θが算出されると眼球の光軸
と視軸との角度補正δをすることにより撮影者の水平方
向の視線θＨは求められる。眼球の光軸と視軸との補正
角度δに対する個人差を考慮する係数を８１とすると撮
影者の水平方向の視線θＨはθＨ＝θ±（８１＊δ）　
　　　・・・・・・（９）と求められる。ここで符号上
は、撮影者に関して右への回転角を正とすると、観察装
置をのぞく撮影者の目が左目の場合は＋、右目の場合は
−の符号が選択される。

又、同図においては撮影者の眼球がｚ−ｘ平面（例えば
水平面）内で回転する例を示しているが、撮影者の眼球
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。ただし、撮影者の視線の垂
直方向の成分は眼球の光軸の垂直方向の成分θ′と一致
するため垂直方向の視線θＶは θＶ；θ′ となる。更に視線データθＨ１θＶより撮影者が見てい
るピント板上の位置（Ｚｎ、Ｙｎ）はＺｎＬｒｌｌ１＊
　　θ■ Ｌｒｔｎ＊　［ＡＲＣ５ＩＮ　（（Ｚｃ　　−Ｚｆ　”
　）　／　β／（ＡＩ＊０Ｃ））±（８１＊δ）］　　
　　　　　　　　・・・・・・（１０）Ｙｎ４ｍ＊　　
θＶ と求められる。ただし、ｍはカメラのファインダー光学
系で決まる定数である。

ここで撮影者の眼球の個人差を補正する係数Ａｔ、Ｂｌ
の値は撮影者にカメラのファインダー内の所定の位置に
配設された指標を固視してもらい、該指標の位置と（１
０）式に従い算出された固視点の位置とを一致させるこ
とにより求められる。

次に撮影者が眼鏡を使用しているかどうかを検知する原
理を説明する。

第４図（Ａ）はイメージセンサ−１６に投影される眼鏡
を使用した撮影者の眼球像を略して描いた説明図、同図
（Ｂ）はイメージセンサ−１６の１つのラインＹｇにお
ける出力強度図、第５図は撮影者が眼鏡を使用している
かどうかを検知するための演算の流れ図、第６図は撮影
者が眼鏡な使用していることが検知されたときの視線検
出光学系の概略図である。尚、図中８は眼鏡である。

第６図に示すように撮影者が眼鏡８を使用していると、
赤外発光ダイオード５ａ、５ｂから発光した照明光の一
部は、眼鏡８の第１面８ａ（撮影者の眼球に対して外側
にある面）で反射し受光レンズ４を介してイメージセン
サ−１６上に入射する。このときイメージセンサ−１６
上にできる眼球像を示したのが第４図（Ａ）である。

同図において眼鏡８の第１面８ａにて反射した光によっ
て形成される像を眼鏡反射像と示している。又眼鏡反射
像は２つの赤外発光ダイオード５ａ、５ｂを用いている
為に通常同一のラインに２個発生する。

尚、眼鏡８の第２面８ｂで反射した光により別の眼鏡反
射像が形成されることもあるが、本実施例では省略しで
ある。第４図（Ｂ）は眼鏡反射像の発生ラインＹｇの出
力強度図で、眼鏡反射像は眼鏡の反射率が高い為に角膜
反射像よりも強い強度で検出される。

本実施例における視線検出装置の照明光学系は第２図か
ら明らかなように撮影者の眼球を下方から照明するよう
に配置されている。又眼球８は撮影者の角膜２１に対し
てＸ軸方向の視線検出装置側に位置しているため、眼鏡
反射像は角膜反射像とは異なるライン（ラインＹｇ）上
に発生する。

又、眼鏡８の第１面８ａの曲率半径は一般に角膜２１の
曲率半径よりも大きいため、発生した２つの眼鏡反射像
の間隔は２つの角膜反射像の間隔よりも大きい。その結
果、強度の強い反射像の間隔を検出することにより、眼
鏡反射像が判別可能となり、これにより撮影者が眼鏡を
使用しているかどうかを検知可能となる。

次に第５図のフローチャート図をもちいて視線演算処理
装置９における演算の流れを説明する。

視線検出が開始されると、先ず角膜反射像の発生ライン
ｙｐ、眼鏡反射像の発生ラインＹｇがゼロにリセットさ
れる（＄１００）。さらにライン情報のパラメーターｙ
及び計数パラメーターＣＮＴがゼロにリセットされる（
＄１：１０１）。

ここでパラメーターｙは眼鏡反射像あるいは角膜反射像
が発生していると判断されたラインの番号の値をとる。

又計数パラメーターＣＮＴは同のライン上に発生した眼
鏡反射像あるいは角膜反射像の数である。続いて既に視
線演算処理装置９のメモリ一部に記憶された眼球像の信
号Ｓ　（ｉ、ｊ）の読み出しが線順次で行なわれる（：
＃１０２）。ただしｉ、ｊは正の整数である。

眼鏡反射像及び角膜反射像はほぼ鏡面反射に等しいため
その強度は強く、眼鏡反射像あるいは角膜反射像である
ことを判別可能な強度のしきい値をＳｏとすると、信号
Ｓ（ｉ、ｊ）が強度ＳＯより小さければ（＃１０３）次
の信号Ｓ（ｉ、ｊ）の読み出しが行なわれる（＄１０２
）。又信号Ｓ（ｉ、ｊ）が強度５０以上の大きさならば
（＃１０３）、信号Ｓ（ｉ、ｊ）は眼鏡反射像あるいは
角膜反射像の信号であると判断される。引続き、該信号
Ｓ　（ｉ、ｊ）が眼鏡反射像の信号であるか角膜反射像
の信号であるかの判別が続行される。このとき、その時
点まで眼鏡反射像あるいは角膜反射像の信号が検出され
ておらずライン情報のパラメーターｙがゼロであるなら
ば（＃１０４）、眼鏡反射像あるいは角膜反射像の発生
ラインを表わすパラメーターｙはｙ＝ｉと設定される（
：＃１０５）。

更にライン情報のパラメーターｙ（＝ｉ）上の眼鏡反射
像あるいは角膜反射像の数を表わす計数パラメーターＣ
ＮＴに１を加え（＃１０６）該眼鏡反射像あるいは角膜
反射像が発生している位置ｊがＺ　（ＣＮＴ）＝ｊと記
録される（＃１０７）。そして次の信号Ｓ（ｉ、ｊ）の
読み出しが行なわれる（＃１０２）。

又、信号Ｓ（ｉ、ｊ）が強度Ｓｏ以上の大きさで（＃１
０３）そのときのライン情報のパラメーターｙがセロで
ないときは（＃１０４）、パラメーターｙの値の判別が
行なわれる。ライン情報のパラメーターｙが信号Ｓ（ｉ
、ｊ）の読み出しを行なっているライン番号ｉと一致す
れば（＃１０８）、眼鏡反射像あるいは角膜反射像の数
を表わす計数パラメーター〇ＮＴに１を加え（＃１０６
）該眼鏡反射像あるいは角膜反射像が発生している位置
ｊがＺ　（ＣＮＴ）＝ｊと記録される１１０７）。そし
て次の信号Ｓ　（ｉ、ｊ）の読み出しが行なわれる（＄
１０２）。

一方、ライン情報のパラメーターｙの値の判別が行なわ
れた際、該ライン情報のパラメーターｙが信号Ｓ（ｉ、
ｊ）の読み出しを行なっているライン番号ｉと一致しな
ければ（＃１０８）、ライン情報のパラメーターｙの信
号Ｓの読み出しは既に終了していると判断され、計数パ
ラメーターＣＮＴの判別が行なわれるｌ：１０９）。計
数パラメーターＣＮＴが２でない場合（ＣＮＴ＝　１の
場合）、ライン情報のパラメーターｙ上には眼鏡反射像
あるいは角膜反射像と判断された信号Ｓは一つしか発生
せず、その結果既に記録された位置情報Ｚ（１）は眼鏡
反射像及び角膜反射像ではない何かのゴーストであると
判断される。

そしてライン情報のパラメーターｙは現在信号Ｓの読み
出しが行なわれているライン番号ｉに置き換えられ（＃
１１０）、そのとき眼鏡反射像あるいは角膜反射像が発
生している位置ｊがＺ　（ＣＮＴ）＝ｊと記録される（
井１１１）。そして次の信号Ｓ（ｉ、ｊ）の読み出しが
行なわれる１１０２）。

又、計数パラメーターＣＮＴの判別が行なわれた際、計
数パラメーターＣＮＴが２であったならば（＃１０９）
、既に記録された眼鏡反射像あるいは角膜反射像の発生
している２つの位置の間隔ΔＺがΔｚ＝１ｚ　（１）−
ｚ　（２）ｌと求められる（＃１１２）。

眼鏡反射像と角膜反射像とでは発生する２つの像の間隔
は異なるため、多像が判別可能な像の間隔のしきい値な
ΔＺｏとすると、航記間隔ΔＺが所定のしきい値ΔＺｏ
より小さいならば（４’ｌ：１１３）、記録された像の
位置Ｚ（１）、Ｚ（２）は角膜反射像の位置であると判
断され、角膜反射像の位置としてＺｐｌ＝Ｚ（１）、Ｚ
ｐ２＝Ｚ　（２）と設定される（＃１１４）。こコ’ｔ
’　Ｚ　ｐ　１　、　Ｚ　ｐ　２は第゛３図（Ｂ）にお
けるＺｅ　　　Ｚｄ　’と等価である。更に角膜反射像
の発生ラインｙｐはＹｐ＝ｙと設定される（＃１１５）
。

又、前記間隔Δ２が所定のしきい値６２０以上ならば（
＃１１３）、記録された像の位置Ｚ　（１）　、　Ｚ　
（２）は眼鏡反射像の位置であると判断され、Ｑ３の位
置としてＺｇｌ＝２（１）、２ｇ２＝２　（２）と設定
される（＃１１６）。更に眼鏡反射像の発生ラインＹｇ
はＹｇ＝ｙと設定される（＃１１７）。

続いて眼鏡反射像及び角膜反射像の両方の像が検出済み
であるかどうかの判断が行なわれる。各機の発生ライン
を表わすＹｇ、Ｙｐの積がゼロであったならば、眼鏡反
射像あるいは角膜反、射像のどちらかがまだ未検出であ
ると判断される（＃１１８）。そこで計数ノ〈ラメ−タ
ーＣＮＴを１に設定して（＄１１９）、未検出の像の検
知が続行される（＃１１０−＃１１１．　＄１０２）。

又、眼鏡反射像及び角膜反射像の発生ラインな表わすＹ
ｇ、ｙｐの積がゼロでないならば、眼鏡反射像及び角膜
反射像の両方が検出されたと判断され（＃１１８）眼鏡
の使用の有無の検知は終了する。

本演算の流れにおいては撮影者が眼鏡を使用していると
いう前提で説明を行なったが、撮影者が眼鏡を使用して
いない場合はイメージセンサ−の全ての像信号を読み出
した後、眼鏡反射像の発生ラインＹｇの値がゼロのまま
であることより、視線演算処理装置９は撮影者が眼鏡を
使用していないことを検知することができる。

又、本演算の流れにおいて、同一ライン上に発生する眼
鏡反射像あるいは角膜反射像の数ＣＮＴは２以下である
として説明を行なったが、同一ライン上になんらかのゴ
ースト等が発生することを想定してＣＮＴの制限を２よ
り大きく設定しても構わない。このとき□眼鏡反射像あ
るいは角膜反射像とゴーストとの区別は、これらの像の
発生位置を比較することにより概ね可能である。

更にイメージセンサ−上に発生した眼鏡反射像あるいは
角膜反射像の大きさが大きく強度Ｓｏを越える信号Ｓが
連続して検出される場合は、連続して検出された信号Ｓ
の重心の位置を眼鏡反射像あるいは角膜反射像の位置と
定めるのが望ましい。

又、本実施例においては眼鏡反射像と角膜反射像との区
別な各機の間隔より行なう例を示したが、眼鏡反射像は
角膜反射像よりその強度が大きいため像の強度の絶対値
より区別を行なっても構わない。

第６図の撮影者が眼鏡を使用していることが検知された
ときの視線検出光学系に示すように、般に近視の眼鏡を
使用している撮影者の目の位置は眼鏡を使用していない
撮影者の目の位置よりも十数ミリ遠ざかった位置にある
。この為、視線演算処理装置により撮影者が眼鏡を使用
していることが検知されると、不図示の駆動装置により
、補助レンズ７を保持するレンズ粋に取り付けられたつ
め１１が図中＋２方向に引っ張られ、凹レンズである補
助レンズ７が光路中にセットされる。

その結果、眼鏡を使用した撮影者の眼と受光光学系のイ
メージセンサ−１６とほぼ共役関係を満足し良好な結像
状態を達成することが可能となる。又補助レンズ７が受
光光路中にセットされている間は、つめ１１は受光レン
ズ４の鏡筒に取り付けられたつめ１２に掛かった状態で
保持される。

又、視線演算処理装置９により撮影者が眼鏡を使用して
いないことが検知されると、つめ１２はつめ１１を解除
し第３図（Ａ）に示したように補助レンズ７が受光光路
中から退避した状態に設定される。

第６図においては撮影者が眼鏡を使用していると判断さ
れると、受光光学系に補助レンズ７を挿入して眼鏡を使
用した撮影者の目と受光光学系のイメージセンサ−１６
とほぼ共役関係を満足するようにした例を示したが、受
光光学系の受光レンズ４の位置を移動させることにより
上記目的を達成しても構わない。このとき受光レンズ４
は複数のレンズで構成されていても楕わない。

（発明の効果） 本発明によればカメラのファインダーを覗く撮影者の眼
球の光軸の回転角を検出し、該回転角から撮影者の視線
を検出する際、前述したような撮影者が眼鏡を使用して
いるか否かを検出する眼鏡検出手段を設けることにより
、カメラへの眼鏡の有無に関する情報の人力操作を必要
とせず、撮影者の視線を常に高精度に検出することがで
きる視線検出手段を有した光学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
の光学系の要部概略図、第１図（Ｂ）は同図（Ａ）の一
部分の説明図、第２図は第１図の視線検出手段の要部概
略図、第３図（Ａ）は本発明に係る視線検出方法の原理
説明図、第３図（Ｂ）は同図（Ａ）のイメージセンサ−
からの出力強度分布の説明図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は
イメージセンサ−面上の眼鏡反射像と角膜反射像の説明
図と出力強度分布図、第５図は本発明に係る眼鏡検出の
フローチャート図、第６図は本発明に係る眼鏡使用時の
視線検出光学系の要部概略図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は
従来の視線検出光学系の検出原理図と充電素子列からの
出力強度分布図、第８図は従来の視線検出手段を有した
カメラの要部概略図である。 図中、１は接眼レンズ、１ａはダイクロイックミラー、
４は受光レンズ、５　（５ａ、５ｂ。 ５ｃ）は赤外発光ダイオード、１６はイメージセンサ−
１１０１は撮影レンズ、１０９はカメラ制御装置、９は
視線演算処理装置、２０１は眼球、７は補助レンズ、２
１は角膜、２２は眼球、２３は虹彩、２４は瞳孔、イは
眼球の光軸、アは受光レンズ４の光軸、である。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カメラのファインダー系を覗く撮影者の眼球の光
   軸の回転角を検出し、該回転角から撮影者の眼球の視線
   を検出する視線検出手段を有したカメラにおいて、該カ
   メラの一部に眼鏡検出手段を設け、撮影者が眼鏡を使用
   しているか否かを検出するようにしたことを特徴とする
   視線検出手段を有した光学装置。
2. （２）カメラのファインダー系を覗く撮影者の眼球を照
   明手段により照明し、該眼球の角膜反射像と虹彩反射像
   の所定面上における結像位置を受光手段で検出し、該受
   光手段からの出力信号を利用して演算手段により該眼球
   の視線を検出する際、該受光手段は２次元的なイメージ
   センサーを有し、該イメージセンサー面上に形成される
   該角膜反射像のラインとは異ったライン上に眼鏡反射像
   が形成されているか否かを眼鏡検出手段で検出すること
   により撮影者が眼鏡を使用しているか否かを判別するよ
   うにしたことを特徴とする視線検出手段を有した光学装
   置。