JPH0519155A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改良されたオートズーム機能を有しているカ
メラを提供することである。 【構成】 本発明は、撮影する被写体とそのときのレン
ズの焦点距離（画角）との間には相関があり、また撮影
者の視線の動きとその分布は撮影したい被写体の種類及
び大きさに依存することに着目し、ファインダーを覗く
観察者の視線を検出する視線検出装置により検知された
視線情報（視線の分布）に基づいてズームレンズの焦点
距離を制御する手段を設けたことを特徴とする。 【効果】 本発明のカメラでは、たとえば、検出された
視線分布が画面全体に渡って均等に分布していたならば
ワイド側の焦点距離を設定し、逆に、画面の一点に集中
していたならばテレ側の焦点距離を設定することによ
り、撮影画面に対する被写体の大きさを一定に保つよう
にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影画面に対する被写
体の大きさを一定にするオートズーム機能を有したカメ
ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラに装着されているレンズは
ズームレンズが主流であり、一般に撮影者はレンズをテ
レ側あるいはワイド側にズーミングを行なって、撮影し
たい被写体の撮影画面内での大きさが所望の大きさにな
るように構図を決定している。最近では、被写体の距離
を検出し撮影画面に対する被写体の大きさが一定になる
ようにカメラ本体のほうからレンズ側に信号を送って自
動的にレンズの焦点距離を変えるオートズーム機能付の
カメラも販売され、撮影者がズームレンズを操作する手
間を省いてくれるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オートズーム機能付のカメラは、カメラ本体にて検出さ
れた被写体の距離に基づいてレンズの焦点距離を設定し
ているため、検出すべき被写体を間違った場合、複数の
被写体を同時に撮影したい場合、あるいは被写体の大き
さが想定した大きさと極端に異なる場合等において誤っ
た焦点距離を設定してしまうという欠点があった。

【０００４】本発明の目的は、上述の如き欠点のない、
改良されたオートズーム機能を有しているカメラを提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、撮影する被写
体とそのときのレンズの焦点距離（画角）との間には相
関があり、また撮影者の視線の動きとその分布は撮影し
たい被写体の種類及び大きさに依存することに着目し、
ファインダーを覗く観察者の視線を検出する視線検出装
置を有したカメラにおいて、前記視線検出装置により検
知された視線情報より前記カメラに装着されたズームレ
ンズの焦点距離を制御する手段を具備することにより、
ズームレンズの焦点距離を常に正しく設定するようにし
たものである。

【０００６】

【実施例】図１乃至図４は本発明の実施例で、図３は本
発明を適用して構成された一眼レフカメラの概略図、図
２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１ａ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
元的に配したイメージセンサーで受光レンズ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、図２において照明用の赤外発光ダイオード５
ａ、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）、（５ｂ、５ｃ；縦位置）の赤
外発光ダイオードの組が選択される。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。

【０００７】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は表示素子、１
０４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
レンズ制御装置でズーミング動作を検知するズームエン
コダー、レンズ駆動、そしてメモリー機能を有してい
る。

【０００８】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によって反射ピント板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、接眼レンズを介してアイポイントに導かれ
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
線は写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
ー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。

【０００９】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１０８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。

【００１０】本発明に係る視線検出装置は、符号１、４
−６で表わ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イポイント近傍に位置する不
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ー６上に像
を形成する。尚、本実施例における視線検出原理につい
ては後述する。

【００１１】図１は本発明にかかるオートズームカメラ
のオートズーム機能の流れ図である。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（＃１００）、さらに不図示のオート
ズームのスイッチが投入されると（＃１０１）、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））が実行される（＃１
０２）。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（＃１０３）オートズーム機能は働かない。ここで回
数ｎは視線の動きから撮影したい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。通常オートズーム機能が働く場合視線検出回数のし
きい値ｎは１より大きい値に設定される。

【００１２】視線検出回数のしきい値ｎが１より大きく
（＃１０３）、視線検出回数ｉが所定の回数ｎより小さ
ければ（＃１０４）、視線検出データｓ（ｉ）は演算処
理装置９のメモリー部にデータＳ（ｉ）として記憶され
る（＃１０５）。さらに演算処理装置９は視線検出回数
ｉをカウントアップするとともに（＃１０６）、メモリ
ー部に記憶されたデータＳ（ｉ）に基づいて視線分布の
演算を行なう（＃１０７）。また視線検出回数ｉが所定
の回数ｎと等しければ（＃１０４）、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
（＃１１２）、また最近の視線検出データｓ（ｉ）はデ
ータＳ（ｎ）として演算処理装置９に記憶される（＃１
１３）。そして置き換えられた記憶されたデータＳ
（ｉ）に基づいて視線分布が演算される（＃１０７）。
さらに演算処理装置９は、演算処理された視線の分布
が、例えば撮影画面全体に均等に分布していたならばワ
イド側の焦点距離を設定し、逆に撮影画面の１点に視線
が集中していたならばテレ側の焦点距離を設定する（＃
１０８）。

【００１３】また演算処理装置９において設定された焦
点距離情報はカメラ制御装置１０９を介してレンズ制御
装置１１０に送られる。レンズ制御装置１１０において
は焦点距離情報に基づいて焦点距離が変更される。

【００１４】この間撮影者が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（＃１０９）。さらに演算処理装置９にそれまでに記
憶されたデータＳ（ｊ）（但しｊは１からｎの値をと
る）は消去、もしくは検出の誤りと認識されるような値
例えば５０のような数値が代入されるとともに（＃１１
０）、視線検出回数ｉが１に設定される（＃１１１）、
視線検出が続行される（＃１０２）。

【００１５】また視線検出が中止されない場合（＃１０
９）、視線検出が続行される（＃１０２）。

【００１６】図４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
ジセンサー６の出力強度図である。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Ｚ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。

【００１７】光源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ー６上の位置ｄ′に再結像す
る。

【００１８】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ー６上の位置ｅ′に再結
像する。

【００１９】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ー６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、 Ｚｃ≒（Ｚａ＋Ｚｂ）／２ と表わされる。

【００２０】また、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、Ｚ
ｅ、角膜２１の曲率中心Ｏ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＊ＳＩＮθ≒Ｚｃ−（Ｚｄ＋Ｚｅ）／２ （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
て図４（Ｂ）のごとくイメージセンサー６上の一部に投
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＊ＳＩＮθ≒（Ｚａ′＋Ｚｂ′）／２ −（Ｚｄ′＋Ｚｅ′）／２ （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、実質的に角膜反射像の間
隔｜Ｚｄ′−Ｚｅ′｜の関数である。

【００２１】観察者の眼球の回転角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。以上のような観察者の視線を求める演算
は、前記（２）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。

【００２２】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。

【００２３】本実施例においては、撮影者の視線情報か
らズームレンズの装填距離を設定する方法を示したが、
被写体の距離情報を加えて総合的に焦点距離を設定して
も構わない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
視線検出装置により検知された視線情報よりカメラに装
着されたズームレンズの焦点距離を制御する手段を具備
することにより、ズームレンズの焦点距離を常に正しく
設定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカメラの視線検出装置の動作を示すフ
ローチャート。

【図２】本発明のカメラに設けられた視線検出装置の要
部斜視図。

【図３】本発明によるカメラの該略図。

【図４】（Ａ）視線検出光学系の該略図。 （Ｂ）イメージセンサの出力強度図。

【符号の説明】

１…接眼レンズ ２…ハーフミラー ３…投光レンズ ４…受光レンズ ５…光源 ６…光電素子列 ９…演算処理装置 ２１…角膜 ２２…強膜 ２３…虹彩 ２４…瞳孔 １０１…撮影レンズ １０２…跳ね上げミラー １０３…表示素子 １０４…ピント板 １０５…コンデンサーレ
ンズ １０６…ペンタダハプリズム １０７…サブミラー １０８…多点焦点検出装置 １０９…カメラ制御装置 １１０…レンズ制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ファインダーを覗く観察者の視線を検出
   する視線検出装置を有したカメラで、前記視線検出装置
   により検知された視線情報より前記カメラに装着された
   ズームレンズの焦点距離を制御する手段を具備している
   ことを特徴とするカメラ。