JPH06138370A - 視線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視線検出装置により動体測距を行わせるサー
ボＡＦ機能を有するカメラにおいて、視線位置情報を迅
速に出力でき、サーボＡＦの応答性を高め、また連写性
を高める。 【構成】 視線検出を開始し、１回目の検出の際におけ
る縦横方向の読み出し範囲を、ＸＸ１＝０、ＸＸ２＝９
９、ＹＹ１＝０、ＹＹ２＝１４９とした場合、２回目以
降の瞳孔中心の検出ルーチン（＃５００）に入り、読出
し範囲の設定に進むと（＃５１３）、ステップ（＃８０
０）に移行し、瞳孔中心の検出が成功すると（＃８０
１）、縦横方向の読み出し範囲を、ＸＸ１＝Ａ−３０、
ＸＸ２＝Ａ＋３０、ＹＹ１＝Ｂ−３０、ＹＹ２＝Ｂ＋３
０とし（＃８０２）、読出し範囲を制限する。このた
め、受光手段の蓄積が少なくなり、２回目以降のＡＦ検
出の応答性が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ、ビデオカメ
ラ、ＳＶカメラ等に用いられる視線検出装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、撮影者の視線方向を検知し、
撮影者がファインダー視野内のどの領域（位置）を観察
しているか、所謂撮影者の注視方向をカメラの一部に設
けた視線検出手段で検出し、該視線検出手段からの信号
に基づいて自動焦点調節や自動露出等の各種の撮影機能
を制御するようにしたカメラが種々提案されている。

【０００３】例えば、特開昭６１−６１１３５号公報で
は、視線検出手段からの出力に基づいて焦点検出装置の
測距方向を制御し、撮影系の焦点状態を調節するように
したカメラが提案されている。

【０００４】又、本出願人は特開平１−２４１５１１号
公報において、撮影者の注視方向を検出する視線検出手
段と、複数個の測距視野を持つ焦点検出手段と、複数個
の測光感度分布を持つ自動露出制御手段とを有し、この
時該視線検出手段からの出力信号に基づいて焦点検出手
段と自動露出制御手段の駆動を制御するようにしたカメ
ラを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来よりカメラに設け
られているオートフォーカス動作には撮影レンズが合焦
状態になるまで焦点検出を行ない一度合焦状態になると
その後は焦点検出を行なわないワンショット動作と、撮
影レンズの焦点状態に関係なく焦点検出を実行し続ける
サーボ動作の２つがある。

【０００６】ワンショット動作は主に被写体が停止して
いる時に使われるモードである。

【０００７】視線検出手段を取り入れたオートフォーカ
スカメラのワンショットモードにおける動作は以下の通
りである。

【０００８】まず、レリーズスイッチを軽く押すとオン
するスイッチＳＷ１をオンすると、焦点検出に先立ち視
線検出手段により、撮影者のファインダー内の注視点を
求める。この手順は、ＣＣＤラインセンサー等からなる
視線検出手段のセンサーの蓄積を行ない、像信号を読み
出す。そしてその像信号から撮影者の視線方向を求め
る。

【０００９】次に視線方向からファインダー内のどの部
分を注目しているか、すなわち注視点を求めていく。こ
の注視点はファインダー内の座標で表わされる。

【００１０】そしてこのファインダー内の座標からこれ
に対応する測距点を決定する方法である。

【００１１】この様に視線検出手段により求めた測距点
に対し、焦点検出装置により焦点検出状態を検出し、そ
の情報に基づいて、撮影レンズを合焦点状態まで駆動す
る。一度視線検出手段により測距点が決定したら、以後
合焦するまでは、その測距点の焦点状態だけに注目して
合焦操作を行なう。

【００１２】また、サーボ動作は主に被写体が動いてい
る様な場合に使用されるモードである。

【００１３】次に従来の視線検出手段のあるオートフォ
ーカスカメラのサーボモードにおける動作は次の通りで
ある。

【００１４】ワンショット動作と同じで、スイッチＳＷ
１をオンした直後に視線検出手段により測距点を決定す
る。以後はその測距点の焦点検出演算の情報に基づき、
レンズ駆動を行ない続けていく。

【００１５】しかしながらサーボモード時には、被写体
が動いている事が多いため、被写体の動きによって、そ
の測距点から被写体がはずれてしまう事がある。また、
サーボモードにおいてもピントを合わせながら構図を変
えたい場合もある。

【００１６】このためにはある間隔で撮影者の注視点を
抽出し続け、その都度、その領域の焦点状態を検出し、
その情報に基づいて撮影レンズを駆動していく必要があ
る。しかしながら、撮影者の眼球像を受光するための２
次元方向の光強度分布を検出するためのセンサーは、精
度を得るために、数多くの画素数を有しているため、読
み出し時間、処理時間が非常にかかってしまう。

【００１７】このため視線検出動作の時間が長いために
処理サイクルが長くなり、サーボＡＦ時の応答性の低下
や連写時の駒速の低下を招くという問題点があった。

【００１８】本発明の目的は、このような従来の問題を
解決し、連続的に視線検出を行う際、２回目以降の視線
検出動作の処理時間を短縮できる視線検出装置を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段（及び作用）】本発明の目
的を実現する構成は特許請求の範囲に記載した通りであ
り、具体的には、例えばサーボＡＦ時のようにくり返
し、視線検出動作を行なう様な場合、２回目以降の視線
検出動作において、視線検出用のセンサーの読み出し範
囲を制限する事により、視線検出動作の処理時間を短縮
することができるようにしたものである。

【００２０】

【実施例】図２は本発明を一眼レフカメラに適用したと
きの実施例１の要部概略図である。

【００２１】図において、１は撮影レンズで便宜上２枚
のレンズで示したが、実際はさらに多数のレンズから構
成されている。２は主ミラーで、ファインダー系による
被写体像の観察状態と被写体像の撮影状態に応じて撮影
光路へ斜設されあるいは退去される。３はサブミラー
で、主ミラー２を透過した光束をカメラボディの下方の
後述する焦点検出装置６へ向けて反射する。

【００２２】４はシャッター、５は感光部材で、銀塩フ
ィルムあるいはＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像素子ある
いはビディコン等の撮像管より成っている。

【００２３】６は焦点検出装置であり、結像面近傍に配
置されたフィールドレンズ６ａ、反射ミラー６ｂ及び６
ｃ、２次結像レンズ６ｄ、絞り６ｅ、複数のＣＣＤから
なるラインセンサー６ｆ等から構成されている。

【００２４】本実施例における焦点検出装置６は周知の
位相差方式を用いており、図３に示すように観察画面内
（ファインダー視野内）の複数の領域（５箇所）を測距
点として、該測距点が焦点検出可能となるように構成さ
れている。

【００２５】７は撮影レンズ１の予定結像面に配置され
たピント板、８はファインダー光路変更用のペンタプリ
ズム、９，１０は各々観察画面内の被写体輝度を測定す
るための結像レンズと測光センサーである。結像レンズ
９はペンタダハプリズム８内の反射光路を介してピント
板７と測光センサー１０を共役に関係付けている。

【００２６】次にペンタダハプリズム８の射出面後方に
は光分割器１１ａを備えた接眼レンズ１１が配され、撮
影者眼１５によるピント板７の観察に使用される。光分
割器１１ａは、例えば可視光を透過し赤外光を反射する
ダイクロイックミラーより成っている。

【００２７】１２は受光レンズ、１４はＣＣＤ等の光電
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１２に関して所定の位置にある撮影者眼１５の瞳孔
近傍と共役になるように配置されている。１３ａ〜１３
ｆは各々照明光源であるところの赤外発光ダイオードで
ある。

【００２８】２１は明るい被写体の中でも視認できる高
輝度のスーパーインポーズ用ＬＥＤで、発光された光は
投光用プリズム２２を介し、主ミラー２で反射してピン
ト板７の表示部に設けた微小プリズムアレー７ａで垂直
方向に曲げられ、ペンタプリズム８、接眼レンズ１１を
通って撮影者眼１５に達する。

【００２９】そこでピント板７の焦点検出領域に対応す
る複数の位置（測距点）にこの微小プリズムアレイ７ａ
を枠状に形成し、これを各々に対応した５つのスーパー
インポーズ用ＬＥＤ２１（各々をＬＥＤ−Ｌ１，ＬＥＤ
−Ｌ２，ＬＥＤ−Ｃ，ＬＥＤ−Ｒ１，ＬＥＤ−Ｒ２とす
る）によって照明する。

【００３０】これによって図３に示したファインダー視
野から分かるように、各々の測距点マーク２００，２０
１，２０２，２０３，２０４がファインダー視野内で光
り、焦点検出領域（測距点）を表示させることができる
ものである（以下これをスーパーインポーズ表示とい
う）。

【００３１】２３はファインダー視野領域を形成する視
野マスク。２４はファインダー視野外に撮影情報を表示
するためのファインダー内ＬＣＤで、照明用ＬＥＤ（Ｆ
−ＬＥＤ）２５によって照明されている。

【００３２】ＬＣＤ２４を透過した光は三角プリズム２
６によってファインダー視野内に導かれ、図３の２０７
で示したようにファインダー視野外に表示され、撮影者
は撮影情報を知ることができる。

【００３３】３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２
は後述する絞り駆動回路１１１を含む絞り駆動装置、３
３はレンズ駆動用モーター、３４は駆動ギヤ等からなる
レンズ駆動部材、３５はフォトカプラーでレンズ駆動部
材３４に連動するパルス板３６の回転を検知してレンズ
焦点調節回路１１０に伝えている。焦点調節回路１１０
は、この情報とカメラ側からのレンズ駆動量の情報に基
づいてレンズ駆動用モーターを所定量駆動させ、撮影レ
ンズ１を合焦位置に移動させるようになっている。３７
は公知のカメラとレンズとのインターフェイスとなるマ
ウント接点である。

【００３４】図４は図２のカメラの電気回路を示すブロ
ック図で、図２と同一のものは同一番号をつけている。

【００３５】カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュ
ータの中央処理装置（以下ＣＰＵ）１００には視線検出
回路１０１、測光回路１０２、自動焦点検出回路１０
３、信号入力回路１０４、ＬＣＤ駆動回路１０５、ＬＥ
Ｄ駆動回路１０６、ＩＲＥＤ駆動回路１０７、シャッタ
ー制御回路１０８、モーター制御回路１０９が接続され
ている。又、撮影レンズ内に配置された焦点調節回路１
１０、絞り駆動回路１１１とは図３で示したマウント接
点３７を介して信号の伝達がなされる。

【００３６】ＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭ１０
０ａは記憶手段としての視線の個人差を補正する視線補
正データの記憶機能を有している。

【００３７】視線検出回路１０１は、イメージセンサー
１４（ＣＣＤ−ＥＹＥ）からの眼球像の出力をＡ／Ｄ変
換し、この像情報をＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１
００は後述するように視線検出に必要な眼球像の各特徴
点を所定のアルゴリズムに従って抽出し、さらに各特徴
点の位置から撮影者の視線を算出する。

【００３８】測光回路１０２は測光センサー１０からの
出力を増幅後、対数圧縮、Ａ／Ｄ変換し、各センサーの
輝度情報としてＣＰＵ１００に送られる。測光センサー
１０は図３に示したファインダー視野内の左側測距点２
００，２０１を含む左領域２１０を測光するＳＰＣ−Ｌ
と中央の測距点２０２を含む中央領域２１１を測光する
ＳＰＣ−Ｃと右側の測距点２０３，２０４を含む右側領
域２１２を測光するＳＰＣ−Ｒとこれらの周辺領域２１
３を測光するＳＰＣ−Ａとの４つの領域を測光するフォ
トダイオードから構成されている。

【００３９】図４のラインセンサー６ｆは前述の図３に
示すように画面内の５つの測距点２００〜２０４に対応
した５組のラインセンサーＣＣＤ−Ｌ２、ＣＣＤ−Ｌ
１、ＣＣＤ−Ｃ、ＣＣＤ−Ｒ１、ＣＣＤ−Ｒ２から構成
される公知のＣＣＤラインセンサーである。

【００４０】自動焦点検出回路１０３は、これらライン
センサー６ｆから得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１０
０に送る。ＳＷ−１はレリーズ釦４１の第一ストローク
でＯＮし、測光、ＡＦ、視野検出動作等を開始するスイ
ッチ、ＳＷ−２はレリーズ釦の第二ストロークでＯＮす
るレリーズスイッチ、ＳＷ−ＡＥＬはＡＥロック釦４３
を押すことによってＯＮするＡＥロックスイッチ、ＳＷ
−ＤＩＡＬ１とＳＷ−ＤＩＡＬ２は、不図示の電子ダイ
ヤル内に設けたダイヤルスイッチで信号入力回路１０４
のアップダウンカウンターに入力され、電子ダイヤルの
回転クリック量をカウントする。

【００４１】１０５は液晶表示素子ＬＣＤを表示駆動さ
せるための公知のＬＣＤ駆動回路で、ＣＰＵ１００から
の信号に従い絞り値、シャッター秒時、設定した撮影モ
ード等の表示をモニター用ＬＣＤ４２とファインダー内
ＬＣＤ２４の両方に同時に表示させることができる。Ｌ
ＥＤ駆動回路１０６は照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５
とスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１を点灯、点滅制御す
る。ＩＲＥＤ駆動回路１０７は赤外発光ダイオード（Ｉ
ＲＥＤ１〜６）１３ａ〜１３ｆを状況に応じて選択的に
点灯させる。

【００４２】シャッター制御回路１０８は通電すると先
幕を走行させるマグネットＭＧ−１と、後幕を走行させ
るマグネットＭＧ−２を制御し、感光部材に所定光量を
露光させる。モーター制御回路１０９はフィルムの巻き
上げ、巻戻しを行なうモーターＭ１と主ミラー２及びシ
ャッター４のチャージを行なうモーターＭ２を制御する
ためのものである。これらシャッター制御回路１０８、
モーター制御回路１０９によって一連のカメラのレリー
ズシーケンスが動作する。

【００４３】図１５は視線検出方法の原理説明図であ
る。

【００４４】図１（Ａ）は、図１５のイメージセンサー
１４面上に投影される眼球像であり、図１（Ｂ）の６０
はライン（Ｉ）−（Ｉ）’での像信号出力を示してい
る。

【００４５】図１の（Ａ）において、５０は眼球のいわ
ゆる白目の部分、５１は瞳孔を表わし、５２ａ，５２ｂ
は眼球照明光源の角膜反射像を表わしている。

【００４６】次に図１５、図１（Ａ），（Ｂ）を用いて
視線検出方法について説明する。各赤外発光ダイオード
１３ａ、１３ｂは受光レンズ１２の光軸アに対して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。

【００４７】赤外発光ダイオード１３ｂより放射された
赤外光は眼球１５の角膜１６を照明する。このとき角膜
１６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１２により集光されイメージセンサー１４
上の位置ｄ’に再結像する。同様に赤外発光ダイオード
１３ａより放射された赤外光は眼球の角膜１６を照明す
る。このとき角膜１６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１２により集光されイメ
ージセンサー１４上の位置ｅ’に再結像する。

【００４８】又、虹彩１７の端部ａ，ｂからの光束は受
光レンズ１２を介してイメージセンサー１４上の位置
ａ’，ｂ’に該端部ａ，ｂの像を結像する。受光レンズ
１２の光軸（光軸ア）に対する眼球１５の光軸イの回転
角θが小さい場合、虹彩１７の端部ａ，ｂのＺ座標をＺ
ａ，Ｚｂとすると、瞳孔１９の中心位置ｃの座標Ｚｃは Ｚｃ≒（Ｚａ＋Ｚｂ）／２ と表わされる。

【００４９】また、角膜反射像ｄおよびｅの中点のＺ座
標と角膜１６の曲率中心０のＺ座標Ｚ_O 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１６の曲率中心Ｏから瞳孔１９の中心Ｃまでの
標準的な距離をＬ_OCとし、距離Ｌ_OC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 （Ａ１＊Ｌ_OC）＊ｓｉｎθ≒Ｚｃ−（Ｚｄ＋Ｚｅ）／２ …（１） の関係式を略満足する。このため視線演算処理装置にお
いて図２７（Ｂ）のごとくイメージセンサー上の一部に
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の光軸イの回
転角θを求めることができる。このとき（１）式は、 β（Ａ１＊Ｌ_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１２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｜Ｚｄ’＋Ｚｅ’｜の関数として求められる。眼
球１５の回転角θは θ≒ＡＲＣＳＩＮ｛（Ｚｃ’−Ｚｆ’）／β／（Ａ１＊Ｌ_OC）｝ …（３） とかきかえられる。但し Ｚｃ’≒（Ｚａ’＋Ｚｂ’）／２ Ｚｆ’≒（Ｚｄ’＋Ｚｅ’）／２ である。ところで撮影者の眼球の光軸イと視軸とは一致
しない為、撮影者の眼球の光軸イ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。
眼球の光軸イ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Ｂ１とすると撮影者の水平方向の視線θＨ
は θＨ＝θ±（Ｂ１＊δ） …（４） と求められる。ここで符号±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。

【００５０】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θＨ，θＶより撮影者が見てい
るファインダー視野内のピント板上の位置（Ｚｎ，Ｙ
ｎ）は Ｚｎ≒ｍ＊θＨ ≒ｍ＊［ＡＲＣＳＩＮ｛（Ｚｃ’−Ｚｆ’）／β／（Ａ１＊Ｌ_OC）｝ ±（Ｂ１＊δ）］ …（５） Ｙｎ≒ｍ＊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Ａ１，Ｂ１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（５）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。

【００５１】本実施例における撮影者の視線及び注視点
を求める演算は、前記各式に基づき視線演算処理装置の
マイクロコンピュータのソフトで実行している。

【００５２】視線の個人差を補正する係数が求まり
（５）式を用いてカメラのファインダーを覗く観察者の
視線のピント板上の位置を算出し、その視線情報を撮影
レンズの焦点調節あるいは露出制御等に利用している。

【００５３】次に、視線検出装置を有したカメラの動作
のフローチャートを図５に示し、これらをもとに以下説
明する。

【００５４】不図示のモードダイヤルを回転させてカメ
ラを不作動状態から所定の撮影モードに設定すると（本
実施例ではシャッター優先ＡＥに設定された場合をもと
に説明する）、カメラの電源がＯＮされ（＃０００）、
ＣＰＵ１００の視線検出に使われる変数がリセットされ
る（＃００１）。

【００５５】そしてカメラはレリーズ釦４１が押し込ま
れてスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃００
２）。レリーズ釦４１が押し込まれスイッチＳＷ１がＯ
Ｎされたことを信号入力回路１０４が検知すると、ＣＰ
Ｕ１００は視線検出回路１０１に確認する（＃００
３）。

【００５６】この時、視線禁止モードに設定されていた
ら、視線検出は実行せずにすなわち視線情報を用いずに
測距点自動選択サブルーチン（＃０１６）によって特定
の測距点を選択する。この測距点において自動焦点検出
回路１０３は焦点検出動作を行なう（＃００７）。

【００５７】このように視線情報を用いずに測距点選択
を行う撮影モード（視線禁止自動焦点撮影モード）と視
線情報を用いて測距点選択を行う撮影モード（視線自動
焦点撮影モード）の両方を備え、視線禁止モードに設定
するかどうかで撮影者が任意に選択できるようになって
いる。

【００５８】尚、測距点自動選択のアルゴリズムとして
はいくつかの方法が考えられるが、中央測距点に重み付
けを置いた近点優先アルゴリズムが有効であり、ここで
は本発明に直接関係がないので説明は省略する。

【００５９】視線検出モードに設定されている場合に
は、視線検出を実行する（＃００４）。この時ＬＥＤ駆
動回路１０６は照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５を点灯
させ、ＬＣＤ駆動回路１０５はファインダー内ＬＣＤ２
４の視線入力マーク７８を点灯させ、ファインダー画面
外２０７で撮影者はカメラが視線検出を行なっている状
態であることを確認することができるようになってい
る。

【００６０】ここで視線検出回路１０１において検出さ
れた視線はピント板７上の注視点座標に変換される。Ｃ
ＰＵ１００に該注視点座標に近接した測距点を選択し、
ＬＥＤ駆動回路１０６に信号を送信してスーパーインポ
ーズ用ＬＥＤ２１を用いて前記測距点マークを点滅表示
させる（＃００５）。撮影者が該撮影者の視線によって
選択された測距点が表示されたのを見て、その測距点が
正しくないと認識してレリーズ釦４１から手を離しスイ
ッチＳＷ１をＯＦＦすると（＃００６）、カメラはスイ
ッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃００２）。

【００６１】このように視線情報によって測距点が選択
されたことをファインダー視野内の測距点マークを点滅
表示させて撮影者に知らせるようになっているので撮影
者は意志どうりに選択されたかどうか確認することがで
きる。

【００６２】又、撮影者が視線によって選択された測距
点が表示されたのを見て、引続きスイッチＳＷ１をＯＮ
し続けたならば（＃００６）、自動焦点検出回路１０３
は検出された視線情報を用いて１つ以上の測距点の焦点
検出を実行する（＃００７）。

【００６３】ここで選択された測距点が測距不能である
かを判定し（＃１０８）、不能であればＣＰＵ１００は
ＬＣＤ駆動回路１０５に信号を送ってファインダー内Ｌ
ＣＤ２４の合焦マークを点滅させ、測距がＮＧ（不能）
であることを撮影者に警告し（＃０１８）、ＳＷ１が離
されるまで続ける（＃０１９）。

【００６４】測距が可能であり、所定のアルゴリズムで
選択された測距点の焦点調節状態が合焦でなければ（＃
００９）、ＣＰＵ１００はレンズ焦点調節回路１１０に
信号を送って所定量撮影レンズ１を駆動させる（＃０１
７）。レンズ駆動後自動焦点検出回路１０３は再度焦点
検出を行ない（＃００７）、撮影レンズ１が合焦してい
るか否かの判定を行なう（＃００９）。

【００６５】所定の測距点において撮影レンズ１が合焦
していたならば、ＣＰＵ１００はＬＣＤ駆動回路１０５
に信号を送ってファインダー内ＬＣＤ２４の合焦マーク
を点灯させるとともに、ＬＥＤ駆動回路１０６にも信号
を送って合焦している測距点２０１に合焦表示させる
（＃０１０）。

【００６６】この時、前記視線によって選択された測距
点の点滅表示は消灯するが合焦表示される測距点と前記
視線によって選択された測距点とは一致する場合が多い
ので、合焦したことを撮影者に認識させるために合焦測
距点は点灯状態に設定される。合焦した測距点がファイ
ンダー内に表示されたのを撮影者が見て、その測距点が
正しくないと認識してレリーズ釦４１から手を離しスイ
ッチＳＷ１をＯＦＦすると（＃０１１）、引続きカメラ
はスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃００
２）。

【００６７】又、撮影者が合焦表示された測距点を見
て、引続きスイッチＳＷ１をＯＮし続けたならば（＃０
１１）、ＣＰＵ１００は測光回路１０２に信号を送信し
て測光を行なわせる（＃０１２）。この時合焦した測距
点を含む測光領域２１０〜２１３に重み付けを行なった
露出値が演算される。

【００６８】更にレリーズ釦４１が押し込まれてスイッ
チＳＷ２がＯＮされているかどうかの判定を行ない（＃
０１３）、スイッチＳＷ２がＯＦＦ状態であれば再びス
イッチＳＷ１の状態の確認を行なう（＃０１１）。又、
スイッチＳＷ２がＯＮされたならばＣＰＵ１００はシャ
ッター制御回路１０８、モーター制御回路１０９、絞り
駆動回路１１１にそれぞれ信号を送信する。

【００６９】まずモーターＭ２に通電し主ミラー２をア
ップさせ、絞り３１を絞り込んだ後、ＭＧ１に通電しシ
ャッター４の先幕を開放する。絞り３１の絞り値及びシ
ャッター４のシャッタースピードは、前記測光回路１０
２にて検知された露出値とフィルム５の感度から決定さ
れる。所定のシャッター秒時（例えば１／２５０秒）経
過後マグネットＭＧ２に通電し、シャッター４の後幕を
閉じる。フィルム５への露光が終了すると、モーターＭ
２に再度通電し、ミラーダウン、シャッターチャージを
行なうとともにモーターＭ１にも通電し、フィルムのコ
マ送りを行ない、一連のシャッターレリーズシーケンス
の動作が終了する（＃０１４）。その後、カメラは再び
スイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（＃００
２）。

【００７０】図６（Ａ），（Ｂ）は視線検出のフローチ
ャートである。

【００７１】図５に示すフローチャートにおいて、視線
検出回路１０１はＣＰＵ１００より信号を受け取ると、
視線検出を実行する（＃００４）。

【００７２】視線検出を開始すると、図６の（Ａ）にお
けるステップ（＃０５０）を経て、ステップ（＃０５
１）のデータの初期化を実行する。

【００７３】変数ＥＹＥＭＩＮは眼球反射像の光電変換
信号中の最低の輝度値を記憶する変数であり、マイクロ
コンピュータ（ＭＣＵ１０９）に内蔵されているＡ／Ｄ
変換器の分解能を８ｂｉｔと想定し、像信号の読み込み
に伴って、逐次的に最低値を比較・更新してゆく。初期
値は８ｂｉｔでの最大の値を表す２５５を格納してお
く。

【００７４】変数ＥＤＧＣＮＴは、虹彩と瞳孔の境界を
エッジとして抽出した個数をカウントする変数である。

【００７５】変数ＩＰ１，ＩＰ２，ＪＰ１，ＪＰ２は発
光ダイオード５ａ，５ｂの角膜反射像（以下「プルキン
エ像；Ｐ像」と称する）の位置を表す変数であり、横方
向（Ｘ軸）の範囲ＩＰ１〜ＩＰ２、縦方向（Ｙ軸）の範
囲ＪＰ１〜ＪＰ２で囲まれる眼球反射像の領域内に、２
個のＰ像が存在する。

【００７６】いまエリアセンサー７の画素数は横方向に
１５０画素、縦方向に１００画素のサイズを想定してお
り、ＩＰ１，ＩＰ２，ＪＰ１，ＪＰ２は全体のちょうど
真中の位置（７５，５０）を初期値として格納してお
く。

【００７７】データの初期化の次はステップ（＃０５
２）へ移行する。

【００７８】ステップ（＃０５２）ではＰ像用の発光ダ
イオード５ａ，５ｂと、眼球照明用の発光ダイオード５
ｃ，５ｄを点灯する。次のステップ（＃０５３）にて、
エリアセンサー７の蓄積動作を開始させる。センサーの
制御は本発明と直接の関わりはないので詳細な説明は省
略するが、本発明の実施例では不図示のセンサー・イン
ターフェース回路によって駆動制御されるものとする。

【００７９】ステップ（＃０５４）において、エリアセ
ンサーの蓄積終了を待つ。所定の電荷蓄積が終了する
と、次のステップ（＃０５５）で発光ダイオードを消灯
する。さて、次のステップ（＃０５６）において、視線
検出動作が１回目の制御であるか否かの判定を行ない、
１回目の制御でなければステップ（＃０５８）へ移行す
る。１回目の制御であれば、ステップ（＃０５７）へ移
行し、エリアセンサーの読み出し範囲を指定する変数を
それぞれ初期化する。

【００８０】ＸＸ１＝φはＸ軸の読み出しの開始画素 ＸＸ２＝１４９はＸ軸の読み出しの終了画素 ＹＹ１＝φはＹ軸の読み出しの開始画素 ＹＹ２＝９９はＹ軸の読み出しの終了画素 である。

【００８１】本実施例では、エリアーセンサの画素数を
１５０×１００としているので、初期値は上記の通り全
画素を読み出す様に設定する。

【００８２】さて、次のステップ（＃０５８）以降か
ら、エリアセンサーの光電変換信号の読み込みを開始す
る。

【００８３】ステップ（＃０５８）はループ変数Ｊを変
数ＹＹ１から変数ＹＹ２までカウントアップしながら、
枠内の処理を実行する、いわゆる「ループ処理」を表し
ている。

【００８４】ステップ（＃０５８）内のループ処理で
は、まずステップ（＃０５９）にてエリアセンサーの横
方向（Ｘ軸）の１ラインの光電変換信号の読み込みを行
う。１ラインの読み込みはサブルーチン形式となってお
り、図７にサブルーチン「１ライン読み込み」のフロー
チャートを示す。

【００８５】サブルーチン「１ライン読み込み」がコー
ルされると、図７のステップ（＃１００）を経て、次の
ステップ（＃１０１）を実行する。ステップ（＃１０
１）と、その枠内のステップ（＃１０２）は、前述した
ステップ（＃０５８）と同様のループ処理を表してお
り、ステップ（＃１０１）では変数Ｋを０から３へカウ
ントアップさせながら、そしてステップ（＃１０２）で
は変数Ｉを変数ＸＸ１から変数ＸＸ２までカウントアッ
プさせながら、それぞれの枠内の処理を実行してゆく。
従って、ステップ（＃１０１）とステップ（＃１０２）
は変数Ｋと変数Ｉの、いわゆる「入れ子」となったルー
プ処理を表している。

【００８６】ステップ（＃１０２）のループ処理内のス
テップ（＃１０３）では、配列変数ＩＭ（ｉ，ｋ）の再
格納作業を行っている。

【００８７】本実施例では、マイクロコンピュータＭＣ
Ｕ１０９が信号処理を行っているわけであるが、一般に
マイクロコンピュータの内蔵ＲＡＭ（ランダム・アクセ
ス・メモリ）の記憶容量は、エリアセンサーの全画素情
報を一度に記憶できる程大きくはない。そこで、本実施
例では、エリアセンサーから出力される像信号を逐時読
みだしながら、横方向（Ｘ軸）５ライン分に相当する最
新の像信号のみをマイクロコンピュータの内蔵ＲＡＭに
記憶させ、１ラインの読み込み毎に視線検出のための処
理を実行するようにしている。

【００８８】ステップ（＃１０１）からステップ（＃１
０３）の２重ループ処理で実行している内容は、新たな
１ライン分の像信号を読み込むために、記憶している過
去５ライン分の像信号データを更新する作業である。即
ち、配列変数ＩＭ（ｉ，ｋ）の内、ＩＭ（ｉ，０）［ｉ
＝変数ＸＸ１〜変数ＸＸ２］が最も過去の、またＩＭ
（ｉ，４）［ｉ＝変数ＸＸ１〜変数ＸＸ２］が最も最近
の１ラインの像データを表しており、次のようにデータ
を更新して新たな１ライン分の像信号をＩＭ（ｉ，４）
［ｉ＝変数ＸＸ１〜変数ＸＸ２］に格納できるように準
備する。

【００８９】ＩＭ（ｉ，０）←ＩＭ（ｉ，１） ＩＭ（ｉ，１）←ＩＭ（ｉ，２） ＩＭ（ｉ，２）←ＩＭ（ｉ，３） ＩＭ（ｉ，３）←ＩＭ（ｉ，４）［ｉ＝変数ＸＸ１〜変
数ＸＸ２］ さて、ステップ（＃１０１）〜ステップ（＃１０３）の
データ更新のためのループ処理が終了すると、次のステ
ップ（＃１０４）のループ処理を実行する。

【００９０】ステップ（＃１０４）のループ処理では、
エリアセンサーの横方向（Ｘ軸）の１ライン分（指定さ
れた画素）の像信号を逐次的にＡ／Ｄ変換しながら、Ｒ
ＡＭに格納し、また像信号の最小値を検出している。

【００９１】ステップ（＃１０４）のループ内の最初の
ステップ（＃１０５）では、マイクロコンピュータＭＣ
Ｕ１０９の内蔵のＡ／Ｄ変換器から、像信号をＡ／Ｄ変
換したディジタル値ＡＤＣを取り出し、その値を一時的
に変換ＥＹＥＤＴに格納する。そして、次のステップ
（＃１０６）にて、ＥＹＥＤＴの値を配列変数ＩＭ
（Ｉ，４）に格納する。変数Ｉは外側のループ処理ステ
ップ（＃１０４）にて変数ＸＸ１から変数ＸＸ２までカ
ウントアップされる。

【００９２】ステップ（＃１０７）と（＃１０８）は像
信号の最小値を検出する処理である。変数ＥＹＥＭＩＮ
は像信号の最小値を保持する変数であり、ステップ（＃
１０７）において、ＥＹＥＭＩＮよりＥＹＥＤＴの方が
小さければ、ステップ（＃１０８）へ分岐し、ＥＹＥＭ
ＩＮをこの小さなＥＹＥＤＴの値で更新する。

【００９３】ステップ（＃１０４）〜（＃１０８）のル
ープ処理が終了し、新たな１ライン分の像信号の格納
と、最小値の検出が終ると、次のステップ（＃１０９）
でサブルーチン「１ラインの読み込み」をリターンす
る。

【００９４】図６のフローチャートに戻って、ステップ
（＃０５９）のサブルーチン「１ラインの読み込み」が
完了すると、次のステップ（＃０６０）へ移行し、外側
のループ処理ステップ（＃０５８）のループ変数Ｊが５
以上か否か調べる。

【００９５】ループ変数Ｊはエリアセンサーの縦方向
（Ｙ軸）の画素ラインを表している。ステップ（＃０６
０）にてループ変数Ｊが５以上の場合にはステップ（＃
０６１）へ分岐する。これは、読み込んだ像信号のライ
ン数が５以上になると、エリアセンサーの縦方向（Ｙ
軸）の処理が出来るようになるからである。

【００９６】分岐した先のステップ（＃０６１）ではサ
ブルーチン「Ｐ像の検出」を実行する。

【００９７】サブルーチン「Ｐ像の検出」は、前述した
角膜反射像（Ｐ像）の位置を検出するための処理であ
り、エリアセンサの横方向（Ｘ軸）の１ラインの読み込
み毎に実行する。そのフローチャートを図８に示す。

【００９８】サブルーチン「Ｐ像の検出」がコールされ
ると、ステップ（＃２００）を経てステップ（＃２０
１）のループ処理を実行する。ループ処理内では、像デ
ータ（配列変数ＩＭ（ｉ，ｋ）に記憶）中のＰ像の位置
を検索し、もし見つかれば、エリアセンサー上でのその
位置を記憶する。本実施例ではＰ像は２個発生するの
で、記憶する位置情報も２個となる。

【００９９】ループ内の最初のステップ（＃２０２）で
は、所定位置の像データがＰ像としての条件を満足する
か否かを判定する。条件としては、次のようなものであ
る。 ステップ（＃２０２）の「Ｐ像条件」 ＩＭ（１，２）＞Ｃ１ かつＩＭ（Ｉ，１）＞Ｃ２ かつＩＭ（Ｉ，３）＞Ｃ２ かつＩＭ（Ｉ−１，２）＞Ｃ２ かつＩＭ（Ｉ＋１，２）＞Ｃ２ 但し、Ｃ１，Ｃ２はしきい値定数で、Ｃ１≧Ｃ２なる関
係があり、例えば、Ｃ１＝２３０，Ｃ２＝２００であ
る。また、変数Ｉはループ処理のループ変数であり、エ
リアセンサーの横方向（Ｘ軸）の位置を表している。

【０１００】上記条件は、Ｐ像が図１で説明したよう
に、スポット像のようなものであることに注目し、横／
縦方向（Ｘ／Ｙ軸）の両方向に定義したものである。こ
の条件が満足されたとき、位置（１，２）にＰ像が存在
するものと見なす。

【０１０１】前述したように配列変数ＩＭ（ｉ，ｋ）は
エリアセンサーの横方向（Ｘ軸）の１ライン読み込み毎
に更新しており、縦方向（Ｙ軸）位置ＪラインはＩＭ
（ｉ，４）「ｉ＝変数ＸＸ１〜変数ＸＸ２」に格納され
ている。従って、変数ＩＭに対するアドレス（１，２）
は、エリアセンサー上では、位置（Ｉ，Ｊ−２）とな
る。

【０１０２】ステップ（＃２０２）にて、Ｐ像の条件を
満足する像データがあった場合、ステップ（＃２０３）
以降へ分岐し、ない場合には外側のループ変数Ｉがカウ
ントアップされる。

【０１０３】ステップ（＃２０３）以降は、２個のＰ像
の存在範囲（Ｘ軸方向の範囲［ＩＰ１〜ＩＰ２］、Ｙ軸
方向の範囲［ＪＰ１〜ＪＰ２］）を決定する処理であ
る。

【０１０４】先ず、ステップ（＃２０３）では、エリア
センサーの横方向（Ｘ軸）の位置を表す変数Ｉと変数Ｉ
Ｐ１を比較し、Ｉ＜ＩＰ１ならば、ステップ（＃２０
４）へ分岐する。即ち、Ｐ像の存在範囲のうち、横方向
の左方にあるＰ像位置ＩＰ１の位置よりも、変数Ｉの位
置の方が左にあれば、ＩＰ１を書換えようとするもので
ある。

【０１０５】ステップ（＃２０４）では、変数ＩＰ１に
変数Ｉの値を格納し、そのときの縦方向の位置（Ｊ−
２）を変数ＪＰ１に格納する。

【０１０６】ステップ（＃２０５）、（＃２０６）で
は、Ｐ像存在範囲のうち、横方向の右方にあるＰ像位置
ＩＰ２と、その縦方向位置を表すＪＰ２の更新の判定を
行う。以上のようにして、ステップ（＃２０１）のルー
プ処理で、横方向（Ｘ軸）の位置Ｉが変数ＸＸ１から変
数ＸＸ２までの１ラインの処理が終了すると、次のステ
ップ（＃２０７）へ移行する。

【０１０７】ステップ（＃２０７）では、後の処理で参
照する変数ＸＰ１，ＸＰ２，ＹＰ１，ＹＰ２を図中の式
の如く計算する。

【０１０８】これらの変数の意味については図１２の説
明のところで詳述するが、簡単に述べるならば、瞳孔中
心を検出する際に、Ｐ像位置周辺に発生する偽の瞳孔エ
ッジ情報を排除するために使用するものである。

【０１０９】ステップ（＃２０７）の処理が終了する
と、次のステップ（＃２０８）でサブルーチン「Ｐ像の
検出」をリターンする。

【０１１０】再び図６のフローチャートに戻る。

【０１１１】ステップ（＃０６１）のサブルーチン「Ｐ
像の検出」が完了すると、次のステップ（＃０６２）で
サブルーチン「瞳孔エッジの検出」を実行する。

【０１１２】「瞳孔エッジの検出」は眼球反射像中の瞳
孔エッジ（虹彩と瞳孔の境界）の位置の検出を行うサブ
ルーチンであり、図９にそのフローチャートを示してい
る。サブルーチン「瞳孔エッジの検出」がコールされる
と、ステップ（＃３００）を経て、次のステップ（＃３
０１）のループ処理が実行される。ステップ（＃３０
１）は図８のステップ（＃２０１）と同様に、エリアセ
ンサーの横方向（Ｘ軸）の位置を表す変数Ｉをループ変
数とするループ処理である。

【０１１３】ステップ（＃３０１）のループ処理内で
は、像データ中に瞳孔のエッジを表す特徴があるかどう
かを検索し、もしあれば、その位置情報を記憶する。瞳
孔エッジ位置情報は、配列変数ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｎ）に
格納される。

【０１１４】配列変数ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｎ）のデータ形
式は以下のように設定している。

【０１１５】ＥＤＧＤＴ（ｍ，１）…ｍ番目のエッジ点
の輝度 ＥＤＧＤＴ（ｍ，２）…ｍ番目のエッジ点のＸ軸座標 ＥＤＧＤＴ（ｍ，３）…ｍ番目のエッジ点のＹ軸座標 ｍは瞳孔エッジ検出の逐次処理の過程で見つかったエッ
ジ点の順番である。従って、エッジがＭ個検出されれ
ば、配列変数ＥＤＧＤＴの容量は［Ｍ×３］バイ程が必
要となる。フローチャートでは、エッジの検出個数は変
数ＥＤＧＣＮＴでカウントしている。

【０１１６】さて、ループ内の最初のステップ（＃３０
２）では、像データＩＭ（Ｉ，２）の近傍に、過去に検
出されたエッジ点があるか否かを判定している。もう少
し詳しく説明すると次のようになる。

【０１１７】外側のループ処理のループ変数Ｉは、エリ
アセンサーの横方向（Ｘ軸）の位置を表し、像データを
格納している配列変数ＩＭ（ｉ，ｋ）に対するアドレス
（Ｉ，２）は、いま正に瞳孔エッジであるか否かを検定
しようとしている点（画素の座標）である。この（Ｉ，
２）の点に隣接する各点が、過去の逐次処理の過程で瞳
孔エッジと判定されたかどうかを、エッジ位置情報を格
納している配列変数ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｎ）から調べよう
とするものである。

【０１１８】ステップ（＃３０２）の判定条件を具体的
に記述すると、次のような条件となる。

【０１１９】ステップ（＃３０２）の「判定条件」 ｛ＥＤＧＤＴ（ｍ，２）、ＥＤＧＤＴ（ｍ，３）｝＝
｛（Ｉ−１），（Ｊ−２）｝ あるいは＝｛（Ｉ−１）、（Ｊ−３）｝ あるいは＝｛（Ｉ）、（Ｊ−３）｝ あるいは＝｛（Ｉ＋１）、（Ｊ−３）｝ なる｛ＥＤＧＤＴ（ｍ，２）、ＥＤＧＤＴ（ｍ，３）｝
が存在する。

【０１２０】但し、ｍ＝０〜（ＥＤＧＣＮＴ−１） 現在検定しようとしている座標は｛（Ｉ）、（Ｊ−
２）｝であるから、上記座標は現在座標に対して順に左
隣、左上隣、上隣、右上隣の位置を表している。

【０１２１】また、ＥＤＧＤＴ（ｍ，２）、ＥＤＧＤＴ
（ｍ，３）はそれぞれｍ番目のエッジ点のＸ軸座標、Ｙ
軸座標を表わしているから、結局上記条件は、現在座標
の左隣、左上隣、上隣、右上隣の位置にエッジ点があっ
たかどうかを判定していることになる。

【０１２２】ステップ（＃３０２）において、座標
（Ｉ、Ｊ−２）の近傍にエッジ点があると判定された場
合にはステップ（＃３０４）へ、そうでない場合には、
ステップ（＃３０３）へ分岐し、それぞれ別の条件を用
いて瞳孔エッジの判定を行う。

【０１２３】近傍にエッジ点のない場合について先に説
明する。

【０１２４】ステップ（＃３０３）では、現在検定しよ
うとしている座標（Ｉ、Ｊ−２）の像データが瞳孔エッ
ジの条件（ステップ（＃３０３）での判定条件を「エッ
ジ条件１」と称する）を満たすか否かを判定している。
座標（Ｉ、Ｊ−２）の像データは配列変数ＩＭ（Ｉ，
２）に格納されていることに留意されたい。

【０１２５】判定条件は以下のようになる。

【０１２６】ステップ（＃３０３）の「エッジ条件１」 １．｛ＩＭ（Ｉ−１，２）−ＩＭ（１，２）｝＞Ｃ３か
つ｛ＩＭ（Ｉ−２，２）−ＩＭ（Ｉ−１，２）｝＜Ｃ３
かつＩＭ（Ｉ，２）＜ａ ２．｛ＩＭ（Ｉ＋１，２）−ＩＭ（１，２）｝＞Ｃ３か
つ｛ＩＭ（Ｉ＋２，２）−ＩＭ（Ｉ＋１，２）｝＞Ｃ３
かつＩＭ（Ｉ，２）＜ａ ３．｛ＩＭ（Ｉ，１）−ＩＭ（１，２）｝＞Ｃ３かつ
｛ＩＭ（Ｉ，０）−ＩＭ（Ｉ，１）｝＞Ｃ３かつＩＭ
（Ｉ，２）＜ａ ４．｛ＩＭ（Ｉ，３）−ＩＭ（Ｉ，２）｝＞Ｃ３かつ
｛ＩＭ（Ｉ，４）−ＩＭ（Ｉ，３）｝＞Ｃ３かつＩＭ
（Ｉ，２）＜ａ 上記１〜４を満足すれば、座標（Ｉ，Ｊ−２）をエッジ
点と見なす、但し、ａ＝ＥＹＥＭＩＮ＋Ｃ４で、ＥＹＥ
ＭＩＮは現在の逐次処理までの像データ中の最低輝度値
である。

【０１２７】しきい値Ｃ３，Ｃ４は、例えば、Ｃ３＝
３、Ｃ４＝２０である。

【０１２８】上記条件は、瞳孔エッジ（虹彩と瞳孔の境
界）においては連続して所定の輝度差があり、同時に瞳
孔部は眼球反射像の中で最も低い輝度となることを特徴
としてとらえている。１と２の条件はエリアセンサーの
横方向（Ｘ軸）のエッジを抽出し、３と４の条件は縦方
向（Ｙ軸）のエッジを抽出する。

【０１２９】座標（Ｉ，Ｊ−２）が瞳孔エッジ点として
抽出された場合には、ステップ（＃３０３）からステッ
プ（＃３０５）へ分岐し、エッジ点の輝度値と座標を記
憶する。

【０１３０】ステップ（＃３０５）では、エッジ位置情
報格納用の配列変数ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｋ）に次のように
情報を格納する。

【０１３１】 ＥＤＧＤＴ（ＥＤＧＣＮＴ，１）←ＩＭ（Ｉ，２） ＥＤＧＤＴ（ＥＤＧＣＮＴ，２）←Ｉ ＥＤＧＤＴ（ＥＤＧＣＮＴ，３）←Ｊ−２ ＩＭ（Ｉ，２）はＥＤＧＣＮＴ番目に検出されたエッジ
点の輝度、Ｉは同Ｘ座標、（Ｊ−２）は同Ｙ座標であ
る。

【０１３２】そして、検出されたエッジ点の個数をカウ
ントする変数ＥＤＧＣＮＴを１つカウントアップする。

【０１３３】ステップ（＃３０５）の処理が終了する
と、外側のループ処理のループ変数Ｉ（横方向、Ｘ軸の
座標を表す）をカウントアップし、再びステップ（＃３
０２）以降のフローチャートを実行する。

【０１３４】さて、ステップ（＃３０２）において、現
在座標（Ｉ，Ｊ−２）の近傍にエッジ点があると判定さ
れた場合について説明する。

【０１３５】その場合、ステップ（＃３０４）へ分岐
し、ステップ（＃３０３）と同じように、現在検定しよ
うとしている座標（Ｉ，Ｊ−２）の像データが瞳孔エッ
ジの条件（ステップ（＃３０４）での判定条件を「エッ
ジ条件２」と称する）を満たすか否かを判定する。

【０１３６】ここで、「エッジ条件２」は「エッジ条件
１」よりも、いわば緩い条件を設定してある。本実施例
では、条件式に同じで、しきい値Ｃ３，Ｃ４をそれぞれ
Ｃ３’，Ｃ４’とし、次のように変えている。

【０１３７】Ｃ３’＝２，Ｃ４’＝３０ 上のように設定することで、「エッジ条件１」よりもエ
ッジと判定される率が上昇する。

【０１３８】エッジ条件をこのように２種類用意する理
由は、そもそもエッジ点は孤立して存在するものではな
く、連続しているものであり、ある点がエッジ点である
ならば、その近傍が同じエッジ点である可能性が高いで
あろう、という観点に基づいている。

【０１３９】ステップ（＃３０４）の「エッジ条件２」
でエッジ点と判定された場合には、ステップ（＃３０
５）へ分岐して、その座標の情報を記憶する。

【０１４０】以上のようにして、ループ変数Ｉが変数Ｘ
Ｘ２となるまで、ステップ（＃３０１）のループ処理が
実行され、エリアセンサーの横方向（Ｘ軸）の１ライン
分のエッジ検出の処理が終了すると、ステップ（＃３０
６）へ移行し、サブルーチン「瞳孔エッジの検出」をリ
ターンする。

【０１４１】再び図６の説明に戻る。

【０１４２】ステップ（＃０６２）のサブルーチン「瞳
孔エッジの検出」が完了すると、外側のループ処理ステ
ップ（＃０５８）のループ変数Ｊ（エリアセンサーの縦
方向、Ｙ軸の座標を表す）がカウントアップされ、Ｊが
変数ＹＹ２となるまで、再びステップ（＃０５９）以降
の処理が実行される。

【０１４３】ループ変数Ｊが変数ＹＹ２となり、エリア
センサーの指定された画素の読み込みと処理が終了する
と、ステップ（＃０５８）からステップ（＃０６２）へ
移行する。

【０１４４】ステップ（＃０６３）〜（＃０６５）で
は、ステップ（＃０５８）のループ処理内で検出された
Ｐ像位置および瞳孔エッジ情報から、瞳孔の中心座標の
検出と視線の検出を行う。

【０１４５】先ず、ステップ（＃０６３）ではサブルー
チン「瞳孔推定範囲の設定」をコールする。

【０１４６】ステップ（＃０６２）のサブルーチン「瞳
孔エッジの検出」で検出された複数の瞳孔エッジ点に
は、実際に瞳孔円（虹彩と瞳孔の境界が形成する円）を
表しているエッジ点以外にも、種々のノイズによって発
生した偽のエッジ点も含まれている。

【０１４７】「瞳孔推定範囲の設定」は、上記偽のエッ
ジ点を排除するために、Ｐ像位置情報に基づいて、確か
らしいエッジ点の座標範囲を限定するためのサブルーチ
ンであり、そのフローチャートを図１０に示している。

【０１４８】サブルーチン「瞳孔推定範囲の設定」がコ
ールされると、ステップ（＃４００）を経て、ステップ
（＃４０１）を実行する。

【０１４９】ステップ（＃４０１）では、先に「Ｐ像の
検出」サブルーチンで説明したＰ像位置範囲、即ち、横
方向（Ｘ軸）にＩＰ１〜ＩＰ２、縦方向（Ｙ軸）にＪＰ
１〜ＪＰ２の情報を用いて、瞳孔円の座標範囲ＩＳ１，
ＩＳ２，ＪＳ１，ＪＳ２を次の式に従って計算する。

【０１５０】ＩＳ１←ＩＰ１−２０ ＩＳ２←ＩＰ２＋２０ ＪＳ１←（ＪＰ１＋ＪＰ２）／２−２０ ＪＳ２←（ＪＰ１＋ＪＰ２）／２＋４０ 確からしい瞳孔エッジ点は、エリアセンサーの横方向
（Ｘ軸）の範囲ＩＳ１〜ＩＳ２、縦方向（Ｙ軸）の範囲
ＪＳ１〜ＪＳ２に存在する点である、と設定する。

【０１５１】本実施例の光学系では、図１（Ａ）に示し
た如く、２個のＰ像は常に瞳孔円の円内の上部に存在す
るようになっており、これから上記計算式が成立する。

【０１５２】ステップ（＃４０１）の計算の後は、ステ
ップ（＃４０２）へ移行し、サブルーチン「瞳孔推定範
囲の設定」をリターンする。

【０１５３】図６に戻って、次にステップ（＃０６２）
のサブルーチン「瞳孔中心の検出」をコールする。

【０１５４】「瞳孔中心の検出」は、確からしい瞳孔エ
ッジ点の座標から、瞳孔円の形状（中心座標と大きさ）
を推定するサブルーチンであり、そのフローチャートを
図１１〜図１３に示した。

【０１５５】瞳孔円の形状の推定には、「最小の２乗
法」を用いる。その考え方について先に述べておく。

【０１５６】円の公式は周知のように、中心座標を
（ａ，ｂ）、半径をｃとすると、 （ｘ−ａ）² ＋（ｙ−ｂ）² ＝ｃ² …（１０） で与えられる。

【０１５７】複数の観測点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ
２）…（ｘｎ，ｙｎ）から、次式の誤差量ＥＲが最小と
なるようにａ，ｂ，ｃを決定することを考える。

【０１５８】 ＥＲ＝Σ［（ｘｉ−ａ）² ＋（ｙｉ−ｂ）² −ｃ² ］² …（１１） ＥＲは各観測点と、ａ，ｂ，ｃで決定される円の法線方
向の距離（誤差）の２乗和であり、これを最小する。

【０１５９】ＥＲをａ，ｂ，ｃで各々偏微分し、０とお
く。

【０１６０】 δＥＲ／δａ＝Σ［−４（ｘｉ−ａ）³ −４（ｘｉ−ａ）（ｙｉ−ｂ）² ＋４ｃ² （ｘｉ−ａ）］＝０ …（１２） δＥＲ／δｂ＝Σ［−４（ｙｉ−ｂ）³ −４（ｘｉ−ａ）² （ｙｉ−ｂ） ＋４ｃ² （ｘｉ−ｂ）］＝０ …（１３） δＥＲ／δｃ＝Σ［４ｃ³ −４（ｙｉ−ｂ）² ｃ−４ｃ（ｘｉ−ａ）² ］＝０ …（１４） 但し、ｉ＝１〜ｎとする。

【０１６１】式（１４）より、 ｃ² ＝Σ［（ｘｉ−ａ）² ＋（ｙｉ−ｂ）² ］／ｎ …（１５） 式（１５）を式（１３），（１４）へ代入し、ここで、 Ｘ１＝Σｘｉ、Ｘ２＝Σｘｉ² 、Ｘ３＝Σｘｉ³ …（１６）〜（１８） Ｙ１＝Σｙｉ、Ｙ２＝Σｙｉ² 、Ｙ３＝Σｙｉ³ …（１９）〜（２１） Ｚ１＝Σｘｉｙｉ、Ｚ２＝Σｘｉ² ｙｉ、Ｚ３＝Σｘｉｙｉ² …（２２）〜（２４） とおき、さらに、 Ｖ１＝Ｘ２−Ｘ１² ／ｎ …（２５） Ｖ２＝Ｙ２−Ｙ２／ｎ …（２６） Ｗ１＝Ｘ３−Ｚ３ …（２７） Ｗ２＝Ｙ３−Ｚ３ …（２８） Ｗ３＝（Ｘ２＋Ｙ２）／ｎ …（２９） Ｗ４＝Ｚ１−Ｘ１Ｙ１／ｎ …（３０） Ｗ５＝（Ｚ１−２・Ｘ１Ｙ１／ｎ）Ｚ１ …（３１） Ｗ６＝Ｘ１Ｙ２ …（３２） Ｗ７＝Ｘ２Ｙ１ …（３３） とおいて整理すると、円の中心座標ａ，ｂは ａ＝（Ｗ１Ｖ２−Ｗ２Ｗ４−（Ｗ６−Ｙ１Ｚ１）Ｗ３）／２（Ｘ２Ｖ２−Ｗ５− Ｗ６Ｘ１／ｎ） …（３４） ｂ＝（Ｗ２Ｖ１−Ｗ１Ｗ４−（Ｗ７−Ｙ１Ｚ１）Ｗ３）／２（Ｙ２Ｖ１−Ｗ５− Ｗ７Ｙ１／ｎ） …（３５） で計算される。

【０１６２】また、視線（注視点）の計算には直接関係
はないが、半径ｃは、 ｃ＝［Ｗ３−２（ａＸ１＋ｂＹ１）／ｎ＋ａ² ＋ｂ² ］^1/2 …（３６） で計算される。

【０１６３】本発明の実施例では、さらに誤差量ＥＲを
瞳孔中心検出の信頼性判定に用いており、ＥＲは次の計
算式で与えられる。

【０１６４】 ＥＲ＝Ｘ４−４ａＸ３＋２（２ａ² ＋ｄ）Ｘ２−４ａｄＸ１＋Ｙ４−４ｂＹ３ ＋２（２ｂ² ＋ｄ）Ｙ２−４ｂｄＹ１＋２（Ｚ４−２ａＺ３−２ｂＺ２＋４ａｂ Ｚ１）＋ｄ² ｎ …（３７） 但し、 Ｘ４＝Σｘｉ⁴ …（３８） Ｘ４＝Σｙｉ⁴ …（３９） Ｚ４＝Σｘｉ² ｙｉ² …（４０） ｄ＝ａ² ＋ｂ² −ｃ² …（４１） としている。

【０１６５】さて、以上のような数値計算の裏付けに従
って、図１１〜図１３のフローチャートの説明を行う。

【０１６６】サブルーチン「瞳孔中心の検出」がコール
されると、ステップ（＃５００）を経て、ステップ（＃
５０１）の「円の最小２乗推定」サブルーチンをコール
する。

【０１６７】「円の最小２乗推定」は上記式に従って、
瞳孔円の中心座標（ａ，ｂ）と誤差量ＥＲを計算するサ
ブルーチンであり、そのフローチャートを図１２に示し
ている。同サブルーチンでは、さらに最低輝度値の見直
しと、Ｐ像による偽の瞳孔エッジの排除を行っている。

【０１６８】サブルーチン「円の最小２乗推定」がコー
ルされると、ステップ（＃６００）を経て、ステップ
（＃６０１）へ移行する。

【０１６９】ステップ（＃６０１）では上述した最小２
乗推定式のワーク変数の初期化を行っている。

【０１７０】次のステップ（＃６０２）は変数Ｌをルー
プ変数とするループ処理であり、記憶している瞳孔エッ
ジ情報を元に最小２乗法の計算の前半を行う部分であ
る。

【０１７１】いま、瞳孔エッジ点として、（ＥＤＧＣＮ
Ｔ−１）個の情報が配列変数ＥＤＧＤＴに記憶されてい
る。ループ変数Ｌは記憶された順番を表している。

【０１７２】ループ処理内の最初のステップ（＃６０
３）では、Ｌ番目のエッジ点の輝度値ＥＤＧＤＴ（Ｌ，
１）と（ＥＹＥＭＩＮ＋Ｃ５）を比較し、輝度値の方が
大きければ分岐し、現在のループ変数Ｌの処理を終了す
る。

【０１７３】本実施例では、エリアセンサーの光電変換
信号を読み込みながら、逐次的な処理を行っているた
め、エッジ点検出の部分で使用している最低輝度値も、
その時点までの最低輝度値に過ぎない。故に、エッジ点
として検出された点も、実は本当の最低輝度値に過ぎな
い。故に、エッジ点として検出された点も、実は本当の
最低輝度値で判定されたものではなく、実際にはエッジ
点としてふさわしくない点も含まれている可能性があ
る。そこで、このステップの目的は、最終的に決定され
た最低輝度値に基づいて、もう一度最低輝度の判定にか
け、瞳孔エッジとしてふさわしくない点を排除しようと
するものである。

【０１７４】しきい値Ｃ５としては、例えば、Ｃ５＝２
０である。

【０１７５】ステップ（＃６０３）にて、輝度値が小さ
いと判断された場合は、ステップ（＃６０４）へ移行
し、横方向（Ｘ軸）座標と縦方向（Ｙ軸）座標をそれぞ
れ変数Ｘ，Ｙに一時的に格納する。

【０１７６】次のステップ（＃６０５）では、Ｌ番目の
エッジ点の横方向座標Ｘが、横方向の範囲ＩＳ１〜ＩＳ
２に適合しているか否かを判定する。ＩＳ１、ＩＳ２は
サブルーチン「瞳孔推定範囲の設定」で求められた値で
あり、この範囲に入っていないエッジ点は瞳孔のエッジ
点として認めないように分岐し、現在のループ変数Ｌの
処理を終了する。

【０１７７】その次のステップ（＃６０６）は、今度は
縦方向について同様の判定を行っている。

【０１７８】Ｌ番目のエッジ点が瞳孔推定範囲に存在し
ていれば、ステップ（＃６０７）へ移行する。

【０１７９】ステップ（＃６０７）、（＃６０８）は、
Ｌ番目のエッジ点の座標がＰ像の近傍であるかどうかを
判断している。

【０１８０】ＸＰ１、ＸＰ２、ＹＰ１、ＹＰ２はサブル
ーチン「Ｐ像の検出」で決定された値であり、エッジ点
の座標が横方向の範囲ＸＰ１〜ＸＰ２、縦方向の範囲Ｙ
Ｐ１〜ＹＰ２に入っている場合には分岐し、現在のルー
プ変数Ｌの処理を終了するようにしている。これは、本
実施例の光学系では、２個のＰ像が瞳孔円内の上部に存
在するようになっているため、スポット像的な形状をし
ているＰ像の「すそ」の部分が、前述した瞳孔エッジの
条件に適合し易く、偽の瞳孔エッジとして検出されてし
まっているのを排除するためである。

【０１８１】以上のステップ（＃６０３）〜（＃６０
８）の判定をパスしたエッジ点の座標情報が、ステップ
（＃６０９）における最小２乗法の計算に供される。

【０１８２】ステップ（＃６０９）の計算は前述の式
（１６）〜（２４）、（３８）〜（４０）を実行し、さ
らに、計算に用いたエッジ点の個数Ｎをカウントアップ
する。ステップ（＃６０２）のループ処理にて、記憶し
ていたエッジ点（ＥＤＧＣＮＴ−１）個の処理が総て終
了すると、ステップ（＃６１０）へ移行する。

【０１８３】ステップ（＃６１０）では、式（２５）〜
（３５）、（３７）〜（４１）を計算し、瞳孔円の中心
座標（ａ，ｂ）と誤差量ＥＲを求める。

【０１８４】そして、次のステップ（＃６１１）へ移行
し、サブルーチン「円の最小２乗推定」をリターンす
る。

【０１８５】図１１に戻って、ステップ（＃５０１）の
サブルーチン「円の最小２乗推定」を完了すると、次の
ステップ（＃５０２）へ移行する。

【０１８６】ステップ（＃５０２）では、円の推定に用
いたデータの個数Ｎをしきい値ＮＴＨＲと比較し、Ｎ＜
ＮＴＨＲならば、データ数が少ないため結果の信頼性が
低いと見なして、ステップ（＃５１２）へ分岐し、検出
失敗であるとする。

【０１８７】ＮＴＨＲとしては、例えば、ＮＴＨＲ＝３
０である。

【０１８８】ステップ（＃５０２）にて、Ｎ≧ＮＴＨＲ
ならば、次のステップ（＃５０３）にて、誤差量ＥＲと
しきい値ＥＲＴＨＲを比較する。

【０１８９】ＥＲ＜ＥＲＴＨＲならば、誤差が小さく、
検出結果が充分信頼できるものと見なして、ステップ
（＃５１４）へ分岐し、検出成功であるとする。

【０１９０】しきい値ＥＲＴＨＲとしては、例えば、Ｅ
ＲＴＨＲ＝１００００である。

【０１９１】ステップ（＃５０３）において、ＥＲ≧Ｅ
ＲＴＨＲならば、データ数が充分にも拘らず誤差が大き
すぎるとして、ステップ（＃５０４）以下の再計算を実
施する。誤差が大きくなった原因としては、瞳孔円以外
の偽のエッジ点を計算に入れてしまったことが考えられ
る。その処理例を図１７に示す。図中３０１は抽出した
エッジ点、３０２は計算に用いるエッジの範囲を表わ
す。そして３０３は計算によって求めた推定円であり、
この場合、左方の為のエッジ点を計算に加えてしまった
結果、推定円は正しい円とおよそかけ離れた形状とな
り、この時誤差量もかなり大きくなる。そこで各エッジ
点の座標の内、縦／横方向で端の座標のエッジ点を計算
から除外していって、誤差が減少するかどうかを調べて
ゆく。

【０１９２】ステップ（＃５０４）ではサブルーチン
「円の最小２乗推定 再計算１」をコールする。

【０１９３】「円の最小２乗推定 再計算１」は、最小
２乗推定の計算に用いたエッジ点の内、エリアセンサー
の縦方向上部に在るエッジ点（全体の５分の１）を除外
して、再び最小２乗推定の計算を行うサブルーチンであ
り、そのフローチャートを図１３に示す。

【０１９４】サブルーチン「円の最小２乗推定 再計算
１」がコールされると、ステップ（＃７００）を経て、
次のステップ（＃７０１）にて図中のように変数の格納
を行う。

【０１９５】変数ＸＳ１〜ＺＳ４は、ステップ（＃５０
１）で計算した全エッジ点をしようしたときの対応する
ワーク変数の値を記憶する。そして、除外するエッジ点
の個数を全エッジ点の個数Ｎの５分の１として変数Ｍに
記憶しておく。

【０１９６】次のステップ（＃７０２）ではステップ
（＃６０１）と同様に計算のワークを初期化し、ステッ
プ（＃７０３）へ移行する。

【０１９７】ステップ（＃７０３）はステップ（＃６０
２）と同様のループ処理であり、このループ内で除外す
るエッジ点の最小２乗法の計算を行う。

【０１９８】本発明の実施例では、エリアセンサーを縦
方向上部から読み込む構成にしているから、エッジ情報
を記憶している配列変数ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｋ）には、縦
方向の上部のエッジから順に格納されている。従って、
ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｋ）のｍを０からアップカウントして
いけば、縦方向上のエッジ点から取り出せることにな
る。

【０１９９】さて、ステップ（＃７０３）のループ内の
最初のステップ（＃７０４）ではエッジ点（Ｘ，Ｙ）が
瞳孔エッジとして有効か否かを判別しているが、これは
ステップ（＃６０３）〜（＃６０８）と全く同様であ
る。

【０２００】瞳孔エッジ点として有効と見なされた場合
にはステップ（＃７０５）へ移行し、これもまたステッ
プ（＃６０９）と同じ計算を実行する。

【０２０１】そして、次のステップ（＃７０６）にて、
新たに計算したエッジ点の個数Ｎと除外すべきエッジ点
の個数Ｍを比較し、Ｍ個の計算が終了すれば分岐し、外
側のステップ（＃７０３）のループ処理を中止する。Ｍ
個に達していない場合は、ループ変数Ｌをカウントアッ
プし、再びステップ（＃７０４）移行の処理を続行す
る。

【０２０２】Ｍ個の計算が終了するとステップ（＃７０
８）へ分岐し、瞳孔円の中心（ａ，ｂ）および誤差量Ｅ
Ｒ’を再計算する。再計算の式は次のようになる。

【０２０３】Ｘ１＝Ｘ１Ｓ−Ｘ１…（１６’） Ｘ２＝Ｘ２Ｓ−Ｘ２…（１７’） Ｘ３＝Ｘ３Ｓ−Ｘ３…（１８’） Ｙ１＝Ｙ１Ｓ−Ｙ１…（１９’） Ｙ２＝Ｙ２Ｓ−Ｙ２…（２０’） Ｙ３＝Ｙ３Ｓ−Ｙ３…（２１’） Ｚ１＝Ｚ１Ｓ−Ｚ１…（２２’） Ｚ２＝Ｚ２Ｓ−Ｚ２…（２３’） Ｚ３＝Ｚ３Ｓ−Ｚ３…（２４’） Ｘ４＝Ｘ４Ｓ−Ｘ４…（３８’） Ｙ４＝Ｙ４Ｓ−Ｙ４…（３９’） Ｚ４＝Ｚ４Ｓ−Ｚ４…（４０’） そして、式（２５）〜（３５）、（３７）〜（４１）を
計算し直せば、新たな瞳孔中心（ａ，ｂ）と誤差量Ｅ
Ｒ’を得ることが出来る。式（１６）〜（４０）はもと
もと逐次形式になっているため、再び全データを計算し
直す必要はなく、除外したいデータの加算（あるいは累
乗加算）を計算して、元の値から減算すれば済む。

【０２０４】再計算が終った後は、ステップ（＃７０
９）へ移行し、サブルーチン「円の最小２乗推定 再計
算１」をリターンする。

【０２０５】図１１に戻って、ステップ（＃５０４）を
完了すると、ステップ（＃５０５）へ移行し、再計算し
た誤差量ＥＲ’としきい値ＥＲＴＨＲを比較する。Ｅ
Ｒ’が小さい場合は、除外操作が効を奏したものとし
て、ステップ（＃５１４）へ分岐し、検出成功とする。

【０２０６】未だ誤差量ＥＲ’が大きい場合には、ステ
ップ（＃５０６）へ移行し、別のサブルーチン「円の最
小２乗推定 再計算２」をコールする。

【０２０７】「円の最小２乗推定 再計算２」は、最小
２乗推定の計算に用いたエッジ点の内、エリアセンサー
の縦方向下部に在るエッジ点（全体の５分の１）を除外
して、再び最小２乗推定の計算を行うサブルーチンであ
り、そのフローチャートを図１３（Ｂ）に示す。

【０２０８】「再計算２」は「再計算１」とほとんど同
様であるが、「再計算１」と違って縦方向下部のエッジ
点から除外してゆくようにするため、ステップ（＃７１
２）においてループ変数Ｌを（ＥＤＧＣＮＴ−１）から
ダウンカウントさせている。その他は「再計算１」と全
く同様であるため、説明を省略する。

【０２０９】再び図１１に戻って説明を続ける。

【０２１０】ステップ（＃５０６）のサブルーチン「円
の最小２乗推定 再計算２」を完了すると、ステップ
（＃５０７）へ移行し、再計算した誤差量ＥＲ’としき
い値ＥＲＹＨＲを比較する。ＥＲ’が小さい場合は、除
外操作が有効であったものとして、ステップ（＃５１
４）へ分岐し、検出成功と見なす。

【０２１１】未だ誤差量ＥＲ’が大きい場合には、ステ
ップ（＃５０８）へ移行し、さらに別のサブルーチン
「円の最小２乗推定 再計算３」をコールする。

【０２１２】「円の最小２乗推定 再計算３」では、今
度は最小２乗推定の計算に用いたエッジ点の内、エリア
センサーの横方向左部に在るエッジ点（全体の５分の
１）を除外して、再び最小２乗推定の計算を行うサブル
ーチンであり、そのフローチャートを図１３（Ｃ）に示
す。

【０２１３】サブルーチン「再計算３」がコールされる
と、ステップ（＃７２０）を経て、ステップ（＃７２
１）にて、エッジ情報を記憶している配列変数ＥＤＧＤ
Ｔ（ｍ，ｋ）の並べ換えを行う。

【０２１４】先にも説明したように、ＥＤＧＤＴ（ｍ，
ｋ）にはエリアセンサーの縦方向のエッジ点から順に格
納されているため、横方向に注目して処理を行うために
は、ＥＤＧＤＴに格納されているデータの並べ換えが必
要である。

【０２１５】ＥＤＧＤＴ（ｍ，２）にはエッジ点の横方
向（Ｘ軸座標）の値が格納されているから、この値に対
して公知の「ソート操作」を実施すれば、ＥＤＧＤＴに
は横方向の左からの順となったエッジ情報が再格納が可
能である。

【０２１６】並べ換えを実行すると、ステップ（＃７０
２）へ分岐し、後は「再計算１」と全く同様の処理を行
えば、エリアセンサーの横方向左右のエッジ点を除外し
た再計算ができる。

【０２１７】再び、図１１に戻って、ステップ（＃５０
８）のサブルーチン「円の最小２乗推定 再計算３」を
完了すると、ステップ（＃５０９）へ移行し、再計算し
た誤差量ＥＲ’としきい値ＥＲＴＨＲを比較する。Ｅ
Ｒ’が小さい場合は、除外操作が有効であったものとし
て、ステップ（＃５１４）へ分岐し、検出成功と見な
す。

【０２１８】未だ誤差量ＥＲ’が大きい場合には、ステ
ップ（＃５１０）へ移行し、さらに別のサブルーチン
「円の最小２乗推定 再計算４」をコールする。

【０２１９】「円の最小２乗推定 再計算４」では、今
度は最小２乗推定の計算に用いたエッジ点の内、エリア
センサーの横方向右部に在るエッジ点（全体の５分の
１）を除外して、再び最小２乗推定の計算を行うサブル
ーチンであり、そのフローチャートを図１３（Ｄ）に示
す。

【０２２０】いま配列変数ＥＤＧＤＴ（ｍ，ｋ）には、
横方向の左から順のエッジ点が格納されているから、右
から順にエッジ点を除外しようとすれば、ＥＤＧＤＴ
（ｍ，ｋ）を「再計算２」と同じように取り扱えば良
い。そこで、サブルーチン「再計算４」をコールされれ
ば直ちにステップ（＃７１１）へ分岐して、「再計算
２」と同様の処理を行うようにしている。

【０２２１】再び、図１１に戻って説明を続ける。

【０２２２】ステップ（＃５１０）のサブルーチン「円
の最小２乗推定 再計算４」を完了すると、ステップ
（＃５１１）へ移行し、再計算した誤差量ＥＲ’としき
い値ＥＲＴＨＲを比較する。ＥＲ’が小さい場合は、除
外操作が有効であったものとして、ステップ（＃５１
４）へ分岐し、検出成功と見なす。

【０２２３】未だ誤差量ＥＲ’が大きい場合には、ステ
ップ（＃５１２）へ移行し、上述の操作が有効に働かな
かったものとして、ステップ（＃５１２）へ移行し、検
出失敗とする。

【０２２４】ステップ（＃５１２）あるいは（＃５１
４）で瞳孔中心の検出が最終判断されると、ステップ
（＃５１３）へ移行する。

【０２２５】ステップ（＃５１３）では、サブルーチン
「読み出し範囲設定」を実行する。図１１（Ｂ）はサブ
ルーチン「読み出し範囲設定」のフローチャートであ
る。サブルーチン「読み出し範囲設定」がコールされる
と、ステップ（＃８００）を経て、ステップ（＃８０
１）以降の読み出し範囲の設定動作を実行していく。

【０２２６】まず、ステップ（＃８０１）では、視線の
検出が成功したか否かの判別を行ない、成功したならば
ステップ（＃８０２）へ移行し、失敗したならばステッ
プ（＃８０３）へ移行する。

【０２２７】ステップ（＃８０２）では、前記ステップ
（＃６１０）で求めた瞳孔円の中心（Ａ，Ｂ）の座標を
中心に、上下、左右に３０画素ずつ広げたエリアを次回
の視線検出実行時の読み出しエリアとして設定する。

【０２２８】これにより、次回の視線検出動作におい
て、必要最小限の像信号だけを読む事が可能になり、時
間の短縮が達成できる。またステップ（＃８０３）で
は、イメージセンサーの読み出し範囲を全領域に設定し
直す、すなわち、初期化する。

【０２２９】これは、たとえば撮影者のファインダーの
覗き方が急に変ったりして検出が失敗した時の対策で、
イメージセンサーの読み出しを全領域に戻す必要がある
ためである。

【０２３０】そしてステップ（＃８０４）で、サブルー
チン「読み出し範囲設定」をリターンすると、ステップ
（＃５１４）へ移行する。ステップ（＃５１４）では、
サブルーチン「瞳孔中心の検出」をリターンする。

【０２３１】図１４に本発明の実施例の最小２乗法の一
例を紹介する。

【０２３２】図中の●が１つのエッジ点を示し、これら
のエッジ点に基づいて瞳孔円を推定したものである。

【０２３３】図６の説明に戻る。

【０２３４】ステップ（＃０６４）での「瞳孔中心の検
出」が完了するとステップ（＃０６５）へ移行し、サブ
ルーチン「視線の検出」をコールする。

【０２３５】「視線の検出」は、これまでの処理で検出
したＰ像位置および瞳孔円の中心位置から、視線（注視
点）を検出するサブルーチンである。

【０２３６】基本的には、前述した公知例と同様に、式
（２）に従って、眼球光軸の回転角θを計算すれば良
い。

【０２３７】本発明の実施例では、瞳孔中心を横方向
（Ｘ軸）、縦方向（Ｙ軸）の２次元で検出しているの
で、公知例のように横方向のみではなく、縦方向の視線
の方向も横方向の検出と同様な考え方で、検出すること
ができる。

【０２３８】視線の検出が完了すると、ステップ（＃０
６６）へ移行し、一連の処理を終了する。

【０２３９】これまで説明してきた実施例では、瞳孔円
の中心から、上下左右にある画素数分を有する様なエリ
アを次回の読み出し範囲として設定しているが、前述し
た式３６より、瞳孔円の半径を求め、この半径のｎ倍
（ｎは実数）の長さを有する正方形又は長方形のエリア
を次回の読み出し範囲として設定しても有効である。

【０２４０】

【発明の効果】本発明によれば、視線検出動作を行なう
際、眼球像を受光する受光手段の読み出し範囲を制限す
る制限手段を設けたことにより、例えば本発明をサーボ
ＡＦ機能を有するカメラに適用した場合、サーボＡＦ時
で、ある間隔でくり返し視線検出動作を行なう必要があ
る時に、視線検出動作の処理時間を極力短縮し、応答性
を低下させることなく視線検出動作を行ないながら、オ
ートフォーカスを機能させる事ができるといった応答性
に優れた視線検出の情報を出力できる視線検出装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】イメージセンサー上に投影される眼球像の一例
を示す図。

【図２】本発明を有効に実施することができるカメラの
要部概略図。

【図３】図２のカメラのファインダー視野内を示す図。

【図４】図２のカメラの電気回路を示す図。

【図５】図２のカメラの全体の動作を説明するフローチ
ャート。

【図６】図５のフローチャートの視線検出動作の全体的
なフローチャート。

【図７】図５のフローチャートの１ライン読み込み動作
のフローチャート。

【図８】図５のフローチャートのＰ像検出動作のフロー
チャート。

【図９】図５のフローチャートの瞳孔エッジの検出動作
のフローチャート。

【図１０】図５のフローチャートの瞳孔推定範囲動作の
フローチャート。

【図１１】図５のフローチャートの瞳孔中心の検出動作
のフローチャート。

【図１２】図１１（Ａ）の円の最小２乗推定動作のフロ
ーチャート。

【図１３】図１１（Ａ）の円の最小２乗推定再計算１〜
４の動作のフローチャート。

【図１４】最小２乗法の一例を示す図。

【図１５】視線検出方法の原理説明図。

【符号の説明】

１…撮影レンズ ２…主ミラー ６…焦点検出装置 ６ｆ…イメージセ
ンサー ７…ピント板 １０…測光センサ
ー １１…接眼レンズ １３…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） １４…イメージセンサー（ＣＣＤ−ＥＹＥ） １５…眼球 １６…角膜 １７…虹彩 ２１…スーパーイ
ンポーズ用ＬＥＤ ２４…ファインダー内ＬＣＤ ２５…照明用ＬＥ
Ｄ ３１…絞り ５０…眼球の白目
部分 ５１…眼球の瞳孔部分 １００…ＣＰＵ １０１…視線検出回路 １０３…焦点検出
回路 １０４…信号入力回路 １０５…ＬＣＤ駆
動回路 １０６…ＬＥＤ駆動回路 １０７…ＩＲＥＤ
駆動回路 １１０…焦点調節回路 ２００〜２０４…
測距点マーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/02 7139−2Ｋ Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｚ 7316−2Ｋ Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の眼球を照明する照明手段と、観
   察者の眼球像を受光し、２次元方向の光強度分布を検知
   する受光手段と、前記受光手段から時系列に出力される
   光電変換信号を読み出す読み出し手段と、前記光電変換
   信号から瞳孔部を検出する瞳孔検出手段と、観察者の眼
   球像から光源の角膜反射像を検出する角膜反射像検出手
   段と、前記瞳孔と角膜反射像の位置関係から、観察者の
   視線を検出する手段と、前記視線を検出する手段が検出
   可能か不能かを判定する判定手段とを有する視線検出装
   置において、 ２回目以降の視線検出装置の動作中は、前記読み出し手
   段は、前記受光手段の読み出し範囲に制限をかける制限
   手段を有することを特徴とする視線検出装置。
2. 【請求項２】 前記制限手段は前記瞳孔の中心から一定
   の範囲を指定することを特徴とする請求項１記載の視線
   検出装置。
3. 【請求項３】 前記制限手段は前記瞳孔の半径のある倍
   数の範囲を指定する事を特徴とする請求項１記載の視線
   検出装置。
4. 【請求項４】 前記制限手段は、前記判定手段の結果に
   より初期値に戻すことを特徴とする請求項１記載の視線
   検出装置。