JPH06138374A

JPH06138374A - 視線検出装置を有する光学装置

Info

Publication number: JPH06138374A
Application number: JP4292546A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nagano; 明彦長野; Yoshiaki Irie; 良昭入江; Akira Yamada; 山田　　晃
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】ファインダー光学系と視線検出光学系とはダイクロイッ
クミラー（第１の光学フィルター）で光束分割されてい
るが、分割（分光）能力が十分ではないため屋外ではＣ
ＣＤで得られる眼球像信号が飽和しがちであった。そこ
で、屋内、屋外とも安定した眼球像信号を得るために、
光分割器（ダイクロイックミラー）とＣＣＤとの間に第
２の波長選択性光学フィルターを設けたことを特徴とす
る視線検出装置を有した光学装置。また、視線検出光学
系の集光レンズが第２の光学フィルターを兼ねている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラのファインダー
を介して被写体を観察している観察者の視線を検出する
視線検出装置を具備した、スチルカメラ、ビデオカメラ
等の光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、観察者が観察面上のどの位置
を見ているかを求めるいわゆる視線を検出する装置（例
えばアイカメラ）が種々提供されている。特開平１−２
７４７３６号公報においては、視線検出装置を一眼レフ
カメラに配設し観察者の視線情報を用いて撮影レンズの
自動焦点調節を行なう例を開示している。

【０００３】図９は一眼レフカメラに視線検出装置を配
設した場合のカメラの配置図である。同図において、１
は撮影レンズ、２は主ミラーで、観察状態と撮影状態に
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
の下方へ向けて反射する。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である。６は結
像面近傍に配置されたフィールドレンズ、反射ミラー、
２次結像レンズ、絞り、複数のＣＣＤからなるラインセ
ンサー等から構成されている周知の位相差方式の焦点検
出装置で、観察画面内の複数の領域を焦点検出可能なよ
うに構成されている。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
ンタプリズムである。

【０００４】次にペンタダハプリズム８の射出面後方に
はダイクロイックミラー面９ａを備えた光分割器９及び
接眼レンズ１０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。ダイクロイックミラー面９ａは
波長選択性を有し、可視光を透過し赤外光を反射する特
性を持っているため、観察者が認識するファインダー光
束には撮影を及ぼさない。１０は絞り、１２は集光レン
ズ、１４は光電素子列を２次元的に配したイメージセン
サー、例えばＣＣＤで集光レンズ１２に関して所定の位
置にある撮影者眼１５の虹彩近傍と共役になるように配
置されている。１３ａは照明光源であるところの例えば
赤外発光ダイオードで、紙面と垂直方向に２個１組で配
置されている（以下不図示の赤外発光ダイオードを１３
ｂと付番する）。

【０００５】また２０は明るい被写体の中でも視認でき
る高照度ＬＥＤで、発光された光は投光用プリズム２
１、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
ダハプリズム８、光分割器９、接眼レンズ１１を通って
撮影者の目に達する。ピント板７の複数の焦点検出領域
に対応する位置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スーパーインポーズ用Ｌ
ＥＤ２０によって照明すると、ファインダー視野内で微
小プリズムアレイが光り、焦点検出領域（測距点）を表
示させることができる。

【０００６】２２は撮影レンズ１内に設けた絞り、２３
は絞り駆動回路を含む絞り駆動装置、１１０は焦点調節
回路でレンズ駆動用モーター、駆動ギヤ等からなるレン
ズ駆動部材を制御している。焦点調節回路１１０は、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。

【０００７】図１０（ａ）は、ＣＣＤ１４に投影された
眼球像の概略図、同図（ｂ）はＣＣＤ１４のラインＡの
出力強度図である。同図において、１７は虹彩像、１８
は瞳孔像、１９は角膜反射像である。観察者眼１５の前
眼部を赤外発光ダイオード１３ａ、１３ｂにて照明する
と、観察者の眼球の角膜表面で反射した一部の赤外光に
より、光強度の強い２個１組の角膜反射像１９がＣＣＤ
１４上に形成される。また観察者眼１５の角膜を透過し
た赤外光の一部は虹彩１７で反射するが、瞳孔１８を通
って網膜に到達した光はほとんど反射しない。そのため
虹彩１７と瞳孔１８との境界で光強度の差が生じてその
境界部分を検出することにより瞳孔１８の中心位置を算
出することができる。

【０００８】観察者がカメラのファインダー内のどこを
見ているかは、観察者の眼球の回転角を検出することに
よって求まる。観察者の眼球の回転角は２個の角膜反射
像１９の中点と瞳孔１８の中心との間隔から算出され
る。眼球の回転角が算出されると、該眼球の回転角はフ
ァインダー内ピント板７上の座標に変換される。ピント
板７上の座標に基づいて例えば焦点検出装置６の焦点検
出領域が選択され、選択された焦点検出領域での焦点調
節量に基づいて撮影レンズ１が駆動される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スチル
カメラ、ビデオカメラ等は屋外で使用する場合が多く、
特に日差しの強い時に使用すると観察者の眼球が太陽
光、あるいは観察者の周囲にある物体で反射した太陽光
によって照明されるため眼球からの反射光成分が多くな
り、ダイクロイックミラー面での分光能力の限界を超え
てＣＣＤにて検出される眼球像信号が飽和してしまう場
合があった。

【００１０】また、ＣＣＤの蓄積時間を短くして眼球像
信号を飽和しないように制御すると、得られた眼球像信
号において眼球の虹彩領域に角膜反射像が埋もれてしま
い、角膜反射像が検出できず視線検出ができないという
事があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ファイ
ンダーを覗く観察者の眼球を照明する照明手段と、観察
者の眼球からの反射光を受光する受光手段と、該受光手
段によって得られた眼球像より観察者の視線を算出する
演算手段とを具備した視線検出装置を有した光学装置に
おいて、前記視線検出装置が波長選択性を有する第１の
光学フィルターと第２の光学フィルターを具備すること
により、観察者の眼球を照明する太陽光等の撮影を除去
して安定した視線検出を行なおうとしたものである。

【００１２】さらには、受光手段の１構成要素である集
光レンズを第２の波長選択性光学フィルターと兼用させ
ることにより、省スペース、低コスト化を図ろうとした
ものである。

【００１３】

【実施例】図１〜図５は本発明の第１の実施例で、図１
（ａ）は視線検出光学系の上面図、図１（ｂ）は光学フ
ィルターの分光透過特性図、図２（ａ）は視線検出光学
系の上面展開図、図２（ｂ）は視線検出光学系の側面展
開図、図３（ａ）は視線検出光学系の上面展開図、図２
（ａ）の寸法説明図、図３（ｂ）は視線検出光学系の側
面展開図、図２（ｂ）の寸法説明図、図４はカメラの電
気回路説明図、図５は眼球の回転角算出フローである。
本実施例で説明に用いるカメラの主要部分は図９と同等
で、図１〜図４の部材の内図９と同等のものには同一の
番号が付してある。

【００１４】本実施例において視線検出光学系の要部の
レイアウトは図９とは異なり、図１（ａ）に示すように
ｘ−ｚ平面に展開したレイアウトとなっている。

【００１５】カメラのファインダーを覗く観察者が、撮
影しようとする被写体を見ながら不図示のレリーズスイ
ッチの前段を押すと、信号入力回路１０４はその操作を
検知しＣＰＵ１００にその入力信号を送信する。レリー
ズスイッチの前段操作が行なわれたのを検知したＣＰＵ
１００は、視線検出回路１０１に視線検出の実行を命令
する。視線検出回路１０１は例えば赤外発光ダイオード
（以下ＩＲＥＤと称する）１３ａ、１３ｂの様な光源を
点灯し観察者の眼球を照明する。ＩＲＥＤの発光中心波
長は約０．８８［μｍ］で、観察者にはその照明光は認
識できない。またＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの点灯時間と
同期してＣＣＤ１４では眼球前眼部像の画像蓄積が実行
される。

【００１６】図２は図１の光学系を光軸に沿って展開し
て描いたもので、図において、観察者眼１５がＩＲＥＤ
１３ａ、１３ｂにて照明されると、一部の赤外光は角膜
１６の表面で鏡面反射し接眼レンズ１１、光分割器９、
絞り１０を透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４
の受光面上に結像する。角膜反射像１９は角膜１６での
反射によって生じたＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像であ
る。一方角膜１６を透過した赤外光は虹彩１７で散乱反
射し、同様に接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１０を
透過後、集光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光面上
に結像する。また瞳孔を通過した赤外光は網膜まで到達
するが、網膜での反射は少ないため瞳孔を通過した赤外
光はＣＣＤ１４にはほとんど戻ってこない。

【００１７】ここで、光分割器９のダイクロイックミラ
ー９ａは第１の光学フィルターであり、図１（ｂ）の実
線Ａはダイクロイックミラー９ａの分光透過特性を示し
ている。特性図で縦軸は透過率、横軸は波長を示す。ダ
イクロイックミラー９ａにおいて、ファインダー光であ
るところの可視光は透過し、各ＩＲＥＤにて照明された
眼球から反射した赤外光は反射する。また、集光レンズ
１２は第２の光学フィルターを兼ねており、赤外光を透
過し可視光を吸収する材料で成型されている。図２
（ｂ）の点線Ｂは、集光レンズ１２の分光透過特性を示
し、可視光は吸収しＩＲＥＤの発光波長領域は透過する
ような特性になっている。集光レンズ１２は光分割器９
とＣＣＤ１４との間に配設されているため、屋外におい
て観察者の眼球が太陽光によって照明されても、第１の
光学フィルターであるダイクロイックミラー９ａにて反
射された可視光成分は、絞り１０を通過後第２の光学フ
ィルターであるところの集光レンズ１２において吸収さ
れＣＣＤ１４には到達しない。その結果、ＣＣＤ１４に
おいては太陽光等の外交に影響を受けない安定した眼球
像が得られる。

【００１８】ところで、カメラのファインダーを覗く観
察者眼１５は接眼レンズ１１に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に
自由に働くことになるが、視線検出光学系の集光レンズ
１２は、観察者眼１５が接眼レンズ１１から所定の位置
（一般にはファインダー光学系の設計的に決めた瞳位
置）にあるときに該観察者眼１５の虹彩１７とＣＣＤ１
４の受光面とが略共役となるように設計される。

【００１９】ＣＣＤ１４において所定の眼球像の光量分
布の蓄積が終了すると、視線検出回路１０１はＣＣＤ１
４の像信号を増幅してＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ
１００において、眼球像信号はＡ／Ｄ変換された後所定
のアルゴリズムに従い眼球の特徴抽出が実行される。一
連の演算処理において角膜反射像の位置及び瞳孔の中心
位置が求まると、後述するようにその値に基づき観察者
眼の回転角が算出される。さらに観察者眼の回転角より
観察者のファインダー内の観察位置が算出される。

【００２０】視線を演算する演算回路であるところのＣ
ＰＵ１００において、角膜反射像の位置と瞳孔の中心の
位置より観察者眼の回転角θが算出される。

【００２１】１組の角膜反射像１９の中点のＣＣＤ１４
上の位置を（Ｘｐｏ，Ｙｐｏ）、瞳孔の中心の位置を
（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）とすると、観察者眼１５のｚ軸に対
するｘ方向の回転角θｘは、 β＊ＯＣ＊ＳＩＮθｘ＝（（Ｘｐｏ＋δｘ）−Ｘｉｃ）＊Ｐｉｔｃｈｘ（１）を満足する。ここでβは視線検出光学系の結像倍率、Ｏ
Ｃは角膜１６の曲率中心ｏと瞳孔の中心Ｃとの距離、Ｐ
ｉｔｃｈｘはＣＣＤ１４のＸ方向の画素ピッチ＊は掛算
である。

【００２２】同様に観察者眼のｚ軸に対するｙ方向の回
転角θｙは、 β＊ＯＣ＊ＳＩＮθｙ＝（（Ｙｐｏ＋δｙ）−Ｙｉｃ）＊Ｐｉｔｃｈｙ（２）を満足する。ＰｉｔｃｈｙはＣＣＤ１４のｙ方向の画素
ピッチである。

【００２３】（１）、（２）式に示した角膜反射像の中
心の位置の補正項δｘ、δｙは、観察者の眼球の位置の
視線検出光学系の基準位置に対するシフト量に応じて変
化する。

【００２４】以下図３〜図５を用いて角膜反射像の中点
の位置の補正項δｘ、δｙの算出方法及び眼球の回転角
算出方法を説明する。

【００２５】視線検出光学系の基準位置（原点）を、視
線検出光学系光軸（ｚ軸）と接眼レンズ１１の射出面と
の交点Ｆに設定する。また、ＩＲＥＤ１３ａの座標を
（ｓｘｉ，ｓｙｉ，ｓｚｉ）、ＩＲＥＤ１３ｂの座標を
（−ｓｘｉ，ｓｙｉ，ｓｚｉ）、観察者眼の角膜１６の
曲率中心ｏの座標を（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）、角膜
１６の曲率半径をＲｃとする。

【００２６】視線検出回路１０１より得られた眼球像デ
ータより、ＣＰＵ１００は角膜反射像と瞳孔と虹彩の境
界画素の検出を行なう（＃２０１）。ＣＰＵ１００は複
数の角膜反射像の候補から正しい角膜反射像の組を抽出
し、さらには多数の瞳孔のエッジ情報から瞳孔の中心を
算出する（＃２０２）。ここで、角膜１６の頂点と視線
検出光学系の基準位置Ｆとのｚ方向の距離をＳｚｅ、ま
た１組の角膜反射像Ｐ１、Ｐ２のＣＣＤ１４上の座標を
（Ｘｐ１，Ｙｐ１）、（Ｘｐ２，Ｙｐ２）、角膜反射像
の中点の座標を（Ｘｐｏ，Ｙｐｏ）、瞳孔の中心の位置
を（Ｘｉｃ，Ｙｉｃ）とする。

【００２７】眼球の回転角の計算を開始する際、観察者
眼の曲率中心ｏの座標は不明であるため、初期値を与え
る必要がある。初期値は、観察者眼の角膜の曲率中心が
視線検出光学系の光軸上にあると想定して、Ｓｘｃ＝ＯＳｙｃ＝ＯＳｚｃ＝Ｓｚｅ＋Ｒｃと与えられる（＃２０３）。但し、観察者眼の角膜の頂
点と視線検出光学系の基準位置Ｆとのｚ方向の距離Ｓｚ
ｅは、１組の角膜反射像Ｐ１，Ｐ２の間隔の関数として
算出される。

【００２８】観察者眼の角膜の曲率中心の位置が設定さ
れると、角膜反射像の中点の位置の補正量δｚ，δｙは
以下のように算出される。

【００２９】角膜反射像Ｐ１とＰ２との中点Ｐｏは、Ｉ
ＲＥＤ１３ａ、１３ｂの中点ＧにＩＲＥＤが１個配置さ
れているときに発生する角膜反射像の位置と等価であ
る。ＩＲＥＤ１３ａと１３ｂとの中点Ｇと角膜１６の曲
率中心ｏとの距離をＬとすると、Ｌ＝ＳＱＲ（Ｓｘｃ＾２＋（Ｓｙｉ−Ｓｙｃ）＾２＋（Ｓｚｉ−Ｓｚｃ）＾２）（３）但し、＾２は２乗を表す。スネルの法則より、角膜表面
から角膜反射像（虚像）の発生する位置Ｐｏまでの距離
Ｋは、

【００３０】

【外１】とあらわされる。角膜反射像Ｐ１，Ｐ２の中点Ｐｏのｘ
方向のシフト補正量δｘは、

【００３１】

【外２】の関係式を満足する。上式を展開するシフト補正量δｘ
は、

【００３２】

【外３】となる。

【００３３】同様に角膜反射像Ｐ１，Ｐ２の中点Ｐｏの
ｙ方向のシフト補正量δｙは、

【００３４】

【外４】の関係式を満足する。上式を展開するとシフト補正量δ
ｙは、

【００３５】

【外５】となる。

【００３６】シフト補正量δｘ、δｙが算出されると
（＃２０４）、（１）（２）式に基づいて眼球の回転角
θｘ、θｙが算出される（＃２０５）。

【００３７】また観察者の眼球の回転角θｘ、θｙが算
出されると、観察者眼の角膜１６の曲率中心ｏの座標
（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）が以下のように求められる
（＃２０６）。

【００３８】

【外６】と表わされる。

【００３９】ここで眼球の回転角の算出回数が所定回数
（例えば３回）以下で有れば、最新の角膜の曲率中心座
標（Ｓｘｃ，Ｓｙｃ，Ｓｚｃ）を用いて、再度眼球の回
転角算出ルーチンに入る（＃２０７）。眼球の回転角の
算出回数が所定回数に達すると、眼球の回転角及び角膜
の曲率中心の位置の値が収束し、眼球の回転角算出ルー
チンから抜け出して、観察者が観察しているファインダ
ー内の位置（視線の位置）が以下のように算出される
（＃２０８）。

【００４０】一眼レフカメラのファインダーの場合、観
察面であるところのピント板上の観察位置の座標を
（Ｘ，Ｙ）とおくと、Ｘ＝Ｍ＊（Ａｘ＊θｘ＋Ｂｘ）（１０）Ｙ＝Ｍ＊（Ａｙ＊θｙ＋Ｂｙ）（１１）と表わされる。ここで、Ｍは眼球の回転角をファインダ
ー内ピント板上の座標に変換する際の変換係数、Ａｘ，
Ｂｘ，Ａｙ，Ｂｙは眼球の回転角をファインダー内ピン
ト板上の座標に変換する際、観察者固有の特性を補正す
るための補正係数である。

【００４１】観察者のピント板上での視線の座標が算出
されると、引続きＣＰＵ１００は、算出された観察者の
観察位置に近い焦点検出領域にて撮影レンズ１の焦点検
出を行なうべく、自動焦点検出回路１０３に焦点検出開
始信号を送出する。自動焦点検出回路１０３は焦点検出
装置６から得られた所定の焦点検出領域の被写体信号を
ＣＰＵ１００に送出する。ＣＰＵ１００は観察者のファ
インダー内観察位置に近い焦点検出領域の焦点調節状態
を算出し、撮影レンズ１を合焦させるための焦点調節量
及び方向を焦点調節回路１０６に送出する。焦点調節回
路１０６は撮影レンズ駆動用モーターに駆動信号を送信
し撮影レンズ１を合焦位置まで駆動させる。ＣＰＵ１０
０は撮影レンズ１が合焦したことを判定すると、表示回
路１０５に合焦表示信号を送信し合焦表示を実行させ
る。合焦表示は所定のスーパーインポーズ用ＬＥＤ２０
を点灯することによって行なわれる。

【００４２】観察者が自分が注視した被写体に撮影レン
ズが合焦したことを認識し、撮影を行なうために不図示
のレリーズスイッチの後段を押しこむと、信号入力回路
１０４はレリーズ信号をＣＰＵ１００に送信する。ＣＰ
Ｕ１００は測光回路１０２より測光情報を引き出し露出
値を決定する。ＣＰＵ１００は絞り駆動回路１０７に決
定された絞り値を送出すると同時に、シャッター制御回
路１０８にシャッタースピード情報を送出する。主ミラ
ー２及びサブミラーが撮影光路外に退避されると、シャ
ッター４が開いてフィルム５が露光される。

【００４３】シャッター４が閉じてフィルム５への露光
が終わると、ＣＰＵ１００はモーター制御回路１０９に
フィルム巻き上信号を送信し、フィルム５の巻き上げを
行なう。

【００４４】図６〜図８は本発明の第２の実施例で、図
６（ａ）は視線検出光学系の上面図、図６（ｂ）は光学
フィルターの分光透過特性図、図７（ａ）（ｂ）は視線
検出光学系の上面図、図８は光学フィルターの分光透過
特性図である。本実施例で説明に用いるカメラは図９と
同等で、また該カメラに具備された電気回路は図４と同
等である。

【００４５】本実施例において視線検出光学系のレイア
ウトは図９とは異なり、図６（ａ）、図７（ａ）（ｂ）
に示すようにｘ−ｚ平面に展開したレイアウトとなって
いる。

【００４６】カメラのファインダーを覗く観察者が、撮
影しようとする被写体を見ながら不図示のレリーズスイ
ッチの前段を押すと、信号入力回路１０４はその操作を
検知しＣＰＵ１００にその入力信号を送信する。レリー
ズスイッチの前段操作が行なわれたのを検知したＣＰＵ
１００は、視線検出回路１０１に視線検出の実行を命令
する。視線検出回路１０１はＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂを
点灯し観察者の眼球を照明する。またＩＲＥＤ１３ａ、
１３ｂの点灯時間と同期してＣＣＤ１４では眼球像の画
像蓄積が実行される。

【００４７】観察者眼１５がＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂに
て照明されると、一部の赤外光は角膜１６の表面で反射
し接眼レンズ１１、光分割器９、絞り１０を透過後、集
光レンズ１２によってＣＣＤ１４の受光面上に結像す
る。角膜反射像１９は角膜１６での反射によって生じた
ＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像である。一方角膜１６を
透過した赤外光は虹彩１７で反射し、同様に接眼レンズ
１１、光分割器９、絞り１０を透過後、集光レンズ１２
によってＣＣＤ１４の受光面上に結像する。また瞳孔を
通過した赤外光は網膜まで到達するが、網膜での反射は
少ないため瞳孔を通過した赤外光はＣＣＤ１４にはほと
んど戻ってこない。

【００４８】ここで、光分割器９のダイクロイックミラ
ー９ａは第１の光学フィルターであり、図６（ｂ）の実
線で示すダイクロイックミラー９ａの分光透過特性を有
している。ダイクロイックミラー９ａにおいて、ファイ
ンダー光であるところの可視光は透過し、ＩＲＥＤにて
照明された眼球から反射した赤外光は反射する。また、
光分割器９の射出面９ｂは第２の光学フィルターであ
り、誘電体多層膜が蒸着されている。図６（ｂ）の点線
Ｂは、誘電体多層膜の蒸着面９ｂの分光透過特性を示
し、ＩＲＥＤの発光波長領域の光束を透過するようなバ
ンドパスフィルターの特性になっている。バンドパスフ
ィルター９ｂは光分割器９とＣＣＤ１４との間に配設さ
れているため、屋外において観察者の眼球が太陽光によ
って照明されても、第１の光学フィルターであるダイク
ロイックミラー９ａにて反射された遠赤外光成分は、第
２の光学フィルターであるところのバンドパスフィルタ
ー９ｂにおいて反射されＣＣＤ１４には到達しない。そ
の結果、ＣＣＤ１４においては太陽光等の外光に影響を
受けない安定した眼球像が得られる。また図６（ｂ）の
点線Ｂにて明らかなように、バンドパスフィルター９ｂ
は可視光領域の一部に透過領域が存在するため、ＣＣＤ
１４で得られる眼球像に可視光成分が影響を及ぼす場合
は集光レンズ１２を可視光吸収材で構成するのが望まし
い。

【００４９】ところで視線検出光学系の集光レンズ１２
は、観察者眼１５が接眼レンズ１１から所定の位置（一
般にはファインダー光学系の瞳位置）にあるときに該観
察者眼１５の虹彩１７とＣＣＤ１４の受光面とが共役と
なるように設計される。

【００５０】またカメラのファインダーを覗く観察者眼
１５は接眼レンズ１１に対してＸ−Ｙ−Ｚ方向に自由に
動くことが可能である。

【００５１】ＣＣＤ１４において所定の眼球像の蓄積が
終了すると、視線検出回路１０１はＣＣＤ１４の像信号
を増幅してＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１００にお
いて、眼球像信号はＡ／Ｄ変換された後所定のアルゴリ
ズムに従い眼球の特徴抽出、即ち角膜反射像と瞳孔と虹
彩の境界画素の検出が実行される。ＣＰＵ１００は複数
の角膜反射像の候補から正しい角膜反射像の組を抽出
し、さらには多数の瞳孔のエッジ情報から瞳孔の中心を
算出する。

【００５２】角膜反射像及び瞳孔の中心の座標が算出さ
れると、前述の（１）〜（１１）式に基づいて観察者の
ファインダー内観察位置が算出される。

【００５３】ＣＰＵ１００は算出された観察者の観察位
置に近い焦点検出領域にて撮影レンズ１の焦点検出を行
なうべく、自動焦点検出回路１０３に焦点検出開始信号
を送出する。自動焦点検出回路１０３は焦点検出装置６
から得られた所定の焦点検出領域の被写体信号をＣＰＵ
１００に送出する。ＣＰＵ１００は観察者のファインダ
ー内観察位置に近い焦点検出領域の焦点調節状態を算出
し、撮影レンズ１を合焦させるための焦点調節量及び方
向を焦点調節回路１０６に送出する。焦点調節回路１０
６は撮影レンズ駆動用モータに駆動信号を送信し撮影レ
ンズ１を合焦位置まで駆動させる。ＣＰＵ１００は撮影
レンズ１が合焦したことを判定すると、表示回路１０５
に合焦表示信号を送信し合焦表示を実行させる。合焦表
示は、所定のスーパーインポーズ用ＬＥＤ２０を点灯す
ることによって行なわれる。

【００５４】観察者は自分が注視した被写体に撮影レン
ズが合焦したことを認識し、撮影を行なうために不図示
のレリーズスイッチの後段を押しこむと、信号入力回路
１０４はレリーズ信号をＣＰＵ１００に送信する。ＣＰ
Ｕ１００は測光回路１０２より測光情報を引き出し露出
値を決定する。ＣＰＵ１００は絞り駆動回路１０７に決
定された絞り値を送出すると同時に、シャッター制御回
路１０８にシャッタースピード情報を送出する。主ミラ
ー２及びサブミラーが撮影光路外に退避されると、シャ
ッター４が開いてフィルム５が露光される。

【００５５】シャッター４が閉じてフィルム５への露光
が終わると、ＣＰＵ１００はモーター制御回路１０９に
フィルム巻き上げ信号を送信し、フィルム５の巻き上げ
を行なう。

【００５６】本実施例において、第２の光学フィルター
であるところのバンドパスフィルターを、光分割器９の
面９ｂに誘電体多層膜を蒸着することにより構成する例
を示したが、ガラス板の片面に誘電体多層膜を蒸着し光
分割器９とＣＣＤ１４との間に配設しても構わない。

【００５７】図７（ａ）は図６（ｂ）の分光透過特性を
有したガラス板のバンドパスフィルター２４を光分割器
９の視線検出光学系側射出面に接着して配設した例を示
したものである。この結果、屋外において観察者の眼球
が太陽光によって照明されても、第１の光学フィルター
であるダイクロイックミラー９ａにて反射された遠赤外
成分は、第２の光学フィルターであるところのバンドパ
スフィルター２４において反射されＣＣＤ１４には到達
しない。

【００５８】同様に、図７（ｂ）は図６（ｂ）の分光透
過特性を有したガラス板のバンドパスフィルター２４を
ＣＣＤ１４の光入射面に接着して配設した例を示したも
のである。この結果、屋外において観察者の眼球が太陽
光によって照明されても、第１の光学フィルターである
ダイクロイックミラー９ａにて反射された遠赤外光成分
は、絞り１０、集光レンズ１２を透過後第２の光学フィ
ルターであるところのバンドパスフィルター２４におい
て反射されＣＣＤ１４には到達しない。

【００５９】また図６（ａ）、図７（ａ）（ｂ）に示し
た第２の光学フィルターの分光透過特性を、図８の点線
Ｂに示したような遠赤外光を反射するような特性にして
も構わない。この遠赤外カットフィルターを図７（ａ）
のフィルター２４として配設すると、屋外において観察
者の眼球が太陽光によって照明されても、第１の光学フ
ィルターであるダイクロイックミラー９ａにて反射され
た遠赤外光成分は、第２の光学フィルターであるところ
のフィルター２４において反射されＣＣＤ１４には到達
しない。

【００６０】以上、図１の実施例は一眼レフカメラへの
適用した例を示しているが、レンズシャッターカメラの
ファインダー部に配設しても良く、あるいは観測装置な
どにも適用できる。また視線検出装置の出力は焦点検出
領域の選択にとどまらず、測光分布の重点位置の選択、
光学装置の一部機能の作動等に利用できる。

【００６１】また、上述の実施例は第１のフィルターが
赤外光を反射し、第２のフィルターが赤外光を透過する
様になっているが、第１のフィルターが透過、第２のフ
ィルターが反射となる様な光分割器の構成も可能であ
る。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、ファインダーを覗
く観察者の眼球を照明する照明手段と、観察者の眼球か
らの反射光を受光する受光手段と、該受光手段によって
得られた眼球像より観察者の視線を算出する演算手段と
を具備した視線検出装置を有した光学装置において、前
記視線検出装置が波長選択性を有する第１の光学フィル
ターと第２の光学フィルターを具備することにより、観
察者の眼球を照明する太陽光等外光の影響を除去して安
定した視線検出を行なえる効果がある。

【００６３】さらには、受光手段の１構成要素である集
光レンズを第２の波長選択性光学フィルターと兼用させ
ることにより、省スペース、低コスト化を達成できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は視線検出光学系の上面図、（ｂ）は光
学フィルターの分光透過特性図。

【図２】（ａ）は視線検出光学系の上面展開図、（ｂ）
は視線検出光学系の側面展開図。

【図３】（ａ）は視線検出光学系の上面展開図、図２
（ａ）の寸法説明図、（ｂ）は視線検出光学系の側面展
開図、図２（ｂ）の寸法説明図。

【図４】カメラの電気回路説明図。

【図５】眼球の回転角算出フロー。

【図６】（ａ）は視線検出光学系の上面図、（ｂ）は光
学フィルターの分光透過特性図。

【図７】（ａ）は視線検出光学系の上面図、（ｂ）は視
線検出光学系の上面図。

【図８】光学フィルターの分光透過特性図。

【図９】カメラの概略図。

【図１０】（ａ）は眼球像の概略図、（ｂ）はＣＣＤの
ライン強度出力図。

【符号の説明】

１撮影レンズ２主ミラー３サブミラー４シャッター５フィルム６焦点検出装置７ピント板８ペンタダハプリズム９光分割器１０絞り１１接眼レンズ１２集光レンズ１３赤外発光ダイオード１４ＣＣＤ１５眼球１６角膜１７虹彩１８瞳孔１９角膜反射像２０ＬＥＤ２１投光用プリズム２２撮影レンズ内絞り２３絞り駆動装置２４バンドパスフィルター１００ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── 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 7139−2ＫＨ０４Ｎ 5/232 Ｚ 7316−2ＫＧ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファインダーを覗く観察者の眼球を照明
する照明手段と、観察者の眼球からの反射光を受光する
受光手段と、該受光手段によって得られた眼球像より観
察者の視線を算出する演算手段とを具備した視線検出装
置を有し、前記視線検出装置は波長選択性を有する第１
の光学フィルターとそれとは異る波長選択性を有する第
２の光学フィルターを具備していることを特徴とする視
線検出装置を有した光学装置。
【請求項２】前記第１の波長選択性光学フィルターは
ファインダー光学系の１構成要素である光分割器であ
り、前記第２の波長選択性光学フィルターは該光分割器
と受光手段の１構成要素であるエリア型センサーとの間
に配設されていることを特徴とする請求項１の視線検出
装置を有した光学装置。
【請求項３】前記受光手段の１構成要素である集光レ
ンズは、前記第２の波長選択性光学フィルターを兼ねて
いることを特徴とする請求項２の視線検出装置を有する
光学装置。
【請求項４】前記第１の光学フィルターと第２の光学
フィルターは前記照明手段からの照明光の主要波長光に
対し相反する特性を有することを特徴とする請求項１の
視線検出装置を有する光学装置。