JPH06138377A - 焦点検出手段と視線検出手段とを有したカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影者の眼球の注視点を検出する視線検出手
段と撮影系の焦点位置を複数の点で検出する焦点検出手
段とを効果的に用いて自動焦点検出を行った焦点検出手
段と視線検出手段とを有したカメラを得ること。 【構成】 カメラのファインダー視野内を覗く撮影者の
注視方向を検出する視線検出手段と、ファインダー視野
内の複数の測距領域の合焦状態を検出する焦点検出手段
と、該注視点と該測距領域との位置関係を判定する第１
判定手段と、該第１判定手段からの信号に基づいて複数
の測距領域の中から該視線検出手段で得られる注視点に
対応した又は隣接した少なくとも１つの測距領域を選択
する第１選択手段と、該第１選択手段で選択した測距領
域の焦点状態を判定する第２判定手段と、該第２判定手
段からの信号に基づいて該第１選択手段で選択した測距
領域の中から１つを選択する第２選択手段とを有するこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は焦点検出手段と視線検出
手段とを有したカメラに関し、特に視線検出手段でファ
インダー視野内を覗く撮影者の視線方向を検出し、該フ
ァインダー視野内の注視方向及び注視点を求めると共に
該視線検出手段で得られる信号に基づいて被写体の複数
の測距領域における合焦状態を検出する機能を有した焦
点検出手段で得られた複数の合焦信号より１つの合焦信
号を選択して撮影系の合焦状態を調整するようにした写
真用カメラ、ビデオカメラ、ＳＶカメラ等に好適なもの
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と提案されている。

【０００３】例えば特開昭61-61135号公報では視線検出
手段からの出力信号に基づいて焦点検出装置の測距方向
を機械的に制御し、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、このとき該視線検
出手段からの出力信号に基づいて焦点検出手段や自動露
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】従来のカメラではファインダー視野内の中
心領域を基準にして焦点調節や露出制御等の撮影条件の
設定を自動的に行っていたのに対して同公報で提案した
カメラではフィインダー視野内の任意の領域（多数領域
の場合もある。）を撮影者の意志に基づいて選択して該
領域で焦点調節や露出制御等を行っている。これにより
作画上最も重要な因子である構図を自動制御する方法と
切り離して撮影者の意図する自由な条件で撮影すること
ができるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近の焦点検出手段を
有したカメラでは、焦点検出手段による測距対象となる
画面範囲は必ずしも撮影画面全体に及んでいなく、その
一部の領域に複数個の測距視野を設定していることが多
い。即ち、主要被写体が画面の縁にあることは少ないの
で多くの場合、四方の画面端を除いた中心部の面積にし
て全画面の１／１０〜１／２程度の領域内に測距領域を
設定していることが多い。

【０００７】図３はファインダー視野７ａ内における測
距視野の配置を示した説明図である。同図ではファイン
ダー視野７ａを横方向に１３分割し、縦方向に９分割し
ている。そして座標を設け、左下端は（１，１）、右下
端は（１３，１）、左上端は（１，９）、右上端は（１
３，９）という様にしている。

【０００８】同図において１４２ａ，１４２ｂ，１４２
ｃ，１４２ｄ，１４２ｅは、各々測距視野（測距領域）
である。例えば撮影者の注視点が座標（３，５）にあっ
たとする。この場合、座標（３，５）の中心に位置する
測距視野１４２ｅを選択することになる。このように、
撮影者の注視点が存在する座標に測距視野があればその
測距視野を選択し、焦点検出を行っている。

【０００９】しかしながら、このように構成されたカメ
ラでは、撮影者の注視点が測距視野の存在しない座標に
あった場合は、焦点検出ができなくなってくるという問
題点があった。

【００１０】本発明は視線検出手段により検出されるフ
ァインダー視野を覗く観察者の注視点と焦点検出手段に
よる複数の測距領域との位置関係を適切に判断すること
により、注視点が複数の測距領域に一致した場合やそれ
から外れてしまったような場合でも、適切なる測距領域
を選択して焦点検出ができるようにした焦点検出手段と
視線検出手段とを有したカメラの提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の焦点検出手段と
視線検出手段とを有したカメラは、カメラのファインダ
ー視野内を覗く撮影者の注視点を検出する視線検出手段
と、撮影系のファインダー視野内の複数の測距領域にお
ける合焦状態を検出する焦点検出手段と、該視線検出手
段で得られる注視点と該測距領域との位置関係を判定す
る第１判定手段と、該第１判定手段からの信号に基づい
て該焦点検出手段で検出する複数の測距領域の中から該
視線検出手段で得られる注視点に対応した又は隣接した
少なくとも１つの測距領域を選択する第１選択手段と、
該第１選択手段で選択した測距領域の焦点状態を判定す
る第２判定手段と、該第２判定手段からの信号に基づい
て該第１選択手段で選択した測距領域の中から１つを選
択する第２選択手段とを有することを特徴としている。

【００１２】

【実施例】図１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、図２図３は図１の一部分の
説明図である。

【００１３】図中、１０は接眼レンズ、９４は光学ブロ
ックでその内部には可視光透過で、赤外光に対して半透
過のダイクロイックミラー９５が斜設されており、光路
分割器を兼ねている。１１は受光レンズ、９３はミラ
ー、１４は受光素子列である。受光レンズ１１と光電素
子列１４は受光手段の一要素を構成している。光電素子
列１４は通常は図面垂直方向に１次元的に複数の光電素
子が並んだデバイスを使うが、必要に応じて２次元に光
電素子が並んだデバイスを使用する。

【００１４】１３は光源で例えば赤外用発光ダイオード
から成っている。９１は投光レンズ、７はピント板であ
り、その内部には光分割面９２が斜設されている。光分
割面９２はハーフミラー又はダイクロイックミラーから
成っている。

【００１５】同図においては光源１３からの赤外光は投
光レンズ９１で集光され、ピント板７内に導入され、光
分割面９２で反射し、ペンタプリズム８を介して接眼レ
ンズ１０に入射する。接眼レンズ１０に入射し射出した
赤外光はダイクロイックミラー９５を通過し、アイポイ
ントＥ近傍に位置する観察者（撮影者）の眼球１５を照
明する。又眼球１５で反射した赤外光はダイクロイック
ミラー９５で反射され、受光レンズ１１によって収斂し
ながらミラー９３で反射し、光電素子列１４上に例えば
眼球からの反射に基づくプルキンエ像等を形成する。

【００１６】演算手段１０１は光電素子列１４からの信
号を用いて撮影者の眼球１５の視線方向を求めると共に
ファインダー視野内における注視方向及び注視点を求め
ている。

【００１７】本実施例における視線検出方法は、例えば
本出願人の先の提案による特開平1-241511号公報や特開
平1-274736号公報等に詳述されている為、又本発明の要
旨でないので詳細は割愛する。

【００１８】本実施例において前述の各要素１０，１
１，１３，１４，９１，９４，１０１は視線検出手段の
一要素を構成している。１は撮影系（撮影レンズともい
う。）、２はクイックリターンミラー、３はサブミラー
でクイックリターンミラー２に固設されている。４は感
光面（像面）、５はシャッターである。６ａは焦点検出
手段であり、ファインダー視野内の複数の位置（領域）
の合焦状態を検出する所謂多点焦点検出機能を有してい
る。

【００１９】１０２は第１選択手段であり、視線検出手
段の一要素である演算手段１０１で求めた注視方向に関
する信号に基づいて焦点検出手段６ａから送出されてく
る複数の測距領域に基づく複数の焦点検出信号（合焦信
号）のうちから少なくとも１つの焦点検出信号（合焦信
号）を選択している。

【００２０】１０３は第１判定手段であり、撮影者の注
視点と測距視野との位置関係、例えば撮影者の注視点が
測距視野にあるか又は測距視野に隣接した位置にあるか
等を判定している。

【００２１】１０４は第２判定手段であり、第１選択手
段１０２で選ばれた焦点信号の状態を判定する。１０５
は第２選択手段であり、第２判定手段１０４の信号に基
づき第１選択手段１０２で選ばれた合焦信号の中から１
つを選び出す。

【００２２】１０６は調整手段であり、第２選択手段１
０５からの焦点信号に基づいて撮影系１のフォーカス部
（不図示）を駆動させて合焦状態を調整している。

【００２３】尚、本実施例における焦点検出手段６ａの
焦点検出方法は本発明の要旨ではなく、公知の技術を適
用しているので、次にその概略のみを図２を用いて説明
することにする。

【００２４】図２において予定焦点面近傍における画面
フレーム１４１に５個の測距視野１４２ａ，１４２ｂ，
‥‥，１４２ｅがあり、各視野に対し公知の焦点検出系
一系列が構成されている。例えば同図で左端の測距視野
１４２ａの矩形の視野マスク開口を通過した結像光束は
一体成形された複合フィールドレンズ１４３の左端部レ
ンズにより偏向され一対の２次結像レンズ１４４ａ１，
１４４ａ２に入射する。

【００２５】２次結像レンズ１４４ａ１，１４４ａ２の
前面には、不図示の絞りが置かれている。２次結像レン
ズ１４４ａ１を通過した光束は光電素子（以下、光電変
換素子をこのように表記する）列１４５ａ１上に視野１
４２ａの光像を再結像する。

【００２６】一方、２次結像レンズ１４４ａ２を通過し
た光束は、光電素子列１４５ａ２上に視野１４２ａの光
像を再結像する。先述した２次結像レンズ近傍の不図示
の絞りはフィールドレンズにより撮影レンズの射出瞳に
略結像される結果、上記光学系により、所謂瞳分割焦点
検出装置が構成されている。これを５個符設し、一体製
造可能な部材を構造的に一体化して構成している。

【００２７】このような焦点検出装置の概念は公知の技
術であり、同図は該技術を複数並設したものである。光
電素子列の出力信号から撮影レンズ１のデフォーカスを
演算し、判定する方法も公知の技術を用いている。

【００２８】通常、光電素子列からの信号はシリアルに
出力され、マイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換ポートに
入力される。カメラ内のマイクロコンピュータは該シリ
アル信号を適当なタイミングで順次Ａ／Ｄ変換しメモリ
ーにストアする。シリアル信号の読み取りが終了すると
２次結像レンズのペアにより形成された２像の光量分布
パターンの類似性を相関演算により算出し、撮影レンズ
１のデフォーカスを検出する。

【００２９】次に図１に示す実施例１の各動作を図４の
フローチャートを用いて説明する。

【００３０】まずステップ（１０１）にて、スイッチ
（ＳＷ）状態の検出を行なう。レリーズボタンの半押し
状態を検出するとステップ（１０２）へ移行する。

【００３１】ステップ（１０２）では、視線方向の検出
を行なうために光源１３から赤外光を投光し、センサ
（光電素子列）１４の蓄積動作を行なう。そしてセンサ
１４に蓄積した像（眼球像）信号、即ち視線データの読
み出しを行なう。

【００３２】続くステップ（１０３）では、前記ステッ
プ（１０２）で得られた視線データを基に撮影者の視線
方向を演算する。

【００３３】続くステップ（１０４）では、前記ステッ
プ（１０３）で得られた視線方向を基に撮影者の意志た
る注視点（注視方向）の抽出を所定の演算により行な
う。この注視点はファインダーの視野内の座標という形
で表わされる。

【００３４】ここに視線検出手段で検出される撮影者の
注視点と焦点検出手段で検出する測距視野との位置関係
を説明する。

【００３５】図３に示すようにファインダー視野７ａ内
に相当する画面領域を有限個の小領域に分割し、ある特
定の小さな領域の中心に測距視野が配置されるようにし
ている。例えば、図３において画面領域を横方向に１３
分割、縦方向に９分割し、画面領域を多数の小さな領域
に区分けし、それぞれの領域に座標を設ける。そして左
下端は（１，１）、右下端は（１３，１）、左上端は
（１，９）、右上端は（１３，９）という具合に座標を
設ける。

【００３６】同図において、領域１４２ａ，１４２ｂ，
１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅはそれぞれ測距視野（測
距領域）である。撮影者の注視点が測距視野が存在する
領域内にあれば、その領域が主被写体が存在する領域
（注視点）であるとみなし、その中心にある測距視野を
抽出する。そして該測距視野における焦点検出信号を用
いる。

【００３７】又、撮影者の注視点が測距視野の存在しな
い領域にあれば、後に説明する手順で測距視野を選出す
る。そして選択した測距視野における焦点検出信号を用
いる。

【００３８】続くステップ（１０６），（１０７）にお
いて、全測距視野に対してＡＦセンサ（受光素子列）の
蓄積・読み出し・相関演算・デフォーカス計算を行な
い、測距演算を行なう。この多点測距系の信号処理演算
については公知の技術により各測距領域のデフォーカス
量が計測される。このステップでは、各測距領域の焦点
検出の結果、測距可能か不能かの情報等も含まれる。

【００３９】続くステップ（１０８）では、「領域選
択」サブルーチンを実行する。ここでは、ステップ（１
０７）で得られる各測距領域の焦点検出信号とステップ
（１０４）で得られる注視点の信号から、実際に使用さ
れる測距領域を選び出す動作を行なう。

【００４０】図５に領域選択のフローチャートを示す。
続くステップ（１０９）では、前記ステップ（１０８）
で得られる測距領域の焦点検出信号から合焦状態にある
か否かの判別を行なう。合焦状態であれば、ステップ
（１１０）にて合焦者を発生させ、不図示の次のシーケ
ンスへ移行する。合焦状態でなければ、ステップ（１１
１）にて撮影系１の合焦レンズ駆動を行ない、不図示の
次のシーケンスへ移行する。

【００４１】次に前記ステップ（１０８）で実行される
図５のサブルーチン「領域選択」のフローチャートにつ
いて説明する。サブルーチン「領域選択」がコールされ
ると、ステップ（２０１）を経て、ステップ（２０２）
以降の領域選択動作を実行していく。

【００４２】まず、ステップ（２０２）では、前記ステ
ップ（１０４）で得られた撮影者の注視点が測距視野の
存在する領域内にあるか否かの判別を行ない、測距視野
が存在すればその測距視線を選択するためステップ（２
０７）へ移行し、測距視野が存在しなければステップ
（２０３）へ移行する。

【００４３】ステップ（２０３）では、前記ステップ
（１０４）で得られた撮影者の注視点が測距視野の存在
する領域の隣であるか否かの判別を行ない、隣でなけれ
ばステップ（２０８）へ移行し、隣であればステップ
（２０４）へ移行する。

【００４４】ステップ（２０２），（２０３）の動作に
より、撮影者の注視点が測距視野に対応した、あるいは
測距視野に隣接した領域にあるかの位置関係を判定する
（第１判定手段）ことになる。

【００４５】ステップ（２０４）では、撮影者の注視点
の隣に位置する測距視野をすべて選出する。この動作に
より、例えば撮影者の注視点が測距視野と測距視野の間
に位置した場合は、撮影者の選択した可能性のある測距
視野を全て抽出する事になる（第１選択手段）。

【００４６】続くステップ（２０５）では、前記ステッ
プ（２０４）で選出した測距視野の中で測距可能な測距
視野の中で最も至近に位置する測距視野を選出する。こ
こで最も至近の測距視野を選出する理由は、主被写体は
主に一番手前にあることが多いからである。この動作に
より、撮影者の選んだ可能性のある測距視野の中から、
実際に撮影者の意図する測距視野を推定する（第２判定
手段＆第２選択手段）。

【００４７】続くステップ（２０６）では、前記ステッ
プ（２０５）で選出した測距視野を選択する動作を行な
う（第２選択手段）。

【００４８】ステップ（２０７）では、注視点の存在す
る測距視野を選択する動作を行なう（第１選択手段）。

【００４９】ステップ（２０８）では、撮影者の注視点
が焦点検出領域外を見ていると判断し、撮影者に対し警
告（表示）を行ない、ステップ（２０９）へ移行する。

【００５０】ステップ（２０９）で、サブルーチン「選
択領域」をリターンする。

【００５１】以上、説明してきた実施例において第１選
択手段の動作は撮影者の注視点が測距視野の位置にあれ
ばその測距視野を選択し、撮影者の注視点が測距視野の
近傍にあれば撮影者の注視点に隣接する測距視野を選出
し、第２選択手段の動作はその測距視野の中から一番至
近側にある測距視野を選択している。

【００５２】そして、該測距視野における焦点検出信号
に基づいて調整手段１０６により撮影系１の合焦レンズ
を駆動させて焦点調整（合焦操作）を行なっている。

【００５３】次に本発明の実施例２について説明する。
実施例２では実施例１に比べてサブルーチン「領域選
択」のフローチャートの一部が異なっており、その他の
構成は同じである。

【００５４】実施例２では、撮影者の注視点が測距視野
にある時でも隣接する測距視野を選出し、その中から一
番至近側にある測距視野を選択するものである。図６は
実施例２のサブルーチン「領域選択」のフローチャート
の説明図である。

【００５５】本実施例のサブルーチン「領域選択」は図
４のステップ（１０８）において実行される。

【００５６】図６に示すサブルーチン「領域選択」がコ
ールされるとステップ（３０１）以降の領域選択動作を
実行していく。

【００５７】まずステップ（３０２）では、前記ステッ
プ（１０４）で得られた撮影者の注視点が測距視野の存
在する領域にあるか否かの判別を行ない、測距視野が存
在すればステップ（３０７）へ移行し、測距視野が存在
しなければステップ（３０３）へ移行する。

【００５８】ステップ（３０３）では、前記ステップ
（１０４）で得られた撮影者の注視点が測距視野の存在
する領域の隣であるか否かの判別を行ない、隣でなけれ
ばステップ（３１０）へ移行し、隣であればステップ
（３０４）へ移行する。

【００５９】ステップ（３０２），（３０３）の動作に
より、撮影者の注視点が測距視野に対応した、あるいは
測距視野に隣接した領域にあるか否かの位置関係を判定
する（第１判定手段）。

【００６０】ステップ（３０４）では、撮影者の注視点
の隣に位置する測距視野をすべて選択する。この動作に
より、例えば撮影者の注視点が測距視野と測距視野の間
に位置した場合は、撮影者の選択した可能性のある測距
視野を全て抽出する事になる（第１選択手段）。

【００６１】続くステップ（３０５）では、前記ステッ
プ（３０４）で選出した測距視野の中で測距可能な測距
視野の中で最も至近に位置する測距視野を選出する。こ
こで最も至近の測距視野を選出する理由は、主被写体は
主に一番手前にあることが多いためである（第２判定手
段＆第２選択手段）。この動作により撮影者の選んだ可
能性のある測距視野の中から、実際に撮影者の意図する
測距視野を推定する。

【００６２】続くステップ（３０６）では、前記ステッ
プ（３０５）で選出した測距視野を選択する動作を行な
う（第２選択手段）。

【００６３】ステップ（３０７）では、撮影者の注視点
の存在する測距視野とその測距視野の隣に位置する測距
視野を全て選出する（第１選択手段）。

【００６４】ステップ（３０８）では、前記ステップ
（３０７）で選出した測距視野の中で測距可能な測距視
野の中で最も至近に位置する測距視野を選出する（第２
判定手段＆第２選択手段）。

【００６５】続くステップ（３０９）では、前記ステッ
プ（３０８）で選出した測距視野を選択する動作を行な
う（第２選択手段）。

【００６６】ステップ（３１０）では撮影者の注視点が
焦点検出領域外を見ていると判断し、撮影者に対し警告
（表示）を行ない、ステップ（３１１）へ移行する。

【００６７】ステップ（３１１）でサブルーチン「領域
選択」をリターンする。

【００６８】本実施例では以上のようにして、選択した
注視点に対応する測距領域に基づく合焦信号を利用して
撮影系１の合焦操作を行なっている。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、視線検出
手段により検出されるファインダー視野を覗く観察者の
注視点と焦点検出手段による複数の測距領域との位置関
係を適切に判断することにより、注視点が複数の測距領
域に一致した場合やそれから外れてしまったような場合
でも、適切なる測距領域を選択して焦点検出ができるよ
うにした焦点検出手段と視線検出手段とを有したカメラ
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 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

【図２】 図１の一部分の説明図

【図３】 図１の一部分の説明図

【図４】 本発明の実施例１のフローチャート

【図５】 本発明の実施例１のフローチャート

【図６】 本発明の実施例２のフローチャート

【符号の説明】

１ 撮影系 １０ 接眼レンズ １１ 受光レンズ １３ 光源 １４ 受光素子列 １５ 眼球 １０１ 演算手段 １０２ 第１選択手段 １０３ 第１判定手段 １０４ 第２判定手段 １０５ 第２選択手段 １０６ 調整手段

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ａ 7316−2Ｋ Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラのファインダー視野内を覗く撮影
   者の注視点を検出する視線検出手段と、撮影系のファイ
   ンダー視野内の複数の測距領域における合焦状態を検出
   する焦点検出手段と、該視線検出手段で得られる注視点
   と該測距領域との位置関係を判定する第１判定手段と、
   該第１判定手段からの信号に基づいて該焦点検出手段で
   検出する複数の測距領域の中から該視線検出手段で得ら
   れる注視点に対応した又は隣接した少なくとも１つの測
   距領域を選択する第１選択手段と、該第１選択手段で選
   択した測距領域の焦点状態を判定する第２判定手段と、
   該第２判定手段からの信号に基づいて該第１選択手段で
   選択した測距領域の中から１つを選択する第２選択手段
   とを有することを特徴とする焦点検出手段と視線検出手
   段とを有したカメラ。