JPH06258681A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 撮影レンズ１５６には、対物レンズ１と絞り
４ｂと、対物レンズ１を光軸方向へ移動させる駆動機構
４Ｃが設置され、カメラ本体部１５４には、主ミラー２
と、主ミラー２を透過した光束をカメラ・ボディの下方
へ向けて反射させるためのサブミラー３と、シャッター
４ａと、焦点検出装置６ａが、ファインダ部１５５内に
は、注視点検出装置９〜１４や、マイクロコンピュータ
１５１と、視軸方向と注視点方向の偏差に関する情報を
記憶する記憶素子１５２と、露出値検出ユニット６ｂと
が設置されている。 【効果】 視線検出に基づくカメラ制御を、撮影者の設
定した露出値に応じて変更するようになしたので、制御
に撮影状況を考慮した使い勝手の良い視線検出装置を有
するカメラが提供された。

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、詳しくは視線
位置を検出してカメラの動作制御を行う様にした視線検
出装置を有するカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置としては、例えば特開
平 2-32312号公報の様なものがあった。これは、視線位
置を検出し、その位置を固定するとともに、その位置に
基づいてカメラの焦点調整や自動露出等を制御するとい
うものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上の様な装置
においては、制御に撮影状況が考慮されていないので、
実使用上で使い勝手が悪い、といった問題点があった。
そこで本発明では、制御に撮影状況を考慮した使い勝手
の良い、視線検出装置を有するカメラを提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、設定されたシャッタ秒時を検出する第一
検出手段と、設定された絞り値を検出する第二検出手段
とを有するカメラにおいて、予めシャッタ秒時と絞り値
との組合せを規定したプログラム領域を複数有する第一
の記憶手段と、第一検出手段の出力と第二検出手段の出
力とを入力し、それをプログラム領域と比較する比較手
段と、物体を観察する観察系を覗いている観察者の視線
位置を検出する視線検出手段と、視線検出手段により検
出された視線位置に基づいてカメラの動作を制御する制
御方法を複数記憶している第二の記憶手段と、比較手段
の比較結果に基づき第二の記憶手段から最適の制御方法
を選択する選択手段と、最適な制御方法によりカメラの
動作を制御する動作制御手段とを有するようにカメラを
構成した。

【０００５】

【作用】本発明においては、視線検出に基づくカメラ制
御を、撮影者の設定した露出値に応じて変更するように
なしたので、制御に撮影状況を考慮した使い勝手の良い
視線検出装置を有するカメラが提供される。

【０００６】

【実施例】以下、図面を使って本発明の実施例を説明す
る。図１は一眼レフレックスカメラに本発明を適用した
第１の実施例を示している。尚、本発明は一眼レフレッ
クスカメラの他、撮影光路とファインダー光路が別設さ
れたカメラにも適用可能である。

【０００７】本実施例のカメラは、ボディー本体部 154
とファインダ 155とが着脱可能なファインダ交換式のカ
メラである。ボディ本体部154 の前面に取りつけられた
撮影レンズ156 には、対物レンズ1と絞り4bとフォーカ
シングのために対物レンズ1 を光軸方向へ移動させる駆
動機構4cが設置されている。対物レンズ1 は、便宜上２
枚レンズで示したが、実際は多数枚のレンズから構成さ
れていることは周知の通りである。

【０００８】カメラ本体部154 には、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主ミ
ラー2 と、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させるためのサブミラー３と、後述
の感光部材の受光面を所定時間露光するのに使われるシ
ャッター４ａと、被写体の合焦点を検出する焦点検出装
置6aが設置されている。

【０００９】また、ボディー本体部 154内には、マイク
ロコンピュータ 153が設けられ、焦点検出装置６ａやシ
ャッタ４ａ、絞り４ｂ、焦点整合装置４ｃ等の制御を担
当する。ファインダ部 155内には、注視点検出装置９〜
14や、露出検出ユニット66等の制御を担当するマイクロ
コンピュータ 151と、視軸方向と注視点方向の偏差に関
する情報を記憶する記憶素子 152と、後述する露出値検
出ユニット6bとが設置されている。

【００１０】前述のマイクロコンピュータ 151と 153と
は、相互に通信可能に構成されている。ボディー本体部
154 には、さらに感光部材5 が示されており、これは、
銀塩フィルムあるいは CCDや MOS型等の固体撮像素子あ
るいはビテイコン等の撮像管である。但し、電子的撮像
デバイスに電子的シャッター機能を持たせれば、シャッ
ターは省略できる。

【００１１】前述の焦点検出装置６ａは、例えば図２
（ａ）に描く様に、フィールドレンズ20、多孔視野マス
ク21、正レンズを２枚並設した２次結像レンズ22、そし
て光電素子列の対が複数配列された受光デバイスが配さ
れる。図１ではフィールドレンズはサブミラー３に近い
対物レンズ１の予定結像面位置に設けられている。図２
（ａ）の構成の詳しい説明は特願昭 62-315490号に述べ
られているが、まず多孔視野マスク21のスリット21ａ、
21ｂ、21ｃは夫々測距視野を決定する２次結像レンズ22
は、例えばスリット21ａで画定された被写界像の一部を
略光電素子列の対23ａ、23ｂ上に再結像する。またスリ
ット21ｂあるいはスリット21ｃで画定された部分は略光
電素子列の対23ｃと23ｄ又は23ｅと21ｆ上に再結像され
る。光電素子列の各対の受光情報は電気信号として読み
出され、相関演算が施されて、各スリットで決定された
測距視野内の被写体に対する対物レンズの焦点調節状態
を表わす値が算出される。尚、焦点検出装置としては特
願昭 61-160824号に開示されている様な方法を利用し、
通常より長い光電素子列の対を用いてこれら光電素子列
を電気的に分割し、対応する分割領域同志に相当する信
号を使って相関演算を施す。

【００１２】以上により６ａの焦点検出装置は撮影視野
の複数の位置に対して焦点検出が可能となる。また、前
述の露出値検出ユニット６ｂは、結像レンズと分割測光
が可能な受光器を具える。結像レンズはペンタ・ダハプ
リズム８内の光路を介して対物レンズ１の予定結像面に
配されたピント板７と受光器を共後に関係付けている。
受光器の受光面は例えば図３の様に分割されており、各
分割された領域ごとに測光できるものとする。受光器の
出力はマイクロプロセッサmpに入力されて、複数個の中
心点を中心とした測光感度分布を持つ様に重み付けを変
更できるものとする。次にファインダー光路変更用のペ
ンタ・ダハプリズム８の射出面後方には接眼レンズ９が
配され、観察者眼15によるピント板７の観察に使用され
る。ピント板の近傍又は一体にフレネルレンズが設けら
れていても良い。10は視線検出系のための光分割器で、
例えば赤外光を反射するダイクロイックミラーを使用
し、ここでは接眼レンズ９中に設けられる。11は集光レ
ンズ、12はハーフミラーの様な光分割器、13は LEDの様
な照明光源で、好ましくは赤外光（および近赤外光）を
発光する。赤外照明光源13を発した光束は集光レンズ11
及び接眼レンズ９の後面（観察者側面）のパワーで例え
ば平行光としてファインダー光路に沿って射出する。14
は光電変換器で、詳しい構成は後述するが、観察者が接
眼レンズ９を適正に覗いた時に接眼レンズ９の後面と集
光レンズ11に関して観察者眼の前眼部、詳しくは、瞳孔
近傍と共後に配置する。即ち、ファインダー光学系
（８、９）のアポイント近傍と光電変換器14を共役に配
置するのが一法であって、結像倍率は１以下が好まし
い。

【００１３】以上の構成で、対物レンズを通過した結像
光束は部分透過、主ミラー２に於て、ファインダー光束
と焦点検出光束とに分割される。焦点検出光束は、主ミ
ラー２を透過した後、サブミラー３により反射され、焦
点検出装置６に入射する。焦点検出装置６はたとえば図
２（ｂ）に示すピント板７の撮影画面で云えば横方向に
３点の焦点検出点19Ｌ、19Ｃ、19Ｒを持つ。撮影時には
主ミラー２は上へはね上げられ、サブミラー３は主ミラ
ー上に積層して折りたたまれ、シャッター羽根４が開閉
されることによりフィルム５が所定時間露光する。

【００１４】一方、ファインダー光束はピント板７を経
て、ペンタ・ダハプリズム８に入射する。但しピント板
と一体あるいは別体のフレネルレンズ等が８の近傍に配
設されていることもある。光束は視度調接眼レンズ９に
よりピント板７上の被写体像を拡大投影しつつ観察者眼
15に入射する。人眼の構造は、角膜面16ａ、角膜後面16
ｂ、水晶体前面18ａ、水晶体後面18ｂを接合面もしくは
界面とした接合レンズと見ることができ、虹彩17は水晶
体前面付近にある。図４に人眼の標準的形状と、各部の
屈折率を図示した。またこれを模型眼とした１例が図５
である。

【００１５】一般に、視軸Ｘの方向と注視点（視線）の
方向Ｙとは一定の偏差がある。普通、注視点方向Ｙは黄
班Ｂと前眼部節点Ａを結んだ線上にある。眼球の動きを
光電的に検出する場合は眼球光学系の軸対称性を利用
し、視軸Ｘを検出するのが容易であるが、注視点の方向
との偏差を補正していないと高い精度を求められている
ときには不都合である。補正方法については後述する。

【００１６】視線検出系の光路は次の通りである。赤外
照明源13を発した照明光はハーフミラー12を経て、レン
ズ11によりある程度コリメートされ、ミラー10で反射を
受けてファインダー光路に入射する。光分割器10が被写
体から来る可視域のファインダー光を透過し、赤外領域
の照明光は反射するダイクロイックミラーであること
が、ファインダーの明るさの点からも視線検出系の照明
効率の点からも望ましい。ただし十分輝度の高い赤外光
源を用いるならば、照明効率が低下することを見込んで
設計し、NDハーフミラーで代用することは可能である。

【００１７】ファインダー光路に導入された赤外照明光
は接眼レンズ９の後面を通過して観察者眼球を照明す
る。観察者眼の位置が変動しても、照明条件が維持され
る様、照明光は眼球入射時において略平行光束するのが
一法である。これは先のレンズ11のパワーと、接眼レン
ズ９の後面のパワーの全体で実現される様、各部のパワ
ー配置を調整することで実現できる。人眼の各界面にお
ける屈折率変化は、図４に示した通りであるので照明先
は屈折率変化の大小に応じ角膜前面、水晶体前面及び後
面、角膜後面の順の強さで反射される。また平行光束を
入射したときの各界面の反射像の位置は、眼球前方から
見ると図５の様になることが近軸追跡の結果理解され
る。これらの像はプルキンエ（Purkinje）像と称され、
角膜前面から順に番号を付してプルキンエ第１像、第２
像等という。図５から明らかな様に第３像を除き、３個
のプルキンエ像は、第３面、即ち水晶体前面の直後に集
中しており、また先の屈折率変化の考察から第１像、第
４像、第２像の順に強い反射像である。これらの像を形
成する照明光は赤外波長域であるため、目には感じるこ
とがなく、ファインダー像観察に支障は生じない。この
ためには照明光波長は 700nmより長いことが望ましく、
更に 750nm以上であれば個人差の別なく人眼は感知しな
い。

【００１８】観察者眼による反射光は逆の経路をたど
り、ミラー10、レンズ11を経てハーフミラー12により反
射され光電変換器14にて受光される。反射光がファイン
ダー光路から分離され、光電変換器に受光されるまでの
光路中に可視カット、赤外透過フィルターが挿入されて
いることが望ましい。ファインダー像可視光による角膜
反射光をカットし、光信号として意味のある赤外照明光
の反射のみを光電変換するためである。光電面はレンズ
11と接眼レンズ９後面の全パワーで、観察者眼の水晶体
前面付近すなわち瞳孔付近が結像される様な位置に置か
れている。これにより、プルキンエの第１、第２、第４
像が結像された状態で受光され、反射光量としては必ず
しも弱くない、第３像はデフォーカスして光が拡散して
いるため、あまり光電変換信号に寄与しない。

【００１９】本実施例視線検出装置の視軸検出の動作原
理を以下に説明する。図１装置で、赤外照明光源13を点
光源とし、ピント板７上、画面中央の位置、すなわち図
２（ｂ）の19ｃの位置と光学的に等価な地点から発光す
るように照明点光源13の位置を調整しておく、この場合
観察眼球の光軸が、画面中央を通るならば眼球光軸の延
長線上に照明光源があるわけであるから、既に図３に示
した様に、各プルキンエ像は眼球光軸上に一直線に点像
となって並ぶ。眼球孔付近を前方から見た様子は図６
（ａ）の様になる。図で41は虹彩、42は瞳孔、43は重な
ったプルキンエ像である。明るく照明された虹彩は環状
に観察され、暗い円形の瞳孔42の中央に各面のプルキン
エ像が重なった明るいスポットが一点観察される。一
方、眼球が回転しており左右どちらか片寄った方向に視
軸が向いていると、照明光は眼球光軸と斜めに入射する
ので、各プルキンエ像は瞳孔中心から偏心した位置に移
動し、かつ移動の方向、量が反射面ごとに異なるので複
数個のプルキンエ像43、44等が前方から見て認められ
る。図６（ｂ）がこの状態に対応する。観察者眼の光軸
が画面中央からさらに離れた位置を見れば、同図６
（ｃ）様に、その傾向は一層強まり、また観察者眼が逆
方向をみればプルキンエ像の移動方向も反転する。これ
らの動きをまとめて図７にグラフ化した。観察者眼の回
転角に対し、瞳孔付近で強い反射像となる第１、第４プ
ルキンエ像の移動量を示してある。これらプルキンエ像
の動きを光電的にとらえれば、視軸の方向を検出するこ
とができる。

【００２０】上記の視線検出方法では眼球の平行移動へ
の対処が必要である。一般にカメラのファインダー系は
観察者の瞳孔が接眼レンズ開口位置に対し一定の許容領
域内に存在すれば画面全体を見渡せる様に設計される。
実際、この許容範囲が狭いと、カメラと瞳孔の位置関係
を正確に保持しなくてはならず、極めて使い難いカメラ
になることが知られている。しかし視線検出装置を基準
にして見ると、この許容範囲内で瞳孔の位置、従ってプ
ルキンエ像の位置が変動しうることを意味しており、こ
れを補償する必要がある。その方法は、ひと通りではな
いが、光学的な見地から実現しやすいものとして、以下
の手法が考えられる。 (1) 瞳孔中心の位置を常時検出し、瞳孔中心に対するプ
ルキンエ像の相対変位を視軸検出量に変換する。この方
法は、最も直接的でやりやすいが、瞳孔の縁（つまり虹
彩との境界）を確実に把えなくてはならないので、光電
変換素子の見る範囲は広く必要となる。 (2) ２個以上のプルキンエ像の相対的変位を計測する。
この場合の対象としては第１像と第４像の組み合わせが
検出しやすい。像の形成位置が近く同一像面で計測出来
るし、比較的反射像が強いからである。

【００２１】いずれの手法を用いるにしても、観察者が
ピント板上で見る位置を変更することに要する眼球回転
量は高々±10°〜15°程度であり、これによるプルキン
エ像の変位は高々±１mm内外であるのに対し、眼球とカ
メラとの相対的平行移動量はその数倍の大きさで許容さ
れるので、単純な差動センサーでは視線の動きは終えな
い場合がある。これに対し各数個の光電素子を集積して
成る光電素子列により、観察者眼の瞳孔付近に於ける光
量分布を測定し、数値的に解析することで眼球の位置や
瞳孔径に影響されない視線検出装置が構成される。

【００２２】図１に図示した用途では横方向の視線移動
のみ検出すれば良いので、一次元の光電素子列を用いた
単純な構成を以下に示す。図８はその方法を説明するた
めのもので、縦方向の検出能力を無視した結果、図の様
な縦長形状の即ち縦幅が横幅の数倍以上の光電素子を配
列したものとなり、眼球の縦方向の平行移動もしくは回
転に対し、ほとんど不感となる。但し、光電素子の列の
前に円柱レンズを接着して類似の効果を得ることもでき
る。

【００２３】図８に於て、瞳孔61内にて光るプルキンエ
の第１像62と、プルキンエ第４像63を一次元の光電素子
列64（光電変換器14）で受光すると図８（ｂ）の様な光
電出力が得られる。両側の高い出力値は虹彩を表現する
ものである。暗い瞳孔部の中にはプルキンエ第１像、第
４像に各々対応した信号65、66が得られる。瞳孔中心は
エッジ部67、68の位置情報から得られる。最も簡単には
エッジ部に於て、虹彩部平均の半値に近い出力を生ずる
画素番号をｉ₁ 、ｉ₂ とする瞳孔中心の位置座標は、 ｉ₀ ＝（ｉ₁ ＋ｉ₂ ）／２ で与えられる。プルキンエ第１像の位置は、瞳孔暗部に
於て局部的に現われる最大のピークから求められるの
で、この位置と先の瞳孔中心との相対位置関係により、
眼球の回転状況、従って、視線の方向を図７グラフの関
係から知ることが出来る。この場合、図７の解釈は瞳孔
中心がプルキンエ像移動量の原点をなすものと考えれば
良い。原点をカメラに固定したものと考えるとほとんど
眼球の平行移動しか求められない。プルキンエ第４像は
瞳孔暗部の第２のピークとして求められ、この位置と先
の第１像の位置を用いて演算しても良い。このときは瞳
孔中心の位置を必ずしも知る必要はない。ただし、プル
キンエ第１像と第４像とは強度が10倍以上に異なるので
比較的ダイナミックレンジの高い光電素子列を要する。

【００２４】但し、瞳孔中心の代わりに黒目（角膜に覆
われた部分）の縁から中心位置を検出しても同様の効果
が得られる。中心の確定に黒目を利用することは、黒目
の径が瞳孔と違って外界の明るさで変化しないので高精
度であるが、直径が大きくなるので広い範囲を検出でき
る様にしておく必要がある。図８により明らかな様に素
子の配列方向と直交する方向には不感であるが、あまり
配列方向と直交する方向に縦長の光電素子で構成すると
瞳の位置によっては上下方向で虹彩を拾ってしまうの
で、縦長にするには限度がある。従って縦長を比較的お
さえた素子から成る光電素子列を数個上下方向に併設し
て置き、最も適当な出力を得られた配列のみにより視線
検出すると、上下方向に不感であり、かつ、良好なプル
キンエ像信号が常時得られる検出装置となる。また、上
記、一次元方向のみの検出では照明光源を点光源でな
く、スリット状とすると更に良好な信号が得られる。こ
の場合は LEDで線光源を構成しても良いし、スリットの
背後に赤外透過可視遮断フィルターと白色光源を順置し
ても良い。

【００２５】以上説明した方法を図１光電変換器14の出
力が入力されたマイクロコンピュータ 151で実行し、観
察者の視線方向に対応する測距位置での焦点検出値を焦
点検出装置６ａの出力からマイクロコンピュータ 153で
算出し、算出値に従って駆動機構４ｃを駆動して対物レ
ンズ１をフォーカシングすることができる。この様に、
得られた視線方向により、自動焦点検出の測距点を切り
替える本発明に係る視線制御されたカメラが得られる。
視線の位置は連続的に求められるので、制御対象が図２
（ｂ）の様な３点に限定されないことはもちろんであ
る。

【００２６】また、露出検出ユニット６ｂの出力をマイ
クロコンピュータ 151で信号処理し、観察者の視線方向
に応じた位置に重点を置く露出条件を決定し、レリーズ
操作に同期してシャッタ４ａと絞り４ｂの一方又は両方
を設定することができる。そして、カメラを制御する
際、自動焦点検出と自動露出制御の双方で複数点測定が
可能な場合でも観察者の意図に応じて一方のみを使用し
たり、両方同時に使用することができるものとする。ま
た焦点検出と露出制御のほかに、ファインダー視野中に
シャッター優先、絞り優先、プログラム撮影等のモード
表示を位置を変えて表示し、例えばレリーズ操作の第１
段押し込みの時に視認したモード表示に応じて撮影を行
うこともできる。

【００２７】以下、視軸方向と注視方向との偏差を補正
する方法を説明する。個人差を考慮した方法を説明す
る。接眼レンズ９を覗くと、図２（ｂ）に示すピント板
７の測距視野マーク19Ｃ、19Ｒ、19Ｌが見えるが、例え
ば観察視野中央の測距視野マーク19Ｃを利用する。計測
に先立って観察者（カメラの撮影者）は測距視野マーク
19Ｃを注視し、その状態で入力器IPから計測起動信号を
入力する。

【００２８】視線検出系は前述した様に作用して、観察
者眼の視軸を計測し、視軸方向を例えば瞳孔中心に対す
るプルキンエ第１像の変位量、もしくはプルキンエ第１
像と第４像との相対変位量として定量化する。その際、
人間の視線方向はかなり変動し易いと云う生理的特性が
あるので一定時間内に最も高い頻度で発生した視軸方向
を採用するといった信号処理ソフトを用いるのも良い。

【００２９】視線検出系による計測結果はマイクロコン
ピュータ 151中の記憶素子 152に記憶する。記憶素子 1
52は不揮発性のEEPROM等が望ましいが、これに限ったこ
とではなく、たとえばバッテリーバックアップされた R
AMでも良い。この様な動作状態を設けることにより、観
察者が画面中央を注視していることが確定している状況
下での視軸方向が得られる。撮影のためのフレーミング
時には、測定された視軸の方向と、画面中央注視時の視
軸の方向との相対差を演算することにより画像上の注視
点が求められる。数式的に表現すると、たとえば、瞳孔
中心点ないし黒目中心点を基準としたプルキンエ第１像
の位置をｘとするとき、注視点方向Ｘは Ｘ＝ｋ（ｘ−ｘ₀ ） 式（１） と表わされる。ここにｘ₀ は観察者が画面中心を注視し
ているときのｘであり、またｋは比例定数で、ファイン
ダー系の定数を主因子として定まる。

【００３０】更に、検出精度を高めるためには以下の実
施例を採用するのが良い。即ち、視線検出系で検出した
注視方向と観察者の現実の注視方向とは若干の差が生ず
るのが一般的である。従って、検出結果を確認し、ずれ
があれば調整するのが有効であり、大きなずれがあれば
再検出するのが良い。図９（ａ）はピント板を描いてい
るが、観察視野もこのように見える。71は検出結果を示
す表示マークで、例えばピント板に積層して設けた液晶
表示器やEL表示器、あるいは回折格子を側方から照明す
る光学的表示器を使って表示する。ｘ ₀ は適当な値にプ
リセットされている。図９（ｂ）は液晶表示器の部分を
示している。73ａと液晶層で、これを一様な透明電極層
73ｂと不連続線状に配された透明電極の層73ｃが挟み、
更に偏光シート73ｄで挟んで成る。下側の透明電極層73
ｃの電極に順次給電して表示が可能となる。

【００３１】観察者はファインダー系の接眼レンズ９を
覗き、表示マーク71を観察することができるが、その
際、観察視野内の図示しない所望の被写体を注視したと
き、被写体と表示マーク71が重ならなければ検出は正確
であったことになる。しかしながら、観察者の主観的注
視点72の例えば被写体あるいは中央の測距マーク位置等
と表示マーク71がずれていたとすれば、検出に誤差が在
ったことになるから調整を行った方が良い。

【００３２】なお、補正量を計測する場合、前述の例で
は測距マークを利用したが、表示器による表示マークを
例えば画面中央に表示してこれを使用しても良く、その
際、表示マークを点滅させれば注視を接続させるのに役
立つ。観察者は自己が注視点と認識する位置と、カメラ
が注視点として検出する位置とが一致するまで、入力器
のダイヤルや、スイッチ等により式（１）の定数ｘ₀を
変化させる。観察者が自身の主観的視線とカメラの検出
表示位置が一致していると認めればそこでｘ₀ を固定す
れば良い。上記ｘ₀ の入力はたとえば図10（ａ）の様に
定電圧電源の抵抗分圧で操作し、AD変換して、ｘ₀ に対
応づけても良いし、またはデジタル的には（ｂ）の様に
ｘ₀ を収納するレジスタ81の内容を２個の相反方向のス
イッチによりアップ、ダウンしても良い。上述方法の場
合には表示器を必要とするが、観察者が計測時に基準点
を固視する状態を保障する必要がない点が使い易さの上
でメリットとなる。

【００３３】本発明のカメラの高精度の注視点検出を行
うために、視軸方向と注視点方向のズレの固体差を補正
することをその発明内容に含んでいる。撮影者が変わる
と、上記ズレの量は微妙に異なるので、それに対するフ
ールプルーフ対策として先に述べた注視点表示は有効で
ある。カメラが撮影画面にオーバーラップして表示する
注視点表示が撮影者の主観的注視点と一致している場合
はそのまま使用し続ければ良く、使用者が変わって両者
が不一致となったときに上記の補正値設定をやり直せば
良い。視線検出動作時に注視点表示が現れれば、補正値
設定の必要性の有無は瞬時に判断でき、また忘れること
もない。

【００３４】前述した様にあまり厳密な注視点位置を要
しない時には、視軸方向と注視点方向とのズレを個人差
に依らない普遍的定数とし、回路内にたとえばマスク R
OMの形態等で固定してもよい。なお、この場合も、入力
した注視点を表示して位置を確認することもできる。上
記の方法により検出された観察者眼の注視点位置情報に
基づき、たとえば図１（ｂ）の３点19Ｌ、19Ｃ、19Ｒの
一点において自動焦点調節を行ったり、また後述する様
に自動露光補正を行ったりすることができる。上記方法
の注視点検出は連続的にもしくは極めて細かいピッチで
位置検出可能であるから動体対象が図１の様に３点に限
定されないことはもちろんである。

【００３５】以上の視線検出は一次元方向のみについて
述べたが、一方向のみでなく、直交する２方向の視線の
動きを検出するには、正方形に近い画素を２次元に配列
した光電素子列を用いれば良い。プルキンエ第１像を含
む様な一次元配列を縦横各々について選び出せば、瞳孔
中心を基準とした方法により、直交する２方向での視線
位置が求められる。すなわち図11の様に、観察者眼、瞳
孔付近の光像が二次元配列された光電素子列上に結像さ
れており、図中91、92の縦横配列の信号を用いれば良
い。光電素子列としては既知の CCD撮像素子や MOS型撮
像素子が使用でき、またプルキンエ第１像の位置を交点
として縦横に演算対象とすべき配列を選択することはマ
イクロコンピュータにより容易に実現できる。

【００３６】本実施例の場合に於いても、視軸方向と注
視点方向のズレを補正する方法は基本的には同じであ
る。すなわち、最も簡易的には人眼の解剖的データの平
均値を用い、あらかじめズレ補正量を内蔵していて、検
出した視軸方向に対し補正を加える。注視点方向を
（Ｘ、Ｙ）とすると、 Ｘ＝ｋ（ｘ−ｘ₀ ） 式（２ａ） Ｙ＝ｋ（ｙ−ｙ₀ ） 式（２ｂ） であり、ここに（ｘ、ｙ）は瞳孔中心もしくは黒目の中
心を基準としたプルキンエ第１像の位置（ｘ₀ 、ｙ₀ ）
は観察者が画面中央を注視しているときの（ｘ、ｙ）で
ある。

【００３７】もう少し正確な注視点検出をするために
は、特定の撮影者毎に、上記補正量（ｘ₀ 、ｙ₀ ）を検
出する。方法的には、たとえば、画面中心を注視してい
るときの視軸方向の検出、または注視点検出位置表示が
撮影者の主観的注視点と一致する様に補正量調整する等
の先に述べた方法が使用できる。以上の説明では、カメ
ラの姿勢は常に固定されていることを前提としていた。
視線検出装置の作動をより一般的な条件下で保証するた
めには、観察者眼の視軸回りに関する眼球とカメラの相
対回転量を検出することが望ましい。この回転自由度に
対する最も標準的な状況は、図12の様に観察者眼の水平
軸 101とカメラの水平軸 102とが平行している状態であ
るが、実際には撮影の要求に伴い図13のごとく両者が不
一致となることがしばしば起こる。最も典型的にはθ＝
±90°となることが多い。図12、図13に於いて 103はペ
ンタダハプリズムを用いた一眼レフカメラ、 104はペン
タダハプリズム後方のファインダー接眼部より視野観察
する観察者眼球である。図13の眼球とカメラの相対回転
の結果、注視点補正量（ｘ₀、ｙ₀ ）は次の変更を受け
る。

【００３８】

【数１】

【００３９】上式により回転量θに応じて補正値

【００４０】

【数２】

【００４１】を算出し、視軸計測値から観察者眼注視点
を式（２）により求めれば良い。θを計測する一般的方
法は光電的方法を用いるのが良く、たとえば目尻の様な
目の一部の位置を撮像してカメラ基準座標に対し測定す
ることで観察者眼の水平軸 101を相対的に求めることが
できる。しかし観察者眼の水平軸が固定され、カメラの
姿勢のみが変化して撮影フレームを選択することがほと
んどであるので、上記θを計測する作業は大体、地球水
平線に対するカメラの姿勢検出で置き換えることができ
る。これにはたとえば図14の様に、おもり 112に結合さ
れた摺動子113が鉛直下方を向くことを利用し、可変抵
抗器 111の基準と摺動子 113との成す角で姿勢を検出す
る検出器が用いられる。図で 114は摺動子の回転中心で
あり、また分圧された電圧の出力端子である。

【００４２】他方、円環内に水銀 166を封入した図15の
水銀スイッチ 115を用いても良い。接点 117ａ、 117ｂ
等の隣接接点間のどこで導通するか調べることにより円
環 115内に封入された水銀 116の所在が判別され、従っ
て鉛直下方の方向が検出される。これら図14、図15等の
姿勢検出器をカメラ本体に内蔵すれば、カメラの回転が
判別されるので、回転量に応じ（３）式を使って視軸計
測値に補正を加え、正確な注視点の検出ができる。

【００４３】図16は、本発明における実施例のカメラの
上面図である。図16において、カメラ本体201 には、各
種の情報の切り換えに用いるダイヤル202 、プログラム
モ−ド、シャッタ−速度優先モ−ド、絞り優先モ−ド、
あるいはマニュアルモ−ドを選択する際に用いる露出制
御モード切換釦203 、撮影に必要な情報を表示する表示
装置206 、レリ−ズ釦207 、及び電源スイッチ208 、が
設けられている。

【００４４】撮影者は、露出制御モード切換釦203 を押
しながらダイヤル202 を回転させることにより、プログ
ラムモ−ド（Ｐ）、シャッタ−速度優先モ−ド（Ｓ）、
絞り優先モ−ド（Ａ）、あるいはマニュアルモ−ド
（Ｍ）を選択できる。本発明の実施例のカメラには、シ
ャッタ秒時あるいは絞り値の少なくとも一方をマニュア
ルで設定したときに制御される露出値と比較するための
プログラム領域が複数規定されている。

【００４５】この複数のプログラム領域について図17を
用いて説明する。図17において、縦軸は絞り値（ＦＮ
O.）、横軸はシャッター秒時 (T)であり、斜軸はEV値
(ISO 100 におけるLv値) を示している。プログラム領
域301 は、Ev= 4 〜14までのうち、シャッタ−秒時 T≦
1/500 、かつ、絞り値 F≦5.6 に相当する領域内のシャ
ッタ−秒時と絞り値との組み合わせになっている。この
プログラム領域301 内の露出値でカメラが使用されると
きは、主に背景をぼかし、人物を浮き上がらせる効果を
狙うポートレート撮影であると考えられる。

【００４６】プログラム領域302 は、Ev＜4 の領域と、
Ev≧4 でかつ絞り値F ≧16に相当する領域内のシャッタ
−秒時と絞り値との組み合わせになっている。このプロ
グラム領域302 内の露出値でカメラが使用されるとき
は、主に被写界深度の深いシャ−プな写真を狙う風景撮
影であると考えられる。プログラム領域303 シャッタ−
秒時 T≧1/500 、かつ、絞り値 F≦5.6 に相当する領域
内のシャッタ−秒時と絞り値との組み合わせになってい
る。このプログラム領域303 内の露出値でカメラが使用
されるときは、主に一瞬の動きを静止させるストップモ
−ション効果を狙うスポーツ撮影であると考えられる。

【００４７】プログラム領域304 は、Ev≧4 でかつ絞り
値5.6 ＜Ｆ＜16に相当する領域内のシャッタ−秒時と絞
り値との組み合わせになっている。このプログラム領域
304内の露出値でカメラが使用されるときは、主に人物
にも背景にも比較的ピントが合った写真が得られる通常
撮影であると考えられる。以下、本実施例のカメラを、
絞り優先モード、シャッター秒時優先モード、マニュア
ルモードで使用した場合のそれぞれの動作について説明
する。

【００４８】まず、絞り優先モードで使用した場合の動
作について説明する。絞り優先モードとは、撮影者が絞
り値だけをマニュアル設定し、シャッター秒時は、カメ
ラの測光した適正露出値に自動的に制御されるモードで
ある。露出制御モード切換釦203 を押しながらダイヤル
202 を回転させることにより、絞り優先モ−ド（Ａ）を
選択できる。

【００４９】撮影者は、レンズに設けられた絞り環（不
図示）を回転させることにより、設定したい絞り値に自
由にマニュアル設定できる。カメラ内部には輝度情報換
算装置が設置されており、撮影しようとする被写体の輝
度を測定している。測光結果はコンピューター内で処理
され、設定された絞り値に適したシャッター秒時を算出
し、シャッターを制御する。

【００５０】設定された絞り値と、演算されたシャッタ
ー秒時は、コンピューターに予め入力されている前述し
たプログラム領域と比較される。例えばシャッター秒時
が1/250 秒で絞り値が1.4 の場合は、プログラム領域30
1 に対応することになる。次に、シャッター秒時優先モ
ードで使用した場合の動作について説明する。シャッタ
ー秒時優先モードとは、撮影者がシャッター秒時だけを
マニュアル設定し、絞り値は、カメラの測光した適正露
出値に自動的に制御されるモードである。

【００５１】露出制御モード切換釦203 を押しながらダ
イヤル202 を回転させることにより、シャッタ−秒時優
先モ−ド（Ｓ）を選択できる。撮影者は、カメラに設け
られた回転ダイヤル202 を操作することにより、設定し
たいシャッター秒時に自由にマニュアル設定できる。カ
メラ内部には輝度情報換算装置が設置されており、撮影
しようとする被写体の輝度を測定している。測光結果は
コンピューター内で処理され、設定されたシャッター秒
時に適した絞り値を算出し、絞りを制御する。

【００５２】設定されたシャッター秒時と、演算された
絞り値は、コンピューターに予め入力されている前述し
たプログラム領域と比較される。例えばシャッター秒時
が1/15秒で絞り値が16の場合は、プログラム領域302 に
対応することになる。

【００５３】最後に、マニュアルモードで使用した場合
の動作について説明する。マニュアルモードとは、撮影
者がシャッター秒時及び絞り値をマニュアル設定するモ
ードである。露出制御モード切換釦203 を押しながらダ
イヤル202 を回転させることにより、マニュアルモ−ド
（Ｍ）を選択できる。

【００５４】撮影者は、カメラに設けられた回転ダイヤ
ル202 を操作することにより、設定したいシャッター秒
時に自由にマニュアル設定でき、またレンズに設けられ
た絞り環（不図示）を回転させることにより、設定した
い絞り値に自由にマニュアル設定できる。設定されたシ
ャッター秒時と絞り値とは、コンピューターに予め入力
されている前述したプログラム領域と比較される。

【００５５】例えばシャッター秒時が1/1000秒で絞り値
が2 の場合は、プログラム領域303に対応することにな
る。次に図18〜21を用いて本実施例のカメラの動作につ
いて説明する。図18は本発明のブロック図である。測光
素子６ｂの出力は、公知の輝度情報換算装置 161で輝度
値に換算されて CPU153 に入力される。

【００５６】焦点検出装置６ａは、図の様に左・中央・
右・上・下の５領域で被写体情報を検出する。そして公
知の焦点検出回路 162を介してCPU153に情報が送られ、
そこで焦点位置が決定される。視線検知装置９〜14、 1
51からは、注視点位置の情報がCPU153に送られる。撮影
レンズ鏡筒 156からは、撮影レンズ１の位置から得られ
る撮影距離情報Ｘ［mm］と、絞り４ｂの絞り値情報、焦
点距離情報ｆ［mm］等のレンズデータとを、カメラボデ
ィ 154内のCPU153に入力する。

【００５７】また、露出制御モード切り換え釦203 によ
り操作される露出制御モード設定装置300 、設定された
シャッタ秒時を検出するシャッタ秒時検出装置204 、設
定された絞り値を検出する絞り値検出装置205 、レリ−
ズスイッチ302 、及び回転ダイヤルスイッチ303 からの
各出力信号はＣＰＵ153 に入力される。CPU153は、入力
された上記の情報に基づき最適な露出値 BVansを算出
し、表示制御装置 164を介して表示装置 165に表示す
る。また、焦点検出装置６ａで検出された焦点情報に基
づき決定した焦点位置に、駆動機構４ｃを用いて撮影レ
ンズ１を移動させる。

【００５８】その後、不図示のレリーズ釦が押されるこ
とにより、露出制御装置 163はシャッタ４ａと絞り４ｂ
を駆動して、算出された露出値 BVansを制御する。図18
のCPU153の働きを示したのが図19〜21のフローチャート
図である。ステップS1では、露出制御モード設定装置30
0 からの出力信号を入力し、露出制御モードがシャッタ
ー秒時優先モードであるかどうかを検出し、そうである
場合にはステップS2に、そうでない場合にはステップS5
に進む。

【００５９】ステップS5では、露出制御モード設定装置
300 からの出力信号を入力し、露出制御モードが絞り値
優先モードであるかどうかを検出し、そうである場合に
はステップS6に、そうでない場合にはステップS9に進
む。ステップS9では、露出制御モード設定装置300 から
の出力信号を入力し、露出制御モードがマニュアルモー
ドであるかどうかを検出し、そうである場合にはステッ
プS10 に進み、そうでない場合にはステップS1に戻る。

【００６０】ステップS2では、シャッター秒時検出装置
204 からの出力信号を入力し、設定されたシャッター秒
時を検出し、ステップS3に進む。ステップS3では、輝度
情報換算装置161 により測光された露出値を読み取り、
ステップS4に進む。ステップS4では、ステップS3の結果
に基づきステップS2で読み込まれたシャッター秒時に適
した絞り値を決定し、ステップS12 に進む。

【００６１】ステップS6では、絞り値検出装置205 から
の出力信号を入力し、設定された絞り値を検出し、ステ
ップS7に進む。ステップS7では、輝度情報換算装置161
により測光された露出値を読み取り、ステップS8に進
む。ステップS8では、ステップS7の結果に基づきステッ
プS6で読み込まれた絞り値に適したシャッター秒時を決
定し、ステップS12 に進む。

【００６２】ステップS10 では、シャッター秒時検出装
置204 からの出力信号を入力し、設定されたシャッター
秒時を検出し、ステップS11 に進む。ステップS11 で
は、絞り値検出装置205 からの出力信号を入力し、設定
された絞り値を検出し、ステップS12 に進む。ステップ
S12 では、設定された露出値がプログラム領域301 に相
当するかどうか比較し、相当する場合にはステップS13
に進み、相当しない場合にはステップS15 に進む。

【００６３】ステップS15 では、設定された露出値がプ
ログラム領域302 に相当するかどうか比較し、相当する
場合にはステップS16 に進み、相当しない場合にはステ
ップS18 に進む。ステップS18 では、設定された露出値
がプログラム領域303 に相当するかどうか比較し、相当
する場合にはステップS19 に進み、相当しない場合には
ステップS21 に進む。

【００６４】ステップS21 では、設定された露出値がプ
ログラム領域304 に相当するかどうか比較し、相当する
場合にはステップS22 に進み、相当しない場合にはステ
ップS12 に戻る。ステップS13 では、表示装置206 に出
力信号を出力し、人物撮影に適していることを意味する
表示を行いステップS14 に進む。

【００６５】ステップS14 では、設定された露出値がプ
ログラム領域301 に相当することを記憶し、ステップS4
0 に進む。ステップS16 では、表示装置206 に出力信号
を出力し、風景撮影に適していることを意味する表示を
行いステップS17 に進む。ステップS17 では、設定され
た露出値がプログラム領域302 に相当することを記憶
し、ステップS40 に進む。

【００６６】ステップS19 では、表示装置206 に出力信
号を出力し、スポーツ撮影に適していることを意味する
表示を行いステップS20 に進む。ステップS20 では、設
定された露出値がプログラム領域303 に相当することを
記憶し、ステップS40 に進む。ステップS22 では、表示
装置206 に出力信号を出力し、通常撮影に適しているこ
とを意味する表示を行いステップS23 に進む。

【００６７】ステップS23 では、設定された露出値がプ
ログラム領域304 に相当することを記憶し、ステップS4
0 に進む。ステップS40 では、視線検知装置９〜14、 1
51から注視点位置に関する出力信号を入力し、これに基
づき視線位置を検出する。ステップS41 では、ステップ
S40 で検出された視線位置に対応した領域の焦点位置を
検出する。

【００６８】ステップS42 は、ステップS14,S17,S20,S2
3 で記憶されたプログラム領域が領域301 であるかどう
かを検出し、そうである場合にはステップS43 に進んで
200ms 待機し、ステップS49 に進。ステップS42 で領域
301 でない場合にはステップS44 に進み、領域302 であ
るかどうかを検出し、そうである場合にはステップS45
に進んで1000ms待機し、ステップS49 に進む。

【００６９】ステップS44 で領域302 でない場合には、
ステップS46 に進み、領域303 であるかどうかを検出
し、そうである場合にはステップS49 に進む。ステップ
S46 で領域303 でない場合には、ステップS47 に進み、
領域304 であるかどうかを検出し、そうである場合には
ステップS 11にすすんで500ms 待機し、ステップS 49に
進む。

【００７０】ステップS47 で領域304 でない場合には、
ステップS42 に戻る。ステップS49 では、視線検知装置
９〜14、 151からの最新の注視点位置に関する出力信号
を入力し、これに基づき再度視線位置を検出する。ステ
ップS50 では、ステップS49 で検出された視線位置に対
応した領域の焦点位置を検出する。

【００７１】ステップS51 では、駆動機構４ｃに出力信
号を出力し、ステップS50 で検出された焦点位置に撮影
レンズ１を移動させる。ステップS52 では、撮影者によ
るカメラのレリーズ釦を全押しを持ち、全押しされない
間はステップＳ４に戻って、上記ルーチンを繰り返す。
全押しがされると、ステップS52 に進む。

【００７２】ステップS52 では、撮影を行い、フローを
終了する。以上の様に、(1) 風景撮影の場合には、画面
内の随所を見ながら構図を決定する場合が多い為に、視
線位置が変更されても長いタイムラグ(1000ms)を設けて
レンズ駆動の反応を遅くし、(2) ポートレート撮影の場
合には、構図を考えながらも一瞬の表情をとらえる必要
があるため、視線位置の変更に対し極少量のタイムラグ
を設けてレンズ駆動の反応を200ms 極わずか遅らせ、
(3) 通常撮影の場合には、使い勝手の良さを考え、視線
位置の変更に対し 500msの中程度のタイムラグを設けて
レンズ駆動の反応をやや遅くし、(4) スポーツ撮影の場
合には、視線をほとんど主要被写体に固定する場合が多
い為に、視線位置が変更に対しレンズ駆動の反応を敏感
にしてある。従って、視線検出に基づくカメラ制御を、
撮影レンズに関連した情報に応じて変更する様になした
ので、制御に撮影状況を考慮した使い勝手の良い視線検
出装置を有するカメラが提供される。

【００７３】なお、本実施例においては、撮影レンズが
カメラボディ本体部と着脱可能なカメラを用いて説明し
たが、本願発明はこのようなカメラに限られるものでは
ない。また、実施例のタイムラグ、プログラム領域の設
定は一例であって、使い勝手に応じて変更されるもので
ある。

【００７４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、視線検出
に基づくカメラ制御を、撮影者の設定した露出値に応じ
て変更するようになしたので、制御に撮影状況を考慮し
た使い勝手の良い視線検出装置を有するカメラが提供さ
れた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す光学断面図。

【図２】 （ａ）部分構成を示す斜視図。 （ｂ）平面図。

【図３】 構成部材の平面図。

【図４】 人眼の説明図。

【図５】 模型眼の断面図。

【図６】 眼の反射像を示す図。

【図７】 プルキンエ像の移動を示す領域。

【図８】 （ａ）反射像の検出を説明するための図。 （ｂ）出力信号を示す図。

【図９】 （ａ）ピント板の平面図。 （ｂ）拡大断面図。

【図10】 （ａ）調整器を示す図。 （ｂ）調整器を示す図。

【図11】 反射像の２次元的な検出を説明するための
図。

【図12】 カメラの姿勢変更を説明するための図。

【図13】 カメラの姿勢変更を説明するための図。

【図14】 姿勢検出器を示す図。

【図15】 姿勢検出器を示す図。

【図16】 本発明の実施例のカメラの上面図。

【図17】 本発明の実施例のカメラのプログラム領域を
示した図。

【図18】 本発明の実施例のブロック図。

【図19】 図18の CPUのアルゴリズムを示したフローチ
ャート図。

【図20】 図18の CPUのアルゴリズムを示したフローチ
ャート図。

【図21】 図18の CPUのアルゴリズムを示したフローチ
ャート図。

【主要部分の符号の説明】

２ 主ミラー ３ サブミラー ６ａ 焦点検出装置 ６ｂ 露出制御用測光装置 ７ ピント板 ８ ペンタダハプリズム ９ 接眼レンズ 10 光分割器 11 集光レンズ 12 光分割器 13 照明光源 14 光電変換器 204 シャッタ秒時検出装置 205 絞り値検出装置

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 7/097 8102−2Ｋ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定されたシャッタ秒時を検出する第一
   検出手段と、設定された絞り値を検出する第二検出手段
   とを有するカメラにおいて、 予めシャッタ秒時と絞り値との組合せを規定したプログ
   ラム領域を複数有する第一の記憶手段と、 前記第一検出手段の出力と前記第二検出手段の出力とを
   入力し、それを前記プログラム領域と比較する比較手段
   と、 物体を観察する観察系を覗いている観察者の視線位置を
   検出する視線検出手段と、 前記視線検出手段により検出された視線位置に基づいて
   カメラの動作を制御する制御方法を複数記憶している第
   二の記憶手段と、 前記比較手段の比較結果に基づき前記第二の記憶手段か
   ら最適の制御方法を選択する選択手段と、 前記最適な制御方法によりカメラの動作を制御する動作
   制御手段とを有することを特徴とするカメラ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記カメラの動作が自動焦点検出動作であることを特徴
   とするカメラ。
3. 【請求項３】 設定されたシャッタ秒時を検出する第一
   検出手段と、設定された絞り値を検出する第二検出手段
   とを有するカメラにおいて、 予めシャッタ秒時と絞り値との組合せを規定したプログ
   ラム領域を複数有する第一の記憶手段と、 前記第一検出手段の出力と前記第二検出手段の出力とを
   入力し、それを前記プログラム領域と比較する比較手段
   と、 物体を観察する観察系を覗いている観察者の視線位置を
   検出する視線検出手段と、 前記視線検出手段により検出された視線位置に基づいて
   カメラの動作を制御する制御手段と、 前記比較手段の比較結果に基づき前記制御手段の制御を
   変更する変更手段とを有することを特徴とするカメラ。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記カメラの動作が自動焦点検出動作であることを特徴
   とするカメラ。