JPH0846846A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH0846846A
JPH0846846A JP6178567A JP17856794A JPH0846846A JP H0846846 A JPH0846846 A JP H0846846A JP 6178567 A JP6178567 A JP 6178567A JP 17856794 A JP17856794 A JP 17856794A JP H0846846 A JPH0846846 A JP H0846846A
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Japan
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JP6178567A
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Takashi Kobayashi
崇史 小林
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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    • G03B13/02Viewfinders
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/63Control of cameras or camera modules by using electronic viewfinders
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    • HELECTRICITY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ズーム等の撮像機能を簡単に行うことのでき
る視線検出手段を有するビデオカメラ等の撮像装置を得
る。 【構成】 ファインダ画面102に、ズーム動作のワイ
ド側テレ側を示す指標201、202とズームの画角の
設定可能範囲を焦点距離と対応して示す指標203と、
現在の設定位置を示す指標204とを表示する。撮影者
が指標203の所望の位置を注視すると、その注視点が
視線検出手段で検出され、その注視点まで自動的にズー
ム動作が行われる。 【効果】 従来のようにズーム動作が行われている間指
標を見続ける必要がなく、撮影者の疲労が少い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は視線検出手段を備えたビ
デオカメラ等の撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりビデオカメラ等に備えられた視
線検出装置によってビデオカメラのファインダ画面に表
示されたズームの機能を意味する(テレ)や(ワイド)
といった指標を視線で選択して上記機能を働かせたり、
上記ファインダ画面の注視点にフォーカスを合わせたり
するいわゆる視線入力機能があった。まず、その視線検
出原理を以下に説明する。
【0003】図11(c)は視線検出方法の原理図(上
面図)、図11(d)は視線検出方法の原理図(側面
図)である。図において、1106a、1106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(以
下IREDと言う)等の光源であり、各光源1106
a、1106bは結像レンズ1111の光軸に対してx
方向(水平方向)に略対象に(図11(c))、またy
方向(垂直方向)にはやや下側に(図11(d))配置
され、観察者の眼球を発散照明している。眼球1108
で反射した照明光の一部は結像レンズ1111によって
イメージセンサ1112に結像する。図11(a)はイ
メージセンサ1112に投影される眼球像の概略図であ
り、図11(b)はイメージセンサ1112の出力強度
図である。
【0004】以下各図を用いて視線の検出を説明する。
まず水平面で考えると、図11において光源1106b
より放射された赤外光は図11(c)のように観察者の
眼球1108の角膜1110を照明する。このとき角膜
1110の表面で反射した赤外光により形成される角膜
反射像d(虚像)は結像レンズ1111により集光さ
れ、イメージセンサ1112上の位置dに結像する。同
様に光源1106aより放射された赤外光は眼球の角膜
1110を照明する。このとき角膜1110の表面で反
射した赤外光により形成された角膜反射像e(虚像)
は、結像レンズ1111により集光され、イメージセン
サ1112上の位置e′に結像する。
【0005】また虹彩1104(図11(a))の端部
a、bからの光束は結像レンズ1111を介してイメー
ジセンサ1112上の位置a′、b′に該端部a、bの
像を結像する。結像レンズ1111の光軸に対する眼球
1108の光軸の回転角θが小さい場合、虹彩1104
の端部a、bのx座標をxa、xbとすると、xa、x
bはイメージセンサ1112上で多数点を求めることが
できる(図11(a)中の×印)。そこでまず円の最小
自乗数にて瞳孔中心xcを算出する。
【0006】一方角膜1110の曲率中心oのx座標を
xoとすると、眼球1108の光軸に対する回転角θx
は、 oc*sinθx=xc−xo ………(1) となる。また、角膜反射像dとeの中点kに所定の補正
値δxを考慮してxoを求めると、 xk=(xd+xe)/2 xo=(xd+xe)/2+δx ………(2) ここでδxは装置の設置方法/眼球距離等から幾何学的
に求められる数値であり、その算出方法は省略する。
【0007】よって、(1)式を(2)式へ代入しθx
を求めると、 θx=arcsin[[xc−{(xd+xe)/2+δx}]/oc] ………(3) さらにイメージセンサ上に投影された各々の特徴点の座
標を、′(ダッシュ)をつけて(4)式に書き換える
と、 θx=arcsin[[xc′−{(xd′+xe′)/2+δx′}]/o c/β] ………(4) となる。ここでβは結像レンズ1111に対する眼球の
距離szeにより決まる倍率で、実際は角膜反射像の間
隔|xd′−xe′|の関数として求められる。
【0008】次に垂直面で考えると、図11(d)の様
な構成となる。ここで2個のIRED1106a、11
06bにより生じる角膜反射像は同位置に発生し、これ
をiとする。眼球1108の回転角θyの算出方法は水
平面の時とほぼ同一であるが(2)式のみ異なり、角膜
曲率中心oのy座標をyoをとすると、 yo=yi+δy ………(5) ここでδyは装置の配置方法、眼球距離等から幾何学的
に求められる数値であり、その算出法は省略する。よっ
て垂直方向の回転角θyは、 θy=arcsin[[yc′−(yi′+δy′)]/oc/β] ………(6) となる。さらに、ビデオカメラのファインダ画面上の位
置座標(xn,yn)はファインダ光学系で決まる定数
mを用いると、水平面上、垂直面上それぞれ、 xn=m*arcsin[[xc′−{(xd′+xe′)/2+δx′}] /oc/β] ………(7) yn=m*arcsin[[yc′−{(yi′+δy′)]/oc/β] ………(8) となる。
【0009】図11(a)(b)で明らかなように、瞳
孔エッヂの検出はイメージセンサ出力波形の立ち上がり
(xb′)、立ち下がり(xa′)を利用する。また、
角膜反射像の座標は鋭い立ち上がり部(xe′及びx
d′)を利用する。
【0010】次に上述の視線検出原理を用いた視線検出
装置の一例として視線スイッチの例を説明する。図8は
視線スイッチ機能を持つビデオカメラの一例を示す概略
構成図である。図8に示したビデオカメラは、ズームレ
ンズを備え被写体を撮像するレンズ撮影系101と、フ
ァインダ画面102を備えレンズ撮像系101により撮
像される被写体を観察するためのファインダ103と、
このファインダ103の前に配置された接眼レンズ10
4と、撮影者の眼105の視線を検出する視線検出手段
106と、フォーカスエリアの概略を表すAF枠、後述
する視線スイッチの指標、その他テープカウンターや撮
影モードなど撮影者に必要な情報等をファインダ画面1
02へ表示する表示回路107と、このカメラの各部を
制御するシステムコントロール手段108と、後述する
視線スイッチの指標を表示するファインダ画面上の座標
を記憶しておくメモリ109と、レンズ撮影系101と
表示回路107の各出力の加算器110とを有して概略
構成されている。
【0011】上記視線検出手段106は、撮影者の眼1
05に赤外光を照射する赤外発光ダイオード160と、
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
161と、このダイクロイックミラー161にて反射さ
れた赤外光を集光する集光レンズ162と、この集光レ
ンズ162により集光された赤外光を電気信号に変換す
る光電変換素子163と、この光電変換素子163上の
撮影者の眼105の像を基に、撮影者のファインダ画面
102上の注視点を求める注視点検出回路164とを具
備している。
【0012】ダイクロイックミラー161は、可視光を
透過するため、撮影者が接眼レンズ104を通してファ
インダ画面102を観察できるようになっている。ま
た、ダイクロイックミラー161は、赤外光を反射する
ため、赤外発光ダイオード160によって照射された眼
105の反射像を反射して、集光レンズ162で集光さ
れて光電変換素子163上に像を結ぶようになってい
る。注視点検出回路164は、光電変換素子163上の
撮影者の眼105の像を基に、前述した原理や、特開平
1−241511号公報、2−32312号公報によっ
て開示されたアルゴリズムに従い撮影者のファインダ画
面102上の注視点を求めるものである。
【0013】次に本従来例のビデオカメラのファインダ
103に搭載されている視線スイッチの機能について説
明する。このファインダ画面102の表示例の模式図を
図9に示す。同図に示すように、アルファベット
「W」、「T」で示す互いに異なる動作を意味する指標
901(901a、901b)からなるメニューが表示
されている。ここで例えば「W」はワイド側へのズーミ
ング、「T」はテレ側へのズーミングの動作をそれぞれ
示すものとする。また右下の数字902は視線スイッチ
の機能ではなく例えば日付等である。
【0014】次にシステムコントロール手段108の動
作の一例を図10のフローチャートに従って具体的に説
明する。それぞれの視線スイッチの指標を含む所定の範
囲の座標郡はそれぞれメモリ109に記憶されており、
各座標郡は各指標の図9に示した範囲の座標を全て含
む。これらの座標郡を例えばワイドはα、テレはβとす
る。まずビデオカメラのパワーがonされると(ステッ
プS1001、以下、S1102、S1103、…と記
す)、変数l、mが0にリセットされ(S1102)、
視線スイッチの準備ができる。変数l、mはそれぞれ撮
影者の注視点が座標郡αのいずれかの座標、座標郡βの
いずれかの座標と一致した回数をカウントする変数であ
る。システムコントロール手段108は、撮影者がファ
インダを覗き、視線検出が正常に行われている間(S1
003)、絶えず撮影者のファインダ画面102上の注
視点座標を視線検出手段106から受け取っている。
【0015】次に撮影者がワイド指標‘W’を見た時を
例に説明する。注視点座標が座標郡αの内のいずれかの
座標に略一致すると(S1004)、システムコントロ
ール手段108はワイド以外の機能が動作していればそ
れを停止させ(S1036)、変数mを0にリセットし
(S1005)、lが所定の回数(本実施例では5回)
より多いかどうかを判断し(S1006)、少なければ
lに1を加え(S1008)再びlが5より多いかどう
かを判断し(S1009)、少なければ(S1003)
に戻り再び視線検出回路164から注視点座標を受け取
る。
【0016】判断(S1009)で5以上であればズー
ムレンズ群を広角側に駆動させ、(S1003)に戻り
再び視線座標を受け取る。(S1006)でlが5以上
であれば(S1011)まで飛ぶ。座標郡αの内のいず
れかの座標と視線座標が一致しても、一致した回数が5
回に満たないうちに座標郡αの内のいずれかの座標から
1度でもはずれると、変数lは0にリセットされる(S
1013、S1028)。指標‘T’を見たときも同様
である。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例の構成では、ズーム動作によって変化する画角が撮影
者の望む画角に設定されるまで、前述したワイドへのズ
ーム動作を意味する「W」の指標もしくはテレへのズー
ム動作を意味する「T」の指標を見続けなければなら
ず、撮影者に疲労を与えるという問題があった。
【0018】本発明は上記の問題を解決するために成さ
れたもので、指標を見続けることによる撮影者の疲労を
軽減させることのできる撮像装置を得ることを目的とす
るものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明において
は、ファインダ画面上に撮像機能の設定可能範囲を示す
指標を表示する表示手段と、上記設定可能範囲を示す指
標のうち撮影者が注視している注視点を検出する視線検
出手段と、上記検出した注視点に相当する設定状態に上
記撮像機能を設定する設定手段とを設けている。
【0020】請求項2の発明においては、ファインダ画
面上に撮像機能の設定可能範囲を示す指標とその設定状
態を示す指標とを表示する表示手段と、上記可能範囲を
示す指標のうち撮影者が注視している注視点を検出する
視線検出手段と、上記検出した注視点に相当する設定状
態に上記撮像機能を設定すると共にその設定状態を上記
表示手段に伝える設定手段とを設けている。
【0021】
【作用】請求項1の発明によれば、ファインダ画面上に
撮像機能の設定可能範囲を示す指標が表示されるので、
撮影者はその指標のうちの所望の指標を注視するだけ
で、その注視点が視線検出手段で検出され、検出した注
視点と対応する設定範囲に撮像機能が設定される。
【0022】請求項2の発明によれば、ファインダ画面
上に撮像機能の設定可能範囲を示す指標とその設定状態
を示す指標とが表示されるので、撮影者は設定可能範囲
を示す指標のうちの所望の指標を注視するだけで、その
注視点が視線検出手段で検出され、検出した注視点と対
応する設定範囲に撮像機能が設定されると共に、その設
定状態がファインダ画面に表示される。
【0023】
【実施例】
(第1の実施例)図2はファインダ画面102の表示例
である。図2において、指標201はズームのワイド
「W」を表し、指標202はズームのテレ「T」を表
す。また横線に短い縦線の入った指標203はズームの
設定可能位置(範囲)を表すもので、ワイド端とテレ端
に加えてその間7箇所に画角設定することが可能である
ことを表す。ここでワイド端の焦点距離は例えば6m
m、テレ端の焦点距離は例えば54mm、短い縦線の一
区切りが6mmの焦点距離の差分に相当するものとす
る。指標204は現在設定されているズームの画角位置
(設定状態)を表し、図2の例では24mmの焦点距離
に設定されている。また右下の数字205は視線スイッ
チの機能ではなく、例えば日付等である。
【0024】図1に本発明の実施例によるビデオカメラ
のブロック図を示す。図1においては従来の図8と同様
の構成要素は同様の働きをするので、同一符号を付して
説明を省略する。また視線検出の原理も前述したものと
同様である。図1において、メモリ109には前述のズ
ームの設定可能位置の指標203のファインダ画面10
2上の座標がワイド端とテレ端とその間の7箇所で計9
箇所分記憶されている。
【0025】次にシステムコントロール手段108によ
るズームの処理を図3のフロチャートを用いて説明す
る。まず処理が開始(S301)された後、トリガスイ
ッチ111が押されたかどうかの判断(S302)を繰
り返す。トリガスイッチ111が押されたら、その時の
ファインダ画面102上の注視点座標を注視点検出回路
164から得る(S303)。またこの時指標204の
表示位置を注視点座標に移動する。この時得られた注視
点の座標に相当する画角が撮影者が選択した画角であ
る。そこでこの座標とメモリ109に予め記憶しておい
た座標の値とを比較し、撮影者が注視している指標の部
分が表す焦点距離を判断する(S304)。そしてレン
ズ撮像系101を駆動して判断された焦点距離に設定す
る(S305)。尚、システムコントロール手段108
は設定手段として用いられる。
【0026】図4にズームの設定可能位置の指標203
と前述9箇所の焦点距離を表す部分の座標との関係の一
例を示す。指標201の座標(0,0)はワイド端
「W」を表す座標であり、そこから右方にテレ端「T」
を表す指標202の座標(40,0)まで9箇所の座標
を設定しておく。
【0027】図5にメモリ109に記憶されている座標
と焦点距離の内容の一例を示す。501の部分はメモリ
109のアドレスで001から009まで9つある。そ
れぞれのアドレスは502の部分と503の部分との2
つの情報を持つ。502の部分は前述した9箇所の座標
の横方向の座標だけ記憶されている。503の部分はそ
れぞれの座標に割り当てられる焦点距離が記憶されてい
る。
【0028】ここで図3の処理S304における判断処
理を行う構成例を図6で説明する。図6において、60
1はシステムコントロール手段108に設けてあるカウ
ンタで上記アドレスを001から009まで順に発生さ
せる。メモリ109からはこのアドレスに応じた座標の
値がシステムコントロール手段108に順に入力され
る。そして注視点検出手段164から入力されている座
標と一致したら、その座標と同じアドレスに記憶されて
いる焦点距離を得る。
【0029】レンズ撮像系101を駆動して上述のよう
にして求めた焦点距離に設定する方法は、レンズ撮像系
101に9箇所のズームの位置を検出するいわゆるズー
ムエンコーダ等を設けておいて、このエンコーダ出力が
システムコントロール手段108により得られた焦点距
離に対応した値となるようにレンズ撮像系101を駆動
する。
【0030】この第1の実施例のように構成すれば撮影
者がトリガスイッチ111を押した後、指標を見続けな
くてもズームを望む焦点距離に設定することができる。
【0031】(第2の実施例)第1の実施例では撮影者
がトリガスイッチ111を押してからズームの画角を変
える動作が始まる構成であったが、撮影者が前述したズ
ームの設定可能位置を表す指標203の任意の部分を注
視したら、その座標に相当する画角にズームを設定する
様にしてもよい。図7はこの場合の処理のフローチャー
トを示す。まず、処理が開始されると(S701)、シ
ステムコントロール手段108は注視点検出回路164
から得られる座標が図2に示したズームの設定可能位置
を表す指標203の9箇所の設定位置のいずれにあるか
を判断し(S702)、注視点が前述指標のどれかに一
致していればメモリ109よりその座標に相当する焦点
距離を求める。以降の処理は第1の実施例による図3の
S304〜S306の処理と同様である。
【0032】この第2の実施例のように構成すれば、撮
影者が好みの焦点距離を表す指標203を一時的に注視
するだけで、指標を見続けなくてもズームを望む焦点距
離に設定することができる。
【0033】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
ファインダ画面上に撮像機能の設定可能範囲を示す指標
を表示し、所望の指標を注視するだけで、その指標の撮
影者の注視点を視線検出し、検出した注視点と対応する
設定範囲に撮像機能を設定するように構成したことによ
り、撮影者がファインダ画面に表示された所望の設定範
囲の指標を注視するだけで自動的にズーム等の機能が動
作して所望の設定状態になるので、従来のように指標を
見続ける必要がなくなり、撮影者の疲労を軽減すること
ができる効果がある。
【0034】また、請求項2の発明によれば、ファイン
ダ画面上に撮像機能の設定可能範囲を示す指標とその設
定状態を表示し、撮影者の設定可能範囲を示す指標の注
視点を検出し、検出した注視点と対応する設定範囲に撮
像機能を設定すると共にその設定状態をファインダ画面
に表示するように構成したことにより、撮影者がファイ
ンダ画面に表示された所望の設定範囲の情報を注視する
だけで自動的にズーム等の機能が動作して所望の設定状
態になるので、従来のように指標を見続ける必要がなく
なり、撮影者の疲労を軽減することができると共に、設
定状態が示されるので、現在の設定状態を容易に知るこ
とができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるビデオカメラの構成図で
ある。
【図2】本発明の実施例によるビデオカメラのファイン
ダ画面の表示例を示す構成図である。
【図3】本発明の第1の実施例による処理の流れを示す
フローチャートである。
【図4】本発明による指標の説明図である。
【図5】本発明に用いられるメモリの説明図である。
【図6】本発明に用いられるシステムコントロール手段
の構成例を示すブロック図である。
【図7】本発明の第2の実施例による処理の流れを示す
フローチャートである。
【図8】従来のビデオカメラの構成図である。
【図9】従来のファインダ画面の表示例を示す構成図で
ある。
【図10】従来の処理の流れを示すフローチャートであ
る。
【図11】視線検出の原理を説明する構成図である。
【符号の説明】
102 ファインダ画面 105 眼 106 視線検出手段 107 表示回路 108 システムコントロール手段 109 メモリ 203 設定可能範囲を示す指標 204 設定状態を示す指標

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファインダ画面上に撮像機能の設定可能
    範囲を示す指標を表示する表示手段と、 上記設定可能範囲を示す指標のうち撮影者が注視してい
    る注視点を検出する視線検出手段と、 上記検出した注視点に相当する設定状態に上記撮像機能
    を設定する設定手段とを備えた撮像装置。
  2. 【請求項2】 ファインダ画面上に撮像機能の設定可能
    範囲を示す指標とその設定状態を示す指標とを表示する
    表示手段と、 上記設定可能範囲を示す指標のうち撮影者が注視してい
    る注視点を検出する視線検出手段と、 上記検出した注視点に相当する設定状態に上記撮像機能
    を設定すると共にその設定状態を上記表示手段に伝える
    設定手段とを備えた撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記撮像機能はズーム機能であり、上記
    設定可能範囲を示す指標は焦点距離に対応する指標であ
    る請求項1又は2記載の撮像装置。
JP6178567A 1994-07-29 1994-07-29 撮像装置 Pending JPH0846846A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6178567A JPH0846846A (ja) 1994-07-29 1994-07-29 撮像装置
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