JPH1078603A - カメラのファインダー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外光眼球照明による視線検出装置を有する
カメラのファインダー装置において、視線検知精度の向
上と接眼部の外観品位の向上を可能とした。 【解決手段】 ファインダー光学系の接眼レンズ６の下
方に眼球照明用のＩＲＥＤ５を一対設け、それらの接眼
側に設けた接眼パネル３１の接眼面の大半を赤外光透過
・可視光非透過材で形成し、この接眼パネル３１の接眼
開口部周囲に極めて狭い範囲の窓枠状に全ての光を非透
過する材料の接眼枠３１ａを組み付け、また、ＩＲＥＤ
５と接眼パネル３１との間には赤外光の通過する開口部
３ａを有する遮光枠３が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人間の目の動きか
らファインダー装置視野内のどの位置を注視しているか
検出するファインダー装置及びそのファンダー装置を有
するカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、人間の目の動きからファインダー
装置視野内のどの位置を注視しているか検出する装置
（以後、「視線検出装置」という）が種々提案されてい
る。図８及び図９は従来の視線検出装置を含むファイン
ダー光学系の一例を示す。すなわち、同装置は眼球に赤
外線を投光するために、ＩＲＥＤ（発光素子）５からの
赤外光が通過するように赤外光透過・可視光非透過材料
からなる保護窓１ａが、一般に外観カバー部材として使
用されるポリカーボネイト等の非透光材料で構成された
接眼パネル１に貼り付けられ、該接眼パネル１にはファ
インダー光学系の接眼開口部が設けられ、該接眼開口部
には内側から接眼ガラス２が貼り付けられている。

【０００３】また、この従来例のファインダー光学系の
配列構成は接眼側に接眼レンズ６及びファインダー接眼
下部から保護窓１ａを通過してカメラ使用者の眼球Ｅに
照射する左右一対のＩＲＥＤ５が設けられ、該接眼パネ
ル１は軟質材で成形された接眼キャップ４に組み付けら
れている。該接眼レンズ６の前方にはダイクロイックミ
ラー７が配設され、ファインダー対物側から導かれた光
を通過させるとともに、眼球Ｅより反射して接眼側から
入射する赤外光を上方へ反射させて集光レンズ８により
イメージセンサ９上に結像されるようになっている。さ
らに、該ダイクロイックミラー７の前方にはファインダ
ー光路を下方へ変更する反射ミラー１０が配置されてい
る。該反射ミラー１０の下方には順次対物側に向かって
ファインダー情報を表示する液晶１１、フィールドレン
ズ１２及び接眼系からの光路を対物側に導くとともに左
右像反転を行うプリズム１３が配置されている。そし
て、該プリズム１３の前方にはファインダー光学系の焦
点距離を変化させる第１コンバータレンズ１４、第２コ
ンバータレンズ１５及び被写体に対する対物レンズ１６
が配置されている。

【０００４】次に、図１１及び図１２が公知の視線検出
方法の原理説明図である。図において、２１ａ，２１ｂ
は各々観察者に対して不感の赤外光を放射する発光ダイ
オード等の光源であり、各光源２１ａ，２１ｂは受光レ
ンズ２２の光軸に対してＸ方向にほぼ対称に配置され、
観察者の眼球２４を発散照明し、眼球２４で反射した照
明光の一部は受光レンズ２２によってイメージセンサ２
３に集光する。

【０００５】そして、図１２（ａ）はイメージセンサ２
３に投影される眼球像の概略図、図１２（ｂ）はイメー
ジセンサ２３からの出力信号の強度図で、以下、これら
の図を用いて視線の検出方法を説明する。光源２１ｂよ
り放射された赤外光は観察者の眼球２４の角膜２４ａを
照明し、このとき角膜２４ａの表面で反射した赤外光の
一部により形成される角膜反射像ｄ（虚像）は受光レン
ズ２２により集光され、イメージセンサ２３上の位置
ｄ′（不図示）に結像される。

【０００６】同様に、光源２１ａより放射された赤外光
は観察者の眼球２４の角膜２４ａを照明し、このとき角
膜２４ａの表面で反射した赤外光の一部により形成され
る角膜反射像ｅは受光レンズ２２により集光され、イメ
ージセンサ２３上の位置ｅ′に結像される。 また、虹
彩２４ｂの端部ａ，ｂからの光束は受光レンズ２２を介
してイメージセンサ２３上の位置ａ′，ｂ′に該端部
ａ，ｂの像を結像する。なお、図１１には便宜上ａ′及
びｅ′のみを示す。

【０００７】受光レンズ２２の光軸に対する眼球２４の
光軸Ｐの回転角θが小さい場合、虹彩２４ｂの端部ａ，
ｂのｘ座標はｘａ，ｘｂとすると、瞳孔２４ｃの中心位
置ｃの座標ｘｃは、 ｘｃ≒（ｘａ＋ｘｂ）／２ と表わされる。

【０００８】また、角膜反射像ｄ及びｅの中点のｘ座標
と角膜２４ａの曲率中心Ｏのｘ座標ｘｏとはほぼ一致す
る。このため、角膜反射像の発生位置ｄ，ｅのｘ座標を
ｘｄ，ｘｅ、角膜２４ａの曲率中心Ｏと瞳孔２４ｃの中
心ｃまでの標準的な距離をＯＣとし、距離ＯＣに対する
個人差を考慮する係数（視線補正係数）をＡとすると、
眼球２４の光軸Ｐの回転角θは、 （Ａ・ＯＣ）ｓｉｎθ≒ｘｃ−（ｘｄ＋ｘｅ）／２ ・・（１） の関係式をほぼ満足する。

【０００９】そのため、図１２に示すようにイメージセ
ンサ２３上に投影された眼球２４の各特徴点（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２４の光軸Ｐの回転角θを求めることができ
る。この時（１）式は β・（Ａ・ＯＣ）ｓｉｎθ≒｛（ｘａ′＋ｘｂ′）／２｝− ｛（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２｝ ・・（２） と書き換えられる。ただし、βは受光レンズ２２に対す
る眼球２４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 ｜ｘｄ′−ｘｅ′｜ の関数として求め
られる。

【００１０】眼球２４の光軸Ｐの回転角θは θ≒ＡＲＣｓｉｎ｛（ｘｃ′−ｘｆ′）／β／（Ａ・ＯＣ）｝ ・・（３） と書き換えられる。ただし ｘｃ′≒（ｘａ′＋ｘｂ′）／２ ｘｆ′≒（ｘｄ′＋ｘｅ′）／２ ところで、観察者の眼球２４の光軸Ｐと視軸とは一致し
ないため、観察者の眼球の光軸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差αを補正す
ることにより撮影者の水平方向の視線θｘは求められ
る。

【００１１】眼球の光軸と視軸との補正角度αに対する
個人差を考慮する係数（視線補正係数）をＢとすると、
観察者の水平方向の視線θｘは θｘ＝θ±（Ｂ・α） ・・（４） と求められる。ここで、符号±は観察者に関して右への
回転角を正とすると、観察装置（ファインダー系）を覗
く観察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。

【００１２】また、同図において、観察者の眼球がｚ−
ｘ平面（例えば水平面）内で回転する例を示している
が、観察者の眼球がｙ−ｚ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、
観察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θｙは、 θｙ＝θ′ となる。

【００１３】さらに、光学装置として一眼レフを用いた
場合においては視線データθｘ，θｙより観察者が見て
いるピントいた上の位置（ｘｎ，ｙｎ）は ｘｎ≒ｍ・θｘ ≒ｍ・［ＡＲＣｓｉｎ｛（ｘｃ′−ｘｆ′）／β／（Ａ・ＯＣ）｝ ±（Ｂ・α）］ ・・（５） ｙｎ≒ｍ・θｙ 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。ここで視線の個人差を補正する
係数はＡ，Ｂと二つであるため、例えば観察者に位置の
異なる二つの視標を見てもらい、そのときに算出される
観察者の眼球の回転角から前記係数Ａ，Ｂを求めること
が可能である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述従来例
の構成では図８に示すようにＩＲＥＤ５の保護窓１ａと
接眼パネル１が隣接してファインダー接眼部を構成して
いるため、外観となる材料の異なる二つの部品の表面粗
さや質感及び面高さを合わせるのが非常に困難であっ
た。例えば、表面粗さや質感を合わせるため何度か表面
補正を行うと、成形型上、面高さが高くなってしまうた
め、一、二度の補正で合わせなければならない。また、
生産中の検査では絶対的な基準がなく、感覚で目視チェ
ックをするため、品質がばらつきやすかった。また、前
述従来例の構成では接眼レンズ６まわりに配する部材が
多いため、図１０に示すようにファインダー光路Ｌ１と
ＩＲＥＤ光路Ｌ２とで形成するスペースＳを有効利用す
る必要を生じるが、この点については考慮されていな
い。

【００１５】本発明は、前述従来例の問題点に鑑み、視
線検知精度の向上と視線検知接眼部の外観品位向上、製
造時の歩留り向上を図るカメラのファインダー装置を提
供することを第１の目的とする。また、本発明はファイ
ンダー光路とＩＲＥＤ光路とで形成するスペースを有効
利用したカメラのファインダー装置を提供することを第
２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は赤外光照射による視線検出手段を有する
ファインダー装置において、ファインダー接眼窓周囲の
接眼部と赤外光を照射するＩＲＥＤの保護窓を単一の赤
外光透過・可視光非透過部材で形成したものである。

【００１７】

【発明の実施の態様】請求項１に示す本発明は赤外光を
人間の眼球に照射して得られる反射光を検出して目の注
視位置を判定する手段を備えたカメラのファインダー装
置において、ファインダー接眼窓周囲の接眼パネルとＩ
ＲＥＤ保護窓とを赤外光透過・可視光非透過の同一部材
で形成することにより、接眼面の面粗さ、質感等が一定
であり、接眼パネルの成形が容易で外観上の品質が向上
する。請求項２に示す本発明はファインダー接眼窓内周
囲を窓枠状の非透光部材で構成したことにより、赤外光
透過・可視光非透過材の接眼パネルの内部反射の回り込
みによるファインダー接眼窓開口端部からの光漏れを防
ぎ、接眼部への不要光の回り込みを防ぐ。請求項３に示
す本発明は眼球に対して赤外光を照射する少なくとも一
対の発光素子とファインダー光学系の間、または一対の
発光素子間、あるいは前記の両方の間で発光素子の光の
侵入を遮る部材を有することにより、発光素子からの赤
外照射光がファインダー光路内に侵入することがない。

【００１８】請求項４に示す本発明はファインダー光路
外で、かつ赤外光照明手段の光路外である空間に撮影者
が外部から操作可能な操作部材を配置したことにより、
従来有効に使えなかったスペースを利用でき、また、新
たな機能の付加が可能となる。請求項５に示す本発明は
目の注視位置を判定する判定手段及びファインダー光学
系の１次結像面から接眼レンズまでの光路に可視光通過
・赤外光反射部材の配置部を設け、該判定手段及び可視
光通過・赤外光反射部材を有する場合は眼球の赤外反射
光を該判定手段に導き、該判定手段を有しない場合には
該可視光通過・赤外光反射部材と光学的に等価な可視光
透過部材をファインダー光学系の１次結像面から接眼レ
ンズまでの光路に配置して、接眼レンズの位置をほぼ等
しくしたことにより、ファインダー光路外でかつ赤外光
照射光路外である空間の大きさを変更することなく、使
用目的によっては視線入力機能を除くことができるの
で、容易にコストダウンができる。請求項６に示す本発
明は前記請求項１ないし５記載のいずれかの構成を持つ
ファンダー装置を有するカメラにすることにより、カメ
ラを視線検出機能を備えた高品位で、かつ精度のよいも
のとすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１ないし図３
に基づいて説明する。なお、説明を簡単にするために、
前述従来例の図７及び図８の３〜１６と同一構成部品並
びにその材質が同一部分には同一符号を付してその説明
を省略する。図１はカメラの視線検出装置を有するファ
インダー装置の断面図、図２はその視線検出用ＩＲＥＤ
とファインダー接眼部を示す要部斜視図、図３はそのフ
ァインダー接眼部の正面図である。本実施例では接眼パ
ネル３１の接眼面の大半を赤外光透過・可視光非透過材
で形成し、該接眼パネル３１のファインダー接眼開口部
周囲には極めて狭い範囲の窓枠状に全ての光を非透過す
る材料製の接眼枠３１ａが組み付けられ、ＩＲＥＤ５と
該接眼パネル３１との間に、一対のＩＲＥＤ５間及びフ
ァインダー光学系とＩＲＥＤ間の光のまわり込みを防止
するために赤外光が通過する開口部３ａを有する遮光枠
３を設けたものである。その他の構成は前述従来例と同
様である。

【００２０】以上の構成の本実施例において、カメラ使
用者がファインダー部に接眼すると、ＩＲＥＤ５から投
稿された赤外光が前述従来例で説明したように視線の注
視点が検出される。この時、ＩＲＥＤ５は遮光枠３の開
口部３ａより接眼パネル３１を透過して眼球Ｅへ投射さ
れる。カメラ使用者は接眼ガラス２から対物レンズ１６
のファインダー光学系を通して撮影したい被写体を見る
ことができる。また、眼球Ｅに反射された赤外光は接眼
ガラス２、接眼レンズ６を通過し、ダイクロイックミラ
ー７に反射されて集光レンズ８を介してイメージセンサ
９上に前述原理にて説明された眼球Ｅの角膜反射像及び
虹彩端部を結像し、演算され、イメージセンサ９上の視
線注視点が検出される。このイメージセンサ９上の視線
注視点はファインダー光路内の表示液晶１１に表示さ
れ、使用者の注視点がファインダー内に表示され、使用
者が確認可能となる。また、逆に表示液晶１１上の所定
表示を注視することで、イメージセンサ９上の所定位置
を注視した信号を得て、カメラ各種機能のスイッチ動作
も可能である。

【００２１】図４は本発明の第２実施例のカメラの視線
検出装置を有するファインダー装置を示すものである。
なお、説明を簡単にするために前述第１実施例と同一部
分には同一符号を付し、相違する点のみを説明する本実
施例では前述第１実施例と同様に接眼パネル４１は接眼
面の大半を赤外光透過・可視光透過材で形成し、その接
眼開口端面は全ての光を非透過する印刷処理４１ａが施
されており、接眼面側もＩＲＥＤ５の投射必要範囲外は
同様に印刷処理されていても構わない。その他の構成は
前述第１実施例と同様である。

【００２２】以上の構成の本実施例でも印刷処理面と非
処理面の段差は印刷厚のみであり、また質感、表面粗さ
等はベースとなる面が共通材質のため、質感に大差は起
こらず、さらに印刷により赤外光透過・可視光非透過材
内の内部反射による接眼面への不要光の回り込みを防止
されている。

【００２３】図５及び図６は本発明の第３実施例のカメ
ラの視線検出装置を有するファインダー装置を示すもの
である。本実施例では接眼パネル５１にはファインダー
接眼下部に遮光枠３に設けた透過部３ａを保護する赤外
光透過、可視光非透過材料からなる保護窓５１ａが設け
られ、また、接眼レンズ６にガイドピン６ａを設け、接
眼レンズ６を光軸方向にシフトできるように該ガイドピ
ン６ａと係合するカム面５２ａを有する視度調整レバー
５２が外部から操作可能に設けられている。その他の構
成は前述第１実施例と同様である。

【００２４】以上の構成の本実施例において、視度調整
レバー５２を図６中矢印方向に移動させると、接眼レン
ズ６のガイドピン６ａがカム面５２ａに沿って光軸方向
にシフトされる。そして、図５に示すようにファインダ
ー光路とＩＲＥＤ５の光路とが形成するスペースＳに視
度調整レバー５２を配置していることで、視度入力機能
を有するカメラにファインダー視度を撮影者の視度に合
わせる、いわゆる視度調整機能を与えることが可能とな
る。なお、新たに付加する機能は視度補正に限定するも
のでなく、他の機能のものでもよいことはいうまでもな
い。

【００２５】図７は本発明の第４実施例のカメラのファ
インダー装置を示すものである。本実施例は前述第１実
施例の構成から視線検出装置を除いたファインダー装置
であって、そのダイクロイックミラー７の代わりにそれ
とほぼ同一の外形寸法を有し、かつガラスやプラスチッ
ク材などの可視光透過部材６１を配置したものであり、
また、可視光透過部材６１の光学的な特性が前記ダイク
ロイックミラーと同じにするためにダイクロイックミラ
ーと光路長が等しくなるように可視光透過部材６１の屈
折率に応じて厚み又は光路中位置が決定されている。そ
の他の構成は前述第１実施例と同様である。

【００２６】以上の構成の本実施例は、反射ミラー１０
と接眼レンズ６との間に可視光透過部材６１を配置した
ので、視線入力機能を有するカメラからコストダウン等
の理由により視線入力機能を除いた場合、ファインダー
光学系に必要なスペースに変更はないから、前述従来例
について図１０で示したスペースＳを有効利用できる。
それは視線入力機能を除いた時に前述第１実施例のダイ
クロイックミラー７を外しただけでは、ダイクロイック
ミラー７の屈折率と空気の屈折率の違いから接眼レンズ
６を接眼ガラス２の方向に移動させないとファインダー
の視度がずれてしまうからである。そうすると、図１０
に示したスペースＳが狭くなるので、視線入力機能を有
するカメラのスペースＳに配した部材がレイアウトでき
なくなったり、接眼レンズ６周りのメカ部材の設計変更
の必要を生じる可能性が出てくるからである。しかしな
がら、可視光透過部材６１を配することで、前記欠点を
解決できるから、視線入力機能を有するカメラから容易
に視線入力機能を除くことが可能となる。そのため、コ
ストダウンが可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に示す本
発明は赤外光を人間の眼球に照射して得られる反射光を
検出して目の注視位置を判定する手段を備えたカメラの
ファインダー装置において、ファインダー接眼窓周囲の
接眼パネルを前記赤外光の透過部と同一の赤外光透過・
可視光非透過部材で形成するとともにファインダー接眼
窓内を窓枠状の非透光部材で構成したことにより、接眼
面のほぼ全域を均一表面粗さ、質感及び面高さとするこ
とを可能にする。請求項２に示す本発明はファインダー
接眼開口内端面を窓枠状に非透光な部分で形成したこと
により赤外光透過・可視光カット材の内部反射による接
眼面への不要光の回り込みを防止し、また使用時の接眼
部の外観品位を高くすることができる。請求項３に示す
本発明は眼球に対して赤外光を照射する少なくとも一対
の発光素子とファインダー光学系の間、または一対の発
光素子間、あるいは前記の両方の間で発光素子の光の侵
入を遮る部材を有することにより、従来の非透光材の接
眼パネルに赤外光透過・可視光カット材の保護窓を貼り
付ける必要がなくなり、製造時の歩止まりも向上させる
ことができる。

【００２８】請求項４に示す本発明は赤外光を人間の眼
球に照射して得られる反射光を検出して目の注視位置を
判定する手段を備えたカメラのファインダー装置におい
て、ファインダー光路外で、かつ赤外光照明手段の光路
外である空間に撮影者が外部から操作可能な操作部材を
配置したことにより、スペースを有効利用して新たな機
能を付加することができる。請求項５に示す本発明は目
の注視位置を判定する判定手段及びファインダー光学系
の１次結像面から接眼レンズまでの光路に可視光通過・
赤外光反射部材の配置部を設け、該判定手段及び可視光
通過・赤外光反射部材を有する場合は眼球の赤外反射光
を該判定手段に導き、該判定手段を有しない場合には該
可視光通過・赤外光反射部材と光学的に等価な可視光透
過部材をファインダー光学系の１次結像面から接眼レン
ズまでの光路に配置して、接眼レンズの位置をほぼ等し
くしたことにより、ファインダー光路外でかつ赤外光光
路外である空間の大きさを変更することなく、視線入力
機能を除くことができるので、容易にコストダウンでき
る。請求項６に示す本発明は前記請求項１ないし５記載
のいずれかの構成を持つファンダー装置を有するカメラ
にすることにより、カメラを視線検出機能を有する高品
位でかつ精度のよいものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の視線検出装置を備え
たカメラのファインダー装置の断面図である。

【図２】その赤外光照射の発光素子とファインダー接眼
部を示す概略斜視図である。

【図３】そのファインダー接眼部の正面図である。

【図４】本発明の第２実施例の視線検出装置を備えたカ
メラのファインダー装置の断面図である。

【図５】本発明の第３実施例の視線検出装置を備えたカ
メラのファインダー装置の断面図である。

【図６】その接眼レンズの視度調整機構を示す平面図で
ある。

【図７】本発明の第４実施例のカメラのファインダー装
置の断面図である。

【図８】従来例の視線検出装置を備えたカメラのファイ
ンダー装置の断面図である。

【図９】その概略斜視図である。

【図１０】そのファインダー頃とＩＲＥＤ光路の関係を
示すファインダー装置の断面図である。

【図１１】公知の視線検出方法の原理説明図である。

【図１２】そのイメージセンサの動作説明図で、（ａ）
はセンサ投影の眼球像の概略図、（ｂ）は出力信号の強
度図である。

【符号の説明】

Ｅ・・眼球、３１，４１，５１・・接眼パネル、２・・
接眼ガラス、３・・遮光枠、３ａ・・開口部、４・・フ
ァインダーキャップ、５・・ＩＲＥＤ（発光素子）、６
・・接眼レンズ、６ａ・・ガイドピン、７・・ダイクロ
イックミラー、８・・集光レンズ、９・・イメージセン
サ、１０・・反射ミラー、１１・・表示液晶、１２・・
フィールドレンズ、１３・・プリズム、１４・・第１コ
ンバータレンズ、１５・・第２コンバータレンズ、１６
・・対物レンズ、５２・・視度調整レバー、６１・・可
視光透過部材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外光を透光部を介して人間の眼球に照
   射して得られる反射光を検出して目の注視位置を判定す
   る手段を備えたカメラのファインダー装置において、フ
   ァインダー接眼開口周囲の接眼パネルを赤外光透過・可
   視光非透過の同一部材で形成したことを特徴とするカメ
   ラのファインダー装置。
2. 【請求項２】 ファインダー接眼開口内端面を窓枠状に
   非透光な部分で形成したことを特徴とする請求項１記載
   のカメラのファインダー装置。
3. 【請求項３】 眼球に対して赤外光を照射する少なくと
   も一対の発光素子とファインダー光学系の間、または一
   対の発光素子間、あるいは前記の両方の間で発光素子の
   光の侵入を遮る部材を有することを特徴とするカメラの
   ファインダー装置。
4. 【請求項４】 赤外光を人間の眼球に照射して得られる
   反射光を検出して目の注視位置を判定する手段を備えた
   カメラのファインダー装置において、ファインダー光路
   外で、かつ赤外光照明手段の光路外である空間に撮影者
   が外部から操作可能な操作部材を配置したことを特徴と
   するカメラのファインダー装置。
5. 【請求項５】 目の注視位置を判定する判定手段と、フ
   ァインダー光学系の１次結像面から接眼レンズまでの光
   路に可視光通過・赤外光反射部材を有する場合には、眼
   球からの赤外反射光を該可視光通過・赤外光反射部材に
   より該判定手段に導き、前記判定手段及び可視光通過・
   赤外光反射部材を有しない場合には該可視光通過・赤外
   光反射部材と光学的に等価な可視光透過部材をファイン
   ダー光学系の１次結像面から接眼レンズまでの光路に配
   置するように製造したしたことを特徴とするカメラのフ
   ァインダー装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５記載のいずれかの装置
   を有することを特徴とするカメラ。