JPH1099273A - 視線検出装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽光下の明るい環境においても、精度の良
い視線検出を行えるようにする。 【解決手段】 イメージセンサで得られた画像の明るさ
や蓄積モードに応じて、照明手段の点灯時期と消灯時期
とを設定するようにしている（＃１３２→＃１３５、＃
１３２→＃１３３→＃１３５、又は、＃１３３→＃１３
４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ等を
観察する観察者の視線を検出する視線検出装置及び該視
線検出装置を有するカメラ等の光学機器の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ファインダを覗く観察者の視
線を検出し、その視線情報に基づいて撮影レンズの自動
焦点調節等の機能を制御するカメラが市販されている。

【０００３】この種のカメラに搭載される視線検出装置
は、観察者の眼球を赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥ
Ｄと記す）で照明し、その反射光を受光光学系を介して
ＣＣＤ等のイメージセンサで受光して得られた眼球像を
画像，演算処理して観察者の視線情報を検出している。

【０００４】観察者の視線情報は、観察者の眼球を照明
した照明光による角膜反射像の位置と瞳孔の中心位置と
のずれより算出され、その詳細については特開平２−２
６４６３３号公報に開示されている。

【０００５】ところで、観察者がメガネをかけていると
眼球を照明する照明光の一部が該メガネのレンズで反射
して受光光学系を介してイメージセンサに到達する場合
がある。観察者の眼球像の特徴的部分、すなわち角膜反
射像と虹彩，瞳孔の存在する領域にメガネのレンズによ
る反射像が発生しないようなＩＲＥＤの配置方法を本出
願人は特開平６−８６７５８号公報において開示してい
る。

【０００６】しかしながら、観察者のメガネのかけ方に
よって該メガネのレンズによる反射像がイメージセンサ
の視野の周辺部に発生する場合があり、その強度は眼球
からの反射光に比べて大きいため、イメージセンサの電
荷が飽和することによってスミアが発生し、結果的に視
線検出ができない場合がある。

【０００７】そこで、従来メガネのレンズによる反射像
の強度を相対的に弱めるためにイメージセンサの蓄積時
間に対するＩＲＥＤの点灯時間が短くなるように該ＩＲ
ＥＤの点灯方法が設定されていた。

【０００８】図９はライン数がｎのイメージセンサの蓄
積信号に対するＩＲＥＤの点灯信号の関係を示した図で
ある。

【０００９】同図（ａ）はイメージセンサの蓄積信号
（ＹＶ）で、ｎライン分の蓄積開始信号を発した後の所
定時間経過後（蓄積時間に相当する時間後）に各ライン
の蓄積終了信号が発せられている。同図（ｂ）はＩＲＥ
Ｄの点灯信号（ＩＲＥＤ ＯＮ）を示している。

【００１０】同図から明らかなように、ＩＲＥＤは第ｎ
ラインの蓄積開始と同時に点灯され、第１ラインの蓄積
終了とともに消灯するように設定されている。例えば、
イメージセンサの蓄積時間を約１５［ｍｓ］に設定する
と、ＩＲＥＤの点灯時間は約１３［ｍｓ］に設定され
る。この時間差約２［ｍｓ］は、第１ラインの蓄積開始
と第ｎラインの蓄積開始の時間差に相当する。

【００１１】このように、眼球像に対してメガネのレン
ズによる反射像の強度を相対的に弱めるようにＩＲＥＤ
の点灯方法を設定することにより、メガネのレンズの反
射像によるスミアの発生を防止している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、視線検出装
置を搭載したカメラは太陽光下でも使用される。そのた
め、視線検出装置は観察者の眼球近傍の明るさを検出し
てイメージセンサの蓄積時間を適正な値に設定するよう
になっている。すなわち、観察者の眼球近傍の明るさが
明るくなると、イメージセンサが飽和しないように蓄積
時間が短くなるように設定される。

【００１３】しかしながら、上記の様に眼球像に対して
メガネのレンズによる反射像の強度を相対的に弱めるよ
うにＩＲＥＤの点灯方法を制御するものにおいては、イ
メージセンサの蓄積時間を短くすると必然的にＩＲＥＤ
の点灯時間も短くなり、その結果ＩＲＥＤの照明光によ
る眼球像、特に角膜反射像の強度が小さくなって検出が
できなくなるという欠点があった。

【００１４】（発明の目的）本発明の目的は、太陽光下
の明るい環境においても、精度の良い視線検出を行うこ
とのできる視線検出装置及び光学機器を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、観察者の眼球を照明する照明手段と、該
照明手段の点灯，消灯時期を設定する照明設定手段と、
眼球からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段で
得られた眼球像より観察者の視線を求める演算手段とを
備えた視線検出装置において、前記受光手段の一部はエ
リア型のイメージセンサから構成され、前記照明設定手
段は、前記イメージセンサの第ｎ₁ 番目のラインの蓄積
開始信号を前記照明手段の点灯時期と設定し、第ｎ₂ 番
目のラインの蓄積終了信号を前記照明手段の消灯時期と
設定するようにしている。

【００１６】更に詳述すると、前記照明設定手段は、前
記受光手段で得られた画像の明るさや前記イメージセン
サの蓄積モードや観察者の画像の瞳孔の位置に基づい
て、前記照明手段の点灯時期と消灯時期とを設定するよ
うにしている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１〜図５は本発明の実施の第１の形態に
係る図であり、先ず本発明の実施の第１の形態に係る視
線検出装置を有する一眼レフカメラの概略構成につい
て、図１を用いて説明する。

【００１９】図１において、１は撮影レンズであり、便
宜上２枚のレンズ１ａ，１ｂで示したが、実際は多数の
レンズから構成されている。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、
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より
成っている。

【００２０】６は焦点検出装置であり、結像面近傍に配
置されたフィールドレンズ６ａ，反射ミラー６ｂ及び６
ｃ，２次結像レンズ６ｄ，絞り６ｅ，複数のＣＣＤから
成るラインセンサ６ｆ等から構成されている周知の位相
差方式を採用している。同図の焦点検出装置６は、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。

【００２１】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はファインダ光路変更手段であるペンタ
ダハプリズム、９と１０は観察画面内の被写体輝度を測
定する為に結像レンズと測光センサで、結像レンズ９は
ペンタダハプリズム８内の反射光路を介してピント板７
と測光センサ１０を共役に関係付けている。

【００２２】１１は、光分割手段であるダイクロイック
ミラー１６と同様、ペンタダハプリズム８の射出面後方
に配された接眼レンズであり、観察者の眼によるピント
板７の観察に使用される。上記の光分割手段であるダイ
クロイックミラー１６は、可視光を透過し赤外光を反射
する特性を有している。１２は受光レンズ、１４はＣＣ
Ｄ等の光電素子列を２次元的に配したイメージセンサ
で、受光レンズ１２に関して所定の位置にある観察者の
眼の虹彩近傍と共役になるように配置されている。

【００２３】１３ａ〜１３ｄは各々観察者の眼の照明光
源であるところのＩＲＥＤで、接眼レンズ１１の下方に
配置されている。

【００２４】２１は明るい被写体の中でも視認できる高
輝度のスーパーインポーズ用ＬＥＤであり、該スーパー
インポーズ用ＬＥＤ２１から発光された光は投光用プリ
ズム２２、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，ダイクロイックミラー１６，接
眼レンズ１１を通って観察者の眼に達する。そこでピン
ト板７の焦点検出領域に対応する位置にこの微小プリズ
ムアレー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ＬＥＤ２１によって照明する。これ
によって不図示の焦点検出領域（測距点）を表示させて
いる。

【００２５】３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２
は絞り駆動回路１０８（図２にて後述）を含む絞り駆動
装置、３３はレンズ駆動回路１１０（図２にて後述），
レンズ駆動用モータ，駆動ギヤ等から成るレンズ駆動装
置であり、レンズ駆動回路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を所定量
駆動させ、撮影レンズ１の合焦レンズ１ａを合焦位置に
移動させている。３７は公知のカメラとレンズとのイン
ターフェイスとなるマウント接点である。

【００２６】図２は、図１に示した一眼レフカメラのカ
メラ本体に内蔵された電気的構成のうちの要部を示すブ
ロック図である。

【００２７】カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュ
ータの中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す）１００に
は、センサ駆動回路１０１，ＩＲＥＤ駆動回路１０２，
測光回路１０３，焦点検出回路１０４，信号入力回路１
０５，ＬＣＤ駆動回路１０６，ＬＥＤ駆動回路１０７，
絞り駆動回路１０８，シャッタ制御回路１０９、及び、
レンズ駆動回路１１０が接続されている。また、撮影レ
ンズ１内に配置された絞り駆動回路１０８とレンズ駆動
回路１１０とは図１で示したマウント接点３７を介して
信号の伝達が為される。

【００２８】ＣＰＵ１００には、記憶手段としてＥＥＰ
ＲＯＭ１００ａが付随している。ＩＲＥＤ駆動回路１０
２は、ＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｄを点灯制御して観察者の
眼球を照明する。

【００２９】センサ駆動回路１０１は、イメージセンサ
１４の蓄積制御を行うとともに該イメージセンサ１４か
らの眼球像の出力をＡ／Ｄ変換し、この画像信号をＣＰ
Ｕ１００に送信する。

【００３０】ＣＰＵ１００は眼球像を画像処理して角膜
反射像と虹彩と瞳孔の境界を抽出し、さらに角膜反射像
と瞳孔の中心位置のずれから観察者の視線情報を算出す
る。測光回路１０３は、測光センサ１０からの出力を増
幅後、対数圧縮，Ａ／Ｄ変換し、各センサの輝度情報と
してＣＰＵ１００に送っている。

【００３１】ラインセンサ６ｆは画面内の複数の焦点検
出領域に対応した公知のＣＣＤラインセンサである。焦
点検出回路１０４はこれらラインセンサ６ｆから得た電
圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１００に送っている。

【００３２】信号入力回路１０５は、不図示のシャッタ
レリーズボタンの第１ストローク（スイッチＳＷ−１）
と第２ストローク（スイッチＳＷ−２）の信号入力を検
知してＣＰＵ１００にその信号を送信している。

【００３３】ＬＣＤ駆動回路１０６は、液晶表示素子Ｌ
ＣＤを表示駆動させるための回路で、ＣＰＵ１００から
の信号に従い、絞り値，シャッタ秒時，設定した撮影モ
ード等の表示をファインダＬＣＤ２４に表示させてい
る。ＬＥＤ駆動回路１０７は、照明用ＬＥＤ２５とスー
パーインポーズ用ＬＥＤ２１を点灯，点滅制御する。

【００３４】絞り駆動回路１０８は、撮影レンズ１の絞
り３１が所定の大きさになるように絞り駆動装置３２を
制御している。シャッタ制御回路１０９は、通電すると
シャッタ幕４を走行させて、感光部材５に所定光量を露
光させる。

【００３５】本発明の視線検出装置を構成する照明手段
は、観察者の眼球を照明するＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｄ、
これらＩＲＥＤを駆動するＩＲＥＤ駆動回路１０２とか
ら構成されている。また、受光手段は、眼球からの反射
光を受光する接眼レンズ１１，ダイクロイックミラー１
６，受光レンズ１２，イメージセンサ１４を制御するセ
ンサ駆動回路１０１とから構成されている。

【００３６】また、演算手段は、ＣＰＵ１００，記憶手
段であるＥＥＰＲＯＭ１００ａとから構成されている。
又選択手段は、ＣＰＵ１００から構成されている。

【００３７】次に、上記視線検出装置を有したカメラの
動作について、図３のフローチャートに基づいて説明を
行う。

【００３８】観察者がカメラを起動させると、ＣＰＵ１
００は信号入力回路１０５を介して視線検出装置の動作
状態を設定するための不図示のモード選択ダイヤルの設
定状態を確認する（＃１００）。

【００３９】モード選択ダイヤルが視線のキャリブレー
ションモードに設定されていれば（＃１００）、ＣＰＵ
１００は観察者の視線と注視目標を一致させるための視
線のキャリブレーションを実行する（＃１０１）。視線
のキャリブレーション方法については、特開平６−３４
８７４号公報に開示されている。

【００４０】一方、モード選択ダイヤルが通常の撮影モ
ードに設定されていれば、ＣＰＵ１００は、視線のキャ
リブレーションを行うモードに設定されていないことを
認識し（＃１００）、さらに信号入力回路１０５を介し
てシャッタレリーズボタンの第１ストロークの状態、つ
まりスイッチＳＷ−１の状態を確認する（＃１０２）。
スイッチＳＷ−１がＯＦＦ状態であれば、ＣＰＵ１００
は該スイッチＳＷ−１がＯＮされるまで待機する（＃１
０２）。

【００４１】観察者によってスイッチＳＷ−１がＯＮさ
れれば（＃１０２）、ＣＰＵ１００は記憶手段であるＥ
ＥＰＲＯＭ１００ａから観察者の視線のキャリブレーシ
ョンデータを読み出す（＃１０３）。引き続き、観察者
の視線の検出を実行する（＃１０４）。本発明の視線検
出装置の視線検出動作を示したのが図４であり、以下、
この図４のフローチャートに基づいて説明する。

【００４２】まずＣＰＵ１００は、受光手段の一部を構
成するセンサ駆動回路１０１に信号を送ってイメージセ
ンサ１４を駆動し、観察者の眼球像を前もって撮像する
（＃１３０）。このとき、照明手段による観察者の眼球
への照明は行われない。ＣＰＵ１００は、イメージセン
サ１４の出力より眼球周辺の明るさを測定して、本番の
撮像時の蓄積モード，蓄積時間，ＩＲＥＤの電流値を決
定する（＃１３１）。

【００４３】さらに照明設定手段であるＣＰＵ１００
は、イメージセンサ１４で撮像された画像の明るさが所
定の明るさより明るいと判定すると（＃１３２）、照明
手段であるＩＲＥＤ駆動回路１０２にＩＲＥＤ制御信号
を送信し、さらにＩＲＥＤ駆動回路１０２はＩＲＥＤ１
３がイメージセンサ１４の各ラインが蓄積中に点灯する
ように制御する（＃１３５）。また、このとき受光手段
であるセンサ駆動回路１０１はイメージセンサ１４を外
光除去モードで短い蓄積時間で蓄積制御する（＃１３
５）。外光除去モードでのイメージセンサ１４の駆動方
法については、特開平６−１４８５１３号公報に開示さ
れている。

【００４４】センサ駆動回路１０１によるイメージセン
サ１４の蓄積信号（ＹＶ）のタイミングチャートを示し
たのが図５（ａ）で、このときのＩＲＥＤ駆動回路１０
２によるＩＲＥＤ１３の点灯信号（ＩＲＥＤ ＯＮ）を
示したのが図５（ｃ）である。

【００４５】図５（ａ），（ｃ）から明らかなように、
照明設定手段であるＣＰＵ１００は、ＩＲＥＤ１３の点
灯時期をイメージセンサ１４の第１ライン（請求項１記
載の第ｎ₁ 番目のラインに相当する）の蓄積開始信号に
同期するように設定し、該ＩＲＥＤ１３の消灯時期をイ
メージセンサ１４の第ｎライン（請求項１記載の第ｎ₂
番目のラインに相当する）の蓄積終了信号に同期するよ
うに設定している。

【００４６】その結果、イメージセンサ１４の各ライン
の蓄積中にわたってＩＲＥＤ１３が点灯するために角膜
反射像の強度は強くなり、その検出が可能になるととも
に、イメージセンサ１４の蓄積時間は短く設定されてい
るため、メガネのレンズの反射像によるスミアは発生し
ない。

【００４７】一方、照明設定手段であるＣＰＵ１００
は、イメージセンサ１４で撮像された画像の明るさが所
定の明るさより暗いと判定すると（＃１３２）、さらに
イメージセンサ１４の蓄積モードを確認する。イメージ
センサ１４の蓄積モードが通常の蓄積モードに設定され
ていると（＃１３３）、ＣＰＵ１００は照明手段である
ＩＲＥＤ駆動回路１０２にＩＲＥＤ制御信号を送信し、
さらにＩＲＥＤ駆動回路１０２はＩＲＥＤ１３がイメー
ジセンサ１４の全ラインが蓄積中に点灯するように制御
する（＃１３４）。また、このとき受光手段であるセン
サ駆動回路１０１はイメージセンサ１４を通常の蓄積モ
ードで蓄積制御する（＃１３４）。

【００４８】センサ駆動回路１０１によるイメージセン
サ１４の蓄積信号（ＹＶ）のタイミングチャートを示し
たのが図５（ａ）で、このときのＩＲＥＤ駆動回路１０
２によるＩＲＥＤ１３の点灯信号（ＩＲＥＤ ＯＮ）を
示したのが図５（ｂ）である。

【００４９】図５（ａ），（ｂ）から明らかなように、
照明設定手段であるＣＰＵ１００は、ＩＲＥＤ１３の点
灯時期をイメージセンサ１４の第ｎライン（請求項１記
載の第ｎ₁ 番目のラインに相当する）の蓄積開始信号に
同期するように設定し、該ＩＲＥＤ１３の消灯時期をイ
メージセンサ１４の第１ライン（請求項１記載の第ｎ₂
番目のラインに相当する）の蓄積終了信号に同期するよ
うに設定している。

【００５０】その結果、イメージセンサ１４の全ライン
が蓄積中のみＩＲＥＤ１３が点灯するために該ＩＲＥＤ
１３の点灯時間はイメージセンサ１４の蓄積時間に比べ
て短くなり、メガネのレンズの反射像によるスミアは発
生しない。このとき、イメージセンサ１４の蓄積時間は
比較的長いため、角膜反射像は検出可能である。

【００５１】観察者の眼球像がイメージセンサ１４によ
って撮像されると、センサ駆動回路１０１はイメージセ
ンサ１４からの眼球像出力をＡ／Ｄ変換し、この画像信
号をＣＰＵ１００に送信する。演算手段であるＣＰＵ１
００は、眼球像を画像処理して角膜反射像と虹彩と瞳孔
の境界を抽出し、さらに角膜反射像と瞳孔の中心位置の
ずれから観察者の視線情報を算出する（＃１３６）。

【００５２】このとき、観察者の視線を検出するのに失
敗したら（＃１３７）、ＣＰＵ１００はイメージセンサ
１４の蓄積モード，蓄積時間、及び、ＩＲＥＤの電流値
を再設定する（＃１３８）。前回眼球像を撮像した際、
イメージセンサ１４の蓄積モードが通常の蓄積モードに
設定されていたら外光除去モードで制御されるように設
定される。

【００５３】引き続き照明設定手段であるＣＰＵ１００
は、イメージセンサ１４で前回撮像された画像の明るさ
が所定の明るさより暗いと判定すると（＃１３２）、さ
らにイメージセンサ１４の蓄積モードを確認する。この
とき、イメージセンサ１４の蓄積モードが外光除去モー
ドに設定されているため（＃１３３）、ＣＰＵ１００は
照明手段であるＩＲＥＤ駆動回路１０２にＩＲＥＤ制御
信号を送信し、さらにＩＲＥＤ駆動回路１０２はＩＲＥ
Ｄ１３がイメージセンサ１４の各ラインが蓄積中に点灯
するように制御する（＃１３５）。また、このとき受光
手段であるセンサ駆動回路１０１はイメージセンサ１４
を外光除去モードで短い蓄積時間で蓄積制御する（＃１
３５）。

【００５４】センサ駆動回路１０１によるイメージセン
サ１４の蓄積信号（ＹＶ）のタイミングチャートを示し
たのが図５（ａ）で、このときのＩＲＥＤ駆動回路１０
２によるＩＲＥＤ１３の点灯信号（ＩＲＥＤ ＯＮ）を
示したのが図５（ｃ）である。

【００５５】図５（ａ），（ｃ）から明らかなように、
照明設定手段であるＣＰＵ１００は、ＩＲＥＤ１３の点
灯時期をイメージセンサ１４の第１ライン（請求項１記
載の第ｎ₁ 番目のラインに相当する）の蓄積開始信号に
同期するように設定し、該ＩＲＥＤ１３の消灯時期をイ
メージセンサ１４の第ｎライン（請求項１記載の第ｎ₂
番目のラインに相当する）の蓄積終了信号に同期するよ
うに設定している。

【００５６】その結果、イメージセンサ１４の各ライン
の蓄積中にわたってＩＲＥＤ１３が点灯するために角膜
反射像の強度は強くなり、その検出が可能になるととも
に、イメージセンサ１４の蓄積時間は短く設定されてい
るため、メガネのレンズの反射像によるスミアは発生し
ない。

【００５７】観察者の眼球像がイメージセンサ１４によ
って撮像されると、センサ駆動回路１０１はイメージセ
ンサ１４からの眼球像出力をＡ／Ｄ変換しこの画像信号
をＣＰＵ１００に送信する。演算手段であるＣＰＵ１０
０は、眼球像を画像処理して角膜反射像と虹彩と瞳孔の
境界を抽出し、さらに角膜反射像と瞳孔の中心位置のず
れから観察者の視線情報を算出する（＃１３６）。

【００５８】このとき、観察者の視線を検出するのに成
功したら（＃１３７）、メインのルーチンに復帰する
（＃１３９）。

【００５９】図３に戻り、演算手段であるＣＰＵ１００
は検出された観察者の視線情報と視線のキャリブレーシ
ョンデータによりピント板７上の注視点を算出する（＃
１０５）。

【００６０】さらに、ＣＰＵ１００は前記注視点座標よ
り最寄りの焦点検出領域を選択する（＃１０６）。

【００６１】引き続きＣＰＵ１００は焦点検出回路１０
４に信号を送信して観察者の視線情報に基づいて選択さ
れた焦点検出領域の焦点検出を実行する（＃１０７）。
選択された焦点検出領域の焦点状態が合焦していなけれ
ば（＃１０８）、ＣＰＵ１００はレンズ駆動回路１１０
に焦点調節信号を送信して撮影レンズ１のレンズ駆動を
行う（＃１１４）。焦点調節信号に対応したレンズ駆動
が実行されると（＃１１４）再度焦点検出が実行される
（＃１１５）。

【００６２】選択された焦点検出領域の焦点状態が合焦
していれば（＃１０８）、ＣＰＵ１００はＬＥＤ駆動回
路１０７に信号を送信してファインダ内に合焦表示を行
う（＃１０９）。ファインダ視野内に合焦表示が行われ
るため、観察者は撮影レンズが所望の焦点検出領域にお
いて合焦していることが確認できる。

【００６３】また、ＣＰＵ１００は測光回路１０３に信
号を送信して測光を行う。このとき、撮影画面内の分割
された領域の測光値に観察者の視線情報に基づいた重み
付けを行って露光値が決定される（＃１１０）。

【００６４】引き続きスイッチＳＷ−１がＯＮされてい
れば（＃１１１）、シャッタレリーズボタンの第２スト
ロークの状態、つまりスイッチＳＷ−２の状態を確認す
る（＃１１２）。該スイッチＳＷ−２がＯＦＦ状態であ
れば（＃１１２）、再びスイッチＳＷ−１の状態の確認
を行い（＃１１１）、該スイッチＳＷ−１がＯＦＦ状態
であれば（＃１１１）、そのまま初期状態に戻る。

【００６５】また、スイッチＳＷ−２がＯＮされたなら
ば（＃１１２）、ＣＰＵ１００は絞り駆動回路１０８に
信号を送信して絞り３１を所定の開口に設定するととも
に、シャッタ制御回路１０９に信号を送信しシャッタ幕
を走行させて撮影を行う（＃１１３）。

【００６６】カメラのシャッタレリーズ動作が終了する
と（＃１１３）、初期状態に戻る。

【００６７】（実施の第２の形態）図６〜図８は本発明
の実施の第２の形態に係る図であり、更に詳しくは、図
６はこの実施の第２の形態における視線検出装置の視線
検出動作を示すフローチャート、図７は眼球像を説明す
る為の図、図８はＩＲＥＤ駆動信号のタイミングチャー
トである。尚、カメラの概略図、電気的構成を示すブロ
ック図、カメラの視線検出以外の動作についは、上記実
施の第１の形態と同様である為、これらについては省略
する。

【００６８】観察者がカメラのシャッタレリーズボタン
の第１ストロークを行い、スイッチＳＷ−１がＯＮする
と、視線検出を実行する（＃１０４）。以下、図６のフ
ローチャートに従ってこの視線検出動作について説明す
る。

【００６９】まずＣＰＵ１００は、受光手段の一部を構
成するセンサ駆動回路１０１に信号を送ってイメージセ
ンサ１４を駆動し、観察者の眼球像を前もって撮像す
る。このとき、照明手段による観察者の眼球への照明は
行われない。図７は、イメージセンサ１４に投影された
眼球像の説明図である。瞳孔に対して虹彩の反射像は強
く出力される。

【００７０】観察者の眼球像がイメージセンサ１４によ
って撮像されると、センサ駆動回路１０１はイメージセ
ンサ１４からの眼球像出力をＡ／Ｄ変換し、この画像信
号をＣＰＵ１００に送信する。照明設定手段であるＣＰ
Ｕ１００は、眼球像を画像処理して虹彩と瞳孔の境界を
抽出して瞳孔の存在する範囲（図７の第ｎ−ｘライン〜
第ｎ−ｙライン）が推定される（＃１４０）。

【００７１】さらにＣＰＵ１００は、照明手段であるＩ
ＲＥＤ駆動回路１０２にＩＲＥＤ制御信号を送信し、さ
らにＩＲＥＤ駆動回路１０２はＩＲＥＤ１３がイメージ
センサ１４の瞳孔の存在する各ラインが蓄積中に点灯す
るように制御する（＃１４１）。また、このとき受光手
段であるセンサ駆動回路１０１はイメージセンサ１４を
所定の蓄積モードで所定時間蓄積制御する（＃１４
１）。

【００７２】センサ駆動回路１０１によるイメージセン
サ１４の蓄積信号（ＹＶ）のタイミングチャートを示し
たのが図８（ａ）で、このときのＩＲＥＤ駆動回路１０
２によるＩＲＥＤ１３の点灯信号（ＩＲＥＤ ＯＮ）を
示したのが図８（ｂ）である。

【００７３】図８（ａ），（ｂ）から明らかなように、
照明設定手段であるＣＰＵ１００は、ＩＲＥＤ１３の点
灯時期をイメージセンサ１４の第ｎ−ｘライン（請求項
１記載の第ｎ₁ 番目のラインに相当する）の蓄積開始信
号に同期するように設定し、ＩＲＥＤ１３の消灯時期を
イメージセンサ１４の第ｎ−ｙライン（請求項１記載の
第ｎ₂ 番目のラインに相当する）の蓄積終了信号に同期
するように設定している。

【００７４】その結果、イメージセンサ１４の瞳孔の存
在する各ラインの蓄積中にわたってＩＲＥＤ１３が点灯
するために虹彩の反射強度は強くなり、また瞳孔の近傍
に存在する角膜反射像の強度は強くなり、その検出が可
能になるとともに、メガネのレンズの反射像が発生する
領域（ライン）のＩＲＥＤ点灯時間はイメージセンサ１
４の蓄積時間に比べて短く設定されているため、メガネ
のレンズの反射像によるスミアは発生しない。

【００７５】観察者の眼球像がイメージセンサ１４によ
って撮像されると、センサ駆動回路１０１はイメージセ
ンサ１４からの眼球像出力をＡ／Ｄ変換し、この画像信
号をＣＰＵ１００に送信する。演算手段であるＣＰＵ１
００は、眼球像を画像処理して角膜反射像と虹彩と瞳孔
の境界を抽出し、さらに角膜反射像と瞳孔の中心位置の
ずれから観察者の視線情報を算出する（＃１４２）。

【００７６】このとき、観察者の視線を検出するのに成
功したらメインのルーチンに復帰する（＃１４３）。

【００７７】上記実施の各形態の各構成と本発明の各構
成の対応関係は既に述べた通りであるが、本発明は、こ
れら実施の各形態の構成に限定されるものではなく、請
求項で示した機能、又は実施の形態がもつ機能が達成で
きる構成であればどのようなものであってもよいことは
言うまでもない。

【００７８】（変形例）本発明は、一眼レフカメラに適
用した例を述べているが、ビデオカメラや電子スチルカ
メラ等の映像装置にも適用可能である。更には、ディス
プレイを有する機器や操作パネルを有する機器（ディス
プレイや操作パネルを注視するオペレータ等の視線検出
に用いることが可能なため）等にも適用可能である。そ
の他の光学機器や他の装置、更には構成ユニットとして
も適用することができるものである。

【００７９】また、本発明は、以上の実施の各形態、又
はそれらの技術を適当に組み合わせた構成にしてもよ
い。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エリア型のイメージセンサで得られた画像の明るさ、前
記イメージセンサの蓄積モード、若しくは、観察者の画
像の瞳孔の位置に基づいて、照明手段の点灯時間と消灯
時間とを設定するようにしている為、太陽光下の明るい
環境においても、精度の良い視線検出を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の各形態に係る一眼レフカメラの
光学的配置を示す図である。

【図２】図１の一眼レフカメラの電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図３】図１の一眼レフカメラの一連の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図４】本発明の実施の第１の形態に係る一眼レフカメ
ラの視線検出動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施の第１の形態において蓄積時間と
ＩＲＥＤ点灯時間と関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図６】本発明の実施の第２の形態に係る一眼レフカメ
ラの視線検出動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施の第２の形態においてイメージセ
ンサに投影された眼球像の説明図である。

【図８】本発明の実施の第２の形態において蓄積時間と
ＩＲＥＤ点灯時間と関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図９】従来の一眼レフカメラの視線検出時における蓄
積時間とＩＲＥＤ点灯時間と関係を示すタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１３ａ〜１３ｄ ＩＲＥＤ １４ イメージセンサ １００ ＣＰＵ １００ａ ＥＥＰＲＯＭ １０１ センサ駆動回路 １０２ ＩＲＥＤ駆動回路 １０５ 信号入力回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の眼球を照明する照明手段と、該
   照明手段の点灯，消灯時期を設定する照明設定手段と、
   眼球からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段で
   得られた眼球像より観察者の視線を求める演算手段とを
   備えた視線検出装置において、 前記受光手段の一部はエリア型のイメージセンサから構
   成され、前記照明設定手段は、前記イメージセンサの第
   ｎ₁ 番目のラインの蓄積開始信号を前記照明手段の点灯
   時期と設定し、第ｎ₂ 番目のラインの蓄積終了信号を前
   記照明手段の消灯時期と設定することを特徴とする視線
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記照明設定手段は、前記受光手段で得
   られた画像の明るさに基づいて、前記照明手段の点灯時
   期と消灯時期とを設定することを特徴とする請求項１記
   載の視線検出装置。
3. 【請求項３】 前記照明設定手段は、前記イメージセン
   サの蓄積モードに基づいて、前記照明手段の点灯時期と
   消灯時期とを設定することを特徴とする請求項１記載の
   視線検出装置。
4. 【請求項４】 前記照明設定手段は、前記受光手段で得
   られた画像より求まる前記観察者の画像の瞳孔の位置に
   基づいて、前記照明手段の点灯時期と消灯時期とを設定
   することを特徴とする請求項１記載の視線検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の視線検出装置を具備した
   ことを特徴とする光学機器。