JP3239396B2 - 焦点検出手段と視線検出手段を有したカメラ - Google Patents

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と焦点検出
手段とを有するカメラに関する。

【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
カメラではファ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
できるようにしている。

【０００６】一般に自動焦点検出手段を有したカメラに
おいては自動焦点検出手段に関する信号処理（Ａ）と測
光・スイッチセンス等の信号処理（Ｂ）とを一連の流れ
として制御する方法がとられている。

【０００７】このようなカメラに撮影者の視線の情報を
用いて、例えば複数の測距領域の自動切換等の制御を行
う視線検出機能を追加する場合には自動焦点検出に関す
る信号処理（Ａ）と測光・スイッチセンス等の信号処理
（Ｂ）と視線情報入力の信号処理（Ｃ）とを一連の流れ
として制御することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】視線情報入力の信号処
理（Ｃ）と自動焦点検出に関する信号処理（Ａ）、そし
てスイッチセンス、測光等の信号処理（Ｂ）とを一連の
流れとして繰り返し実行していくカメラのシーケンスは
視線検出手段のないカメラのシーケンスに比べて各々の
信号処理の間隔が長くなってくる。この為各機能の応答
性が悪化してくる。

【０００９】例えば被写体輝度が暗くなると焦点検出制
御の処理時間が長くなり、視線検出手段の処理間隔が大
きく遅延し、注視点（視線）の検出の応答性が低下して
くる。

【００１０】又、視線検出手段で得られた注視点情報に
基づいて焦点検出手段で測距を行う場合、ファインダー
像を観察している撮影者の手振れや、撮影者の一瞬のピ
クツキ等により撮影者の注視点方向の測距領域で所定の
精度で焦点検出が出来ないような場合が生じてくるとい
う問題点があった。

【００１１】本発明は、焦点検出動作と視線検出動作の
双方を早急に行うことができる焦点検出手段と視線検出
手段を有したカメラの提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、視線
を検出する視線検出手段と、複数の領域における合焦状
態を検出するための焦点検出手段と、前記視線検出手段
と前記焦点検出手段とが並列的に動作するように制御す
る制御手段とを有し、前記視線検出手段の視線検出動作
が前記焦点検出手段の焦点検出動作よりも早く終了した
ときに、前記制御手段は、以降の焦点検出動作を前記視
線検出手段にて得られた視線に対応する領域に限定する
ように前記焦点検出手段を制御することを特徴としてい
る。請求項２の発明は請求項１の発明において、前記視
線検出手段にて得られた視線に対応する領域が焦点検出
不能である場合に、前記制御手段は、前記視線に対応す
る領域に隣接する領域の焦点検出動作を行うように前記
焦点検出手段を制御することを特徴としている。請求項
３の発明は請求項１又は２の発明において、前記焦点検
出手段の焦点検出動作が前記視線検出手段の視線検出動
作よりも早く終了したときに、前記制御手段は、以降の
焦点検出動作を視線検出動作が終わるまで行わないよう
に前記焦点検出手段を制御することを特徴としている。

【００１３】

【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は図１の一部分の説明
図、図３は本発明の要部ブロック図である。

【００１４】図中１は接眼レンズで、その内部には可視
光透過・赤外光反射のダイクロイックミラー１ａが斜設
されており、光路分割器を兼ねている。

【００１５】４は受光レンズ、５（５ａ，５ｂ（不図
示），５ｃ）は照明手段であり、例えば発光ダイオード
から成っている。６は光電素子列である。受光レンズ４
と光電素子列６は受光手段の一要素を構成している。光
電素子列６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。各要素１，
４，５，６より眼球の視線検出系（視線検出手段）を構
成している。

【００１６】１１は撮影レンズ、２はクイックリターン
（ＱＲ）ミラー、３は表示素子、１４はピント板、１５
はコンデンサーレンズ、１６はペンタダハプリズム、７
はサブミラー、８は多点測距が可能な焦点検出装置（焦
点検出手段）であり、撮影画面内の複数の領域を選択し
て焦点検出を行っている。

【００１７】焦点検出装置８は図２に描く様に撮影レン
ズ１１の予定結像面近傍に配され、夫々測距域を決める
複数のスリットを有する視野マスク２０と各スリット内
の像に対してフィールドレンズの作用を果たすレンズ部
材２１を近接配置し、更にスリット数に応じた再結像レ
ンズの組２２と光電素子列の組２３を順置する。スリッ
ト２０、フィールドレンズ２１、再結像レンズの組２
２、そして光電素子列の組２３はそれぞれ周知の焦点検
出系を構成している。

【００１８】本実施例では撮影レンズ１１の透過した被
写体光の一部はＱＲミラー２によって反射してピント板
１４近傍に被写体像を結像する。ピント板１４の拡散面
で拡散した被写体光はコンデンサーレンズ１５、ペンタ
ダハプリズム１６、接眼レンズ１を介してアイポイント
Ｅに導かれる。

【００１９】ここで表示素子３は例えば偏光板を用いな
い２層タイプのゲスト−ホスト型液晶素子で、ファイン
ダー視野内の測距域（焦点検出位置）を表示するもので
ある。

【００２０】又、撮影レンズ１１を透過した被写体光の
一部は、ＱＲミラー２を透過し、サブミラー７で反射し
てカメラ本体底部に配置された前述の多点焦点検出装置
８に導かれる。更に多点焦点検出装置８の選択した被写
体面上の位置の焦点検出情報に基づいて、不図示の撮影
レンズ駆動装置により撮影レンズ１１の繰り出し（もし
くは繰り込み）が行なわれ、焦点調節が行なわれる。

【００２１】本実施例に係る視線検出装置は、符番１，
４，５，６で表わされた部材より構成された視線検出系
と、演算手段である信号処理回路９に含まれる眼球光軸
検出回路、眼球判別回路、視軸補正回路、注視点検出回
路等から構成されている。

【００２２】尚、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。

【００２３】即ち、赤外発光ダイオード５から放射され
る赤外光は、図中上方から接眼レンズ１に入射しダイク
ロイックミラー１ａにより反射されアイポイントＥ近傍
に位置する観察者の眼球１７を照明する。又眼球１７で
反射した赤外光は、ダイクロイックミラー１ａで反射さ
れ受光レンズ４によって収斂しながら光電素子列６上に
像（プルキンエ像等）を形成する。又前記信号処理回路
９はマイクロコンピュータのソフトで実行される。

【００２４】注視点検出回路において検知された注視点
情報は、まず表示素子３と多点焦点検出装置８に伝送さ
れる。表示素子３においては観察者が注視した場所をカ
メラのファインダー内に表示し、注視点（焦点検出点）
の確認を行う役割を果たす。

【００２５】又、多点焦点検出装置８においては、後述
するフローに従って観察者が注視した点の注視被写体に
対して焦点調節が行なわれる。

【００２６】次に本発明の基本動作について図３のブロ
ック図を用いて説明する。

【００２７】図３において３５は視線検出ユニットであ
り、観察者の視線を検出している。３６は視線演算回路
を含むサブマイクロプロセッサーユニット（ＳＰＵ）で
あり、視線検出ユニット３５より視線情報を得ている。

【００２８】３４は測光演算回路、測距演算回路（焦点
検出回路）等を含むマイクロプロセッサーユニット（Ｍ
ＰＵ）であり、例えば測光センサー３２及び焦点検出ユ
ニット３０から各情報をインターフェース３１を介して
得ている。

【００２９】ＭＰＵ３４とＳＰＵ３６は必要に応じて信
号の相互の交換を行っている。３３はスイッチ手段であ
り、カメラの各種の撮影操作を行っている。即ちレリー
ズスイッチ（不図示）の第１スイッチ（ＳＷ１）の第１
信号と第２スイッチ（ＳＷ２）の第２信号をＭＰＵ３４
に入力している。

【００３０】次に本発明の各種の動作を図４〜図７のフ
ローチャートを用いて説明する。

【００３１】図４〜図６は主にＡＥ制御と焦点検出制御
を行うフローチャートを示し、図７は主に視線検出制御
を行うフローチャートを示している。

【００３２】まずカメラに基本的な動作の信号が入力さ
れ図３の各要素の回路に電源が供給されるとマイクロプ
ロセッサーユニット（ＭＰＵ）３４は図４のステップ１
０１から実行を開始していく。それと共にサブマイクロ
プロセッサーユニット（ＳＰＵ）３６は図７のステップ
２０１から実行を開始していく。このときマイクロプロ
セッサーユニット（ＭＰＵ）３４とサブマイクロプロセ
ッサーユニット（ＳＰＵ）３６はそれぞれ独立した制御
をすることになる。

【００３３】まず、マイクロプロセッサーユニット（Ｍ
ＰＵ）３４の制御について図４〜図６のフローチャート
を用いて説明する。図４のステップ１０１においてスイ
ッチ手段３３のレリーズボタンの第１段階押下によりオ
ンする第１スイッチＳＷ１の状態検知を行ない、オフな
らばオンされるまでステップ１０１を繰り返し実行す
る。第１スイッチＳＷ１がオンであればステップ１０２
へ移行する。

【００３４】ステップ１０２においてサブマイクロプロ
セッサーユニット（ＳＰＵ）３６へ視線検出を実行させ
るためのコマンドを出力し、視線検出を実行するようは
たらきかける。サブマイクロプロセッサーユニット（Ｓ
ＰＵ）３６の実行は後で説明する。

【００３５】次いでステップ１０３へ移行し、フラグＳ
ＥＬＡＦＮＧをクリアする。このフラグＳＥＬＡＦＮＧ
は選択された測距領域では所定の精度で測距することが
出来ない測距不能な状態であることを意味するフラグで
ある。次いでステップ１０４へ移行し、視線検出終了フ
ラグをクリアする。このフラグは視線検出が終了してＳ
ＰＵ３６から測距領域情報を入力していることを示すフ
ラグである。

【００３６】次いでステップ１０５へ移行し、サブルー
チン「ＡＥ制御」を実行する。このサブルーチン「ＡＥ
制御」では測光、スイッチ状態の検知や表示等の制御を
行なうものである。これらは本発明と直接関わりがない
ので詳しい説明は省略する。

【００３７】次いでステップ１０６において焦点検出を
行なうためにＡＦセンサー（焦点検出センサー）の蓄積
動作を開始する。次のステップ１０７では視線検出終了
フラグのチェックを行ない、フラグが１であればすでに
測距領域情報が入力されているのでステップ１１２へ移
行する。ステップ１０７でフラグが０であれば測距領域
情報がまだ入力されていないのでステップ１０８へ移行
し、ＳＰＵ３６の処理している視線検出が終了している
か否かの判定を行なう。視線検出が終了していなければ
ステップ１１２へ移行する。視線検出が終了していれば
ＳＰＵ３６から視線検出に基づく測距領域情報を入力す
ることになる。

【００３８】ステップ１０９では視線検出終了フラグを
１にして測距領域情報を入力したことを記憶する。次の
ステップ１１０ではＳＰＵ３６へ測距領域情報を通信す
るように要求する信号を出力する。次のステップ１１１
ではＳＰＵ３６から測距領域情報を入力する。

【００３９】次いで図５においてステップ１１２では複
数ある測距領域のうちのある測距領域のセンサーが蓄積
終了したか否かをチェックし、たった今蓄積終了したセ
ンサーがなければステップ１０７へ移行する。たった今
蓄積終了したセンサーがあれば次のステップ１１３へ移
行し、その測距領域の被写体の像信号を入力する。

【００４０】次いでステップ１１４において被写体の像
信号に基づいて公知の方法によりデフォーカス量を計算
する。デフォーカス量を求めるための過程の詳しい説明
はここでは省略する。次いでステップ１１５においては
視線検出終了フラグをチェックして、フラグが０であれ
ばステップ１１６へ、フラグが１であればステップ１１
７へ移行する。

【００４１】ステップ１１６ではすべての測距領域をデ
フォーカス計算が終了しているか否かの判定を行なう。
ステップ１１６でまだデフォーカス計算の終了していな
い測距領域があればステップ１０７へ移行し、すべての
測距領域のデフォーカス計算が終了していればステップ
１２０へ移行する。

【００４２】ステップ１１７において選択された測距領
域のデフォーカス計算が終了しているか否かの判定を行
ない終了していなければステップ１０７へ戻り、終了し
ていればステップ１１８へ移行する。

【００４３】ステップ１１８では選択された測距領域の
焦点状態を見て所定の精度で焦点検出が出来ないような
測距不能か否かの判定を行ない、測距不能でなければス
テップ１２０へ移行する。もし、測距不能である場合は
ステップ１１９へ移行し、撮影者の注視点より得られた
測距領域の隣接する測距領域に切り換える作業を行な
う。

【００４４】このことにより例えばカメラをホールディ
ングしている状態での手振れや撮影者の注視点の一瞬の
フラツキ等により撮影者の注視点が少し動いてしまった
場合でも安定した動作を行なうことができる。この後ス
テップ１０７へ戻る。

【００４５】ステップ１２０では視線検出終了フラグを
チェックして、０であればまだ測距領域情報を入力して
いないのでステップ１２１へ移行し、フラグが１であれ
ばすでに測距領域情報を入力しているのでステップ１２
４まで移行する。ステップ１２１ではＳＰＵ３６の処理
している視線検出処理が終了するまで待つ。視線検出処
理が終了すればステップ１２２へ移行し、ＳＰＵ３６へ
測距領域情報を通信す要求信号を出力する。

【００４６】次に図６においてステップ１２３において
はＳＰＵ３６より撮影者の注視点より得られた選択され
た測距領域情報を入力する。次いでステップ１２４にお
いて撮影者の注視点により得られた測距領域のデフォー
カス量が最終的に制御されるデフォーカス量と決定され
る。

【００４７】次のステップ１２５では撮影レンズが合焦
状態か否かを判定し、合焦状態であればステップ１２６
にて合焦表示を行ない、合焦状態でなければステップ１
２７に移行し、レンズ駆動を行なう。これらの処理が終
わると再びステップ１０１へ戻る。

【００４８】次にサブマイクロプロセッサーユニット
（ＳＰＵ）３６による制御の説明を図７のフローチャー
トを用いて説明する。

【００４９】図７のステップ２０１において、マイクロ
プロセッサーユニット（ＭＰＵ）３４より視線検出の実
行を開始するためのコマンドが入力されるまでステップ
２０１を繰り返し実行し、視線検出の実行を開始するた
めのコマンドが入力されるとステップ２０２へ移行し、
視線検出の制御を実行する。

【００５０】ステップ２０２では視線情報入力用のセン
サーの蓄積動作を開始させる。ステップ２０３では視線
情報入力用のセンサーの蓄積が終了するまで待ち続け
る。蓄積が終了するとステップ２０４へ移行し、視線情
報入力用のセンサーの読み出しを行なう。ステップ２０
５において視線情報入力用のセンサーの出力に基づいて
撮影者の注視点を求める作業を実行する。次のステップ
２０６において、撮影者の注視点に対応した測距領域を
決定する。

【００５１】ステップ２０７ではＭＰＵ３４に対して視
線検出が終了した信号を出力し、ステップ２０８におい
てＭＰＵ３４からの通信要求信号が来るまで待つ。ＭＰ
Ｕ３４からの通信要求信号が来ると、ステップ２０９で
撮影者の注視点により得られた測距領域情報をＭＰＵに
対して出力する。これらの処理が終わるとステップ２０
１へ戻る。

【００５２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、各々の検出動
作の周期を大きく遅延することなく、短い間隔で焦点検
出動作と視線検出動作の双方を行うことができ、焦点検
出手段の応答性を向上させることができる。請求項２の
発明によれば、視線に対応する領域が焦点検出不能であ
る場合であっても、焦点検出手段の応答性を低下させる
ことがない。請求項３の発明によれば、無駄な焦点検出
動作を行うことがない。

【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】 本発明の要部ブロック図

【図４】 本発明の動作を示すフローチャート

【図５】 本発明の動作を示すフローチャート

【図６】 本発明の動作を示すフローチャート

【図７】 本発明の動作を示すフローチャート

【符号の説明】

１ 接眼レンズ ４ 受光レンズ ５ 照明手段 ６ 光電素子列 ８ 焦点検出手段 ９ 演算手段 １１ 撮影レンズ ３０ 焦点検出ユニット ３２ 測光センサー ３３ スイッチ手段 ３４ マイクロプロセッサー ３５ 視線検出ユニット ３６ サブマイクロプロセッサー

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 視線を検出する視線検出手段と、複数の
   領域における合焦状態を検出するための焦点検出手段
   と、前記視線検出手段と前記焦点検出手段とが並列的に
   動作するように制御する制御手段とを有し、前記視線検
   出手段の視線検出動作が前記焦点検出手段の焦点検出動
   作よりも早く終了したときに、前記制御手段は、以降の
   焦点検出動作を前記視線検出手段にて得られた視線に対
   応する領域に限定するように前記焦点検出手段を制御す
   ることを特徴とする焦点検出手段と視線検出手段を有し
   たカメラ。
2. 【請求項２】 前記視線検出手段にて得られた視線に対
   応する領域が焦点検出不能である場合に、前記制御手段
   は、前記視線に対応する領域に隣接する領域の焦点検出
   動作を行うように前記焦点検出手段を制御することを特
   徴とする請求項１に記載の焦点検出手段と視線検出手段
   を有したカメラ。
3. 【請求項３】 前記焦点検出手段の焦点検出動作が前記
   視線検出手段の視線検出動作よりも早く終了したとき
   に、前記制御手段は、以降の焦点検出動作を視線検出動
   作が終わるまで行わないように前記焦点検出手段を制御
   することを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点検出
   手段と視線検出手段を有したカメラ。