JP3342213B2 - 視線検出装置及びカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学機器を使用する観
察者の視線（注視点）を検出する視線検出装置及び該視
線検出装置を具備したカメラの改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、撮影者が観察面上のどの位置
を観察しているかを検出する、いわゆる視線（視軸）を
検出する装置（例えばアイカメラ）が種々提供されてい
る。例えば特開平１−２７４７３６号公報においては、
光源からの平行光束を撮影者の眼球の前眼部へ投射し、
角膜からの反射光による角膜反射像と瞳孔の結像位置を
利用して注視点を求めている。また同公報において、視
線検出装置を一眼レフカメラに配設し、撮影者の視線
（注視点）情報を用いて撮影レンズの自動焦点調節を行
う例を開示している。

【０００３】図１４は、一眼レフカメラに配設された視
線検出光学系の概略図である。

【０００４】同図において、１１は接眼レンズで、撮影
者はこの接眼レンズ１１に目を近づけてファインダ内の
被写体を観察する。１３ａ，１３ｂは各々撮影者に対し
て不感の赤外光を放射する発光ダイオード等の光源（以
下、ＩＲＥＤと記す）である。撮影者の眼球で反射した
照明光の一部は受光レンズ１２によりイメージセンサ１
４に集光する。

【０００５】図１５は視線検出の原理を説明する為の図
である。

【０００６】 同図において、１５は撮影者の眼球、１
６は角膜、１７は虹彩、１９は瞳孔である。なお、図１
４に示した接眼レンズ１１は説明には不要であるため、
省略してある。

【０００７】以下、上記の各図を用いて視線の検出方法
について説明する。

【０００８】ＩＲＥＤ１３ｂより放射された赤外光は観
察者の眼球１５の角膜１６を照射する。このとき角膜１
６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１２により集光され、エ
リアセンサ１４上の位置ｄ´に結像する。同様にＩＥＲ
Ｄ１３ａにより放射された赤外光は、眼球１５の角膜１
６を照明する。このとき、角膜１６の表面で反射した赤
外光の一部により形成された角膜反射像ｅは受光レンズ
１２により集光され、エリアセンサ１４上の位置ｅ´に
結像する。

【０００９】又、虹彩１７の端部ａ，ｂからの光束は、
受光レンズ１２を介してエリアセンサ１４上の位置ａ
´，ｂ´に該端部ａ，ｂの像を結像する。このような瞳
孔と虹彩１７の境界が成す円（これを瞳孔円と称す）の
中心ｃのＸ座標をＸｃとしたとき、エリアセンサ１４上
でのＸ座標は不図示のＸｃ´となる。

【００１０】 図１６（Ａ）は上記エリアセンサ１４に
投影される眼球像の概略図であり、図１６（Ｂ）は上記
エリアセンサ１４の出力ラインからの出力信号の強度分
布を示す図である。

【００１１】図１６（Ａ）中の５０は眼球の白目の部
分、５１は瞳孔部、５２ａ，５２ｂは１対のＩＲＥＤの
角膜反射像を表している。この角膜反射像５２ａ，５２
ｂは「プルキンエ像」と呼ばれるものであり、以降「Ｐ
像」と記す。

【００１２】 また、Ｐ像ｄ及びｅの中点のｘ座標と角
膜１６の曲率中心ｏのｘ座標ｘｏとは略一致する。この
ためＰ像の発生位置ｄ，ｅのｘ座標をｘｄ，ｘｅ、角膜
１６の曲率中心ｏと瞳孔の中心ｃまでの標準的な距離を
Ｌ_OCとすると、眼球１５の光軸の回転角θｘは、 Ｌ_OC＊ｓｉｎθｘ≒（ｘｄ＋ｘｅ）／２−ｘｃ …………（１） の関係式を略満足する。このため、図１６（Ａ）に示し
た様に、イメージセンサ１４上に投影された眼球１５の
各特徴点（Ｐ像及び瞳孔の中心）の位置を検出すること
により、眼球１５の光軸の回転角θを求めることができ
る。

【００１３】 眼球１５の光軸の回転角は（１）式よ
り、 β＊Ｌ_OC＊ｓｉｎθｘ≒｛（ｘｐｏ−δｘ）−ｘｉｃ｝＊ｐｉｔｃｈ …………（２） β＊Ｌ_OC＊ｓｉｎθｙ≒｛（ｙｐｏ−δｙ）−ｙｉｃ｝＊ｐｉｔｃｈ …………（３） と求められる。

【００１４】ここで、θｘはｚ−ｘ平面内での眼球光軸
の回転角、θｙはｙ−ｚ平面内での眼球光軸の回転角で
ある。また、（ｘｐｏ，ｙｐｏ）はエリアセンサ１４上
の２個のＰ像の中点の座標、（ｘｉｃ，ｙｉｃ）はエリ
アセンサ１４上の瞳孔中心の座標である。ｐｉｔｃｈは
エリアセンサ１４の画素ピッチである。又、βは受光レ
ンズ１２に対する眼球１５の位置により決る結像倍率
で、実質的には２個のＰ像の間隔の関数として求められ
る。δｘ，δｙはＰ像の中点の座標を補正する補正項で
あり、撮影者の眼球を平行光ではなく発散光にて照明し
ていることにより生じる誤差を補正する補正項、及び、
δｙに関しては、撮影者の眼球を下まぶたの方から発散
光にて照明していることにより生じるオフセット成分を
補正する補正項も含まれている。

【００１５】撮影者の眼球光軸の回転角（θｘ，θｙ）
が算出されると、撮影者の観察面（ピント板）上の注視
点（ｘ，ｙ）は、カメラの姿勢が横位置の場合、 ｘ＝ｍ＊（θｘ＋△） ………………（４） ｙ＝ｍ＊θｙ ………………（５） と求められる。

【００１６】 ここで、ｘ方向はカメラの姿勢が横位置
の場合の撮影者に対して水平方向、ｙ方向はカメラの姿
勢が横位置の場合の撮影者に対して垂直方向を示してい
る。ｍは眼球１５の回転角からピント板上の座標に変換
する変換係数、△は眼球光軸と視軸（注視点）とのなす
角である。一般に眼球の回転角と観察者が実際に見てい
る視軸とは、観察者に対して水平方向に約５°ずれてお
り、垂直方向には殆どずれていない事が知られている。

【００１７】上記撮影者の視線（注視点）を求める演算
は、前記各式に基づいて視線検出装置内のマイコンにお
けるソフトで実行している。

【００１８】そして、カメラのファインダを覗く撮影者
の視線のピント板上の位置を算出し、その視線情報を撮
影レンズの焦点調節あるいはカメラの撮影モード設定な
どに利用している。

【００１９】実際に視線を求めるには、エリアセンサ上
の眼球像をマイコン等で処理して上述のＰ像，瞳孔円を
検出し、その位置情報に基づいて視線を算出する。

【００２０】具体的な手法としては、本願出願人によっ
て、特開平４−３４７１３１号公報などに開示されてい
る。

【００２１】同公報によれば、エリアセンサ全ての画素
の光電変換信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換を行い、逐次的
な処理によりＰ像と瞳孔円の座標を記憶してゆく。Ｐ像
の座標の求め方は簡単に説明すると、画素の輝度レベル
が所定のレベルよりも大きいと認識したときの座標で求
めている。また瞳孔円は、瞳孔と虹彩の境界の輝度差を
利用して抽出するが、このとき逐次処理でのその時点に
おける最低輝度値から、エッジ点としてふさわしいかど
うかを判定しているため、全画素を読み出して逐次処理
が終わった時点で、もう一度、全画素の最低輝度値から
エッジ点としてふさわしいかどうかを判定し、残ったエ
ッジ点より瞳孔のエッジ座標を最小２乗法を用いて円を
推定し、これを瞳孔円としている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】このように視線検出を
行う為には、エリアセンサの全画素のＡ／Ｄ変換を行
い、逐次的な処理により眼球の特徴点を抽出していく
為、その処理を素早く行う為にはマイコンの動作周波数
を最大にする必要がある。しかし、マイコンの動作周波
数を高くすれば高くする程消費電流は多くなり、カメラ
など電池による電源で駆動している機器においては、電
池の消耗が激しくなる。

【００２３】特に、図１７のファインダ例の様に、撮影
者がカメラのファインダを覗きながら、画面内を動き回
る被写体に対して、注視しているポイントで自動焦点調
節を行うモード等の時は、常にマイコンは視線検出動作
を行い続ける為、動作周波数は最大となり、消費電流も
多くなる。このモードの時は、たとえ撮影者がファイン
ダを覗くのを止めたとしても、またいつ覗き始めるか判
らないので、常時視線検出動作を行うこととなるので、
益々消費電流は多くなり、電池の消耗が激しくなるとい
う問題点があった。

【００２４】また、本願出願人より、撮影者の眼がカメ
ラのファインダに近づいた事を検知して、カメラの動作
を開始するという提案がなされているが、一旦カメラ動
作が始まってしまった後の、連続的に視線検出動作を行
う時の言及はなく、一度一連のカメラの動作が終わるま
では途中で眼を放されても、消費電流は最後まで多く、
電池の消耗が激しいという問題点があった。

【００２５】（発明の目的）本発明の目的は、観察者が
接眼部を覗いている時だけ最後まで視線検出動作を行
い、覗いていない場合は早い段階で視線検出動作を中止
し、消費電力の削減と視線検出動作の簡略化による一連
の動作のスピードアップを図ることのできる視線検出装
置及びカメラを提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、請求項１記載の本発明は、接眼部より覗いた観察
者の眼球を照明する照明手段と、複数の画素を有し、照
明された観察者の眼球像を受光する受光手段と、該受光
手段の出力信号を読出し処理する信号読出処理手段と、
該信号読出処理手段の出力信号より眼球像に関する特徴
点を抽出する特徴点抽出手段とを備え、前記特徴点より
観察者の視線を検出する視線検出装置において、複数の
ブロックに分割された前記受光手段の各ブロックにおけ
る複数の画素の出力信号の最大値を蓄積するコンデンサ
と、前記各ブロックにおける前記コンデンサの出力信号
を基に、前記信号読出処理手段による読出し処理を行う
か否かを判別する判別手段とを有することを特徴とする
ものである。また、上記目的を達成するために、請求項
４記載の本発明は、接眼部より覗いた観察者の眼球を照
明する照明手段と、複数の画素を有し、照明された観察
者の眼球像を受光する受光手段と、該受光手段の出力を
読み出し、Ａ／Ｄ変換する第１の信号読出処理手段と、
該第１の信号読出処理手段の出力信号より眼球像に関す
る特徴点を抽出する特徴点抽出手段とを備え、前記特徴
点より観察者の視線を検出する視線検出装置において、
前記受光手段の複数の画素の出力を順に読み出し、該読
み出した出力をアナログ処理にて参照電位と比較する第
２の信号読出処理手段と、該第２の信号読出処理手段の
比較結果を基に、前記第１の信号読出処理手段による読
出し処理を行うか否かを判別する判別手段とを有するこ
とを特徴とするものである。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００２８】 図１は本発明の第１の実施例における視
線検出装置を一眼レフカメラに適用した場合の要部を示
す構成図であり、図３は図１の一眼レフカメラのファイ
ンダ視野を示す図である。

【００２９】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
と撮影状態に応じた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はシャッタで
ある。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。

【００３０】 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
６ｃ，２次結像レンズ６ｄ，絞り６ｅ，後述する複数の
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、図３に示すようにファインダ視野内（観察画面
内）２１３の複数の領域（３箇所の測距点マーク２００
〜２０２）を焦点検出可能なように構成されている。

【００３１】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用のペンタプリズ
ムである。９，１０は観察画面内の被写体輝度を測定す
る為の結像レンズと測光センサで、結像レンズ９はペン
タプリズム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。

【００３２】１１は前記ペンタプリズム８の射出面後方
に配置され、撮影者の眼１５によるピント板７の観察に
使用される接眼レンズであり、該接眼レンズ１１には例
えば可視光を透過し赤外光を反射するダイクロイックミ
ラーより成る光分割器１１ａが具備されている。１２は
受光レンズ、１４はＣＣＤ等の光電素子列を２次元的に
配したエリアセンサで、受光レンズ１２に関して所定の
位置にある撮影者の眼１５の虹彩近傍と共役になるよう
に配置されている。エリアセンサ１４の詳しい回路構成
については後述する。

【００３３】１３（１３ａ〜１３ｄ＝ＩＲＥＤ１〜ＩＲ
ＥＤ４）は各々撮影者の眼球１５の照明光源であるとこ
ろのＩＲＥＤ（赤外発光ダイオード）である。

【００３４】 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イ７ａで垂直方向に曲げら
れ、ペンタダハプリズム８，接眼レンズ１１を通って撮
影者の眼１５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イ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（各々をＬＥＤ−Ｌ１，ＬＥＤ−Ｌ２，ＬＥ
Ｄ−Ｃ，ＬＥＤ−Ｒ１，ＬＥＤ−Ｒ２とする）によって
照明する。これによって、図３に示したファインダ視野
から判かるように、各々の測距点マーク２００，２０
１，２０２がファインダ視野内２１３で光り、焦点検出
領域（測距点）を表示させている（以下、これをスーパ
ーインポーズ表示という）。

【００３５】２３はファインダ視野領域を形成する視野
マスク、２４はファインダ視野外に撮影情報を表示する
ためのファインダ内ＬＣＤで、照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥ
Ｄ）２５によって照明されている。ファインダ内ＬＣＤ
２４を透過した光は三角プリズム２６によってファイン
ダ内に導かれ、図３のファインダ視野外２０７に表示さ
れ、撮影者は該撮影情報を観察している。

【００３６】 ３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３
２は後述の絞り駆動回路１１４を含む絞り駆動装置、３
３はレンズ駆動用モータ、３４は駆動ギヤ等からなるレ
ンズ駆動部材である。３５はフォトカプラであり、レン
ズ駆動部材３４に連動するパルス板３６の回転を検知し
てレンズ焦点調節回路１１３に伝えている。レンズ焦点
調節回路１１３は、この情報と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３３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。

【００３７】 図２は上記構成における一眼レフカメラ
の電気的構成を示すブロック図であり、図１と同じ部分
は同一の番号をつけている。

【００３８】カメラ本体に内蔵されたカメラ制御手段で
あるところのマイコンの中央処理装置（以下、ＭＰＵと
記す）１００は、発振器１０１で作られるクロックをも
とに内部の動作が行われる。

【００３９】 １００ａはクロック制御回路で、前記発
振器１０１で作られた源発振周波数をＭＰＵ１００内の
信号により、「分周しない」，「１／２に分周する」，
「１／１６に分周する」などしてＭＰＵ１００の動作周
波数を決める。ＥＥＰＲＯＭ１００ｂはフィルムカウン
タやその他の撮影情報を記憶可能なメモリである。Ａ／
Ｄ変換器１００ｃは、後述するように視線検出回路１０
４，焦点検出回路１０５，多分割測光センサ１０６から
のアナログ信号をＡ／Ｄ変換する。

【００４０】 ＭＰＵ１００には、ＬＥＤ駆動回路１０
２，ＩＲＥＤ駆動回路１０３，視線検出回路１０４，焦
点検出回路１０５，測光回路１０６，シャッタ制御回路
１０７，モータ制御回路１０８，フィルム走行検知回路
１０９，スイッチセンス回路１１０、及び、液晶表示回
路１１１が接続されている。また、撮影レンズ内に配置
されたレンズ制御回路１１２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なされる。

【００４１】 上記ＬＥＤ駆動回路１０２は、ＭＰＵ１
００からの信号に従って、スーパーインポーズ用ＬＥＤ
２１を点灯させている。また、上記ＩＲＥＤ駆動回路１
０３は、ＭＰＵ１００からの信号に従って、ＩＲＥＤ１
３を点灯させている。

【００４２】前記視線検出回路１０４は、エリアセンサ
１４の蓄積動作と読出し動作をＭＰＵ１００からの信号
に従って行い、各画素の画素出力アナログ信号をＭＰＵ
１００に対して送る。なお、視線検出回路１０４の詳細
は後述する。ＭＰＵ１００はこのアナログ信号をＡ／Ｄ
変換器１００ｃによりＡ／Ｄ変換し、それぞれの画素情
報により、後述するように視線検出に必要な眼球像の各
特徴点を所定のアルゴリズムに従って抽出し、さらに各
特徴点の位置から撮影者の眼球の回転角を算出する。

【００４３】本実施例が適用された一眼レフレックスカ
メラでは、これにより撮影者のファインダ上の視線（注
視点）を演算抽出し、３つの測距点２００〜２０２のう
ちから一つを選択し、その測距点で自動焦点検出を行っ
ている。

【００４４】１１５はＭＰＵ１００からの信号により視
線検出回路１０４に電源を供給するレギュレータであ
り、視線検出動作を行うときだけ、電源を供給するよう
に制御される。

【００４５】ラインセンサ６ｆは、前述の様に画面内の
３つの測距点２００〜２０２に対応した３組のラインセ
ンサＬｉｎｅ−Ｌ、Ｌｉｎｅ−Ｃ、Ｌｉｎｅ−Ｒから構
成される公知のＣＣＤラインセンサである。焦点検出回
路１０５は、ＭＰＵ１００の信号に従い、これらライン
センサ６ｆの蓄積制御と読出し制御を行って、それぞれ
の画素情報をＭＰＵ１００に出力する。

【００４６】ＭＰＵ１００はこの情報をＡ／Ｄ変換し、
周知の位相差検出法による焦点検出を行い、レンズ制御
回路１１２と信号のやりとり行うことにより、レンズの
焦点調節を行う。

【００４７】 前記測光回路１０６は、画面内の各エリ
アの輝度信号として、測光センサ１０からの出力をＭＰ
Ｕ１００に出力する。ＭＰＵ１００は輝度信号をＡ／Ｄ
変換し、撮影の露出の調節を行う。

【００４８】前記シャッタ制御回路１０７は、ＭＰＵ１
００からの信号に従って、シャッタ先幕（ＭＧ−１）及
びシャッタ後幕（ＭＧ−２）を走行させ、露出動作を担
っている。

【００４９】前記モータ制御回路１０８は、ＭＰＵ１０
０からの信号に従って、モータを制御することにより、
主ミラー２のアップ・ダウン及びシャッタのチャージ、
さらにはフィルムの給送を行っている。

【００５０】前記フィルム走行検知回路１０９は、フィ
ルム給送時にフィルムが１駒分巻上げられたか否かを検
知し、ＭＰＵ１００に信号を送る。

【００５１】 ＳＷ１は不図示のレリーズ釦の第１スト
ロークでＯＮし、測光，ＡＦ，視線検出動作を開始する
スイッチとなる。ＳＷ２はレリーズ釦の第２ストローク
でＯＮし、露光動作を開始するスイッチとなる。これら
スイッチＳＷ１，ＳＷ２及びその他不図示のカメラの操
作部材からの信号は、スイッチセンス回路１１０が検知
し、ＭＰＵ１００に送っている。

【００５２】前記液晶表示回路１１１は、ＭＰＵ１００
からの信号に従って、ファインダ内ＬＣＤ２４と不図示
のモニタ用ＬＣＤ４２の表示を制御している。

【００５３】 前記レンズ制御回路１１２は、レンズマ
ウント接点３７を介してＭＰＵ１００と通信し、レンズ
焦点調節回路１１３及び絞り駆動回路１１４を動作さ
せ、レンズの焦点調節と絞りを制御している。

【００５４】次に、図４を用いて視線検出回路１０４の
詳細回路、そしてその動作を説明する。

【００５５】エリアセンサは横方向に１５０画素、縦方
向に１００画素サイズを想定しているが、回路を簡単に
説明するために、図４では横方向に４画素、縦方向に４
画素サイズとして示している。また、センサの各画素出
力を読出す他に、横１ラインを１ブロックとして、その
１ブロックの画素出力最大値（ピーク出力）を読出す機
能、及び、アナログ処理により特徴点を検出する機能を
有している。

【００５６】２０３は一つの光電変換素子を示し、その
ベースに光電荷を蓄積するダブルエミッタを有するバイ
ポーラトランジスタから成る。第１のエミッタは出力線
２０１に、第２のエミッタは出力線２０２に、それぞれ
接続される。２０４はバイポーラトランジスタ２０３の
ベース電位を制御するためのコンデンサ、２０５は上記
ベースをリセットするためのＰ型ＭＯＳトランジスタ、
２０６は垂直出力線２０１を接地するためのＭＯＳトラ
ンジスタ、２０７は前記ＭＯＳトランジスタ２０６のゲ
ートにパルスを印加するための端子である。２０８はコ
ンデンサ２０４を通してバイポーラトランジスタ２０３
のベース電位を制御し、画素のリセット読出しを行うた
めの水平駆動線、２０９は後述の垂直シフトレジスタ２
３２の出力がゲートに印加されるとＯＮして駆動する画
素行を選択するパッファＭＯＳトランジスタ、２１０は
画素の駆動パルスを印加するための端子である。

【００５７】２１１は左端及び右端のＰＭＯＳトランジ
スタ２０５のドレインに接続する配線、２１２はその出
力が配線２１１に接続するエミッタフォロワ、２１３は
エミッタフォロワ２１２のベース電位を制御するための
ＭＯＳトランジスタ、２１４は前記ＭＯＳトランジスタ
２１３のドレイン端子に接続する電源端子、２１５はＭ
ＯＳ２１３のゲートにパルスを印加するための端子であ
る。

【００５８】２１６はそのドレインが正電位に固定され
ているＰ型ＭＯＳトランジスタ、２１７は２１６のゲー
トにパルスを印加するための端子である。

【００５９】 Ｃ１１，Ｃ２１，…，Ｃ１４，Ｃ２４
は、垂直出力線２０１を通して出力される画素出力電位
を蓄積するためのコンデンサ、Ｍ１１，Ｍ２１，…，Ｍ
１４，Ｍ２４は出力線２０１とコンデンサＣ１１，Ｃ２
１，…Ｃ１４，Ｃ２４とをスイッチするためのＭＯＳト
ランジスタである。２３４，２３５は、Ｍ１１，Ｍ２
１，…，Ｍ１４，Ｍ２４のゲートにパルスを印加するた
めの端子、２２１は水平出力線、Ｃ２はそこの寄生コン
デンサである。

【００６０】Ｍ４１，…，Ｍ４４は、水平シフトレジス
タ出力によって選択されるとコンデンサＣ１１，Ｃ２
１，…Ｃ１４，Ｃ２４と水平出力線２２１とを導通させ
るスイッチＭＯＳトランジスタである。Ｍ５は水平出力
線２２１を接地するためのＭＯＳトランジスタ、２２２
はＭ５のゲートにパルスを印加するための端子、２２３
はグランドレベル、２２４は出力線２２１の電位を入力
するアンプ、２２０はその出力である。

【００６１】 ２２５は出力線２０２を通して出力させ
る画素出力電位を蓄えるためのコンデンサ、２２６は出
力線２０２とコンデンサ２２５とをスイッチするための
ＭＯＳトランジスタ、２２７は２２６のゲートにパルス
を印加するための端子、２２８はコンデンサ２２５の電
位が導通される出力線、２２９は２２８の出力端子であ
る。２３０は垂直シフトレジスタ２３３の出力によって
選択され、コンデンサ２２５と出力線２２８とを順次導
通するスイッチＭＯＳトランジスタである。

【００６２】２３２は垂直シフトレジスタ、２３８はそ
れを駆動するパルスを印加するための端子、２３３は垂
直シフトレジスタ、２３９はそれを駆動するパルスを印
加するための端子、２３１は水平シフトレジスタ、２３
７はそれを駆動するパルスを印加するための端子であ
る。

【００６３】 Ｍ３１，…，Ｍ３６は、コンデンサＣ１
１，Ｃ２１，…，Ｃ１４，Ｃ２４をブロック毎に直結す
るＭＯＳトランジスタであり、２３６はそのＭＯＳトラ
ンジスタのゲートにパルスを印加するための端子であ
る。

【００６４】２４１はアンプ２２４の出力を参照電位Ｖ
ref1と比較するコンパレータであり、該コンパレータ２
４１の出力は、出力端子２４２より出力される。

【００６５】Ｍ６はＭＯＳトランジスタであり、コンパ
レータ２４３の入力を、該ＭＯＳトランジスタＭ６のゲ
ートに入力するパルス信号２４０によって、アンプ２２
４の出力にクランプする為のものである。パルス信号２
４０が印加し終った後は、コンデンサＣ３によってクラ
ンプ時のアンプ２２４の出力電位とクランプ後のアンプ
２２４の出力電位の差電位が、コンパレータ２４３に入
力される。この差電位は参照電圧Ｖref2と比較され、比
較結果は２４４より出力される。

【００６６】次に、図５〜図９を用いて、本発明を実施
した一眼レフカメラの動作について説明する。

【００６７】図５において、カメラの動作が開始する
と、ステップ（＃０１）において、ＭＰＵ１００はまず
レリーズ釦の第１ストロークでＯＮするスイッチＳＷ１
の状態を検出する。この結果、スイッチＳＷ１がＯＮで
あれば、ステップ（＃０２）により、ＭＰＵ１００の動
作周波数を１／１にし、ステップ（＃０３）にて、視線
検出回路１０４に「視線検出」のサブルーチンをコール
する。このとき動作周波数が１／１なので、消費電流は
最大となる。

【００６８】ここで、図７において「視線検出」のサブ
ルーチンを説明する。

【００６９】視線検出動作を開始すると、ステップ（＃
０００）を経て、ステップ（＃００１）のデータの初期
化を実行する。変数ＥＤＧＣＮＴは、虹彩と瞳孔の境界
をエッジとして抽出した個数をカントする変数である。
変数ＩＰ１，ＩＰ２，ＪＰ１，ＪＰ２はＩＲＥＤ１３ａ
〜１３ｄの角膜反射像（Ｐ像）の位置を表す変数であ
り、横方向（Ｘ軸）の範囲ＩＰ１〜ＩＰ２、縦方向（Ｙ
軸）の範囲ＪＰ１〜ＪＰ２で囲まれる眼球反射像の領域
内に、２個のＰ像が存在する。

【００７０】今、エリアセンサ１４の画素数は横方向に
１５０画素、縦方向に１００画素のサイズを想定してお
り、ＩＰ１，ＩＰ２，ＪＰ１，ＪＰ２は全体の丁度真中
の位置（７５，５０）を初期値として格納しておく。

【００７１】データの初期化の次はステップ（＃００
２）へ移行する。

【００７２】ステップ（＃００２）では、撮影者の眼を
照明するＩＲＥＤ１３を点灯させ、エリアセンサ１４の
蓄積動作を行う。

【００７３】図１０，１１は、エリアセンサ１４を含む
視線検出回路１０４の動作をタイミングチャートで示し
たものであり、以下、ステップ（＃００２）のエリアセ
ンサ１４の蓄積動作を図１０によって説明する。

【００７４】《ベースクランプ》最初にφＰ（２１５）
がＬｏｗとして、エミッタフォロワ２１２の出力電位を
正とする。この時、ＰＭＯＳトランジスタ２０５のゲー
トに接続する駆動線２０８の電位はＬｏｗであり、ＰＭ
ＯＳトランジスタ２０５がＯＮして、全画素におけるバ
イポーラトランジスタ２０３のベース電位がエミッタフ
ォロワ２１２の出力電位と同電位になる。

【００７５】 《順次リセット》 φＰ（２１５）をＨ
ｉｇｈとして、エミッタフォロワ２１２の出力をＧＮＤ
（接地）とした後、φＶＣ（２０７）をＨｉｇｈとし
て、垂直出力線２０１を接地し、各画素のバイポーラト
ランジスタ２０３に第１エミッタのエミッタ電流を流す
ことにより、そのベース電位を下げる。さらに垂直シフ
トレジスタ２３２をφＶ１（２３８）による駆動パルス
で起動し、１行毎にφＲ（２１０）からのパルスを水平
駆動線２０８に印加する。駆動線２０８がＨｉｇｈとな
った行の各画素のベース電位はコンデンサ２０４のコン
デンサ結合によって一旦上昇するが、再び第１エミッタ
のエミッタ電流が流れることでベース電位が下がり、２
０８の電位がＬｏｗとなると、上記コンデンサ結合によ
ってベース電位は負に振られ、第１エミッタベース間は
逆バイアス状態となる。

【００７６】《蓄積》この逆バイアス状態になった時点
で、ＩＲＥＤ１３は点灯され、撮影者の眼球像がエリア
センサ１４上に投影され、各画素に入射光により発生し
た電荷が各画素のベースに蓄積され、蓄積電荷量に応じ
てベース電位が上昇する。そして所定時間の蓄積時間後
に、ＩＲＥＤ１３は消灯され、蓄積は終了する。

【００７７】再び図７に戻り、ステップ（＃００２）の
センサ蓄積が終了すると、ステップ（＃００３）のプリ
読出しに進む。

【００７８】このプリ読出しの部分が本実施例のポイン
ト部分であり、以下、２つの実施例で説明する。

【００７９】図１０の視線検出回路１０４の動作をタイ
ミングチャートにより、本発明の第１の実施例における
プリ読出し動作を説明する。

【００８０】 φＲＣ（２１７）をＬｏｗとして、ＰＭ
ＯＳトランジスタ２１６をＯＮし、全ラインの水平駆動
線２０８の電位をＨｉｇｈとする。この時各画素のベー
ス電位は前記コンデンサ結合により持上げられて、エミ
ッタ・ベース電位が順バイアス状態になり、各行におけ
る最大出力画素の出力値が出力線２０２に現れ、その出
力線２０２の電位がφＶＴ（２２７）によりＭＯＳトラ
ンジスタ２２６を通して、各蓄積コンデンサ２２５に蓄
積される。

【００８１】次に、垂直シフトレジスタ２３３をφＶ２
（２３９）により起動させ、コンデンサ２２５の電位を
出力端子２２９から順次出力される。この信号はＭＰＵ
１００の内蔵Ａ／Ｄ変換器１００ｃによりそれぞれＡ／
Ｄ変換され、ＭＰＵ１００はＡ／Ｄ変換したそれぞれの
水平ラインにおける最大出力画素の出力値を所定の判定
レベルと比較する。

【００８２】図７に戻り、ステップ（＃００４）では、
前記Ａ／Ｄ変換値が１つでも所定のレベルを越えていれ
ば、エリアセンサ１４上に撮影者の眼球像によるＰ像が
あると判別して、ステップ（＃００９）以下に進む。

【００８３】もし、前記Ａ／Ｄ変換値の中に所定のレベ
ルを越えるものがなければ、エリアセンサ１４上には、
撮影者の眼球像が無く、つまるところ撮影者がファイン
ダを覗いていないと判断し、ステップ（＃０１８）に進
み、視線検出の動作を終らせる。

【００８４】ステップ（＃００９）では、ループ変数Ｊ
を０から９９までカウントアップしながら、枠内の処理
を実行する、いわゆる「ループ処理」を表している。

【００８５】ステップ（＃０１０）では、ｙ座標が０か
ら９９までにないときはステップ（＃００９）のループ
処理が終ったことを示し、ステップ（＃０１５）に進
む。

【００８６】ｙ座標が０から９９までにあるときは、ス
テップ（＃０１１）に進み、エリアセンサ１４の横方向
（Ｘ軸）の１ラインの光電変換信号の読み込みを行う。

【００８７】図１０において、読込み動作（本読出し）
を、この図に示すタイミングチャートで説明する。

【００８８】垂直シフトレジスタ２３２をφＶ１（２３
８）による駆動パルスで起動し、１ライン目の水平駆動
線２０８（Ｖ１）が、φＲ（２１０）からのパルスによ
りＨｉｇｈとなり、同時にφＴ１（２３４）により、１
ライン目の各画素出力はＭ１１，…，Ｍ１４を通して、
コンデンサＣ１１，…，Ｃ１４に蓄えられる。水平シフ
トレジスタ２３１をφＨ（２３７）による駆動パルスで
起動し、コンデンサＣ１１，…Ｃ１４に蓄えられた、１
行目の各画素出力はアンプ２２４を介して２２０よりＭ
ＰＵ１００に読出される。

【００８９】１行目の処理が終ると、次にφ１（２３
８）による駆動パルスで、２行目の水平駆動線２０８
（Ｖ２）がＨｉｇｈとなり、以下同様な動作で２行目の
各画素出力がＭＰＵ１００に読出される。３行目４行目
も同様である。

【００９０】１ラインの読込みはサブルーチン形式とな
っており、図８にサブルーチン「１ラインの読込み」の
フローチャートを示す。

【００９１】図８において、このサブルーチン「１ライ
ン読込み」がコールされると、ステップ（＃１００）を
経て、次のステップ（＃１０１）を実行する。ステップ
（＃１０１）とその枠内のステップ（＃１０２）は、前
述したステップ（＃００６）と同様のループ処理を表し
ており、ステップ（＃１０１）では、変数Ｋを０から３
へカウントアップさせながら、そしてステップ（＃１０
２）では、変数Ｉを０から１４９までカウントアップさ
せながら、それぞれの枠内の処理を実行してゆく。従っ
て、ステップ（＃１０１）とステップ（＃１０２）は、
変数Ｋと変数Ｉの、いわゆる「入れ子」となったループ
処理を表している。

【００９２】ステップ（＃１０２）のループ処理内のス
テップ（＃１０３）では、配列変数ＩＭ（Ｉ，Ｋ）の再
格納作業を行っている。

【００９３】 本実施例では、ＭＰＵ１００が信号処理
を行っているわけであるが、一般にマイコンの内蔵ＲＡ
Ｍ（ランダム・アクセス・メモリ）の記憶容量は、エリ
アセンサの全画素情報を一度に記憶できる程大きくはな
い。そこで、本実施例では、エリアセンサから出力され
る像信号を逐次読み出しながら、横方向（ｘ軸）５ライ
ン分に相当する最新の像信号のみをマイコンの内蔵ＲＡ
Ｍに記憶させ、１ラインの読込み毎に視線検出のための
処理を実行するようにしている。

【００９４】 ステップ（＃１０１）からステップ（＃
１０３）の２重ループ処理で実行している内容は、新た
な１ライン分の像信号を読み込むために、記憶している
過去５ライン分の像信号データを更新する作業である。
即ち、配列変数ＩＭ（Ｉ，Ｋ）の内、ＩＭ（Ｉ，０）
［Ｉ＝０〜１４９］が最も過去の、またＩＭ（Ｉ，４）
［Ｉ＝０〜１４９］が最も最近の１ラインの像データを
表しており、次のようにデータを更新して新たな１ライ
ン分の像信号をＩＭ（Ｉ，４）［Ｉ＝０〜１４９］に格
納できるように準備する。

【００９５】 ＩＭ（Ｉ，０）←ＩＭ（Ｉ，１） ＩＭ（Ｉ，１）←ＩＭ（Ｉ，２） ＩＭ（Ｉ，２）←ＩＭ（Ｉ，３） ＩＭ（Ｉ，３）←ＩＭ（Ｉ，４）［Ｉ＝０〜１４９］ さて、ステップ（＃１０１）〜ステップ（＃１０３）の
データ更新のためのループ処理が終了すると、次のステ
ップ（＃１０４）のループ処理を実行する。

【００９６】ステップ（＃１０４）のループ処理では、
エリアセンサの横方向（ｘ軸）の１ライン分（１５０画
素）の像信号を出力させながら、制限領域内のみＡ／Ｄ
変換しながらＲＡＭに格納し、また像信号の最小値を検
出している。

【００９７】ステップ（＃１０５）で、Ｉの値（ｘ座
標）が０〜１４９の間にないときは、ステップ（＃１０
４）のループ処理を終える。

【００９８】 変数Ｉの値が０〜１４９の間のあるとき
は、ステップ（＃１０６）に進み、ＭＰＵ１００は、像
信号のＡ／Ｄ変換された値ＡＤＣを一時的にＥＹＥＤＴ
に格納する。

【００９９】 そして、次のステップ（＃１０７）に
て、ＥＹＥＤＴの値を配列変数ＩＭ（Ｉ，４）に格納す
る。変数Ｉは外側のループ処理ステップ（＃１０４）に
て０から１４９までカウントアップされる。

【０１００】 ステップ（＃１０８）と（＃１０９）
は、像信号の最小値を検出する処理である。変数ＥＹＥ
ＭＩＮは像信号の最小値を保持する変数であり、ステッ
プ（＃１０８）において、ＥＹＥＭＩＮよりＥＹＥＤＴ
の方が小さければ、ステップ（＃１０９）へ分岐し、Ｅ
ＹＥＭＩＮをこの小さなＥＹＥＤＴの値で更新する。

【０１０１】ステップ（＃１０４）〜（＃１０９）のル
ープ処理が終了し、新たな１ライン分の像信号の格納
と、最小値の検出が終わると、次のステップ（＃１１
０）でサブルーチン「１ラインの読込み」をリターンす
る。

【０１０２】図７のフローチャートに戻って、ステップ
（＃０１１）のサブルーチン「１ラインの読込み」が完
了すると、次のステップ（＃０１２）へ移行し、外側の
ループ処理ステップ（＃００９）のループ変数Ｊが５以
上か否か調べる。

【０１０３】ループ変数Ｊはエリアセンサの縦方向（ｙ
軸）の画素ラインを表しており、本実施では、エリアセ
ンサの画素数を「１５０×１００」としているので、Ｊ
は０から９９までカウントアップされる。

【０１０４】ステップ（＃０１２）にてループ変数Ｊが
５以上の場合にはステップ（＃０１３）へ分岐する。こ
れは、読み込んだ像信号のライン数が５以上になると、
エリアセンサの縦方向（ｙ軸）の処理が出来るようにな
るからである。

【０１０５】分岐した先のステップ（＃０１３）では、
サブルーチン「Ｐ像の検出」を実行する。

【０１０６】サブルーチン「Ｐ像の検出」は、前述した
Ｐ像の位置を検出するための処理であり、エリアセンサ
の横方向（ｘ軸）の１ラインの読み込み毎に実行する。
そのフローチャートを図９に示す。

【０１０７】図９において、サブルーチン「Ｐ像の検
出」がコールされると、ステップ（＃２００）を経てス
テップ（＃２０１）のループ処理を実行する。

【０１０８】ループ処理を０〜１４９で行うことにな
る。ループ処理では、像データ〔配列変数ＩＭ（Ｉ，
Ｋ）に記憶〕中のＰ像の位置を検索し、もし見つかれ
ば、エリアセンサ上でのその位置を記憶する。本実施例
ではＰ像は２個発生するので、記憶する位置情報も２個
となる。

【０１０９】ループ内の最初のステップ（＃２０２）で
は、所定位置の像データがＰ像としての条件を満足する
か否かを判定する。条件としては、次の様なものであ
る。

【０１１０】ステップ（＃２０２）の「Ｐ像条件」 ＩＭ（Ｉ，２）＞Ｃ１ かつＩＭ（Ｉ，１）＞Ｃ２ かつＩＭ（Ｉ，３）＞Ｃ２ かつＩＭ（Ｉ−１，２）＞Ｃ２ かつＩＭ（Ｉ＋１，２）＞Ｃ２ 但し、Ｃ１，Ｃ２はしきい値定数で、「Ｃ１≧Ｃ２」な
る関係がある。

【０１１１】 上記条件は、Ｐ像が図１６で説明したよ
うに、スポット像のようなものであることに注目し、横
／縦方向（ｘ／ｙ軸）の両方向に定義したものである。
この条件が満足されたとき、位置（Ｉ，２）にＰ像が存
在するものと見なす。

【０１１２】 前述したように配列変数ＩＭ（Ｉ，Ｋ）
はエリアセンサの横方向（ｘ軸）の１ライン読み込み毎
に更新しており、縦方向（ｙ軸）位置ＪラインはＩＭ
（Ｉ，４）［Ｉ＝０〜１４９］に格納されている。従っ
て、変数ＩＭに対するアドレス（Ｉ，２）はエリアセン
サ上では位置（Ｉ，Ｊ−２）となる。

【０１１３】ステップ（＃２０２）にて、Ｐ像の条件を
満足する像データがあった場合、ステップ（＃２０３）
以降へ分岐し、ない場合には外側のループ変数Ｉがカウ
ントアップされる。

【０１１４】ステップ（＃２０３）以降は、２個のＰ像
の存在範囲（ｘ軸方向の範囲［ＩＰ１〜ＩＰ２］、ｙ軸
方向の範囲［ＪＰ１〜ＪＰ２］）を決定する処理であ
る。

【０１１５】先ず、ステップ（＃２０３）では、エリア
センサの横方向（ｘ軸）の位置を表す変数Ｉと変数ＩＰ
１を比較し、「Ｉ＜ＩＰ１」ならばステップ（＃２０
４）へ分岐する。即ち、Ｐ像の存在範囲のうち、横方向
の左方にあるＰ像位置ＩＰ１の位置よりも、変数Ｉの位
置の方が左にあれば、ＩＰ１を書換えようとするもので
ある。

【０１１６】ステップ（＃２０４）では、変数ＩＰ１に
変数Ｉの値を格納し、そのときの縦方向の位置（Ｊ−
２）を変数ＪＰ１に格納する。

【０１１７】ステップ（＃２０５），ステップ（＃２０
６）では、Ｐ像存在範囲のうち、横方向の右方にあるＰ
像位置ＩＰ２と、その縦方向位置を表すＪＰ２の更新の
判定を行う。

【０１１８】以上のようにして、ステップ（＃２０１）
のループ処理で、横方向（ｘ軸）の位置Ｉが０から１４
９までの１ラインの処理が終了すると、次のステップ
（＃２０７）へ移行する。

【０１１９】 ステップ（＃２０７）では、像の処理で
参照する変数ＸＰ１，ＸＰ２、ＹＰ１，ＹＰ２を図中の
式の如く計算する。

【０１２０】これらの変数の意味は、瞳孔中心を検出す
る際に、Ｐ像位置周辺に発生する為の瞳孔エッジ情報を
排除するために使用するものである。

【０１２１】ステップ（＃２０７）の処理が終了する
と、次のステップ（＃２０８）でサブルーチン「Ｐ像の
検出」をリターンする。

【０１２２】再び図７のフローチャートに戻る。

【０１２３】ステップ（＃０１３）のサブルーチン「Ｐ
像の検出」が完了すると、次のステップ（＃０１４）で
サブルーチン「瞳孔エッジの検出」を実行する。

【０１２４】このサブルーチン「瞳孔エッジの検出」は
眼球反射像中の瞳孔エッジ（虹彩と瞳孔の境界）の位置
の検出を行うものである。

【０１２５】瞳孔エッジは所定のアルゴリズムで検出さ
れるが、本実施例の主旨とは直接関係ないので、ここで
は省略する。

【０１２６】ステップ（＃０１４）のサブルーチン「瞳
孔エッジの検出」が完了すると、外側のループ処理ステ
ップ（＃００９）のループ変数Ｊ（エリアセンサの縦方
向、Ｙ軸の座標を表す）がカウントアップされ、Ｊが９
９になるまで、再びステップ（＃０１０）以降の処理が
実行される。

【０１２７】ループ変数Ｊが９９となり、エリアセンサ
の全画素の読み込みと処理が終了すると、ステップ（＃
００９）から、ステップ（＃０１５）に移行する。

【０１２８】ステップ（＃０１５）では、サブルーチン
「瞳孔指定範囲の設定」を行う。これはステップ（＃０
１４）でのサブルーチン「瞳孔エッジの検出」にて検出
された複数の瞳孔エッジ点には実際に瞳孔円（虹彩と瞳
孔の境界が形成する円）を表しているエッジ点以外に
も、種々のノイズによって発生した偽のエッジ点も含ま
れているため、これを排除するためのものである。

【０１２９】これはＰ像位置情報に基づいて、確からし
いエッジ点の座標を限定するものであるが、詳しい説明
はここでは省く。

【０１３０】ステップ（＃０１６）では、サブルーチン
「瞳孔中心の検出」を行う。これは確からしい瞳孔エッ
ジ点の座標から、瞳孔円形状を推定し中心座標を求める
サブルーチンであり、これには「最小２乗法」を用い
る。その詳しい説明はここでは省く。

【０１３１】ステップ（＃０１７）では、サブルーチン
「視線の検出」を行う。「視線の検出」はこれまでの処
理で検出したＰ像及び瞳孔円の中心位置から視線（注視
点）を検出するサブルーチンである。

【０１３２】基本的には前述した公知例と同様に、式
（２）に従って、眼球光軸の回転角θを計算すればよ
い。

【０１３３】図５に戻り、ステップ（＃０３）において
視線検出サブルーチンを終えると、ステップ（＃０４）
に進む。ステップ（＃０４）では視線回路の電源をＯＦ
Ｆし、ＭＰＵ１００の動作周波数を１／２とし、以下の
ルーチンでの消費電流を抑えている。

【０１３４】視線検出動作を行うステップ（＃０３）に
おいては、膨大な演算処理が発生するため、ＭＰＵ１０
０の動作周波数を最大にしていないと視線検出に膨大な
時間がかかってしまうが、視線検出動作以外の焦点検出
動作を行うステップ（＃０５）などは、視線検出動作ほ
どの演算処理はないため、ＭＰＵ１００の動作周波数を
落して、省消費電力化を図ることが出来る。

【０１３５】ステップ（＃０５）では、焦点検出動作を
行う。これは前述したように焦点検出回路１０５による
周知の位相差検出法によるものである。ステップ（＃０
６）では、前記焦点検出動作による焦点状態により、Ｍ
ＰＵ１００はレンズ制御回路を制御することによって、
レンズの焦点調節を行う。

【０１３６】次のステップ（＃０７）では、次に行う測
光動作（＃０８）がさらに、演算処理が少ないため、動
作周波数を１／１６とする。そして、ステップ（＃０
８）において、ＭＰＵ１００は測光回路１０６からの被
写体の輝度情報により露出量を決定する。

【０１３７】ステップ（＃０９）では、カメラがフィル
ム給送状態であるかどうかを示す給送終了フラグをみ
て、０であれば、現在連写給送中であるのでステップ
（＃０１）に戻り、ステップ（＃０１）〜（＃０９）ま
での動作を繰返す。

【０１３８】給送終了フラグが１であれば、ステップ
（＃１０）に進み、レリーズ釦の第２ストロークでＯＮ
するスイッチＳＷ２がＯＮであるかどうかを判別する。
ＯＦＦであれば、ステップ（＃０１）に戻り、ステップ
（＃０１）〜（＃１０）までの動作を繰返す。

【０１３９】給送終了フラグが１で、しかもスイッチＳ
Ｗ２がＯＮであれば、ステップ（＃１１）〜ステップ
（＃１５）の一連の「露光動作」に進む。

【０１４０】ステップ（＃１１）では、露光動作に先立
って主ミラー２をアップさせ、撮影光路より退去させ
る。ステップ（＃１２）では、決められた露光量に基づ
く絞り量に、レンズ制御回路１１２を介してレンズ内の
絞り３１を駆動する。ステップ（＃１３）では、決めら
れた露光量に基づくシャッタ開放時間（シャッタスピー
ド）になるようシャッタ制御回路１０７によりシャッタ
を制御する。

【０１４１】次のステップ（＃１４）では、撮影光路よ
り退去された主ミラー２をダウンさせ、再び撮影光路へ
斜設させる。ステップ（＃１５）では、フィルム１駒巻
上げのためにモータ制御回路１０８により、フィルム給
送を開始すると共に給送終了フラグは０にし、割込み処
理のセットを行い、フィルム走行検知回路１０９からの
フィルム給送完信号を待ちながら、ステップ（＃０１）
に戻る。

【０１４２】次に、図６において、給送終了割込みルー
チンの説明を行う。

【０１４３】カメラ動作がステップ（＃０１）からステ
ップ（＃０９）のどこかにあるとき、フィルム走行検知
回路１０９からのフィルム給送完割込みが発生すると、
ステップ（＃２０）よりステップ（＃２１）に移行す
る。

【０１４４】ステップ（＃２１）では、モータ制御回路
１０８に働きかけ、ＭＰＵ１００は給送をストップさ
せ、フィルム１駒分の巻上げが終了する。次にステップ
（＃２２）にて、給送終了フラグを１とし、ステップ
（＃２３）より元のルーチンへ戻る。

【０１４５】これらのフローで説明したように、レリー
ズ釦の第１ストロークまでＯＮしっ放しの時は、「視線
検出動作」，「焦点検出動作」，「測光動作」を繰返し
行う。また、レリーズ釦の第２ストロークまでＯＮしっ
放しの時は、「視線検出動作」，「焦点検出動作」，
「測光動作」、そして「露光動作」を行う。

【０１４６】図１２に、本実施のカメラ動作において、
レリーズ釦の第１ストロークまでＯＮしっ放しの時の消
費電流の推移を示す。

【０１４７】まず、撮影者がファインダを覗いていて、
視線検出におけるＰ像が有るとき〔図１２（ａ）参照〕
は、視線検出動作の時の消費電流が多くて長いため、全
体のシーケンスにおける平均消費電流も、視線検出動作
の時の消費電流とほぼ近い値となってしまう。しかし、
撮影者がファインダを覗いておらず、視線検出における
Ｐ像が無いとき〔図１２（ｂ）参照〕は、視線検出動作
は短時間で終るため、全体のシーケンスにおける平均消
費電流はかなり低く抑えられる。

【０１４８】このように第１の実施例では、エリアセン
サ１４の各画素出力をＡ／Ｄ変換して、逐次処理により
観察者の注視点（視線）を求める前に、エリアセンサ１
４を水平ライン毎にブロック化し、各ライン（ブロッ
ク）の最大出力画素の出力値をそれぞれＡ／Ｄ変換する
ことにより、観察者がファインダを覗いていないことを
検知した場合、素早く視線検出動作は中止するため、消
費電流が最大の動作周波数１／１の期間が短くなり、し
かも視線検出回路の消費電流も、視線検出動作がなされ
ていないときは切られているため、カメラ動作全体で消
費電流の大きな省力化が図られている。

【０１４９】（第２の実施例）ステップ（＃００３）の
プリ読出し動作の第２の実施例を、図１１のタイミング
チャートにより説明する。

【０１５０】図１１において、《ベースクランプ》，
《順次リセット》，《蓄積》の各動作は、前述の図１０
のそれと全く同一である。

【０１５１】図１１におけるプリ読出し動作は、図１０
の本読出しとハード的にはまったく同一の動作であり、
１行目から順番に２２０よりＭＰＵ１００に読出され
る。このときコンパレータ２４１が参照電位Ｖref1と比
較することにより、所定以上の画素出力があれば出力Ｃ
１（２４２）よりその画素に関して１の信号が出る。

【０１５２】また、φＣＬ（２４０）をＯＮすることに
より、前画素の画素出力をコンデンサＣ３の片端にクラ
ンプし、その後φＣＬ（２４０）をＯＦＦし、次の画素
出力を読出すことによって、前の画素との差出力をコン
パレータ２４３に入力し、参照電位Ｖｒｅｆ２と比較す
ることにより、所定以上の差画素出力があれば出力Ｃ２
（２４４）よりその画素に関して“１”の信号が出る。

【０１５３】ある画素に関して出力Ｃ１（２４２）と出
力Ｃ２（２４４）の双方が“１”であれば、Ｐ像検出の
条件のある一定輝度以上のスポット像のようなものの条
件を満たしているので、その画素はＰ像候補と見なす。

【０１５４】このＭＰＵ１００の出力Ｃ１（２４２）と
出力Ｃ２（２４４）の信号をもとに、Ｐ像候補を捜す方
法は、図９で説明したように、Ａ／Ｄ変換した値より演
算により求める方法よりはるかに短時間で出来る。

【０１５５】図７のステップ（＃００４）で、このよう
にして求めたＰ像候補が２つ以上あるときは、Ｐ像があ
り、撮影者がファインダを覗いていると判断し、ステッ
プ（＃００９）以下に進む。Ｐ像候補が１つ以下の時
は、撮影者がファインダを覗いていないと判断するの
で、ステップ（＃０１８）より視線検出動作を終了させ
る。

【０１５６】以下、ステップ（＃００９）以降の動作
は、第１の実施例と全く同一であるので省略する。

【０１５７】このように第２の実施例では、エリアセン
サ１４の各画素出力をＡ／Ｄ変換して、逐次処理により
観察者の注視点（視線）を求める前に、エリアセンサ１
４を高速に読出すと同時に、眼球像の特徴点をアナログ
処理することによって検出し、その特徴点の有無によっ
て観察者がファインダを覗いていないことを検知した場
合、素早く視線検出動作は中止するため、プリ読出しに
かかる時間が上記第１の実施例ほど短くはないが、第１
の実施例がエリアセンサ上の像がただ単に明るいだけで
観察者がファインダを覗いて無いのに、覗いていると誤
検知する恐れがあるのに対して、Ｐ像がスポット的であ
るという特徴点まで考慮に入れた判別の確率が増し、よ
り一層の省消費電力化が図られるという利点がある。

【０１５８】（第３の実施例）ステップ（＃０３）の視
線検出動作に係る第３の実施例を、図１３のフローチャ
ートを用いて説明する。図７と同じ動作を行う部分は同
一のステップ番号を付してある。

【０１５９】この第３の実施例では、センサ蓄積（＃０
０２）の後、プリ読出し（＃００３）、Ｐ像判別（＃０
０４）を行わずに、ステップ（＃００９）以下のループ
処理を行っている。このループ処理が終わると、ステッ
プ（＃００４）のＰ像判別を行い、エリアセンサ１４上
に撮影者の眼球像によりＰ像が無いと判別されれば、つ
まりＰ像の位置を表す変数ＩＰ１、ＩＰ２，ＪＰ１、Ｊ
Ｐ２が初期値のままであったら、以下の視線検出動作を
行う必要がないのでステップ（＃０１８）へ進み、視線
検出サブルーチンを終わらせる。また、ＩＰ１、ＩＰ
２，ＪＰ１、ＪＰ２が初期値のままでなく、Ｐ像がある
と判別されればステップ（＃０１５）以下の動作に進
む。

【０１６０】 このように第３の実施例によれば、Ｐ像
が有るか無いかの判別をするまでに、第１，第２の実施
例に比べて多くのステップを有する為、消費電流削減と
スピードアップの効果が多少少なくなるが、プリ読み出
しする為の新たなハード回路を必要としない為、これま
での回路のソフト変更だけで対応でき、構成が容易で有
るというメリットがある。

【０１６１】以上の各実施例によれば、観察者の眼球像
を蓄積，読出し、各画素情報をＡ／Ｄ変換し逐次処理す
ることによって視線の検出を行う視線検出センサにおい
て、眼球像を蓄積した後、前記逐次処理に対して短時間
で終るプリ読出しを行い、まずは観察者の眼球像がそこ
にあるかどうかの判別を行うことで、連続して視線検出
を行うモードでの観察者が観察部から眼を離したときな
どの省電力化を図り、総合的に省電力化した視線検出装
置を実現したものである。

【０１６２】（発明と実施例の対応）本実施例におい
て、ＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｄが本発明の照明手段に相当
し、エリアセンサ１４が本発明の受光手段に相当し、Ｍ
ＰＵ１００と視線検出回路１０４によりなされる本読出
し動作を行う部分が本発明の第１の信号読出し処理手段
に相当し、ＭＰＵ１００によりなされるＡ／Ｄ変換とＰ
像検出、瞳孔エッジ検出等を行う部分が特徴点抽出手段
に相当する。

【０１６３】また、ＭＰＵ１００と視線検出回路１０４
によりなされるプリ読出し動作を行う部分が本発明の第
２の読出処理手段に相当し、ＭＰＵ１００による図７の
ステップ（＃００４）のＰ像判別を行う部分が本発明の
判別手段に相当する。

【０１６４】

【０１６５】（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、その他のカメラ、つまりレン
ズシャッタカメラ，ビデオカメラ等のカメラに適用して
も良く、更には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。

【０１６６】更に、本発明は、以上の各実施例、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。

【０１６７】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、観察者が接眼部を覗いている時だけ最後まで視線検
出動作を行い、覗いていない場合は早い段階で視線検出
動作を中止し、消費電力の削減と視線検出動作の簡略化
による一連の動作のスピードアップを図ることができ
る。

【０１６８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における視線検出装置を
具備した一眼レフカメラの要部を示す構成図である。

【図２】図１のカメラの電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図３】図１のファインダ視野内の様子を示す図であ
る。

【図４】図２の視線検出回路の詳細を示す回路図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例に係るカメラの一連の動
作を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第１の実施例に係るカメラの「給送終
了割込み」動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第１の実施例に係るカメラの「視線検
出」動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第１の実施例に係るカメラの「１ライ
ンの読み出し」の動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第１の実施例に係るカメラの「Ｐ像検
出」の動作を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の第１の実施例に係るカメラの視線検
出時の動作を示すタイミングチャートである。

【図１１】本発明の第２の実施例に係るカメラの視線検
出時の動作を示すタイミングチャートである。

【図１２】本発明の各実施例に係るカメラのＰ像が有る
時と無い時の消費電流について説明する為の図である。

【図１３】本発明の第３の実施例に係るカメラの「視線
検出」動作を示すフローチャートである。

【図１４】一般的な視線検出装置に具備される視線検出
光学系を示す斜視図である。

【図１５】一般的な視線検出装置における視線検出原理
について説明する為の図である。

【図１６】図１５のエリアセンサ上に投影される眼球像
とその出力を示す図である。

【図１７】視線検出機能を用いてカメラのファインダ内
において動体被写体に焦点を合わせ続ける際の様子を示
した図である。

【符号の説明】

１３ ＩＲＥＤ １４ エリアセンサ １００ ＭＰＵ １００ａ クロック制御回路 １０４ 視線検出装置 １０３ 焦点検出装置 １０４ 信号入力回路 １０６ ＬＥＤ駆動回路 １０７ ＩＲＥＤ駆動回路

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接眼部より覗いた観察者の眼球を照明す
   る照明手段と、複数の画素を有し、照明された観察者の
   眼球像を受光する受光手段と、該受光手段の出力信号を
   読出し処理する信号読出処理手段と、該信号読出処理手
   段の出力信号より眼球像に関する特徴点を抽出する特徴
   点抽出手段とを備え、前記特徴点より観察者の視線を検
   出する視線検出装置において、複数のブロックに分割さ
   れた前記受光手段の各ブロックにおける複数の画素の出
   力信号の最大値を蓄積するコンデンサと、前記各ブロッ
   クにおける前記コンデンサの出力信号を基に、前記信号
   読出処理手段による読出し処理を行うか否かを判別する
   判別手段とを有することを特徴とする視線検出装置。
2. 【請求項２】 前記信号読出処理手段は前記複数の画素
   の出力信号を順次読み出す手段であ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】 前記判別手段は、前記各ブロックにおけ
   る前記コンデンサの出力信号をＡ／Ｄ変換し、このＡ／
   Ｄ変換値から観察者の眼球像に関するプルキンエ像が前
   記受光手段上に存在するかどうかを調べ、前記信号読出
   処理手段による読出し処理を行うか否かを判別する手段
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の視線検出
   装置。
4. 【請求項４】 接眼部より覗いた観察者の眼球を照明す
   る照明手段と、複数の画素を有し、照明された観察者の
   眼球像を受光する受光手段と、該受光手段の出力を読み
   出し、Ａ／Ｄ変換する第１の信号読出処理手段と、該第
   １の信号読出処理手段の出力信号より眼球像に関する特
   徴点を抽出する特徴点抽出手段とを備え、前記特徴点よ
   り観察者の視線を検出する視線検出装置において、前記
   受光手段の複数の画素の出力を順に読み出し、該読み出
   した出力をアナログ処理にて参照電位と比較する第２の
   信号読出処理手段と、該第２の信号読出処理手段の比較
   結果を基に、前記第１の信号読出処理手段による読出し
   処理を行うか否かを判別する判別手段とを有することを
   特徴とする視線検出装置。
5. 【請求項５】 前記第２の信号読出処理手段は、更に、
   前記読み出した出力をその前に読み出した前画素の出力
   とアナログ処理にて比較する手段であり、前記判別手段
   は、前記読み出した出力を参照電位と比較した比較結果
   と、前記 読み出した出力をその前に読み出した前画素の
   出力と比較した結果を基に、観察者の眼球像に関するプ
   ルキンエ像が前記受光手段上に存在するかどうかを調
   べ、前記第１の信号読出処理手段による読出し処理を行
   うか否かを判別する手段であることを特徴とする請求項
   ４記載の視線検出装置。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５記載の視線
   検出装置を具備したカメラ。