JPH02189128A - 注視点検出手段を有した光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は注視点検出手段を有した光学装置に関し５例え
ばカメラのような光学装置において撮影系による被写体
像が形成されている観察面上の観察者（撮影者）が観察
している位置（領域）、所謂注視点を観察者の眼球の網
膜面上に投影したパターンを利用して検出するようにし
た注視点検出手段を有した光学装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来より観察者が観察面上のどの位置を観察しているか
を検出する所謂視軸に相当する注視点を検出する装置が
種々と提案されている。

例えばＪｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ’　　０ｐｔｉｃａｌＳ
ｏｃｉｅｔｙ　　ｏｒ　　Ａｍｅｒｉｃａｖ６１．６３
．Ｎｏ、８．９２１頁以下（以下「公知例」という、）
や特開昭６１−１７２５５２号公報においては、光源か
らの光束を被検眼の前眼部へ投射し、角膜あるいは水晶
体からの反射光に基づく反射像であるプルキンエ像の結
像状態を利用して視軸（注視点）を求めている。

観察者の被検眼の視線の方向（注視点）を検出すること
により、例えば−眼レフカメラにおいては撮影者がピン
ト面上のどの位置を観察しているかを知ることができる
。

これは例えば自動焦点検出装置において測距点を画面中
心のみならず画面内の複数箇所に設けた場合、観察者が
そのうちの１つの測距点を選択して自動焦点検出を行う
とする場合、その１つを選択入力する手間を省き観察者
が観察している点を測距点と見なし、該測距点を自動的
に選択して自動焦点検出を行うのに有効である。

この他側光において画面内のどの領域を重点的に測光す
るかを観察者が観察しているピント面上の領域、所謂注
視点を検出して、該領域を重点的に測光するスポット測
光や部分測光等の評価測光を行う場合に有効である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら公知例１の装置は眼球の角膜と強膜な照明
する照明手段と強膜と虹彩の境目から反射されてくる光
束を受光する受光手段とから構成される視線検出手段と
被検者の眼球との相対的位置関係を一定にしなければ視
線を精度良く求めることができるない、又、視線検出手
段と眼球との関係を予め設定した状態にしなければなら
ない為、操作性が悪く、しかも眼球の光軸の傾きしか求
められないという問題点があった。

又、特開昭６１−１７２５５２号公報は装置と眼球との
関係は任、ｃ；で、眼球の光軸が求められる。しかしな
がら開孔部領域からの反射率と虹彩部領域からの反射率
との差が小さい為、瞳孔中心の検出が難しく、視軸の検
出精度が低下すること、又、視線の角度の大きさによっ
ては瞳孔と虹彩の境界近傍に角膜からの反射光が発生し
て瞳孔中心が検出できなくなること、更に眼球形状、大
きさ等の個人差により視線の検出精度が低下してくると
いう問題点があった。

本発明は観察者が観察面上のどの位置を観察しているか
、即ち観察者の注視点を検出手段とＵ重書の眼球との相
対的位置関係にとられれず、又個人差によらず、更に装
置全体の複雑化を防止しつつ常に高精度に検出すること
のできる注視点検出手段を有した光学装置の促供な目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は所定のパターンを観察者の眼球の網膜上に投影
する投影手段と、該網膜を照明する照明手段と、該網膜
上に形成されたパターンを検出する検出手段と該検出手
段からの出力信号より該網膜上に形成されたパターンの
結像位置関係を求め、これより観察者の注視点を求める
処理手段とを有していることを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の光学系を展開した要部概
略図である。

第２図は第１図の第１実施例を一眼レフカメラに適用し
たときの要部概略図、第３図は第１図の眼底の網膜上に
形成されたマスクのパターン像の説明図である。

第１図において１０１は眼球、ｌは角膜、２は虹彩、３
は網膜で後述するマスクのパターンが形成されている。

４は中心窩でここに形成される観察点が注視点に相当し
ている。５は乳頭である。

角膜ｌ、虹彩２、不図示の水晶体等を以下「眼球系」と
いう、１０は光源で例＾ば観察者に対して不感である赤
外光を放射している発光ダイオード等から成っている。

２５は投光レンズであり、光源１０からの光束を集光し
マスク９を照射している。マスク９は例えば液晶素子等
から成り矩形状の３つの遮光領域ａ、ｂ、ｃが等間隔に
配置されたパターンより成っている。２３は投影レンズ
、２６は視度補正レンズで光軸上移動可能となっている
。２２は接眼レンズでありその内部にはハーフミラ−而
２２ａが設けられている６本実施例では各要素２３．２
６．２２によりマスク９のパターンを網膜３上に投影し
ている。

２４は検出レンズであり網１１ｉ３上に投影されたマス
ク９のパターン像をイメージ上２９６面七に結像してい
る。

本実施例では光源１０からの赤外光は投光レンズ２５で
集光され、投影レンズ２３、視度補正レンズ２６そして
接眼レンズ２２を介して眼球の角Ｍ４１に入射し、虹彩
２近傍に集光した後、網膜３を照明する。

一方光源１０からの光束で投光レンズ２５により照明さ
れたマスク９上の遮光領域ａ、ｂ、ｃのパターンは投影
レンズ２３、視度補正レンズ２６、接眼レンズ２２そし
て眼球系を介して第３図に示すように網！ｌ！Ｉ３上に
結像される。

第３図において網目状の線は血管を表わしており、乳頭
５より端を発し、中心窩４の周辺を包み込むように取り
巻いている。

このとき観察者が観察している観察面（第２図における
ピント面４０）上の点、所謂注視点の像は網膜３上の中
心窩４近傍に形成される。そして網Ｍ３ｔｌｉｉ上で反
射したマスク９のパターンに基づく赤外光は角膜ｌより
射出後、ハーフミラ−面２２ａで反射し、検出レンズ２
４によりイメージセンサ−６上にパターン像を結像する
。

本実施例ではこのときのイメージセンサ６面上の中心窩
４近傍に形成されるマスク９の遮光領域ａ、ｂ、ｃを求
めることにより観察者の注視点を検出している。

即ち網膜３上の中心高４近傍にマスク９の遮光類ｊｄａ
、ｂ、ｃのうちどの遮光領域が投影されているかを検出
することにより観察者の注視点を検出している。第３図
においては遮光領域すの像ｂｔが中心窩４近傍に投影さ
れている為、マスク９の遮光類ＩＩＡｂと対応関係にあ
る領域が注視点である。

次に第１図の注視点検出手段を有した光学装置を一眼レ
フカメラに適用した第２図について説明する。

第２図において第１図に示す要素と同一要素には同符番
を付している。

同図において撮影レンズ２０にょる被写体像は跳ね上げ
ミラー３０を介してピント板４０ａのピント面４０に投
影される。そしてピント面４゜上の被写体像をコンデン
サーレンズ２１．ペンタダハプリズム３３、視度補正レ
ンズ２６そして接眼レンズ２２を介して観察している。

本実施例では注視点検出手段のうち照明系はペンタダハ
プリズム３３の上方に配置され、検出手段は接眼レンズ
２２の上方に配置されている。

即ち光源ｌＯからの赤外光は投光レンズ１５を介してマ
スク９を照明する。ここでマスク９は接眼レンズ２２に
対してピント面４０と光学的に略等価な位置に設定され
ている。マスク９の遮光領域ａ、ｂ、ｃは処理手段７に
より、そのうちの１つが遮光領域、他は透過領域となる
ように制御されている。

マスク９の遮光領域は順に投影レンズ２３、ダハミラ３
４、ペンタダハプリズム３３．視度補正レンズ２６、接
眼レンズ２２を介して不図示の眼球の網膜上に投影され
る。ここでダハミラ３４はペンタダハプリズム３３のダ
ハ部に接着され、菖接着面において赤外光は選択透過可
能なようにダハミラ３４の接着面には銹電体多層膜が形
成されている。

眼球の網膜表面で反射した遮光領域パターンに基づく赤
外光は赤外光を対象としたハーフミラ面２２ａを有した
接眼レンズ２２のハーフミラ−面２２ａによって反射さ
れ、検出レンズ２４によりイメージセンサ６上に第３図
に示すように結像される。

本実施例ではマスク９の位置は観察者に対してファイン
ダ光学系のピント面４０の位置と光学的に略等価になる
ように設定されているため、観察者の網膜上に投影され
たマスク９の遮光領域の像が鮮明になるように視度補正
レンズ２６により視度補正をしている。即ち網膜上に投
影されたマスク９の遮光領域の像をイメージセンサ６に
より検出し、その像の鮮鋭度を処理手段７により検知し
ている。また処理手段７は遮光領域の像の鮮鋭度に基づ
いて視度補正レンズ２６の駆動装置ｆ！８に信号を与え
視度補正レンズ２６の駆動を行なわせる。

このときイメージセンサ６で検出されるマスク９の遮光
領域の像の鮮鋭度が最も高くなる位置に視度補正レンズ
２６を設定することにより観察者に対する視度補正を行
っている。

そして第１図に示す実施例と同様に網膜上の中心高に形
成されているマスク９上の遮光領域ａ、ｂ、ｃを求める
ことにより観察者（撮影者］がピント面４０上のどの位
置を観察しているかを検出している。

第４図は本発明における注視点検出動作の一実施例のフ
ローチャートである。

注視点検出開始の指示により処理手段７からの信号に基
づいて光源１０が点灯され赤外光が放射されるとともに
、マスク９の遮光領域ａ、ｂ、ｃはまずは透過状態に設
定される。マスク９を透過した赤外光は網［１３を照明
し、該網膜上の像はイメージセンサ６上に形成される。

処理手段７においては該眼底像のうち、血管の通ってい
ない暗領域を検出することにより、中心窩４の位ＮＹｏ
を検知し記憶する０次に処理手段７からの信号に基づい
てマスク９の領域ａが遮光像状態に設定される。イメー
ジセンサ６Ｆには、領域ａの投影像ａｌが形成されその
位置Ｙ、が検知される。ここで処理手段７において中心
８４の位置Ｙ０と僧ａｌの位置が一致すれば注視点情報
Ｆはａと設定され、フィアンダ内における領域ａに対応
した領域が注視点と判別される。

また中心窩４の位置Ｙ０と像ａｌの位Ｎ　Ｙ−が一致し
なければ、マスク９の領域ａは透過状態に設定され今度
は領域すが遮光状態に設定される。

以下領域ａの場合と同様な動作を経て注視点判別が行な
われる。領域Ｃの場合も同様である。

第５図は本発明の第２実施例の光学系を展開した要部概
略図である。

第６図は第５図の第２実施例を一眼レフカメラに適用し
たときの一実施例の要部概略図である。

第５、第６図において第１、第２図で示した要素と同一
要素には同符番を付している。

本実施例では第１図のマスク９の遮光領域ａ、ｂ、ｃの
代わりに光源１１．１２．１３を用いた点を除き、基本
的には第１実施例と同様である。

第５図に示す実施例では不図示のスイッチによる注視点
検出の指示に基づき、処理手段７より光源１０に点灯信
号が与えられる。

観察者に対して不感である赤外光を放射するダイオード
からなる光源ｌＯからの赤外光は投光レンズ２５、ハー
フミラ−３２，３１，投影レンズ２３により眼球の角ｌ
１ｉｌに入射し虹彩２近傍で結像後間膜３を照明する。

眼球の網膜３表面で反射した赤外光は投影レンズ２３１
ハーフミラ−３１％検出レンズ２４を介してイメージセ
ンサ６上に結像する。処理手段７においてはイメージセ
ンサ６上に投影された眼底像のうち、血管の通っていな
い暗領域を検出することにより中心高４の位ｒ！ＩＹ　
ｏが検知され記憶される０次に光源ｌＯが消灯されると
ともに光源１１．１２．１３が順次点灯される。光源１
１．１２．１３の各光源からの赤外光はハーフミラ−３
２，３１、投影レンズ２３により角ｌｌ１１１を介して
網膜３上に結像する。さらに網膜３表面で反射した光源
１１．１２．１３の像は投影レンズ２３、ハーフミラ−
３１，検出レンズ２４を介してイメージセンサ６−ヒに
再結像する。処理手段７において眼底像のどの位置に光
源Ｌ１．１２゜１３の像が投影されているかを検知し、
中心窩４の位置Ｙ０と比較が行なわれ、中心窩４上に投
影された光源が見出される。同図においては光源１２の
網膜３への投影像を網膜３上の中心高４の位置が一致す
る例を示しており、光源１２に対応した領域を観察者は
注視している注視点であることが検知される。

次に第５図の注視点検出手段を有した光学装置を一眼レ
フカメラに適用した第６図について説明する。

第６図においては観察者がダイクロイックミラー面２２
ａを有する接眼レンズ２２を介してピント面４０上の被
写体像を観察している。このとき光源１１．１２．１３
は一眼レフカメラのファインダ光学系のピント面４ｏ近
傍に設定された所定の注視点と光学的に等価になるよう
に配置されている。

そして光源１１．１２．１３が順次点灯され、それらの
像は網膜上に形成される。

このときの光源像をダイクロイックミラー面２２ａ、投
影レンズ２３、ハーフミラ−３１そして検出レンズ２４
によりイメージセンサ６面上に形成している。そしてイ
メージセンサ−６により第２図の遮光領域ａ、ｂ、ｃを
検出したのと同様にして中心窩近傍に形成された光源を
検出し、これにより観察者が観察しているピント而４０
上の位置、即ち注視点を検出している。

尚、第２、第６図に示す実施例においてピント板を用い
ずに投影レンズによって形成される空中像を観察するよ
うにしても良い。

（発明の効果） 本発明によれば所定のパターンを観察者の網膜上に投影
し、該網膜上のパターンの位１ｆｆｌｌｉ係を検出する
ことにより観察者が観察面上のどの位置を１１１＊Ｌで
いるか、即ち観察者の注視点を個人差によらず容易に又
、視度補正レンズを用いれば網膜上に投影されるパター
ン像のより鮮鋭なる像が得られ、より高精度に検出する
ことのできる注視点検出手段を有した光学装置を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の光学系を展開した要部概
略図である。 第２図は第１図の第１実施例を一眼レフカメラに適用し
たときの要部概略図、第３図は第１図の眼底の網膜上に
形成されたマスク面一トのパターン像の説明図である。 第４図は本発明における注視点検出動作の一実施例のフ
ローチャートである。 第５図は本発明の第２実施例の光学系を展開した要部概
略図である。 第６図は第５図の第２実施例を一眼レフカメラに適用し
たときの一実施例の要部概略図である。 図中１は角膜、２は１彩、３は網膜、４は中心窩、６は
イメージセンサ、７は処理手段、８は駆動装置、９はマ
スク、１０〜１３は光源、２０は撮影レンズ、２１はコ
ンデンサーレンズ、２２は接眼レンズ２２３は投影レン
ズ、２４は検出レンズ、２５は投光レンズ、２６は視度
補正レンズ、３３はペンタダハプリズム、３４はダハミ
ラー４０はピント面、である。 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のパターンを観察者の眼球の網膜上に投影す
   る投影手段と、該網膜を照明する照明手段と、該網膜上
   に形成されたパターンを検出する検出手段と該検出手段
   からの出力信号より該網膜上に形成されたパターンの結
   像位置関係を求め、これより観察者の注視点を求める処
   理手段とを有していることを特徴とする注視点検出手段
   を有した光学装置。
2. （２）前記所定のパターンは撮影系による被写体像が形
   成されている観察面と光学的に等価な位置に配置されて
   おり、前記観察者の注視点を該観察面上の領域より求め
   たことを特徴とする請求項１記載の注視点検出手段を有
   した光学装置。
3. （３）前記検出手段は視度補正レンズを有しており、該
   視度補正レンズは前記処理手段からの信号に基づき駆動
   制御されていることを特徴とする請求項１又は請求項２
   記載の注視点検出手段を有した光学装置。