(57)【要約】【課題】視線検出装置を構成する照明手段をアイカップに内臓することで、照明レイアウトの自由度、あるいはバリエーションを増すことで視線検出成功率を向上させる。【解決手段】視線検出手段を有する光学装置と、該光学装置の接眼部に着脱自在に装置されるアイカップとから構成され、該アイカップは観察者の眼球近傍を照明する複数の発光素子から成る照明手段を有し、前記光学装置は前記アイカップの複数の発光素子の配置形態の情報を認識可能となるように構成した。【選択図】　　　　図１
2004012501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察者の視線を検出する視線検出手段を有する光学装置と、該光学装置の接眼部に着脱自在に装着されるアイカップとから構成され、
該アイカップは前記観察者の眼球近傍を照明する複数の発光素子からなる照明手段を有し、
前記光学装置は前記アイカップに構成された複数の発光素子の配置形態の情報を認識可能となるように構成された視線検出機能付き光学装置システム。
【請求項２】
上記アイカップに構成された複数の発光素子からなる照明手段は、上記光学装置からの電源供給、および指示のもとに発光を行うことを特徴とする上記請求項１記載の視線検出機能付き光学装置システム。
【請求項３】
上記アイカップに構成された複数の発光素子の配置形態が各々異なる複数の種類のアイカップが用意され、上記光学装置に選択的に着脱自在に装着可能とした視線検出機能付き光学装置システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を観察している撮影者の視線を検出する視線検出装置を有する光学装置に関するものであり、例えば光学機器のファインダ視野を観察者が覗き、該観察者の視線情報を用いて該ファインダ内に表示された光学装置の機能を表すシンボルを視線情報で選択し機能を実行するといったものに好適である。具体的にはカメラのファインダ視野内に表示された複数の焦点検出領域を撮影者の視線情報を利用して選択し、焦点検出を行うことなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より撮影者（観察者）の視線方向を検知し、撮影者がファインダ視野内のどの領域（位置）を観察しているか、いわゆる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知し、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撮影機能を制御するようにしたカメラが種々提案されている。
【０００３】
例えば本出願人は、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。
【０００４】
またこれらのカメラは、撮影者の視線を検出するために、撮影者の眼球に対して発光素子で照明を行う必要があり、この照明光が撮影者の掛けている眼鏡の表面で反射して、カメラに取り込まれた撮影者の眼球像上で本来視線検出に必要なプルキンエ像と瞳孔の像に重なってしまい、結果的に視線検出不能となる確率が非眼鏡装着者に対してかなり高くなるという問題があった。
【０００５】
これに対して特開平６−８６７５８号公報においては、ファインダー系を覗く撮影者が眼鏡を装着しているか否かを検知する眼鏡検知手段からの信号に基づいて、該撮影者の眼球を照明するための複数の発光素子のうちの所定の発光素子を発光させることを特徴とする視線検出装置を提案している。
【０００６】
具体的には図９の視線検出装置を有したカメラ背面図に示すように、カメラの撮影者が撮影のためにファインダを覗く接眼レンズ１１の周辺に、眼球照明用に１３ｐから１３ｗまでの８個の発光素子を配置しており、撮影者が眼鏡を掛けているか否かを撮影者の眼球像情報中の前記発光素子光の眼鏡反射光から検知を行い、カメラが正位置に構えられている時は、眼球の下方から照明する発光素子１３ｐ、１３ｑ、１３ｒ、１３ｓの４個２組の発光素子が選択対象となり、撮影者が眼鏡を掛けていない場合には、両者間の間隔の狭い、１３ｐ、１３ｑの組の発光素子を、撮影者が眼鏡を掛けている場合には、間隔の広い１３ｒ、１３ｓの組の発光素子を用いて眼球照明を行うものである。このように撮影者が眼鏡を装着している場合には、発光素子間の間隔の大きい発光素子の組を照明に用いることで、眼鏡反射光を視線検出のための情報源となる眼球近傍の画像領域から遠ざけようとしている。
【０００７】
またカメラがグリップ側（撮影者の右手側）が上になるように構えられた時には、眼球の下方から照明する発光素子１３ｐ、１３ｔ、１３ｒ、１３ｖの４個２組の発光素子が選択対象となり、撮影者が眼鏡を掛けていない場合には、両者間の間隔の狭い、１３ｐ、１３ｔの組の発光素子を、撮影者が眼鏡を掛けている場合には、間隔の広い１３ｒ、１３ｖの組の発光素子が用いられる。
【０００８】
またグリップ下に構えられた時も、同様な考えの基に２個１組の発光素子選択がなされる。
【０００９】
これら複数の発光素子と接眼レンズを固定支持しているのが接眼枠６１であり、該接眼枠に対して着脱可能にアイカップ６０が装着されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明からもわかるように、撮影者が眼鏡を掛けているか否か、またカメラが構えられている姿勢状態にかかわらず撮影者の視線を検出可能とするには、接眼レンズの周囲に８個もの発光素子が必要となる。特に接眼レンズ近傍部には、撮影者の眼球近傍と接する部分にゴム等の弾力性部材を配した取り外し自在のアイカップがカメラ本体に装着可能な構造となっているのが通常であり、接眼レンズの周囲のカメラの実装スペースには自由度があまり存在しない。従って、眼鏡反射光の影響を排除するための理想的な８個の発光素子レイアウトを実現すること、あるいは視線検出の成功確率を上げるためにそれ以上の数の発光素子を接眼レンズの周囲にレイアウトすることは非常に困難であるという問題が存在する。
【００１１】
また、一方では発光素子の数そのものを増やすことは製品コストを上げることになるため、極力最小限の数で照明手段を構成したいという課題もある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、請求項１記載の本発明は、観察者の視線を検出する視線検出手段を有する光学装置と、該光学装置の接眼部に着脱自在に装着されるアイカップとから構成され、該アイカップは前記観察者の眼球近傍を照明する複数の発光素子からなる照明手段を有し、前記光学装置は前記アイカップに構成された複数の発光素子の配置形態の情報を認識可能となるように構成された視線検出機能付き光学装置システムを提供することによって上記問題の解決を図るものである。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は本発明を一眼レフカメラとそれに装着されたアイカップに適用したときの実施の第１の形態を示す要部構成図、図２（ａ）、（ｂ）は図１の一眼レフカメラとそれに装着されたアイカップの上面及び背面を示す図、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ〉は本発明の主たるものとなるアイカップの詳細図、図４は交換装着可能な本アイカップの各種タイブを示したもの、図５は図１の一眼レフカメラのファインダ内を示す図である。
【００１５】
図１において、１は撮影レンズで、便宜上２枚のレンズで示したが、実際はさらに多数のレンズから構成されている。２は主ミラーで、ファインダ系による被写体像の観察状態と被写体像の撮影状態に応じて撮影光路へ斜設され或は退去される。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の後述する焦点検出装置６へ向けて反射する。
【００１６】
４はシャッタ、５は感光部材で、銀塩フィルム或はＣＣＤやＭＯＳ型等の固体撮像素子、或は、ビディコン等の撮像管より成っている。
【００１７】
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，二次結像レンズ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。
【００１８】
本例における焦点検出装置６は、周知の位相差方式にて焦点検出を行うものであり、図３に示すように、被写界内の複数の領域（焦点検出領域マーク７０〜７４で示される５箇所）を焦点検出領域（焦点検出領域）として、該焦点検出領域が焦点検出可能となるように構成されている。
【００１９】
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は各々観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサであり、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。
【００２０】
１１は、ペンタプリズム８の射出後方に配置される、光分割器１１ａを備えた接眼レンズ１１であり、撮影者の眼１５によるピント板７の観察に使用される。光分割器１１ａ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っている。
【００２１】
上記の主ミラー２，ピント板７，ペンタプリズム８，接眼レンズ１１によってファインダ光学系が構成されている。
【００２２】
１２は結像レンズ、１４はＣＣＤ等の光電変換素子列を縦、横それぞれ８０画素、１００画素の二次元的に配したイメージセンサ（ＣＣＤ−ＥＹＥ）で、結像レンズ１２に閑して所定の位置にある撮影者の眼球１５の瞳孔近傍と共役になるように配置されており、結像レンズ１２とイメージセンサ１４（ＣＣＤ−ＥＹＥ）にて視線検出を行うための受光手段を構成している。
【００２３】
４０は一眼レフカメラの接眼部に着脱自在に装着されるアイカップであり、撮影者の眼球１５の瞳孔近傍を照明するための８個の発光素子１３ａ〜１３ｈからなる照明手段を有している。これら発光素子には、赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥＤと記す）が用いられ、一回の視線検出時に発光するのは１３ａ〜１３ｈの８個の内の２個一組の照明である。
【００２４】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にて８個のＩＲＥＤを有したアイカップ４０の詳細を説明する。
【００２５】
図３（ａ）はアイカップ４０を撮影者側から見た正面図であり、カメラのファインダを覗くためのアイカップ開口部の周囲に１３ａ〜１３ｈまでの８個のＩＲＥＤが配置されている。
【００２６】
カメラが正位置に構えられている時は、眼球の下方から照明する発光素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの４個２組の発光素子が選択対象となり、撮影者が眼鏡を掛けていない場合には、両者間の間隔の狭い、１３ａ、１３ｂの組の発光素子を、撮影者が眼鏡を掛けている場合には、間隔の広い１３ｃ、１３ｄの組の発光素子を用いて眼球照明を行うものである。またカメラがグリップ側（撮影者の右手側）が上になるように構えられた時には、眼球の下方から照明する発光素子１３ａ、１３ｃ、１３ｅ、１３ｇの４個２組の発光素子が選択対象となり、撮影者が眼鏡を掛けていない場合には、両者間の間隔の狭い、１３ａ、１３ｅの組の発光素子を、撮影者が眼鏡を掛けている場合には、間隔の広い１３ｃ、１３ｇの組の発光素子が用いられる。またグリップ下に構えられた時も、同様な考えの基に２個１組の発光素子選択がなされる。
【００２７】
また、４０ａはアイカップ４０の一部であるアイカップゴム部であり、撮影者がカメラと接触した際のファインダを覗く時の感触を良くするためのものである。
【００２８】
図３（ｂ）はアイカップ４０をカメラ本体に装着する方法を示したもので、図３（ｃ）のアイカップ４０の裏面図におけるアイカップ４０の両側に設けられた弾性ツメ部４０ｂが図２（ｂ）のカメラ本体の接眼枠部４８の溝部の両側に設けられた接眼枠段差４０ｃとかみ合うことで、アイカップ４０は、カメラ本体に装着固定される。
【００２９】
また、図３（ｃ）に示すように、アイカップ４０の裏面部には金属板バネにより弾性を有した１０個の信号接点Ｐｒ、Ｐｃｏｍ、Ｐａ〜Ｐｈ（アイカップ信号接点４６）が設けられている。接点Ｐａ〜Ｐｈは各々ＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｈの各アノードに接続されており、ＰｃｏｍはＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｈの各カソードに接続されている共通信号接点である。また接点ＰｒはＰｃｏｍ間で電気抵抗を介して接続されているアイカップ識別用の信号接点である。
【００３０】
これら１０個のアイカップ信号接点４６に対向してカメラ本体側にも１４個の信号接点４７が設けられており（図３（ａ）のアイカップでは信号接点は４個不導通である）、アイカップ４０がカメラ本体に装着固定された際に、各々電気的に導通がなされ、後述のカメラ本体のＣＰＵ１００とＩＲＥＤ駆動回路１０７によってＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｈの発光制御がなされる。
【００３１】
以上、アイカップ４０内の照明手段と前述のカメラ本体内の受光手段とダイロイックミラー１１ａとによって視線検出装置が構成されている。
【００３２】
また、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３（ａ）に示した本発明のアイカップに実装されたＩＲＥＤ１３の配置形態を目的別に異ならせて用意したＩＲＥＤ内臓交換式アイカップである。
【００３３】
図４（ａ）のタイプは、図３（ａ）のものと同じ８個のＩＲＥＤから構成されているが、眼鏡を掛けた人で図３（ａ）のタイプを使用して眼鏡反射光の影響のため視線検出が不能に成り易い人にとって有効なタイプである。具体的に説明すると、カメラが正位置に構えられている時は、眼球の下方から照明する発光素子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの４個２組の発光素子が選択対象となり、撮影者が眼鏡を掛けていない場合には、両者間の間隔の狭い、１３ａ、１３ｂの組の発光素子を、撮影者が眼鏡を掛けている場合には、間隔の広い１３ｃ、１３ｄの組の発光素子を用いて眼球照明を行う。またカメラがグリップ側（撮影者の右手側）が上になるように構えられた時には、眼球の下方から照明する発光素子１３ａ、１３ｃ、１３ｅ、１３ｇの４個２組の発光素子が選択対象となり、撮影者が眼鏡を掛けていない場合には、両者間の間隔の狭い、１３ｃ、１３ｇの組の発光素子を、撮影者が眼鏡を掛けている場合には、間隔の広い１３ａ、１３ｅの組の発光素子が用いられる。またグリップ下に構えられた時も、同様な考えの基に２個１組の発光素子選択がなされる。このように眼鏡用照明のＩＲＥＤを図３（ａ）のものより一対の間隔を拡大し、かつ接眼レンズ中心寄りに配置しているためにＩＲＥＤ照明の眼鏡反射光が図３（ａ）タイプの時とかなり異なった位置に発生するはずであり、視線検出が可能となる効果が期待できる。
【００３４】
また、図４（ａ）タイプのＩＲＥＤの数は図３（ａ）のものと同じ８個であり、そのままではカメラが両者を識別できないため、一方のタイブのＩＲＥＤ発光制御が正しく行えない。そこで前述のアイカップ識別用の信号接点Ｐｒと共通信号接点Ｐｃｏｍとの間に接続されている電気抵抗をアイカップ種類に応じて異なる値の抵抗値とすることでカメラ側で識別可能としている。
【００３５】
次に図４（ｂ）は図３（ａ）のＩＲＥＤ配置にさらにＩＲＥＤ１３ｉから１３１までの４個のＩＲＥＤを追加したＩＲＥＤ１２個タイプである。このタイプの特徴はやはり眼鏡反射光対策にあり、眼鏡装着者が正位置においてＩＲＥＤ１３ｃ、１３ｄの組の発光で視線検出不能の時は、再度ＩＲＥＤ１３ｋ、１３１の発光にて検出を実行するものである。またカメラグリップ側が上の時は同様に、ＩＲＥＤ１３ｃ、１３ｇで不能のときは、再度１３ｉ、１３ｊの発光で視線検出を行う。このように、本タイブはカメラの撮影者がいろんな覗き方、あるいはさまざまな眼鏡の形状のものを掛けていても万人が視線検出を可能とする万能タイブのアイカップである。また本タイブのアイカップの信号接点４６は最大の１４となり、本体側の信号接点４７の数と一致し全ての信号接点が接続される。
【００３６】
図４（ｃ）は、眼鏡を装着しない撮影者用のアイカップであり、眼鏡用のＩＲＥＤは用意されていないため、ＩＲＥＤは裸眼用の４個のみである。これによってアイカップの価格を低く設定することが可能となる。またこのようにＩＲＥＤの数、配置を異ならせた複数のタイプのアイカップをカメラ本体と別販売とすることでカメラ本体の価格を低くすることもできる。
【００３７】
以上のように図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を例にとってＩＲＥＤの数、配置を異ならせた複数のタイプのアイカップの説明を行ったが、この他にも眼鏡装着専用として４個のＩＲＥＤのみで配置を異ならせた幾つかのタイプや、カメラの接眼レンズから目を離して覗く撮影者でも視線検出を可能とするために、アイカップのファインダ光軸方向に厚みを増したハイノーズタイブ等もＩＲＥＤ内臓交換式アイカップとして有効である。
【００３８】
ここで再び図１に戻って、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、ここから発光された光は投光用プリズム２２を介し、主ミラー２で反射されてピント板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。
【００３９】
つまり、図５に示したファインダ視野図から判かるように、各々の焦点検出領域マーク７０〜７４がファインダ視野内で光り、焦点検出領域を表示させることができるものである（以下、これをスーパーインポーズ表示という）。
【００４０】
図５において、左右の焦点検出領域マーク７０，７４の内部には、ドットマーク７０′、７４′が刻印されており、これは眼球の個人差による視線の検出誤差を補正するための視線補正データを採取する（キャリブレーションと称されている）際の視標を示すものである。
【００４１】
ここで、５１はシャッタ速度表示、５２は絞り値表示のセグメント、５０は視線入力状態であることを示す視線入力マーク、５３は撮影レンズ１の合焦状態を示す合焦マークである。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（以下、Ｆ−ＬＣＤとも記す）で、照明用ＬＥＤ２５によって照明される。
【００４２】
上記Ｆ−ＬＣＤ２４を透過した光は三角プリズム２６によって、図５の２４で示したようにファインダ視野外に導かれ、撮影者は各種の撮影情報を知ることができる。
【００４３】
図１に戻って、３１は撮影レンズ１内に設けた絞り、３２は絞り駆動回路１１１を含む絞り駆動装置、３３はレンズ駆動用モータ、３４は駆動ギヤ等から成るレンズ駆動部材である。３５はフォトカプラで、前記レンズ駆動部材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１１０に伝えており、該焦点調節回路１１０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前記レンズ駆動用モータ３３を所定量駆動させ、撮影レンズ１を合焦位置に移動させるようになっている。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。
【００４４】
２７は水銀スイッチ等の姿勢検出スイッチでカメラが横位置で構えられたか、縦位置で構えられたかを検出するものである。
【００４５】
図２（ａ），（ｂ）において、４１はレリーズ釦である。４２は外部モニタ表示装置としてのモニタ用ＬＣＤで、予め決められたパターンを表示する固定セグメント表示部と、可変数値表示用の７セグメント表示部とから成っている。
【００４６】
４４はモードダイヤルで、撮影モード等の選択を行うためのものである。カメラ本体に刻印された指標４３を表示に合わせる事によって、その表示内容で撮影モードが設定される。例えば、カメラを不作動とするロックポジション、予め設定した撮影プログラムによって制御される自動撮影モードのポジション、撮影者が撮影内容を認定できるマニュアル撮影モードで、プログラムＡＥ、シャッタ優先ＡＥ，絞り優先ＡＥ，被写体深度優先ＡＥ，マニュアル露出の各撮影モードが設定可能である。また、視線入力用の「ＣＡＬ」ポジションもモードダイヤル４４中にあり、「ＣＡＬ」ポジションにして、後述の電子ダイヤル４５を操作する事により、視線入力のＯＮ、ＯＦＦ、そしてキャリブレーションの実行及び選択を行うことができる。
【００４７】
４５は電子ダイヤルで、回転してクリックパルスを発生させることによってモードダイヤル４４で選択されたモードの中でさらに選択されたモードの中でさらに選択し得る設定値を選択する為のものである。例えば、モードダイヤル４４にてシャッタ優先の撮影モードを選択すると、ファインダ内ＬＣＤ２４及びモニタ用ＬＣＤ４２には、現在設定されているシャッタ速度が表示される。この表示を見て、撮影者が電子ダイヤル４５を回転させると、その回転方向にしたがって現在設定されているシャッタ速度から順次シャッタ速度が変化していくように構成されている。
【００４８】
その他の操作部材については、本発明とは直接関係ないのでその説明は省略する。
【００４９】
図６は上記構成の一眼レフカメラに内蔵された電気的構成を示すブロック図であり、図１と同一のものは同一番号をつけている。
【００５０】
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、視線検出回路１０１，測光回路１０２，自動焦点検出回路１０３，信号入力回路１０４，ＬＣＤ駆動回路１０５，ＬＥＤ駆動回路１０６，ＩＲＥＤ駆動回路１０７，シャッタ制御回路１０８，モータ制御回路１０９が接続されている。また、撮影レンズ１内に配置された焦点調節回路１１０，絞り駆動回路１１１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。
【００５１】
ＣＰＵ１００に付随したＥＥＰＲＯＭｌ００ａは記憶手段としての視線の個人差を補正する視線補正データの記憶機能を有している。
【００５２】
前記視線検出回路１０１は、イメージセンサ１４（ＣＣＤ−ＥＹＥ）からの眼球像の信号をＡ／Ｄ変換し、この像情報をＣＰＵ１００に送信する。ＣＰＵ１００は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したがって抽出し、さらに各特徴点の位置から撮影者の視線を算出する。
【００５３】
前記測光回路１０２は、測光センサ１０からの信号を増幅後、対数圧縮，Ａ／Ｄ変換し、各センサの輝度情報としてＣＰＵ１００に送信する。測光センサ１０は、ファインダ画面内の６つの領域を測光するＳＰＣ−Ｌ２，ＳＰＣ−Ｌｌ、ＳＰＣ−Ｃ，ＳＰＣ−Ｒｌ，ＳＰＣ−Ｒ２、ＳＰＣ−Ｍから成る６つのフォトダイオードから構成されており、いわゆる分割測光が可能である。ラインセンサ６ｆは、前述の図３に示した、画面内の５つの焦点検出領域７０〜７４に対応した５組のラインセンサＣＣＤ−Ｌ２，ＣＣＤ−Ｌｌ，ＣＣＤ−Ｃ，ＣＣＤ−Ｒｌ，ＣＣＤ−Ｒ２から構成される公知のＣＣＤラインセンサである。
【００５４】
前記自動焦点検出回路１０３は、上記のラインセンサ６ｆから得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１００に送る。
【００５５】
ＳＷ１はレリーズ釦４１の第１ストロークでＯＮし、測光，ＡＦ，視線検出動作等を開始させる為のスイッチ、ＳＷ２はレリーズ釦４１の第２ストロークでＯＮするレリーズスイッチである。ＳＷ−ＤＩＡＬＩとＳＷ−ＤＩＡＬ２は、既に説明した電子ダイヤル４５内に設けられたダイヤルスイッチで、信号入力回路１０４のアップダウンカウンタに入力され、電子ダイヤル４５の回転クリック量をカウントする。ＳＷ−ＨＶ１，ＳＷ−ＨＶ２は姿勢検出スイッチ２７に相当する視線検出スイッチであり、この信号を基にカメラの姿勢状態が検出される。
【００５６】
これらスイッチの状態信号入力回路１０４に入力され、データバスによってＣＰＵ１００に送信される。
【００５７】
前記ＬＣＤ駆動回路１０５は、液晶表示素子であるＬＣＤを表示駆動させるための公知の構成より成るもので、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モニタ用ＬＣＤ４２とファインダ内ＬＣＤ（Ｆ−ＬＣＤ）２４の両方に同時に表示させることができる。
【００５８】
前記ＬＥＤ駆動回路１０６は、照明用ＬＥＤ（Ｆ−ＬＥＤ）２５とスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１を点灯，点滅制御する。前記ＩＲＥＤ駆動回路１０７は、ＣＰＵ１００の指示に従ってアイカップ４０中の８個の発光素子ＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｈ（最大で１２個のＩＲＥＤ駆動可能）を選択的に点灯させたり、ＩＲＥＤ１３ａ〜１３ｈへの出力電流値（あるいはパルス数）を変化させて照明パワーを制御する。また前述のように異なったＩＲＥＤ１３の数、配置を有する複数のアイカップ４０の識別は前記アイカップ４０の信号端子Ｐｒの抵抗値（実際には電圧値）を信号入力回路１０４を通じて読み取ることが可能である。ＣＰＵ１００の記憶回路ＥＥＰＲＯＭｌ００ａには予め各アイカップのタイプに応じたＩＲＥＤの配置（座標）データが記憶されており、そこからアイカップのタイプが識別に応じてデータが引き出され、視線検出の演算に用いられる。
【００５９】
前記シャッタ制御回路１０８は、通電すると先幕を走行させるマグネットＭＧ−１と、後幕を走行させるマグネットＭＧ−２を制御し、感光部材に所定光量を露光させる。前記モータ制御回路１０９は、フィルムの巻き上げ、巻き戻しを行うモータＭｌと主ミラー２及びシャッタ４のチャージを行うモータＭ２を制御するためのものである。
【００６０】
上記シャッタ制御回路１０８とモータ制御回路１０９によって、一連のカメラのレリーズシーケンス動作する。
【００６１】
次に、視線検出装置を有したカメラの動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。モードダイヤル４４を回転させてカメラを不作動状態から所定の撮影モードに設定すると（この実施の形態では、シャッタ優先ＡＥに設定された場合をもとに説明する）、カメラの電源がＯＮされ（ステップ＃１００）、ＣＰＵ１００のＥＥＰＲＯＭｌ００ａに記憶された視線のキャリブレーションデータ以外の視線検出に使われる変数がリセットされる（ステップ♯１０１）。そして、カメラはレリーズ釦４１が押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップ＃１０２）。
【００６２】
レリーズ釦４１が押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮされたことを信号入力回路１０４が検出すると、ＣＰＵ１００は視線検出を行う際にどのキャリブレーションデータを使用するかを視線検出回路１０１に確認する（ステップ♯１０３）。この時、確認されたキャリブレーションデータナンバーのキャリブレーションデータが初期値のままで変更されていなかったり、あるいは、視線禁止モードに設定されていたら（ステップ＃１０３）、視線検出は実行せずに、すなわち視線情報を用いずに焦点検出領域自動選択サブルーチンによって特定の焦点検出領域を選択する（ステップ♯１１５）。そして、この焦点検出領域において自動焦点検出回路１０３は焦点検出動作を行う（ステップ♯１０７）。
【００６３】
焦点検出領域自動選択のアルゴリズムとしてはいくつかの方法が考えられるが、多点ＡＦカメラでは公知となっている中央焦点検出領域に重み付けを置いた近点優先アルゴリズムが有効である。
【００６４】
また、前記キャリブレーションデータナンバーに対応する視線のキャリブレーションデータが所定の備に設定されていてそのデータが撮影者により入力されたものであることが認識されると（ステップ＃１０３）、視線検出回路１０１はそのキャリブレーションデータにしたがって視線検出を実行され、視線はピント板７上の注視点座標に変換される（ステップ＃１０４）。
【００６５】
次に、上記ステップ♯１０４で検出された視線情報は成功か否かの判定にかけられる（ステップ＃１０５）。ここでの判定条件は、角膜反射像であるプルキンエ像及び瞳孔中心位置の信頼性及び眼球の回転角等である。この結果、不成功ならばステップ♯１１５の「焦点検出領域自動選択サブルーチン」に進む。また、視線検出が成功ならば、ＣＰＵ１００は該注視点座標に近接した焦点検出領域を選択する（ステップ♯１０６）。そして、自動焦点検出回路１０３は検出された視線情報も用いて選択がなされた焦点検出領域での焦点検出を実行する（ステップ＃１０７）。
【００６６】
次に、上記選択された焦点検出領域が焦点検出不能であるかを判定し（ステップ♯１０８）、不能であればＣＰＵ１００はＬＣＤ駆動回路１０５に信号を送ってファインダ内ＬＣＤ２４の合焦マーク５３を点滅させ、焦点検出がＮＧであることを撮影者に警告し（ステップ＃１１７）、スイッチＳＷ１が離されるまでこの警告を続ける（ステップ＃１１８―♯１１７―＃１１８…）。
【００６７】
一方、焦点検出が可能であり、所定のアルゴリズムで選択された焦点検出領域の焦点調節状態が合焦でなければ（ステップ＃１０９）、ＣＰＵ１００はレンズ焦点調節回路１１０に信号を送って所定量撮影レンズ１を駆動させる（ステップ♯１１６）。レンズ駆動後は、自動焦点検出回路１０３は再度焦点検出を行い（ステップ♯１０７）、撮影レンズ１が合焦しているか否かの判定を行う（ステップ♯１０９）。
【００６８】
所定の焦点検出領域において撮影レンズ１が合焦していたならば、ＣＰＵ１００はＬＣＤ駆動回路１０５に信号を送ってファインダ内ＬＣＤ２４の合焦マーク５３を点灯させるとともに、ＬＥＤ駆動回路１０６にも信号を送って合焦している焦点検出領域に対応したスーパーインポーズ用ＬＥＤ２１を点灯させ、該焦点検出領域を光らせることで合焦表示させる（ステップ♯１１０）。
【００６９】
合焦した焦点検出領域がファインダ内に表示されたのを撮影者が見て、その焦点検出領域が正しくない、あるいは撮影を中止すると判断してレリーズ釦４１から手を離し、スイッチＳＷ１をＯＦＦすると（ステップ＃１１１）、引き続きカメラはスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機するステップ＃１０２へ戻る。
【００７０】
また撮影者が合焦表示された焦点検出領域を見て、引き続きスイッチＳＷ１をＯＮし続けたならば（ステップ＃１１１）、ＣＰＵ１００は測光回路１０２に信号を送信して測光を行わせる（ステップ＃１１２）。
【００７１】
この時、合焦した焦点検出領域を含む測光領域に重み付けを行った露出値が演算される。本実施の形態の場合、測光演算結果としてセグメントと小数点を用いて絞り値（図５の５２に示すＦ５．６）を表示している。
【００７２】
さらにレリーズ釦４１が押し込まれてスイッチＳＷ２がＯＮされているかどうかの判定を行い（ステップ＃１１３）、スイッチＳＷ２がＯＦＦ状態であれば再びスイッチＳＷ１の状態の確認を行う（ステップ＃１１１）。
【００７３】
また、スイッチＳＷ２がＯＮされたならばＣＰＵ１００はシャッタ制御回路１０８、モータ制御回路１０９、及び、絞り駆動回路１１１にそれぞれ信号を送信して、公知のシャッタレリーズ動作を行う（ステップ♯１１４）。
【００７４】
具体的には、まず、モータ制御回路１０９を介してモータＭ２に通電して主ミラー２をアップさせ、絞り３１を絞り込んだ後、マグネットＭＧ−１に通電し、シャッタ４の先幕を開放する。絞り３１の絞り値及びシャッタ４のシャッタスピードは、前記測光回路１０２にて検出された露出値とフィルム５の感度から決定される。所定のシャッタ秒時（１／１２５秒）経過後、マグネットＭＧ−２に通電し、シャッタ４の後幕を閉じる。フィルム５への露光が終了すると、モータＭ２に再度通電し、ミラーダウン、シャッタチャージを行うとともにフィルム給送用のモータＭｌにも通電し、フィルムの駒送りを行い、一連のシャッタレリーズシーケンスの動作が終了する。その後カメラは再びスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップ♯１０２）。
【００７５】
図７は、視線検出動作アルゴリズムを示すフローチャートである。
【００７６】
図７において、前述のように視線検出回路１０１は、ＣＰＵ１００より信号を受け取ると視線検出を実行する（ステップ♯１０４）。視線検出回路１０１は撮影モードの中での視線検出かあるいは視線のキャリブレーションモードの中での視線検出かの判定を行う（ステップ♯２００）。
【００７７】
実際には、図２のモードダイヤル４４が視線検出動作のためのキャリブレーションモードに設定されていた場合は、キャリブレーション（ＣＡＬ）動作（ステップ♯３００）を実行する。
【００７８】
キャリブレーション動作についての詳細は本発明とは特に関係ないためここでは省略する。
【００７９】
モードダイヤル４４には視線検出モードの設定があり、この設定位置で、３人分のキャリブレーションデータを登録、実行が可能となるキャリブレーションデータナンバー１、２、３と視線検出を実行しないＯＦＦの計４つのポジション設定が図２の電子ダイヤル４５の操作で可能である。
【００８０】
そこで、カメラがキャリブレーションモードに設定されていない場合、視線検出回路１０１はカメラが現在どのキャリブレーションデータナンバーに設定されているかを認識する。
【００８１】
つづいて視線検出回路１０１は、撮影モードでの視線検出の場合はまず最初にカメラがどのような姿勢になっているかを信号入力回路１０４を介して検出する（ステップ＃２０１）。信号入力回路１０４は図１中の水銀スイッチ２７（ＳＷ−ＡＮＧ）の出力信号を処理してカメラが横位置であるか縦位置であるか、また縦位置である場合は例えばレリーズ釦４１が天方向にあるか地（面）方向にあるか判断する。
【００８２】
次に、先に検出されたカメラの姿勢情報と、カメラ本体に装着されているアイカップのタイプからＩＲＥＤ配置（座標）データを記憶回路ＥＥＰＲＯＭｌ００ａから呼び出す。さらにキャリブレーションデータに含まれる撮影者の眼鏡情報より赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥＤと称す）１３ａ〜１３ｈの選択を行う（ステップ＃２０２）。
【００８３】
すなわち、カメラが横位置に構えられ、撮影者が眼鏡をかけていなかったならば、図２（ｂ）に示すアイカップ上のＩＲＥＤ１３ａ，１３ｂが選択される。また、カメラが横位置で、撮影者が眼鏡をかけていれば、撮影者の眼鏡反射光の影響が少なくなるように、ＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの間隔よりもさらに間隔の広い１３ｃ，１３ｄのＩＲＥＤが選択される。
【００８４】
又カメラが、例えばレリーズ釦４１が天方向にあるか地（面）方向に縦位置で構えられていたならば、撮影者の眼球を下方から照明するようなＩＲＥＤの組み合わせ、すなわち撮影者が眼鏡をかけていなかったならば、１３ａ，１３ｅを、撮影者が眼鏡をかけていれば、１３ｃ，１３ｇの組み合わせが選択される。
【００８５】
次にイメージセンサ１４（以下、ＣＣＤ−ＥＹＥと称す）の蓄積時間及びＩＲＥＤの照明パワーがＣＣＤ−ＥＹＥ１４の本蓄積に先だって行われる予備蓄積の像信号出力、あるいは眼鏡装着か否かの情報等に基づいて設定される（ステップ＃２０３）。
【００８６】
ＣＣＤ−ＥＹＥ１４予備蓄積というのは、本蓄積の直前に一定時間、たとえば１ｍｓと蓄積時間を決めて常に像信号を取り込むことで、その信号レベルの強弱に応じて実際の眼球像取り込みの蓄積時間を制御することで、安定した眼球像信号を得ることが可能となる。ＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積時間及びＩＲＥＤの照明パワーが設定されると、ＣＰＵ１００はＩＲＥＤ駆動回路１０７を介してＩＲＥＤ１３を所定のパワーで点灯させるとともに、視線検出回路１０１はＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積を開始する（ステップ♯２０４）。また、先に設定されたＣＣＤ−ＥＹＥ１４の蓄積時間にしたがってここでの蓄積を終了し、それとともにＩＲＥＤ１３も消灯される。
【００８７】
次に、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４にて蓄積された像信号は順次読み出され、視線検出回路１０１でＡ／Ｄ変換された後にＣＰＵ１００にメモリされる（ステップ♯２０５）。
【００８８】
図１０は、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４の眼球像信号を画像化したもので、図１１中の眼球１５の角膜１６において、仮にＩＲＥＤ１３ａと１３ｂが発光することで、図１０、図１１に示す角膜反射像（以下、プルキンエ像と記す）１９ａ、１９ｂが生じる。また、１７は虹彩、１８は瞳孔である。
【００８９】
これらの像信号に対して公知であるところの視線検出処理が行われる（ステップ♯２０６）。
【００９０】
すなわち、ＣＰＵ１００において、眼球の照明に使用された１組のＩＲＥＤ１３ａ、１３ｂの虚像であるプルキンエ像１９ａ、１９ｂの位置が検出される。
【００９１】
前述の通り、プルキンエ像１９ａ、１９ｂは光強度の強い輝点として現れるため、光強度に対する所定のしきい値を設け、該しきい値を超える光強度のものをプルキンエ像とすることにより検出可能である。また、瞳孔の中心位置は瞳孔１８と虹彩１７の境界点を複数検出し、各境界点を基に円の最小二乗近似を行うことにより算出される。これらプルキンエ像位置と瞳孔中心位置とから眼球における回転角度θが求まり、さらに二つのプルキンエ像１９の間隔からカメラの接眼レンズ１１と撮影者の眼球１５との距離が算出され、ＣＣＤ−ＥＹＥ１４に投影された眼球像の結像倍率βを得ることができる。
【００９２】
以上のことから、眼球の回転角度θと結像倍率β、さらにキャリブレーションで得られた個人差補正情報を用いて、撮影者の視線方向のピント板７上の位置座標を求めることができる。
【００９３】
図７に戻って、次に撮影者の視線位置を基に視線情報の信頼性判定を行う（ステップ＃１０５）。
【００９４】
（変形例）
本発明は、一眼レフカメラに適用した場合を述べているが、レンズシャッタカメラ，ビデオカメラ等のカメラにも適用可能である。更に、その他の光学機器や他の装置、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。
【００９５】
【発明の効果】
本発明は、観察者の視線を検出する視線検出手段を有する光学装置と、該光学装置の接眼部に着脱自在に装着されるアイカップから構成され、該アイカップは前記観察者の眼球近傍を照明する複数の発光素子からなる照明手段を有し、前記光学装置は前記アイカップに構成された複数の発光素子の配置形態の情報を認識可能となるように構成された視線検出機能付き光学装置システムを提供することによって、該光学装置の接眼レンズ周辺の実装スペースを拡大することができるため、眼鏡反射光の影響を排除するための理想的な発光素子レイアウトを実現するが可能となり、さらには視線検出の成功確率を上げるのにより多くの数の発光素子を接眼レンズの周囲にレイアウトすることが可能となる。
【００９６】
また、光学機器を使用する観察者に応じて最適な発光素子レイアウトのアイカップを選択的に交換使用することによって、その観察者の視線検出に必要な発光素子の数を必要最小限にとどめることができ、製品コストを下げることに貢献することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】一眼レフカメラの概略図。
【図２】一眼レフカメラの上面外観図および一眼レフカメラの後部外観図。
【図３】照明手段を有したアイカップの構成を示す図。
【図４】照明手段を有したアイカップの応用例。
【図５】ファインダ視野における撮影情報表示図。
【図６】カメラの電気回路図。
【図７】カメラ動作のフローチャート。
【図８】視線検出動作のフローチャート。
【図９】従来の照明手段説明図。
【図１０】視線検出原理説明図。
【図１１】視線検出原理説明図。
【符号の説明】
１　撮影レンズ
２　主ミラー
６　焦点検出装置
６ｆ　イメージセンサ
７　ピント板
１０　測光センサ
１１　接眼レンズ
１３　赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）
１４　イメージセンサ（ＣＣＤ−ＥＹＥ）
１５　眼球
１６　角膜
１７　虹彩
１８　瞳孔
２７　水銀スイッチ
４０　アイカップ
４１　レリーズ釦
４４　モードダイヤル
４５　電子ダイヤル
４６　アイカップ信号接点
４７　本体信号接点
５０　視線入力マーク
５３　合焦マーク
７０〜７４　焦点検出領域マーク
１００　ＣＰＵ
ｌ０ｌ　視線検出回路
１０３　焦点検出回路
１０４　信号入力回路
１０５　ＬＣＤ駆動回路
１０６　ＬＥＤ駆動回路
１０７　ＩＲＥＤ駆動回路
１１０　焦点調節回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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