JP3559622B2 - Gaze detection device and optical apparatus having gaze detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者または被験者の視線情報を検出する視線検出装置に関し、特に明るさの情報を利用して、正確な視線検出を可能にする視線検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ファインダーを覗く使用者または被験者の視線を検出して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】
この種のカメラにおいて撮影者の視線情報は、撮影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検出される。視線情報の検出方法については特開平2−264633号公報に開示されている。
【0004】
特開平2−264633号公報によると、瞳孔の中心位置は瞳孔と虹彩との境界を検出することによって求めているが、実際には光の強度差の大きいところを瞳孔と虹彩との境界とみなして検出を行っている。したがって、瞼と眼球との境界や強膜と虹彩との境界、あるいはまつげのある部分においても光の強度差が大きいところがあり偽の境界を検出してしまう場合があった。
【0005】
そこで、本願出願人は特開平2−65836号公報において外光の明るさから使用者または被験者の瞳孔径を推定してその瞳孔径から大きく外れている検出データを排除して瞳孔と虹彩との境界を効率的に抽出する方法を開示している。
【0006】
さらに、本願出願人は特開平6−148507号公報において使用者または被験者の眼球の瞳孔径を予め設定しセンサー上での瞳孔と虹彩との境界が存在する範囲を設定して偽の検出データを排除する方法を開示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平2−65836号公報に開示されているようにファインダーを覗く使用者または被験者の瞳孔径を外光の明るさによって推定することができるが、推定した瞳孔径は眼球像の結像倍率が考慮されていないため、受光センサー上で、瞳孔が実際にどの程度の大きさになるか正確には推定できないという欠点があった。
【0008】
また、使用者または被験者の瞳孔径をファインダーに入射する光量によって推定すると、例えば明るい屋外から暗い室内等を観察する場合には、ファインダーに入射する光量は少ないにもかかわらず使用者または被験者の眼球の瞳孔は周囲の明るさによって小さくなるため、推定した瞳孔径は実際の瞳孔径よりも大きくなってしまい、不要な検出データを正確に排除することができず、瞳孔と虹彩の境界を正確に検出することができないことがあった。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項1に記載した発明によれば、実質的に使用者または被験者の眼球に入射する光量を測光する測光手段と、使用者または被験者眼の像を受光する受光手段と、該受光手段で得られた眼球像信号を演算処理して使用者または被験者の視線情報を求める演算処理手段とを有する視線検出装置において、前記測光手段の出力に基づいて推定した使用者または被験者の瞳孔径と、前記受光手段の出力に基づいて推定した使用者または被験者の瞳孔径を比較して、より小さい瞳孔径を使用者または被験者眼の推定瞳孔径として設定する推定瞳孔径設定手段を有し、前記演算処理手段は設定された該推定瞳孔径に基づいて前記受光手段で得られた眼球像信号から偽の抽出データを排除する演算処理をすることによって、より正確に瞳孔径を推定することができるので、瞳孔と虹彩との境界を検出する際の不要な検出データを正確に排除することが可能になる。
【0010】
また、本願の請求項3に記載した発明による視線検出装置は、使用者または被験者の眼球像を受光する受光面を有する受光手段と、実質的に使用者または被験者の眼球に入射する光量を測光する測光手段と、該測光手段の出力に基づいて使用者または被験者の瞳孔径を推定する瞳孔径推定手段と、使用者または被験者の眼球と受光手段の受光面との距離情報を求める距離情報検出手段と、該瞳孔径推定手段によって推定された使用者または被験者の瞳孔径および該距離情報検出手段によって求めた距離情報から該受光手段の受光面に結像する使用者または被験者の瞳孔径を演算する瞳孔径演算手段と、該瞳孔径演算手段の演算結果に基づいて、該受光手段によって得られた眼球像情報から偽の抽出データを排除する演算処理をすることで使用者または被験者の視線情報を求める演算処理手段とを有することを特徴として、このような構成によって、受光手段の受光面に結像する瞳孔径を求めることができ、より正確に瞳孔径を推定することができるので、瞳孔と虹彩との境界を検出する際の不要な検出データを正確に排除することが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1〜図5は本発明の実施の形態で、図1は視線検出装置付き光学機器であるところの一眼レフカメラの要部概略図である。
【0012】
図中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はシャッター、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。
【0013】
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、複数のCCDからなるラインセンサー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。
【0014】
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はファインダー光路変更手段であるペンタダハプリズム、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ーで、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と測光センサー10を共役に関係付けている。
【0015】
次にペンタダハプリズム8の射出面後方には、光分割手段であるダイクロイックミラー16と接眼レンズ11が配され、撮影者の眼15によるピント板7の観察に使用される。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CCD等の光電素子列を2次元的に配したイメージセンサーで受光レンズ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。
【0016】
13a〜13dは各々撮影者の目15の照明光源であるところの赤外発光ダイオード(IRED)で、接眼レンズ11の下方に配置されている。
【0017】
31は撮影レンズ1内に設けた絞り、32は絞り駆動回路107を含む絞り駆動装置、33はレンズ駆動用モーター、34は駆動ギヤ等からなるレンズ駆動部材、35はフォトカプラーでレンズ駆動部材34に連動するパルス板36の回転を検知してレンズ駆動回路110に伝えている。レンズ駆動回路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レンズ駆動用モーターを所定量駆動させ、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。
【0018】
図2は本発明を実施したカメラの本体に内蔵された電気回路の要部ブロック図である。同図において、図1と同一のものは同一の番号をつけている。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)100には、視線検出回路101、測光回路102、焦点検出回路103、信号入力回路104、絞り駆動回路107、シャッター制御回路108、レンズ駆動回路110が接続されている。また、撮影レンズ内に配置された絞り駆動回路107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なされる。
【0019】
CPU100には、記憶手段としてEEPROM100aが付随している。
【0020】
視線検出回路101は、IRED13a〜13dを点灯制御して撮影者の眼球15を照明し、イメージセンサー14からの眼球像の出力をA/D変換しこの像情報をCPU100に送信する。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撮影者の視線情報を算出する。
【0021】
測光回路102は、測光センサー10からの出力を増幅後、対数圧縮、A/D変換し、各センサーの輝度情報としてCPU100に送っている。
【0022】
ラインセンサー6fは画面内の複数の焦点検出領域に対応した公知のCCDラインセンサーである。焦点検出回路103はこれらラインセンサー6fから得た電圧をA/D変換し、CPU100に送っている。
【0023】
信号入力回路104は、不図示のシャッター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。
【0024】
絞り駆動回路107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。
【0025】
シャッター制御回路108は通電するとシャッター幕を走行させて、感光部材に所定光量を露光させる。
【0026】
ここで本発明の視線検出装置は、照明手段を構成するIRED13a〜13d、IREDを駆動する視線検出回路101、受光手段を構成する接眼レンズ11、ダイクロイックミラー16、受光レンズ12、イメージセンサー14、イメージセンサー14を制御する視線検出回路101、演算処理手段を構成する視線検出回路101及びCPU100、記憶手段であるEEPROM100a、測光手段を構成する結像レンズ9、測光センサー10、測光センサーを制御する測光回路102とから構成されている。
【0027】
次に、視線検出装置を具備した光学機器であるところのカメラの動作のフローチャートを図3に示す。本発明のカメラは、使用者または被験者の視線情報を用いて焦点検出領域の選択と測光値の重み付けが可能となっている。
【0028】
撮影者がカメラを起動させると、CPU100は信号入力回路104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スイッチの設定状態を確認する(#100)。
【0029】
モード選択スイッチ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)、CPU100は撮影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6−86759号公報において詳細に説明されているので、ここでは説明を省略する。
【0030】
またモード選択スイッチ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(CAL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104を介してシャッターレリーズボタンの第1ストローク、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はスイッチSW−1がONされるまで待機する(#102)。
【0031】
撮影者によってスイッチSW−1がONされれば(#102)、CPU100は先に検知したモード選択スイッチの設定状態を確認し(#103)、撮影者の視線情報を用いずに制御手段を制御するモードに設定されていなければ、CPU100は記憶手段であるEEPROM100aから撮影者の視線のキャリブレーションデータを読み出す(#105)。
【0032】
さらにCPU100は、視線検出回路101に信号を送って撮影者の眼球15をIRED13にて照明し、その反射光を接眼レンズ11、ダイクロイックミラー16、受光レンズ12を介してイメージセンサー14にて撮像させる。CPU100は、視線検出回路101を介してイメージセンサー14より得られた眼球像を処理して角膜反射像及び虹彩と瞳孔の境界を抽出し、その角膜反射像と瞳孔の中心位置のずれから撮影者の視線情報を算出する(#106)。視線情報の算出のフローは後述する。
【0033】
さらにCPU100は検出された撮影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(#107)。
【0034】
ここで、撮影者の視線情報を自動焦点調節手段の制御に用いるモードに設定されていれば、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(#109)。
【0035】
引き続きCPU100は焦点検出回路103に信号を送信して撮影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(#110)。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(#111)、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レンズ駆動を行う(#120)。焦点調節信号に対応したレンズ駆動が実行されると(#120)再度焦点検出が実行され(#121)。
【0036】
選択された焦点検出領域の焦点状態が合焦していれば(#111)、ファインダー内に合焦表示を行う(#112)。ファインダー視野内に合焦表示が行われるため、撮影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認識できる。
【0037】
また、撮影者の視線情報を露出値の決定に用いるモードに設定されていれば(#113)、CPU100は測光回路102に信号を送信して測光を行なう。このとき、撮影画面内の分割された領域の測光値に撮影者の視線情報に基づいた重み付けを行って露出値が決定する(#114)。
【0038】
引き続きスイッチSW−1がONされていれば(#115)、シャッターレリーズボタンのスイッチSW−2の状態が確認される(#116)。スイッチSW−2がOFF状態であれば(#116)、再びスイッチSW−1の状態の確認を行う(#115)。スイッチSW−1がOFF状態であれば(#115)、そのまま初期状態に戻る。
【0039】
また、スイッチSW−2がONされたならば(#116)、CPU100は絞り駆動回路107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、シャッター制御回路108に信号を送信しシャッター幕を走行させて撮影を行う(#117)。
【0040】
カメラのシャッターレリーズ動作が終了すると(#117)、初期状態に戻る。
【0041】
一方、撮影者によってスイッチSW−1がONされれば(#102)、CPU100は先に検知したモード選択スイッチの設定状態を確認し、撮影者の視線情報を用いて制御手段を制御するモードに設定されていなければ制御手段は独立して制御される(#103)。
【0042】
CPU100は焦点検出回路103に信号を送信して全ての焦点検出領域の焦点検出を実行する(#118)。さらにCPU100は、検出された全ての焦点検出領域の焦点検出情報を比較して、被写体距離がもっとも短い焦点検出領域を撮影レンズの焦点調節を行う領域と決定する(#119)。
【0043】
決定された焦点検出領域に対して合焦していれば(#111)合焦表示を行う(#112)。
【0044】
また、露出値も撮影者の視線情報を用いずに決定される(#113)。CPU100は測光回路102に信号を送信して測光を行なう。このとき、主被写体があると思われる領域が適正な露出量になるように評価を行って露出値が決定される(#123)。
【0045】
引き続きスイッチSW−1がONされていれば(#115)、シャッターレリーズボタンのスイッチSW−2の状態が確認される(#116)。スイッチSW−2がOFF状態であれば(#116)、再びスイッチSW−1の状態の確認を行う(#115)。スイッチSW−1がOFF状態であれば(#115)、そのまま初期状態に戻る。
【0046】
また、スイッチSW−2がONされたならば(#116)、CPU100は絞り駆動回路107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、シャッター制御回路108に信号を送信しシャッター幕を走行させて撮影を行う(#117)。
【0047】
カメラのシャッターレリーズ動作が終了すると(#117)、初期状態に戻る。
【0048】
図4は視線情報の算出のフローで、以下同図を用いて説明する。
【0049】
視線検出の実行が指示されると(#106)、CPU100は測光手段である測光回路102に信号を送信して測光センサー10の信号を読みだしてファインダー光学系に入射している光量を測定する(#130)。記憶手段であるEEPROM100aにはファインダー光学系の測光値に対する使用者または被験者の瞳孔径の情報が記憶されているため、CPU100はEEPROM100aから測定されたファインダー光学系の測光値に対応する使用者または被験者の瞳孔径情報を読みだして瞳孔径r1と推定する(#131)。このとき、ファインダー光学系の測光値が明るければ瞳孔径r1は小さい値となり、またファインダー光学系の測光値が暗ければ瞳孔径r1は大きい値となる。
【0050】
さらにCPU100は、受光手段である視線検出回路101に信号を送信してイメージセンサーであるCCD14を所定時間蓄積させ信号を出力させる(#132)。記憶手段であるEEPROM100aにはイメージセンサー14の出力に対する使用者または被験者の瞳孔径情報が記憶されているため、CPU100はEEPROM100aから測定されたイメージセンサー14の光出力値に対応する使用者または被験者の瞳孔径情報を読みだして瞳孔径r2と推定する(#133)。このとき、使用者または被験者の前眼部が明るければ瞳孔径r2は小さい値となり、また使用者または被験者の前眼部が暗ければ瞳孔径r2は大きい値となる。受光手段を用いて使用者または被験者の前眼部の明るさを測定する際、照明手段によって使用者または被験者の眼球を照明しない方が望ましい。
【0051】
CPU100は、ファインダー光学系に入射する光量に基づいて推定された瞳孔径r1と、使用者または被験者の前眼部の明るさに基づいて推定された瞳孔径r2とを比較してより小さい瞳孔径の方を最終的な設定値とする(#134)。たとえば、使用者または被験者が暗い屋内から明るい屋外を観察している場合は、r1<r2 となるため、瞳孔径はr1と設定される。逆に、太陽光下の明るい屋外から暗い室内等を観察する場合は、r1>r2 となるため、瞳孔径はr2と設定される。このように、より小さい瞳孔径を最終的な設定値にすることで推定瞳孔径はより実際の瞳孔径に近づけることができる。したがって、どのような場合にも正確に不要なデータを排除することができる。
【0052】
ファインダー光学系に入射する光量と使用者または被験者の前眼部の明るさに基づいて使用者または被験者の瞳孔径が設定されると(#134)、CPU100は照明手段である視線検出回路101に信号を送信してIRED13によって使用者または被験者の眼球を照明するとともに、受光手段であるイメージセンサー14にて眼球からの反射光を受光する(#135)。CPU100は、イメージセンサー14にて撮像された眼球像を視線検出回路101を介してA/D変換して画像処理を行い、角膜反射像と瞳孔と虹彩の境界を抽出する(#136)。
【0053】
図5はイメージセンサー14に形成される使用者または被験者の眼球像と画像処理結果を示したものである。同図において2個の黒丸(・)が角膜反射像である。角膜反射像は、光強度が強いためほぼ正確に検出される。また、図中 × と □ で示したのが光の強度差が大きいために瞳孔と虹彩との境界として抽出されたところである。
【0054】
さらにCPU100は、2個の角膜反射像の間隔から使用者または被験者眼の受光手段に対する距離を求めて、その距離から使用者または被験者眼の結像倍率βを算出する(#137)。結像倍率βは、2個の角膜反射像の間隔をΔPとすると、
【0055】
【外1】
と表される。ただし、a、b、c、dは照明手段、受光手段の設定状態で決まる定数である。
【0056】
先に設定された使用者または被験者眼の瞳孔径rと使用者または被験者眼の結像倍率βより、イメージセンサー14上での瞳孔の大きさが求められる。さらに、2個の角膜反射像の位置とイメージセンサー14上での瞳孔の大きさに基づいて瞳孔の存在範囲が設定される(#138)。図5に示した眼球像の中で、瞳孔の存在範囲を示したのが点線である。
【0057】
CPU100は瞳孔の存在範囲に基づいて、瞳孔と虹彩との境界に関する偽の抽出データを排除する(#139)。このとき図5において、×印で示したまぶたと眼球との境界で抽出されたデータや強膜と虹彩との境界で抽出されたデータが排除される。さらにCPU100は、瞳孔と虹彩との境界として抽出された残りのデータ(図5における□印のデータ)に基づいて瞳孔の中心位置を算出する(#140)。
【0058】
瞳孔の中心位置が求まると、角膜反射像との位置の差より使用者または被験者眼の回転角が算出される(#141)。
【0059】
本実施例において、瞳孔径に基づく瞳孔の存在範囲の設定は、使用者または被験者眼の回転を考慮して幾分大きめに設定されるのはいうまでもない。
【0060】
また本実施例において、角膜反射像及び瞳孔と虹彩との境界を抽出後に瞳孔の存在範囲を設定して偽の抽出データを排除する方法を例示したが、先に角膜反射像を抽出して瞳孔の存在範囲を設定後、瞳孔と虹彩との境界とを抽出してもかまわない。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項1に記載した発明によれば、実質的に使用者または被験者の眼球に入射する光量を測光する測光手段と、使用者または被験者眼の像を受光する受光手段と、該受光手段で得られた眼球像信号を演算処理して使用者または被験者の視線情報を求める演算処理手段とを有する視線検出装置において、前記測光手段の出力に基づいて推定された使用者または被験者の瞳孔径と、前記受光手段の出力に基づいて推定された使用者または被験者の瞳孔径の少なくともどちらか一方を利用して使用者または被験者眼の推定瞳孔径を設定する瞳孔径設定手段を有し、前記演算処理手段は設定された該推定瞳孔径に基づいて前記眼球像信号を演算処理することによって、より正確に瞳孔径を推定することができる。したがって、瞳孔と虹彩との境界を検出する際の不要な検出データをより正確に排除することが可能になり、短時間で正確に瞳孔形状を検出することができるので、視線検出の高速化、高精度化を図ることができる。
【0062】
また、本願の請求項5に記載した発明による視線検出装置は、該使用者または被験者の眼球像を受光する受光面を有する受光手段と、実質的に使用者または被験者の眼球に入射する光量を測光する測光手段と、該測光手段の出力に基づいて該使用者または被験者の瞳孔径を推定する瞳孔径推定手段と、該使用者または被験者の眼球と受光手段の受光面との距離情報を求める距離情報検出手段と、該瞳孔径推定手段によって推定された該使用者または被験者の瞳孔径および該距離情報検出手段によって求めた距離情報から該受光手段の受光面に結像する該使用者または被験者の瞳孔径を演算する瞳孔径演算手段と、該瞳孔径演算手段の演算結果に基づいて、該受光手段によって得られた眼球像情報を演算処理することで使用者または被験者の視線情報を求める演算処理手段とを有することを特徴として、このような構成によって、受光手段の受光面上の推定瞳孔径を求めることができ、より正確に瞳孔径を推定することができる。したがって、瞳孔と虹彩との境界を検出する際の不要な検出データをより正確に排除することが可能になり、短時間で正確に瞳孔形状を検出することができるので、視線検出の高速化、高精度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一眼レフカメラの要部概略図
【図2】カメラの電気回路ブロック図
【図3】カメラの動作フロー説明図
【図4】視線算出フロー説明図
【図5】眼球像説明図
【符号の説明】
1 撮影レンズ
2 主ミラー
3 サブミラー
4 シャッター
5 フィルム
6 焦点検出装置
7 ピント板
8 ペンタダハプリズム
9 結像レンズ
10 測光センサー
11 接眼レンズ
12 受光レンズ
13 赤外発光ダイオード
14 CCD
15 眼球
32 絞り駆動装置
100 CPU
101 視線検出回路
102 測光回路
103 焦点検出回路
104 信号入力回路
107 絞り駆動回路
108 シャッター制御回路
110 レンズ駆動回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gaze detection device that detects gaze information of a user or a subject, and more particularly to a gaze detection device that enables accurate gaze detection by using brightness information.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, cameras that detect a line of sight of a user or a subject who looks through a viewfinder and control functions such as automatic focusing of a photographing lens based on the line of sight information are commercially available.
[0003]
In this type of camera, the line-of-sight information of the photographer is detected from the deviation between the position of the corneal reflection image due to the illumination light illuminating the photographer's eyeball and the center position of the pupil. A gaze information detection method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-264633.
[0004]
According to JP-A-2-264633, the center position of the pupil is determined by detecting the boundary between the pupil and the iris. However, in practice, a place where the difference in light intensity is large is regarded as the boundary between the pupil and the iris. Detection. Therefore, even at the boundary between the eyelid and the eyeball, the boundary between the sclera and the iris, or the portion with eyelashes, there is a place where the difference in light intensity is large and a false boundary may be detected.
[0005]
In view of this, the present applicant estimates the pupil diameter of a user or a subject from the brightness of external light in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-65836 and excludes detection data that largely deviates from the pupil diameter to remove the pupil and iris. A method for efficiently extracting boundaries is disclosed.
[0006]
Further, the applicant of the present application disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-148507, presets the pupil diameter of the eyeball of the user or the subject, sets the range where the boundary between the pupil and the iris exists on the sensor, and obtains false detection data. A method of elimination is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-65836, the pupil diameter of a user or a subject who looks through a finder can be estimated by the brightness of external light. Since the magnification is not taken into consideration, there is a disadvantage that it is not possible to accurately estimate the actual size of the pupil on the light receiving sensor.
[0008]
Further, when the pupil diameter of the user or the subject is estimated based on the amount of light incident on the finder, for example, when observing from a bright outdoor to a dark room, the eyeball of the user or the subject despite the small amount of light incident on the finder. The estimated pupil diameter is larger than the actual pupil diameter because unnecessary pupil diameter is smaller than the actual pupil diameter, and unnecessary detection data cannot be eliminated accurately. Sometimes it could not be detected.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the invention described in
[0010]
The gaze detecting apparatus according to the invention described in claim 3 of the present application includes a light receiving unit having a light receiving surface for receiving an eyeball image of a user or a subject, and a photometer that substantially measures the amount of light incident on the eyeball of the user or the subject. Pupil diameter estimating means for estimating the pupil diameter of the user or the subject based on the output of the photometric means, and distance information detecting the distance information between the eyeball of the user or the subject and the light receiving surface of the light receiving means. Means for calculating the pupil diameter of the user or the subject to be imaged on the light receiving surface of the light receiving means from the pupil diameter of the user or the subject estimated by the pupil diameter estimating means and the distance information obtained by the distance information detecting means. Pupil diameter calculating means, and performing calculation processing for eliminating false extraction data from eyeball image information obtained by the light receiving means based on the calculation result of the pupil diameter calculating means. Or arithmetic processing means for obtaining gaze information of the subject, with such a configuration, a pupil diameter to be imaged on the light receiving surface of the light receiving means can be obtained, and the pupil diameter can be more accurately estimated. Therefore, unnecessary detection data for detecting the boundary between the pupil and the iris can be accurately excluded.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 5 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic view of a main part of a single-lens reflex camera which is an optical device with a visual line detection device.
[0012]
In the figure,
[0013]
Reference numeral 6 denotes a focus detection device, which includes a field lens 6a,
[0014]
Reference numeral 7 denotes a focusing plate arranged on a predetermined image forming plane of the photographing
[0015]
Next, a
[0016]
[0017]
Reference numeral 31 denotes an aperture provided in the taking
[0018]
FIG. 2 is a block diagram of a main part of an electric circuit built in a camera body embodying the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are given the same numbers. A central processing unit (hereinafter, CPU) 100 of a microcomputer built in the camera body includes a line-of-
[0019]
The
[0020]
The line-of-
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
When the
[0026]
Here, the visual axis detection device of the present invention includes the IREDs 13a to 13d constituting the illumination means, the visual
[0027]
Next, FIG. 3 shows a flowchart of the operation of a camera, which is an optical device equipped with a visual line detection device. The camera of the present invention is capable of selecting a focus detection area and weighting a photometric value using line-of-sight information of a user or a subject.
[0028]
When the photographer activates the camera, the
[0029]
If the mode selection switch is set to the line-of-sight calibration mode (# 100), the
[0030]
If the mode selection switch is set to the normal photographing mode, the
[0031]
When the switch SW-1 is turned on by the photographer (# 102), the
[0032]
Further, the
[0033]
Further, the
[0034]
Here, if the mode in which the photographer's line of sight information is used to control the automatic focus adjustment means is set, the
[0035]
Subsequently, the
[0036]
If the focus state of the selected focus detection area is in focus (# 111), focus display is performed in the viewfinder (# 112). Since the in-focus display is performed in the finder visual field, the photographer can recognize that the photographing lens is in focus in a desired focus detection area.
[0037]
If the mode in which the photographer's line of sight information is used to determine the exposure value is set (# 113),
[0038]
If the switch SW-1 is continuously turned on (# 115), the state of the switch SW-2 of the shutter release button is confirmed (# 116). If the switch SW-2 is in the OFF state (# 116), the state of the switch SW-1 is confirmed again (# 115). If the switch SW-1 is off (# 115), the process returns to the initial state.
[0039]
When the switch SW-2 is turned on (# 116), the
[0040]
When the shutter release operation of the camera ends (# 117), the process returns to the initial state.
[0041]
On the other hand, if the switch SW-1 is turned on by the photographer (# 102), the
[0042]
The
[0043]
If the focus is determined with respect to the determined focus detection area (# 111), focus display is performed (# 112).
[0044]
The exposure value is also determined without using the photographer's line of sight information (# 113). The
[0045]
If the switch SW-1 is continuously turned on (# 115), the state of the switch SW-2 of the shutter release button is confirmed (# 116). If the switch SW-2 is in the OFF state (# 116), the state of the switch SW-1 is confirmed again (# 115). If the switch SW-1 is off (# 115), the process returns to the initial state.
[0046]
When the switch SW-2 is turned on (# 116), the
[0047]
When the shutter release operation of the camera ends (# 117), the process returns to the initial state.
[0048]
FIG. 4 is a flowchart of the calculation of the line-of-sight information, which will be described below with reference to FIG.
[0049]
When the execution of the line-of-sight detection is instructed (# 106), the
[0050]
Further, the
[0051]
The
[0052]
When the pupil diameter of the user or the subject is set based on the amount of light incident on the finder optical system and the brightness of the anterior segment of the user or the subject (# 134), the
[0053]
FIG. 5 shows an eyeball image of the user or the subject formed on the
[0054]
Further, the
[0055]
[Outside 1]
It is expressed as Here, a, b, c, and d are constants determined by the setting state of the lighting means and the light receiving means.
[0056]
The pupil size on the
[0057]
The
[0058]
When the center position of the pupil is determined, the rotation angle of the user or the subject's eye is calculated from the difference between the position and the corneal reflection image (# 141).
[0059]
In this embodiment, it goes without saying that the setting of the pupil existence range based on the pupil diameter is set somewhat larger in consideration of the rotation of the eye of the user or the subject.
[0060]
Further, in the present embodiment, the method of setting the pupil existence range after extracting the corneal reflection image and the boundary between the pupil and the iris and excluding the false extraction data has been described. After the existence range of is set, the boundary between the pupil and the iris may be extracted.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in
[0062]
In addition, the eye-gaze detecting device according to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a single-lens reflex camera. FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit of the camera. FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation flow of the camera. FIG. Explanation of code]
REFERENCE SIGNS
15 Eyeball 32
101 eye-
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