Eyeball detector

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は観察者眼の有無を検知できる眼球検出装置に関するもので、特に眼球画像より観察者眼の有無を検出する眼球検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラのグリップ部に設けたスイッチと、ファインダー部に設けた発光素子と受光素子を用いて、ファインダーを覗こうとカメラを構えることでグリップ部のスイッチが入ることと、発光素子からの光が物体に反射することで生じる光を受光素子で受光して物体の接近を検知することを併用して、ファインダーに顔を近づけることが検出できるカメラが、特開昭６４−
４２６３９号公報、もしくは特開平３−３６５３２号公報にて開示されている。 また、本出願人の出願である特開平３−１９２３３８号公報では受光した画像より接近した物体が眼球であるかどうかを像信号に基づいて識別できる観察装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上記従来例である特開昭６４−４２６３９号公報、もしくは特開平３−３６５３２号公報において開示されているカメラでは、グリップスイッチはカメラの構え方によっては正しい検出ができない場合があるだけでなく、確実にグリップスイッチを作動させるためにグリップ形状に対して大きな制約を受ける。

【０００４】また、物体からの反射光の有無を検出する接近検知は、何らかの物体がファインダーの周辺にありさえすれば反応するので、当然眼球以外のものでも反応してしまい誤作動の原因となっていた。

【０００５】また、特開平３−１９２３３８号公報にて開示されている受光した画像より眼球を検出できる眼球検出では、受光した画像より接近した物体が眼球であるかどうかを像信号に基づいて識別できるため、誤動作を少なくすることができるが、エリアセンサで得た画像を処理して結果を得るために、２次元に分布する多数の画素のデータを取り扱う多量のメモリとデータを高速演算処理する演算手段が必要であり、その演算手段の消費電力は必然的に大きくなるという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、観察者眼で生じる反射像を受光する複数の画素からなる受光手段とを有し、該受光手段は複数の画素で構成される複数の領域に分割され、該領域毎に１つの輝度値を出力することによって、多量のメモリとデータを高速演算処理する演算手段を必要としなくとも、眼球以外の物体による誤作動の少なく、高精度で消費電力の小さい眼球検出装置が提供できる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明実施のカメラの眼球検出装置である。 図１において、１は、カメラのファインダー接眼レンズ、２はファインダー側からの信号光を含む光である赤外光と被写界からの可視光のファインダー光束を分離するダイクロイックミラー、３はファインダーに接眼した目の画像をエリアセンサＩＣ４上に結像する撮像レンズ、４は画像を光電変換し画像信号を形成する受光センサ部を持つエリアセンサＩＣである。 ５、６は接眼する目を照明する光源であるところの赤外発光ダイオードであって、互いに異なる位置に配置される。 ７、８は各々赤外発光ダイオード５、６を、エリアセンサＩＣからの駆動信号により駆動するトランジスタ、９は赤外発光ダイオード５、６の駆動電流抑制のための抵抗、１０は電源であるところの電池、１１はカメラの制御回路、１
２は動作クロックを発生する発振子、１３は動作クロック信号線、１４は眼球検出信号線である。 １５はファインダーに接近した観察者眼を示している。

【０００８】図２は、図１に示したカメラの眼球検出装置のエリアセンサＩＣ４の構成を示した図である。 エリアセンサＩＣ４は、１６〜２１によって構成されており、エリアセンサＩＣ４の外部、図１で示した７、８、
１１、１３、１４と接続される。

【０００９】図２において、エリアセンサＩＣ４内の１
６は、多数の画素から構成される受光センサであるところのエリアセンサ部であり、１７はその蓄積、読み出しを制御するセンサ駆動回路であって繰り返し動作する際の間隔を得るタイマ１８を内蔵する。 １９は、センサ駆動回路１７よりのタイミング信号によりエリアセンサ部１６よりの画像信号を順次読み出し、信号判定回路２０
に与える読み出し回路、２０は読み出し回路１９よりの画像信号に基づき接眼を判定する信号判定回路、２１
は、センサ駆動回路の駆動タイミングに同期してトランジスタ７あるいは８をして赤外発光ダイオード５あるいは６を点灯させる赤外発光ダイオード駆動回路である。

【００１０】図３は、エリアセンサ部１６の画面を複数に分割する際の分割を示す。 ここでは上下２画素、左右２画素、計４画素で１ブロックを構成する。

【００１１】図４は、エリアセンサを非破壊読み出し光電変換素子にて構成したときのエリアセンサ部と読み出し回路例を示す。

【００１２】図４において、１７は図２の１７に相当する非破壊読み出し光電変換素子駆動回路、１６は図２の１６に相当する非破壊読み出し光電変換素子センサ部、
１９は図２の１９に相当する読み出し回路、その中の２
６は各ブロックの読み出しタイミングを順次与えるシフトレジスタである。

【００１３】図５は、図４に示すセンサ構成と動作を説明するために便宜的に１ブロック分だけ抜き出して示した図である。

【００１４】図５において１７、１６、１９、２６は各々図４のそれらと同じ物を示し、２７は複数の画素（ここでは４画素）から成る１つのブロックを、２８は画像センサの１画素を構成するセルを示す。 ２９は、駆動回路１７から与えられるベースリセット信号ＰＢＲに従い、トランジスタ３１のベース電位をリセットする為のスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３０はセンサ容量、３１は非破壊読み出し光電変換素子のセンサ部で有り、そのベースあるいはベースに接続された部分を感光部及び信号蓄積部とし、そのエミッタより、ベースに蓄積された電荷量に応じたベース電位に従った電圧を出力するＮＰＮトランジスタである。 ブロックを構成する各画素の（エミッタ）出力は各ブロック毎にまとめられ、そのブロックの出力として読み出し回路１９に与えられる。 ３２は、ブロックの出力をグランド電位に、駆動回路１７から与えられるエミッタリセット信号ＰＶＣ
に従い、リセットするためのスイッチ手段であるＭＯＳ
トランジスタ、３３は、ブロック出力を駆動回路１７から与えられるサンプルホールド信号ＰＳＨ１に従い、ホールド用コンデンサ３４にブロックの出力を与えるスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３４はブロックの出力のサンプルホールド用コンデンサ、３５は、ブロック出力を駆動回路１７から与えられるサンプルホールド信号ＰＳＨ０に従い、サンプルホールド用コンデンサ３
６にブロックの出力を与えるスイッチ手段であるＭＯＳ
トランジスタ、３６はブロックの出力のサンプルホールド用コンデンサ、３７は、サンプルホールド信号ＰＳＨ
０に従いコンデンサ３４にサンプルホールドされた信号を、シフトレジスタ２６よりのブロック毎の出力信号Ｐ
ｏｕｔｘｙに従い、出力線ｏｕｔ０に出力するスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３８は、サンプルホールド信号ＰＳＨ１に従いコンデンサ３６にサンプルホールドされた信号を、シフトレジスタよりのブロック毎の出力信号Ｐｏｕｔｘｙに従い、出力線ｏｕｔ１に出力するスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３９、４０
は各々出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ１を、駆動回路１７から与えられるリセット信号ＰＨＣに従い、グランド電位にリセットするためのスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、４１は、出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ１の信号の差をＯＵＴに出力する演算器である。

【００１５】３２〜３８相当のものは各ブロックの出力毎に設けられ、それらは全て３２〜３８と同様に構成され、駆動回路１７、シフトレジスタ２６、出力線ｏｕｔ
０、ｏｕｔ１に接続され、シフトレジスタ２６、ＭＯＳ
トランジスタ３９、４０、演算器とともに読み出し回路１９を構成する。

【００１６】図６は、図２の信号判定回路２０の構成例を示すものである。 図６において、４２は定電圧回路であって、所定の比較レベルｖを発生し、４３はコンパレータであって、読み出し回路１９の出力信号即ち演算器４１の出力ＯＵＴを比較レベルｖと比較し、比較レベルｖを越えていれば、眼球検出信号線１４に出力を発する。

【００１７】以上の構成にて、カメラの制御回路１１は発振子１２に基づき動作クロックを発生し、自らの動作に用いるとともに動作クロック信号線１３を介して、エリアセンサＩＣ４に動作クロックを与える。 動作クロックはエリアセンサＩＣ４の中で、その制御を司るセンサ駆動回路１７に与えられる。 センサ駆動回路１７は、このクロックに基づき図７、図８に示すタイミングチャートのごとく動作する。

【００１８】照明光源である赤外発光ダイオードの点灯は図８に示すように、複数の照明光源のオン／オフ信号ＬＥＤ０、ＬＥＤ１は、逐次繰り返し、オン信号“Ｈ”
状態になり、照明光源である赤外発光ダイオード５、６
を逐次、繰り返し点灯させる。

【００１９】図７は照明光源のオン／オフ信号ＬＥＤ
０、ＬＥＤ１の何れかがオン信号“Ｈ”状態となり照明光源である赤外発光ダイオード５あるいは６が点灯したときに接眼が検出された場合の駆動他のタイミングを示し、図中の信号ＬＥＤは図８に示す照明光源のオン／オフ信号ＬＥＤ０あるいはＬＥＤ１に相当する。 また、図８は、接眼が検出されず繰り返し検出を行い続ける場合の駆動他のタイミングを示す。 尚、図７は図８に比して約２倍、横軸（時間軸）のスケールを大きくして、図７
のｔ０区間相当のみ拡大して描かれている。

【００２０】ｐｈａｓｅ−１： エミッタリセット信号ＰＶＣと、サンプルホールド信号ＰＳＨ０、ＰＳＨ１の全てを“Ｈ”とし、ＭＯＳトランジスタ３２、３３、３
５とそれらに相当する各ブロックのＭＯＳトランジスタを全てオン状態にし、トランジスタ３１とそれに相当する各画素のセンサ部のＮＰＮトランジスタの、エミッタ出力と、サンプルホールド用コンデンサ３４、３６とそれらに相当する各ブロックのサンプルホールド用コンデンサをグランド電位にリセットする。

【００２１】ｐｈａｓｅ−２： エミッタリセット信号ＰＶＣと、サンプルホールド信号ＰＳＨ０、ＰＳＨ１を元の“Ｌ”に戻し、ベースリセット信号ＰＢＲを“Ｌ”
にし、ＭＯＳトランジスタ２９と各画素のそれに相当するＭＯＳトランジスタによって、各画素のセンサ部のＮ
ＰＮトランジスタ（３１相当）のベースとそれに接続されたセンサ容量（３０相当）をベースリセット電位ＶＢ
Ｒにリセットする。

【００２２】ｐｈａｓｅ−３： ベースリセット後、ベースリセット信号ＰＢＲを元の“Ｈ”に戻し、サンプルホールド信号ＰＳＨ０を“Ｈ”、即ちＭＯＳトランジスタ（３３相当）によって、各ブロックのサンプルホールド用コンデンサ（３４相当）を、各ブロックのそのブロックを構成する全画素のエミッタ出力互いに接続し、一つにした出力に接続、必要な蓄積時間の間、その状態を維持する。 この状態において、各画素のセンサ部のＮＰ
Ｎトランジスタ（３１相当）のベースとそれに接続されたセンサ容量（３０相当）では、各々の画素の感光部に入射する光量に応じて、光電変換によって生じた電荷が蓄積されることにより、光量と蓄積時間に応じて電位は上昇する。 各画素のセンサ部のＮＰＮトランジスタ（３
１相当）のエミッタ出力は、このベースの電位の上昇に応じて、ベース−エミッタ間が正にバイアスされている間は、上昇する。 これにより同一ブロック内の各画素のセンサ部のＮＰＮトランジスタ（３１相当）のベースの電位の中で最も高い電位に従って、同一ブロック内の各画素のセンサ部のＮＰＮトランジスタ（３１相当）のエミッタが互いに接続され一つとなったエミッタ出力は決定される。 即ち、各ブロックの中で最も明るい画素の信号がそのブロックの信号としてそのブロックのエミッタ出力から得られ、そのブロックのＭＯＳトランジスタ（３３相当）を介してそのブロックのサンプルホールド用コンデンサ（３４相当）に与えられる。

【００２３】ｐｈａｓｅ−４： 蓄積時間終了時、サンプルホールド信号ＰＳＨ０を元の“Ｌ”に戻し、ＭＯＳ
トランジスタ（３３相当）をオフする。 これにより、蓄積時間中各ブロックの中で最も明るい画素の蓄積時間終了時の信号が、各々のサンプルホールド用コンデンサ（３４相当）に保持される。

【００２４】ｐｈａｓｅ−５： エミッタリセット信号ＰＶＣを“Ｈ”とし、ＭＯＳトランジスタ３２とそれに相当する各ブロックのＭＯＳトランジスタを全てオン状態にし、トランジスタ３１とそれに相当する各画素のセンサ部のＮＰＮトランジスタの、エミッタ出力をグランド電位にリセットする。

【００２５】ｐｈａｓｅ−６： エミッタリセット信号ＰＶＣを元の“Ｌ”に戻し、ベースリセット信号ＰＢＲ
を“Ｌ”にし、ＭＯＳトランジスタ２９と各画素のそれに相当するＭＯＳトランジスタによって、各画素のセンサ部のＮＰＮトランジスタ（３１相当）のベースとそれに接続されたセンサ容量（３０相当）をベースリセット電位ＶＢＲにリセットする。

【００２６】ｐｈａｓｅ−７： ベースリセット後、ベースリセット信号ＰＢＲを元の“Ｈ”に戻し、サンプルホールド信号ＰＳＨ１を“Ｈ”、即ちＭＯＳトランジスタ（３５相当）によって、各ブロックのサンプルホールド用コンデンサ（３６相当）を、各ブロックのそのブロックを構成する全画素のエミッタ出力互いに接続し、一つにした出力に接続するとともに、照明光源のオン／オフ信号ＬＥＤ０あるいはＬＥＤ１を“Ｈ”とし、照明光源である赤外発光ダイオード７あるいは８を点灯し、先の、サンプルホールド信号ＰＳＨ０を“Ｈ”、即ちＭＯ
Ｓトランジスタ（３３相当）によって、各ブロックのサンプルホールド用コンデンサ（３４相当）を、各ブロックのそのブロックを構成する全画素のエミッタ出力互いに接続し行った蓄積時間と実効的に等しい蓄積時間、その状態を維持する。

【００２７】ｐｈａｓｅ−８： 蓄積時間終了時、サンプルホールド信号ＰＳＨ１を元の“Ｌ”に戻し、ＭＯＳ
トランジスタ（３５相当）をオフする。 これにより、照明光源である赤外発光ダイオード７あるいは８を点灯した蓄積時間中各ブロックの中で最も明るい画素の蓄積時間終了時の信号が、各々のサンプルホールド用コンデンサ（３６相当）に保持される。

【００２８】以上により、全ブロックの各々の３４相当のサンプルホールド用コンデンサと各々の３６相当のサンプルホールド用コンデンサに、照明光源点灯時の信号と照明光源消灯時の信号が保持される。

【００２９】ｐｈａｓｅ−９： シフトレジスタリセット信号ＰＲＳＲを“Ｌ”にし、シフトレジスタ２６のリセット状態を解除し、読み出しクロックＰＲＤを与え動作させるとともに、読み出しクロックＰＲＤに同期して、読み出し線クリア信号ＰＨＣを出力し、読み出し、
読み出し線クリアを繰り返す。 これにより、シフトレジスタ２６より、順次ブロック毎の読み出し信号Ｐｏｕｔ
ｘｙが出力され、それに対応したブロックのトランジスタ３７、３８相当のスイッチ手段をオン状態にし、出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ１にそのブロックの照明光源消灯時の信号と照明光源点灯時の信号を与える。 演算器４１
は、出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ１の照明光源消灯時の信号と照明光源点灯時の信号の差をＯＵＴに出力する。 出力ＯＵＴは照明光源消灯時の信号と照明光源点灯時の信号の差であるから、照明光源の発した光のみの信号に相当する信号になる。 この出力ＯＵＴは信号判定回路２０に与えられる。

【００３０】次に、シフトレジスタ２６が進み、次のブロックの出力がなされる前に、読み出し線クリア信号Ｐ
ＨＣにより、スイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ４
０、３９をオンにし、出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ１をグランド電位にリセットする。

【００３１】その後、読み出しクロックＰＲＤを与えられることで、シフトレジスタ２６は次の読み出し信号Ｐ
ｏｕｔ ｘ（ｙ＋１）に出力を発し、出力線ｏｕｔ０、
ｏｕｔ１上に次のブロックの信号を与え、出力ＯＵＴには次のブロックの照明光源の発した光のみの信号に相当する信号が出力される。 以上のように読み出しクロックＰＲＤ、読み出し線クリア信号ＰＨＣより繰り返し、クロックを与えることで、順次各ブロックの信号出力が得られる。

【００３２】ところで、目の画像の特徴は、色々考えられるがその中の一つとして、照明光源の、角膜による正反射像であるプルキンエ像がある。 角膜は半径約８ｍｍ
の凸面の鏡面であり、赤外発光ダイオード等の比較的小型な照明光源の反射像であるプルキンエ像は、画面上、
面積が小さく輝度が高い輝点として現れる。 この輝点を検出することで目の近接が検知できる。

【００３３】信号判定回路２０は、出力ＯＵＴに順次出力される各ブロックの信号出力の中に所定の信号レベルｖを超えるものがあるか否かを検知し、越えるものが有れば、接眼と判断し眼球検出信号線１４に出力を発する。 本実施例の場合、各ブロックの出力はそのブロックを構成する画素の中で最も輝度の高い点の輝度に応じた出力が得られており、全ブロックの信号出力を見ることで、全画素中の輝度の高い点の中に所定レベルｖ以上のものがあるか否かを確認することが出来る。 出力ＯＵＴ
の信号は外光除去された照明光源の信号光のみの信号であるから、所定以上の信号レベルの輝点はプルキンエ像と考えられ、そのような信号があるときは接眼と判断出来る。

【００３４】以上のｐｈａｓｅ１から９の動作で接眼か否かを１回検出し、図８に示す様にタイマ１８により時間ｔ１待った後再び検出を行い、周期ｔ０で検出を繰り返す。

【００３５】即ち、複数のの照明光源である赤外発光ダイオード５、６を逐次に点灯し、所定時間ｔ０毎に画像を得て、その画像より接眼か否かを判断する。

【００３６】ｔ０は人体の接眼動作に比べ充分に速ければ、間欠的検出動作であっても違和感のない操作感が得られる。 ｔ０はたとえばカメラへの応用であれば０．０
１〜１秒程度に選ぶことができる。

【００３７】一方、受光手段の全画素の読み出し画像処理等の多量のデータの扱いを要しないので、装置の実質動作時間は１０ ^-6 〜１０ ^-3秒程度の短時間にでき、装置の実質動作時間を極めて短くすることができ装置の消費電力の低減に有利である。

【００３８】図９は本発明の第２の実施例であるのカメラの眼球検出装置である。

【００３９】図９において、１〜３及び５〜１５は、各々第１の実施例の図１のそれらと同様なものであり、４
４は第１の実施例の図１では４に相当する画像を光電変換し画像信号を形成する受光センサ部を持つエリアセンサＩＣである。

【００４０】図１０は、図９に示したカメラの眼球検出装置のエリアセンサＩＣ４４の構成を示した図である。
エリアセンサＩＣ４４は、１７、１８、２１、４５、４
６、４７によって構成されており、エリアセンサＩＣ４
４の外部、図９で示した７、８、１１、１３、１４と接続される。

【００４１】図１０において、エリアセンサＩＣ４４内の４５は、多数の画素から構成される受光センサであるところのエリアセンサ部であり、これを構成する画素はプルキンエ像の像である輝点程度の大きさとする。 １
７、１８、２１は各々第１の実施例の図２のそれらと同様なものであり、４７は、センサ駆動回路１７よりのタイミング信号によりエリアセンサ部４５よりの画像信号を順次読み出し、信号判定回路４６に与える読み出し回路、４６は読み出し回路４７よりの画像信号に基づき接眼を判定する信号判定回路である。

【００４２】図１１は、エリアセンサ部４５の画面を複数に分割する際の分割を示す。 ここでブロックは長辺方向を横方向とし、短辺方向を縦方向とし、横方向には画面の端から端まで、縦方向には１画素、即ち横１列で１
ブロックを構成する。

【００４３】図１２は、エリアセンサを非破壊読み出し光電変換素子にて構成したときのエリアセンサ部と読み出し回路例を示す。 図１２において、１７は図１０の１
７に相当する非破壊読み出し光電変換素子駆動回路、４
５は図１０の４５に相当する非破壊読み出し光電変換素子センサ部、４７は図１０の４７に相当する読み出し回路、その中の４８は各ブロックの読み出しタイミングを順次与えるシフトレジスタである。

【００４４】図１３は、図１２に示すセンサ構成と動作を説明するために便宜的に１ブロック分だけ抜き出して示した図である。 図１３において１７、４５、４７、４
８は各々図１２のそれらと同じ物を示し、４９は複数の画素から成る１つのブロックを、２８〜４１は各々第１
の実施例の図５のそれらと同様なものを示している。

【００４５】即ち、２８は画像センサの１画素を構成するセルを示す。 ２９は、駆動回路１７から与えられるベースリセット信号ＰＢＲに従い、トランジスタ３１のベース電位をリセットする為のスイッチ手段であるＭＯＳ
トランジスタ、３０はセンサ容量、３１は非破壊読み出し光電変換素子のセンサ部で有り、そのベースあるいはベースに接続された部分を感光部及び信号蓄積部とし、
そのエミッタより、ベースに蓄積された電荷量に応じたベース電位に従った電圧を出力するＮＰＮトランジスタである。 ブロックを構成する各画素の（エミッタ）出力は各ブロック毎にまとめられ、そのブロックの出力として読み出し回路４７に与えられる。 ３２は、ブロックの出力をグランド電位に、駆動回路１７から与えられるエミッタリセット信号ＰＶＣに従い、リセットするためのスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３３は、ブロック出力を駆動回路１７から与えられるサンプルホールド信号ＰＳＨ１に従い、ホールド用コンデンサ３４にブロックの出力を与えるスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３４はブロックの出力のサンプルホールド用コンデンサ、３５は、ブロック出力を駆動回路１７から与えられるサンプルホールド信号ＰＳＨ０に従い、サンプルホールド用コンデンサ３６にブロックの出力を与えるスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３６はブロックの出力のサンプルホールド用コンデンサ、３７は、サンプルホールド信号ＰＳＨ０に従いコンデンサ３４にサンプルホールドされた信号を、シフトレジスタ４８よりのブロック毎の出力信号Ｐｏｕｔｙに従い、出力線ｏｕ
ｔ０に出力するスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３８は、サンプルホールド信号ＰＳＨ１に従いコンデンサ３６にサンプルホールドされた信号を、シフトレジスタよりのブロック毎の出力信号Ｐｏｕｔｙに従い、
出力線ｏｕｔ１に出力するスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３９、４０は各々出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ
１を、駆動回路１７から与えられるリセット信号ＰＨＣ
に従い、グランド電位にリセットするためのスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、４１は、出力線ｏｕｔ
０、ｏｕｔ１の信号の差をＯＵＴに出力する演算器である。

【００４６】３２〜３８相当のものは各ブロックの出力毎に設けられ、それらは全て３２〜３８と同様に構成され、駆動回路１７、シフトレジスタ４８、出力線ｏｕｔ
０、ｏｕｔ１に接続され、シフトレジスタ４８、ＭＯＳ
トランジスタ３９、４０、演算器とともに読み出し回路４７を構成する。

【００４７】図１４は、図１０の信号判定回路４６の構成例を示すものである。 図１４において、４２、４３は第１の実施例の図６のそれらと同様に、４２は定電圧回路であって、所定の比較レベルｖを発生し、４３はコンパレータであって、読み出し回路４７の出力信号即ち演算器４１の出力ＯＵＴを比較レベルｖと比較し、比較レベルｖを越えていれば、その出力を“Ｈ”とする。 ５０
〜５４はＤフリップフロップであって、コンパレータ４
３の出力を入力とするシフトレジスタを構成する。 ５５
は負入力のアンドゲートであって、シフトレジスタ５０
〜５４の１段目のＤフリップフロップ５０の出力と５段目のＤフリップフロップ５４の出力を入力とし、その出力はアンドゲート５７に与えられる。 ５６は負入力のオアゲートであって、シフトレジスタ５０〜５４の２段目のＤフリップフロップ５１の出力と４段目のＤフリップフロップ５３の出力を入力とし、その出力はアンドゲート５７に与えられる。 ５７はアンドゲートであって、負入力のアンドゲート５５の出力と負入力のオアゲート５
６の出力とシフトレジスタ５０〜５４の３段目のＤフリップフロップ５２の出力を入力とし、その出力は眼球検出信号線１４に接続される。

【００４８】以上の構成にて、エリアセンサＩＣ４４、
エリアセンサ部４５、読み出し回路４７、シフトレジスタ４８、ブロック４９は、各々第１の実施例のエリアセンサＩＣ４、エリアセンサ部１６、読み出し回路１９、
シフトレジスタ２６、ブロック２７に対応し、第１の実施例と同様に、カメラの制御回路１１は発振子１２に基づき動作クロックを発生し、このクロックはエリアセンサＩＣ４４に与えられ、これに基づき図７、８に示すタイミングチャートのごとく動作する。 これにより、第１
の実施例と同様に、順次各ブロックの信号出力が出力Ｏ
ＵＴより得られる。

【００４９】信号判定回路４６は、出力ＯＵＴに順次出力される各ブロックの信号出力に基づき、接眼か否か判断し眼球検出信号線１４にその結果を与える。 図１４に示した信号判定回路４６の構成例では、出力ＯＵＴに順次出力される各ブロックの信号出力をコンパレータ４３
にて、プルキンエ像の輝度判定レベルである定電圧回路４２の発生した所定の比較レベルｖと比較し、その結果をシフトレジスタ５０〜５４に与える。 シフトレジスタ５０〜５４は駆動回路１７の発生する読み出し信号に同期して、各ブロックの比較結果を順次取り込み、転送していく。 従ってシフトレジスタ５０〜５４の各段の出力は、常にセンサ上の連続する上下のブロック（列）５段の比較結果が並んだ状態になる。 例えばシフトレジスタ５０〜５４の３段目、Ｄフリップフロップ５２の出力がｙ番目のブロック（列）の比較結果Ｄ（ｙ）だったとき、シフトレジスタ５０〜５４の１段目Ｄフリップフロップ５０の出力はｙ＋２番目のブロック（列）の比較結果Ｄ（ｙ＋２）を、シフトレジスタ５０〜５４の２段目Ｄフリップフロップ５１の出力はｙ＋１番目のブロック（列）の比較結果Ｄ（ｙ＋１）を、シフトレジスタ５０
〜５４の４段目Ｄフリップフロップ５３の出力はｙ−１
番目のブロック（列）の比較結果Ｄ（ｙ−１）を、シフトレジスタ５０〜５４の５段目Ｄフリップフロップ５４
の出力はｙ−２番目のブロック（列）の比較結果Ｄ（ｙ
−２）を出力する。 ゲート５５、５６、５７により、出力として、

【００５０】

【外１】

に出力を与える。 本実施例の場合、各ブロックの出力はそのブロックを構成する画素の中で最も輝度の高い点の輝度に応じた出力が得られており、全ブロックの信号出力を見ることで、全画素の中の輝度の高い点の中に所定レベルｖ以上のものがあるか否かを確認することが出来る。 しかも、その輝点の大きさがブロックの短辺方向、

この場合画面上の上下方向に、所定値（ここではブロックの短辺方向の２倍）以下の時のみ検出する。 出力ＯＵ

Ｔの信号は外光除去された照明光源の信号光のみの信号であるから、所定以上の信号レベルで、所定以下の大きさの輝点はプルキンエ像と考えられ、そのような信号があるときは接眼と判断出来る。 尚ここで、プルキンエ像相当の大きさを１画素の大きさとしながら、輝点の大きさの上限を２画素（２ブロック（列））としたのは、輝点の位置が当然の事ながら画素と画素の間に位置し得ることによる。

【００５１】図１５は本発明の第３の実施例であるのカメラの眼球検出装置である。 図１５において、１〜３及び５〜１５は、各々第１の実施例の図１の、あるいは第２の実施例の図９の、それらと同様なものであり、６６
は前述の第１の実施例の図１では４に、前述の第２の実施例の図９では４４に、相当する画像を光電変換し画像信号を形成する受光センサ部を持つエリアセンサＩＣである。

【００５２】図１６は、図１５に示したカメラの眼球検出装置のエリアセンサＩＣ６６の構成を示した図である。 エリアセンサＩＣ６６は、１７、１８、２１、６
１、６２、６７によって構成されており、エリアセンサＩＣ６６の外部、図１５で示した７、８、１１、１３、
１４と接続される。

【００５３】図１６において、エリアセンサＩＣ６６内の６１は、多数の画素から構成される受光センサであるところのエリアセンサ部であり、これを構成する画素はプルキンエ像の像である輝点程度の大きさとする。 １
７、１８、２１は各々第１の実施例の図２の、或いは第２の実施例の図９の、それらと同様なものであり、６２
は、センサ駆動回路１７よりのタイミング信号によりエリアセンサ部６１よりの画像信号を順次読み出し、信号判定回路６７に与える読み出し回路、６７は読み出し回路６２よりの画像信号に基づき接眼を判定する信号判定回路である。

【００５４】図１７は、エリアセンサ部６１の画面を複数に分割する際の分割を示す。 本実施例では画面全体を互いに領域の重なる２つのブロック群にて分割する。 第１のブロック群のブロックは、長辺方向を横方向とし、
短辺方向を縦方向とし、横方向には画面の端から端まで、縦方向には１画素、即ち横１列で１ブロックを構成する。 また、第２のブロック群のブロックは、長辺方向を縦方向とし、短辺方向を横方向とし、縦方向には画面の端から端まで、横方向には１画素、即ち縦１列で１ブロックを構成する。 従って、各画素は第１のブロック群に属する１ブロックと第２のブロック群に属する１ブロックの２ブロックに属する。

【００５５】図１８は、エリアセンサを非破壊読み出し光電変換素子にて構成したときのエリアセンサ部と読み出し回路例を示す。 図１８において、１７は図１６の１
７に相当する非破壊読み出し光電変換素子駆動回路、６
１は図１６、図１７の６１に相当する非破壊読み出し光電変換素子センサ部、６２は図１６の６２に相当する読み出し回路、その中の６５は第１のブロック群に属する各ブロックと第２のブロック群に属する各ブロックの両者に読み出しタイミングを順次与えるシフトレジスタである。

【００５６】６４は画像センサの１画素を構成するセルを示す。 ２９は、第１の実施例の図５、第２の実施例の図１３の２９と同様な駆動回路１７から与えられるベースリセット信号ＰＢＲに従い、トランジスタ５８のベース電位をリセットする為のスイッチ手段であるＭＯＳトランジスタ、３０は第１の実施例の図５、第２の実施例の図１３の３０と同様なセンサ容量、５８は非破壊読み出し光電変換素子のセンサ部で有り、そのベースあるいはベースに接続された部分を感光部及び信号蓄積部とし、その２つのエミッタに、ベースに蓄積された電荷量に応じたベース電位に従った電圧を各々出力するエミッタを２つ持つＮＰＮトランジスタである。 各画素の（エミッタ）出力は各ブロック毎にまとめられ、そのブロックの出力として読み出し回路６２に与えられる。 １つの画素（例えば画素６４）は第１のブロック群に属するブロック（ブロック５９）と第２のブロック群に属するブロック（ブロック６０）の２つのブロックに属している（例えば画素６４は第１のブロック群に属するブロック５９と第２のブロック群に属するブロック６０の２つのブロックに属している）が、各画素の５８相当のトランジスタの２つのエミッタを各々のブロック毎に接続することで、２つのブロックは互いに独立に、共有する画素に接続される。 読み出し回路６２の中の各ブロック毎の回路は第２の実施例の読み出し回路４７のそれと同様であり、その説明は割愛する。 但し、出力はブロック群毎に行う。 ６３は、出力線ｏｕｔ０、ｏｕｔ１の信号の差を第１のブロック群の出力ＯＵＴＹに出力する演算器、
６８は、出力線ｏｕｔ２、ｏｕｔ３の信号の差を第２のブロック群の出力ＯＵＴＸに出力する演算器である。

【００５７】図１９は、図１６の信号判定回路６７の構成例を示すものである。 図１９において、４２は第１の実施例の図６の、或いは第２の実施例の図１４の、それらと同様に、４２は定電圧回路であって、所定の比較レベルｖを発生し、６９、７０はコンパレータであって、
読み出し回路６２の出力信号即ち演算器６３の出力ＯＵ
ＴＹと演算器６８の出力ＯＵＴＸを各々比較レベルｖと比較し、それぞれ比較レベルｖを越えていれば、その出力を“Ｈ”とする。 ７１〜７５はＤフリップフロップであって、コンパレータ６９の出力を入力とするシフトレジスタを構成する。 また７６〜８０はＤフリップフロップであって、コンパレータ７０の出力を入力とするシフトレジスタを構成する。 ８１は負入力のアンドゲートであって、シフトレジスタ７１〜７５の１段目のＤフリップフロップ７１の出力と５段目のＤフリップフロップ７
５の出力を入力とし、その出力はアンドゲート８３に与えられる。 ８２は負入力のオアゲートであって、シフトレジスタ７１〜７５の２段目のＤフリップフロップ７２
の出力と４段目のＤフリップフロップ７４の出力を入力とし、その出力はアンドゲート８３に与えられる。 ８３
はアンドゲートであって、負入力のアンドゲート８１の出力と負入力のオアゲート８２の出力とシフトレジスタ７１〜７５の３段目のＤフリップフロップ７３の出力を入力とし、その出力はＲ−Ｓフリップフロップ８４のセット入力にに接続される。 ８５は負入力のアンドゲートであって、シフトレジスタ７６〜８０の１段目のＤフリップフロップ７６の出力と５段目のＤフリップフロップ８０の出力を入力とし、その出力はアンドゲート８７に与えられる。 ８６は負入力のオアゲートであって、シフトレジスタ７６〜８０の２段目のＤフリップフロップ７
７の出力と４段目のＤフリップフロップ７９の出力を入力とし、その出力はアンドゲート８７に与えられる。 ８
７はアンドゲートであって、負入力のアンドゲート８５
の出力と負入力のオアゲート８６の出力とシフトレジスタ７６〜８０の３段目のＤフリップフロップ７８の出力を入力とし、その出力はＲ−Ｓフリップフロップ８８のセット入力にに接続される。 ２つのＲ−Ｓフリップフロップ８４、８８の出力はアンドゲート８９に与えられ、
アンドゲート８９の出力は眼球検出信号線１４に接続される。

【００５８】以上の構成にて、エリアセンサＩＣ６６、
エリアセンサ部６１、読み出し回路６２、シフトレジスタ６５は、各々第１の実施例のエリアセンサＩＣ４、エリアセンサ部１６、読み出し回路１９、シフトレジスタ２６に対応し、第１の実施例と同様に、カメラの制御回路１１は発振子１２に基づき動作クロックを発生し、このクロックはエリアセンサＩＣ６６に与えられ、これに基づき図７、８に示すタイミングチャートのごとく動作する。 これにより、第１の実施例と同様に、順次各ブロックの信号出力が得られる。 但し、第１のブロック群の各ブロックの信号出力は出力ＯＵＴＹから、第２のブロック群の各ブロックの信号出力は出力ＯＵＴＸから、並行して出力される。

【００５９】信号判定回路６７は、出力ＯＵＴＸ及びＯ
ＵＴＹに順次出力される各ブロックの信号出力に基づき、接眼か否か判断し眼球検出信号線１４にその結果を与える。 図１９に示した信号判定回路６７の構成例では、出力ＯＵＴＹに順次出力される各ブロックの信号出力をコンパレータ６９にて、出力ＯＵＴＸに順次出力される各ブロックの信号出力をコンパレータ７０にて、各々プルキンエ像の輝度判定レベルである定電圧回路４２
の発生した所定の比較レベルｖと比較し、その結果を各々シフトレジスタ７１〜７５とシフトレジスタ７６〜８
０に与える。

【００６０】シフトレジスタ７１〜７５は、駆動回路１
７の発生する読み出し信号に同期して、第１のブロック群に属する各ブロックの比較結果を順次取り込み、転送していく。 従ってシフトレジスタ７１〜７５の各段の出力は、常にセンサ上の連続する上下のブロック（列）５
段の比較結果が並んだ状態になる。 例えばシフトレジスタ７１〜７５の３段目、Ｄフリップフロップ７３の出力がｎ番目のブロック（列）の比較結果Ｄｙ（ｎ）だったとき、シフトレジスタ７１〜７５の１段目Ｄフリップフロップ７１の出力はｎ＋２番目のブロック（列）の比較結果Ｄｙ（ｎ＋２）を、シフトレジスタ７１〜７５の２
段目Ｄフリップフロップ７２の出力はｎ＋１番目のブロック（列）の比較結果Ｄｙ（ｎ＋１）を、シフトレジスタ７１〜７５の４段目Ｄフリップフロップ７４の出力はｎ−１番目のブロック（列）の比較結果Ｄｙ（ｎ−１）
を、シフトレジスタ７１〜７５の５段目Ｄフリップフロップ７５の出力はｎ−２番目のブロック（列）の比較結果Ｄｙ（ｎ−２）を出力する。 ゲート８１、８２、８３
により、出力として、

【００６１】

【外２】

【００６２】同様に、シフトレジスタ７６〜８０は、駆動回路１７の発生する読み出し信号に同期して、第２のブロック群に属する各ブロックの比較結果を順次取り込み、転送していく。 従ってシフトレジスタ７６〜８０の各段の出力は、常にセンサ上の連続する左右のブロック（列）５段の比較結果が並んだ状態になる。 例えばシフトレジスタ７６〜８０の３段目、Ｄフリップフロップ７
８の出力がｎ番目のブロック（列）の比較結果Ｄｘ
（ｎ）だったとき、シフトレジスタ７６〜８０の１段目Ｄフリップフロップ７６の出力はｎ＋２番目のブロック（列）の比較結果Ｄｘ（ｎ＋２）を、シフトレジスタ７
６〜８０の２段目Ｄフリップフロップ７７の出力はｎ＋
１番目のブロック（列）の比較結果Ｄｘ（ｎ＋１）を、
シフトレジスタ７６〜８０の４段目Ｄフリップフロップ７９の出力はｎ−１番目のブロック（列）の比較結果Ｄ
ｘ（ｎ−１）を、シフトレジスタ７６〜８０の５段目Ｄ
フリップフロップ８０の出力はｎ−２番目のブロック（列）の比較結果Ｄｘ（ｎ−２）を出力する。 ゲート８
５、８６、８７により、出力として、

【００６３】

【外３】

【００６４】以上により、上下方向に２ブロック以下の大きさ、かつ左右方向に２ブロック以下の大きさの輝点が画面の中にあったとき、Ｒ−Ｓフリップフロップ８４
とＲ−Ｓフリップフロップ８８はともにセットされており、両者の出力の論理積を得るアンドゲート８９の出力が接続された眼球検出信号線１４に“Ｈ”即ち眼球検出信号を与える。

【００６５】本実施例の場合、各ブロックの出力はそのブロックを構成する画素の中で最も輝度の高い点の輝度に応じた出力が得られており、全ブロックの信号出力を見ることで、全画素の中の輝度の高い点の中に所定レベルｖ以上のものがあるか否かを確認することが出来る。
しかも、その輝点の大きさがブロックの短辺方向、この場合２つのブロック群により画面上の上下方向及び左右方向何れの方向にも、所定値（ここではブロックの短辺方向の２倍）以下の時のみ検出する。 出力ＯＵＴＹ及び出力ＯＵＴＸの信号は外光除去された照明光源の信号光のみの信号であるから、所定以上の信号レベルで、所定以下の大きさの輝点はプルキンエ像と考えられ、そのような信号があるときは接眼と判断出来る。 しかも大きさについては２方向の広がりについて検出しているのでより角度の高い判断結果が得られる。

【００６６】これらにより、低消費電力故に、電池など限られた容量の電源を用いるカメラ等に応用した場合にも常時検出も含めた長時間の検出動作が可能になるとともに、確実な動作が期待できる故に、例えばカメラであればメインスイッチ、測距測光動作開始／終了スイッチ等、重要なスイッチの役割を果たさせることが可能になる。

【００６７】尚、実施例はすべて撮像手段の画像センサ部として非破壊読み出し光電変換素子構造のエリアセンサを用いたものを挙げたが、これはＣＣＤ、ＭＯＳセンサ、フォトダイオードアレイ或いは回路構成の異なる他の非破壊読み出し光電変換素子構造のセンサ等他の構造の画像センサであっても実施可能である。 但し、ブロック毎の信号、ブロック内の最大輝度値の得易さ、動作電源電圧などを考えると光電荷蓄積型のセンサーが望ましく、なかでも非破壊読み出し光電変換素子構造のセンサが、より適していると考えられる。

【００６８】蓄積型のセンサーは信号の光電変換ないし、電荷の蓄積動作そのものには電力の消費を必要とせず、本発明のような場合に適している。 また、非破壊読み出し光電変換素子のようなＭＯＳ構造のセンサーはそれぞれの画素へのアクセス性が順次転送を基本としたＣ
ＣＤよりも自由度が高い。

【００６９】また、実施例はすべて説明を容易にすべく照明光源数を２個用いたものを挙げたが、無論２個以上あっても良い、またその場合は一時期に点灯する光源数は必ずしも１個である必要はない。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、観察者眼で生じる反射像を受光する複数の画素からなる受光手段とを有し、受光手段は複数の画素で構成される複数の領域に分割され、該領域毎に１つの輝度値を出力することによって、受光手段の分解能を確保しながら取り扱う情報量を画素数分から領域数分へ激減できるため、処理速度を高速化することができる。 また、小規模の処理回路を用いたとしても処理が可能になり、処理回路を省電力化することができる。

【００７１】さらに、領域毎に出力する輝度値は複数の画素の輝度値の最大値であることで、輝度値の判別が容易にできる。

【００７２】また、受光手段の第１の方向に帯状に設定されていることで、領域の数を増やすことなく第１の方向の輝度分布の分解能を確保しながら領域化できる。

【００７３】さらに、受光手段の第１の方向に帯状に設定された第１の領域と第２の方向に帯状に設定された第２の領域とを有し、第１の領域と第２の領域は重なり合う部分を有することで、領域の数を増やすことなく２方向に輝度分布の分解能を確保しながら領域化できるため、分解能が高く、誤動作のない眼球検出を小規模の処理回路を用いたとしても処理が可能になり、処理回路を省電力化することができる。

【００７４】また、前記眼球検出装置は観察者眼に反射像を生じさせる複数の投光手段を有し、該投光手段を切り換えて眼球検出することで、１種類の投光手段で有れば起こる、例えば、瞼などで生じるけられによる誤検出を低減できる。

【００７５】一方、観察者眼で生じる反射像を受光する複数の画素からなる受光手段と、計時手段と、該計時手段によって計時される所定時間の間隔で眼球検出を繰り返し制御する制御手段とを有することで、眼球検出動作を間欠作動させるに行うことができ、複数回検出が繰り返され、検出精度が向上し、さらに眼球検出装置の消費電力を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例のカメラの眼球検出装置の概略図

【図２】図１のセンサＩＣ４のブロック図

【図３】図２のエリアセンサ部１６の画素とブロックの関係を示す図

【図４】図２のエリアセンサ部１６と読み出し回路１９
の、エリアセンサを非破壊読み出し光電変換素子にて構成したときの回路例を示す図

【図５】図４に示すセンサ構成を動作説明するために便宜的に１ブロック分だけ抜き出して示した図

【図６】図２の信号判定回路２０の構成例を示す図

【図７】第１の実施例の動作を示すタイミングチャート（接眼が検出された状態）

【図８】第１の実施例の動作を示すタイミングチャート（接眼が検出されない状態）

【図９】本発明第２の実施例のカメラの眼球検出装置の概略図

【図１０】図９のセンサＩＣ４４のブロック図

【図１１】図１０のエリアセンサ部４５の画素とブロックの関係を示す図

【図１２】図１０のエリアセンサ部４５と読み出し回路４７の、エリアセンサを非破壊読み出し光電変換素子にて構成したときの回路例を示す図

【図１３】図１２に示すセンサ構成を動作説明するために便宜的に１ブロック分だけ抜き出して示した図

【図１４】図１０の信号判定回路４６の構成例を示す図

【図１５】本発明第３の実施例のカメラの眼球検出装置の概略図

【図１６】図１５のセンサＩＣ６６のブロック図

【図１７】図１６のエリアセンサ部６１の画素とブロックの関係を示す図

【図１８】図１６のエリアセンサ部６１と読み出し回路６２の、エリアセンサを非破壊読み出し光電変換素子にて構成したときの回路例を示す図

【図１９】図１６の信号判定回路６７の構成例を示す図

【符号の説明】

１ カメラのファインダー接眼レンズ ２ ダイクロイックミラ ３ 撮像レンズ ４ エリアセンサＩＣ ５、６ 赤外発光ダイオード ７、８ 赤外発光ダイオード駆動用トランジスタ ９ 赤外発光ダイオード駆動電流抑制抵抗 １０ 電池 １１ カメラの制御回路 １２ 動作クロックを発生する発振子 １３ 動作クロック信号線 １４ 眼球検出信号線 １５ ファインダーに接近した目 １６ エリアセンサＩＣ４内のエリアセンサ部 １７ センサ駆動回路 １８ タイマ １９ 読み出し回路 ２０ 信号判定回路 ２１ 赤外発光ダイオード駆動回路 ２６ 読み出しタイミングを与えるシフトレジスタ ２７ 第１の実施例のブロック ２８ １画素を構成するセル ２９、３２、３３、３５、３７、３８、３９、４０ Ｍ
ＯＳトランジスタ ３０ センサ容量 ３１ 非破壊読み出し光電変換素子のセンサ部であるＮ
ＰＮトランジスタ ３４ サンプルホールド用コンデンサ ３６ サンプルホールド用コンデンサ ４１ 演算器 ４２ 定電圧回路 ４３ コンパレータ ４４ エリアセンサＩＣ ４５ エリアセンサＩＣ４４内のエリアセンサ部 ４６ 信号判定回路 ４７ 読み出し回路 ４８ 読み出しタイミングを与えるシフトレジスタ ４９ 第２の実施例のブロック ５０〜５４ Ｄフリップフロップ ５５ 負入力のアンドゲート ５６ 負入力のオアゲート ５７ アンドゲート ５８ 非破壊読み出し光電変換素子のセンサ部であるＮ
ＰＮトランジスタ ５９ 第３の実施例の第１のブロック群に属するブロック ６０ 第３の実施例の第２のブロック群に属するブロック ６１ エリアセンサＩＣ６６内のエリアセンサ部 ６２ 読み出し回路 ６３ 演算器 ６４ １画素を構成するセル ６５ 読み出しタイミングを与えるシフトレジスタ ６６ エリアセンサＩＣ ６７ 信号判定回路 ６８ 演算器 ６９、７０ コンパレータ ７１〜７５ Ｄフリップフロップ ７６〜８０ Ｄフリップフロップ ８１ 負入力のアンドゲート ８２ 負入力のオアゲート ８３ アンドゲート ８４ Ｒ−Ｓフリップフロップ ８５ 負入力のアンドゲート ８６ 負入力のオアゲート ８７ アンドゲート ８８ Ｒ−Ｓフリップフロップ ８９ アンドゲート