CN1434341A - 测距装置、焦点检测装置以及照相机 - Google Patents
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Abstract
一种测距装置，或者焦点检测装置，具有对应多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于该每一个传感器配备的处理电路，且只对应于该不同的多个区域中的预定区域的传感器和处理电路提供电源。上述预定区域根据电源的状态、摄影光学***的焦距或辅助光来确定。
Description
技术领域
本发明涉及能够在多个区域获得测距信息的多点测距装置的改良。
背景技术
被动式测距装置采用的是将来自被摄物体的反射光分割成两部分，根据各自所成的光学像的相对偏离量求出被摄物体距离的方式，以往其被广泛地应用于照相机等中。例如，日本专利公报特公平6-100717号中公开了在被动式测距时进行多个点的测距，在其结果是被摄物体为低亮度、低对比度时，向被摄物体投射辅助光，只测量特定的区域的结构。一般而言，在被动式测距时，公认对低亮度、低对比度的被摄物体进行测距是比较困难的。所以，才采用向被摄物体投射辅助光，只通过特定点求出距离信息，以便也能够从低亮度、低对比度的被摄物体上得到测距信息的做法。
此外，在测距装置中作为不采用TTL方式的结构，有外测式的结构。在US Patent No.5051767中，公开了依照摄影光学***的焦距变更线列传感器的使用范围的结构。例如，在虽然摄影光学***的焦距可变但测距区域却是不可变的装置中，外测式的测距装置随着焦距的变长，其测距区域向摄影视场角的外侧移动。如果焦距超过某一个值，则测距区域便位于摄影视场角(可摄影的视场角)的外侧。因而，提供有进行控制使得能够在摄影视场角外侧不进行测距的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种测距装置或者焦点检测装置，可以根据摄影透镜的焦距的状态自动地切换测距角和电力的供给目标，或根据辅助光的状态等切换电力的供给目标，并可以消除不必要的电力消耗。
为了达到上述目的，本发明提供一种具有对于多个区域配备的(多个)传感器和该传感器的处理电路(多个)，并只对对应于预定区域的传感器和处理电路供电的测距装置或者焦点检测装置。
此外，提供一种具有对于多个区域配备的(多个)传感器和该传感器的处理电路(多个)，并根据向传感器和处理电路供电的电源的状态，选择同时供电的传感器(多个)和处理电路(多个)的测距装置或者焦点检测装置。
此外，提供一种具有对于多个区域配备的(多个)传感器和该传感器的处理电路(多个)，并根据摄影光学***的焦距选择供电的传感器(多个)和处理电路(多个)的测距装置或者焦点检测装置。
此外，提供一种具有对于多个区域配备的(多个)传感器和该传感器的处理电路(多个)，并根据投射辅助光的区域选择供电的传感器(多个)和处理电路(多个)的测距装置或者焦点检测装置。
此外，本发明提供具有上述测距装置或者焦点检测装置的照相机。
本发明的其他的特征和优点，从下面的结合附图的说明中会弄明白。在这些附图中相同的参考标号表示相同或相似的部分。
附图说明
图1是表示涉及本发明的实施形式的测距装置的主要部分的结构的框图。
图2是用于说明图1的测距装置中的辅助光的投射位置的图。
图3是表示涉及图1的测距装置的测距区域和焦距的关系的图。
图4是表示涉及本发明的第1实施形式的主要部分的动作的流程图。
图5是表示涉及本发明的第2实施形式的主要部分的动作的流程图。
图6是表示涉及本发明的第3实施形式的主要部分的动作的流程图。
具体实施方式
下面，根据图示的实施形式详细地说明本发明。
图1是表示涉及本发明的各实施形式的外测式测距装置的概略结构的框图，该图中，上侧是被动式多点测距的概略结构和光路图。下侧是传感器的放大图，给出的是信号处理电路的结构。
图1中，1是使被摄物体成像并将之变换成用于计算到达被摄物体的距离的信号的线列传感器，其被分割成5个区域(R2、R1、C、L1、L2)构成5个传感器。这里，也可以构成为代替分割成了5个区域的线列传感器，采用相互独立构成的5个传感器。
独立地控制这5个传感器并使用所得到的信号进行测距。2是A/D变换器，是数值化所积蓄的信号量的部件，其将信号置换成计算中使用的数据。3是运算电路，是比较通过A/D变换器2进行了数据处理的同类信号并将从各传感器R2、R1、C、L1、L2输出的信号变换成距离信息的部分。4～8是放大器，是各个传感器独立地设置的部件，用于放大输入到各个传感器的信号。9～13是存储器，是用于保存各个传感器的信号的部件。A/D变换该被保存的信号可求出距离信息。以下，将放大器和存储器合在一起称之为处理电路。14是光接收透镜，是用于使被摄物体像成像在线列传感器上的部件。SW1～SW5是开关，且SW1～SW5与电源23相连。在该电源23中，具有用于检测电源的电压值的电路。控制电路24通过控制SW1～SW5，可以逐个区域地分别控制电源对传感器和对应于传感器的处理电路的供电和停止供电。
图2是表示为防止因低亮度、低对比度的原因而不能进行被动式测距所设置的照射辅助光的照明和投射该照明光的区域的图。
该图中，15、16是辅助光的光源，使用灯泡或LED(发光二极管)。17、18是投光透镜，是用于在被摄物体上会聚来自光源的光，使被摄物体上可有效地集聚光量的部件。19、20是狭缝板。来自光源的投射光被该狭缝板19、20变换成狭缝状的光投射到被摄物体上。由此，即使被摄物体本身的对比度低也可以通过求出被投射到被摄物体上的狭缝形状的光的对比度来实现测距。
图3是表示摄影透镜的焦距和测距装置的感光角的关系的图，表示与TTL方式不同，在外测式的情况下产生的摄影视场角和测距装置的感光角(以下称为测距角)的区别。
摄影透镜由例如第1透镜群L1～第4透镜群L4构成，通过使各透镜群从图的W(广角)移动到T(摄远)可以加长焦距。这里，IP表示像面。不同于通过变化焦距使摄影视场角变宽或者边窄，外测式的测距角则是即使改变焦距也恒定不变。为此，如果焦距变化，则对于摄影视场角的测距角的位置或大小将产生偏离。因而，为了减少摄影视场角和测距区域的偏离，需要根据焦距选择测距装置的传感器，切换测距角。
作为具有上述结构的测距装置，使用图4的流程图对涉及本发明的第1实施形式的测距装置的测距动作进行说明。这里，设执行图4的流程时的焦距为图3所示的35mm的情况。在图1到图3中，为了进行测距所使用的各传感器R2、R1、C、L1、L2分别对应于构成测距对象的被摄物体像R2、R1、C、L1、L2。
首先，在步骤#101，在开始测距动作前检测电源的状态。这是为了能够把握电源状态，选择供电的方法，以便在能够使用的最低电压状态下也可以进行测距动作。在低电压下进行测距动作的过程中，虽然可以分别控制对各传感器R2、R1、C、L1、L2的供电和停止供电，但在所有的情况下均控制对各传感器的供电和停止其供电并非良策。因为如果能够同时对多个传感器进行供电的话，则可以在多个传感器中同时积蓄信号，这将导致缩短测距的时间。
于是，根据电源电压选择是逐个传感器地分别切换对传感器的供电和停止供电还是同时切换多个传感器，或者同时切换全部传感器。
在步骤#101，当判定电源电压的值低于第1预定值时，进入步骤#102，进行个别传感器的供电和停止供电的控制，以使电源电压的降低能够达到最小。即，通过首先只接通开关SW1，对中央的传感器C和对应于该传感器的处理电路进行供电使之动作。进而，在下一步骤#103进行测距动作。此时，由于只对多个传感器的一个供电，故可以说这是电力消耗为最小的模式。在接着的步骤#104中，只使开关SW2接通，即只对用于获取位于摄影视场角内的右侧区域的被摄物体像R1的传感器R1和对应于该传感器的处理电路进行供电使之动作，并在下一步骤#105进行测距动作。
在下一步骤#106，只使开关SW3接通，只对用于获取位于左侧的区域的被摄物体像L1的传感器L1和对应于该传感器的处理电路进行供电使之动作，并在步骤#107进行测距动作。在下一步骤#108，只使开关SW4接通，且只对用于获取位于被摄物体像R1更右侧的区域的被摄物体像R2的传感器R2和对应于该传感器的处理电路进行供电使之动作，并在步骤#109进行测距动作。在接着的步骤#110，只使开关SW5接通，只对用于获取位于被摄物体像L1更左侧的区域的被摄物体像L2的传感器L2和对应于该传感器的处理电路进行供电使之动作，并在步骤#111进行测距动作。
这样，在电源电压低于第1预定值时，进行对应于某一个区域的传感器和处理电路的供电和停止供电，对对应于其他区域的传感器和处理电路也顺序地反复该动作，以便取得所有区域的测距数据。
在最后的步骤#112，切断对所有的传感器的供电，结束测距动作。
此外，在上述步骤#101判定电源的状态高于第1预定值时，进入步骤#113，在此，再一次进行电源电压的判定。在步骤#113通过与较上述第1预定值高的第2预定值的比较判定电源的状态，在判定为低于该第2预定值时，进入步骤#114，同时对多个传感器和分别对应于它们的处理电路供电使之动作。这是因为由于是高于上述第1预定值的电源电压，故即使对多个传感器和处理电路供电在动作上也不会有问题。在该步骤#114中，同时使开关SW1、SW2、SW3接通，对3个传感器C、R1、L1和各自对应的处理电路供电，在步骤#115，取得各个区域的测距数据。在下一个步骤#116，同时使开关SW4、SW5接通，对剩余的2个传感器R2、L2和各自对应的处理电路供电，在步骤#117，取得这些区域的测距数据。
这样，在电源电压处于第1预定值和第2预定值之间时，将传感器L1、L2、C、R1、R2分成2个组，逐组地同时进行供电，取得所有区域的测距数据。
进而，在步骤#112，切断对所有的传感器的供电，结束测距动作。由此，与电源电压低(低于第1预定值的情况)的情况相比较，供电的接通、关断动作少3次，可以缩短测距的时间。
另外，在上述步骤#113判定电源电压高于上述第2预定值时，由于不需要逐个传感器地错开时序进行供电，故进入步骤#118，将所有的开关SW1～SW5置于接通，同时对所有的传感器和处理电路供电使之动作。进而，在下一个步骤#119取得所有区域的测距数据。最后，在步骤#112，切断对所有的传感器的供电，结束测距动作。
以上是焦距为35mm时的流程图。在焦距为105mm时，由于位于最外侧的传感器R2、L2从摄影视场角溢出，故来自传感器R2、L2的积蓄信号不能用于测距。因而，只要从图4的流程图中删除对应它们的部分即可。
即，删除步骤#108～#111，在步骤#114只使SW3接通，在步骤#115使用传感器C的信号进行测距动作，在步骤#118只使SW1、SW2、SW3接通，在步骤#119使用传感器R1、C、L1的信号进行测距动作即可。
如以上所说明过的这样，根据第1实施形式，对于各个传感器以及其处理电路按每个区域独立地配备可以供电的电源控制功能，可以根据电源电压的状态同时切换所提供的电压，在低电压的情况下也能进行测距动作，且通过使用预先检测电压的装置，不但可以降低测距动作保证电压，而且还能够缩短测距时间。
下面，使用图5的流程图对具有图1～图3的结构的测距装置的、涉及本发明的第2实施形式的测距动作进行说明。
首先，在步骤#241检测摄影透镜的焦距。如上述的这样，在外测式的测距装置的情况下，摄影视场角和测距角与TTL方式不同，不完全地一致。因此，通过变化摄影透镜的焦距，有时会使测距区域溢出到摄影视场角之外。
因而，在检测出摄影视场角窄(焦距大)时，需要使测距角变窄。于是，在该步骤#241中，进行判定以便使测距角和摄影视场角的不一致成为最小，如果判定所检测出的焦距小于预定值(例如35mm)则进入步骤#242。
如果进入步骤#242，则置开关SW1、SW4、SW5于接通，对传感器C、R2、L2和对应它们的处理电路供电。由此，使之成为对应了宽视场角情况下的摄影的测距角。此时，开关SW2、SW3置于关断，不对传感器R1、L1以及对应于它们的处理电路进行供电。然后进入步骤#243，取得各个区域的测距数据。如果测距结束便进入步骤#212，切断所有的电力供给并结束测距动作。
此外，在上述步骤#241判定为焦距大(例如105mm)时，进入步骤#244，使开关SW1、SW2、SW3接通，对传感器C、R1、L1和对应它们的处理电路进行供电。由此，使之成为对应了窄视场角情况下的摄影的测距角。此时，使开关SW4、SW5为关断，不对传感器R2、L2和对应它们的处理电路进行供电。在下面的步骤#245，取得各个区域的测距数据。如果测距结束则在步骤#212切断所有的电力供给，结束测距动作。
如以上所说明过的这样，根据第2实施形式，对于各个传感器以及其处理电路按每个区域独立地配备可以供电的电源控制功能，可以在根据摄影透镜的焦距的状态自动地切换测距角的同时，切换电力的供给目标，不仅可以消除不必要的电力消耗，而且还可以缩短测距的时间。
下面，使用图6的流程图对具有图1或图2的结构的测距装置的、涉及本发明的第3实施形式的测距动作进行说明。
在进入图6的流程图的说明之前，首先，简单地说明进入该动作之前的条件。
被动式测距是将来自被摄物体的反射光分割成两部分，根据各自所成的光学像的相对偏离量求被摄物体距离的方式，在被摄物体是低对比度的情况或低亮度的情况下，存在不能进行测距的可能性。在这样的情况下，众所周知的对策一般是采用向被摄物体投射被称为辅助光的照明的办法而使之能够测距。这里，作为本发明的第3实施形式，说明根据是否处于需要该辅助光这样的条件下的判定的测距动作。
首先，在步骤#351进行是否需要点亮辅助光的判定。点亮辅助光的条件如上面所述的那样，是在因被摄物体的对比度低不能进行测距时进行动作的条件。在判定需要点亮辅助光时，进入步骤#352，首先使第1辅助光(相当于图2的光源16)点亮。由此，如图2那样，使辅助光照射到线列传感器1中通过传感器C、L1、L2感光的被摄物体像存在的区域上。然后，为了对第1辅助光所照射的范围的传感器等进行供电而进入步骤#353，在此，置开关SW1、SW2、SW4于接通，对传感器C、L1、L2和对应于它们的处理电路供电。由此便可以进行使用了对应辅助光所照射的区域的传感器的测距。此时，置开关SW3、SW5于关断，不对传感器R1、R2和对应于它们的处理电路进行供电。在下一个步骤#354，取得这些区域的测距数据。
此后，为了进行对摄影视场角的剩余的测距区域的测距而进入步骤#355，置开关SW3、SW5于接通，对传感器R1、R2和对应于它们的处理电路进行供电。此时，置开关SW1、SW2、SW4于关断，不对传感器C、L1、L2和对应于它们的处理电路进行供电。进而，在步骤#356点亮对应了剩余的测距区域的第2辅助光(相当于图2的光源15)，并在接着的步骤#357取得剩余的区域的测距数据。如果测距结束则进入步骤#312，切断对所有的传感器的电力供给，结束测距动作。
而在上述步骤#351中判定为不需要辅助光时，进入步骤#318，对所有的传感器和处理电路进行供电，并在下一个步骤#319对全部的测距区域进行测距动作。如果测距结束则进入步骤#312，切断对所有的传感器的电力供给，结束测距动作。
如以上所说明过的这样，根据第3实施形式，具备只对对应了辅助光照射的区域的传感器和处理电路供电的机构并根据辅助光的状态(哪一个光源点亮)自动地切换对传感器供电的范围，在辅助光这样的消耗较大能量的情况下也可以在能够使用的最低电压下进行动作。
这里，不仅仅是辅助光，当然也可以组合第1实施形式的电源电压、或第2实施形式的摄影透镜的焦距这样的各种信息。
此外，上述实施形式不仅适用于作为将来自被摄物体的反射光分割成两部分并根据各自所成的光学像的相对偏离量求被摄物体距离的测距装置，而且也可以适用于利用来自被摄物体的反射光的对比度来检测被摄物体的对焦状态的焦点检测装置。此处，仅仅是图1的运算电路所求的信息不同，其他的结构可以采用与图1所示的电路相同的结构。
另外，处理电路并非仅限于由上述的放大器和存储器组成的结构，只要是处理由传感器获得的信号的电路，当然可以适用于各种各样结构的电路。
Claims (24)
1.一种测距装置，具有对应于多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于该每一个传感器配备的处理电路，其特征在于：
所述传感器和所述处理电路具有供给用于使该传感器和该处理电路动作的电力的控制装置，且在获取所述区域中的预定区域的距离信息时，所述控制装置只对对应于该预定区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于：所述控制装置只对上述处理电路中对应于预定区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电，如果得到了所述预定区域的图像信号则停止对所述传感器和处理电路的供电，此后，对对应于其他区域的传感器和对应于所述传感器的处理电路进行供电。
3.一种测距装置，具有对应多个不同的区域所配备的传感器，为了处理从传感器输出的信号而对应于所述每一个传感器配备的处理电路，和蓄积有用于使所述传感器和所述处理电路动作的电力的电源，其特征在于：
具有控制装置，其作为从所述电源向所述传感器和所述处理电路进行供电的装置，可以分别对每一个对应的传感器和处理电路进行供电的；且所述控制装置可以对应于所述电源的电压值选择多个传感器和对应于该传感器的处理电路，并同时对所选择的传感器和对应的处理电路进行供电。
4.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于：所述电源的电压值越高，则所述控制装置所选择的同时供电的传感器和对应于该传感器的处理电路就越多。
5.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于：如果所述电源的电压值低于预定值，则所述控制装置将把所述传感器和所述处理电路分成若干个组，顺序地对该每一个组进行供电。
6.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于：如果所述电源的电压值高于预定值，则所述控制装置同时对所有的传感器和处理电路进行供电，如果所述电源的电压值低于预定值，则所述控制装置将把所述传感器和所述处理电路分成若干个组，顺序地对该每一个组进行供电。
7.一种测距装置，其特征在于：具有对应多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于该每一个传感器配备的处理电路，其特征在于，
所述传感器和所述处理电路具有供给用于使该传感器和该处理电路动作的电力的控制装置，且所述控制装置只对依照将来自被摄物体的反射光导向摄像面的光学***的焦距的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
8.根据权利要求7所述的测距装置，其特征在于：所述摄像面依照所述光学***的焦距而改变视场角，所述控制装置只对对应于没有离开视场角的位置的区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
9.一种测距装置，具有对应多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于所述每一个传感器配备的处理电路，其特征在于：
所述传感器和所述处理电路具有供给用于使该传感器和该处理电路动作的电力的控制装置，且所述控制装置只对对应于点亮了用于辅助测距动作的辅助光的区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
10.一种照相机，其特征在于：具有根据权利要求3所述的测距装置。
11.一种照相机，其特征在于：具有根据权利要求7所述的测距装置。
12.一种照相机，其特征在于：具有根据权利要求9所述的测距装置。
13.一种焦点检测装置，具有对应于多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于该每一个传感器配备的处理电路，其特征在于：
所述传感器和所述处理电路具有供给用于使该传感器和该处理电路动作的电力的控制装置，且在获取所述区域中的预定区域的对焦信息时，所述控制装置只对对应于该预定区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
14.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其特征在于：所述控制装置只对上述处理电路中对应于预定区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电，如果得到了所述预定区域的图像信号则停止对所述传感器和处理电路的供电，此后，对对应于其他区域的传感器和对应于所述传感器的处理电路进行供电。
15.一种焦点检测装置，具有对应多个不同的区域所配备的传感器，为了处理从传感器输出的信号而对应于所述每一个传感器配备的处理电路，和蓄积有用于使所述传感器和所述处理电路动作的电力的电源，其特征在于：
具有控制装置，其作为从所述电源向所述传感器和所述处理电路进行供电的装置，可以分别对每一个对应的传感器和处理电路进行供电的；且所述控制装置可以对应于所述电源的电压值选择多个传感器和对应于该传感器的处理电路，并同时对所选择的传感器和对应的处理电路进行供电。
16.根据权利要求3所述的焦点检测装置，其特征在于：所述电源的电压值越高，则所述控制装置所选择的同时供电的传感器和对应于该传感器的处理电路就越多。
17.根据权利要求3所述的焦点检测装置，其特征在于：如果所述电源的电压值低于预定值，则所述控制装置将把所述传感器和所述处理电路分成若干个组，顺序地对该每一个组进行供电。
18.根据权利要求3所述的焦点检测装置，其特征在于：如果所述电源的电压值高于预定值，则所述控制装置同时对所有的传感器和处理电路进行供电，如果所述电源的电压值低于预定值，则所述控制装置将把所述传感器和所述处理电路分成若干个组，顺序地对该每一个组进行供电。
19.一种焦点检测装置，其特征在于：具有对应多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于该每一个传感器配备的处理电路，其特征在于，
所述传感器和所述处理电路具有供给用于使该传感器和该处理电路动作的电力的控制装置，且所述控制装置只对依照将来自被摄物体的反射光导向摄像面的光学***的焦距的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
20.根据权利要求7所述的焦点检测装置，其特征在于：所述摄像面依照所述光学***的焦距而改变视场角，所述控制装置只对对应于没有离开视场角的位置的区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
21.一种焦点检测装置，具有对应多个不同的区域所配备的传感器，和为了处理从传感器输出的信号而对应于所述每一个传感器配备的处理电路，其特征在于：
所述传感器和所述处理电路具有供给用于使该传感器和该处理电路动作的电力的控制装置，且所述控制装置只对对应于点亮了用于辅助测距动作的辅助光的区域的传感器和对应于该传感器的处理电路进行供电。
22.一种照相机，其特征在于：具有根据权利要求3所述的焦点检测装置。
23.一种照相机，其特征在于：具有根据权利要求7所述的焦点检测装置。
24.一种照相机，其特征在于：具有根据权利要求9所述的焦点检测装置。
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