專利名稱：測距裝置、焦點檢測裝置以及照相機的制作方法
技術領域：
本發明涉及能夠在多個區域獲得測距信息的多點測距裝置的改良。
此外，在測距裝置中作為不采用TTL方式的結構，有外測式的結構。在US Patent No.5051767中，公開了依照攝影光學系統的焦距變更線列傳感器的使用范圍的結構。例如，在雖然攝影光學系統的焦距可變但測距區域卻是不可變的裝置中，外測式的測距裝置隨著焦距的變長，其測距區域向攝影視場角的外側移動。如果焦距超過某一個值，則測距區域便位于攝影視場角(可攝影的視場角)的外側。因而，提供有進行控制使得能夠在攝影視場角外側不進行測距的裝置。
為了達到上述目的，本發明提供一種具有對于多個區域配備的(多個)傳感器和該傳感器的處理電路(多個)，并只對對應于預定區域的傳感器和處理電路供電的測距裝置或者焦點檢測裝置。
此外，提供一種具有對于多個區域配備的(多個)傳感器和該傳感器的處理電路(多個)，并根據向傳感器和處理電路供電的電源的狀態，選擇同時供電的傳感器(多個)和處理電路(多個)的測距裝置或者焦點檢測裝置。
此外，提供一種具有對于多個區域配備的(多個)傳感器和該傳感器的處理電路(多個)，并根據攝影光學系統的焦距選擇供電的傳感器(多個)和處理電路(多個)的測距裝置或者焦點檢測裝置。
此外，提供一種具有對于多個區域配備的(多個)傳感器和該傳感器的處理電路(多個)，并根據投射輔助光的區域選擇供電的傳感器(多個)和處理電路(多個)的測距裝置或者焦點檢測裝置。
此外，本發明提供具有上述測距裝置或者焦點檢測裝置的照相機。
本發明的其他的特征和優點，從下面的結合附圖的說明中會弄明白。在這些附圖中相同的參考標號表示相同或相似的部分。
圖2是用于說明
圖1的測距裝置中的輔助光的投射位置的圖。
圖3是表示涉及圖1的測距裝置的測距區域和焦距的關系的圖。
圖4是表示涉及本發明的第1實施形式的主要部分的動作的流程圖。
圖5是表示涉及本發明的第2實施形式的主要部分的動作的流程圖。
圖6是表示涉及本發明的第3實施形式的主要部分的動作的流程圖。
圖1是表示涉及本發明的各實施形式的外測式測距裝置的概略結構的框圖，該圖中，上側是被動式多點測距的概略結構和光路圖。下側是傳感器的放大圖，給出的是信號處理電路的結構。
圖1中，1是使被攝物體成像并將之變換成用于計算到達被攝物體的距離的信號的線列傳感器，其被分割成5個區域(R2、R1、C、L1、L2)構成5個傳感器。這里，也可以構成為代替分割成了5個區域的線列傳感器，采用相互獨立構成的5個傳感器。
獨立地控制這5個傳感器并使用所得到的信號進行測距。2是A/D變換器，是數值化所積蓄的信號量的部件，其將信號置換成計算中使用的數據。3是運算電路，是比較通過A/D變換器2進行了數據處理的同類信號并將從各傳感器R2、R1、C、L1、L2輸出的信號變換成距離信息的部分。4～8是放大器，是各個傳感器獨立地設置的部件，用于放大輸入到各個傳感器的信號。9～13是存儲器，是用于保存各個傳感器的信號的部件。A/D變換該被保存的信號可求出距離信息。以下，將放大器和存儲器合在一起稱之為處理電路。14是光接收透鏡，是用于使被攝物體像成像在線列傳感器上的部件。SW1～SW5是開關，且SW1～SW5與電源23相連。在該電源23中，具有用于檢測電源的電壓值的電路。控制電路24通過控制SW1～SW5，可以逐個區域地分別控制電源對傳感器和對應于傳感器的處理電路的供電和停止供電。
圖2是表示為防止因低亮度、低對比度的原因而不能進行被動式測距所設置的照射輔助光的照明和投射該照明光的區域的圖。
該圖中，15、16是輔助光的光源，使用燈泡或LED(發光二極管)。17、18是投光透鏡，是用于在被攝物體上會聚來自光源的光，使被攝物體上可有效地集聚光量的部件。19、20是狹縫板。來自光源的投射光被該狹縫板19、20變換成狹縫狀的光投射到被攝物體上。由此，即使被攝物體本身的對比度低也可以通過求出被投射到被攝物體上的狹縫形狀的光的對比度來實現測距。
圖3是表示攝影透鏡的焦距和測距裝置的感光角的關系的圖，表示與TTL方式不同，在外測式的情況下產生的攝影視場角和測距裝置的感光角(以下稱為測距角)的區別。
攝影透鏡由例如第1透鏡群L1～第4透鏡群L4構成，通過使各透鏡群從圖的W(廣角)移動到T(攝遠)可以加長焦距。這里，IP表示像面。不同于通過變化焦距使攝影視場角變寬或者邊窄，外測式的測距角則是即使改變焦距也恒定不變。為此，如果焦距變化，則對于攝影視場角的測距角的位置或大小將產生偏離。因而，為了減少攝影視場角和測距區域的偏離，需要根據焦距選擇測距裝置的傳感器，切換測距角。
作為具有上述結構的測距裝置，使用圖4的流程圖對涉及本發明的第1實施形式的測距裝置的測距動作進行說明。這里，設執行圖4的流程時的焦距為圖3所示的35mm的情況。在圖1到圖3中，為了進行測距所使用的各傳感器R2、R1、C、L1、L2分別對應于構成測距對象的被攝物體像R2、R1、C、L1、L2。
首先，在步驟#101，在開始測距動作前檢測電源的狀態。這是為了能夠把握電源狀態，選擇供電的方法，以便在能夠使用的最低電壓狀態下也可以進行測距動作。在低電壓下進行測距動作的過程中，雖然可以分別控制對各傳感器R2、R1、C、L1、L2的供電和停止供電，但在所有的情況下均控制對各傳感器的供電和停止其供電并非良策。因為如果能夠同時對多個傳感器進行供電的話，則可以在多個傳感器中同時積蓄信號，這將導致縮短測距的時間。
于是，根據電源電壓選擇是逐個傳感器地分別切換對傳感器的供電和停止供電還是同時切換多個傳感器，或者同時切換全部傳感器。
在步驟#101，當判定電源電壓的值低于第1預定值時，進入步驟#102，進行個別傳感器的供電和停止供電的控制，以使電源電壓的降低能夠達到最小。即，通過首先只接通開關SW1，對中央的傳感器C和對應于該傳感器的處理電路進行供電使之動作。進而，在下一步驟#103進行測距動作。此時，由于只對多個傳感器的一個供電，故可以說這是電力消耗為最小的模式。在接著的步驟#104中，只使開關SW2接通，即只對用于獲取位于攝影視場角內的右側區域的被攝物體像R1的傳感器R1和對應于該傳感器的處理電路進行供電使之動作，并在下一步驟#105進行測距動作。
在下一步驟#106，只使開關SW3接通，只對用于獲取位于左側的區域的被攝物體像L1的傳感器L1和對應于該傳感器的處理電路進行供電使之動作，并在步驟#107進行測距動作。在下一步驟#108，只使開關SW4接通，且只對用于獲取位于被攝物體像R1更右側的區域的被攝物體像R2的傳感器R2和對應于該傳感器的處理電路進行供電使之動作，并在步驟#109進行測距動作。在接著的步驟#110，只使開關SW5接通，只對用于獲取位于被攝物體像L1更左側的區域的被攝物體像L2的傳感器L2和對應于該傳感器的處理電路進行供電使之動作，并在步驟#111進行測距動作。
這樣，在電源電壓低于第1預定值時，進行對應于某一個區域的傳感器和處理電路的供電和停止供電，對對應于其他區域的傳感器和處理電路也順序地反復該動作，以便取得所有區域的測距數據。
在最后的步驟#112，切斷對所有的傳感器的供電，結束測距動作。
此外，在上述步驟#101判定電源的狀態高于第1預定值時，進入步驟#113，在此，再一次進行電源電壓的判定。在步驟#113通過與較上述第1預定值高的第2預定值的比較判定電源的狀態，在判定為低于該第2預定值時，進入步驟#114，同時對多個傳感器和分別對應于它們的處理電路供電使之動作。這是因為由于是高于上述第1預定值的電源電壓，故即使對多個傳感器和處理電路供電在動作上也不會有問題。在該步驟#114中，同時使開關SW1、SW2、SW3接通，對3個傳感器C、R1、L1和各自對應的處理電路供電，在步驟#115，取得各個區域的測距數據。在下一個步驟#116，同時使開關SW4、SW5接通，對剩余的2個傳感器R2、L2和各自對應的處理電路供電，在步驟#117，取得這些區域的測距數據。
這樣，在電源電壓處于第1預定值和第2預定值之間時，將傳感器L1、L2、C、R1、R2分成2個組，逐組地同時進行供電，取得所有區域的測距數據。
進而，在步驟#112，切斷對所有的傳感器的供電，結束測距動作。由此，與電源電壓低(低于第1預定值的情況)的情況相比較，供電的接通、關斷動作少3次，可以縮短測距的時間。
另外，在上述步驟#113判定電源電壓高于上述第2預定值時，由于不需要逐個傳感器地錯開時序進行供電，故進入步驟#118，將所有的開關SW1～SW5置于接通，同時對所有的傳感器和處理電路供電使之動作。進而，在下一個步驟#119取得所有區域的測距數據。最后，在步驟#112，切斷對所有的傳感器的供電，結束測距動作。
以上是焦距為35mm時的流程圖。在焦距為105mm時，由于位于最外側的傳感器R2、L2從攝影視場角溢出，故來自傳感器R2、L2的積蓄信號不能用于測距。因而，只要從圖4的流程圖中刪除對應它們的部分即可。
即，刪除步驟#108～#111，在步驟#114只使SW3接通，在步驟#115使用傳感器C的信號進行測距動作，在步驟#118只使SW1、SW2、SW3接通，在步驟#119使用傳感器R1、C、L1的信號進行測距動作即可。
如以上所說明過的這樣，根據第1實施形式，對于各個傳感器以及其處理電路按每個區域獨立地配備可以供電的電源控制功能，可以根據電源電壓的狀態同時切換所提供的電壓，在低電壓的情況下也能進行測距動作，且通過使用預先檢測電壓的裝置，不但可以降低測距動作保證電壓，而且還能夠縮短測距時間。
下面，使用圖5的流程圖對具有圖1～圖3的結構的測距裝置的、涉及本發明的第2實施形式的測距動作進行說明。
首先，在步驟#241檢測攝影透鏡的焦距。如上述的這樣，在外測式的測距裝置的情況下，攝影視場角和測距角與TTL方式不同，不完全地一致。因此，通過變化攝影透鏡的焦距，有時會使測距區域溢出到攝影視場角之外。
因而，在檢測出攝影視場角窄(焦距大)時，需要使測距角變窄。于是，在該步驟#241中，進行判定以便使測距角和攝影視場角的不一致成為最小，如果判定所檢測出的焦距小于預定值(例如35mm)則進入步驟#242。
如果進入步驟#242，則置開關SW1、SW4、SW5于接通，對傳感器C、R2、L2和對應它們的處理電路供電。由此，使之成為對應了寬視場角情況下的攝影的測距角。此時，開關SW2、SW3置于關斷，不對傳感器R1、L1以及對應于它們的處理電路進行供電。然后進入步驟#243，取得各個區域的測距數據。如果測距結束便進入步驟#212，切斷所有的電力供給并結束測距動作。
此外，在上述步驟#241判定為焦距大(例如105mm)時，進入步驟#244，使開關SW1、SW2、SW3接通，對傳感器C、R1、L1和對應它們的處理電路進行供電。由此，使之成為對應了窄視場角情況下的攝影的測距角。此時，使開關SW4、SW5為關斷，不對傳感器R2、L2和對應它們的處理電路進行供電。在下面的步驟#245，取得各個區域的測距數據。如果測距結束則在步驟#212切斷所有的電力供給，結束測距動作。
如以上所說明過的這樣，根據第2實施形式，對于各個傳感器以及其處理電路按每個區域獨立地配備可以供電的電源控制功能，可以在根據攝影透鏡的焦距的狀態自動地切換測距角的同時，切換電力的供給目標，不僅可以消除不必要的電力消耗，而且還可以縮短測距的時間。
下面，使用圖6的流程圖對具有圖1或圖2的結構的測距裝置的、涉及本發明的第3實施形式的測距動作進行說明。
在進入圖6的流程圖的說明之前，首先，簡單地說明進入該動作之前的條件。
被動式測距是將來自被攝物體的反射光分割成兩部分，根據各自所成的光學像的相對偏離量求被攝物體距離的方式，在被攝物體是低對比度的情況或低亮度的情況下，存在不能進行測距的可能性。在這樣的情況下，眾所周知的對策一般是采用向被攝物體投射被稱為輔助光的照明的辦法而使之能夠測距。這里，作為本發明的第3實施形式，說明根據是否處于需要該輔助光這樣的條件下的判定的測距動作。
首先，在步驟#351進行是否需要點亮輔助光的判定。點亮輔助光的條件如上面所述的那樣，是在因被攝物體的對比度低不能進行測距時進行動作的條件。在判定需要點亮輔助光時，進入步驟#352，首先使第1輔助光(相當于圖2的光源16)點亮。由此，如圖2那樣，使輔助光照射到線列傳感器1中通過傳感器C、L1、L2感光的被攝物體像存在的區域上。然后，為了對第1輔助光所照射的范圍的傳感器等進行供電而進入步驟#353，在此，置開關SW1、SW2、SW4于接通，對傳感器C、L1、L2和對應于它們的處理電路供電。由此便可以進行使用了對應輔助光所照射的區域的傳感器的測距。此時，置開關SW3、SW5于關斷，不對傳感器R1、R2和對應于它們的處理電路進行供電。在下一個步驟#354，取得這些區域的測距數據。
此后，為了進行對攝影視場角的剩余的測距區域的測距而進入步驟#355，置開關SW3、SW5于接通，對傳感器R1、R2和對應于它們的處理電路進行供電。此時，置開關SW1、SW2、SW4于關斷，不對傳感器C、L1、L2和對應于它們的處理電路進行供電。進而，在步驟#356點亮對應了剩余的測距區域的第2輔助光(相當于圖2的光源15)，并在接著的步驟#357取得剩余的區域的測距數據。如果測距結束則進入步驟#312，切斷對所有的傳感器的電力供給，結束測距動作。
而在上述步驟#351中判定為不需要輔助光時，進入步驟#318，對所有的傳感器和處理電路進行供電，并在下一個步驟#319對全部的測距區域進行測距動作。如果測距結束則進入步驟#312，切斷對所有的傳感器的電力供給，結束測距動作。
如以上所說明過的這樣，根據第3實施形式，具備只對對應了輔助光照射的區域的傳感器和處理電路供電的機構并根據輔助光的狀態(哪一個光源點亮)自動地切換對傳感器供電的范圍，在輔助光這樣的消耗較大能量的情況下也可以在能夠使用的最低電壓下進行動作。
這里，不僅僅是輔助光，當然也可以組合第1實施形式的電源電壓、或第2實施形式的攝影透鏡的焦距這樣的各種信息。
此外，上述實施形式不僅適用于作為將來自被攝物體的反射光分割成兩部分并根據各自所成的光學像的相對偏離量求被攝物體距離的測距裝置，而且也可以適用于利用來自被攝物體的反射光的對比度來檢測被攝物體的對焦狀態的焦點檢測裝置。此處，僅僅是圖1的運算電路所求的信息不同，其他的結構可以采用與圖1所示的電路相同的結構。
另外，處理電路并非僅限于由上述的放大器和存儲器組成的結構，只要是處理由傳感器獲得的信號的電路，當然可以適用于各種各樣結構的電路。
權利要求
1.一種測距裝置，具有對應于多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于該每一個傳感器配備的處理電路，其特征在于所述傳感器和所述處理電路具有供給用于使該傳感器和該處理電路動作的電力的控制裝置，且在獲取所述區域中的預定區域的距離信息時，所述控制裝置只對對應于該預定區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
2.根據權利要求1所述的測距裝置，其特征在于所述控制裝置只對上述處理電路中對應于預定區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電，如果得到了所述預定區域的圖像信號則停止對所述傳感器和處理電路的供電，此后，對對應于其他區域的傳感器和對應于所述傳感器的處理電路進行供電。
3.一種測距裝置，具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，為了處理從傳感器輸出的信號而對應于所述每一個傳感器配備的處理電路，和蓄積有用于使所述傳感器和所述處理電路動作的電力的電源，其特征在于具有控制裝置，其作為從所述電源向所述傳感器和所述處理電路進行供電的裝置，可以分別對每一個對應的傳感器和處理電路進行供電的；且所述控制裝置可以對應于所述電源的電壓值選擇多個傳感器和對應于該傳感器的處理電路，并同時對所選擇的傳感器和對應的處理電路進行供電。
4.根據權利要求3所述的測距裝置，其特征在于所述電源的電壓值越高，則所述控制裝置所選擇的同時供電的傳感器和對應于該傳感器的處理電路就越多。
5.根據權利要求3所述的測距裝置，其特征在于如果所述電源的電壓值低于預定值，則所述控制裝置將把所述傳感器和所述處理電路分成若干個組，順序地對該每一個組進行供電。
6.根據權利要求3所述的測距裝置，其特征在于如果所述電源的電壓值高于預定值，則所述控制裝置同時對所有的傳感器和處理電路進行供電，如果所述電源的電壓值低于預定值，則所述控制裝置將把所述傳感器和所述處理電路分成若干個組，順序地對該每一個組進行供電。
7.一種測距裝置，其特征在于具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于該每一個傳感器配備的處理電路，其特征在于，所述傳感器和所述處理電路具有供給用于使該傳感器和該處理電路動作的電力的控制裝置，且所述控制裝置只對依照將來自被攝物體的反射光導向攝像面的光學系統的焦距的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
8.根據權利要求7所述的測距裝置，其特征在于所述攝像面依照所述光學系統的焦距而改變視場角，所述控制裝置只對對應于沒有離開視場角的位置的區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
9.一種測距裝置，具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于所述每一個傳感器配備的處理電路，其特征在于所述傳感器和所述處理電路具有供給用于使該傳感器和該處理電路動作的電力的控制裝置，且所述控制裝置只對對應于點亮了用于輔助測距動作的輔助光的區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
10.一種照相機，其特征在于具有根據權利要求3所述的測距裝置。
11.一種照相機，其特征在于具有根據權利要求7所述的測距裝置。
12.一種照相機，其特征在于具有根據權利要求9所述的測距裝置。
13.一種焦點檢測裝置，具有對應于多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于該每一個傳感器配備的處理電路，其特征在于所述傳感器和所述處理電路具有供給用于使該傳感器和該處理電路動作的電力的控制裝置，且在獲取所述區域中的預定區域的對焦信息時，所述控制裝置只對對應于該預定區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
14.根據權利要求1所述的焦點檢測裝置，其特征在于所述控制裝置只對上述處理電路中對應于預定區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電，如果得到了所述預定區域的圖像信號則停止對所述傳感器和處理電路的供電，此后，對對應于其他區域的傳感器和對應于所述傳感器的處理電路進行供電。
15.一種焦點檢測裝置，具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，為了處理從傳感器輸出的信號而對應于所述每一個傳感器配備的處理電路，和蓄積有用于使所述傳感器和所述處理電路動作的電力的電源，其特征在于具有控制裝置，其作為從所述電源向所述傳感器和所述處理電路進行供電的裝置，可以分別對每一個對應的傳感器和處理電路進行供電的；且所述控制裝置可以對應于所述電源的電壓值選擇多個傳感器和對應于該傳感器的處理電路，并同時對所選擇的傳感器和對應的處理電路進行供電。
16.根據權利要求3所述的焦點檢測裝置，其特征在于所述電源的電壓值越高，則所述控制裝置所選擇的同時供電的傳感器和對應于該傳感器的處理電路就越多。
17.根據權利要求3所述的焦點檢測裝置，其特征在于如果所述電源的電壓值低于預定值，則所述控制裝置將把所述傳感器和所述處理電路分成若干個組，順序地對該每一個組進行供電。
18.根據權利要求3所述的焦點檢測裝置，其特征在于如果所述電源的電壓值高于預定值，則所述控制裝置同時對所有的傳感器和處理電路進行供電，如果所述電源的電壓值低于預定值，則所述控制裝置將把所述傳感器和所述處理電路分成若干個組，順序地對該每一個組進行供電。
19.一種焦點檢測裝置，其特征在于具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于該每一個傳感器配備的處理電路，其特征在于，所述傳感器和所述處理電路具有供給用于使該傳感器和該處理電路動作的電力的控制裝置，且所述控制裝置只對依照將來自被攝物體的反射光導向攝像面的光學系統的焦距的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
20.根據權利要求7所述的焦點檢測裝置，其特征在于所述攝像面依照所述光學系統的焦距而改變視場角，所述控制裝置只對對應于沒有離開視場角的位置的區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
21.一種焦點檢測裝置，具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于所述每一個傳感器配備的處理電路，其特征在于所述傳感器和所述處理電路具有供給用于使該傳感器和該處理電路動作的電力的控制裝置，且所述控制裝置只對對應于點亮了用于輔助測距動作的輔助光的區域的傳感器和對應于該傳感器的處理電路進行供電。
22.一種照相機，其特征在于具有根據權利要求3所述的焦點檢測裝置。
23.一種照相機，其特征在于具有根據權利要求7所述的焦點檢測裝置。
24.一種照相機，其特征在于具有根據權利要求9所述的焦點檢測裝置。
全文摘要
一種測距裝置，或者焦點檢測裝置，具有對應多個不同的區域所配備的傳感器，和為了處理從傳感器輸出的信號而對應于該每一個傳感器配備的處理電路，且只對應于該不同的多個區域中的預定區域的傳感器和處理電路提供電源。上述預定區域根據電源的狀態、攝影光學系統的焦距或輔助光來確定。
文檔編號G02B7/28GK1434341SQ02160020
公開日2003年8月6日 申請日期2002年12月30日 優先權日2002年1月25日
發明者常宮隆信, 大島孝治, 一宮敬, 原田康裕 申請人:佳能株式會社