CN100504567C - 具有接近检测器的手指启动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种在一个装置上的按钮22，其能够当手指38接近所述按钮时进行检测，尤其是能够启动所述装置的特定特征/功能。所述按钮包括接近检测器34，其可以操作用于在手指接近所述按钮或者在所述按钮上时进行检测。所述接近检测器可以取许多形式。这些形式可以组合以便提供较大的选择性。此外，可以通过门限值设置接近检测器的灵敏度。所述接近检测器的灵敏度和检测位于离开所述按钮不同距离的手指相关。本发明的一个应用是作为照相机20上的自动聚焦/快门按钮。

Description

具有接近检测器的手指启动装置
背景技术
本发明涉及一种手指启动的装置，更具体地说，涉及一种用于检测手指接近启动器时的方法和装置。
某些装置配备有一般呈按钮形或类似按钮的物体的形状的启动器。当使用者按压按钮时，则启动特定装置的一个特定的特征或功能。照相机便是一种这样的装置。照相机具有快门按钮，当其被按压时，则打开照相机的快门，从而拍摄图像。摄像机例如便携式摄像机等具有快门按钮，其被按压时，则开始记录。
目前，许多照相机具有自动聚焦特征或功能，用于在拍摄图像或在开始记录之前自动地使照相机聚焦。一般自动聚焦特征/功能当使用者部分地按压照相机的快门时被完成。不过，一些照相机没有为启动自动聚焦特征/功能所需的用于识别完成“部分按压”时的擒纵装置或机构。在这种情况下，使用者不能保证用于自动聚焦的部分按压发生(接通)的时间。因而存在这样的问题，即当使用者仅仅尝试使自动聚焦特征接通时偶然地拍摄到一张照片。然而，自动聚焦需要刚好在拍摄照片或开始记录之前进行。此外，完成自动聚焦不应当要求使用者进行比所需的更多的操作步骤。
本发明概述
因而，本发明的目的在于提供一种改进的用于在照相机中启动自动聚焦的方式与/或机构。
本发明是一种用于一种装置中的启动器的接近检测器。更具体地说，本发明是一种用于启动照相机的自动聚焦特征/功能的照相机按钮的接近检测器。
在一种形式中，本发明是一种电子装置，其具有处理单元，和所述处理单元通信的启动器，以及和所述启动器相关的并和所述处理单元通信的接近检测器。所述启动器在其被启动时可以操作，以便启动所述电子装置的第一功能。所述接近检测器可以操作，用于当使用者的手指接近所述启动器时进行检测，并启动所述电子装置的第二功能。
在另一种形式中，本发明是一种照相机，其包括控制器，和所述控制器通信的快门按钮，以及和所述快门按钮相关的并和所述控制器通信的接近检测器。所述快门按钮可以操作用于启动所述照相机的快门。所述接近检测器可以操作用于当使用者的手指接近所述快门时进行检测，以便启动自动聚焦功能。
在另一种形式中，本发明是一种照相机，其包括控制器，和所述控制器通信的并且可以操作用于启动所述摄像机的第一功能的启动器，用于当使用者的手指接近所述启动器的时进行检测的装置，以及用于当使用者的手指被检测到在所述启动器附近时启动照相机的自动聚焦功能的装置。
附图说明
参看下面的本发明的说明时应当结合附图，其中：
图1是可以实施本发明的一般装置的方块图；
图2是包括本发明的一个实施例的照相机的启动器的放大的透视图；
图3是包括本发明的另一个实施例的照相机的启动器的放大的透视图；
图4是可以操作用于实施图2和图3所示的本发明的实施例的电路/逻辑的一个示例的实施例的原理图；
图5是包括本发明的另一个实施例的照相机的启动器的放大的透视图；
图6是可以操作用于实施图5所示的本发明的实施例的电路/逻辑的一个示例的实施例的原理图；
图7是包括本发明的另一个实施例的照相机的启动器的放大的透视图；
图8是可以操作用于实施图7所示的本发明的实施例的电路/逻辑的一个示例的实施例的原理图；
图9是包括本发明的另一个实施例的照相机的启动器的放大的透视图；
图10是可以操作用于实施图9所示的本发明的实施例的电路/逻辑的一个示例的实施例的原理图；
图11是包括本发明的另一个实施例的照相机的启动器的放大的透视图；以及
图12是包括本发明的另一个实施例的照相机的启动器的放大的部分透视图。
在所有的几个附图中，相同的标号表示相应的部件。
本发明详述
参见图1，其中示出了一个装置的一部分，所述装置在整体上用标号10表示，其利用启动器14完成一种功能。应当理解，所述装置10和其启动器14仅是一种示例的装置的启动器的例子。因而，虽然下面主要参照照相机(装置)讨论本发明，并且尤其是参照在照相机上的自动聚焦快门按钮(启动器)讨论本发明，但是，本发明可用于所有类型的这种启动器与/装置。照相机本身可以是任何类型的照相机，例如静止的照相机(模拟/胶片与/或数字的)、摄像机(模拟/胶片与/或数字的)或者两者的组合。
在图1中，装置10包括启动器14，控制器12和合适的电路/逻辑16。启动器14可以是按钮，开关，或其类似物，其控制装置10的一个特定的特征或功能。装置10受控制器12的控制，并且包括合适的电路/逻辑16，所述电路/逻辑是为进行这里具有的各种功能与/或特征以及特定的装置10的任何其它的特征与/或功能所需的。控制器12可以是微处理器、微控制器、处理单元、其它类似功能的电路/逻辑、或其类似物，并且和启动器14以及电路/逻辑16通信。
一般地说，启动器14可以操作用于启动(或者终止)装置10的功能与/或特征。启动器14可以采用许多形式并用多种方式实现。在装置10是照相机的情况下，启动器14可以是用于拍摄照片的快门按钮。更具体地说，按照本发明的原理，启动器14可以是一种组合的快门/自动聚焦启动按钮。因而应当理解，虽然本发明可以用于这里提出的各种装置，但是本发明将结合照相机进行说明。更具体地说，所述照相机具有组合快门/自动聚焦按钮。如下所述，所述快门/自动聚焦按钮可以操作用于在拍摄照片之前激励/启动照相机的自动聚焦特征/功能。快门/自动聚焦按钮还启动照相机的快门。应当理解，本发明可用于许多功能/特征。
现在参见图2，其中示出了本发明的一个实施例。具体地说，其中示出了照相机20的启动器22(快门/自动聚焦按钮)。应当理解，图中只示出了照相机20的壳体的一部分。启动器22可以操作被使用者按下，在图2中使用者由手指38表示，以便拍摄照片。最好是，启动器22在正常情况下偏置处于图2所示的非按压位置。启动器22包括第一圆柱或外圆柱或管24以及第二圆柱或内圆柱或管26。内圆柱26最好是，但并非必须是，和外圆柱24同轴与/或同心，使得在其间限定一个环形的空间或空腔28。外圆柱24和内圆柱26使用例如本领域中熟知的材料制造。
光源32位于内圆柱26的底部。所述光源可以是LED或其类似物，其通过由内圆柱26限定的腔体30向上投射或照射光。所述的光可以是一个特定波长或一个频率的光、几个波长或几个频率的组合的光、或者没有特定波长或频率的光。在内圆柱和外圆柱24之间的腔体28的底部，最好设置有多个光检测器34，每个光检测器可以操作用于检测从光源32发出的特定的光。应当理解，可以使用一个或任何数量的光检测器。
光检测器34可以操作用于接收被接近启动器22的使用者的手指38反射的(用手指38附近的斜的箭头表示)来自光源32(用从光源32发出的箭头表示)的光(用进入腔体28的箭头表示)。定义“接近”启动器22的物理距离和多种因素有关，例如：光检测器34的参数；用于光检测器34的接收电路/逻辑的门限设置；光检测器34的数量等等。然而在所有情况下，光检测器34可以操作用于接收来自光源32的(即非环境光)被手指38反射的光(反射光)。当光检测器接收到足够的反射光时，便向启动器22提供表示手指接近的信号。在本例中，这个信号启动照相机20的自动聚焦特征/功能。
参见图4，其中示出了几个和照相机20的控制器56相连的(进行电子通信的)光检测器的原理图。每个光检测器34可以操作用于响应反射光的接收提供信号。每个光检测器负责检测由光源32发出的光的波长或频率。每个光检测器34可以由滤光器35覆盖，所述滤光器可以操作用于滤掉环境光，从而使得光检测器接收不到环境光，并且/或者对光检测器只提供某些波长的光。每个滤光器最好只允许由光源32发出的波长或频率的光通过，然后入射到各个光检测器34上。此外，每个滤光器可以使光衰减到某个程度。每个光检测器34和比较器36相连，使得来自每个光检测器34的信号在各个比较器36的一个输入端被接收。每个比较器36的另一个输入端和参考电压Vref相连。参考电压Vref的值限定了比较器36的门限值，从而相对地或者对比地利用来自滤光器35或光检测器34的信号。因而，每个比较器36都和一个参考电压Vref相连。对于每个光检测器子系统(即光检测器，比较器以及，选择地，滤光器)，Vref的值可以不同，也可以相同，这根据设计因素确定，这些因素例如包括由光检测器接收的光的波长的电压。
每个比较器36可以操作用于比较来自每个光检测器34的信号和每个比较器的参考电压Vref。当来自各个光检测器34的信号等于与/号超过参考电压Vref时，则比较器36向控制器56输出一个合适的信号(表示光检测器信号已经达到门限值)。控制器56利用所述信号确定把所述合适的信号提供给自动聚焦控制线。当来自各个光检测器34的信号小于与/或等于参考电压Vref时，则比较器34不向控制器36输出信号，也不向控制器56提供合适的信号(表示光检测器的信号没有达到门限值)。
因而，参考电压Vref或门限值和手指38的接近启动器22相关联。参考电压Vref(门限值)越高，则需要手指38越靠近启动器32，使得必须有更多的光入射到光检测器34上，才能由比较器36提供一个衰减信号，用于启动自动聚焦特征/功能。参考电压Vref(门限值)越低，则需要手指38相对于启动器32较远，使得只要有较少的光入射到光检测器34上，便能由比较器36提供一个衰减信号，用于启动自动聚焦特征/功能。
在一个光检测器34的情况下，表示已经达到门限值的信号(即表示足够的光入射到光检测器34上，或者表示手指38足够接近启动器22)被发送给控制器56，控制器56利用所述信号，通过自动聚焦控制线提供自动聚焦信号，从而启动照相机20的自动聚焦特征/功能。在多个光检测器34的情况下，控制器56可以使用用于多个比较器信号的算法，确定是否应当提供自动聚焦信号。多个光检测器34能够改善当手指28接近启动器22时的检测精度。
现在参看图3，其中示出了本发明的另一个实施例。具体地说，其中示出了照相机40的启动器42(快门/自动聚焦按钮)。应当理解，图中只示出了照相机40的壳体的一部分。启动器42可以操作被使用者按下，在图3中使用者由手指58表示，以便拍摄照片。最好是，启动器42在正常情况下偏置处于图3所示的非按压位置。启动器42包括第一圆柱或外圆柱或管44以及第二圆柱或内圆柱或管46。内圆柱46最好是，但并非必须是，和外圆柱44同轴与/或同心，使得在其间限定一个环形的空间或空腔48。外圆柱44和内圆柱46使用例如本领域中熟知的材料制造。
照相机40包括红外发射器(IR)或发送器54，其可以操作用于产生/发生以及发射/发送红外信号，由从IR发射器54发出的箭头表示。红外发射器54一般被安装在照相机40的取景器或本体上。一个红外接收器或检测器52被设置在内圆柱46和外圆柱44之间形成的腔体48的底部。红外检测器52可以操作用于接收与/或检测红外信号。应当理解，虽然只示出了一个红外检测器52，但是可以用类似于图2的光检测器34的方式设置多个红外发射器52。
如图4所示，红外检测器52和控制器56相连。红外检测器52向控制器56提供信号，控制器56利用所述信号向自动聚焦控制线提供信号。红外发射器54和红外检测器52可以用几种不同的方式操作。一种方式要求使用者的手指58当接近启动器42时把来自红外发射器54的红外信号反射到红外检测器52。当通过手指58的发射(即手指58在“接近”的范围内)使红外检测器52接收到足够的红外信号时，便向控制器56发送信号，使得开始自动聚焦。这假定检测器52被设置为一个低的灵敏度，使得其在正常情况下检测不到红外信号。在另一种方式中，红外检测器52被设置用于连续地接收红外信号，当所述信号由手指58遮断时，对控制器56提供一个信号，使得开始自动聚焦。这假定检测器52在正常情况下一直接收到红外信号。最好是，从红外发射器54发射的红外信号被编码，以便改善噪声抗扰性。这种编码可以是一种被调制的红外信号的形式，或者是具有嵌入的代码的红外信号的形式。也可以采用其它的能够提供噪声抗扰性的方式。
按照本发明的一个方面，图2的光源/光检测器技术和图3的红外发射器/检测器技术可以组合，从而能够更精确地确定或检测使用者的手指接近启动器的情况。例如，可以组合电路/逻辑，如图4所示。
现在参看图5，其中示出了本发明的另一个实施例。具体地说，其中示出了照相机60的启动器62(例如快门/自动聚焦按钮)。应当理解，图中只示出了照相机60的壳体的一部分。启动器62可以操作被使用者按下，在图5中使用者由手指80表示，以便拍摄照片。最好是，启动器62在正常情况下偏置处于图5所示的非按压位置。启动器62包括第一圆柱或外圆柱或管64以及第二圆柱或内圆柱或管66。内圆柱66最好是，但并非必须是，和外圆柱64同轴与/或同心。外圆柱44和内圆柱46使用例如本领域中熟知的材料制造。
按照图5所示的实施例，内圆柱66具有一个导电的上表面或顶表面68，其通过导体70在“A”和电阻72的一端相连，电阻72的另一端和一个由符号“+”表示的正电压相连。导体70还和比较器84的一个输入端相连(图6)，所述比较器84在照相机60的内部(和电阻72相连)。同样，外圆柱64具有一个导电的顶表面或上表面74，其在“B”通过导体76和地78相连。内外圆柱66和64的两个导电表面68、74由几兆欧姆的电阻彼此绝缘。当手指80接触两个导电表面68和74时，两个表面68和74之间的电阻改变(下降)，从而表示手指已被检测到。然后产生一个手指检测信号，并进行合适的操作。
参见图6，其中示出了一种可以用于图5所示的结构/实施例的电路。图5的内圆柱66的导电表面68由“A”表示，而图5的外圆柱64的导电表面74由“B”表示。“A”和比较器84的一个输入端相连，而比较器84的另一个输入端和参考电压Vref相连。比较器84的输出是控制器86的输入。当手指80接触两个导电表面A，B时，一个电阻(由电阻82表示)出现在电路中，从而引起比较器84的输入信号的改变。所述输入信号由比较器84和参考电压Vref比较，以类似于图4的电路的操作方式，所述比较器向控制器86输出或者不输出信号。由接触两个表面A，B的手指80引起的电阻的改变产生一个被送到控制器86的信号。控制器86根据是否从比较器84接收到所述信号控制自动聚焦。
现在参看图7，其中示出了本发明的另一个实施例。具体地说，其中示出了照相机90的启动器92(快门/自动聚焦按钮)。应当理解，图中只示出了照相机90的壳体的一部分。启动器92可以操作被使用者按下，在图7中使用者由手指100表示，以便拍摄照片。最好是，启动器92在正常情况下被偏置处于图7所示的非按压位置。启动器92包括第一圆柱或外圆柱或管94以及第二圆柱或内圆柱或管96。内圆柱96最好是，但并非必须是，和外圆柱94同轴与/或同心。外圆柱94和内圆柱96使用例如本领域中熟知的材料制造。
电感器98可以被绕在外圆柱94的内表面上，被嵌入外圆柱94中，被嵌入内圆柱96中，或者被绕在圆柱96的外表面上。在所有情况下，手指100接近电感器98时通过干扰由电感器98产生的磁场来改变电感。电感的改变被检测到，并发出/产生相应的信号。电感的改变可用于表示相对的接近程度。可以使用一个门限值触发照相机90的自动聚焦特征/功能。
附带地参看图8，启动器92包括和照相机90的内部的电容器102相连的线圈或电感器98。电感器98和电容器102被选择用于提供和振荡器电路104相连的振荡电路。线圈/电感器98和电容器102形成一个调谐电路。电感器98和电容器102的值被相应地选择。振荡器104和频率检测器106相连，频率检测器又和控制器108相连。当调谐电路的频率由于手指100接近线圈98而改变时，频率检测器106检测到频率的改变，并产生/发生由控制器108接收的信号。当所述频率改变超过一个门限值时，控制器108则提供一个信号，用于启动自动聚焦特征/功能。
参见图9，其中示出了本发明的另一个实施例。具体地说，其中示出了照相机110的启动器112(例如快门/自动聚焦按钮)。应当理解，图中只示出了照相机110的壳体的一部分。启动器112可以操作以便被使用者按下，在图9中使用者由手指100表示，以便拍摄照片。最好是，启动器112在正常情况下被偏置处于图9所示的非按压位置。启动器112包括第一圆柱或外圆柱或管114以及第二圆柱或内圆柱或管116。内圆柱116最好是，但并非必须是，和外圆柱114同轴与/或同心。外圆柱114和内圆柱116使用例如本领域中熟知的材料制造。
内圆柱116具有一个导电的顶面122。外圆柱也具有一个导电的顶面118。导电顶面112和导电顶面118之间绝缘，使得在其间形成电容。所述电容和线圈或电感器126一道形成一个调谐电路。附带地参看图10，在两个导电顶面118和112之间的电容由电容器128表示。电容器128和电感器126和振荡器电路132相连，所述振荡器电路和频率检测器电路134相连，频率检测器电路又和控制器136相连。手指130接近导电表面118和112时引起它们之间的电容的改变。所述电容的改变通过调谐电路128和126引起由频率检测器134检测的频率改变。所述频率检测器检测到所述频率的改变，并且当所述改变处于一个门限值之外时，频率检测器对控制器提供一个信号，用于启动自动聚焦特征/功能。
参看图11，其中示出了本发明的另一个实施例。具体地说，其中示出了照相机140的启动器142(例如快门/自动聚焦按钮)。应当理解，图中只示出了照相机140的壳体的一部分。启动器142可以操作被使用者按下，在图11中使用者由手指100表示，以便拍摄照片。最好是，启动器142在正常情况下被偏置处于图11所示的非按压位置。启动器142包括一个外圆柱或管144第一内圆柱或管146，和第二内圆柱或管148。第一内圆柱146相对于外圆柱144的纵轴线倾斜。第二内圆柱148也相对于外圆柱144的纵轴线倾斜。第一和第二内圆柱146和148最好相对于外圆柱144的纵轴线倾斜相同的角度，但是倾斜的方向相反，使得第一和第二内圆柱146和144的各自的纵轴线当向外延伸时最终将相交。
第一和第二内圆柱146，148中的一个，这里是第一内圆柱146，包括一个可以操作用于向外发射辐射的辐射源(发射器/发送器)150。第一和第二内圆柱146，148中的另一个，这里是第二内圆柱148，包括一个辐射检测器或接收器，其可以操作用于检测来自辐射源150的被使用者的手指152反射的辐射。当手指152移动到启动器142附近时，从辐射源150发射的辐射(由离开第一内圆柱146的箭头表示)被手指152反射(由斜的箭头表示)。反射的辐射被辐射检测器154接收(由指向第二内圆柱148的箭头表示)。辐射检测器154的连接方式以及功能和图2-4的实施例的相同。内圆柱146和148的对准帮助减少外部光入射到辐射检测器154上。
参看图12，其中示出了一个附加的用标号160表示的另一个实施例。在这个实施例中，外圆柱144包括在其顶面163上的第一电栅极164和第二电栅极166。栅极164和166可以和一个电路例如这里所示的这些电路相连，或者严格地说可以是当使用者的手指接触所述顶面时闭合的开关。在任何情况下，当使用者的手指接近栅极164，166或者在栅极164，166上面时，所述电路则检测到手指的接近位置，并且提供一个信号，启动自动聚焦特征/功能。
此外，应当理解，假定自动聚焦由使用者的手指置于照相机的快门控制装置上或者接近快门控制装置引起或启动，因为这是在照相机中实现自动聚焦功能的常用方式。连续地检测实行自动聚焦时的一个主要优点是使得照相机的控制器也知道停止自动聚焦的时间。只要使用者的手指被检测到，或者在使用者的手指从检测区除去之后经过一个确定的时间间隔，自动聚焦便可以进行。
还应当理解，上述的一些或所有实施例可能在所有可能的条件下不能完美地操作。所述在所有情况下完美地操作可以认为是具有100％的精度。不过，应当理解，这里提供的几种技术可以被同时使用，以便帮助增加精度，因而实现完美的操作。
本发明的其它的应用可以包括可以包括用于照相机的控制板的输入。这种在照相机上实现的接近按钮可以替代以下功能的常规按钮：产生菜单，从菜单中选择，显示电池寿命，以及其它照相机相关的功能与/或特征。此外，本发明还可以在军事应用中实施，例如：作为扳机上的检测器，用于启动射击，启动夜视装置等等。
虽然上面以优选的结构对本发明进行了说明，但是本发明在其披露的范围和构思内可以改变。因此，本申请旨在覆盖采用本发明的一般原理的任何改型。此外，本发明旨在覆盖所附权利要求之内的任何改型。

Claims (8)

1.一种照相机，其特征在于包括：
控制器(12，56)；
与所述控制器相通信并可用于基于与所述控制器的接触动作而启动所述照相机的快门功能的启动器(22)；
用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置(34)；以及
当检测到使用者的手指接近于所述启动器时启动照相机的自动聚焦特征的装置(34，36，56)。
2.如权利要求1所述的照相机，其特征在于所述用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置包括：
可用于发光的光源；
光检测器，其可用于接收从所述光源发射并从使用者的手指反射的光；以及
与所述光检测器以及所述控制器相通信的比较器，所述比较器可用于提供对于手指以变化距离接近所述启动器的检测的可选门限值。
3.如权利要求2所述的照相机，其特征在于所述用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置还包括多个光检测器，所述每个光检测器和一个比较器通信。
4.如权利要求1所述的照相机，其特征在所述用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置包括：
与所述控制器相通信并可用于发射红外辐射的红外发射器；以及
红外检测器，其与所述控制器相通信，并可用于检测使用者的手指在何时接近于所述启动器。
5.如权利要求1所述的照相机，其特征在于所述用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置包括：
调谐电路；以及
与所述调谐电路以及所述控制器相通信的频率检测器。
6.如权利要求5所述的照相机，其特征在于所述调谐电路包括一个电感和一个电容。
7.如权利要求1所述的照相机，其特征在于
所述用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置在所述手指接触到所述启动器之前检测所述手指；并且
所述当检测到使用者的手指接近于所述启动器时启动照相机的自动聚焦特征的装置在所述手指接触到所述启动器之前启动所述自动聚焦特征。
8.如权利要求1所述的照相机，其特征在于
所述用于检测使用者的手指何时接近所述启动器的装置在所述手指接触到所述启动器时检测所述手指；并且
所述当检测到使用者的手指接近于所述启动器时启动照相机的自动聚焦特征的装置在检测到所述手接触到所述启动器时启动所述自动聚焦特征。
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