CN1438534A - 测距和测光装置、照相机 - Google Patents
测距和测光装置、照相机Info
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Abstract
本发明提供在照相机等中使用的测距和测光装置，设定测距用传感器和测距用受光透镜间的距离以及上述多个测光用传感器和上述测光用受光透镜的距离，以便能够不依赖于至被测量对象物体的距离地、使利用测距用传感器得到信息的观察视场内的区域和利用测光用传感器得到信息的观察视场内的区域的位置相等。利用该结构，不管设定测量对象物位于怎样的距离，均可以消除捕捉到了该测量对象物的测距区域和与该测距区域相关联的测光区域发生偏离的情况。
Description
技术领域
本发明涉及适用于照相机等摄影装置的测距及测光装置，或者配备了该测距及测光装置的照相机的改良。
背景技术
以往，在配备了外测式的测距装置和测光装置的照相机等摄影装置中，可以作为一个单元构成测距装置来调整测距精度，测光装置也是作为一个单元进行构成并可以用预定的精度测量亮度，它们被分别组装在摄影装置上。
利用测距装置的测距区域(范围)是在取景器内示出的测距区域内，利用测光装置的测光区域(范围)的中心与取景器的中心大致一致。由于在一般的摄影中，被摄物体大多位于中央位置，故即使是采用这样的构成也可以得到适当的曝光量。
而针对被摄物体未必位于中央的情况，目前在测距装置中，广泛采用和考虑的是多点测距，即可以用中央部和周边部的区域测距的测距装置。同样地，在测光装置中，实用化的也是配备多个测光传感器，将取景器视场区域分割成多个，分别测量其各个区域的亮度的分割测光装置。
但是，如前述这样，由于测光区域、测距区域都是基于取景器视场确定的，故因所谓视差的影响，特别是对近距离的被摄物体不可避免地会产生其测光区域和测距区域偏离的情况。特别地，在测距装置和测光装置离开配置时，视差将进一步变大，甚至可能产生进行测距的对象与进行测光的对象不同的情况。
此外，以往，被摄物体是否处于逆光的判定只有在被摄物体处于中央部时才有可能，如果被摄物体处于中央部之外，则即使进行判定，也会因上述理由而难以判定其逆光状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种测距和测光装置，以及照相机，不管测量对象物位于怎样的距离，均可以消除捕捉到了该测量对象物的测距区域和与该测距区域相关联的测光区域发生偏离的情况。
本发明提供一种测距和测光装置，设定测距用传感器和测距用受光透镜间的距离以及上述多个测光用传感器和上述测光用受光透镜的距离，以便能够不依赖于到测量对象物体的距离地、使利用测距用传感器得到信息的观察视场内的区域和利用测光用传感器得到信息的观察视场内的区域的位置相等。由此，能够提供不管设定测量对象物位于怎样的距离，均可以消除捕捉到了该测量对象物的测距区域和与该测距区域相关联的测光区域发生偏离的情况的测距和测光装置。
本发明提供一种包括测距和测光装置的照相机，设定测距用传感器和测距用受光透镜间的距离以及上述多个测光用传感器和上述测光用受光透镜的距离，以便能够不依赖于到被测量对象物体的距离地、使利用测距用传感器得到信息的观察视场内的区域和利用测光用传感器得到信息的观察视场内的区域的位置相等。由此，能够提供不管设定测量对象物位于怎样的距离，均可以消除捕捉到了该测量对象物的测距区域和与该测距区域相关联的测光区域发生偏离的情况的包括测距和测光装置的照相机。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施形式的一体化了测距和测光装置的传感器类的半导体元件的图；
图2是表示图1的传感器间距离与受光透镜的尺寸关系的图；
图3是表示图1的测距和测光装置的外观的透视图；
图4从图3的A方向看到的剖面图；
图5是表示本发明的一实施形式中对于取景器视场的测距范围和测光范围的图。
具体实施方式
下面，基于图示的实施形式详细地对本发明进行说明。
图1是表示本发明的一个实施形式的一体化了测距和测光装置的传感器类的半导体元件的图。
该图中，1是具有由光电转换元件构成的多个形成对的测距用传感器，和由光电转换元件构成的多个测光用传感器的单芯片的半导体元件。该半导体元件内置有用于将来自多个形成对的测距用传感器的各个传感器的输出电流作为在测距计算中使用的被摄物体信号输出到外部电路的测距信号处理电路，和将多个测光用传感器的各个传感器的输出电流作为依照被摄物体的亮度的测光值输出到外部电路的亮度信号处理电路。
2、3、4是构成形成了对的测距用传感器的一侧的传感器，其中3是用于测量取景器视场的中央部距离的传感器，2、4是分别用于测量左右的区域的距离的传感器。11、12、13是构成形成了对的测距用传感器的另一侧的传感器，同样地，12是用于测量取景器视场的中央部距离的传感器，11、13是分别用于测量左右的区域的距离的传感器。在使用各测距用传感器的信号输出进行测距计算时，在中央的区域进行测距计算时使用传感器3的输出信号和传感器12的输出信号。同样地，在左右的区域进行测距计算时，比较来自传感器2和11、传感器4和13的输出信号求出到达被摄物体的距离。关于测距计算的详细内容这里略去其说明。测距用的各传感器的输出电流被导入没有图示的测距信号处理电路。
5、6、7、8、9、10是利用光电转换元件构成的测光用传感器，用这6个光电传感器测量取景器视场区域的光。这里，各传感器的输出电流被导入没有图示的亮度信号处理电路。
上述多个形成对的测距用传感器2、3、4、11、12、13和多个测光用传感器5、6、7呈一条直线地配置在图1用箭头给出的基线长度的方向上。如后述的那样，测光用传感器5、7是用于测量与左右的测距区域重叠的区域的光的传感器，测光用传感器6是用于测量与中央的测距区域重叠的区域的光的传感器。
图3表示组入上述多个形成对的测距用传感器和上述多个测光用传感器构成的测距和测光装置的外观图，图4则表示从图3的A方向看到的剖面图。
在这些图中，20是保持半导体元件1的基板，该基板20与半导体元件1粘合在一起。此外，通过键合等方法半导体元件1和驱动该半导体元件1的电源或信号线被连接在基板20的图形上。21是用于连接没有图示的外部电路和电源或信号线的挠性基板，用焊锡与基板20焊接在一起。22是测距/测光块，通过粘接保持于基板20上，在内部设置有用于限制各个测距用传感器和测光用传感器群的入射光路的壁22a、22b。
23是整体构成的受光透镜，是由对应于多个形成对的测距用传感器具有相同开口面积的测距用受光透镜23a、23c，和对应了多个测光用传感器的测光用受光透镜23b构成的。这些受光透镜均为凸透镜，且23a和23c的焦距相同。并且，调整得使多个形成对的测距用传感器中的测距用传感器3和12的位置在这些透镜的光轴上。进而，如图2所示的那样，从这些透镜的主点到半导体元件1(多个形成对的测距用传感器)的光轴方向的距离被固定为预定值Faf。这里，测距用受光透镜23a、23c的焦距与预定值Faf设定为大致相等的值(严格地讲，Faf＞测距用受光透镜23a、23c的焦距)。另一方面，测光用受光透镜23b的光轴一致于多个测光用传感器中的测光用传感器6的中心，其透镜的主点与半导体元件1(多个测光用传感器)的光轴方向的距离被固定为等于预定值Fae。这里，测光用受光透镜23b的焦距与预定值Fae设定为大致相等的值(严格地讲，Fae＞测光用受光透镜23b的焦距)。
此外，如图2所示的那样，如果设从测距用受光透镜23a、23c的光轴到左右的测距用传感器(传感器2、4或者传感器11、13)的中心的基线长度方向的距离为Laf，从测光用受光透镜23b的光轴到测光用传感器5以及7的中心的基线长度方向的距离为Lae，则配置得使下式成立
Faf/Laf＝Fae/Lae。
通过满足上述关系式，左右方向的测距区域的中心部和左右方向的测光区域的中心部成为相同角度。这里，即使Faf/Laf与Fae/Lae不严格地相等，但只要其差是在实用中可以接受的预定值以内即可。即，不只是中央部，即使在左右的周边部的区域，亦即，关于形成对的测距用传感器2、11的测距区域和测光用传感器5的测光区域以及形成对的测距用传感器4、13的测距区域和测光用传感器7的测光区域，在取景器视场内相互的中心位置相等、或者近似相等，可以将偏差收敛在预定值以内。
在由该结构而成的测距和测光装置中，由于是在多个形成对的测距用传感器的一例和另一侧之间配置多个测光用传感器，且这些传感器配置在基线长度方向的一条直线上，故几乎可以忽略其相互的视差。因而，如图5所示的那样，可以不依赖于到达被摄物体的距离地在取景器视场内使各个测距区域的中心一致于测光区域的中心。
图5中，30是取景器视场，摄影人员基于该视场确定构图，进行摄影。31是用测距用传感器2和11的组合进行测距的左侧的测距区域，各传感器概略地将该区域的图像变换成电流输出。32是用测距用传感器3和12的组合进行测距的中央的测距区域。33是用测距用传感器4和13的组合进行测距的右侧的测距区域。34是测光用传感器5测量亮度的左侧的测光区域，35是测光用传感器6测量亮度的中央的测光区域，36是测光用传感器7测量亮度的右侧的测光区域。37是主要被摄物体。
如果将在此叙述的测距和测光装置组入照相机，则利用该照相机内置的没有图示的外部电路进行测距计算，计算出存在于各个测距区域的被摄物体的距离，例如，判定出在呈现最近距离的区域中有主要被摄物体。此时，通过将测光区域也设定在该被摄物体和其周围，即使在对比度较强的情况下也可以确定对被摄物体的适当的曝光量。图5中，外部电路通过采用测光用传感器5和8的信号输出，确定对胶片等的曝光量，可以给被摄物体以适当的曝光量。
此外，图5中，在进行逆光检测时，比较测量被摄物体的亮度的测光用传感器5的输出信号和测量周边部的亮度的测光用传感器8、9、10的输出信号，如果周边部亮度超过预定值，则判定为逆光，进而，没有图示的外部电路通过闪光灯等辅助光的发光使曝光量的校正装置起作用。
按照上述的实施形式，可以消除对应的测距区域和测光区域的偏离的、所谓的视差的问题，可以准确地测量被摄物体的亮度，给胶片或CCD等感光元件以适当的曝光量。进一步详细言之，就是对近距离的被摄物体也可以提供关于准确的距离的信息以及适当的测光信息。即，如果根据测距结果认知主要被摄物体，则可以进行控制使此处有适当的曝光量。
特别地，因为是按图2的位置关系邻接配置了多个测光用传感器和多个形成对的测距用传感器，故可以使所谓视差极少地、对于从远距离到近距离的被摄物体使测光区域和测距区域一致。
此外，通过比较主要被摄物体的亮度和其周边的亮度，即使在主要被摄物体处于中央部以外时，也可以判定是否是逆光状态。
下面列举具体的构成进行说明。多个测距用受光透镜23a、23c具有相同的开口面积、焦距，多个测距用受光透镜23a、23c的光轴在多个形成对的测距用传感器中的形成中央部的对的测距用传感器3、12上相交，且设定测距用受光透镜23a、23c的主点与到形成对的测距用传感器3、12(2、11或者4、13)的光轴方向的距离Faf等于测距用受光透镜23a、23c的焦距，或者远一些的位置。另一方面，测光用受光透镜23b的光轴与多个测光用传感器5～10中的中央部的测光用传感器6相交，且设定测光用受光透镜23b的主点与上述测光用传感器6(5或者7)的光轴方向的距离Fae等于该测光用受光透镜23b的焦距(或者远出预定值的位置)。并构成为使作为多个形成对的测距用传感器中形成周边的对的测距用传感器2、11(4或者13)与至多个测距用受光透镜23a、23c的光轴的基线长度方向的距离Laf和上述距离Faf的关系的Laf/Faf，等于、或者近似等于Lae/Fae，其中，Lae/Fae是多个测光用传感器5～10中的周边部的测光用传感器5、7与相当于至上述测光用受光透镜23b的光轴的基线长度方向的距离的至中央部的测光用传感器6的中心的距离Lae和多个测距用受光透镜23a、23c的主点与至中央部的测光用传感器6的中心的距离Fae的关系。
(变形例)
在上述的实施形式中，以具备测距用传感器以及测距用受光透镜、并由此测量被摄物体的距离信息的情况为例进行了说明，但也包括测量有关被摄物体的距离的信息的情况、即测量焦点检测信息的情况。
此外，虽然叙述的是适用于摄影装置的例子，但只要是具有测距(焦点检测)功能和测光功能的光学装置，同样也可以应用本发明。
另外，在上述实施形式中，叙述的是在基线长度方向配备了多个测距传感器和测光传感器的、即具备多个测距区域和测光区域的例子，但本发明并非仅限于此，也可以是在与基线长度方向垂直的方向具备多个测距区域和测光区域的装置、或组合了它们的装置等，进而，区域的数目也并非只局限于实施形式所示的个数。
Claims (18)
1.一种测距和测光装置，具有用于分别在观察视场内的多个测距区域的各个区域得到有关距离信息的多个形成对的测距用传感器，重叠于上述多个测距区域地配备的用于在多个测光区域的各个区域得到有关亮度信息的多个测光用传感器，用于在上述多个形成对的测距用传感器上形成测量对象物的像的形成对的测距用受光透镜，和用于在上述多个测光用传感器上形成测量对象物的像的测光用受光透镜，其特征在于：
上述测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器之间，上述测光用受光透镜配置在上述形成对的测距用受光透镜之间；
设定上述多个形成对的测距用传感器和上述形成对的测距用受光透镜间的距离，以及上述多个测光用传感器和上述测光用受光透镜的距离，以便能够不依赖于至被测量对象物体的距离地、使利用测距用传感器得到信息的观察视场内的区域和利用上述测光用传感器得到信息的观察视场内的区域的位置相等。
2.一种测距和测光装置，具有用于分别在观察视场内的多个测距区域的各个区域得到有关距离信息的多个形成对的测距用传感器，重叠于上述多个测距区域地配备的用于在多个测光区域的各个区域得到有关亮度信息的多个测光用传感器，用于在上述多个形成对的测距用传感器上形成测量对象物的像的形成对的测距用受光透镜，和用于在上述多个测光用传感器上形成测量对象物的像的测光用受光透镜，其特征在于：
上述测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器之间，上述测光用受光透镜配置在上述形成对的测距用受光透镜之间；
设定上述多个形成对的测距用传感器和上述形成对的测距用受光透镜间的距离和上述多个测光用传感器和上述测光用受光透镜的距离，以便能够不依赖于至被测量对象物体的距离地、使利用测距用传感器得到信息的观察视场内的区域和利用测光用传感器得到信息的观察视场内的区域的位置的偏差为预定值以内。
3.一种测距和测光装置，具有用于分别在观察视场内的多个测距区域的各个区域得到有关距离信息的多个形成对的测距用传感器，重叠于上述多个测距区域地配备的用于在多个测光区域的各个区域得到有关亮度信息的多个测光用传感器，用于在上述多个形成对的测距用传感器上形成测量对象物的像的形成对的测距用受光透镜，和用于在上述多个测光用传感器上形成测量对象物的像的测光用受光透镜，其特征在于：
上述测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器之间，上述测光用受光透镜配置在上述形成对的测距用受光透镜之间；
在获得信息的观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器和测光用传感器中，从上述形成对的测距用受光透镜的主点到配置有上述多个形成对的测距用传感器的面的距离与从上述形成对的测距用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器的距离之比，等于从上述测光用受光透镜的主点到上述多个测光用传感器配置的面的距离与从上述测光用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的测光用传感器的距离之比。
4.根据权利要求1所述的测距和测光装置，其特征在于：上述多个测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器的一方与另一方之间，且配置在上述多个形成对的测距用传感器的基线上。
5.根据权利要求4所述的测距和测光装置，其特征在于：上述多个形成对的测距用传感器和上述多个测光用传感器直线地排列配置。
6.根据权利要求1所述的测距和测光装置，其特征在于：上述形成对的测距用受光透镜，开口面积以及焦距相等。
7.根据权利要求1所述的测距和测光装置，其特征在于：上述形成对的测距用受光透镜的光轴交于上述多个形成对的测距用传感器中对应上述观察视场内的中央部的测距区域的测距用传感器上。
8.根据权利要求1所述的测距和测光装置，其特征在于：上述形成对的测光用受光透镜的光轴交于上述多个测光用传感器中对应上述观察视场内的中央部的测光区域的测光用传感器上。
9.根据权利要求1所述的测距和测光装置，其特征在于：上述多个形成对的测距用传感器与上述多个测光用传感器设置在相同的半导体芯片上。
10.一种测距和测光装置，具有用于分别在观察视场内的多个测距区域的各个区域得到有关距离信息的多个形成对的测距用传感器，重叠于上述多个测距区域地配备的用于在多个测光区域的各个区域得到有关亮度信息的多个测光用传感器，用于在上述多个形成对的测距用传感器上形成测量对象物的像的形成对的测距用受光透镜，和用于在上述多个测光用传感器上形成测量对象物的像的测光用受光透镜，其特征在于：
上述测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器之间，上述测光用受光透镜配置在上述形成对的测距用受光透镜之间；
在获得信息的观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器和测光用传感器中，从上述形成对的测距用受光透镜的主点到配置有上述多个形成对的测距用传感器的面的距离与从上述形成对的测距用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器的距离之比，和从上述测光用受光透镜的主点到上述多个测光用传感器配置的面的距离与从上述的测光用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的测光用传感器的距离之比的差在预定值以内。
11.根据权利要求10所述的测距和测光装置，其特征在于：上述多个测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器的一方与另一方之间，且配置在上述多个形成对的测距用传感器的基线上。
12.根据权利要求11所述的测距和测光装置，其特征在于：上述多个形成对的测距用传感器和上述多个测光用传感器直线地排列配置。
13.根据权利要求10所述的测距和测光装置，其特征在于：上述形成对的测距用受光透镜，其开口面积以及焦距相等。
14.根据权利要求10所述的测距和测光装置，其特征在于：上述形成对的测距用受光透镜的光轴交于上述多个形成对的测距用传感器中对应上述观察视场内的中央部的测距区域的测距用传感器上。
15.根据权利要求10所述的测距和测光装置，其特征在于：上述形成对的测光用受光透镜的光轴交于上述多个测光用传感器中对应上述观察视场内的中央部的测光区域的测光用传感器上。
16.根据权利要求10所述的测距和测光装置，其特征在于：上述多个形成对的测距用传感器与上述多个测光用传感器设置在相同半导体芯片上。
17.一种照相机，包括具有用于分别在观察视场内的多个测距区域的各个区域得到有关距离信息的多个形成对的测距用传感器，重叠于上述多个测距区域地配备的用于在多个测光区域的各个区域得到有关亮度信息的多个测光用传感器，用于在上述多个形成对的测距用传感器上形成测量对象物的像的形成对的测距用受光透镜，和用于在上述多个测光用传感器上形成测量对象物的像的测光用受光透镜的测距和测光装置，其特征在于：
上述测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器之间，上述测光用受光透镜配置在上述形成对的测距用受光透镜之间；
在获得信息的观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器和测光用传感器中，从上述形成对的测距用受光透镜的主点到配置有上述多个形成对的测距用传感器的面的距离与从上述形成对的测距用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器的距离之比，等于从上述测光用受光透镜的主点到上述多个测光用传感器配置的面的距离与从上述测光用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的测光用传感器的距离之比。
18.一种照相机，包括具有用于分别在观察视场内的多个测距区域的各个区域得到有关距离信息的多个形成对的测距用传感器，重叠于上述多个测距区域地配备的用于在多个测光区域的各个区域得到有关亮度信息的多个测光用传感器，用于在上述多个形成对的测距用传感器上形成测量对象物的像的形成对的测距用受光透镜，和用于在上述多个测光用传感器上形成测量对象物的像的测光用受光透镜的测距和测光装置，其特征在于：
上述测光用传感器配置在上述多个形成对的测距用传感器之间，上述测光用受光透镜配置在上述形成对的测距用受光透镜之间；
在获得信息的观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器和测光用传感器中，从上述形成对的测距用受光透镜的主点到配置有上述多个形成对的测距用传感器的面的距离与从上述形成对的测距用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的形成对的测距用传感器的距离之比，和从上述测光用受光透镜的主点到上述多个测光用传感器配置的面的距离与从上述的测光用受光透镜的光轴到上述观察视场内的区域重叠的测光用传感器的距离之比的差在预定值以内。
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