专利名称：感应亮度的装置和方法
技术领域：
本发明涉及通过改变变焦距相机的感应面积而感应物体亮度的装置和方法。更确切地说，感应面积随所成像角的变动而改变。该像角转而又随相机镜头的变焦位置而变，从而改变变焦距相机的亮度感应面积而使照片能最佳曝光。
测定被摄体亮度的方法一般有两种，即电眼(EE)法和通过镜头内测(TTL)法。
EE法主要用于中等大小的简单的叶片式快门型相机。EE法使用自动曝光计以及由曝光计驱动的光圈和快门之类一系列机械装置。因此，使用者只要按下快门打开按钮，相机的电眼就自动进行曝光。
另一方面，TTL法主要用于反光式相机。这是一种焦面法。在这里，一光检测器或是装在快门帘前部的取景装置中，或是装在次反射镜镜体的底平面上。不管装在哪一种位置上，该光检测器都能测定通过镜头的光的亮度。
另一种方法是平均亮度感应法。该方法测定袖珍式自动变焦相机所摄像的平均亮度，拍摄时，按照平均亮度感应法测定的被摄体亮度设定曝光值。亮度测定的感应面积不随胶片表面所取像角而变。但是，由于不涉及该像角，因此相片会过度曝光或曝光不足。
换言之，如
图1所示，装在光学取景器中的光检测器的感应面积设定成一固定角θ。但是，光检测器的亮度感应面积应随镜头位置的变动而变动。例如，感应面积在变焦过程中应随着镜头在A至C的范围而变。
例如，在一个35mm-70mm双变焦相机中，随着镜头变焦，照相像角的变化范围为63.4°-34.3°。这一范围的确定是基于下述假定照相像角在35mm广角变焦位置A时为63.4°；在48mm中间变焦位置B时为48.5°；在70mm远摄变焦位置C时为34.3°。但是，现有光检测器的亮度感应角只依据中间变焦位置而固定不变。因此，除了中间变焦位置，现有光检测器的亮度感应角均与实际照相像角不合。
因此，当镜头位于位置A时，使用光检测器的整个亮度感应面积测定所接收的光的亮度从而拍摄。但由于此时无法判断像的周边部分的状况，因此当周边区域很亮时，实际摄得的相片会曝光不足；而当周边区域很暗时，会曝光过度。
即使在镜头位于远摄位置C时，也是使用光检测器的整个亮度感应面积测定入射光而进行拍摄。但此时由于亮度感应面积比所使用的大，因此仍会出现曝光过度或不足。
因此本发明的目的是用一种亮度感应装置和方法来解决现有技术中的上述问题。该相机的亮度感应面积随像角而变，而该像角又随镜头的变焦位置而变，从而使相片的曝光达到最佳。
为实现上述目的，本发明包括一感应镜头在变焦时镜头移动的位置的变焦位置感应单元。该变焦位置感应单元根据检测到的位置输出一电信号。本发明还包括一亮度感应单元，它由若干光电管构成，这些光电管的感应面积各不相同。该亮度感应单元测定加到每一光电管上的亮度并根据测到的亮度输出一电信号。随后一控制单元按照所述变焦位置感应单元输出的信号检测镜头的位置。该控制单元从所述亮度感应单元的各光电管中选择对应的光电管，以便根据检测到的镜头的位置而正确设定曝光值。最后，该控制单元输出一驱动信号驱动相应的光电管。
为实现上述目的，本发明还包括下列步骤在进行变焦时，检测镜头的当前位置；根据检测到的镜头的变焦位置设定亮度感应面积；驱动亮度感应单元中与此亮度感应面积对应的光电管；最后测定被摄体的亮度。
图1为现有光检测器的亮度感应面积随镜头的变焦位置的变动而变动的示意图；图2为本发明一实施例的相机的方框图，其中，亮度感应面积随镜头的变焦位置的变动而变动；图3为本发明一实施例的亮度感应单元的结构图；图4示出镜头的变焦位置与亮度感应面积之间的关系；图5A和5B为本发明一实施例的流程图，示出如何操作相机而使亮度感应面积随镜头的变焦位置的变动而变动；以及图6为本发明另一实施例的亮度感应单元的结构图。
下面结合附图详述本发明的优选实施例。
图2示出本发明一实施例的相机，其亮度感应面积随镜头的变焦位置的变动而变动。该相机有一快门释放开关S1和一变焦开关S2。一自动测距单元10测定被摄体与相机间的距离。其感应面积按照输入的亮度感应信号而变的一亮度感应单元20测定物体的亮度。由变焦开关S2的操作检测镜头变焦位置的变化的一拍摄控制单元30按照变焦位置设定亮度感应面积。然后该控制单元30根据设定的亮度感应面积输出一驱动信号。该相机还包括一快门驱动单元50、一镜头驱动单元40和一感应镜头的变焦位置的变焦位置感应单元60。
如图3所示，亮度感应单元20被划分成若干光电管A、B、C，亮度感应单元20的各光电管被独立地驱动。
下面结合图5A和5B说明具有上述亮度感应装置的相机的工作情况。
当接通相机电源时，照相控制装置30对所使用的所有参数初始化。此时相机进入准备状态(S110)，以按照使用者对开关的选择和操作进行拍摄。
在此状态下，若使用者操作变焦开关S2进行变焦拍摄，则照相控制单元30输出一镜头驱动信号。这一驱动信号送到镜头驱动单元40，并根据变焦开关S2的操作而把镜头驱动到所设定的变焦位置。该驱动单元40驱动该镜头(未画出)，而将其置于对应变焦位置(S120-S130)。
若在完成变焦操作后首次按动释放开关S1，则照相控制单元30驱动自动测距单元10测定物体的距离(S140-S150)。此外，按照镜头的变焦位置设定亮度感应面积而驱动亮度感应单元20。
为使亮度感应面积在镜头变焦时随像角的变动而变动，需调节构成亮度感应单元的光电管。该亮度感应单元20分成若干光电管A、B、C，它们随着胶片的大小依次减小。
如图3所示，按照本发明一实施例，该亮度感应单元20包括一光电管A。该光电管A可分成比方说B、C等等许多更小的光电管，它们具有同一圆心，但亮度感应面积不同。这些光电管是这样划分的，每一光电管的面积乘以一变数近似等于标准胶片的尺寸，比方说为24mm×36mm。如图3所示，设X为一光电管的短边的长度，Y为该光电管的长边的长度，则该光电管的划分满足如下方程(X·Y)·α＝普通大小的胶片(即24mm×36mm)，其中，α为一个按一定比例变动的变数。
按照图4所示本发明实施例，亮度感应单元20可划分成三个光电管，各光电管的亮度感应面积不同，表1示出镜头相应的变焦位置。图4中的标记a、b、c和φ表示亮度感应单元20的各感应面积，其中，φ表示该感应单元的中心部分。
表1
如上所述，当亮度感应单元20分成一个以上的光电管且使用者用变焦开关S2进行变焦时，即可确定是否首次按动释放开关S1。如上述条件满足，则照相控制单元30(见图2)按照变焦操作检测镜头的变焦位置(S160-S170，见图5A和5B)。变焦感应单元60按照变焦开关S2的操作，检测镜头移到与变焦状态对应的位置，然后它把与检测到的位置对应的一信号送到照相控制单元30。然后照相控制单元30按照变焦位置感应单元60的输出信号检测镜头的变焦位置。然后，按照检测到的变焦位置，该控制单元30设定亮度感应面积，从而获得合适曝光。
换言之，当镜头的位置与按照变焦操作的广角状态对应时，亮度感应单元20的感应面积设定成光电管(a+b+c+φ)，从而感应面积最大。另一方面，若镜头位置与远摄状态对应，则亮度感应面积设定成光电管(c+φ)，从而感应面积最小。此外，若镜头的变焦位置与中间状态对应，则亮度感应面积设定成光电管(a+b+φ)，从而感应面积为中等大小。
因此，照相控制单元30把一驱动信号传到亮度感应单元20的一光电管。亮度设定单元20按照镜头的当前变焦位置被设定而测定被摄体亮度。也即，在广角状态时驱动光电管(a+b+c+φ)；在远摄状态时驱动光电管(c+φ)。因此，根据通过被驱动的光电管(S190-S240)的入射光测定被摄体亮度。
然后，照相控制单元30按照测得的亮度和被摄体的距离设定曝光值。此外，控制单元30按照释放开关的第二次操作驱动快门驱动单元50而进行拍摄(S250-S270)。
除了把亮度感应单元20划分成多个光电管，该亮度感应单元的中心部分可划分成多个感应器。每一感应器的形状如图6所示，为一个与变焦操作对应的圆。每一感应器的面积在乘以一个随一定比例变动的变数后需与变焦操作的像角对应。
这些圆形感应器的作用是进行逆光补偿以便在逆光条件下自动控制闪光曝光。亮度感应单元20的各感应面积和对应的圆形感应器如表2所示。
表2
如上所述，亮度感应面积的中心部分有一圆形光电管。该圆形感应器约占亮度感应面积的6％，它位于该亮度感应面积的中心部分。如表2所示，当用亮度感应单元的面积x·y测定亮度时，选择圆形感应器φ作为进行逆光自动闪光和逆光补偿的亮度感应器。或者，当用面积x＂·y＂测定亮度时，则选择圆形感应器φ＂。
如上所述，本发明的优选实施例提供了一种亮度感应装置和方法。在所公开的装置和方法中，测定被摄体亮度的感应面积随像角而变，而像角随变焦相机的镜头的变焦位置而变，从而相片获得最佳曝光。
本领域技术人员从上面公开的本发明的说明书和实施例不难理解本发明的其它实施例，本说明书和实施例应看成只是示例性的，本发明的真正范围和精神由后附权利要求书限定。
权利要求
1.一种用于变动相机的亮度感应面积的亮度感应装置，包括一变焦位置感应单元，它检测镜头随着变焦操作而移动的位置并输出一与检测到的位置对应的电信号；一分成若干光电管的亮度感应单元，每个光电管的亮度感应面积不同，其中，亮度测定单元测定加于一光电管的亮度并输出一与测得的亮度对应的电信号；以及一从该变焦位置感应单元的输出信号检测镜头位置的控制单元，其中，该控制单元从亮度感应单元的若干光电管中选择与检测到的位置对应的一光电管并按照检测到的镜头位置设定曝光值；该控制单元输出一驱动信号来驱动所选择的光电管。
2.按权利要求1所述的装置，其特征是，该控制单元从若干光电管中选择一光电管而使所选择的光电管的面积对应于一变量与相机的胶片大小的乘积。
3.按权利要求2所述的装置，其特征是，该亮度感应单元的中心部分分成若干感应单元而用来进行逆光补偿以及在逆光条件下的闪光曝光的自动控制，最大面积的感应器小于最小面积的光电管。
4.一种变动亮度感应单元的亮度感应面积的亮度感应方法，包括下列步骤在进行变焦操作时检测镜头的当前变焦位置；根据检测到的变焦位置选择具有若干光电管的亮度感应单元的亮度感应面积；以及驱动该亮度感应单元中与所选择亮度感应面积对应的光电管而测定被摄体的亮度。
5.按权利要求4所述的方法，还包括下列步骤若检测到当前变焦位置与广角状态对应，则选择具有最大亮度感应面积的光电管并驱动它而测定被摄体亮度；若检测到当前变焦位置与远摄状态对应，则选择具有最小亮度感应面积的光电管并驱动它而测定被摄体亮度。
全文摘要
一种用于变动测定被摄体亮度的感应面积的亮度感应装置和方法。该亮度感应单元随像角的变动而变动，而该像角随变焦相机的镜头的变焦位置的变动而变动，从而可获得最佳曝光的相片，该装置包括一变焦位置感应单元、一亮度感应单元和一控制单元。
文档编号G03B7/091GK1156266SQ9612279
公开日1997年8月6日 申请日期1996年9月29日 优先权日1995年9月29日
发明者李起聿 申请人:三星航空产业株式会社