专利名称：测距装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如银盐照相机或数码相机、摄像机等摄像装置使用的测距装置，特别是实现对摄影画面内的多个地方的被摄体距离进行测距的所谓多点自动调焦(以下，称为多点AF)的测距装置，尤其是以在全画面AF等的多点AF中也具有宽范围的测距区域为特征的测距装置。
现在，在照相机等摄像装置中，通常是用测距装置来实施多点AF的。另外，搭载对摄影画面内的3点或5点、7点的被摄体距离进行测距的测距装置的照相机，也以低价格机种产品化了。
上述多点AF，是将测距区域品质在直线上的一维多点AF，但是，最近，二维多点AF、区域AF的产品化的征兆已见端倪。
试举一例，例如，如图32所示，对于取景器16，搭载了具有设置45点的测距区域17的区域AF功能的测距装置的照相机已产品化了，并且，现在也已上市。
在关于这种先有技术的多点AF中，鉴于如增加测距区域数那样的测距计算一样必须反复进行复杂的运算，已提案了用于改善那样的时间延迟的各种发明。
例如，在特开平2-158705号公报中，公开了以首先用不是高精度地粗测被摄体的多个等方的第1测距模式取得多个被摄体举例信息、从中选择表示相当最接近距离的被摄体距离的被摄体、通过用高精度的第2测距模式仅对所选择的被摄体进行测距来改善上述时间延迟为特征的技术。
此外，在特开昭63-131019号公报中，公开了用主动方式的AF、以推断在投射光线的反射光量最多的地方存在最接近的主要被摄体为基本概念、通过对反射光量少的部分省去测距运算来改善上述时间延迟的技术。
但是，上述先有技术的AF方式都采用了主动方式，所以，在时间延迟对策方面，可以获得很高的效果，但是，如果想实施全画面AF等，投光元件的聚集及受光元件的聚集将不可避免地巨大化，从而成为向实用化迈进的巨大障碍。
与此相反，如果是被动方式，受光元件的微细化远远比主动方式的投光受光元件的微细化进步，不存在向上述实用化迈进的障碍，所以，不论从哪一方面说，对于全画面AF等的宽范围多点AF，都可以说被动方式是最好的。
有鉴于此，在特开昭62-103615号公报中，公开了以对多个测距区域进行粗相关运算、根据该结果选择1个测距区域、仅对该选择的测距区域进行高精度的相关运算、在被动方式下改善时间延迟为特征的技术。
但是，虽说是粗的相关运算，也是将运算使用的传感器数据每隔1个采用1个等，该方法就是间抽传感器数据，并不是可以省略相关运算。因此，时间延迟对策的效率，虽然主动方式高于被动方式，但是可以说是同等的。
这里，不论被动方式还是主动方式，对全画面AF等那样的宽范围多点AF都是适合的，但是，最近，又提案并采用了称为混合方式的测距方式。所谓混合方式，就是为了对各受光元件除去恒定光，将恒定光除去电路附加到被动方式的传感器上，如果使恒定光除去功能无效，就进行被动动作，如果使恒定光除去功能有效，就进行主动动作。关于恒定光除去电路，已在特愿平10-336921号公报中公开了。另外，搭载混合方式AF的产品也已面世。
但是，要想实施全画面AF等宽范围多点AF，时间延迟对策是必须条件，但是，在先有技术中，现在还不存在具有有效的测距方式还时间延迟对策。现在，还是采用牺牲成本、搭载高速动作的高价的CPU及微处理器的结构的时间延迟对策。因此，先有技术的测距装置，时间延迟对策不充分，存在时间延迟大的缺点。
本发明就是鉴于上述问题而提案的，目的旨在提供时间延迟小、测距迅速、测距结果的可靠性高、不提高成本就可以实现的高精度的测距装置。
为了达到上述目的，在本发明的实施例1中提供的测距装置的特征在于具有接收被摄体的光从而得到被摄体像信号的至少一对积分型受光传感器、向被摄体投射光的投光部、在由上述投光部向上述被摄体投射光的状态下得到从上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号的恒定光除去部、根据由上述恒定光除去部从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第1测距部、使上述第1测距部的测距动作经过指定时间并设定与包含由此而得到的反射信号成分的积分信号中的最大成分值的指定积分值范围内对应的检测区域的检测区域设定部和在上述投光部不向上述被摄体投射光的状态下根据上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号和根据对由上述检测区域设定部设定的检测区域的上述积分型受光传感器的积分结果对被摄体距离进行测距的第2测距部。
在实施例2中提供的测距装置的特征在于具有接收被摄体的光从而得到被摄体像信号的至少由第1传感器和第2传感器构成的一对积分型受光传感器、向被摄体投射光的投光部、在由上述投光部向上述被摄体投射光的状态下得到从上述一端积分型受光传感器的被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号的恒定光除去部、根据由上述恒定光除去部从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第1测距部、使上述第1测距部的测距动作经过指定时间并设定与包含由此而得到的反射信号成分的积分信号中的最大成分值的指定积分值范围内对应的第1传感器的检测区域同时将同与第1传感器的检测区域对应的区域偏离指定量的区域设定为第2传感器的检测区域的检测区域设定部和在上述投光部不向上述被摄体投射光的状态下根据上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号和根据由上述检测区域设定部设定的第1传感器的检测区域和第1传感器的检测区域的积分结果对被摄体距离进行测距的第2测距部。
在实施例3中提供的测距装置的特征在于具有接收被摄体的光从而得到被摄体像信号的至少由第1传感器和第2传感器构成的一对积分型受光传感器、向被摄体投射光的投光部、在由上述投光部向上述被摄体投射光的状态下得到从上述一端积分型受光传感器的被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号的恒定光除去部、根据由上述恒定光除去部从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第1测距部、使上述第1测距部的测距动作经过指定时间并设定与包含由此而得到的反射信号成分的积分信号中的最大成分值的指定积分值范围内对应的第1传感器的检测区域同时将同与第1传感器的检测开始地址对应的地址偏离指定量的地址设定为第2传感器的检测开始地址并进而将从第2传感器的检测开始地址开始的指定量的范围设定为第2传感器的检测区域的检测区域设定部和在上述投光部不向上述被摄体投射光的状态下根据上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号和根据由上述检测区域设定部设定的第1传感器的检测区域和第1传感器的检测区域的积分结果对被摄体距离进行测距的第2测距部。
图1是表示本发明实施例的测距装置的结构的图。
图2是详细说明实施例的测距装置的动作的流程图。
图3是表示摄影场景的一例的图。
图4A是表示与图3的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图4B是表示与图3的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图4C是表示与图4A对应的测距区域的图，图4D是表示与图4B对应的测距区域的图。
图5是表示摄影场景的一例的图。
图6A是表示与图5的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图6B是表示与图5的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图6C是表示与图6A对应的测距区域的图，图6D是表示与图6B对应的测距区域的图。
图7是关于实施例的测距装置的测距动作的流程图。
图8是更详细地说明图7中的上述步骤S15、S16的主要被摄体搜索的流程图。
图9是表示摄影场景的一例的图。
图10A是表示与图9的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图10B是表示与图9的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图10C是表示与图10A对应的测距区域的图，图10D是表示与图10B对应的测距区域的图。
图11是表示摄影场景的一例的图。
图12A是表示与图11的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图12B是表示与图11的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图12C是表示与图12A对应的测距区域的图，图12D是表示与图12B对应的测距区域的图。
图13是用于说明修正函数的图。
图14是更详细地说明图8中的步骤S43、S44的测距区域数限制的流程图。
图15是摄影场景的一例的图。
图16A是表示与图15的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图16B是表示与图15的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图16C是表示与图16A对应的测距区域的图，图16D是表示与图16B对应的测距区域的图。
图17是用于更详细地说明图7中的步骤S17～S19的测距区域设定功能的流程图。
图18是更详细地说明图17中的步骤S63的动作的流程图。
图19是表示用于决定区域内传感器数的表的一例的图。
图20A是表示在主动模式下受光元件4a的预积分的像信号的图，图20B是表示在主动模式下受光元件4b的预积分的像信号的图。
图21是表示摄影场景的一例的图。
图22A是表示与图21的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图22B是表示与图21的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图22C是表示与图22A对应的测距区域的图，图22D是表示与图22B对应的测距区域的图。
图23是表示摄影场景的一例的图。
图24A是表示与图23的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图24B是表示与图23的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图，图24C是表示与图24A对应的测距区域的图，图24D是表示与图24B对应的测距区域的图，图24E是表示对传感器全体设定监视信号检测范围的本积分的结果的图。
图25是表示摄影场景的一例的图。
图26A是表示与图25的摄影场景对应的受光元件4a的传感器数据的图，图26B是表示与图25的摄影场景对应的受光元件4b的传感器数据的图。
图27是关于图7中的步骤S27的光量测距的详细情况的流程图。
图28是关于主动模式的积分控制的流程图。
图29是关于主动模式的积分控制的其他例的流程图。
图30是表示调查大量的物体的反射率的结果的图。
图31是关于在指定距离设置基准反射率的图表、调整在进行光量测距时的积分的斜率输出与1/(指定距离)的相关关系的图。
图32是表示先有技术的测距装置的取景器视野的图。
下面，参照
本发明的实施例。
本发明具有在根据按主动模式预测距的结果设定测距区域后按被动模式进行本测距的特征。
图1是表示本发明实施例1的测距装置的结构的图。
图中，在测距装置的指定位置，设置用于将被摄体光和辅助光在被摄体上的反射光聚焦的受光透镜1a、1b。
此外，为了确保和分割上述受光透镜1a、1b的光路，另外，为了防止不需要的外光进入光路，设置了框体2。根据上述目的，该框体2通常由黑色等浓色而遮光性优异的材料形成。
作为上述框体2，除了用上述材料形成外，为了在内部不发生光的乱反射，在框体内部设置斜勾线，或者可以采用进行磨砂加工等处理。
图中，3是自动调焦用集成电路(以下，称为AFIC)。下面，详细说明该AFIC3的结构。
在该AFIC3的内部，设置了接收由上述受光透镜1a、1b聚焦的光并进行光电变换的受光元件4a、4b的集合体。此外，还设置了用于将由该受光元件4a、4b按各元件进行了光电变换的光电流对各元件进行积分的光电流积分部5。
此外，还设置了存储并除去上述各受光元件4a、4b进行了光电变换的光电流中的恒定光电流的恒定光除去部6。并且，设置了用于将AFIC3内部的各部分复位的复位部7。
另外，图中的8是对上述光电流积分部5设定任意的区域、检测所设定的区域内的光电流的最大积分量并将最大积分量暂时进行取样保持用于输出控制光电流的积分的监视信号的监视信号检测范围设定还监视信号输出部。
此外，在AFIC3中，还设置了存储并保持作为上述光电流积分部5的积分结果的多个积分量的存储部9和向外部输出该监视信号检测范围设定和监视信号输出部8以及存储部9的内容的输出部10。
该输出部10，当然也可以是在其内部内藏用于放大信号的放大单元的结构。根据上述外部的控制信号控制AFIC3的内部的作用，由控制部11担任，从作为电压源、电流源等的集合的偏置部12向各部分供给电源。
另一方面，还设置了用于向被摄体照射光的投光光源14和用于聚焦该投光光源14的投射光的投光透镜1c。该投光光源14由驱动部15进行驱动控制。
图中，13是中央运算处理装置(以下，称为CPU)。该CPU13相当于进行上述各部分的控制的实施例1的测距装置的中枢机关。并且，该CPU13当然也进行测距装置的控制以外的照相机的各种动作的控制。如果将该CPU13的功能限定于测距装置关系，则主要是获得被摄体的信息和进行测距运算。获得被摄体的信息和测距运算等测距关系的功能，当然不一定必须属于CPU13，也可以内藏在AFIC3中。
除了以上说明的结构外，图中虽然未示出，但是，还可以内藏用于存储测距所需要的数据即例如调整数据等非易失性存储器EEPROM等。
下面，参照图2的流程图详细说明上述图1的结构的实施例的测距装置的动作。在以下的说明中，以相同的符号适当地参照图1的结构进行说明。
首先，CPU13进行测距装置初始设定(S1)。
即，开始，CPU13本身进行用于开始进行测距的准备动作，该准备动作结束后，就进入测距动作。CPU13向控制部11传送控制信号时，该控制部11就起动复位部7。伴随该起动，复位部7就分别将光电流积分部5、恒定光除去部6、监视信号检测范围设定还监视信号输出部8以及存储部9复位。
接着，CPU13进行预积分(S2)。
即，CPU13将用于使恒定光除去部6动作的信号和用于设定监视信号检测范围的信号向控制部11传送。接收到该信号时，控制部11就使恒定光除去部6有效地动作，并进而设定监视信号检测范围。其次，CPU13向驱动部15传送用于使投光部14发光的信号，使该投光部14发光。接着，CPU13向控制部11输出用于开始进行光电流积分的信号。接收到该信号时，控制部11就开始进行光电流积分部5的光电流积分。并且，在执行指定的动作后，CPU13结束光电流的积分。预积分是主动模式。
然后，检测最大积分量和该传感器上的位置(S3)。
即，CPU13在上述积分结束之后，使存储部9存储由光电流积分部5积分的全部多个光电变换元件的积分量。该存储部9存储的积分量是投光光源14发出的光线被被摄体反射的像信号。CPU13通过输出部10取得该像信号。CPU13取得像信号时，就检测其最大值和最大值在传感器上的位置。
接着，CPU13比较在上述S3检测的最大值与指定值的大小(S4)。这里，在最大值大于指定值时，就判定是由被摄体反射投光光源14发射的光线的情况，并转移到后面所述的S5。另一方面，在最大小于指定值时，就判定主要被摄体位于投光光源14发射的光线到达不了的远方，或者主要被摄体的反射率极端地低等理由而不可能推算主要被摄体位置的情况，并转移到S6。
在S5，CPU13在以最大积分量的点为中心指定的区域珊测距区域。即，在图3所示的场景中，通过预积分得到传感器数据(参见图4A、4B)，根据该预积分设定测距区域(参见图4C、4D)，利用本积分结果和设定的测距区域求被摄体距离。另外，也可以检测或设定测距区域。
在S6，在预先准备的指定的区域(缺省位置)设定测距区域。例如，在图5所示的场景中，预积分不能推算所需要的被摄体位置(参见图6A、6B)。这时，可以对缺省位置设定测距区域。即，如图6C、6D所示，可以覆盖测距区域，也可以不覆盖测距区域，当然也可以设定多个测距区域。
接着，CPU13进行本积分(S7)。
即，CPU13将AFIC3内部的复位部7起动，将AFIC3内部的各单元复位。在本积分中，使恒定光除去部6无效。并且，设定监视信号检测范围，根据需要，将投光光源14的发光进行点亮/熄灭的控制，并开始进行积分。这样，在执行指定的动作后，使积分结束。本积分是被动模式。
接着，CPU13进行相关运算和最接近选择(S8)。
即，CPU13在使上述被动模式的积分结束时，使存储部9存储作为被摄体的像信号的各光电变换元件的积分量。接着，由输出部10输出被摄体的像信号。这时，CPU13可以取得被摄体的全部像信号，但是，只有取得在上述S5或S6设定的测距区域的像信号才是有效的。
CPU13根据取得的被摄体的像信号，对各测距区域进行相关运算，求各测距区域的被摄体像的相位差。这样的相位差与被摄体的距离相当。并且，根据从多个测距区域得到的多个被摄体距离进行最接近选择，并将最接近的被摄体距离作为最终测距结果。
在上述处理之后，CPU13进行包含将AFIC3的电源切断的动作的后处理，这样，一连串的测距动作即告结束(S9)。
这里，如前所述，CPU13进行的动作，当然也可以在AFIC3的控制下进行。
例如，如上述先有技术那样，用一维或二维的传感器在非常宽的范围进行测距时，设定的测距区域的数也非常多，必须反复进行非常多的相关预选等复杂的运算，时间延迟将增大，或者由于使用高速而高价的CPU而提高成本。
与此相反，按照本发明的实施例，使用将投光光源14点亮从而使恒定光除去部6有效的主动模式进行指定的短时间预积分，通过取得被摄体反射的投光光源14发射的光线的反射光的分布(像信号)，便可推算主要被摄体的位置。
因此，在本实施例中，可以设定高精度地检测所推算的主要百事通的距离所需要的最低限度的测距区域，所以，不需要进行不必要的运算。即，具有不需要高速而高价的CPU13也不会大幅度增加时间延迟的效果。
以上，概要地说明了本发明实施例的结构、作用和效果。
下面，参照图7的流程图说明实施例的测距装置的测距动作。在以下的说明中，适当地参照关于各种流程图及摄影场景和那时的预积分(主动模式)及本积分(被动模式)的传感器数据等的图进行说明。
首先，CPU13进行测距装置的初始设定(S11)。
该S11的处理和上述图2中的S1的处理相同，进行CPU13本身及光电流积分部5、恒定光除去部6、监视信号检测范围设定和监视信号输出部8以及存储部9的复位动作。
接着，CPU13进行预积分1(S12)。
该预积分1在上述图2中没有进行，但是，这里，是为了预先决定本积分的积分条件内的几个条件而进行的。恒定光除去部6无效，图中虽然未示出，但是，还有设定和切换光电变换元件的传感器灵敏度的单元，将传感器灵敏度设定为高灵敏度。传感器灵敏度的切换，可以采用切换光电流的放大率或切换积分容量等方法。投光光源14熄灭，就用被动模式积分百事通的光。积分控制只对预先决定的指定的短时间的积分动作进行。
其次，CPU13检测预积分1的最大积分量(S13)。
这和被摄体的最明亮的部分的亮度相关，用于决定本积分的传感器灵敏度和有无辅助光。最大积分量的检测，可以在积分结束后输出监视信号，并将其作为最大积分量。
接着，CPU13决定本积分的积分条件的一部分(S14)。
主条件是传感器灵敏度和有无辅助光的设定。
然后，CPU13进行预积分(S15)。
这和前面所示的图2的流程图中的S2的预积分一样，推算主要被摄体的位置，是为了设定本积分的测距区域而进行的。恒定光除去部6有效，将传感器灵敏度定为高灵敏度。
另外，将投光光源14点亮，积分控制为进行预先决定的指定的短时间积分。由于是主动模式，所以，积分投光光源14发射的光线被被摄体反射的反射光。
接着，CPU13检测上述积分的最大积分量和其在传感器上的位置(S16)。这里，认定在最大积分量的位置存在主要被摄体。该最大积分量，是投光光源14发射的光线被被摄体反射的反射光内的光量最多的位置，所以，它位于最接近的位置的可能性高，同时是主要被摄体的可能性也高。
下面，参照图8的流程图更详细地说明图7中的上述S15、S16的主要被摄体搜索。
首先，CPU13判断照相机的AF模式是标准模式还是点模式(S31)。这里，所谓「点模式」，就是只对画面中央进行测距的AF模式，在该点模式时，任何主要被摄体搜索都不进行便返回。
另一方面，在不是点模式时，和图7的S15一样，进行预积分2(S32)。接着，CPU13从AFIC3取得主动模式的预积分的传感器数据即被摄体反射的投光光源14发射的光线的反射光的像信号(S33)。
并且，CPU13检索在上述S33取得的像信号的极大值，并只抽出该极大值处于指定范围内的值(Pmax～Pmin)(S34)。
例如，如图9所示的场景那样，展览窗内的模特儿等为被摄体时，如果用主动模式进行积分，可以得到图10A、10B所示的像信号。并且，在这样的像信号中，检索极大值时，将抽出3个极大值。各极大值从左开始顺序是右侧模特儿的像信号、玻璃的正反射的像信号和左侧模特儿的像信号。
如图10C、10D所示，如果从这些极大值中只抽出指定范围内的值(Pmax～Pmin)，就可以将玻璃的正反射的像信号除外，从而可以防止主要被摄体的误认定。
返回到图8的说明，在S35，CPU13将表示从预积分的像信号中未检测到有效的极大值的标志f-searcherr设定为1。该标志「f-searcherr」在保留有效的极大值的地方设定为0。
接着，CPU13判断有无有效极大值(S36)，没有有效极大值时，就返回，有有效极大值时，就进行预积分的像信号的频率分析，从极大值中将与指定以上的高频成分相当的极大值除外(S37)。在上述S34，可以将玻璃的正反射的大半部分除外，但是，还保留着玻璃的反射角和到玻璃的距离引起的未能除外的部分。但是，在由玻璃等光泽物引起反射时，像信号几乎都是高频的，在上述S34和本S37，可以将玻璃等光泽物的反射像信号完全除外。
接着，和上述S36一样，CPU13判断有无有效极大值(S38)，没有有效极大值时，就返回，有有效极大值时，就执行S39的处理。在S39，对极大值考虑修正函数，将该运算结果成为0的情况除外。
这里，上述修正函数，是传感器上的位置和照相机的摄影光学系统的焦距以及照相机的摄影画面模式(标准、全景、高清晰)的函数，其例子示于图13。下面，说明修正函数的意义。
首先，根据照相机的摄影光学系统的焦距和照相机的摄影画面模式的输入信息决定照相机的摄影画角(范围)。与照相机的摄影画角对应的各个位置的主要被摄体的存在概率，就是修正函数的一例。另外，图中，还示出了各摄影种类与焦距对应的摄影画面角。
如图13所示，画面中央的主要被摄体存在概率高，越向周边，存在概率越低，在画面的外周边附近，存在概率几乎为0。并且，认使照相机的摄影画角与传感器上的位置对应，对极大值考虑修正函数，就可以进行极大值的加权抽出或除外。
例如，以图11所示的场景的情况为例进行说明。
如图11的场景那样，在中央附近存在主要被摄体而在左右端存在杂乱被摄体时，如果用主动模式进行积分，其像信号就成为图12A～图12D所示的那样。从左边的极大值开始顺序为主要被摄体的像信号、画面近侧的杂乱被摄体的像信号。画面左右两端的杂乱被摄体的像信号不形成极大值，所以，可以忽略。这也是杂乱被摄体除外的方法之一。
然而，预积分的像信号的极大值存在2个，若对其考虑上述修正函数，即，例如对极大值乘以修正函数，就可以将在画面外周部分存在的极大值除外，从而可以将周边的杂乱被摄体除外。
下面，返回到图8的说明。在上述处理之后，CPU13再次判断有无有效极大值(S40)，没有该有效极大值时，就返回，有该有效极大值时，在该时刻，最低也保留着1个有效极大值，所以，将标志f-searcherr设定为0(S41)。
该标志「f-searcherr」为0的事实，就意味着发现了有效极大值。接着，CPU13进一步筛选极大值，将包含其余的极大值中的最大极大值(Pmax)的指定范围(Pmax～Pmax-po)以外的极大值除外(S42)。
在前面所示的图9的场景中，有2个模特儿，穿的衣服是白的和黑的。这样，被摄体有音色，音色的不同，反射率就不同。并且，用反射光量推断位于最接近距离的主要被摄体时，不能忽略被摄体的反射率。在本实施例中，通过对包含在Po范围内的极大值进行同等的处理，来防止由百事通反射率引起的主要百事通位置推断错误所造成的误测距。
如上所述，如果进行S32～S42的处理，就不会受玻璃的正反射及周边的杂乱百事通和百事通的反射率的影响，从而可以抽出至少包含主要百事通的极大值的预积分的像信号的极大值。
其次，CPU13根据作为指定数的areamax判断其余的有效极大值数是大还是小(S43)，大时就进一步筛选极大值，从大的极大值中筛选areamax个极大值(S44)。
S43、S44是设定作为本发明的目的之一的所需最低限度的测距区域进行测距的，是为了不增大时间延迟、实现宽范围的多点AF并防止设定超过所需的测距区域而执行的处理。
上述图8的S43、S44相当于限制测距区域数的功能。下面，参照图14的流程图更详细地说明该测距区域数限制。
首先，取设定可能测距区域数的上限值areamax＝k0(S50)。这就是照相机的模式为自动(标准)模式的情况，k0是缺省值。
接着，判断照相机的AF模式是否为点模式(S51)，是点模式时，就取areamax＝1或k1(S52)，不是点模式时，就执行S53。
接着，判断照相机的A F模式是否为动体模式(S53)，是动体模式时，就取areamax＝1或k2(S54)，不是动体模式时，就执行S55。
接着，判断照相机的AF模式是否为遥控模式(S55)，是遥控模式时，areamax就取为k3(S56)，不是遥控模式时，就执行S57。
接着，判断照相机的AF模式是否为自拍模式(S57)，是自拍模式时，就取areamax＝k4(S58)，不是自拍模式时，就执行S59。
上述常数的大小关系如下1≤k1≤k2＜k0＜k3≤k4…(1)在本实施例中，在将测距区域限定在中央的点模式及不容许大的时间延迟的动作模式中，将减小测距区域，相反，容许大的时间延迟的遥控模式及自拍模式等则要增大测距区域。
接着，比较有效极大值数与areamax的大小关系(S59)，有效极大值数大时，就将有效极大值的数减少到areamax(S60)。作为有效极大值的减少的方法的例子，可以从大的一方开始使极大值成为areamax个。另外，不论考虑修正函数与否，都可以与修正函数无关地从画面中央侧开始抽出areamax个极大值。
这里，说明图15所示的场景的情况，像该场景那样，是主要被摄体与背景的距离近并且背景复杂的构图时，预积分(主动模式)的像信号就成为图16A～图16D所示的那样。
即，没有限制测距区域数的功能时，就像图16A、图16B所示的那样，设定7个区域，时间延迟也发生7个区域的量，但是，如果有限制测距区域的功能，就如图16C、图16D所示的那样，只设定3个区域，从而可以防止时间延迟增大。
以上离开图7的流程图，使用图8、图14的流程图和其他图说明了主要被摄体搜索和测距区域数的限制，这样，便可得到用所需最低限度的数设定至少包含主要被摄体的测距区域所需要的信息。
下面，说明图7的流程图中S17以后的处理。在图7的S17，接收S16的处理结果，判断最大积分量与指定值的大小关系，这就意味着将内容与上述图8、图14的详细的电平合在一起，判断有无有效极大值。
在上述最大积分量大于指定值或有有效极大值时，就根据最大积分量的点或有效极大值的点设定测距区域(S18)。与此相反，上述最大积分量小于指定值或没有有效极大值时，就将预先准备的区域(缺省区域)设定为测距区域(S19)。
上述S17～S19是测距区域设定功能。
下面，参照图17的流程图更详细地说明该测距区域设定功能。
首先，CPU13判断f-searcherr的值(S61)。这里，在f-searcherr＝0时，就判定有有效极大值即可以推算主要被摄体位置，另一方面，在f-searcherr＝1时，就判定没有有效极大值即不能推算主要被摄体位置。接着，判断照相机的AF模式是否为点模式(S62)。
通常，先设定测距区域(S63)。即，以有效极大值的传感器地址为中心设定1个区域或多个区域的测距区域。
然后，反复执行上述S202的处理，直至没有了未进行测距区域设定的有效极大值，对各有效极大值设定测距区域(S64)。
在上述S62，照相机的A F模式为点模式时，就将预先准备的指定的区域(缺省区域)设定为测距区域(S66)。更具体而言，就是在传感器上的中心附近设定1个区域或多个区域。所说的传感器上的中心附近，换言之，也就是摄影画面的中心附近。另外，设定多个区域时，区域之间可以一部分重复，也可以不重复。
在不能推算上述主要被摄体位置时，就设定测距区域(S65、S66)。该S66，如上所述，将测距区域设定在摄影画面中心附近，S65将测距区域设定在其周边。所设定的区域数，在点区域的周边两侧，各是1个或多个。在上述S65设定的测距区域，区域之间可以一部分重复，也可以不重复。另外，在上述S65、S66设定的各区域，也可以一部分重复，或不重复。
这里，在图11所示的场景的状况下，有使用点模式进行摄影的技术。这时，如图所示，就与推算的主要被摄体的位置无关地在指定的区域设定测距区域。
另外，在图5所示的场景的状况下，不能推算主要被摄体位置，从而在指定的区域设定测距区域。这时，可以考虑在S66设定中心的1个区域、在S65设定周边的4个区域，但是，也可以在S66设定中心的3个区域，在S65设定周边的2个区域，这样，可以考虑多个变化。
作为变化的一例，参照图18的流程图，更详细地说明图17的上述S63的处理。
图18的概念，是对1个有效极大值设定3个测距区域，并且3个测距区域的位置关系是1个测距区域与另2个测距区域中的任意1个重复一部分。
即，首先决定并存储根据极大值的值设定的测距区域的区域内传感器数(S70)。目的在于防止作为被动方式AF的棘手的被摄体的远近混合存在。如果极大值小，被摄体就远(但是，如果被摄体的反射率不是非常低，就不在此限)，对近的被摄体，就增多区域内的传感器数。
实际根据极大值决定区域内的传感器数，是参照图19所示的表来决定该区域内的传感器数的。
这里，图20A、图20B是表示主动模式的预积分的像信号的图。如图所示，根据极大值决定测距区域的区域内传感器数，以此设定测距区域。另外，也可以如图27所示的那样，对极大值采用指定差PR内的相邻的传感器数。此外，也可以根据极大值的大小来改变PR。
下面，说明测距区域的设定位置。
首先，将2个像信号中的右侧像信号(由图1的光电变换元件4b得到的像信号)或左侧像信号(由图1的光电变换元件4a得到的像信号)中的某一个定为基准。在本实施例中，将左侧像信号定为基准。
如图20A、图20B所示，测距区域设定为以左侧像信号的有效极大值为中心的区域。对于右侧像信号，则与有效极大值的位置无关地设定为传感器上与左侧相同的位置。在以上的说明中，在抽出有效极大值时，并未限定成为抽出的对象的传感器上的区域。但是，如果以左侧像信号为基准，则在右侧像信号中就不必抽出有效极大值。
另外，由图20A、图20B可知，越是近距离百事通的像信号，像学相位差就越大，相反，远距离百事通的相位差就小。
此外，根据极大值的大小可以判断大致的百事通距离，所以，对于右侧像信号的测距区域和相关运算时的移位量，也可以通过参照图25所示的表进行设定。
如图26A、图26B所示，表数据根据极大值和指定的百事通反射率范围而决定。通过进行上述设定，可以减少相关运算时的运算量，从而可以缩短测距时间。
例如，在图21所示的场景中，后方的人物和鸟巢远近混合存在。但是，用预积分无法知道远近混合存在，可以估计被摄体的远近。因此，如图22所示，估计为远的被摄体时，如果将测距区域设定得窄，如图所示，就可以防止远近混合存在引起的误测距。以上，是S70的说明，在S71，设定对有效极大值的第1个测距区域。
该测距区域的开始地址为((极大值的传感器地址)-(区域内传感器数))/2…(2)并且，该测距区域用区域的开始地址和区域内传感器数这2个量进行设定。
接着，是第2个区域的设定，开始地址为((极大值的传感器地址)-(区域内传感器数))×3/2+(重叠传感器数) …(3)在S403，进行第3个区域的设定，开始地址为((极大值的传感器地址)+(区域内传感器数))/2-(重叠传感器数) …(4)为了设定第2个、第3个区域，需要新的重叠传感器数这样的常数(S72、S73)。
接着，进行监视信号检测范围的设定(S74)。
丝儿监视信号，在图1的说明中也描述过了，就是光电流的积分控制使用的信号，通常是将在光电变换元件的受光范围内的被摄体上最明亮的部分的积分量暂时取样保持而输出的信号。目的是与测距区域的位置对应地设定监视信号的检测范围。
具体而言，是在包含对1个有效极大值设定的3个测距区域而比3个测距区域宽的指定量(传感器数为m0)的宽区域设定监视信号检测范围。范围的设定，是计算并存储范围的开始地址和结束地址。
开始地址为(左侧测距区域开始地址)-m0 …(5)结束地址为(右侧测距区域开始地址)+(区域内传感器数)+m0(6)下面，以图23的场景为例，说明设定监视信号检测范围的效果。该场景是在摄影画面内包含高亮度光源的例子，用主动模式的预积分是不可能检测该状况的。
因此，根据预积分的结果，设定测距区域，然后执行本积分，对传感器全体设定监视信号检测范围的本积分的结果示于图24E。本积分是以太阳为基准，控制积分使太阳的积分量不饱和，所以，在珊的测距区域中，作为主要被摄体的人物的像信号被破坏而不能得到。即，不能进行测距。与此相反，通过根据测距区域设定监视信号检测范围，如图24A～图24E所示，本积分对主要被摄体最佳地控制积分，就可以进行测距了。
同样，在图25的场景中，由摩托车的头灯招引本积分的积分控制，是容易误测距的例子，但是，按照本实施例，就可以防止上述误测距。另外，图26A、图26B所示的测距区域与监视信号检测范围的位置关系是执行图18的流程图的情况。
现在，返回到图18的说明，在S75，判断是否还有有效极大值，如果没有了，就返回，如果有，在S76，就减小areamax。并且，在S77，如果areamax不为0，就确实还有有效极大值，所以，就返回到开头的S70，继续设定测距区域。如果areamax为0，就返回。
通过以上的处理，预积分及其处理即告结束。本积分还测距运算等所需要的全部条件已具备，可以开始执行本积分。
下面，再次返回到图2的流程图，从S20开始进行说明。
将用S12的预积分1来相当于被摄体的最明亮部分的亮度作为信息，所以，根据该信息在本积分中是否点亮辅助光(投光光源)，本实施例的情况是，根据用被动模式执行本积分还是用主动模式执行本积分而进行分支(S20)。
并且，在上述被动模式时，转移到S21，在上述主动模式时转移到S24。
在S21，进行被动模式的本积分。这是在被摄体为比较高的亮度时执行。恒定光除去功能停止，传感器灵敏度如根据上述预积分1设定的那样，是低灵敏度或高灵敏度。
辅助光(投光光源)熄灭后，积分控制用的监视信号检测范围就是根据上述预积分2的结果设定的范围。
另外，在本积分中，还包括从积分开始经过预先设定的指定时间时就强制地结束积分的时间限制功能。
然后，在S22，对各测距区域进行相关运算，计算各测距区域的被摄体举例信息。进而执行从所求出的被摄体举例信息中选择最接近的举例的最接近选择。在君最接近选择时，进行被摄体举例信息的可靠性判断，对于可靠性低的信息，在本实施例中使用从选择候补中预先排除的功能(未图示)。可靠性判断是众所周知的方法，最简单的判断就是利用反差的判断，此外，还有各种各样的判断，可以使用1个或多个判断。
在进行上述最接近选择时，判断仅用可靠性低的百事通举例信息是否不能选择有效的百事通举例信息，即是否不能进行测距(S23)。这里，在能得到有效的被摄体举例信息时，就转移到S18。与此相反，在不能进行测距时，就用主动模式中心本积分2(S24)。
这样，在本实施例中，主动模式的本积分2是在被摄体亮度比较低时和被动模式的本积分1(S21)不能进行测距时执行的。恒定光除去功能起动时，传感器灵敏度固定为高灵敏度。另外，辅助光(投光光源14)点亮和监视信号检测范围，和根据预积分2的结果设定的一样。另外，本积分2也包括时间限制功能。
然后，和上述S22一样，对各测距区域进行相关运算，接着，进行最接近选择(S25)。这样的处理，和S22大致相同，所以。省略详细的说明。
然后，和上述S23一样，判断是否可以进行测距(S26)。这里，在能得到有效的被摄体举例信息时，就转移到S28，不能进行测距时，就执行S27。
S27的处理，是进行光量测距，在主动方式的AF中是众所周知的。根据上述S24的主动模式的本积分2的结果特别是最大积分量计算被摄体举例信息。这里，所说的最大积分量，在概念上和主动模式的2时相同，是由最接近被摄体反射辅助光(投光光源14)发射的光的反射光量。
这样，执行停止测距装置的AFIC3的电源供给等的后处理，测距即告结束(S28)。
下面，详细说明上述S27的光量测距，在此之前，将图7的流程图简化，说明容易理解算法语言的概念的图27的流程图。
首先，进行测距装置的初始设定(S80)。然后，判断被摄体亮度(S81)，是高亮度时，就进行被动模式的测距(S82)。进而，判断是否可以进行测距(S83)。
在上述S81为低亮度和在上述S83判定不能进行测距时，就进行主动模式的测距(S84)。
然后，和上述S83一样，判断是否可以进行测距(S85)，不能进行测距时，就转移到S87，能进行测距时就执行S86的处理。S86的处理，是最接近选择，在上述S82或S84能得到有效的被摄体举例信息时执行。
S87的处理，是光量测距。利用上述S84的主动模式的积分结果，根据积分时间tint(A)(或辅助光发光次数n)和最大积分量vmax(或最大A/D变换值ADmax)求积分的斜率dv/dt＝vmax/tint(A)(或dAD/dn＝ADmax/n)。然后，在S88，根据上述积分的斜率计算被摄体举例信息。并且，在S89，进行测距装置的后处理。
图27所示的算法语言的概念，是本实施例的一例，可以考虑各种各样的变化，但是，若考虑被动方式AF的命中率及光电变换元件的传感器灵敏度等情况时，则执行主动模式的频度低，进而被动模式和主动模式都不能测距比执行光量测距的频度低，所以，由此可知加上①被动、②主动、③光量的优先顺位的概念是非常重要的。
下面，返回到光量测距的说明，说明图28的流程图。
图28是主动模式的积分控制的一例，具有进行着积分控制并取得光量测距所需要的信息的特征。
首先，将积分电路复位(S100)，点亮辅助光(投光光源)，开始进行积分(S101)。辅助光进行D.C(直流)驱动，根据光源的种类不同，设定发光光量稳定等待时间，有时在辅助光点亮后经过等待时间后开始进行积分。然后，利用计时电源开始进行计时(S102)，监视着监视信号(S103)。
接着，判断积分时间是否已达到积分限制时间(S104)。这里，在强制结束积分时，就转移到S116。
在上述S104，积分时间未达到积分限制时间时，就将监视信号vmon与指定值vo进行比较(S105)，在vmon＜vo时，就返回到S103，反复进行环行处理。该指定值vo相对于一半时间量程，是非常小的值。
若退出上述环行处理，以后，就推算其余的积分时间。即，总积分时间tint＝(k+1)×t(S106)。这里，k是优先决定的常数，t是退出环行处理后，转移到S106时的计时电源的计时值。
然后，取其余积分时间为tk＝k×t(S107)，判断总积分时间是否超过积分限制时间t1imit(S108)，超过时就将总积分时间修正为tint＝t1imit(S109)，将其余的积分时间修正为tk＝t1imit-t(S110)。然后，将计时电源复位，再次开始进行计时(S111)，执行环行处理直至经过其余的积分时间为止(S112)，若退出环行处理，就停止积分，同时将辅助光熄灭(S113)。
然后，监视着监视信号(S114)，将得到的监视信号作为vmax＝vmon(S115)进行存储保持。在强制结束积分时，将积分时间作为tint＝t1imit进行存储保持(S116)，并转移到上述S113。下面，S113、S114、S115的说明和上述内容相同，所以，省略其说明。
以上，说明了主动模式积分控制的一例，下面，参照图29的流程图说明其他一例。
对图29的说明，以与图28的不同点为中心进行。
主动模式积分控制，主要是辅助光(投光光源14)的发光方法。在上述图28的动作中，采用了DC驱动(未图示)，在图29的动作中，采用脉冲驱动(未图示)。详细而言，就是将积分时间和积分限制时间置换为辅助光的发光次数(S121～S135)，监视信号不是原来的电压，而是置换为由A/D变换器进行量化处理后的信号(S136～S138)。
从图28、图29的实施例中，可以取得积分时间tint(或辅助光发光次数nint)和最大积分量vmax(或AD值ADmax)。
根据这些信息求积分的斜率时，则有dv/dt＝vmax/tint…(7)或dAD/dn＝ADmax/nint …(8)
该积分的斜率与被摄体距离的关系如下式所示。
(积分的斜率)1/2∝(被摄体距离)-1…(9)或(vmax/tint)∝(被摄体距离)-1…(10)或(Admax/nint)∝(被摄体距离)-1…(11)因此，如图31所示，对指定距离设置基准反射率的图表，通过调整进行光量测距时的积分的斜率输出与1/(指定距离)的相关关系，便可进行光量测距。光量测距与被摄体反射率的依赖关系强，反射率是大的误差原因。从这样的观点考虑，如何测量调整时的图表的反射率，是非常重要的。
调查大量的物体的反射率的结果，获得了图30所示的反射率的概率分布。
通常，反射率在εmin～εmax之间存在1个峰值εref，将分布的宽度用Ev(像面曝光量)的标度表现时，即为εref＝1Ev。将反射率εref的图表用于进行调整，是非常理想的。以上的光量测距的说明，是单纯地将测距运算使用的积分量作为最大积分量(监视信号)，但是，与在本实施例中设定测距区域时，从多个积分量的极大值中按指定条件进行选择和限制，不能保证在所选择的极大值中包含上述最大积分量(监视信号)是矛盾的。
但是，上述光量测距的说明，只是简单说明光量测距的内容，实际上，以下的动作虽然未图示，但是包含在本发明的实施例中。即，必须有解决上述矛盾的动作，如果上述最大积分量(监视信号)及其在传感器上的地址与上述选择的极大值及在其传感器上地址不一致，就将测距运算使用的积分量变更和更新为上述选择的极大值中的最大值。
以上，说明了本发明的实施例，但是，本发明并不限于此，可以进行各种各样的改良和变更。例如，如果光电流的积分方式不同，上述说明中的极大值这样语言就要变化为极小值，有时像信号的明暗也发生逆转，不是仅限于上述实施例。
另外，上述实施例按照看法不同，光电变换元件也可以解释为是一维的行传感器。但是，也并不限定行传感器，也可以是二维的区域传感器，或者由二维的离散分布的行传感器等构成的区域传感器。总之，不论是哪种情况，在处理像信号方面，分解为一维进行处理是很自然的事情，与传感器是一维的还是二维的无关，本实施例的根本概念不变。
如上所述，按照本发明，例如进行全画面AF那样的宽范围的多点A F时，利用时间延迟对策，预先推算主要被摄体存在的位置，仅对所需最低限度的位置的被摄体距离进行测距，不受被摄体对投射光线的反射率的影响，可以正确地推算主要被摄体存在的位置，从而可以不提高成本而实现和提供可靠性高、精度高的多点AF。
如以上的详细说明所述，按照本发明，不提高成本，可以实现和提供时间延迟少、从而迅速而测距结果的可靠性高、测距精度高的测距装置。
权利要求
1.一种测距装置，其特征在于具有接收被摄体的光从而得到被摄体像信号的至少一对积分型受光传感器(4a、4b)；向被摄体投射光的投光部(1c、14、15)；在由上述投光部向上述被摄体投射光的状态下，得到从上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号的恒定光除去部(6)；根据由上述恒定光除去部从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第1测距部(5、9、10、11、13)；使上述第1测距部的测距动作经过指定时间，并设定与包含由此而得到的反射信号成分的积分信号中的最大成分值的指定积分值范围内对应的检测区域的检测区域设定部(8、11)，和在上述投光部不向上述被摄体投射光的状态下，根据上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号和根据对由上述检测区域设定部设定的检测区域的上述积分型受光传感器的积分结果，对被摄体距离进行测距的第2测距部(5、9、10、11、13)。
2.按权利要求1所述的测距装置，其特征在于指定上述检测区域时使用的指定积分值的值根据最大积分值而变化。
3.一种测距装置，其特征在于具有接收被摄体的光从而得到被摄体像信号的至少由第1传感器和第2传感器构成的一对积分型受光传感器(4a、4b)；向被摄体投射光的投光部(1c、14、15)；在由上述投光部向上述被摄体投射光的状态下，得到从上述一端积分型受光传感器的被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号的恒定光除去部(6)；根据由上述恒定光除去部从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第1测距部(5、9、10、11、13)；使上述第1测距部的测距动作经过指定时间，并设定与包含由此而得到的反射信号成分的积分信号中的最大成分值的指定积分值范围内对应的第1传感器的检测区域，同时将同与第1传感器的检测区域对应的区域偏离指定量的区域设定为第2传感器的检测区域的检测区域设定部(8、11)，和在上述投光部不向上述被摄体投射光的状态下，根据上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号，和根据由上述检测区域设定部设定的第1传感器的检测区域和第1传感器的检测区域的积分结果，对被摄体距离进行测距的第2测距部(5、9、10、11、13)。
4.按权利要求3所述的测距装置，其特征在于在比与上述第1传感器的检测区域对应的区域偏离指定量的区域设定第2传感器的检测区域时使用的指定量根据最大积分值而变化。
5.按权利要求3所述的测距装置，其特征在于最大积分值越大，在比与上述第1传感器的检测区域对应的区域偏离指定量的区域设定第2传感器的检测区域时使用的指定量也越大。
6.一种测距装置，其特征在于具有接收被摄体的光从而得到被摄体像信号的至少由第1传感器和第2传感器构成的一对积分型受光传感器(4a、4b)；向被摄体投射光的投光部(1c、14、15)；在由上述投光部向上述被摄体投射光的状态下，得到从上述一端积分型受光传感器的被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号的恒定光除去部(6)；根据由上述恒定光除去部从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第1测距部(5、9、10、11、13)；使上述第1测距部的测距动作经过指定时间，并设定与包含由此而得到的反射信号成分的积分信号中的最大成分值的指定积分值范围内对应的第1传感器的检测区域，同时将同与第1传感器的检测开始地址对应的地址偏离指定量的地址设定为第2传感器的检测开始地址，进而将从第2传感器的检测开始地址开始的指定量的范围设定为第2传感器的检测区域的检测区域设定部(8、11)，和在上述投光部不向上述被摄体投射光的状态下，根据上述一对积分型受光传感器的被摄体像信号和根据由上述检测区域设定部设定的第1传感器的检测区域和第1传感器的检测区域的积分结果，对被摄体距离进行测距的第2测距部(5、9、10、11、13)。
7.按权利要求6所述的测距装置，其特征在于在从上述第2传感器的检测开始地址开始的指定量范围内设定第2传感器的检测区域时使用的指定量范围根据最大积分值而变化。
8.按权利要求6所述的测距装置，其特征在于最大积分值越大，在从上述第2传感器的检测开始地址开始的指定量范围内设定第2传感器的检测区域时使用的指定量范围也越大。
全文摘要
本发明具有根据由至少一对积分型的受光元件4接收被摄体的光而得到的被摄体像信号对被摄体距离进行测距的第1测距模式和根据由投光光源14向被摄体投射光并由恒定光除去部6从上述被摄体像信号中除去恒定光成分的像信号对被摄体距离进行测距的第2测距模式,进行测距动作时,用上述第2测距模式经过指定时间而动作,并根据由此所得到的像信号推算主要被摄体,同时在继续取得被摄体像信号时选择积分控制使用的受光传感器的检测区域。
文档编号G01C3/06GK1275724SQ00117940
公开日2000年12月6日 申请日期2000年6月1日 优先权日1999年6月1日
发明者中田康一, 金田一刚史 申请人:奥林巴斯光学工业株式会社