[发明专利]测距装置和成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种被配置为测量与要拍摄的被摄体的距离的测距装置，以及一种具有该测距装置的成像设备，诸如数字静态相机、数字摄像机等。

背景技术

作为具有自动聚焦(AF)功能的数字静态相机(下文中被称为数字相机)，其中应用外部测量三角测量系统的测距装置在常规上是已知的(参见日本专利申请公开NO.2002-90616)。

具有三角测量系统的测距装置包括：一对以预定间隔布置的测距透镜和一对通过测距透镜分别在其上形成被摄体图像的平面(planar)测距图像拾取单元。通过基于从测距图像拾取单元输出的像素输出信号来分别检测测距图像拾取单元上形成的被摄体图像之间的视差，可以获得与要拍摄的被摄体的距离。

在如日本专利申请公开NO.2002-90616中所述的使用三角测量系统的测距装置中，为了以高精度进行测距，必须精确地在预定的位置处排列且在平面状态下排列测距图像拾取单元，以便避免测距图像拾取单元的光接收表面上的角度偏差(倾斜)。

因此，在常规上，在组装测距装置期间，当在基底上排列单独形成的图像拾取单元时，需要校正测距图像拾取单元的位置偏差和角度偏差，这造成糟糕的工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种测距装置，该测距装置能够以高精度在预定位置排列测距图像拾取单元，并且能够避免测距图像拾取单元的光接收表面上的角度偏差(倾斜)，而不用校正测距图像拾取单元的位置偏差和角度偏差的操作。

根据本发明的实施例的测距装置包括：多个二维图像拾取单元，彼此以预定的间隔布置；透镜单元，配置为在多个图像拾取单元上形成被摄体的被摄体图像，在其上形成被摄体图像的图像拾取单元输出被摄体图像的信号；以及距离计算单元，配置为基于从图像拾取单元输出的信号来计算与被摄体的距离。所述多个图像拾取单元是在单个基底上形成的。所述被摄体图像是通过透镜单元在多个图像拾取单元中的至少两个图像拾取单元上形成的。所述距离计算单元配置为基于从其中每一个上形成被摄体图像的所述至少两个图像拾取单元输出的信号来计算与被摄体的距离。

附图说明

图1是示出根据示例1的作为具有测距装置的成像设备的示例的数字相机的正视图。

图2是示意性地示出根据示例1的数字相机的系统配置的框图。

图3A是示出根据示例1的测距装置的示意性截面图。

图3B是示出根据示例1的测距装置的测距图像拾取单元的平面图。

图4是解释测距装置中的测距原理的示意图。

图5是示出在半导体晶片上形成的多个图像拾取单元的平面图。

图6A是示出根据示例2的测距装置的示意性截面图。

图6B是示出根据示例2的测距装置的测距图像拾取单元的平面图。

图7A是解释在被摄体处于根据示例2的测距装置的靠近位置的情形下进行测距的图。

图7B是解释在被摄体处于比根据示例2的测距装置的靠近位置更远的位置的情形下进行测距的图。

图8A是示出根据示例3和4的测距装置的示意性截面图。

图8B是示出根据示例3和4的测距装置的测距图像拾取单元的平面图。

图9A是解释在被摄体处于根据示例3的测距装置的靠近位置的情形下进行测距的图。

图9B是解释在被摄体处于比根据示例3的测距装置的靠近位置更远的位置的情形下进行测距的图。

图10A是示出根据示例4的测距装置中测距场角和在进行变焦(zoom)到广角侧时拍摄场角的示例的图。

图10B是示出根据示例4的测距装置中测距场角和在进行变焦到摄远侧时拍摄场角的示例的图。

图11A是示出根据示例5的测距装置的示意性截面图。

图11B是示出根据示例5的测距装置的测距图像拾取单元的平面图。

图12A是示出根据示例5的测距装置的示意性截面图。

图12B是示出根据示例5的测距装置的测距透镜的平面图。

图13A是示出根据示例6和7的测距装置的示意性截面图。

图13B是示出根据示例6和7的测距装置的测距图像拾取单元的平面图。

图14是解释测距装置中的测距原理的示意图。

图15是示出其中被摄体光进入两侧的测距图像拾取单元的成像区域的状态的图。

图16A是示出其中闪耀光进入示例6中的右侧测距图像拾取单元和中心非成像图像拾取单元的成像区域的状态的图。