JPH032244B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、測距装置、特に三角測距の原理を利
用した投光式測距装置において、回路的、機械的
に構成を簡単にするための回路演算処理方式を用
いた測距装置に関する。

従来技術 従来、発光源より測距すべき被写体に向けて光
ビームを投射し、被写体からの反射光を受光素子
で受けて測距する装置は知られている。

反射光を受けて測距する方法としては、投光手
段または受光素子を機械的に走査して最も反射光
の強い方向を探す方法がある。また別の方法とし
ては投光手段も受光素子も固定しておいて、複数
個の受光素子のうち最も強く反射光を受容する受
光素子の位置から被写体までの距離を測定する方
法が提案されている。

これら従来の方法においては、前者の場合は可
動部分があるため、それを駆動するためのメカニ
ズムが必要となる。さらに可動部と連動して動く
撮影レンズ、もしくは撮影レンズの停止部材等と
の連動の精度も必要なので技術的に難かしい点も
あり、コスト上、スペース上からも問題点が多
い。また特にカメラへの応用という面から見る
と、この方法はスチールカメラへの適用は可能で
あるがシネカメラやビデオカメラ等への応用まで
考えると、この方式では常に繰り返して可動部を
走査する必要があるため駆動メカニズムが複雑に
なる上被写体の変化に対する応答も遅くなる。さ
らに機械的な耐久性、信頼性の点からも問題があ
る。

この点後者の方式では可動部分がなく、常に電
気回路だけで距離情報を把握しているので撮影レ
ンズの現在位置の情報があれば回路の距離情報と
比較演算することにより、撮影レンズが現在、前
ピン状態か、後ピン状態か、もしくは合焦状態に
あるかを判別し、常に合焦位置に撮影レンズをも
つて行くことは容易である。加えるに可動部がな
いということは、コスト上、スペース上、さらに
精度上からもメリツトが大きい。

一方、後者における問題点は回路処理上の難か
しさの中に見出すことができる。

一般に投光式の測距装置においては、反射光の
強さは被写体の距離、可動率、形状等に大きく左
右される。検出可能な反射光の領域で最小値と最
大値の比は2000倍以上にも及ぶ。そのため一般的
には回路上で対数圧縮して出力レンジを狭くする
方法がとられる。しかし通常の被写体の置かれる
状態では投射したビーム光以外に、自然光。照明
光など、むしろ信号光より大きいレベルの定常光
があるので、そのまま対数圧縮をすると信号分は
非常に小さなものになる。また反射光の最小レベ
ルに合わせて回路のゲインを高くとると、入力が
大きい場合には飽和する現象が起きたり、逆にゲ
インを低く抑えた場合には測距可能な範囲が狭く
なるといつた問題がある。そのため電源電圧を高
くとる必要性も生じてくる。以上の様に、従来方
式では、信号の最大値を検出する方式のために前
述の様な制約条件があり、検出精度を上げる事が
困難であつた。

発明の目的 本発明は以上述べたような従来の測距装置の特
つ問題点を解決する方法として提案されるもので
ある。本発明では、まず投光手段、受光素子、光
学系とも撮影レンズを除いて可動部分を必要とし
ない構成となつているので、前ピン、後ピン、合
焦の検出が容易に可能である。さらに複数個の受
光素子の出力電流に対応する電気量を一部の素子
について加算し、順次得られる電気量の和の中で
最小となるものを検出するようにした。これは出
力がほぼ“０”になる量を検出するので、回路の
ゲインを充分高くとることもできるので、検出精
度を充分に高くすることが可能となり、電源電圧
を高くとる必要もないという利点をもつ。これら
の点から回路的、機械的に構成を構成を簡単にす
ることが可能となり実用上の効果は非常に大きい
といえる。

実施例 以下、図面に示す実施例に従い詳細に説明する
第１図は本発明の測距の原理を示す図で、１３は
発光源、例えば赤外発光のLED等であり、光学
レンズL₁を介して投射された光ビームは、例え
ば被写体がＡの地点にあれば反射光は図の如く
Pa〜Peの受光素子のうちPbの受光素子に最も強
く入射する。同様に被写体がＢ地点にある場合に
は、受光素子Pdが最も大きな反射光を受容する
ことになる。１は演算装置で受光素子Pa〜Peの
出力を受けて必要な演算処理を行なう。

第２図は演算装置１の構成を示すものであり、
受光素子Pa〜Peの光電流を受光回路２，２ａ〜
２ｅで受けてその出力を電子的スイツチ３，３ａ
〜３ｅを介して選択的に加算回路４で加算され
る。

電子的スイツチ３は発振器１１の信号を用いて
タイミングコントロール回路１０で形成されるシ
ーケンスにより選択的に作動せしめられる。また
発振器１１の信号を用いて駆動回路１２を通して
発光源１３を変調発光させる。

加算回路４の出力は交流増幅器５により必要な
利得だけ増幅される。その際、交流増幅器５は図
示の如く１段に限定されるものでなく必要な段数
だけ接続される。交流増幅された信号は検波整流
回路６で低周波分だけの信号となる。

次にピーク検出回路７によつて検波整流回路６
の出力信号の最小値に対応した信号を得る。この
最小値の信号とタイミングコントロール回路１０
のタイミング信号から出力制御回路８により各距
離に対応したデコーダー９の中から選択的に１個
のデコーダー出力が決定される。この状態で被写
体の距離情報が回路に記憶されている。次にこの
回路に記憶された情報に基づき撮影レンズ、また
は撮影レンズの停止部材の停止位置を決定する方
法は種々考えられるが実施例ではそのうち２種類
の方法について記述する。

まず第３図ａのようにモーターまたは機械的バ
ネ力等で駆動される接片１８があり、撮影レンズ
またはその停止部材に連動して動く。接片１８は
撮影レンズの距離に対応して設けられたパターン
上を走査してパルス列を形成する。このパルスの
数を第２図のカウンター１６で計数し、デコーダ
ー１５に出力する。デコーダー１５の出力は前述
のデコーダー９と比較器１４により比較され、一
致すると一致信号を出力してモーター制御回路１
７を介してモーターを停止させる。同時に撮影レ
ンズも停止する。これはモーターでなくマグネツ
トを使つて撮影レンズまたはその停止部材を位置
決めする方法も全く同様に比較器１４の一致信号
により制御することが可能である。

本実施例では２個のデコーダーの比較を行なつ
たが、出力制御回路８から距離情報をコード化し
て記憶し、第３図ａの作動から得られるパルス数
をカウントしコード化したものと比較してもよい
ことは当然である。

以上の実施例は特に一般のスチールカメラに適
したシステムであると考えられるが、シネカメラ
やビデオカメラに適した方法を第３図ｂで例示す
る。シネカメラやビデオカメラでは撮影レンズが
常に初期位置に限定されるわけではないので、現
在ある位置の情報が必要となる。第３図ｂは撮影
レンズの現在位置をコード化するための一手法で
撮影レンズに連動して動く接片１９がコードパタ
ーン上を走査することになる。この場合は信頼性
の面からみて最も適切と思われるグレーコードを
用いて図示してあるが、特にこのパターンに限定
されるものではない。

接片１９の存在する位置によりコード化された
情報が演算装置１に導入されると、記憶された距
離情報との比較、判断が実行されてモーターの回
転方向及び停止命令の制御がなされる。この部分
は特に図示しないが既知の方法で容易に達成し得
る。

第４図に各受光素子への反射光の入射形態と、
それに対応する検波整流回路６の出力波形を示
す。第４図ａの場合はPcの素子にだけ反射光が
入射している状態を示す。それに対応する出力波
形は下図で示されるが、横軸のS₁，S₂……は時系
列的なタイミングを示している。例えばS₁〜S₅で
は、S₁ではPaの出力を除いたPb〜Pe4個の加算
を行なう。同様にS₂ではPbの出力を除いたPa，
Pc，Pd，Peの加算というように４個の素子の加
算を行なう。次にS₆ではPa，Pbの出力を除いた
Pc，Pd，Peの加算、以後S₉までは隣接する２ケ
の受光素子を除いた３個の素子の加算を行なう。
それ以降は隣接する３ケの受光素子そ除いた２個
の加算というように所定の数まで演算を実行す
る。

第４図ａの場合ではS₃の時にPcの出力が除か
れるので出力がほぼ“０”になつている。第４図
ｂのようにPcとPdの受光素子にまたがつて反射
光が入射している場合は、S₃とS₄の時には出力が
約半分におち、S₈になつてPc，Pd以外の素子を
加算した状態で出力がほぼ“０”になつている。
この出力波形の最小値を検出して、例えばS₈が最
小であると検出された時は、PcとPdの中間の距
離に対応するデコーダ出力が設定される。

本発明では以上のようなシーケンスで作動する
ものであるから、最小値検出を行なわずに所定の
レベル以下を検出することでも充分目的を達成す
ることができる。むしろ回路的にもピーク検出を
行なわずにレベル検出を行なうほうが回路構成も
容易になり、その後の処理も論理的に扱えるメリ
ツトを有する。

例えば第４図ｂで、入射光の位置がPcに僅か
でPdに大部分がかかるような状態を考えると、
出力波形はS₄でかなり“０”に近くなり、S₈でほ
ぼ“０”となるが、最小値検出ではS₈が最小とな
り距離はPcとPdの中間に対応する距離になつて
しまうが、レベル検出の場合は、図示されるVr
レベルに対してS₄とS₈でレベル以下になつたとす
ると論理的にS₄を優先させてPdに対応する距離
にもつていくことができる。そしてむしろその結
果は最小値検出の結果より、入射光の位置に即し
た結果が得られているといえる。

以上の如く、本発明によれば複数の光応答素子
のうち、規定のものの出力電流に対応する電気量
を順次加算し、順次得られる電気量の和のうち、
最小又は基準レベル以下となる光応答素子の組合
せを検出して各距離に対応するデコード信号を選
択する様にしたので、検出回路は、最小値を又は
基準レベル以下を検出すれば良く、回路の増幅率
を充分に高くすることができ、電源電圧を高くす
ることもなしに従来方式に対して検出精度を高く
することが可能となるので回路的、機械的に簡単
な構成で高精度な測距装置を実現できるという点
で、実用上大きな効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測距原理を示す図で、第２図
は測距装置の中の演算装置の構成を示す。第３図
ａ，ｂは撮影レンズ位置制御用信号を作るための
パターン図、第４図ａ，ｂは反射光の位置と出力
の関係を示す図である。 １……演算装置、Pa〜Pe……受光素子、４…
…加算回路、７……ピーク検出回路、８……出力
制御回路、９，１５……デコーダー、１０……タ
イミングコントロール回路、１１……発振器、１
２……駆動回路、１３……発光源、１４……比較
器、１６……カウンター、１７……モーター制御
回路、１８，１９……接片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 測距されるべき対象に向けて光ビームを投射
   する投光手段と、該測距対象からの反射光を受光
   する複数個の光応答素子と、該光応答素子の出力
   電流に対応する電気量に基づき演算する演算装置
   とを備え、該演算装置は前記光応答素子のうち、
   規定のものの出力電流に対応する電気量を順次加
   算する加算回路と、順次得られる電気量の和のう
   ち最小となる光応答素子の組合せを検出する検出
   回路と、該検出回路の信号に応じて各距離に対応
   したデコード信号の中から１個のデコード信号を
   選択する出力制御回路から成り、測距対象迄の距
   離を検出するようにしたことを特徴とする測距装
   置。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載の測距装置に
   おいて前記演算装置は前記電気量の和のうち所定
   の値より小さい光応答素子の組合せを求めること
   により測距対象迄の距離を検出する回路を備えた
   ことを特徴とする測距装置。 ３ 上記特許請求の範囲第１項記載の測距装置に
   おいて、前記演算装置は前記光応答素子の数ｎに
   対し、出力電源に対応する電気量を（ｎ−１）個
   の光応答素子について加算しｎ個の数値を求め次
   に（ｎ−２）個の光応答素子について加算し、
   （ｎ−１）個の数値を求め、順次（ｎ−３）個、
   （ｎ−４）個……と所定の数まで求める出力制御
   回路を設けたことを特徴とする測距装置。