JPS59108974A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、写真用カメラやテレビカメラ等の光学レンズ
の自動焦点調節に使用される被写体までの距離を計測す
る測距装置に関し、特に倍率比の高いズームレンズが装
着されるテレビカメラにおいて有効な、超音波測距方式
と光学測距方式を利用する測距装置に関するものである
。

従来例の構成とその問題点 近年、一般アマチュアを対象にしたホームユース用のテ
レビカメラにおいて、高倍率（４倍〜１２倍）のズーム
レンズを標準装備として有するものが実用化されている
が、ズームレンズは、倍率比が大きくなるにしたがって
焦点調節が非常に難かしくなるため焦点ボケを起したり
、あるいは像ブレを起してしまうような問題点を有して
いた。

このような背景から自動焦点機能を備えたテレビカメラ
が実用化されはじめており、例えば超音波の空気中の伝
播速度を計測して被写体との距離を算出する超音波方式
、あるいは被写体からの光。

被写体に投光する光を用いて三角測量を行なう等の光学
方式を使用した自動焦点調節装置を塔載したカメラが出
現してきている。

しかし、前者の超音波方式の場合、超音波が反射されて
くるまでの時間計測であるため、自然光の多少、被写体
の形状に影響を受けることはなくかつ、測距精度も高い
が、超音波を放出できる距離に限界があシ測距可能な範
囲が比較的近距離に限定されてしまう問題点を有してい
る。

一方、後者の光学測距方式においては三角測量法を使用
する場合に投光部を有するものは、投光部の特性によっ
て測距可能な距離が限定されると共にミラー等の特性に
より測距精度、即ち、測距距離範囲を小さくできない問
題点を有し、投光部を有さないものにおいては自然光が
少なくなると距離にかかわらず測距不可能となり、また
、上記投光部を有するもの同様測距距離範囲を小さくで
きない問題点を有している。

さらに、光学測距方式における反射法を使用する、即ち
被写体からの光のレベルを検出する方法のものにおいて
はミラーを使用しないので、上記のような測距精度は改
善されるが、レベル検出を行々いその検出量を距離信号
とするため超音波方式三角測量法とは異なり、今度は被
一体の形状。

反射率に大きな影響を受け、同一距離であるにもかかわ
らず、被写体を異ならせれば異なった距離情報が出力さ
れることになる如くの問題点を有していた。

このように従来、実用化されている自動焦点調節装置に
おける測距装置は、それぞれに一長一短があり、完全を
期するものがないのが実情である〇発明の目的 本発明は係る点に鑑みてなされたもので、超音波方式の
測距精度の良さと光学方式における遠点測距とを有効に
組み合せ、よシ測距精度の向上を期待できる、特にテレ
ビカメラにおける高倍率ズームレンズに適した測距装置
を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明による測距装置は、超音波を被写体に向けて射出
し反射波を検出することにより、上記被写体までの距離
を測定する超音波測距手段と、上記超音波測距手段およ
び光学測距手段の夫々の動作を開始せしめる第１．第２
の起動回路と、上記超音波測距手段による測距信号を受
は所定距離に対応するか否かを判別し、その結果により
上記測距信号あるいは前述の第２の起動回路の動作開始
信号のいずれかを出力する第１の判別回路と、上記光学
測距手段による測距信号を受け、所定距離に対応するか
否かを判別し、その結果により上記測距信号あるいは前
述の第１の起動回路の動作開始信号のいずれかを出力す
る第２の判別回路とを備えて構成される。

実施例の説明 以下、図面と共に本発明による測距装置について述べる
が、その前に従来実用化されている二つの測距方式につ
いて簡単に説明しておく。

第１図（イ）　、　（ロ）が従来より知られている測距
方式の略構成図を示し、同図（イ）が超音波方式で同図
（ロ）が光学方式のものである。

第１図信）において、端子１ａより起動信号が印加され
ると、発振回路１が動作を開始して所定の共振周波数を
送受信回路３に供給する。

したがって、超音波センサ２は発振を開始して被写体６
に超音波を照射し始める。

一方、距離時間記憶回路５も端子１ａの起動朋言号によ
って同時に動作を開始して距離に該当した時間を計測し
始める。その後、被写体６との距離に対応した時間を経
て、被写体よりの受信波が送受信回路３に受信され受信
信号増幅回路４を介して、距離時間記憶回路６に伝達さ
れると、距離時間記憶回路５の時間計測を停止して被写
体との距離を時間値として記憶するものである。

赤 つぎに同図（ロ）のものは、壺外発光光源７よりの光を
被写体６′に与え、被写体６′よりの反射光を受光セン
サ８で受光し、被写体間の距離を被写体よりの反射率に
よって等価的に換算する光学反射方式の事例を示してい
る。

一般的に赤外域の光源を用いた場合には、物体の種類に
係わりなく、反射率はほぼ一定となる特性を有している
ことから、反射率を測定することで等価的に距離換算の
できるものである。

まず、端子９ａよりの起動信号が印加されると、赤外発
光光源７を発光させるだめの電源を含む光送信部９が動
作じ、所望の波長を有する赤外光を被写体６′に与える
。同時にその反射光は受光センサ８に受光され、受光増
幅回路１０を通じて増幅された出力信号がスイッチ回路
１１に伝達される。

スイッチ回路１１は、端子９ａよシの起動信号によって
動作を短時間だけ行なうように構成され、赤外発光光源
７の発光ごとに前記出力信号を次段のピークホールド回
路１２に伝達する回路である。

係るピークホールド回路１２は、前記出方信号のピーク
値を記憶するための回路であり、がっ、出力信号が伝達
されるごとにそのピーク値を記憶するりフレッシュ機能
を有している。

したがって、被写体との距離は最終的にピークホールド
回路１２のピーク値で表わすことができるものである。

本発明による測距装置は、係る基本動作を行なう超音波
測距方式と光学反射測距方式とを組み合わせたものであ
り、その一実施例は第２図のような構成からなる。

図示した実施例は、被写体との距離計測にあ７Ｅす、超
音波による測距を優先して動作させ、その距離情報が超
音波測距の限界距離を越えた場合に超音波測距より光学
測距へと自動的に切換えるような動作フローを有し、以
下に第３図のパルスチャートとともにその動作を詳述す
る。

會ず、図示していない外部回路と接続されそいる外部入
力端子１４ａよりＴ１の時期に第３図（ａ）に示したよ
うな起動信号が印加されると、起動回路１４が動作を開
始して同図（ｂ）のような動作信号を第１図で構成され
るような超音波測距手段１３に与えて動作状態に移行さ
せる。

いま、被写体６″の距離が超音波方式による測距可能距
離、例えば７ｍより短かい５ｍの場合には先に説明した
ような動作により、超音波測距手段１３内に第３図（Ｃ
）に示したような約２９ｍ５の被写体距離に対応した時
間信号が記憶される。

一方、被写体距離が超音波測距手段１３の測距可能距離
よりも長くて、例えば８ｍの場合←は超音波測距手段１
３内には、点線で示す約４７ｍ５の被写体距離時間が記
憶されることになる。

本発明では係る被写体距離時間を判別する第１の判別回
路１５を超音波測距手段１３と接続しており、前記した
被写体距離７ｍに該当するＴ２の時間すなわち４１ｍ５
を越えると、第１の判別回路１５より第３図（ｄ）の如
くの第１の判別信号を端子１６より発生し、起動回路１
４の動作を停止して、超音波測距手段１３の動作を停止
させる。

また、同時に第１の判別信号は、光起動回路１７にも伝
達されることから光起動回路１７は動作せしめられ、第
３図（ｅ）のような光起動信号を発生して、第１図（に
）の構成から成る光学測距手段１８を動作状態におく。

したがって、光学測距手段１８は被写体６″の反射率に
対応した光学測距を行ない後述する第２の判別回路１９
を介して所望の被写体距離に対応する距離信号をバッフ
ァ回路２０を経て端子２１に出力する。また、超音波測
距時で被写体距離が７ｍ以下の場合には、第１の判別回
路１５が動作しないことから超音波測距手段１３よりの
距離信号は、第１の判別回路１５を経てバッファ回路２
゜に伝達され、端子２１に距離信号を与えるように動作
させるものである。

以上に述べたような動作を本発明にょる測距装置の一実
施例は行なうが、一般的にテレビカメラにおいては動的
な被写体を常時、撮影するものであるから連続して測距
動作を行なう必要があり、特に、図示しないが、超音波
測距時で被写体距離が７ｍ以下の場合には超音波測距手
段１３が所望の間隔で前述した１サイクルの測距を繰り
返して行ない、まだ、被写体距離が７ｍ以上になると、
光学測距手段１８が所望の間隔で繰り返して測距を行な
うようなされることはいうまでもない。

また、・光学測距時において被写体距離が７ｍ以下にな
ると、第２の判別回路１９は端子２２に第３図（ｆ）に
示したような第２の判別信号をＴ３の時期に発生し、光
起動回路１７の動作を停止させ、一方、起動回路１４を
動作状態におくことになる。

このため、光学測距手段１８は不動作状態となり、超音
波測距手段１３は再度、動作状態に反転されることにな
り、超音波測距モードに本発明による測距装置はなされ
ることになる。

なお、図示した実施例では光学測距方式として被写体の
反射率を利用して等制約に被写体距離を算出する赤外線
反射方式を用いたが、必ずしも係る方式に限定するもの
ではなく、冒頭において説明した三角測距方式との組み
合せでも同様な効果を持たせられることは勿論である。

発明の効果 本発明による測距装置は、被写体距離の比較的短かい場
合には、超音波測距方式の測距精度の良さを生かし、被
写体距離が長くなって超音波測距が不可能となった場合
には、光学測距方式によって測距を行ない、それぞれの
測距方式の特長を有効に生かすべく各測距方式の起動構
成を被写体距離に応じて動作する判別回路によって、動
作制御することを特徴としているため、より精度の高い
被写体の測距が可能となる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）は、従来の測距装置の測距方式を
示す略構成図であり、同図（イ）は超音波方式、同図（
０）は光学方式によるものであり、第２図は本発明の一
実施例である構成図であり、第３図は本発明の一実施例
の動作状態を示すパルスチャートである０ １３・・・・・超音波測距手段、１４・・・・・・起動
回路、１５・・・・・第１の判別回路、１７・・・・・
・光起動回蕗、１８・・・・・・光学測距手段、１９・
・・・・・第２の判別回路、２０・・・・・・バッファ
回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体に向けて超音波を射出し反射波を検出する
   ことにより前記被写体までの距離を測定する超音波測距
   手段と、前記被写体よりの光あるいは前記被写体に投光
   した光の反射光を利用し三角測量法あるいは光学反射法
   によって前記被写体までの距離を測定する光学測距手段
   と、前記超音波測距手段および光学測距手段の夫々の動
   作開始を制御する第１．第２の起動回路と、前記超音波
   測距手段による第１の測距信号を所定距離信号と比較し
   、その比較結果により前記第１の測距信゛吾あるいは前
   記第２の起動回路を動作せしめる動作開始信号のいずれ
   かを出力する第１の判別回路と、前記光学測距手段によ
   る第２の測距信号を所定距離信号と比較し、その比較結
   果によシ前記第２の測距信号あるいは前記第１の起動回
   路を動作せしめる動作開始信号のいずれかを出力する第
   ２の判別回路とを備え、前記被写体までの距離に応じて
   前記第１．第２の判別回路により異なる測距手段による
   前記第１．第２の測距信号を選択的に出力することを特
   徴とする測距装置。
2. （２）第１の記動回路は、所定信号が入力される外部入
   力端子を有し第２の起動回路に優先して動作せしめられ
   、超音波測距手段を光学測距手段に先立って動作せしめ
   る特許請求の範囲第１項に記載の測距装置。