JPS6045378B2 - 音波による距離測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は音波による距離測定装置、特に超音波距離測定
装置に関する。

背景技術 カメラ用の超音波距離測定装置は米国特許第３５２２７
６４号、ドイツ特許第８６４０４８号、および１．Ｂ．
Ｍ技術公開公報（１．Ｂ．Ｍ．Ｊｅｃｈｎｉｃａ１Ｄｉ
ｓｃ１０ｓｕｒｅ）Ｂｕｌｌｅｔｉｎ）第９巻、第７号
、１９６師、１２月７４４頁乃至７４５頁に開示されて
いる。

これらに開示されている各装置は、超音波エネルギが撮
影されるべき被写体（被測定物）に送信され、上記超音
波エネルギは被写体により反射されてカメラに戻さ・れ
るようになつている。そして、送信トランジスジューサ
と受信トランスジューサとを分離して送信信号と受信信
号の特性が比較され、被写体までの距離を示す制御信号
が発生される。この制御信号はカメラのレンズ取付部材
を駆動するのに使用・され、レンズ取付部材と被写体ま
での距離に対応した位置に配置され、被写体に焦点が合
わされる。米国特許第３５２２７６４号に開示されてい
るものは、レンズ取付部材の位置を調整して得られる調
整可能な被写体迄の最大距離の２倍の距離を音が伝搬す
るのに必要な時間あるいはそれ以上の周期で４０ＫＨｚ
の超音波パースト信号を受信するようになつている。

パースト信号の送信期間の合い間に送信パースト信号と
同一周波数を有する被写体からの反射音波が受信され、
パースト信号の送信と受信との時間は被写体までの距離
に関係し、第１のパルス発生器の通流率を決定するのに
使用される。第２パルス発生器はレンズ取付部材に結合
されて第１パルス発生器と同一周波数のパルスを発生す
るもので、その通流率はレンズ取付部材の位置により決
定される。そして、これら２つのパルス発生器の通流率
が一致するまでレンズ取付部材が動かされる。ドイツ特
許およびＩＢＭ技術公報に記載されているものは、レン
ズ取付部材を移動させて得られる被写体までの最大距離
の２倍の距離を音が伝搬するのに必要な時間あるいはそ
れ以上の周期で超音波列が周波数変調されるようになつ
ている。

そして、被写体からの音波は送信エネルギの周波数と同
様に周波数変調され、被写体までの距離は送信信号の周
波数と受信信号の周波数との瞬時偏差により求められる
。このような従来技術による装置は、２つのトランジス
ジューサを必要とするとともに、被写体まての距離を求
めるのにかなりの時間を必要とするという欠点がある。

室温において、音は１秒間に３４０７ＴＬ伝搬するので
、一般に焦点合せが要求される最大距離７７ＴＬに達す
るには約２０ｍｓｅｃ必要である。従つて、上述の装置
の動作周期は約４０７ＴＬｓｅｃにしなければらない。
被写体までの距離を求めるのに１０周期必要とすると、
カメラの焦点が合うまでには約０．聞２を消費すること
となる。このような消費時間は人間の反射運動に比較し
て長すぎるので、写真撮影には連続した２つの別個のス
テップすなわち焦点合せとシャッター操作を必要とする
。一般用距離測定を目的とするものとしては、超音波パ
ルスを使用する距離測定装置が米国特許第３４５４９ｎ
号に開示されている。この装置は、トラーンスジユーサ
により別個の固定周波数パースト信号が送信され、反射
音波が標的までの距離に関係する時間後同じトランスジ
ューサにより受信されるようになつている。一定周波数
の超音波を使用した楊合には、トランスジューサの受信
角度内の被測定物あるいはカメラの視界内の被測定物で
も検出されないことが多いことが判明した。

実験によれば、被測定物の種々の点からの反射音波は互
いに干渉し合つて受信器に到るまでに消滅あるいは減衰
し、受信器は応答せず、被測定物が検出されないとがわ
かつた。この現象は、被測定物がトランスジューサに比
較的近接している場合に多く見うけられるものである。
写真撮影を行う場合、被写体がカメラから２７Ｔ１．以
内にあれは被写体が近接位置にあるものと考えられる。
多くの写真はこうした比較的近接位置にある被写体を撮
影したものであるから、トランスポンダが比較的近接し
た位置からの反射音波の受信をしそこなうと、レンズ取
付部材が不適当な位置に配置されてしまう。超音波送信
の放射パターンのサイドローブが別の問題を生じさせる
。

トランスジューサに比較的近接し且つアンテナパターン
の減衰サイドローブ中にあつて軸からはずれた位置にあ
る標的は、トランスジューサからかなりの距離離れて軸
上に位置する被写体にその強さが匹敵する反射音波を発
生するような表面特性あるいは他の特性を有する。この
ような場合、カメラのレンズ取付部材は撮影されるべき
被写体より軸からはずれている標的までの距離に応じて
配置される。トランスジューサはその占有領域を増加す
ることにより指向性を増加させることができるが、この
方法はカメラに結合される距離測定装置の寸法を増加さ
せ、トランスジューサを１つにすることができず、距離
測定装置の寸法および重量を増加させてしまう。発明の
目的本発明は、上記従来の欠点を除去し問題点を解決す
べくなされたもので、新規且つ改良された超音波距離測
定装置を提供することを目的とする。

さらに詳しくは、本発明の目的は自動焦点合せ機能をも
つたカメラに使用するのに好適で、近接距離の被測定物
に対してもその反射音波が消滅あるいは減衰して被測定
物の検出が不可能となるよ、うなことがなく、また比較
的遠距離の被測定物に対してもその反射音波の吸収が少
ない距離測定装置を提供することである。発明の開示お
よび効果 本発明は撮影されるべき被写体距離に応じてレンズ取付
部を移動して焦点を調整することが出来るようなりメラ
に用いて好適の超音波距離測定装置を提供するものであ
る。

本発明による距離測定装置は、音波エネルギを有するパ
ースト信号を被ノ測定物に向つて送信する送信装置と、
該被測定物から反射して戻つてくる前記パースト信号の
少くとも一部である反射音波を検出し、前記パースト信
号の送信から前記反射音波の受信までの時間間隔から前
記被測定物までの距離に関係する距離信ｉ号を発生する
信号処理装置とを備え、さらに、前記パースト信号がそ
のはじめの部分に高い周波数から低い周波数に周波数が
変化する部分を有し、終りの部分に実質的に周波数一定
の部分を有し、かつ該周波数一定部分の周波数が前記周
波数変化フ部分の最も低い周波数に等しいかそれより低
い周波数となるように前記送信装置を制御する制御装置
を設けたことを特徴とする。実験によると、近接位置に
ある被写体からの反射音波の強さは超音波パースト信号
の周波数により決定される。

ある周波数の反射音波は干渉により非常に小さいものと
なり、ほかの周波数の反射音波は大きくなる。しかしな
がら、本発明によれは近接被写体に対してもパースト信
号中の前記周波数変化部分の何れかの周波数成分の反射
が有効に受信されて上述の目的を達成することができる
。この場合、受信器は前記周波数変化部分及び周波数一
定部分の全ての周波数成分を受信しうるように構成して
よいが、遠距離被写体については周囲状況によつて信号
対雑音比が悪くなる場合があるので、好ましい実施例に
おいては、時間と共にＱの変化する可変Ｑフィルタを用
い前記周波数一定部分の周波数成分に対し、所定時間間
隔Ｑを大きくするようにする。

周波数変調されたパースト信号の好ましい形は、始めの
半分が時間の変化とともに周波数が変化するような形態
（レーダ用語のＣｈｉｒｐ）を有し、後の半分がはじめ
の半分の周波数の最低の周波数に等しい一定周波数を有
する。

周波数変化部分を（Ｃｈｉｒｐ）有するので、多くの異
なつた周波数成分を有するエネルギが被写体に投射され
るので、例え他の周波数成分が消失しても、いくつかの
周波数成分が比較的近接した被写体から反射されてトラ
ンスジューサにもどる確率が高くなる。これは、上記い
くつかの周波数成分が干渉パターンを消滅させるからで
ある。パースト信号の好ましい形式は米国特許第２４３
３７８鏝に示されているような一定周波数部分を有しな
い単ーパースト信号を使用する周波数変調超音波距離測
定装置とは！異なつたものである。本発明においては、
周波数値およびその時間分布を適当に選択して、すべて
の距離における吸収効果および被写体（被測定物）近接
位置にある場合の反射音波の消失を最低にする。この場
合、被写体が遠い位置にあるときこには信号対雑音比に
悪影響することがない。受信器のはじめ部分の距離測定
時間においては、あらゆる反射音波は比較的近接位置に
ある被写体からのものであり、周波数変化部分（Ｃｈｉ
ｒｐ）の多くの異なつた周波数を有する。

フイクルタのＱは小さい値を有し、フィルタ帯域幅は周
波数変化部分（Ｃｈｉｒｐ）のすべての周波数に適応す
るのに十分な大きさを有する。Ｑの値が小さいと、多く
の雑音を受けるが、この雑音は近接位置にある被写体か
らの強い信号によりうち消される。受痘器距離測定時間
の最後の部分において、比較的遠い位置にある被写体か
ら反射音波が到達するが、吸収のため高い方の周波数変
化部分（Ｃｈｉｒｉ）の周波数は到達しない。また、こ
の間に、ライルタのＱの値は大きくなるとともに帯域幅
が狭くなるが、中心周波数は一定である。このよ．らに
、受信器は遠い位置にある被写体には若干．信号対雑音
比（Ｓ／Ｎ比）を上げて受信信号（反ノニ射岳波に相当
する信号）が打ち消されないようにする。受信器距離測
定時間のはじめの部分において、フィルタのＱの値はよ
り小さいものとされカメラに近接した被写体からの反射
音波に対してはカメラから遠い位置にある被写体からの
反射音波に対してよりもフィルタの応答時間を減少させ
る（すなわちフィルタの応答の立上りがより迅速となる
）。

従つて、近接位置にある被写体に対する精度は遠い位置
にある被写体に対するそれより良くなる。そして、近接
位置にある被写体に対するレンズ取付部材の位置の誤差
を感度良く検出てき正しい焦点合せができるので、写真
撮影にとつて大きな利点がある。受信器距離測定時間の
間、可変Ｑフィルタのアドミッタンスが増加し受信器は
、近接位置にある被写体による反響信号よりも遠い位置
にある被写体による反響信号をより大きく増幅する。

このような技術は、トランスジューサの角度感度を減少
させ、トランスジューサの角度フィールドパターンのサ
イドローブにより生じる近接位置にある軸からはずれた
標的からの反響信号に対して弁別作用を行わせる。本発
明による受信器はさらにフィルタの出力が所定レベルを
越えたときに距離信号を発生する検出装置をそなえるこ
とができる。

キイーイングパルスが発生されてからこのような検出が
行われるまでの時間が被写体（被測定物）までの距離を
示す。本発明はまた上述のような超音波距離測定装置を
有するカメラにも存する。

本発明によるカメラは、距離信号に応じてカメラのレン
ズ取付部材を駆動しキイーイングパルスと距離信号との
時間遅れにより決定される位置に上記レンズ取付部材を
配置させる装置を有する。好ましい実施態様 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図において、参照番号１０は本発明による距離測定
装置１１を装備したカメラを示す。カメラ１０は図に示
すようにハウジング１２を包含し、ハウジング１２内に
はフィルム１３の反対側に位置するレンズ取付部材１４
により支持されており、レンズ取付部材１４は一定間隔
離間した端部位置間を光軸１５に沿つて軸方向に移動可
能となつている。レンズ取付部材１４が一方の端部位置
にある場合には、被写体１６力幼メラ１０から近接した
位置にあるとき例えばカメラから２５ｃｍの距離にある
とき、被写体１６がフィルム１３に結像するようになつ
ている。レンズ取付部材１４が他の端部位置にあるとき
は、被写体１６力幼メラ１０から例えば７．５ｎ１．以
上離れているときに焦点が合うようになつている。上記
２つの端部位置間において被写体に対して焦点を合わせ
ることのできるレンズ取付部材１４の位置は被写体まで
の距、離の関数により示される。この関数は高次の非線
形関数てあり、レンズー被写体関数と指称される。後述
する方法により、超音波距離測定装置１１は、距離パル
ス１７を発生する。

この距離パルス１７はキイーイングパルス１８に対して
ある遅れを有しており、この遅れ時間はカメラ１０と被
写体１６との距離に関して直線的に変化するものである
。焦点合せ機構１９はカメラ１０と結合されており、パ
ルス１７に応じて被写体１６に焦点が合うような軸線位
置にレンズ取付部材１４を移動させる。焦点合せ機構１
９は論理回路２０を包含し、この論理回路２０は距離パ
ルス発生器２２から発生する距離信号２１に応じてパル
ス列を発生し、その数が被写体１６に焦点が合つたとき
のレンズ取付部材１４の軸方向位置を示す。

これらのパルスはゲートを介してカウンタ２３に加えら
れ、電動機２４を駆動するために使用される。電動機２
４は装置２５を介してレンズ取付部材１４に機械的に連
続されている。装置２５はまた補助パルス発生器２６の
ような帰還装置に接続され、カウンタ２３の内容により
制御されて電動機２４が回転することにより補助パルス
発生器２６は所定数のパルスを発生する。なお、このパ
ルス１個はレンズ装置の単位変位を示すものである。論
理回路２０は補助パルス発生器２６の出力に応じてレン
ズ取付部材１４がカウンタ２３の内容により決定される
位置に移動する時機を決定し、これにより、被写体１６
に焦点が合わせられる。参照番号１１で示される本発明
の超音波距離測定装置は超音波トランスジューサ装置２
７を包含し、この超音波トランスジューサ装置２７は１
９６０年発行のアコーステイカ（ＡｃＯｕｓｔｉｃａ）
、ＶＯｌｌＯｌ２９５頁乃至３０３頁に掲載されている
Ｇｅｌｄｅ．Ｋ著述の６′セル原理（ＳｅｌｌＰｒｉｎ
ａｐｌｅ）を使用した電気音響トランスジューサの発振
特性゛という記事に示されているのと同様なセル型の静
電トランスジューサ要素を包含している。

この要素の好ましい形態の主ローブとサイドローブの性
質は該要素の背板（図示せず）の出力パターンにより決
定される。ある寸法のトランスジューサをある周波数で
使用した場合、トランスジューサの固定出力が最も幅の
狭いビームが作られる。例えば、上記記事に示されてい
る型のトランスジューサを５０ＫＨｚで駆動し動作領域
を直径３．５Ｃ７７！とした場合、中心軸から６動ずれ
た角度が半値角となる。第１の零点は１３動において生
じ、第１のサイドローブは１９おいて生じる。これらの
角度はトランスジューサの直径および周波数にほぼ反比
例し、第１のサイドローブは送信および受信状態に対し
て一１７．６ｄＢの相対出力を有し、この装置の総合相
対出力利得は約−３５ｃ１Ｂである。

改良されたパターンは角度はわずかに小さくなるが、サ
イドローブは小さくなる。トランスジューサ装置２７は
レンズ取付部材１４に物理的に近接して配置され、その
送信パターン２８はレンズ取付部材１４からの視界３０
にほとんど一致した主ローブ２９を有する。

送信パターン２８の主ローブはサイドローブ３１を伴な
つており、主ローブ２９およびサイドローブ３１の具体
的形状はトランスジューサ要素の具体的設計により決定
される。ノ 距離測定装置１１は、また、制御電圧発生
器３５と、この制御電圧発生器３５に加えられるキーイ
ングパルス１８に応じてトランスジューサ装置２７を駆
動しこのトランスジューサ装置２７から被写体（被測定
物）１６に向けて超音波エネルギを有するパースト信号
を送信させる周波数変調器３２と、上記パースト信号に
続く所定時間間隔（以下、受信範囲時間と指称する）範
囲内における被写体１６からの反射音波を受けてトラン
スジューサにより発生される反響信号を処理する受信機
３３とを包含している。

次に、この実施例の動作を説明する。

例えば、カメラの押しボタン（図示せず）を押圧するこ
とにより第１図の装置に手動入力が加えられると、この
手動入力は先端検出器３４によりキイーイングパルスに
変換され、このパルスは制御電圧発生器３５に印加され
る。制御電圧発生器３５の出力は周波数変調器３２を制
御してトランスジューサ装置２７から周波数変調された
パースト信号を発生させる。制御電圧発生器３５は変調
器３２の出力電圧を変調し、トランスジューサパースト
信号の半サイクルの間、部Ｍセから５０ＫＨｚまでの間
で周波数を変化させ、トランスジューサパルスの他の半
サイクルの間約５０ＫＨｚに周波数を維持する。実験結
果によると、近接した被写体（被測定物）からの戻り量
は投射超音波パースト信号の周波数に強く依存しており
、ある周波数においては反射音波が生じないことがある
ことが判明した。

投射信号が周波数変化部分（Ｃｈｊｒｐ）を有すること
により、多くの周波数が確実に被写体に投射されるよう
になる。そこで少くともいくつかの周波数は消滅するこ
となくトランスジューサにもどされる。パースト信号の
半サイクルを５０ＫＨｚ一定とすることにより超音波エ
ネルギの吸収が最小と．なり、周囲の悪い状況において
遠く隔たつた被写体から確実に反射が得られるようにな
る。例えは、反射信号の出力は被写体からの距離に対し
て指数関数的に変化し、被写体に対する距離の４乗にほ
ぼ反比例する。例えは、２０℃において５５０ＫＨｚの
信号を使用して被写体との距離を２５ｃｍから５ｍに変
化させた場合、反射信号は約６０１１１Ｂ変化する。実
験によれば、温度２および湿度に対する吸収度および吸
収度の変化は周波数の増加とともに増加することが判明
した。一般に、周波数をく低くすればするほど、吸収度
は低くなる。任意の温度および任意の湿度において吸収
度が最も低くなるパースト信号周波数は５０ＫＨｚであ
る。温度や湿度が悪い条件下においては、パースト信号
の高い方の周波数成分が減衰する傾向にある。従つて、
高い方の周波数はカメラが被写体に近接している場合に
有効である。換言すれば、単一周波数のパースト信号を
用いると干渉を受けるような近距離の場合に有効である
。パースト信号の（４）んセ成分がすべての周波数成分
中で最も減衰が小さく、カメラが被写体から遠い距離に
ある場合に適している。被写体１６が比較的トランスジ
ューサ装置２７ノに近接しているときには、トランスジ
ューサ要素から放射されて被写体１６から反射されても
どつてくる信号は干渉のために消去された周波数を除い
て周波数変化部分（Ｃｈｉｒｐ）中の周波数のほとんど
すべての周波数を含む。

被写体１６がトラン．スジユーサ装置２７からより遠い
距離にあるときは、反射信号は最も減衰の少い周波数成
分すなわち周波数変化部分（Ｃｈｌｒｐ）のうちより低
い周波数成分を含むようになる。パースト信号は６５乃
至５０Ｋ十の周波数変化部分（Ｃｈｉｒｐ）および５０
ＫＨｚの一定部分を組合せて８つの異なる信号態様を形
成することができる。

これらのうち半分は信号の２つの部分の過度的部分にお
いてステップ状の不連続部分を含むものとなる。変調器
を駆動する制御電圧を発生させるための電子回路を簡単
にする上で、上述のような不連続部分を有するパースト
信号は好ましくない。残りの４つの（連続した）パース
ト信号の態様は、周波数変化部分（Ｃｈｌｒｐ）が一定
周波数まで順次上昇するかあるいは下降するものてあり
、また周波数変化部分は一定周波数部分の前あるいは後
に位置するものである。被写体が近い位置にあるときに
は、干渉いわゆるスペックル（Ｓｐｅｃｋｌｅ）が問題
となり、被写体が遠い位置にある場合には、信号対雑音
比が最も重要となる。

上述した所から明らかな様に、周波数変化部分（Ｃｈｌ
ｒｐ）をはじめに発生させることが望ましく、これによ
り、パースト信号の先端により動作し、距離測定精度が
良くなるので、被写体が近距離にあるとき特に望まれる
焦点合わせ精度が向上する。他方、低い方の周波数は吸
収は少いので、このような周波数は信号対雑音比が重要
となる被写体が遠い距離にあるような場合に使用される
のが望ましい。従つて、最初に周波数変化部分（Ｃｈｊ
ｒｐ）がきて低い方の一定周波数に降下するバースト信
号の周波数は、当初６５ＫＨＺで、０．５７Ｔ１．秒の
間に５０Ｋ圧に降下し、その後、５０Ｋ比を維持するよ
うにしたことが望ましい。

再び第１図を参照するに、キイーイングパルス１８は、
制御電圧発生器３５の動作を開始させるとともにトラン
スジューサ装置２７から周波数変調された超音波パース
ト信号の送信を開始させ、受信器３３のブランキングゲ
ート３６にも印加される。

ブランキングゲート３６の出力電圧レベルは受信器３３
の出力に加えられ、トランスジューサパースト信号が出
力されて約０．４ＴｒＬ．秒の後受信器３３の出力を可
能とし、受信器距離測定時間と指称される所定期間、好
ましくは約４０７Ｔ１．秒の間、受信器３３の出力を能
動領域に保持する。標高０、温度が２０′Ｃの場合には
、このような所定時間内に、トランスジューサから放射
された音は約７．３Ｔｎ．離れた位置にある標的に反射
してもどつてくる。受信器３３の出力を０４ＴＬ秒遅れ
て与えることにより、トランスジューサ装置２７のトラ
ンスジューサ要素がパースト信号の発生が終了した後−
安定するのに十分な時間が与えられる。そして、上記遅
延時間が距離測定装置が適応し得る被写体の最近接距離
を決定し、上記例の場合、これは２５ａとなる。第１図
に示すように、ブランキングゲート３６の出力はまた前
置増幅器３７にも加えられ、この前置増幅器３７が上記
遅延をもつて動作するようになつている。トランスジュ
ーサ装置２７が被写体１６からの反射音波を受信するこ
とにより発生する反響信号は信号線３８を介して前置増
幅器３７に印加され、この前置増幅器３７の出力はフィ
ルタ回路網３９により処理される。

フィルタ回路網３９は後に第３図を参照して詳述するよ
うに可変Ｑフィルタ４０と、利得を任意に変えることが
できる増幅器４１を包含している。可変利得増幅器４１
が閾値レベルに達すると、レベル検出器４２は距離パル
ス１７を発生する。可変Ｑフィルタ４０はＱ制御回路４
３によりプログラム制御されるようになつており、Ｑ制
御回路４３はキイーイングパルスに応じて受信器距離測
定時間の間フィルタ４０のＱを増加させるように動作す
る。

フィルタ４０の中心周波数はパースト信号の最も低い周
波数に等しく、ここでは５０ＫＨｚである。この実施例
では制御回路４３は受信器距離測定時間の間フィルタ４
０のＱの値を５から７０に変化させる。Ｑフィルタ４０
のアドミッタンスは周波数の数であり、その周波数に対
する変化をＱをパラメータとして第２図に示す。

フィルタ４０のＱが小さいときには第２図の曲線４４で
示すようにフィルタ４０の帯域幅は比較的広く、事実、
周波数変化部分（Ｃｈｉｒｐ）のすべて周波数を通過さ
せるのに十分な広さを有する。受信器距離測定時間の始
めの部分においては、トランシーバに近接する被写体が
トランスジューサ装置２７に反射音波を与え、この間、
フィルタ４０のＱの値は比較的小さくなつている。受信
器距離測定時間の終りの部分では、フィルタ４０のＱの
値は比較的大きく、フィルタ４０の帯域幅は比較的狭い
ので、高い信号対雑音比を得られるようになつている。

パースト信号の５０ＫＨｚ成分はトランスジューサから
遠い距離にある被写体に最も良く到達てき、反射音波の
うちでも最も強いものとなる。

上述のように、受信器距離測定間の終りの部分ではフィ
ルタ４０の帯域幅が比較的狭くなり、カメラから遠い被
写体の距離測定に適応したものとなる。第２図に示すよ
うに、Ｑの値が小さいときのフィルタ４０のアドミッタ
ンスはＱの値が大きいときのそれに比して非常に小さい
。従つて、フィルタ４０のインピーダンスは受信器距離
測定時間のはじめの部分においてその終りの部分のそれ
より大きくなる。被写体が近接している場合には、反″
射音波が大きく、前記増幅器３７に加えられる反響信号
も大きいが、上述のようにフィルタ４０のインピーダン
スが変化するので前置増幅器３７の出力は減衰させられ
る。すなわち、フィルタ４０の出力は被写体の位置には
無関係なレベルを有す・る。一般に、フィルタ回路網３
９の一部をなす増幅器４１の利得はこの増幅器に接続さ
れる利得制御回路４６によりプログラム制御される。

制御回路４６はキイーイングパルス１８が印加されるこ
とノにより制御信号を発生し、距離測定時間の間増幅器
４１の利得を増加させる。このように動作するので、ト
ランスジューサ装置２７から比較的遠い距離にある被写
体から与えられる反射音波は、トランスジューサ装置２
７に近接した位置にある被写体から与えられる反射音波
より大きく増幅される。このようにフィルタ回路網３９
の利得を変化させる利点は第１図に示すサイドローブ３
１の存在とサイドローブの一方の範囲内にある標的１６
Ａに関連して説明される。

標的１６Ａはカメラの対物レンズの視界の外に位置する
ので、距離測定装置が視界内にある被写体１６を標的１
６Ａから区別することが非常に望まれる。フィルタ４０
のアドミッタンスを変化させることにより、あるいはフ
ィルタ４０の動作のみでは不十分な場合には増幅器４２
の利得も変化させて以下に説明するように上記区別を行
う。被写体１６は標的１６Ａよりトランスジューサ装置
２７から遠い位置にあるため、標的１６Ａからの反射音
波は被写体１６からの反射音波より早くトランスジュー
サ装置２７に到達する。

被写体１６Ａからの反射音波はサイドローブの強さの影
響により比較的弱いだけでなく、フィルタ４０と増幅器
４１の動作により検出器４２に到達する信号のレベルは
この検出器の閾値以下となる。被写体１６からの反射音
波がトランスジューサ装置２７に到達するまでに、フィ
ルタ４０のアドミッタンスは標的１６Ａからの反射音波
を受けたときの値より増加する（このことはフィルタ４
０の反響一信号に対するインピーダンスが減少すること
を意味する）。さらに、増幅器４１の利得も前の値より
増加する。従つて、増幅器４１の出力は検出器４２の閾
値を越え、トランスジューサ装置２７と被写体１６との
距離に相当する時点において距離．パルス１７が発生さ
れる。フィルタ４０のＱの値を変化させてこのフィルタ
４０のアドミッタンスを変化させ、トランスジューサ装
置２７の角度感度を減少させ、これにより軸からはすれ
た標的１６Ａを弁別できるという５好ましい結果が得ら
れるということのほかに、別の好ましい結果が得られる
。

この好ましい結果は、フィルタ４０はそのＱの値が小さ
いときには大きいときよりも立上り時間が短くなること
により得られる。被写体がカメラに比較的近接していく
ると反響信号は比較的速く立上る。立上り時間が短くな
ると反響信号の先端の検出を早めることができるので、
被写体が近接位置にある場合に立上りをより迅速にする
ことにより距離パルスの発生精度がより向上する。この
ことはカメラの要求に一致する。その理由は、焦点合せ
は被写体力幼メラにより近接している場合の方が被写体
遠い位置にある場合より誤差の影響を受けやすいからで
ある。超音波距離測定装置の好ましい構成例が第３図に
参照番号１１Ａを付して示されている。

距離測定装置１１Ａは、超音波トランスジューサ要素２
７Ａと、キイーイングパルス１８が印加されるこノとに
応じてトランスジューサ要素２７Ａを駆動して被測定物
に向けて周波数変調された超音波エネルギのパースト信
号を送信する変調器５０と、受送器３３Ａとをそなえ、
受信器３３Ａは、フィルタ５１を有し、パースト信号に
続く所定の時間間隔内（すなわちこの超音波距離測定装
置の距離測定時間内に被測定物（図示せず）から与えら
れる反射音波を受信してランスジユーサ要素２７Ａから
発生される反響信号を処理するものである。受信器３３
Ａはキイーイングパルス１８に対して時間τだけ遅れて
距離信号１７を発生する。上記時間τは被測定物からの
距離とリニアの関係がある（すわわち、時間τは音がト
ランスジューサと被測定物との間を伝搬するのに要する
時間の２倍である。）。再び第３図を参照するに、変調
器５０は、ゲート信号発生器５２と、電圧発生器５３と
、電圧制御発振器５４と、増幅器５５と、変圧器５６と
、減結合ダイオード５７とをそなえる。

ゲート信号発生器５２はその入力端ｂにキイーイングパ
ルス１８が印加されると出力軸ｃからゲート信号を発生
する。ゲート信号発生器５２には、自動遅延リセット機
能すなわちＲＣ遅延機能を有するワンショットマルチバ
イブレータがシヨミツトトリガ回路と組み合わせて使用
されている。第４図ｃに示すように、ゲート信号５８は
音がトランスジューサから標的への約７７ＴＬの距離を
伝搬し且つもどつてくるのに必要な時間に相当する約４
０Ｔ１．ｓｅｃの持続時間を有する。この距離はレンズ
取付部材１４の無限焦点位置に相当する。被測定物７Ｔ
ｒ１．以上の距離にあると、レンズ取付部材１４の焦点
距離は無限に限定される。ゲート信号５８に応じて、電
圧発生器５３は第４図ｄに示すような時間変化を有する
電圧パルス５９を発生する。

電圧発生器５３の一構成例を第５図に示す。第５図にお
いて、例えば自動遅延リセット機能を有しゲート信号発
生器５２によりトリガされるワンショットマルチバイブ
レータからなるパルス発生器９８は１．０Ｔｎ．Ｓの入
力パルス（並列回路の各回路部分１００と１０２に与え
られるパースト信号の長さに相当）。パルス発生器９８
は接続点１０３と１０５からそれぞれ一対のダイオード
１０４と１０６を介して出力端１０８に適当な電圧を供
給し、出力端１０８から接続点１０３あるいは１０５の
高い方の電圧が送信される。入力パルスが印加されてい
る間、コンデンサ１１０は漸次減衰していく電圧を接続
点１０５に供給し、抵抗器１１２は接続点１０３に一定
の低電圧を与え、出力端１０８ははじめのうちは漸次減
少する電圧を受け、この電圧が接続点１０３の電圧と一
致すると、波形整形された電圧パルス５９を発生する。
具体的に述べれば、電圧発生器５３から発生する電圧は
ゲートパルスの発生開始点において零から６Ｖに上昇し
、そしてほぼ直線的に減少し、０．５ｍ．ｓｅｃ後に約
４Ｖとなり、その後０．５ｍｓｅｃの間ほぼ４Ｖに維持
し、零に減少する。上記電圧値および電圧変動の態様は
実際に使用し得るもののほんの一例であつて、当業者に
は、変調器を種々変更させて広い範囲にわたつて電圧値
および電圧変動の態様を設定し得ることは明らかであろ
う。電圧制御発振器５４は波形整形された電圧パルス５
９（第４図参照）が印加されると、整合周波数変調パー
スト信号を発生する。

このパースト信号の周波数は、電圧発生器５３の出力電
圧（パルス５９）が６Ｖから４■に減少する間約関Ｍセ
から約５０Ｋ丁にほぼ直線的に変化し、出力電圧が約４
■に維持されている間は約５０Ｋ丁ほぼ一定となる。増
幅器５５の増幅動作の後、周波数変調されたパースト信
号は変圧器５６の一次巻線６０に印加される。変圧器５
６の二次巻線６１は減結合ダイオード５７を介してトラ
ンスジューサ要素２７Ａに接続されている。二次巻線６
１の出力電圧はトランスジューサ２７Ａのためにできる
だけ大きな値例えば尖頭値で約３００■とされ、ダイオ
ードとコンデンサの組み合せ回路６２が数サイクル後に
例えば直流１５０Ｖのバイアス電圧をトランスジューサ
要素２７Ａに与える。このようにして二次巻線６１の出
力電圧がトランスジューサ要素２７Ａを駆動し、該要素
２７Ａは第３図の矢印６３て示すような強い指向性の周
波数変調されたパースト信号を放射する。トランスジュ
ーサ要素２７Ａに印加される上記駆動すなわちバイアス
電圧の値はトランスジューサ要素２７Ａ中に６μｍのマ
イラ（Ｍｙｌａｒ）薄膜を使用する場合を基準としたも
のである。

そして、マイラ薄膜の厚さが異なつた値をとる場合には
上記電圧値はそれに応じたものとされ、トランスジュー
サ要素２７Ａの出力および反響信号に対する感度は同時
に最大値となる。また、出力回路のＱの値はトランスジ
ューサ要素２７Ａのキャパシタンスに一部依存している
が、パースト信号の周波数変動部分（Ｃｈｉｒｐ）が一
定振幅で送信され且つトランスジューサ要素２７Ａのキ
ャパシタンスに大きな影響を受けないようにするために
は、上記出力回路のＱの値を比較的小さくしなければな
らない。Ｑの値を比較的小さくすることにより、この装
置から出力されるエネルギは駆動電圧の印加終了時点に
おいて迅速に減衰し、トランスジューサ要素２７Ａが比
較的近接した位置にある被測定物からの反射音波を受信
し得る静状態に迅速に到達する。減結合ダイオード５７
は反射音波を受けている間、トランスジューサ要素２７
Ａから変圧器二次巻線６１に信号が伝わらないように動
作する。

送信している間は、ダイオードの電圧降下の値０．７Ｖ
は駆動電圧の尖頭値３００Ｖに比較して非常に小さいの
で、減結合ダイオード５７は送信には何”ら影響を与え
ない。しかし、受信している間は、トランスジューサ要
素２７Ａから発生する反響信号は２μ■乃至２０ＴｒＬ
■の範囲の大きさであり、これらダイオードは反響信号
に対して開放回路として動作する。第３図においては、
被測定物からの反射音波は参照符号６４で示され、トラ
ンスジューサ要素２７Ａから発生される反響信号は受信
機３３Ａにより処理される。

受信機３３Ａは、前置増幅器６５と、前述のフィルタ５
１と、受信器距離測定時間ノにおいてフィルタ５１のＱ
を変化させる装置６６と、反響信号を距離パルス１７を
変換する検出装置６７とをそなえる。受信器距離測定時
間の間、トランスジューサ要素２７Ａに印加される直流
電圧はほぼ直流１５０Ｖに維持される。前置増幅器６５
の入力インピーダンスはトランスジューサ要素２７Ａの
インピーダンス（約１２ＫΩ）に整合している。前置増
幅器６５の出力インピーダンスはフィルタ５１の最も大
きなＱの値（ここでは約７０）に対応した値に選択され
る。前置増幅器６５の利得は約４８Ｃ１Ｂである。フィ
ルタ５１はＬＣフィルタであり、このフィルタのインダ
クタンス分を与える変圧器５６の二次巻線６１と、その
接続点間に前置増幅器６５の出力端が接続されるコンデ
ンサ６８と６９とをそなえている。

タップ７０は二次巻線６１の接地点に近い位置に配設さ
れ、ここからフィルタ５１の出力が約１ＫΩの値の抵抗
器７２を介して高インピーダンス出力増幅器７１に加え
られる。抵抗器７２はフィルタ５１のＬＣ回路と並列関
係にあり、予めプログラムされるＱ制御回路６６の一部
をなす。Ｑ制御回路６６はフィルタ５１のＱの値を変化
させるものであり、電流発生器７３と、抵抗器７２と入
力端７１Ａとの間に直列に接続されるダイナミック可変
抵抗装置７４とをさらにそなえる。抵抗装置７４はダイ
オード７６に並列に接続される固定抵抗器７５（約１Ｍ
Ω）をそなえる。ダイオード７６は電流発生器７３が電
流を供給している間導通状態となるようになつている。
カメラから最も遠く隔たつた（すなわち約７ＴＴＬ隔た
つた）位置にある被測定物からの反射音波の信号対雑音
比を最も高くするために、フィルタ５１の中心周波数と
応答出力が半分となる周波数との偏差Δｆは一定周波数
のパルス幅と０．２／（一定周波数パルス幅）なる関係
がある。好ましい実！施例では、遠い距離にある被測定
物からの反射音波が信号処理されている受信器距離測定
時間のおわり付近においてフィルタ５１の出力半値幅は
約０８ＫＨｚでなければならない。受信器距離測定時間
のはじめの部分の間において、カメラに近接し５た位置
にある被測定物からの反射音波が信号処理されていると
き、フィルタ５１の帯域幅は周波数変化部分（Ｃｈｉｒ
ｐ）のすべての周波数を通過させる周波数幅を有する。
従つて、フィルタ５１ははじめ約３０ＫＨｚの出力半値
幅を有し、中心周波数クは約５０ＫＨｚである。帯域幅
に所要の変化を与えるには距離測定時間のはじめの部分
においてフィルタ５１のＱの値が約５であつたものをこ
のＱの値を変化させて距離測定時間の終りの部分におい
てＱの値を約７０とすることにより達成される。代表的
ｄ℃回路（キャパシタンスが約３００ｐＦ）では、回路
に並列な抵抗は約１ＫΩから約１ＭΩに変化しなければ
ならない。フィルタ５１のＬＣ回路に並列な抵抗は抵抗
器７５とダイオード７６との並列回路に直列関係にある
抵抗器７２の実効抵抗である。

前置増幅器６５から供給される小さな交流信号に対する
ダイオード７６の動抵抗はこのダイオードに流れる直流
フ電流にほぼ反比例し、ダイオード特性とは独立なもの
である。直流電流が比較的大きいときには、ダイオード
７６の動抵抗は抵抗器７２と７６の抵抗値より非常に小
さい。これはフィルタ５１の実効抵抗が実質的に抵抗器
７２のみにより決定され・るからである。従つて、ダイ
オード７６に流れる電流が大きいときには、フィルタ５
１のＱの値は抵抗器７２の値に依存する。抵抗器７２の
値はフィルタ５１のインダクタンスおよびキャパシタン
スの値を考慮して選択され、周波数変化部分゛（Ｃｈｊ
ｒｐ）のすべての周波数がフィルタ５１を通過するよう
な帯域幅を設定するＱが得られる。ダイオード７６を流
れる電流が比較的小さいときには、ダイオード７６の動
抵抗は抵抗器１５の抵抗の値と同じオーダの大きさを有
し、フィルタ５１の実効抵抗は本質的に抵抗器７５によ
り決定される。従つて、ダイオード７６に小さい電流が
流れている状態では、フィルタ５１のＱの値は抵抗器７
５の値により決定され、抵抗器７５の値はパースト信号
の固定周波数とできるだけ一致した帯域幅が得られるよ
うに選択される。電流発生器７３からダイオード７６に
供給される電流を時間的に変化させるのは、フィルタ５
１の田回路に並列な抵抗の実効値を適当に変化させるた
めである。

このために、電流発生器７３はゲートパルス５８に応答
して第４図ｅの曲線７７に示すように距離測定時間のは
じめの比較的短い時間において大きな値を有しその後単
調に減少する直流電流を発生する。曲線７７は比較的簡
単な構成要素により作り出されるようになつており、こ
れは単調に増加する曲線に比してより高い反復性と安定
性を得るためである。電流発生器７３はそれぞれ別個の
時定数を有する複数のＲＣ回路をそなえることが望まし
く、これにより、漸次減少する電流が得られるようにな
つている。曲線７７は３つの部分を有し、電流がほぼ一
定のレベルまで迅速に降下する約４ｍｓｅｃの間の過渡
的部分７７Ａと、電流がほぼ一定の約６７ＴＬｓｅｃの
間のはじめの部分７７Ｂと、電流がほぼ直線的に減少す
るおわりの部分７７Ｃとからなつている。過渡的部．分
７７Ａの間、ＬＣ回路に並列関係にある実効抵抗の値は
増加するが、フィルタ５１のＱの値は主に抵抗器７２の
値により決定され第４図ｆに示すようにわずかに変化す
るだけである。はじめの部分７７Ｂの間、フィルタ５１
のＱの値はほぼ一定に維持される。従つて、被測定物が
トランスジューサ要素から約１．５ｒｎ．の範囲内にあ
るときには、フィルタ５１の帯域幅およびアドミッタン
スはほぼ一定である。被測定物がトランスジューサ要素
から１．５７ＴＬ．以上離れている場合には、第４図ｇ
に示すように、フィルタ５１のＱの値が増加するにつれ
て帯域幅が漸次減少し、フィルタ５１のアドミッタンス
は減少する。フィルタのアドミッタンスが変化すること
は受信器の実効的利得が変化することであり、上述の原
理に従つて、被測定物がトランスジューサ要素から約１
．５ｍの範囲内にあるときには、実効利得は比較的小さ
くほぼ一定の値をとり、被測定物が上記範囲を越えると
実効利得は増加する。そして、４２７ＴＬ．Ｓの距離測
定時間のほぼ１１５乃至１１６に相当するほぼ９ｒｒＬ
ｓの間、帯域幅は比較的広くほぼ一定に保持され、距離
測定時間の残りの部分の間、帯域幅は漸次狭くなる。

換言すれば、近接位置（カメラから１．５ｍ，までの位
置）にある被測定物から反射音波を受ける距離測定時間
のはじめの部分においては帯域幅およびＱ等は一定とさ
れ、周波数変化部分のすべての周波数を確実に受信でき
るようになり、フィルタの起動を迅速化する。そして、
距離測定時間の残りの部分の間、帯域幅は狭くなり、信
号対雑音比が大きくなる。フィルタ５１の出力は増幅器
７１の入力端７１Ａに印加され、増幅器７１の入力イン
ピーダンスは高く、フィルタに大きな負荷がかかるのを
防止し、Ｑが低くなるのを防止する。Ｑ制御装置７６の
逆並列接続ダイオードおよびタップ７０が接地点に近い
位置に配設されているのでパルスの送信が制限されるが
、増幅器７１は依然としてオーバドライブ状態にある。
しかし、すぐにもとの状態にもどるように設計されてお
り、送信パルスに続く約０３ＴｒＬｓｅｃ後にフィルタ
を通つて反響信号を扱える。この増幅器の出力インピー
ダンスは低く、利得は６５ｄＢである〇増幅器７１の出
力は検出回路網６７に印加される。

検出回路網６７は、一般的なりランプ回路８０、ＲＣ積
分器８１および検出器８２をそなえる。回路８０はブラ
ンキングパルス発生器８３により駆動され、ブランキン
グパルス発生器８３はゲートパルス５８に応じて第４図
ｈに示すようなブランクパルス８５を発生する。パルス
８５は約１．５ｒｒＬ．ＳｅＣの間継続し、このパルス
が出力されている間、クランプ回路８０は検出器８２の
入力を接地電位に保持する。ブランキングパルスの発生
に続いて、フィルタ５１を通過し増幅器７１により増幅
された反響信号が整流され他のものと相互に関連づけら
れる。

積分器８１はある時間間隔（例えば０．２ｍｓｅｃ）内
に反響信号の数サイクルを受けて、そのコンデンサに電
圧を発生させ、その値を増幅器８４の閾値レベルに到達
させ、距離測定パルスを発生させるようになつている。
ここで使用される相互関連分析技術は入力信号の信号対
雑音比を改善するものではなく、カメラのレンズ台を動
かす機構に連結されている論理回路から発生する信号ス
パイクを弁別するためのフィルタをそなえるものである
。上述のように、可変Ｑフィルタは送信一受信時間にお
いて利得を増加させるものてある。しかしながら、増幅
器７１の利得はランプ信号発生器９６のような装置を用
いても送信一受信時間においノて変化させることができ
る。ランプ信号発生器９６はゲート信号発生器５２のゲ
ートパルスに応じて約４２ＴＬＳｅＣの所定送信一受信
時間の間増幅器７１に連続的に増加する利得制御信号を
印加し、時間の進行とともに増幅器の利得を実質的に連
続に７増加させる。上述の回路をほんのわずか変形させ
るだけで、種々の異つた態様で動作させることが可能で
ある。

好ましい実施例において説明したように、単ーパースト
信号すなわち１ＴｒＬｓｅｃの持続時間を有フする単一
送信パルスが使用される。増幅器の利得をランプ信号制
御しないこのような構成では、２５Ｇから約５Ｔｒ１，
の距離にある目的物を検出でき、この距離を測定するの
に必要な時間は約３５Ｔｒ１，ＳｅＣ以下である。増幅
器の利得をランプ信号制御した場合、検出距離の前記上
限が約９ｒｒＬ，となる。この実施態様はスナップ−シ
ョット型のカメラに好適である。その理由は、ただ１回
の手動操作をするだけで焦点合せおよび露出合せが完了
するからである。別の実施例においては、パースト信号
の変動部分は第６図に示すようにステップ状にディジタ
ル的に形成され、この場合、ゲート信号発生器５２から
出力される４２ＴＩ．ＳｅＣゲートパルス５８に応じて
、クロック信号発生器１２２およびプログラム制御分周
器１２４によりステップ状の周波数パルス１２０が発生
される。

第７図に示すように、パルス１２０は６５ＫＨＺから５
０Ｋ圧の間小さいステップの連続として減少していく。
別の動作態様としては、数種の異なつたパルスが使用さ
れ、各パルスが数種の異なつた距離の１つに対応してい
るものがあげられる。

例えば、短い幅のパルスが被測定物が１０Ｃ！ＲＬから
１７ＴＬの距離にある場合に使用され、第２のより長い
持続時間を有するパルスが被測定物がより遠い位置にあ
る場合に使用されている。フィルタのＱはパルス幅に応
じて調整されなければならない。ただし、Ｑの最大値は
異なつたパルスに対して異なつた値とされる。信号対雑
音比はパルス幅の平行根に比例するので、パルス幅を変
化させることにより測定距離を増させることができる。
装置が０．５ｍｓｅｃの幅のパルスを使用して５Ｔｒ１
．の距離を測定するようになつているとすれば、パルス
幅を最大５ｍ．ｓｅｃにすれは６．５ｍの距離にある被
測定物の情報も得ることができる。ただし、フィルタの
Ｑの値は１皓．に設定することが望ましい。本発明は、
動作中焦点が連続的に調整される映画カメラの使用に適
当な連続的パルス発生装置に使用することができる。

信号対雑音比を改良することにより完全な反響を得るこ
とができる。好ましい実施例のようにフィルタのＱを変
化させることはカメラの距離測定装置に使用する上で多
くの利点がある。第１に、多くの場合、第１図に示す本
発明の構成には別個のランプ利得制御回路を必要としな
い。第２に、変動部分を受信する・のに必要な整合フィ
ルタを必要としないので、回路が簡単となるとともに、
周波数変動部分（Ｃｈｉｒｐ）を使用して被写体が近い
位置にある場合の干渉に対する感度を減少させ、被写体
が遠い位置にある場合にもさほど大きな信号対雑音比を
必要としない。

第３に、絶対精度の向上が最も望まれる被写体が近い位
置にある場合には、フィルタのＱを小さくして立上り時
間を短くし、確実に高い精度が得られるようになつてい
る。最後に、フィルタ周波数に対する出力周波数の電子
的ドリクト、あるいは標的が動くことにより生じる周波
数変動（ドップラ効果）は被写体が遠い位置にある場合
にのみ影響があり、写真カメラにとつては問フ題となら
ない。ドリクトあるいは周波数変動が大きくなければな
るほど、より近い距離の測定に影響がある。Ｑの値が一
定の装置においては、すべての距離において徐々にふえ
ていくドクリトの影響は反射音波の全体的消失に匹敵す
る。上述の周波数の値、パルス幅等はほんの一例であつ
て、これらパラメータは本発明が適用される距離測定装
置の使用目的に応じて適当に選択したものである。

例えば、音響雑音および熱雑音が存在しても最も遠い距
離を信頼性高く測定できるよ・うに５０ＫＨｚの周波数
が選択されたのである。また、周波数を選択するにはト
ランスジューサの寸法、許容できる角度等も考慮される
。そして、上述のフィルタの実効抵抗を変化させる技術
もほんの一例である。

ＬＣ回路に抵抗を並列に持続するかわりに直列に接続で
きる。この場合、抵抗器の値を変える必要がある。また
、電流制御ダイオードを使用するかわりに、デプレショ
ンモードで動作する電界効果トランジスタを使用でき、
この場合、トランジスタを並列に接続して使用すること
が望ましい。距離測定装置１１と１１Ａはカメラだけで
なく広く一般的に使用できるものである。

例えば、これらの装置は、盲人を補助する装置、運搬手
段間の適当な間隔を保持するのを補助する装置、その他
距離情報を必要とするものすべてに適用し得る。上述し
た好ましい実施例の説明から本発明装置の改良点および
利点が明らかになつたであろう。

なお、本発明は特許請求の範囲の記載にのみ限定され、
その範囲および思想の範囲内において種々の変更あるい
は変形をなし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波距離測定装置の一実施例を
カメラに結合させた構成例全体を示すブ咄ンク図、第２
図は可変Ｑフィルタの理想的応答を示す特性図、第３図
は本発明による距離測定装置の好ましい実施例を示す回
路図、第４図は第３図の装置各部の理想的波形を示す波
形図、第５図は第３図の装置に使用される電圧発生器を
示す回路図、第６図は第３図の距離測定装置中に示され
たトランスジューサ駆動装置の別の実施例を示すブロッ
ク図、第７図は第６図の実施例から発生される超音波パ
ースト信号を示す波形図である。 １０・・・・・カメラ、１１・・・・・・距離測定装置
、１２・・・・ハウジング、１３・・・・・フィルム、
１４・・・・・・レンズ取付部材、１５・・・・・・光
軸、１６・・・・・・被写体、１７・・・・・・距離パ
ルス、１８・・・・・キイーイングパルス、１９・・・
・・・焦点合せ機構、２０・・・・論理回路、２１・・
・・・・距離信号、２２・・・・・・距離パルス発生器
、２３・・・・カウンタ、２４・・・・・・電動機、２
６・・・・・・補助パルス発生器、２７・・・・・・超
音波トランスジューサ、２７Ａ・・・・・・トランスジ
ューサ要素、２８・・送信パターン、２９・・・・・・
主ローブ、３０・・・・・・視界、３１・・・・・・サ
イドローブ、３２・・・・・・周波数変調器、３３，３
３Ａ・・・・・・受信器、３４・・・・・・先端検出器
、３５・・・・・・制御電圧発生器、３６・・・・・・
ブランキングゲート、３７・・・・・・前置増幅器、３
９・・・・フィルタ回路網、４０・・・・・・可変Ｑフ
ィルタ、４１・可変利得増幅器、４２・・・・・ルベル
検出器、４３，４６・・・・・・Ｑ制御回路、５０・・
・・・・変調器、５１・・・フィルタ、５２・・・・・
・ゲート信号発生器、５３・・電圧発生器、５４・・・
・・・電圧制御発振器、５５・・増幅器、５６・・・・
・・変圧器、５７・・・・・・減結合ダイオード、５８
・・・・・・ゲート信号、５９・・・・・電圧パルス、
６０・・・・・一次巻線、６１・・・・二次巻線、６２
・・ダイオードとコンデンサの組合せ回路、６４・・・
・反射音波、６５・・・・・前置増幅器、６６・・・・
・・Ｑ制御回路、６７・・・・・・検出装置、６８，６
９・・・・・・コンデンサ、７０・・・・・・タップ、
７１・・・・・高インピーダンス出力増幅器、７２・・
・・・・抵抗器、７３・・・・・・電流発生器、７４・
・・・・・ダイナミック可変抵抗装置、７５・・・・固
定抵抗器、７６・・・・・・Ｑ制御装置、８０・・・・
クランプ回路、８２・・・・・検出器、８３・・・・・
・ブランキングパルス発生器、８４・・・・・・増幅器
、８５・・・・ブランキングパルス、９６・・・・・・
ランプ信号発生器、９８・・・・・・パルス発生器、１
０３，１０５・・・・・・接続点、１０４，１０６・・
・・・・ダイオード、１０８・・・・・・出力軸、１１
０・・・・コンデンサ、１１２・・・・・抵抗器、１２
０・・・・・・パルス、１２２・・・・・・クロック信
号発生器、１２４・・・・・プログラム制御分周器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音波エネルギを有するバースト信号を被測定物に向
   つて送信する送信装置と、該被測定物から反射して戻つ
   てくる前記バースト信号の少くとも一部である反射音波
   を検出し、前記バースト信号の送信から前記反射音波の
   受信までの時間間隔から前記被測定物までの距離に関係
   する距離信号を発生する信号処理装置とをもつた音波に
   よる距離測定装置において、前記バースト信号がそのは
   じめの部分に高い周波数から低い周波数に周波数が変化
   する部分を有し、終りの部分に実質的に周波数一定の部
   分を有し、かつ該周波数一定部分の周波数が前記周波数
   変化部分の最も低い周波数に等しいかそれより低い周波
   数となるように前記送信装置を制御する制御装置を設け
   たことを特徴とする音波よる距離測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記周波数一定部
   分がバースト信号の長さの少くとも１／４を占めること
   を特徴とする音波による距離測定装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記バースト信号
   の周波数が変化する部分の周波数が約６５ＫＨｚから５
   ０ＫＨｚに減少するようにしたことを特徴とする音波に
   よる距離測定装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記周波数変化部
   分が不連続的に変化するようにしたことを特徴とする音
   波による距離測定装置。 ５ 特許請求の範囲第１項において、前記反射音波を検
   出して距離信号を発生する信号処理装置が、フィルタと
   、前記バースト信号の送信開始に続く所定時間間隔内に
   おいてこのフィルタの帯域幅を比較的大きい値と比較的
   小さい値の間で変化させる装置とをそなえることを特徴
   とする音波による距離測定装置。 ６ 特許請求の範囲第５項において、前記帯域幅を変化
   させる装置が、前記所定時間間隔のはじめの部分の間は
   前記帯域幅を比較的広くし、前記所定時間間隔の残りの
   部分の間は前記帯域幅を狭くするようにしたことを特徴
   とする音波による距離測定装置。 ７ 特許請求の範囲第５項において、前記帯域幅を変化
   させる装置が、前記所定時間間隔のはじめの約１／５の
   間前記帯域幅を比較的広く保持し、近接位置にある被測
   定物からの前記バースト信号のすべての周波数を確実に
   受信し得るようにし、前記所定時間間隔における時間の
   進行とともに前記帯域幅を比較的狭い値に次第に変化さ
   せて、遠い距離にある被測定物を測定する際の信号対雑
   音比を改良するようにしたことを特徴とする音波による
   距離測定装置。 ８ 特許請求の範囲第５項において、前記フィルタの帯
   域幅の中心周波数は前記バースト信号の周波数一定部分
   の周波数にほぼ等しく、前記所定時間間隔のはじめにお
   いては前記フィルタの帯域幅は前記バースト信号の周波
   数変化部分の周波数を包含するのに十分な広さを有し、
   前記所定時間間隔におけるその後の時間、前記帯域幅を
   減少して、近接位置にある被測定物から到達する早い反
   射音波に対する前記フィルタの帯域幅を遠い位置にある
   被測定物から到達する遅い反射音波に対する帯域幅より
   広くなるようにしたことを特徴とする音波による距離測
   定装置。 ９ 特許請求の範囲第５項において、前記フィルタのＱ
   が調整可能となつており、前記信号処理装置が、前記送
   信開始に続く所定時間間隔の間前記フィルタのＱを増加
   させるようプログラムされたＱ制御回路と、前記フィル
   タの出力を増幅する増幅器と、前記所定時間間隔の間前
   記増幅器の利得を増加させるようプログラムされた利得
   制御回路とをそなえることを特徴とする音波による距離
   測定回路。 １０ 特許請求の範囲第５項において、前記フィルタの
   帯域幅を変化させる装置が、前記フィルタに接続されて
   その抵抗の一部を形成するダイオードと、前記所定時間
   間隔の間前記ダイオードの動抵抗を変化させる装置とを
   そなえることを特徴とする音波による距離測定装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項において、前記ダイオー
   ドの動抵抗を変化させる装置が前記ダイオードに時間的
   に変化する直流電流を供給するようプログラムされた電
   流発生器をそなえることを特徴する音波による距離測定
   装置。 １２ 特許請求の範囲第５項において、前記バースト信
   号の発信開始から、この距離測定装置について予め定め
   られた測定範囲の最小値に関連したある所定時間の間、
   前記受信処理装置を不作動とする装置を設けたことを特
   徴とする音波による距離測定装置。 １３ 特許請求の範囲第５項において、前記受信処理装
   置の作動する時間を、この距離測定装置について予め定
   められた測定範囲の最大値に対応したある所定時間に限
   定したことを特徴とする音波による距離測定装置。