[发明专利]测距计

说明书

本发明涉及一种测距计，其通过向被照对象发射光并与发射光同步地检测来自被照对象的反射光，来获得被测距离的信息。本发明尤其涉及一种摄像机所使用的测距计中的从发光元件有效发光的装置。

已知一种所谓有源型的测距计用在摄像机中作为测距计。在这种有源型的测距计中，通过控制发光元件，向被照对象发射光，检测来自被照对象的反射光并对这种反射光进行处理，从而获得被测距离的信息。通过所测得的距离信息就可以测出从摄像机到被照物体的距离。

通常将这种类型的测距计，分为同步检测系统和单触发系统两个系统。在同步检测系统中，使光发射元件间歇地工作并且在光发射元件工作的同时同步地检测反射光。对反射光进行同步积分，从而检测出从摄像机到被照对象的距离。在单触发系统中，用单触发脉冲启动光发射元件从而通过一次光发射获得一次被测距离的信息。

通常采用红外发光二极管作为光发射元件。在同步检测系统中，这种红外发光二极管在几百毫安的驱动电流下进行工作，而在单触发系统中则在约几安的驱动电流下进行工作，以便获得足够的光发射功率。在摄像机的测距计中，采用电池作为上述红外发光二极管的电源。

但是，电池在使用中会被消耗从而使电源电压下降。而且，在低温环境等条件下会增加电池的输出电阻，从而很难输出具有预定电压的大电流。与此相比，能够以低电压获得充足光发射量的红外发光二极管的种类很少而且这些红外发光二极管很昂贵。

在同步检测系统中，把电池电压设置在约1.5伏到2.0伏就足以使红外发光二极管工作。但是，在单触发系统中，就需要把电池电压设定为等于或大于2.5伏。因此，与同步检测系统相比，在单触发系统中选择能够获得足够光发射量的红外发光二极管通常是困难的。总的来说，在同步检测系统中使用红外发光二极管不存在问题，而在单触发系统中就会有问题。

近来变焦摄像机的焦距有所增加。因此，摄像机免不了要远距离测量被照对象的距离。光必须远距离合适地照到被照物体上以精确地测量长距离。因此，在同步检测系统中需要光发射元件在其最大值条件下进行工作。

下列技术是通常已知的作为使光发射元件在其最大值条件下工作的技术。

(1)使用DC-DC转换器等提高低压直流电源的电压，从而提高施加到光发射元件上的电压。

(2)使用电压倍增电路提高施加到光发射元件上的电压。

例如，63-171313号公开的日本专利申请披露了一种使用电压倍增电路的技术。在这种技术中，用于光发射的电容器在电池检查时充电。在光发射时向光发射元件施加充电电压和电源电压之和。

具体地讲，上述63-171313号公开的日本专利申请所披露的装置具有一个直流电源，一个由用于光发射的电容器构成的第一串联电路和一个与这个直流电源相连用于电池检测的等效荷载。这个装置还具有一个形成稳压源的电容器，这个电容器通过第一开关装置与第一串联电路相并联。这个装置在直流电源的一端和用于光发射的电容器与用于电池检测的等效荷载连接点之间还有第二开关装置。这个装置还具有一个第二串联电路，第二串联电路由第三开关装置和一个光发射元件组成，该光发射元件设置在直流电源另一端和与用于光发射的电容器的连接点相对的侧点之间。当检测电池时，接通第一和第二开关装置，并用由直流电源产生的电压和用于光发射的电容器的充电电压的电压之和对形成稳压源的电容器进行充电。在测量距离时，接通第二和第三开关装置并向光发射元件施加上述电压之和。

(3)光发射元件在恒定电流下工作可以获得稳定的高输出。

例如，62-156631号公开的日本专利申请披露了一种光发射元件在恒定电流下工作的技术。在这种技术中，光发射元件根据用于光发射的电容器的充电电压用恒定电流进行工作。

1-199109号公开的日本专利申请披露的内容是通过光发射元件多次发射光来获得可靠的被测距离信息。

但是，上述的一般方法具有下列缺点。

在上述提高直流电压的方法(1)中，要为用于提高这个直流电压的各部件增加成本并要为安装这些部件提供大的空间。消耗无用能量提高直流电压。而且，使直流电压达到预定电压要花费时间。因此，这种方法对于象在同步检测系统中由光发射元件连续发射光来进行距离测量的情况是不适合的。

在上述使用电压倍增电路的方法(2)中，存在一个流过光发射元件的电流不恒定的问题。而且，用于光发射的电容器的电压取决于直流电源对该电容器充电的电压。因此，在电源电压的宽范围上要稳定地获得高输出是困难的。