CN1073243C - 测距计 - Google Patents

Abstract

在一种测距计中，在光发射二极管发射光之前，通过断开第一和第二开关装置并接通第三和第四开关装置，对用于光发射的电容器充电。在光发射二极管发射光时，通过接通第一和第二开关元件并断开第三和第四开关装置，向发光二极管施加电容器的充电电压与直流电源的电压和。恒流控制电路控制第二开关元件以恒定电流工作，使恒定电流流过发光二极管，其中，恒流控制电路由三极管，用于电流限制的电阻器，二极管等组成。

Description

测距计

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。

在上述使用恒定电流工作的光发射元件的方法(3)中，在直流电源条件很坏(当在低温环境等条件下直流电源的内阻随电压降低而增加时)的条件下，当光发射元件发射光时，不可能有预定的电流流过光发射元件。

因此，本发明的目的是提供一种测距计，该测距计是这样获得被测距离信息的，它是通过向被照对象发射光并与光发射同步地对来自该被照对象的反射光进行检测来获得的，这样，光发射元件能够稳定和适当地发射光，并通过即使在低电压电源情况下也能够使光发射元件充分发挥作用和即使在电源电压降低时也完全能使这种光以稳定的发光量进行发射，从而能以高精度获得被测距离。

根据本发明第一种结构，上述目的可以用一种测距计来实现，这种测距计通过向被照物体发射光并与这种发射同步地检测来自被照物体的反射光来获得被测距离信息；

计测距计包括：

一个低电压的直流电源；

一个串联电路，由一个光发射元件和一个用于光发射的电容器组成；

第一和第二开关装置，分别连接在直流电源的两端之间和由光发射元件及用于光发射的电容器组成的串联电路上；

同时接通第一种第二开关装置，以便放电电流沿第一方向从用于光发射的电容器中流出；

第三和第四开关装置，分别连接在直流电源的两端之间和串联电路的用于光发射的电容器上；

同时接通第三和第四开关装置，以便充电电流沿不同于第一方向的第二方向流向用于光发射的电容器；

恒流控制装置，用于当接通第一和第二开关装置时，使光发射元件和用于光发射的电容器的串联电路以恒定电流工作；和

光发射控制装置，用于在光发射元件发射光之前，通过断开第一和第二开关装置和接通第三和第四开关装置而对用于光发射的电容器进行充电；

光发射控制装置，当光发射元件发射光时，通过接通第一和第二开关装置并断开第三和第四开关装置来向光发射元件施加用于光发射的电容器的充电电压与直流电源电压的和电压；和

光发射控制装置，使光发射元件以由恒流控制装置提供的恒定电流发射光。

根据本发明的第二种结构，这样构成恒流控制装置，即第一和第二开关装置至少有一个具有恒流特性。

根据本发明的第三种结构，这样构成恒流控制装置，即第一和第二开关装置之一是由第一三级管构成；

由恒流电路构成的恒流控制装置包括：

一个恒压元件，连接在第一三极管的基极和低压直流电源的一端之间；

一个发射极电阻，连接在第一三极管的发射极和直流电源的一端之间；

一个第二三极管，用于驱动以控制施加到恒压元件上的电流；

一个电阻，用于限制恒压元件的电流。

根据本发明的第四种结构，恒流电路具有一个不同于低压直流电源的恒压直流电源并与第二三极管相连，以使恒定电流流过恒压元件。

根据本发明的第五种结构，测距计还包括温度补偿装置，用于控制恒压直流电源的电压，从而消除因恒压元件温度的变化所引起的电压变化。

根据本发明的第六种结构，这样构成恒流控制装置，即第一和第二开关装置之一由第一三极管构成；

构成恒流控制装置的恒流电路包括：

一个恒压元件，连接在第一三极管的基极和低压直流电流的一端之间；

一个发射极电阻，连接在第一三极管的发射极和直流电源的一端之间；和

恒流装置，用于恒定控制施加到恒压元件上的电流。

根据本发明的第七种结构，恒流装置有一个耗尽型场效应管和一个连接在场效应管的源极和栅极之间的用于限制电流的电阻器。

根据本发明的第八种结构，用于限制电流的电阻器具有温度补偿特性，以消除恒压元件的温度变化。

根据本发明的第九种结构，恒压元件由多个二极管构成，用于电流限制的电阻器由热敏电阻构成。

根据本发明的第十种结构，恒压元件由多个二极管构成，用于电流限制的电阻器由一个热敏电阻和一个电阻器构成的串联电路组成。

根据本发明的第十一种结构，这样构成恒流控制装置，即第一和第二开关装置之一由第一三极管构成；

构成恒流控制装置的恒流电路包括；

一个恒定电压的电阻器，连接在第一三极管的基极和低压直流电源的一端之间；

一个发射极电阻，连接在第一三极管的发射极和直流电源的一端之间；和

恒流装置，用于恒定控制施加到恒定电压的电阻器上的电流。

在上述测距计中，在光发射元件发射光之前，通过断开第一和第二开关装置以及接通第三和第四开关装置而对用于光发射的电容器进行充电。当光发射元件发射光时，通过接通第一和第二开关装置并断开第三和第四开关装置，来向光发射元件施加用于光发射的电容器充电电压与电流电源电压的和电压。光发射元件以恒流控制装置提供的恒定电流发射光。这样，光发射元件以倍增电压和恒定电流工作。

因此，即使是电源电压很低时光发射元件也能充分实现其性能。而且，即使在电源电压下降时，光发射元件也能保证发射稳定的光量。所以，光发射元件能够稳定而合乎要求地发射光。这样，测距计就可以具有高的距离测量精度。

此外，不需要使用带有一个接口的昂贵的积分电路来控制光发射元件以恒定电流工作。

光发射元件的电流与恒流电路的电源分开。因此，即使光发射元件的电源电压发生变化，恒压元件的电压也不会变化。所以，能对光发射元件进行恒流控制。

通过对恒压元件的温度变化进行补偿，而使光发射元件的恒流控制与温度无关。由于流过恒压元件的恒定电流与电源电压无关，所以，对光发射元件的恒流控制与电源电压无关。

而且，通过对一个二极管的温度变化进行补偿，而使对光发射元件的恒流控制与温度无关。

本发明进一步的目的和优点通过下面参考附图对本发明最佳实施例的说明而变得更加清楚。

图1是表示本发明第一个实施例的测距计主体结构的电路图；

图2是说明图1所示的测距计工作状态的时间图；

图3是表示本发明第二个实施例的测距计主体结构的电路图；

图4是表示本发明第三个实施例的测距计主体结构的电路图；和

图5是表示本发明第四个实施例的测距计主体结构的电路图。

下面参照附图对本发明测距计的这些最佳实施例进行具体说明。

图1是表示本发明第一个实施例的测距计主体结构的电路图。

图1所示的测距计具有一个直流电源E1，一个发光二极管L，一个用于光发射的电容器C，三极管Q1到Q4，二极管D1,D2以及电阻器R1到R8。

三极管Q1、Q2和Q3分别构成开关元件SW1、SW2和SW3作为第一到第三开关装置。二极管D1构成第四开关元件SW4。例如，二极管D2由两个二极管相互串联构成并形成一个恒压元件。

构成这个恒压元件的二极管D2可以由一个二极管构成，也可以由多个二极管相互串联构成以获得所需的电压。光发射二极管L例如由一个红外发光二极管构成并形成一个光发射元件。由未说明的控制电路分别向充电控制端T1和光发射控制端T2提供一个充电信号和一个光发射信号。

直流电源E1具有低电压。在这种情况下，直流电源E1由电池构成。作为光发射元件的发光二极管L和用于光发射的电容器C相互串联以形成一个串联电路。

作为第一开关元件SW1的三极管Q1连接在发光二极管L和直流电源E1的一端，即其正极侧之间。作为第二开关元件SW2的三极管Q2连接在用于光发射的电容器C和直流电源E1的另一端，即其负极侧(一个公共接地侧)之间。

更具体地讲，三极管Q1的发射极与直流电源E1的正极侧相连。三极管Q1的集电极与发光二极管L的正极相连。三极管Q2的集电极与用于光发射的电容器C相连。三极管Q2的发射极通过电阻器R1与直流电源E1的负极侧相连。电阻器R5连接在三极管Q1的发射极和基极之间。电阻器R6连接在三极管Q1的基极和三极管Q2的集电极之间。极性如图1所示的作为恒压元件的二极管D2连接在三极管Q2的基极和直流电源E1的负极侧之间。

同时接通三极管Q1和Q2，以便沿作为第一方向的发光二极管L的正向对用于光发射的电容器C的充电电荷进行放电。作为第三开关元件SW3的三极管Q3连接在用于光发射的电容器C和直流电源E1的一端，即其正极侧之间。作为第四开关元件SW4的二极管D1连接在用于光发射的电容器C和直流电源E1的另一端，即其负极侧之间。

更具体地讲，三极管Q3的发射极与直流电源E1的正极相连。三极管Q3的集电极与用于光发射的电容器C和三极管Q2的集电极的连接点相连接。二极管D1的正极连接在用于光发射的电容器C和发光二极管L阴极的连接点上。二极管D1的阴极与直流电源E1的负极相连。电阻器R7连接在三极管Q3的发射极和基极之间。三极管Q3的基极通过电阻器R8与充电控制端T1相连。

三极管Q3和二极管D1同时导通，以便充电电流沿第二方向流过用于光发射的电容器C。

用于驱动的第二三极管的三极管Q4连接在直流电源E1的正极侧和二极管D2的正极之间。二极管D2的正极与三极管Q2的基极相连。

即，三极管Q4的发射极与直流电源E1的正极相连。三极管Q4的集电极通过电阻器R2与二极管D2的正极相连。电阻器R3连接在三极管Q4的发射极和基极之间。三极管Q4的基极通过电阻器R4与光发射控制端T2相连。

三极管Q2、Q4和二极管D2构成一个恒流控制电路，其用于使发光二极管L和用于光发射的电容器C的串联电路以恒定电流工作。

在发光二极管L发射光之前，一个没有表示出的光发射控制部分向充电控制端T1提供充电信号，从而使三极管Q1和Q2截止，三极管Q3和二极管D1导通。这样，对用于光发射的电容器C进行充电，当发光二极管L发射光时，光发射控制部分向光发射控制端T2提供光发射信号，从而使三极管Q1和Q2导通，三极管Q3和二极管D1截止。这样，向发光二极管L施加用于光发射的电容器C的充电电压和直流电源E1的电压之和。而且，发光二极管L借助上述恒定电流控制电路提供的恒定电流发射光。

下面参照图2所示的时间图详细说明具有上述构成的测距计的工作情况。

图2表示了施加到发光射控制端T2上的光发射信号的波形，提供到充电控制端T1上的充电信号的波形，和由电池组成的直流电源E1的端电压的波形。图2还表示了在电阻器R1两端的电压(与作为光发射元件的发光二极管L的光发射量成正比)的波形，和用于光发射的电容器C正和负侧电位的波形。

当开始距离测量工作时，通过向充电控制端T2提供一个充电信号(作为低压激励信号“L”)，使作为第三开关元件SW3的三极管Q3导通。而且，作为第四开关元件SW4的二极管D1也导通。这样，开始对用于光发射的电容器C充电。这时，通过向光发射控制端T2提供光发射信号，而使作为第一和第二开关元件SW1和SW2的三极管Q1和Q2截止。用于光发射的电容器C通过三极管Q3迅速充电。

当用于光发射的电容器C迅速完成充电后，通过向光发射控制端T2提供光发射信号(一个低电压激励信号“L”)，以使作为第一和第二开关元件SW1和SW2的三极管Q1和A2导通。而且，通过向充电控制端T1提供充电信号，而使作为第三和第四开关元件SW3和SW4的三极管Q3和二极管D1截止。这样，向作为光发射元件的发光二极管L施加用于光发射的电容器C的充电电压与直流电流E1的电压的和电压。

用这个电压使发光二极管L发射光以把所发射的光照射到被拍摄物体上。这时，通过作为第二开关元件SW2的三极管Q2，把流过发光二极管L的电流控制为恒定电流。因此，用于光发射的电容器C也以恒速放电，以使发光二极管L的光发射量保持稳定。

与发光二极管L的光发射同步地检测在被拍摄物体上的反射光，从而测量出到被拍摄物体的距离。根据这个距离的测量结果来移动摄像机的镜头，从而实现自动聚焦控制。

因此，所产生的噪音量很小，在短时间内可以获得很高的能量，而且光发射元件能连续发射光。此外，由作为第二开关元件SW2的三极管Q2实现恒定电流控制，从而简化恒定电流控制的构成设计。

施加到发光二极管L上的电压是用于光发射的电容器C的充电电压和直流电源E1的电压的和电压。因此，如图2所示，即使在直流电源E1的电压因电池消耗而下降时，施加到发光二极管L上的电压也可以设置得很高。所以，发光二极管L的光发射量不会产生变化。

这样，可以在很宽的直流电流E1的电压范围上获得稳定的高输出。

发射极电阻R1连接在三极管Q2的发射极和直流电源E1的负极侧之间。作为恒压元件的二极管D2连接在三极管Q2的基极和直流电源E1的负极侧之间。因此，流过作为恒压元件的二极管D2的电流可以保持恒定而与直流电源E1的电压无关，从而可以获得非常好的恒压特性。而且，用于控制光发射的三极管Q4可以与直流电源直接连接。

对于分别构成第一和第二开关元件SW1和SW2的三极管Q1和Q2中有一个能保证恒流特性就足够了。但是，如在图1所地的上述结构中，很容易抑制作为第二开关元件SW2的三极管Q2的基极电位的变化。因此，希望构成使三极管Q2具有恒定电流特性的测距计。

可以用一个电阻器取代三极管Q3来构成第三开关元件SW3。但是，需要使用作为第三开关元件SW3的三极管Q3来对用于光发射的电容器C进行快速充电，并在光发射期间，不会有过电流流过作为光发射元件的发光二极管L。

可以用一个三极管或一个电阻器取代二极管D1来构成第四开关元件SW4。但是，由于在作为光发射元件的发光二极管L发射光期间，可以通过把电容器的一部分或非负侧端电接地来形成第四开关元件SW4，所以，用二极管D1作为第四开关元件是合乎要求的。

图3是表示本发明第二个实施例的测距计主要部分构成的电路图。

在图3中，与图1中相似的构成部分采用相同的参考标号并在下面省略对这些部分的说明。

图3所示的测距计具有与第一直流电源E1分开并能进行电压控制操作的第二低压直流电源E2。

电阻器R3的一端与三极管Q4的基极相连。三极管Q4的发射极和电阻器R3的另一端不是与第一直流电源E1的正极侧相连，而是与第二直流电源E2的正极侧相连。

例如，把设置在用于摄像机控制的中央处理单元(CPU)上的恒定输出接口用作第二直流电源E2。第二直流电源E2的负极侧(一个公共接地侧)与第一直流电源E1的负极侧(一个公共接地端)相连。

在这种情况下，用于使发光二极管L与用于光发射的电容器C的串联电路以恒定电流工作的一种恒定电流控制电路由三极管Q4，二极管D2，电阻器R1,R2和第二直流电源E2组成。

在下面的说明中，三极管Q2的基极和发射极之间的电压为VBE。二极管D2两端产生的电压为VF。电阻器R1的电阻值为R1。在这种情况下，由下式决定流过作为光发射元件的发光二极管L的电流1L。

                  IL=(VF-VBE)/R1

一个恒压元件合乎要求的是由包括一个或多个二极管的二极管D2构成。这个恒压元件也可以由一个电阻器，一个恒压二极管等组成。

在用电阻器构成恒压元件时，会产生下列问题。

即，电阻器R2的电阻值要小以使流过三极管Q2的基极电流量大到一定程度。与此相反，当由这个电阻器R2产生的电压非常高的时候，由电压倍增器产生的电压就变得毫无意义了。因此，考虑到这个电压，电阻器R2的电阻值也要小。

这样，就需要第二直流电源E2和三极管Q4是这样的，即既使在流过第二直流电源E2和三极管Q4的电流大到一定程度的时候，第二直流电源E2和三极管Q4的每一个的电特性不发生变化。

当恒压元件由一个恒压二极管构成时，恒压二极管的电压会因电流的变化而发生很大变化。而且，与上述电阻器的情况相似，当将恒压二极管的电压值设置的非常大的时候，电压倍增器变得毫无用处。

因此，由于以上原因需要用二极管作为恒压元件。

在这样一种结构中，作为恒压元件的二极管D2可以以恒定电流进行工作，从而改善恒压特性。由此，可以提高上述恒定电流控制电路的恒定电流特性。

由二极管D2产生的电压VF随温度变化。因此，如果控制上述第二直流电源E2的电压，使这个电压根据环境温度变化，则流过二极管D2的电流发生变化，这样二极管D2产生的电压VF可以保持不变。

图4是表示本发明第三个实施例的测距计主要部分构成的电路图。在图4中，与图1相似的构成部分采用相同的参考标号进行标记，并在下面省略对这些部分的详细说明。

在图4所示的测距计中，在三极管Q4的集电极和限流电阻器R2的一端之间连接一个场效应管(FET)Q5的源-漏电路。FET Q5的栅极连接在电阻器R2的另一端与二极管D2的连接点上。

在这种情况下，通过FET Q5和电阻器R2所组成的反馈回路，使流过作为恒压元件的二极管D2的电流保持恒定。不需要用图2所示的第二直流电源E2来保持二极管D2所产生的电压不变。

因此，通过一个简单的结构设计就可以提高由发光二极管L和用于光发射的电容器C所组成的串联电路以恒定电流工作的特性。

FET Q5是一种耗尽型的场效应管。在这种类型的场效应管中，即使栅极电压等于零，FET Q5的漏极电流也能流动。而且，在这种类型的场效应管中，即使在道沟宽度变窄的情况下，通过附加栅极电压也可以实现FET的控制操作。

图5是表示本发明第四个实施例的测距计主要部分构成的电路图。

在图5中，与图4相似的构成部分用相同的参考标号进行表示，而且，在下面省略对这些部分的详细说明。

在图5所示的测距计中，用电阻器R9取代二极管D2作为恒压元件。

当FET Q5的漏极电流为ID，则三极管Q2的基极电位由漏极电流ID与电阻器R9的电阻值的乘积来决定。因此，可以由在元件间耗散小而且能便宜制造的电阻器构成恒压元件。

可以用具有消除象二极管D2等这样的恒压元件的温度变化的温度特性的限流电阻器元件来取代限流电阻器R2。

可以用一个热敏电阻作为这个具有消除恒压元件温度变化的温度特性的限流电阻器元件。另一方面，可以用一个热敏电阻和一个电阻器的串联电路作为这个限流电阻器元件。在这种情况下，可以获得这样的测距计，其部件数量减少了而且可以低成本进行温度补偿。

上述构成可以不限于测距计的光发射电路，而是还可以用作摄像机辅助光的光源，防止红光的光源等。

在不离开本发明的特点的情况下可以对本发明进行多种改进变化。

如上详细说明的那样，在测距计中采用本发明的第一种结构用于通过向被拍摄物体发射光并与光发射同步地检测由被拍摄物体所反射的光来获得被测距离信息。该测距计包括：

一个低电压的直流电源；

一个串联电路，由一个光发射元件和一个用于光发射的电容器组成；

第一和第二开关装置，分别连接在直流电源的两端和由光发射元件及用于光发射的电容器构成的串联电路之间；

同时接通第一和第二开关装置，以便使放电电流沿第一方向从用于光发射的电容器中流出。

第三和第四开关装置，分别连接在直流电源的两端和串联电路的用于光发射的电容器之间；

同时接通第三和第四开关装置，以便使充电电流沿不同于第一方向的第二方向流向用于光发射的电容器；

当第一和第二开关装置接通时，恒流控制装置使光发射元件与用于光发射的电容器的串联电路以恒定电流工作；和

在光发射元件发射光之前，通过断开第一和第二开关装置及接通第三和第四开关装置，光发射控制装置对用于光发射的电容器进行充电；

在光发射元件发射光时，通过接通第一和第二开关装置并断开第三和第四开关装置，光发射控制装置向光发射元件施加用于光发射的电容器的充电电压与直流电源的电压的和电压；和

光发射控制装置以恒流控制装置提供的恒定电流从光发射元件发射光。

上述光发射元件以倍增电压和恒定电流进行工作。因此，即使在电源具有低电压的时候，也能充分实现光发射元件的性能。而且，即使当电源电压降低的时候，也能确保光发射元件光发射的量稳定。因此，光发射元件能够在很宽的电源电压范围上稳定而适当地发射光。这样，就能够提供一种具有高的距离测量精度的测距计。

根据本发明的第二和第三种构成，测距计中的第一和第二开关元件的每一个都具有恒流特性。恒流电路由最少数量的部件构成，从而可以降低测距计的成本。

根据本发明的第四种构成，可以提高恒流电路的恒流特性。

根据本发明的第五种构成，对于温度变化，恒流电路可以稳定地保持其恒流特性。

根据本发明的第六种构成，电流可以保持恒定地流过恒压元件而与电源电压无关。因此，用于驱动的三极管可以与具有低电压的直流电源直接连接。因此，不需要使用与具有低电压的直流电源分开的直流电源。

根据本发明的第七种构成，可用少量部件构成恒流电路。

根据本发明的第八种构成，对于温度变化，能够稳定地获得恒压特性，而不用使用与具有低电压的直流电源分开的直流电源。

根据本发明的第九和第十种构成，可以用最少量的部件构成温度补偿电路，而不用使用与具有低电压的直流电源分开的第二可变直流电源。还可以用最少量部件构成温度补偿电路，而不用使用为获得温度信息所用的积分电路。因此，可以降低测距计成本。

根据本发明的第十一种构成，即使在电源电压发生变化时，电流也能保持恒定地流过恒定电压所用的电阻器。因此，可以使用低成本的电阻器，而不用使用象二极管这样的相对贵一些的恒压元件，从而可以降低测距计的成本。

在不离开本发明的实质和范围的情况下本发明可以有非常多的不同的实施例。除了所附的权利要求书限定的范围以外，应该知道，本发明不限于说明书所说明的这些具体的实施例。

Claims (11)

1．一种测距计，用于通过向被拍摄物体发射光并与光发射同步地检测由被拍摄物体反射的光来获得被测距离信息；

该测距计包括：

一个低电压的直流电源(E1)；

一个串联电路，由一个光发射元件(L)和一个用于光发射的电容器(C)构成；

第一和第二开关装置(Q1,Q2)，分别连接在所说的直流电源的两端和由所说的光发射元件与用于光发射的电容器组成的串联电路之间；

第一和第二开关装置(Q1,Q2)同时接通，以使放电电流沿第一方向从所说的用于光发射的电容器(C)中流出；

第三和第四开关装置(Q3,D1)，分别连接在所说的直流电源两端和所说串联电路的用于光发射的电容器之间；

第三和第四开关装置(Q3,D1)同时接通，以使充电电流沿与所说的第一方向不同的第二方向流入所说的用于光发射的电容器(C)中；

当所说的第一(Q1)和第二开关(Q2)接通时，恒流控制装置使光发射元件(L)和用于光发射的电容器(C)的串联电路以恒定电流工作；和

在所说的光发射元件发射光之前，通过断开所说的第一和第二开关装置(Q1,Q2)并接通所说的第三和第四开关装置(Q3,D1)，光发射控制装置(L)对用于光发射的电容器(C)进行充电；

在所说的光发射元件(L)发射光时，通过接通所说的第一和第二开关装置(Q1,Q2)并断开所说的第三和第四开关装置(Q3,D1)，光发射控制装置向所说的光发射元件施加所说的用于光发射的电容器的充电电压和所说的直流电源电压的和电压；和

光发射控制装置(L)以所说的恒流控制装置提供的恒定电流由所说的光发射元件发射光。

2．如权利要求1所述的一种测距计，其中这样构成恒流控制装置，以使得第一和第二开关装置(Q1,Q2)的至少一个具有恒流特性。

3．如权利要求2所述的一种测距计，其中这样构成恒流控制装置，以使得第一和第二开关(Q1,Q2)装置中的一个由第一晶体管构成；

构成恒流控制装置的恒流电路包括：

一个恒压元件(D2)，连接在所说第一晶体管的基极和低压直流电源(E)的一端之间；

一个发射极电阻(R1)，连接在所说第一晶体管的发射极和所说直流电源的所说一端之间；

一个驱动用第二晶体管(Q4)，用于控制施加到所说恒压元件上的电流；

和一个电阻，用于限制所说恒压元件的电流。

4．如权利要求3所述的一种测距计，其中恒流电路具有一个恒压直流电源，所述恒压直流电源不同于所说的低压直流电源，并且所述恒压直流电源与第二晶体管相连，以使恒定电流流过恒压元件。

5．如权利要求4所述的一种测距计，其中测距计还包括温度补偿装置，用于控制恒压直流电源的电压，以消除恒压元件因温度变化所产生的电压变化。

6．如权利要求2所述的一种测距计，其中这样构成恒流控制装置，以使得第一和第二开关装置(Q1,Q2)之一由第一晶体管构成；

构成恒流控制装置的恒流电路包括：

一个恒压元件，连接在所说的第一晶体管的基极和低压直流电源的一端之间；

一个发射极电阻，连接在所说的第一晶体管的发射极和所说的直流电源的所说一端之间；和

恒定电流装置对施加到所说恒压元件上的电流进行恒定控制。

7．如权利要求6所述的一种测距计，其中恒定电流装置具有一个耗尽型场效应管(Q5)和一个连接在所说场效应管的源极和栅极之间用于限制电流的电阻器(R2)。

8．如权利要求7所述的一种测距计，其中用于电流限制的电阻器具有温度补偿特性以消除恒压元件的温度变化。

9．如权利要求8所述的一种测距计，其中恒压元件由多个二极管构成，用于限制电流的电阻器由热敏电阻构成。

10．如权利要求8所述的一种测距计，其中恒压元件由多个二极管构成，用于限制电流的电阻器由一个热敏电阻和一个电阻器的串联电路构成。

11．如权利要求2所述的一种测距计，其中这样构成恒流控制装置，以使得第一和第二开关装置之一由第一晶体管构成；

构成恒流控制装置的恒流电路包括：

一个恒压电阻器，连接在所说的第一晶体管的基极与低压直流电源的一端之间；

一个发射极电阻，连接在所说的第一晶体管的发射极和所说的直流电源的所说一端之间；和

恒定电流装置对施加到所说的恒压电阻器上的电流进行恒定控制。

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