距离测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种距离测量装置，该距离测量装置确定从该距离测量装置到目标的距离，本发明还涉及进行此工作的相应方法。
【背景技术】
[0002]距离测量装置的方法是通过确定一束光脉冲的飞行时间来测量到目标的距离。本领域已知的提供这样的距离测量装置，其向目标发送精密定时的光脉冲并且对由此反射回来的光进行门控测量。光脉冲的飞行时间通过关系d=c X Atd/2与目标的范围简单地相关，此处d为到目标的距离，c表示光在所传播的介质中的速度，而△ td则为从光脉冲发射到它的探测之间的时间延迟。
[0003]本领域已知有几种包含时间门控探测方案的距离测量装置。作为众所周知的方案，距离测量装置向目标发送光脉冲并且用光传感器(典型的是将入射光转换成电压/电流)记录从目标反射回来的光，这里采用在时间上相等的两个门控时间间隔。从光源发射的光脉冲典型地由提供数字脉冲的脉冲发生器驱动。第一门控时间间隔典型地与数字脉冲同步，使得它的起始跟该数字脉冲的起始同步，而另一门控时间间隔起始于该数字脉冲的结束。两个门控时间间隔之间的持续期一般设置为与该数字脉冲的宽度相等。在一类测量方法中的目标范围由第一个门控时间间隔期间所接收到的反射光量与第一门控时间间隔内以及第二门控时间间隔内各自接收到的两部分反射光的量之和的比值来确定。
[0004]对于安全应用而言(例如汽车应用的安全功能)，现有的距离测量装置不够精确。数字脉冲的同步会产生误差。而且会引入数字脉冲宽度变化和延迟，其随诸如电源电压、温度之类的环境参数或者电子部件参数变化(这些参数在其标称值附近漂移)而变化。存在的解决方案是在距离测量装置的存储器里储存校正数据表。然而，这类方案无法充分补偿实际存在的上述变化。这类方案费时、费事并且实施起来也费钱。
[0005]本发明的一个目的是提供改进的距离测量装置和进行此工作的相应方法以便克服这些问题。本发明的一个目的是通过准确确定被发射光脉冲的长度及其起始时间来准确地确定目标的距离。
【发明内容】
[0006]一个方面是提供一种确定从单元到目标的距离d的方法，该方法包括以下步骤: 借助于使被发送的电流脉冲II通过发光组件，从所述组件向所述目标发送光脉冲；测量通过该发光组件的电流II或该发光组件两端的电压，并且确定当该值达到预定的第一阈值THL1时的时点T0，和确定当该值降到预定的第二阈值THL2时的时点T1;用时间点T1定义两个时间窗口 ；通过光传感器，在所述单元处接收来自所述目标的反射光脉冲；在两个时间窗口期间积分所述光传感器内的反射光强度的测量值以提供两个值(Q1/Q3和Q2/Q4);以及从这些值、T0与T1之差(T1-T0)以及光速c确定飞行时间。
[0007]在一个较佳的实施例中，用于确定从单元到目标的距离d的方法可包括以下步骤:
借助于让被发送的电流脉冲11流过发光组件，从所述组件发送光脉冲到所述目标的步骤；测量流过所述发光组件的电流II或加在所述发光组件两端的电压，并且确定当该值达到预定的第一阈值THL1时的时点T0，和确定当该值降到预定的第二阈值THL2时的时点T1的步骤；通过光传感器，在所述单元处接收来自所述目标的反射光脉冲的步骤；在时刻TO和T1之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q1的步骤；在时刻T1和T2之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q2的步骤，此处T2是等于 T0+(2*(T1-T0))的时间点；从公式 d = V2 X c X (T1-T0) x (Q1/(Q1+Q2))来确定距离d的步骤。
[0008]在另一个优选实施例中，一种用于确定从单元到目标的距离d的方法可包括以下步骤:
借助于让电流脉冲II流过发光组件以从所述组件发送光脉冲到所述目标的步骤；测量流过所述发光组件的电流II或加在所述发光组件两端的电压，并且确定当该值达到预定的第一阈值THL1时的时点T0，和确定当该值降到预定的第二阈值THL2时的时点T1的步骤；在所述单元处通过光传感器接收来自所述目标的反射的光脉冲的步骤；测量流过所述光传感器的电流Ipd或者在所述光传感器两端的电压，并且确定当该值达到预定的第三阈值THL3时的时点TA，以及确定当该值降到预定的第四阈值THL4时的时点TB的步骤；在时刻TA和T1之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q3的步骤；在时刻T1和TB之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q4的步骤；从公式d=V2 X c X (T1-T0) X (Q3/ (Q3+Q4))来确定距离 d的步骤。
[0009]反射光强度的测量值可为流过光传感器的电流Ipd。
[0010]可通过在时刻T0和T1之间用恒定电流Ic将数值C1的第一电容器充电到电压值VC1来确定(T1-T0)的数值，并且其中T1-T0=(VC1 X Cl)/Ic ο
[0011]阈值THL1和THL2可相等。
[0012]在另一个实施例中，提供了一种用于确定从单元到目标的距离的装置，该装置包括:
装置，用于通过使电流脉冲II通过发光组件，从所述组件向所述目标发送光脉冲；装置，用于测量通过所述发光组件的电流II或所述发光组件两端的电压，并且确定当该值达到预定的第一阈值THL1时的时点T0，和确定当该值降到预定的第二阈值THL2时的时点T1;装置，用于用时间点T1定义两个时间窗口 ；装置，用于通过光传感器，在所述单元处接收来自所述目标的反射光脉冲；装置，用于在两个时间窗口期间积分所述光传感器内的反射光强度的测量值以提供两个值(Q1/Q3和Q2/Q4);以及装置，用于从两个值(Q1/Q3和Q2/Q4)、T0与T1之差(T1-T0)以及光速c确定飞行时间。
[0013]在另一个优选实施例中，用于确定从单元到目标的距离的装置还包括:
装置，其借助于让被发送的电流脉冲II流过发光组件，从所述组件发送光脉冲到所述目标；装置，用于测量流过所述发光组件的电流II或加在所述发光组件两端的电压；装置，用于确定当所述电流II的值达到预定的第一阈值THL1时的时点T0，和装置，用于确定当该值降到预定的第二阈值THL2时的时点T1;装置，用于确定时点T2，其中，T2是等于T0+(2*(T1-T0))的时间点；装置，用于接收反射脉冲；装置，用于在时刻Τ0和Τ1之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q1，并且在时刻T1和T2之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q2，此处T2是等于T0+(2*(T1-T0))的时间点；装置，用于从公式d = V2 X c X (Tl-TO) x (Ql/(Q1+Q2))来确定距离d。
[0014]在另一个优选实施例中，一种用于确定从单元到目标的距离d的装置可包括: 装置，用于借助于让被发送的电流脉冲II流过发光组件以从所述组件发送光脉冲到所述目标；装置，用于测量流过所述发光组件的电流II或加在所述发光组件两端的电压，并且确定当所述电流II的值达到预定的第一阈值THL1时的时点T0，和装置，用于确定当该值降到预定的第二阈值THL2时的时点T1;光传感器装置，用于接收来自所述目标的反射光脉冲；装置，用于测量流过所述光传感器装置的电流Ipd或者在所述光传感器装置两端的电压，和装置，用于确定当通过光传感器的所述电流Ipd的值达到预定的第三阈值THL3时的时点TA，以及装置，用于确定当所述电流的值降到预定的第四阈值THL4时的时点TB;装置，用于在时刻TA和T1之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q3;装置，用于在时刻T1和TB之间积分在所述光传感器内的反射光强度的测量值而提供值Q4;装置，用于从公式d = V2 X c X (Tl-TO) x (Q3/(Q3+Q4))来确定距离。
[0015]阈值THL1和THL2可相等。
[0016]测量反射光强度的装置可以包括测量流过光传感器的电流Ipd的装置。
[0017]确定(T1-T0)的值的装置可以包括数值C1的第一电容器，其在时刻T0和T1之间用恒定电流Ic被充电到电压值VC1，使得T1-T0=(VC1 X Cl)/Ic。
[0018]用于确定时点T0和用于确定T1的装置可包含具有可调节阈值电压输入的电压比较器。
【附图说明】
[0019]将通过实例的方式并且参照附图进一步描述本发明:
图1显示现有技术距离测量装置的方框图。
[0020]图2显示由现有技术距离测量装置所处理的信号的时序图。
[0021]图3显示按照本发明一个实例的距离测量装置的方框图。
[0022]图4显示按照本发明一个实例的双斜率时间-数字转换器的简化示意图。
[0023]图5显示按照本发明一个实例的距离测量装置所处理的信号的时序图。
【具体实施方式】
[0024]现有技术
图1为现有技术的距离测量装置10的方框图。装置10确定了从目标24到装置10的距离d。装置10包括:光驱动器20，它具有光学二极管30，例如为激光二极管，以能够产生向目标24发射的光脉冲22，其距离d有待测量；和控制器28，它具有跟光驱动器20的连接以提供用数字脉冲对光驱动器20的控制。装置10还包括连接到控制器28的光传感器26，能