够用来探测接收的光脉冲32，该光脉冲由目标24对发射的光脉冲22的反射而生成，并且将它转换成电流/电压脉冲。
[0025]信号发生器34位于控制器28内并由控制器28管理，它控制数字脉冲的生成，该数字脉冲被送到光驱动器20以便让控制器28知道送往发射器的数字脉冲的长度△ Td。
[0026]光传感器26包括:光敏兀件27(例如光二极管)，它产生的电流Iph作为反射光脉冲32 (的强度)的函数；和电流积分器，它连接到光敏元件27并且将电流Iph转换为电荷。电荷积分器的输出端经由光敏元件内部的多路复用器连接到控制器28。光传感器可以进一步包括第一和第二电容器21与23，它们的端子作为积分器的输出。以下通过对图2的描述来详细解释光传感器26的功能。
[0027]图2显示现有技术距离测量装置10所处理的信号的时序图。
[0028]第一时序图A1显示由控制器28的信号发生器34送到光驱动器20的数字脉冲的幅值。它的特征在于控制器28已知的它的长度△ Td处于其上升沿和其下降沿之间。该上升沿发生在第一时刻Tr而该下降沿发生在第二时刻Tf。
[0029]第二时序图A2显示按照现有技术距离测量装置10的设置的所发射的光脉冲22的幅值。由于没有从光驱动器20到控制器28的反馈信息，控制器28没有关于所发射的光脉冲22的信息。在所发送的光脉冲22与第一时序图A1所示的、送往光学二极管30的数字脉冲之间存在一个时间延迟A Tde。该时间延迟Δ Tde部分由于光驱动器20的固有硬件性能所致。
[0030]第三时序图A3显示被目标24反射而又为光传感器26接收到的光脉冲32的幅值。在时刻Ta，光传感器26开始接收反射光脉冲32。而在时刻Tb，光传感器26结束接收反射的光脉冲32。
[0031]第四时序图A4显示第一和第二时隙TSa与TSb。‘V轴是时隙(TSa，TSb)激活的表示。第一和第二时隙TSa、TSb在控制器28的控制之下，使得光传感器26例如通过在时隙期间积分电流Iph以得出在这些时隙间隔内落到光传感器26上的累计光的测量值，记录下流过光传感器26的电流Iph。第一和第二时隙TSa和TSb的持续时间都设置为等于数字脉冲的长度A Td。第一时隙TSa起始于当控制器28启动用于光传感器26的数字脉冲的时刻Tr，而结束于在控制器28终止该数字脉冲的时刻Tf，即在该数字脉冲的结束时。第二时隙TSb起始于时刻Tf而结束于时刻Te，使得第二时隙TSb的持续时间与第一时隙TSa的持续时间相等。光敏元件27在时刻Ta开始产生电流Iph并且在时刻Te结束产生该电流，就是说，反射光脉冲32在时刻Ta开始影响光敏元件并且停止于时刻Tb。仅在具有相等时间的相邻时隙TSa和TSb期间积分电流Iph，结果是分别得出第一和第二电荷量Qa、Qb。
[0032]利用公式(1)可计算到目标24的距离d，其中c为光在所传播的介质中的速度: d = V2 X c X Δ T d x (Qa/(Qa+Qb))(1)
作为例子，第一电容器21仅在第一时隙Tsa期间跟光敏元件27连接，使其从时刻Ta直到时刻Tf以电流Ipd充电。第一电容器21的电荷导致其上储存了第一电荷量Qa。第二电容器23仅在第二时隙TSb期间跟光敏元件27相连，使其从时刻Tf直到时刻Te以电流Iph充电。第二电容器23的电荷导致其上储存了第二电荷量Qb。从控制器28的角度来看，可通过第一和第二电容器21和23的端子获得所述第一电荷量Qa和第二电荷量Qb，在此情况下端子构成第一和第二积分器的输出电压值Va和Vb，那些输出电压简单依赖于电容值。考虑到第一电容器21跟第二电容器23具有相同值，控制器28可用公式(2)计算到目标24的距离d，其中c为光在所传播介质中的速度:
d = V2 X c X Δ T d x (Va/ (Va+Vb))(2)
总而言之，现有技术距离测量装置10采用作为数字脉冲长度和其起始时刻的数字参数用于距离d的确定。由于硬件对温度的依赖性、所发射光脉冲的长度以及时间延迟A ide，这些数字参数并不能准确地表示空气中究竟发射的什么。下面关于本发明的描述提供了改进的距离测量装置的实例。
[0033]本发明的实例
图3为按照本发明一个方面的距离测量装置50的方框图实例。距离测量装置50确定从距离测量装置50到目标24的距离d。距离测量装置50包括:光驱动器60，其具有另一个光学二极管70，使得另一个激光二极管能够生成射向距离有待测量的目标24的另一个光脉冲62;控制器68，其具有与光驱动器60的另外的连接，用于向光驱动器60提供数字脉冲；以及光传感器26，其具有连接到控制器68的积分器输出，能够探测到由目标24对其它发射光脉冲62的反射而产生的另一接收光脉冲72。
[0034]位于控制器68内并且由控制器68管理的信号发生器84控制送往光驱动器60的数字脉冲的生成。备选地，信号发生器84也可位于控制器68之外。控制器68可为集成电路，例如可编程门阵列(FPGA)。
[0035]当从信号发生器84接收数字脉冲时，光驱动器60加偏压到它的光学二极管70，其持续时间等于数字脉冲长度。电流II于是流经光学二极管70并且从光学二极管70发射的光脉冲62被送到目标24。光驱动器60通过有线连接将所发射的光脉冲62的水平通知控制器68，使控制器68能评估发射光脉冲62的水平。换言之，作为实例，流经光学二极管70的电流II流过跟光学二极管70串联的电阻器R，使得电阻器R上的电压(其正比于电流II)可由控制器68通过有线连接而确定。备选地，光传感器26可用来探测发射的光脉冲62的水平。
[0036]距离测量装置50还包括第一电压比较器80，它位于控制器68内，具有两个输入端，一个输入端置于诸如第一可调阈值电压的基准电压THL1，第二输入端连到光驱动器60，使得光学二极管70的电流II的水平可以跟第一可调阈值电压比较。第一电压比较器80还包括切换其逻辑状态的输出，该逻辑状态是与第一可调阈值电压相比较的电流11的水平的函数。在一个实例中，为了实施此功能，流经光学二极管70的电流II也流过与该光学二极管70串联的电阻器R，使得电阻器R上的电压(其跟电流II成正比)可以有效地与第一可调阈值电压相比较。如果在所发送的光脉冲62的上升沿期间，电流II在电阻器R上提供的电压超过第一可调阈值电压值THL1，则第一电压比较器80可由此向控制器提供所发射的光脉冲62的上升沿出现的信息。如果在所发送的光脉冲62的下降沿期间，电流II在电阻器R上提供的电压小于第一可调阈值电压值THL1，则第一电压比较器80还可向控制器提供所发射的光脉冲62的下降沿的信息。
[0037]备选地，第一电压比较器80可置于控制器68外而作为独立的第一电压比较器80，或者可集成在装置内，如在光驱动器60内。
[0038]备选地，距离测量装置50可包括别的方法，因此第一电压比较器80可以监测所发送的光脉冲62的水平。可由第一电压比较器80以外的其它装置将所发送的光脉冲62的水平与阈值电压以外的另一个基准THL1比较。广为知晓的方案例如是利用电流镜像的电流比较器的使用。
[0039]光传感器26包括:光敏元件27 (例如光二极管)，其产生作为反射光脉冲72的函数的电流Ipd，以及电流积分器，其连接到光敏元件27并且将电流Ipd转换(例如求和/积分)成电荷。电荷积分器的输出连接到控制器68。通过图5的描述将详细解释光传感器26的功能。
[0040]作为一个选项，光传感器26还包括第二电压比较器82，它能将反射光脉冲72的强度与第二基准水平比较。该强度可支配通过光敏元件27的电流Ipd。在一个实例中，光敏元件27两端的电压正比于所述生成的电流Ipd，并且于是提供了跟第二可调阈值电压比较的电压，第二电压比较器82的输出被连接到控制器68。例如，当被反射的光脉冲72的水平超过第二可调阈值电压值THL2时，第二电压比较器82可向控制器68提供关于被反射光脉冲72的上升沿出现的信息。当被反射的光脉冲72的水平小于第二可调阈值电压值THL2时，第二电压比较器82还可向控制器68提供关于被反射光脉冲72的下降沿的信息。备选地，第二电压比较器82可位于光传感器26之外，作为独立的第二电压比较器，或者集成到装置中，例如集成在控制器中。光传感器26的可选功能将参考图5详细解释。
[0041]还可提供备选方案；有一点要注意，实际上，确定强度的阈值以识别所接收到的反射光脉冲的起始点。所以备选地，可将通过光传感器的电流与有关的阈值作比较。备选地，距离测量装置50可包括第二电压比较器82之外的方案来监测反射的光脉冲72的水平。可由第二电压比较器82以外的其它装置将反射的光脉冲72的水平与阈值电压之外的另一基准水平比较。众所周知的方案例如是利用电流镜像的电流比较器的使用。
[0042]距离测量装置50还包括模拟的双斜率时间-数字转换器71 (DSTDC)o该DSTDC71包括:第一和第二电容器73与75、由控制器68控制的两个电子开关74与76、电流源79和第三电压比较器78，该DSTDC 71与控制器68通信并且通过模数转换器86向控制器68提供第一和第二电容器73与75至少一个的充电水平。后面将进一步详细解释其细节。
[0043]图4显示双斜率时间-数字转换器71的简化原理图的实例。来