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专利名称：带有均匀化测量评估的测距装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测距装置，尤其涉及用于光学测距的一种测距装置。
背景技术：
已经公知若干光学测距装置，它们将时间调制的光束对准一个需要确定其相对测量装置距离的目标物。从瞄准的目标物返回的光至少部分地被测量装置探测到并且用以确定需要测量的距离。一个典型的距离测量范围在此处于几厘米到几百米之间。美国2007/0182949 Al公开了一种距离测量装置，其具有一个使用连续调制光为目标物照明的光源、一个具有雪崩光电二极管列阵的固态图像传感器、以及多个用于处理雪崩光电二极管发射的信号的电路，用于提供与目标物至光电二极管的反射光相关的数据。所述电路包括一个复用器，其被构置为累计在不同扫描时间窗在作为累计装置的不同计数器中由所述雪崩光电二极管输出的探测信号。 这里所述作为光子计数器的雪崩光电二极管接收从目标物返回的光以及额外存在的背景辐射，并且在其输出端生成相应的电脉冲，其中时间相关的脉冲密度与入射光功率相关联。来自所述雪崩光电二极管脉冲的读出借助一个复用器布局完成。它可以与一个作为光源的激光器的调制同步地这样被操作使雪崩光电二极管的脉冲与各个探测事件(也就是说例如雪崩光电二极管吸收的一个光子)的时间点相关地给不同的数字计数器增值。在此，光源调制地照亮目标物的一个时间周期，被划分成多个子周期。此处一个子周期对应一个扫描时间窗，也就是说一个累计探测信号的时间区间。提供与子周期的数目相应的数字计数器数目，其中，在每个子周期，分别根据在此子周期所接收的探测脉冲给一个相应的一一对应分配的数字计数器增值。这样可以在一个总测量时长期间累计探测事件。一个单个周期可以具有例如在几纳秒范围内的时长，而总测量时长则可以包含许多这样的周期并且持续例如几毫秒或几秒。通过在数字计数器中累计测量事件可以记录子周期内与探测事件在时间上的出现相关的探测事件的一种直方图。只要一种给由光源发射的调制光留下印记的调制在数字计数器的计数器读数中以足够的统计精度出现，就可以通过相位分析推导出光在发射和探测之间的运行时间并由此推导出测量装置与目标物的之间的距离。激光距离测量的这样一种原理已经公开，名为“飞行时间测距”，例如采用连续的或脉冲的激光束的强度调制。这样工作的一种评估装置，其在距离测量装置中从光敏探测器接收和评估探测信号，其中它利用一个参考同步记录探测信号，也就是说，与其在时间上的出现相应地相对于调制测量光的周期性进行累计，也被称为“分级架构(Binning-Architektur) ”。这样一种分级架构例如可以通过一种延迟锁定延迟线(DLL Delay Locked Delay Line)实现。据观察，测量装置(其例如以上所描述的方式中基于至少一个光敏探测器、复用器布局以及分级架构工作)不是总能提供满意的测量精度。

发明内容
因此可能存在对测量精度更高、测量精度的可靠性更好、可以免校准和/或测量时间更短的距离测量装置的需求。这样的需求能够通过权利要求I所述的测量装置得到满足。所述测量装置的进一步的实施方式在从属权利要求中公开。所建议的测量装置的特点可以视为基于以下的发现和构思
作为例如在上述传统的测距装置的测量误差或者测量精度的一个可能的来源已认识至IJ，扫描时间窗时间宽度的变化和/或探测灵敏度在不同扫描时间窗内的变化可能会影响测量结果。扫描时间窗的不同宽度可能(特别是当宽度的差别基于随机并且未知时)起系统 造成的错误来源的作用并在计算所要测量的距离时导致系统误差。同样，如果在不同的扫描时间窗中用不同的探测灵敏度来探测探测信号。这样的系统误差原则上必须与由干扰引起的误差区分开来，因为它们不会在较长测量时间中，而通常只能借助更加精确的测距装置的校准，或通过特定类型的探测信号评估来降低。因此，建议一种测距装置，其附加地具有一种均匀化装置，借助其可以以一种特定的均匀化方式评估由一个接收装置提供的数字的或模拟的探测信号，即这样通过多个由可与接收装置连接的累计装置分配，使得扫描时间窗宽度和/或不同扫描时间窗内探测灵敏度的变化对整体测试结果没有或者有较小的影响。所建议的光学距离测量装置在此具有一种用于把经过周期性调制的光学测量辐射发射到目标物的发射装置、一种用于探测从目标物返回的光学测量辐射的接收装置以及一种用于接收和评估接收装置的探测信号的评估装置。该评估装置具有多个用于累计探测信号的累计装置，其中所述评估装置把探测信号在一个扫描时间窗内从多个扫描时间窗时间模式变换地，即例如循环地、时间顺序互换地或在时间上按照一个任意的、预定的模式进行分配的方式，传送到多个计数器中一个所属的计数器。在此所属累计装置在所述扫描时间窗内累计探测信号。一个在一个总测量时长期间探测到的总信号由评估装置从在累计装置中累计的所述探测信号中求出。所建议的测量装置附加地具有一种均匀化装置，其被设计成用于在总测量时长内改变从多个累计装置中对扫描时间窗的时间变换的累计装置分配。此处的基本想法是不再如此评估接收装置由于被反射的测量辐射击中提供的探测信号，使它被刚性地与由发射装置所发出的光的周期性同步地馈送给相应的计数器，其在周期性的时间位置固定地预先给定并且在整个测量过程中不改变。相反，刚性的同步化应该由一个可变的同步化取代，其特征在于，在整个测量过程中探测信号(其在一个被发射的经过调制的光的周期中在一个特定的相位被获取)不总是由相同的累计装置在同样的扫描时间窗累计，而是在整个测量期间可以改变扫描时间窗和累计装置的分配。换句话说，垄断着传统的距离测量设备(其例如通过提供数字探测信号的光子计数器探测击中的经过调制的光信号)总是进行一个时间上刚性的相位(在其中经过周期性调制的光被接收)与扫描时间窗(在其中一个预定的累计装置的各探测信号被馈送)之间的分配。所述扫描时间窗则(例如由于用于触发扫描时间窗的复杂技术，例如由于过程、电压和温度的波动)不一定全部都具有相同的时间宽度，虽然这是所要追求的。此外，不同扫描时间窗内的探测灵敏度也可能不同。因此，曾经可能发生，在只有在时间上恒定的背景光以及没有调制的测量辐射在接收装置上出现的情况下，仍然在累计装置中记录到变化的累计探测信号。即使假设探测灵敏度在所有扫描时间窗内相等，在时间上以恒定数率出现的光子虽然可以导致一个恒定的探测信号密度，但在各个累计装置中，探测信号可能在与不同大小的扫描时间窗相应的时长上被累计。可选择地，针对这种情况，其中不同扫描时间窗内的探测灵敏度不同，探测信号密度可能即使光子在时间上以恒定数率出现仍然发生变化，以至在扫描时间窗中不同数量的探测信号被所属累计装置累计。两者都可能导致，尽管入射光恒定，评估装置仍识别出在累计装置中累计的探测信号的变化。这种变化可能大于由经过调制的光学测量辐射造成的测量信号。现在提出，改变总测量时长上对单个扫描时间窗的时间模式变化的累计装置分配。换句话说，可以例如将探测信号(其在周期性调制的测量辐射的一个第一相位被探测到)在同一个第一扫描时间窗内不再总是累计在同一个累计装置中。取而代之，可以将一个总测量时长分成多个子测量时长，并且在一个子测量时长内在周期性调制的测量辐射与一个累计装置对扫描时间窗的循环分配之间可以存在一种固定的相位关系。换句话说，在如上所述的子测量时长内所述评估方法与传统的探测信号的评估相 似。而在各个子测量时长之间这方面却可能存在以下差异，即周期性调制的测量辐射与对扫描时间窗的累计装置的循环分配之间的相位关系之间可能存在相移。换句话说，一个第一子测量时长内的周期性调制的测量辐射与累计装置对扫描时间窗的循环分配之间的相位关系与一个第二子测量时长内的所述相位关系不同，以下以此类推。各个子测量时长之间的相对相移在此可能是例如2 π / n，其中n代表子测量时长的数目。扫描时间窗的数目可能在这种情况下等于累计装置的数目，并且还可能与子测量时长的数目相对应。例如可能设置八个扫描时间窗以及八个累计装置，其在八个子测量时长内相应地以不同的方式相互分配。例如，在一个第一子测量时长内来自调制测量光的一个第一相位的测量信号在一个第一扫描时间窗可能被输送到一个第一累计装置内，而在一个第二子测量时长内来自调制测量光的第一相位的测量信号在一个第二扫描时间窗可能被输送到第一累计装置内，等等。优选地由均匀化装置如此每次改变计数器之一分别对扫描时间窗时间变换的分配，使得在整个总测量时长上至少多个累计装置，优选地每个所述累计装置以大致相等的频率被分配给每个扫描时间窗。由此可以优选地实现，在周期性调制的测量光的一个特定的相位探测到的探测信号在所有可用的扫描时间窗上均匀地由累计装置累计。由此可以优选地实现，扫描时间窗时间宽度离平均值的偏差或一个探测灵敏度离平均值的偏差不再导致只由一个累计装置累计探测信号，而是取而代之此扫描时间窗先后被全部或至少多个可用的累计装置使用，用于在扫描时间窗持续的时间内累计探测信号。这样，可以实现有关扫描时间窗时间宽度的均匀化。类似地，可以实现在扫描时间窗内有关不同灵敏度的均匀化。尤其针对以下这种情况扫描时间窗数目与累计装置数目不相等，扫描时间窗数目的循环重复序列的周期时长可能不等于调制测量辐射的周期时长。即使这样也可以实现一个特定的扫描时间窗不是总将调制测量辐射相同的相位转发到相同的累计装置，而这种分配一方面由于扫描时间窗总和的不同周期时长以及另一方面调制测量辐射总和的不同周期时长是随时间变化的。因此，可以反而带来探测信号在扫描过程中所需的均匀化。
本发明可能的方面、优点和实施构型在上文中已经参照本发明的各个实施形式进行了描述。说明书、相关附图以及权利要求书包含许多组合的特征。一个本领域普通技术人员会将这些特征，特别是不同实施例的特征，也逐个评审并且将它们合理地综合成进一步的组合。


下面参照附图描述本发明实施形式以及其中包含的分支。所述附图仅用来示意并非与实际比例相符。图I示出根据本发明的一种实施形式用于光学距离测量的一种测量装置。图2示出分级架构的数字门信号的一个示意图，其可以怎样如在本发明所述的测量装置中进行使用。图3举例地示出在调制辐射照明下作为接收装置使用的光子计数器的计数率的 时间依赖性。图4举例地示出扫描时间窗标准化宽度的变化。图5示出计数器对扫描时间窗的随时间变换的分配方法，其如何可以用在本发明所述的一个实施形式的测量装置中。图6示出计数器对扫描时间窗的随时间变换的一种分配的可选方法，其如何可以用在本发明所述的一个实施形式的测量装置中。
具体实施例方式图I示意性地以具有最重要组成部分的光学测距装置的形式示出本发明所述的测量装置10以描述其功能。本发明本身则不限于光学距离测量的范围。所述测量装置10具有外壳11，其中安装了一个用来发射光学测量辐射13的发射装置12以及一个用来探测从目标物15返回的测量辐射16的接收装置14。所述发射装置12包括一个光源，其在示出的实施形式中通过一个半导体激光二极管18实现。所述激光二极管18发出一种形式为肉眼可见的光束22的激光20。所述激光二极管18在此通过一个控制器24操作，其通过一种相应的电子生成激光二极管18的电输入信号19的时间调制。通过这样一种二极管电流的调制可以达到用于距离测量的光学测量辐射13的强度同样以所希望的形式在时间上的调制。尤其在距离测量过程中激光束20随后通过体现为物镜28的准直光学系统26，此物镜在图I中以简化的方式以一个单个的透镜的形式示出。在穿过物镜28之后得到测量光束13的体现为几乎平行的沿着发射装置12的光轴38传播的光束37的一个例如振幅调制信号。在用测量装置10测量距离时，测量辐射13离开测量装置的外壳11在测量装置10的前壁45通过光窗44。光窗44的口径例如可以通过一个快门46固定。实际测量中测量装置10朝目标物15对准，其与测量装置10的距离48为所要测量的距离。在所需目标物15上反射或散射的辐射成为返回的体现为返回光束49或50的光学测量辐射16，此返回光束在某种程度上部分又返回测量装置10。在图I中为示范性地阐明标出了两个返回的测量光束49和50对应两个不同的目标物距离48。通过测量装置10前壁45上的入射窗47返回的测量辐射16被耦合到测量装置10，然后如图I所示，击中接收光学系统52。所述接收光学系统52 (其在图I中也只是示意性地用一个单个透镜表示)将测量辐射16的辐射光束聚集到一个安装在接收装置14内的接收探测器54的探测面66。所述探测器54具有一个或多个像素用于探测光学测量辐射。每个所述像素具有至少一个光敏SPAD(单光雪崩二极管)，其作用为数字光子探测器。通过安装在探测面66上的单光雪崩二极管，将入射的返回测量辐射16转换为电信号55并且为进一步分析输入评估装置36。所述电信号55在此由于单光雪崩二极管的固有特性可以被视为数字探测信号，其反映出击中探测面66的各个像素的光子的一种计数率。所述评估装置36可以适当地累加由一个单光雪崩二极管生成的探测信号并且由此生成一个总信号，其相当于一个击中单光雪崩二极管的光信号的随时间变化的强度或光强度。通过将所述总信号设为与一个激励信号相关，其给出由发射装置12所发射的光子数率的时间曲线，可以推导出光子从发射装置12至目标物15又重新返回接收装置13的飞行时间。如果发送装置12将发射光进行例如正弦形周期调制，可以从所发射的和所探测的测量辐射的相位差确定出飞行时间。 详细地说，评估装置36可以将由接收装置14所接收的数字探测信号在不同的扫描时间窗内传送给不同的数字计数器。所述计数器在此起累计装置的作用。评估装置在此有时被称为“分级架构”以及扫描时间窗有时被称为“箱宽(Bin-Breite)”。扫描时间窗的和可以在此对应调制测量辐射的周期。换句话说，在一个扫描时间窗内获取周期性调制的探测信号的周期性重复的相位范围并且在计数器中累计相应的数字探测信号。为此可以将探测信号，与控制信号的周期时间相关地传送到激光二极管18，在不同的扫描时间窗内通过复用器传送到相应所属的数字计数器。计数器与扫描时间窗的变换的分配的过程，在评估装置中由一个均匀化装置控制。从在许多个周期内累计的数字计数器的计数结果，可以推导出所发射的和所探测到的测量辐射间的相位差，从而可确定所求的距离。图2用带有四个扫描时间窗的例子示出分级架构的数字门信号的示意图。实际得到的箱宽的大小以及稳定性可能成为特别大的系统误差源。箱宽与其希望值的偏差尤其可能在强烈的背景光下显著地影响探测结果。类似地不同箱(Bin)的探测灵敏度的变化也可能极大地影响探测结果。控制箱宽或者扫描时间窗的控制信号在此无需有图2示出的方形的时间曲线。其它时间曲线例如控制信号的正弦形时间曲线也是可能的。以下用一个连续调制的(特别是正弦调制的)激光辐射的例子按照一种实施形式说明本发明的一个可能的优点。用图3中给出的名称将接收端的调制M定义为
I ■ M
⑴ M ————
^ + DCR
在此mu是一个因子，其代表仪器端发射的激光辐射的调制深度，奴1是对应探测到激光的计数率(单位数目/秒)的时间平均值，是对应背景光的计数率的时间平均值，以及DCR是探测器的本底计数率。在典型的测量条件下所述调制可能具有例如在百分之几范围内的数值。此外通过箱宽误差在相位误差Λ Φ上的误差传播δ τ ff的估计得到以下关系其中τ表示调制辐射的周期。相位误差与在测量条件下接收的信号的调制成反比并且与相对于调制周期的箱宽的相对精确度成正比。系统对于箱宽与其希望值的偏差的高敏感度由此可见在强烈的背景光下一个保持不变的相位精确度需要箱宽校准的精确度更高或者一个基于例如这里所述的扫描时间窗均匀化的合适的评估方法。图4通过具有八个扫描时间窗的分级模式(Binning-Schema)的例子示出，每个扫描时间窗的时间宽度可能怎样变化。I至8个扫描时间窗中的多数可以逐步扫描调制测量光束的一个周期，其中在每个扫描时间窗内所捕获的探测信号被传送到一个在这个时间点上所属的计数器，并累计在其中。此处扫描时间窗的时间宽度可能是极小部分，例如，η分之一(这里η =扫描时间窗的数目)。在用例如IGHz范围内的频率来调制测量辐射的情况下，导致扫描时间窗的时间宽度可能显著小于I纳秒，例如在100微微秒的范围。由于，如上文所解释的，最终需要探测的调制测量辐射可能只占所有击中接收装置的辐射大约1%，扫描时间窗的时间宽度小于I微微秒的变化就可能有效地影响测量结果。参照图5和6说明本发明的实施形式，其中借助适当的数字计数器对扫描时间窗的变化分配方法可以使背景光的探测信号尽可能均衡地分配在所有使用的扫描时间窗上，其中仍然能求得需要测量的、调制的测量辐射的探测信号。对η个扫描时间窗所提出的均匀化方法在一个第一实施方案中由例如η=3子测量(Α)、(Β)以及(C)组成，如图5所示。每个子测量可以由一个多次周期性的重复组成。所述子测量可以有相同或不同的子测量时长并且优选地在一个时间量程上完成，在其上背景光没有显著的变化。在一个第一子测量(A)中用未移动的相位位置生成一个周期性调制的光测量辐射的发射信号103。所述未移动的信号分别在图5中101行示出。所述发射信号103经目标物反射后在扫描时间窗115、125、135定义的时间区间内被作为探测信号探测,其中扫描时间窗115、125、135形成一个扫描时间窗的序列105并且具有不同的时间宽度ta、tb、t。。从而给每个扫描时间窗分配了一个单个探测信号的探测数目，其在图5中用ai、a2、a3、bnb2. . . C3表示。所述单个探测信号在扫描时间窗内被累计在多个计数器107的暂时分配的计数器117、127、137中。在计数器107与扫描时间窗105之间存在一种——对应的可变的分配。在一个第二子测量(B)中用相位位移2 π / n生成发射信号103。所述发射信号经目标物反射后又被接收装置探测，其中在扫描时间窗105内的探测信号又被在这个时间点上分配的计数器累计。此处扫描时间窗115、125、135与计数器117、127、137间的分配在第二子测量中循环移动了 -1，如图5用箭头所示。从而例如在所述第一个计数器117中累计探测信号b2，其在第二个扫描时间窗125内被探测，以致于此计数器在第二子测量(B)结束时具有内容ajlv在一个第三子测量(C)中用相位位移2 X 2 / η生成发射信号103。相应地在扫描时间窗105内探测的探测信号被在这个时间点上分配的计数器累计，其中扫描时间窗115、125、135与计数器117、127、137间的分配在第三子测量中循环移动了 _2。从而例如在所述第一个计数器117中累计探测信号C3，其在第三个扫描时间窗135内被探测，以致于此计数器在第三子测量(C)结束时具有内容&1+132+(33。计数器117、127、137中的每一个现在恰好一次性地获得在每一个扫描时间窗内所探测到的探测信号并进行累计。在每一个计数器中所累计的相等分配的背景光从而与扫描时间窗的时间宽度无关地进行均匀分配。与此同时，发射信号103几乎被相位可靠地映射。也就是说在上述所示的实例中，发射信号103和扫描时间窗的分配如此地在各个子测量之间进行相移使得总是将以下的扫描时间窗与第一计数器117相关联，在该扫描时间窗期间检测到发生了相移的发射信号103。综上所述，在所示实施形式的例子中将发射信号103在不同的子测量(A)、(B)、(C)中发射至目标物方向，在那里被反射并且由接收装置探测，其例如可以设计为SPAD (单光雪崩二极管)形式的光子计数器。所述发射信号103相对于一个未移动的信号(101)在子测量(A)、(B)、(C)中逐步相移。在扫描时间窗115、125、135内将探测信号传送至与之分配的计数器117、127、137。计数器117、127、137与扫描时间窗115、125、135间的分配可以 在各子测量(A)、(B)、(C)中变化。这样可以实现将背景光均匀地分配给所有计数器117、127、137，相反发射信号103只累计在特定的计数器中。由扫描时间窗不同的时间宽度或者由不同的扫描时间窗的测量灵敏度引起的测量误差因此而被最小化。与扫描时间窗的不同时间宽度的均匀化相类似，也可进行针对不同探测灵敏度的均匀化。子测量之间的相对相移可以理想化地，但不是一定完全等于2 π / n。其偏差例如可能会出现，如果发送信号和扫描时间窗从同样非理想的分级模式(Binning-Schema)导出。相移可以但不必定是以循环的方式实现。可以设想循环排列或随机模式。此处所建议的均匀化的一个有利的作用尤其可以实现如果扫描时间窗与计数器之间的分配用发射信号的相移如此联系在一起，使得所有扫描时间窗的探测信号在一个有限的总测量时长后大约均等分配在所有可支配的计数器中累计。对于扫描时间窗宽度的对称考量可能放松对每个扫描时间窗增值每一个计数器的要求。如果例如第一个以及一个调制周期的第二半部分的扫描时间窗相同，则可将调换或者相移的数目减半。例如当扫描时间窗的数目为偶数时可将测量减少至两个相互间相移为^的子测量。这可以导致，通过背景光使计数器读数在第一个以及一个调制周期的第二半部分相同。在图6中所示的另一个实施例中，发射信号201的相位是恒定的。相反，移动扫描时间窗205相对发射信号201的相位。计数器207的或者发射信号201子周期的数目η(在示出的例子中η=4)在此与扫描时间窗205的数目m (在示出的例子中m=5)不同。换句话说，调制测量辐射201的周期时长tps与扫描时间窗循环重复的序列205的周期时长tpa不同。由于，扫描时间窗205的数目m与计数器207的数目η不同，可以使得扫描时间窗的每一个在整个跨越扫描时间窗序列的多个重复的测量进程中将探测信号传送至计数器的每一个。因此，对应于背景光的总探测信号均匀地分布在所有计数器中，而对应于调制测量光的探测信号则分别被馈送至相同的计数器中并在那里累计。虽然上述实施例分别假设接收装置仅有一个单一的数字光子计数器，例如体现为一个SPAD，接收装置可以可选地带有多个光探测器。所述光探测器可以以数字或模拟的方式工作。例如可以使用多个以数字方式工作的SPAD的一个像素阵列或具有多个像素的以模拟方式工作的C⑶芯片。由此可以得到一种2D或3D相机。每一个像素的探测信号可以在一个所分配的扫描时间窗内被累计在累计装置中。在单个像素具有不同探测灵敏度的情况下，可以借助所描述的均匀化极大地减少不同的探测灵敏度对总测量结果的负面影响。—个通过此处所述的扫描时间窗或者探测灵敏度的均匀化所要实现的优点可以在于缩短总测量时长，因为可以免去扫描时间窗或者分级架构的校准。可选地可以通过附加的校准提高测量精度。这特别可以有利于测量设备，其中要求一个高的测量精度并因此使用高调制频率的测量辐射，因为在这样的高调制频率，例如在I GHz或更高的范围内，必要的校准(尤其是在低信号噪声比时)可能耗时很长，例如比距离测量本身还长。另一个优点可以是更少的功耗，因为有可能不需为校准另行测量。另一个优点可以是减少制作均匀化装置所需要的电路技术方面的耗费。例如，扫描时间窗和测量辐射的调制可以从一个共同的来源引出。 此外还可以在变化的条件下(例如温度波动)免去背景光校准。
权利要求
1.一种用于测量距离的测量装置(10)，尤其是手执光学距离测量的測量装置，该测量装置(10)具有发射装置(12)，其用于向目标物(15)发射周期性调制的測量光辐射(13)；接收装置(14)，其用于探测从目标物(15)返回的測量光辐射(16)，以及用于接收和评估接收装置(14)的探測信号的评估装置(36);其中所述评估装置(36)具有多个用于累计探测信号的累计装置(107、207);其中所述评估装置(36)从多个(105)扫描时间窗中的ー个扫描时间窗(115、125、135)中将探測信号以时间模式变换的方式传送至多个(107)累计装置中的ー个所分配的累计装置(117、127、137)，使所述累计装置在扫描时间窗期间累计所述探测信号；其中所述评估装置(36)从所述在累计装置中累计的探測信号中确定ー个在总测量时长期间获取的总信号；其特征在于，存在均匀化装置(80)而且将所述均匀化装置(80)设计成改变在总测量时长的期间从所述多个累计装置中的针对扫描时间窗(115、125、135)的所述时间模式变换的累计装置(117、127、137)的分配。
2.如权利要求I所述的测量装置，其特征在于，所述均匀化装置(80)对模式变换的分配进行如此变化使得在该总测量时长内多个累计装置(117、127、137)大约同样经常地被分配给扫描时间窗(115、125、135)中的姆一个。
3.如权利要求I或2所述的测量装置，其中所述总测量时长被划分为多个子测量时长(A)、(B)、(C)，并且其中在子測量时长内在周期性调制的测量辐射与累计装置对扫描时间窗的循环分配之间存在固定的相位关系，并且其中在不同的子测量时长之间存在所述相位关系的相对相移。
4.如权利要求3所述的测量装置，其中在子測量时长(A)、(B)、C)间存在相对相移2π/η，其中η是子测量时长的数目。
5.如权利要求I至4之一所述的测量装置，其中所述累计装置对扫描时间窗的时间模式变换的分配与所述调制测量辐射同歩。
6.如权利要求I至5之一所述的测量装置，其中扫描时间窗的数目与累计装置的数目相等。
7.如权利要求I至5之一所述的测量装置，其中扫描时间窗的数目与累计装置的数目不相等。
8.如权利要求I至7之一所述的测量装置，其中扫描时间窗数目的循环重复序列(205)的周期时长(tpa)与调制测量辐射的周期时长(tps)不相同。
9.如权利要求I至8之一所述的测量装置，其中所述接收装置(14)具有至少ー个SPAD0
10.如权利要求I至9之一所述的测量装置，其中所述探测信号由复用器从接收装置传送至所述累计装置。
全文摘要
本发明建议一种测量距离的测量装置，尤其是光学距离测量以及为此评估探测信号的一种特定方式。在根据本发明所述的方案中发射信号(103)在不同的子测量(A)、(B)、(C)中沿目标物的方向发送，在那里被反射并且由接收装置(例如被设计为SPAD单光雪崩二极管的光子计数器的形式)探测。发射信号(103)的相位相对一个未移位的信号(101)相继在各个子测量(A)、(B)、(C)中推移。在扫描时间窗(115、125、135)期间，探测信号被馈送到所分配的计数器(117、127、137)。计数器(117、127、137)对扫描时间窗(115、125、135)的分配可以在各个子测量(A)、(B)、(C)中变化。这样可以使得背景光在所有计数器(117、127、137)上均匀分布，而发射信号(103)仅积聚在特定的计数器(117)。由于扫描时间窗不均等的时间跨度造成的或由于各个扫描时间窗中不同的测量灵敏度造成的测量误差因此可以最小化。上述功能由本发明所述的均匀化装置(80)承担。
文档编号G01S17/36GK102844676SQ201180018603
公开日2012年12月26日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年4月12日
发明者A.艾泽勒, B.施米特克, R.施尼策尔 申请人:罗伯特·博世有限公司