專利名稱：距離測(cè)量方法及距離測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種距離測(cè)量方法和系統(tǒng)，特別有關(guān)于一種依據(jù)光束的相位變 化來(lái)估算距離值的距離測(cè)量方法，及應(yīng)用該方法的距離測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)和半導(dǎo)體雷射組件的發(fā)展，掌上型距離測(cè)量裝置己廣泛地應(yīng) 用在建筑、交通、地形勘測(cè)與室內(nèi)裝潢等方面。
一般而言，已知的距離測(cè)量裝置常于發(fā)射模塊中內(nèi)置光發(fā)射組件，用于發(fā) 出發(fā)射光束，并于接收模塊中設(shè)置光接收組件，用以接收經(jīng)由目標(biāo)物所反射的 反射光束。
具體而言，已知的相位式距離測(cè)量裝置所使用的光發(fā)射組件及光接收組件 均是以半導(dǎo)體材料所制成。其目的是藉由半導(dǎo)體的特性，以光發(fā)射組件激發(fā)出 發(fā)射光束，并利用光接收組件將目標(biāo)物所反射或散射的反射光束由光信號(hào)轉(zhuǎn)換 成電信號(hào)，最后再比對(duì)發(fā)射光束與反射光束的相位變化，以估算出目標(biāo)物與距 離測(cè)量裝置之間的距離值。
由于已知的相位式距離測(cè)量裝置是利用比對(duì)發(fā)射光束與反射光束之間的 相位變化，以進(jìn)行距離值的估算。但因?yàn)闇y(cè)量的過(guò)程中是利用光發(fā)射組件分別 發(fā)出一道測(cè)量光束及一道參考光束，如此，將易使半導(dǎo)體材質(zhì)的光發(fā)射組件因 使用頻繁而溫度漸增，進(jìn)而產(chǎn)生難以掌控的噪聲。另外，若目標(biāo)物與距離測(cè)量 裝置之間的距離太近，使光接收組件接收測(cè)量光束及參考光束的時(shí)間間隔過(guò) 短，光接收組件亦會(huì)因測(cè)量光束及參考光束的相互干擾，導(dǎo)致所輸出的電信號(hào) 存在不可知的誤差，進(jìn)而影響距離測(cè)量的精準(zhǔn)度
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中距離測(cè)量裝置的測(cè)量光束和參考光束時(shí)間間隔過(guò)短、可能相互干擾影響精準(zhǔn)度的缺陷，提供一種距離測(cè)量方法，及一種距離測(cè)量系統(tǒng)，可避免測(cè)量光束和參考光束時(shí)間間隔過(guò)短的問(wèn)題。
本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，提供一種距離測(cè)量方法，應(yīng)用于距離測(cè)量系統(tǒng)中，包括以下步驟
(a) 令發(fā)射端發(fā)出第一光束及第二光束，其中該第一光束朝目標(biāo)物行進(jìn)；
(b) 藉由切換機(jī)制設(shè)定切換順序；
(C)設(shè)置接收端依切換順序接收由該目標(biāo)物所反射的該第一光束，并相應(yīng)地提供第一電信號(hào)，且接收該第二光束，并相應(yīng)地提供第二電信號(hào)；以及，
(d) 利用控制端接收該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)，并依據(jù)該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)之間的相位差值，計(jì)算出該距離測(cè)量系統(tǒng)與該目標(biāo)物之間的距離值。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，步驟(a)更包括藉由信號(hào)發(fā)生端依據(jù)該控制端所發(fā)出的驅(qū)動(dòng)指令，提供第一頻率信號(hào)及第二頻率信號(hào)。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，該接收端接收該第二頻率信號(hào)，并分別與該第一光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生該第一電信號(hào)，及與該第二光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生該第二電信號(hào)。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，該切換機(jī)制是依據(jù)該控制端所發(fā)出的第一切換指令，電性地控制該發(fā)射端的第一光發(fā)射組件及第二光發(fā)射組件依切換順序發(fā)出該第一光束及該第二光束。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，該切換機(jī)制是依據(jù)該控制端所發(fā)出的第二切換指令，機(jī)械式地控制該接收端依切換順序接收該第一光束及該第二光束。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，該切換機(jī)制是依據(jù)該第二切換指令，于該第一光束的第一光路徑及該第二光束的第二光路徑之間進(jìn)行阻斷。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，步驟(C)與步驟(d)之間更包括以下步驟:
(e) 分別對(duì)已完成混頻的該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；以
5及，
(f)分別對(duì)已放大的該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)進(jìn)行濾波，并相應(yīng)地產(chǎn)生定頻的第一既定信號(hào)與第二既定信號(hào)。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量方法中，步驟(d)更包括
(dl)分別對(duì)該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生相應(yīng)的第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)；以及，
(d2)比較出該第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)間的該相位差值。本發(fā)明還提供了一種距離測(cè)量系統(tǒng)，包括
發(fā)射模塊，分別發(fā)出第一光束及第二光束，其中該第一光束朝向目標(biāo)物行
進(jìn)；
接收模塊，接收由該目標(biāo)物所反射的該第一光束并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第一電信號(hào)，且接收該第二光束并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第二電信號(hào)；
切換單元，控制該接收模塊依切換順序接收該第一光束及該第二光束；以
及
控制模塊，接收該接收模塊所輸出的該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)，并依據(jù)該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)之間的相位差值，計(jì)算出該距離測(cè)量系統(tǒng)與該目標(biāo)物間的距離值。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，更包括信號(hào)產(chǎn)生模塊，依據(jù)該控制模塊所發(fā)出的驅(qū)動(dòng)指令，提供第一頻率信號(hào)及第二頻率信號(hào)。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該接收模塊接收該第二頻率信號(hào)，并分別與該第一光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生該第一電信號(hào)，及與該第二光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生該第二電信號(hào)。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，更包括處理模塊包括
放大器，分別對(duì)已完成混頻的該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；以及，
濾波器，分別對(duì)該放大器所輸出的該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行濾波，并相應(yīng)產(chǎn)生定頻的第一既定信號(hào)與第二既定信號(hào)。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該第二頻率信號(hào)是藉由該接收模塊的光接收組件，分別與該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行混頻。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該切換單元是電子開(kāi)關(guān)，依據(jù)該控制模
塊的第一切換指令，控制該發(fā)射模塊的第一光發(fā)射組件及第二光發(fā)射組件依切
換順序發(fā)出該第一光束或該第二光束。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該切換單元是機(jī)械開(kāi)關(guān)，依據(jù)該控制模
塊的第二切換指令，控制該光接收組件依切換順序接收該第一光束及該第二光束。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該機(jī)械開(kāi)關(guān)是依據(jù)該第二切換指令，阻斷該光接收組件接收該第一光束或該第二光束。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該機(jī)械開(kāi)關(guān)是遮光組件，依切換順序于第一光路徑上阻斷該第一光束或于第二光路徑上阻斷該第二光束。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，該控制模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于分別對(duì)該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后，相應(yīng)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)；該控制模塊還包括鑒相器，用于比較出該第一、第二數(shù)字信號(hào)間的該相位差值。
在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，更包括
光學(xué)組件，對(duì)該第二光束執(zhí)行反射；以及，
光導(dǎo)管，將藉由該光學(xué)組件所反射的該第二光束傳送至該接收模塊。在本發(fā)明所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，更包括
輸入模塊，接收至少一個(gè)外部指令，并傳送至該控制模塊；以及，輸出模塊，用于接收該處理模塊的顯示指令，并顯示相應(yīng)的距離信息。本發(fā)明是藉由切換機(jī)制設(shè)定切換順序，使發(fā)射端的發(fā)射模塊或接收端的接收模塊依照切換順序作動(dòng)，進(jìn)而確保接收端的接收模塊不因接收第一光束及第二光束的間隔時(shí)間太短，而發(fā)生光束信號(hào)相互干擾的問(wèn)題。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中 -圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)示意圖；圖2為切換單元依據(jù)切換順序來(lái)控制發(fā)射模塊發(fā)出測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)
的一個(gè)實(shí)施例；
圖3為切換單元控制接收模塊依切換順序分別接收由目標(biāo)物T所反射的測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例；以及，
圖4為切換單元控制接收模塊依切換順序分別接收由目標(biāo)物T所反射的測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)的另一個(gè)實(shí)施例。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明
100 距離測(cè)量系統(tǒng)10 控制模塊
20 信號(hào)產(chǎn)生模塊30 發(fā)射模塊
40 接收模塊50 處理模塊
60 切換單元70 輸入模塊
80 輸出模塊11 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器
12 鑒相器13 運(yùn)算中心
21 頻率產(chǎn)生器22 第一調(diào)變器
23 第二調(diào)變器24 第一濾波模塊
25 驅(qū)動(dòng)器31 第一準(zhǔn)直透鏡
32 第一全反射組件33 第一光發(fā)射組件
34 第二光發(fā)射組件35 分光組件
41 第二準(zhǔn)直透鏡42 光導(dǎo)管
43 光接收組件51 放大器
52 第二濾波模塊61 電子開(kāi)關(guān)
62 機(jī)械開(kāi)關(guān)A 第一接點(diǎn)
B 第二接點(diǎn)C 第一位置
D 第二位置
8
具體實(shí)施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實(shí)施例并配合所附圖標(biāo)作詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提供一種距離測(cè)量方法，應(yīng)用于距離測(cè)量系統(tǒng)中，以確保距離測(cè)量 系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。
圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
如圖1所示，距離測(cè)量系統(tǒng)100至少包括控制模塊10、信號(hào)產(chǎn)生模塊20、 發(fā)射模塊30、接收模塊40、處理模塊50、切換單元60、輸入模塊70，以及 輸出模塊80。
距離測(cè)量系統(tǒng)100中的控制模塊10是依據(jù)來(lái)自于輸入模塊70的測(cè)量指 示，向信號(hào)產(chǎn)生模塊20下達(dá)驅(qū)動(dòng)指令，令信號(hào)產(chǎn)生模塊20分別向發(fā)射模塊 30、接收模塊40及控制模塊10提供第一頻率信號(hào)、第二頻率信號(hào)，以及比較 頻率信號(hào)。
具體而言，信號(hào)產(chǎn)生模塊20包括頻率產(chǎn)生器(Frequency Source Divider)21 、 第一調(diào)變器(FirstModulator)22、第二調(diào)變器(Second Modulator)23、第一濾波模 塊24(Rrst Filter),及驅(qū)動(dòng)器25(Driver)。頻率產(chǎn)生器21至少輸出第一頻率信 號(hào)、第二頻率信號(hào)，以及比較頻率信號(hào)。第一頻率信號(hào)先經(jīng)第一調(diào)變器22將 方波轉(zhuǎn)換為弦波，并由驅(qū)動(dòng)器25據(jù)以向發(fā)射模塊30提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中驅(qū)動(dòng) 信號(hào)具有調(diào)變頻率fl;第二頻率信號(hào)經(jīng)第二調(diào)變器23進(jìn)行方波-弦波轉(zhuǎn)換后成 為本振信號(hào)，并傳送至接收模塊40，其中本振信號(hào)具有本振頻率f2;比較頻 率信號(hào)經(jīng)由第一濾波模塊24進(jìn)行濾波后，產(chǎn)生具有比較頻率(fl-f2)的比較信 號(hào)，并被傳送至控制模塊10。實(shí)作上，第一調(diào)變器22與第二調(diào)變器23可采 用LC濾波器(LC filter),特別是指LC諧振帶通濾波器，且第一濾波模塊24 可以是以窄帶進(jìn)行濾波。
發(fā)射模塊30根據(jù)驅(qū)動(dòng)器25所提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依序發(fā)出第一光束及第二 光束。舉例而言，發(fā)射模塊30利用至少一個(gè)雷射二極管(Laser Diode， LD)作 為光發(fā)射組件。光發(fā)射組件經(jīng)由來(lái)自于驅(qū)動(dòng)器25的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所驅(qū)使，根據(jù)第 一頻率信號(hào)分別發(fā)出第一光束及第二光束。其中，第一光束作為測(cè)量信號(hào)，用以朝向目標(biāo)物T發(fā)射，且第二光束作為參考信號(hào)。
接收模塊40于不同的時(shí)間點(diǎn)分別接收參考信號(hào)，及由目標(biāo)物T所反射的 測(cè)量信號(hào)，并分別將參考信號(hào)及測(cè)量信號(hào)與第二頻率信號(hào)進(jìn)行混頻，以輸出相 應(yīng)的第一電信號(hào)及第二電信號(hào)。
舉例而言，接收模塊40可利用雪崩光電二極管(Avalanche Photodiode， APD)作為光接收組件43。其中，將雪崩光電二極管的正極與第二調(diào)變器23 耦接，用于接收來(lái)自于信號(hào)產(chǎn)生模塊20的第二頻率信號(hào)，并同時(shí)依序接收由 發(fā)射模塊30所輸出的參考信號(hào)及由目標(biāo)物T所反射的測(cè)量信號(hào)。如此，即可 利用雪崩光電二極管將第二頻率信號(hào)分別與測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)進(jìn)行混頻，并 藉由雪崩光電二極管的光電轉(zhuǎn)換特性，分別產(chǎn)生與測(cè)量信號(hào)相應(yīng)的第一電信 號(hào)，以及與參考信號(hào)相應(yīng)的第二電信號(hào)。
處理模塊50至少包括放大器51及第二濾波模塊52，用于依序接收由接 收模塊40所輸出的第一電信號(hào)及第二電信號(hào)，并分別對(duì)第一電信號(hào)及第二電 信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理。其中，放大器51是分別對(duì)已完成混頻的第一電信號(hào)及第 二電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大；且第二濾波模塊52是分別對(duì)放大器51所輸出的第一 電信號(hào)及第二電信號(hào)進(jìn)行濾波，并相應(yīng)地輸出特定頻率的第一既定信號(hào)與第二 既定信號(hào)。其中，第二濾波模塊52是可以窄帶進(jìn)行濾波，且第一既定信號(hào)及 第二既定信號(hào)分別為具有頻率為(fl-f2)的中頻信號(hào)。
控制模塊10至少包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器11、鑒相器12，及運(yùn)算中心13。 模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器11接收來(lái)自于信號(hào)產(chǎn)生模塊20的比較信號(hào)及來(lái)自于處理模 塊50所輸出的第一既定信號(hào)及第二既定信號(hào)，并分別對(duì)第一既定信號(hào)及第二 既定信號(hào)進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào); 鑒相器12接收第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)，并輸出第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù) 字信號(hào)之間的相位差值；最后，再由運(yùn)算中心13依據(jù)相位差值計(jì)算出距離測(cè) 量系統(tǒng)100與目標(biāo)物T之間的距離值，并由處理模塊50對(duì)輸出模塊80發(fā)出 顯示指令，令輸出模塊80呈現(xiàn)距離值或相關(guān)信息。
切換單元60是作為切換機(jī)制，用以依照控制模塊10所下達(dá)的切換f旨令， 控制接收模塊40遵照切換順序接收由目標(biāo)物T反射的測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)。
10換言之，控制模塊10除了對(duì)信號(hào)產(chǎn)生模塊20發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令之外，亦對(duì)切 換單元60發(fā)出切換指令。其中，切換單元60是電性地連結(jié)于控制模塊10與 發(fā)射模塊30之間，并依照切換指令以切換順序控制發(fā)射模塊30以第一頻率信 號(hào)發(fā)出測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)，以控制接收模塊40接收由目標(biāo)物T所反射的測(cè) 量信號(hào)及參考信號(hào)的順序；或者，切換單元60是機(jī)械式地連結(jié)于控制模塊10 與接收模塊40之間，以控制接收模塊40接收由目標(biāo)物T所反射的測(cè)量信號(hào) 及參考信號(hào)的順序。
圖2為切換單元60依據(jù)切換順序來(lái)控制發(fā)射模塊30發(fā)出測(cè)量信號(hào)及參考 信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例。
同時(shí)參考圖l及圖2。
發(fā)射模塊30包括第一準(zhǔn)直透鏡31、第一全反射組件32、第一光發(fā)射組件 33，及第二光發(fā)射組件34。
切換單元60以電子開(kāi)關(guān)61作為切換機(jī)制，依據(jù)控制模塊10所發(fā)出的第 一切換指令，電性地控制發(fā)射模塊30中的第一光發(fā)射組件33及第二光發(fā)射組 件34依序發(fā)出測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)。
具體而言，電子開(kāi)關(guān)61是繼電器(Relay)，耦接于信號(hào)產(chǎn)生模塊20與發(fā)射 模塊30之間，依第一切換指令致使第一接點(diǎn)A或第二接點(diǎn)B開(kāi)路。也就是， 當(dāng)電子開(kāi)關(guān)61致使第一接點(diǎn)A開(kāi)路時(shí)，繼電器將與第二接點(diǎn)B接連，使來(lái)自 于信號(hào)產(chǎn)生模塊20的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)使第一光發(fā)射組件33發(fā)出測(cè)量信號(hào)，此時(shí)， 第二光發(fā)射組件34因第一接點(diǎn)A開(kāi)路而不導(dǎo)通(Shut Down);當(dāng)電子開(kāi)關(guān)61 致使第二接點(diǎn)B開(kāi)路時(shí)，繼電器將與第一接點(diǎn)A接連，使來(lái)自于信號(hào)產(chǎn)生模 塊20的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)使第二光發(fā)射組件34向接收模塊40發(fā)出參考信號(hào)，此時(shí)， 第一光發(fā)射組件33因第二接點(diǎn)B開(kāi)路而不導(dǎo)通。
測(cè)量信號(hào)穿透過(guò)第一準(zhǔn)直透鏡31后，朝向目標(biāo)物T發(fā)出；參考信號(hào)自第 一全反射組件32反射后，直接傳送至接收模塊40。
接收模塊40包括第二準(zhǔn)直透鏡41、光導(dǎo)管42，及光接收組件43。當(dāng)參 考信號(hào)傳送入接收模塊40后，由光導(dǎo)管42引導(dǎo)至光接收組件43;亙當(dāng)測(cè)量 信號(hào)經(jīng)由目標(biāo)物T反射后，也藉由第二準(zhǔn)直透鏡41引導(dǎo)至光接收組件43。由此，控制模塊10即可藉由第一切換指令，掌控發(fā)射模塊30于不同時(shí)間 點(diǎn)發(fā)出測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)，以達(dá)到接收模塊40以切換順序，依序分別接收 測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)。
圖3為切換單元60控制接收模塊40依切換順序分別接收由目標(biāo)物T所 反射的測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)的一個(gè)實(shí)施例。
同時(shí)參考圖l及圖3。
發(fā)射模塊30至少包括第一準(zhǔn)直透鏡31、第一光發(fā)射組件33，及分光組件 35。第一光發(fā)射組件33根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生模塊20所提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)出光束信號(hào)， 光束信號(hào)穿透第一準(zhǔn)直透鏡31后，傳送至分光組件35，以藉由分光組件35 的分光特性將光束信號(hào)劃分為測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)，其中，測(cè)量信號(hào)穿透過(guò)分 光組件35朝向目標(biāo)物T發(fā)出；參考信號(hào)自分光組件35反射后直接傳送至接 收模塊40。
接收模塊40包括第二準(zhǔn)直透鏡41、光導(dǎo)管42，及光接收組件43。當(dāng)參 考信號(hào)傳送入接收模塊40后，經(jīng)由光導(dǎo)管42引導(dǎo)至光接收組件43;而當(dāng)測(cè) 量信號(hào)經(jīng)由目標(biāo)物T反射后，經(jīng)由第二準(zhǔn)直透鏡41引導(dǎo)后傳送至光接收組件 43。
切換單元60以機(jī)械開(kāi)關(guān)62作為切換機(jī)制，依據(jù)控制模塊10所發(fā)出的第 二切換指令，機(jī)械式地控制光接收組件43依切換順序接收測(cè)量信號(hào)及參考信 號(hào)。
具體而言，機(jī)械開(kāi)關(guān)62是遮光組件(shutter)，被設(shè)置于光導(dǎo)管42的末端， 依第二切換指令于第一位置C與第二位置D之間進(jìn)行切換。也就是，當(dāng)機(jī)械 開(kāi)關(guān)62被設(shè)定于第一位置C時(shí)，機(jī)械開(kāi)關(guān)62將阻斷測(cè)量信號(hào)的光路徑，此 時(shí)，光接收組件43僅能接收參考信號(hào)而無(wú)法接收測(cè)量信號(hào)；當(dāng)機(jī)械開(kāi)關(guān)62 被設(shè)定于第二位置D時(shí)，遮光組件將阻斷參考信號(hào)的光路徑，此時(shí)，光接收 組件43僅能接收測(cè)量信號(hào)而無(wú)法接收參考信號(hào)。
由此，控制模塊10即可藉由第二切換指令，精確地掌控接收模,40依照 切換順序，分別接收測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)。
圖4為切換單元60控制接收模塊40依切換順序分別接收由目標(biāo)物T所反射的測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)的另一個(gè)實(shí)施例。 同時(shí)參考圖l及圖4。
發(fā)射模塊30包括第一準(zhǔn)直透鏡31、第一全反射組件32、第一光發(fā)射組件 33，及第二光發(fā)射組件34。
接收模塊40包括第二準(zhǔn)直透鏡41、光導(dǎo)管42，及光接收組件43。 切換單元60利用電子開(kāi)關(guān)61及機(jī)械開(kāi)關(guān)62作為切換機(jī)制。 電子開(kāi)關(guān)61電性地耦接于信號(hào)產(chǎn)生模塊20與發(fā)射模塊30之間，用于依 據(jù)控制模塊10所發(fā)出的第一切換指令，驅(qū)動(dòng)發(fā)射模塊30中的第一光發(fā)射組件 33及第二光發(fā)射組件34分別依序發(fā)出測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)；機(jī)械開(kāi)關(guān)62設(shè) 置于光導(dǎo)管42的末端，用于依據(jù)控制模塊10所發(fā)出的第二切換指令，控制光 接收組件43依切換順序接收測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)。其中，電子開(kāi)關(guān)61可以是 繼電器(Relay)，而機(jī)械開(kāi)關(guān)62可以是遮光組件(shutter)。
具體而言，電子開(kāi)關(guān)61依第一切換指令致使第一接點(diǎn)A或第二接點(diǎn)B開(kāi) 路。也就是，當(dāng)電子開(kāi)關(guān)61致使第一接點(diǎn)A開(kāi)路時(shí)，繼電器將與第二接點(diǎn)B 接連，使來(lái)自于信號(hào)產(chǎn)生模塊20的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)使第一光發(fā)射組件33發(fā)出測(cè)量 信號(hào)，此時(shí)，第二光發(fā)射組件34因第一接點(diǎn)A開(kāi)路而不導(dǎo)通(ShutDown);當(dāng) 電子開(kāi)關(guān)61致使第二接點(diǎn)B開(kāi)路時(shí)，繼電器將與第一接點(diǎn)A接連，使來(lái)自于 信號(hào)產(chǎn)生模塊20的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)使第二光發(fā)射組件34向接收模塊40發(fā)出參考 信號(hào)，此時(shí)，第一光發(fā)射組件33因第二接點(diǎn)B開(kāi)路而不導(dǎo)通。
參考信號(hào)自第一全反射組件32反射后，直接傳送至接收模塊40，且經(jīng)由 光導(dǎo)管42引導(dǎo)至光接收組件43;測(cè)量信號(hào)穿透過(guò)第一準(zhǔn)直透鏡31后，朝向 目標(biāo)物T發(fā)出，并經(jīng)由目標(biāo)物T反射后，藉由第二準(zhǔn)直透鏡41引導(dǎo)至光接收 組件43。
具體而言，機(jī)械開(kāi)關(guān)62依第二切換指令于第一位置C與第二位置D之間 進(jìn)行切換。也就是，當(dāng)機(jī)械開(kāi)關(guān)62被設(shè)定于第一位置C時(shí)，機(jī)械開(kāi)關(guān)62將 阻斷測(cè)量信號(hào)的光路徑，此時(shí)，光接收組件43僅能接收參考信號(hào)而無(wú)法接收 測(cè)量信號(hào)；當(dāng)機(jī)械開(kāi)關(guān)62被設(shè)定于第二位置D時(shí)，遮光組件將阻斷參考信號(hào) 的光路徑，此時(shí)，光接收組件43僅能接收測(cè)量信號(hào)而無(wú)法接收參考信號(hào)。
13這樣，控制模塊10即可藉由第一切換指令及第二切換指令，更精確地掌
控接收模塊40依照切換順序，分別接收測(cè)量信號(hào)及參考信號(hào)。
另外，本發(fā)明也提供一種距離測(cè)量方法，應(yīng)用于距離測(cè)量系統(tǒng)100中。其中，本方法是以發(fā)射模塊30作為距離測(cè)量系統(tǒng)100的發(fā)射端，依據(jù)控制端的控制模塊10所下達(dá)的驅(qū)動(dòng)指令，令發(fā)射端的發(fā)射模塊30依序發(fā)出第一光束及第二光束；并設(shè)置接收模塊40作為接收端，依序接收由該目標(biāo)物所反射的第一光束且相應(yīng)地提供第一電信號(hào)，及接收第二光束且相應(yīng)地提供第二電信號(hào)；最后，再利用控制端接收第一電信號(hào)與第二電信號(hào)，并依據(jù)第一電信號(hào)與第二電信號(hào)之間的相位差值，計(jì)算出該距離測(cè)量系統(tǒng)100與該目標(biāo)物T之間的距離值。其中，藉由切換單元60作為切換機(jī)制，以控制接收端依照切換順序接收第一光束及第二光束。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例揭露如上，但是其并非用于限定本發(fā)明，任何本技術(shù)領(lǐng)域的人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作一些更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種距離測(cè)量方法，應(yīng)用于距離測(cè)量系統(tǒng)中，其特征在于，包括以下步驟(a)令發(fā)射端發(fā)出第一光束及第二光束，其中該第一光束朝目標(biāo)物行進(jìn)；(b)藉由切換機(jī)制設(shè)定切換順序；(c)設(shè)置接收端依切換順序接收由該目標(biāo)物所反射的該第一光束，并相應(yīng)地提供第一電信號(hào)，且接收該第二光束，并相應(yīng)地提供第二電信號(hào)；以及，(d)利用控制端接收該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)，并依據(jù)該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)之間的相位差值，計(jì)算出該距離測(cè)量系統(tǒng)與該目標(biāo)物之間的距離值。
2. 如權(quán)利要求1所述的距離測(cè)量方法，其特征在于，步驟(a)更包括藉 由信號(hào)發(fā)生端依據(jù)該控制端所發(fā)出的驅(qū)動(dòng)指令，提供第一頻率信號(hào)及第二頻率 信號(hào)，其中，該接收端接收該第二頻率信號(hào)，并分別與該第一光束進(jìn)行混頻以 產(chǎn)生該第一電信號(hào)，及與該第二光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生該第二電信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的距離測(cè)量方法，其特征在于，該切換機(jī)制是依據(jù) 該控制端所發(fā)出的第一切換指令，電性地控制該發(fā)射端的第一光發(fā)射組件及第 二光發(fā)射組件依切換順序發(fā)出該第一光束及該第二光束。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的距離測(cè)量方法，其特征在于，該切換機(jī)制是 依據(jù)該控制端所發(fā)出的第二切換指令，機(jī)械式地控制該接收端依切換順序接收 該第一光束及該第二光束。
5. —種距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括 發(fā)射模塊，分別發(fā)出第一光束及第二光束，其中該第一光束朝向目標(biāo)物行進(jìn)；接收模塊，接收由該目標(biāo)物所反射的該第'一光束并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第一電信 號(hào)，且接收該第二光束并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第二電信號(hào)；切換單元，控制該接收模塊依切換順序接收該第一光束及該第二光束；以■及控制模塊，接收該接收模塊所輸出的該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)，并依 據(jù)該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)之間的相位差值，計(jì)算出該距離測(cè)量系統(tǒng)與該 目標(biāo)物間的距離值。
6. 如權(quán)利要求5所述的距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，更包括信號(hào)產(chǎn)生模塊，依據(jù)該控制模塊所發(fā)出的驅(qū)動(dòng)指令，提供第一頻率信號(hào)及第二頻率信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求6所述的距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該第二頻率信號(hào)是 藉由該接收模塊的光接收組件，分別與該該第一光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生第一電信 號(hào)，及與該第二光束進(jìn)行混頻以產(chǎn)生該第二電信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求5所述的距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該切換單元是電子 開(kāi)關(guān)，依據(jù)該控制模塊的第一切換指令，控制該發(fā)射模塊的第一光發(fā)射組件及 第二光發(fā)射組件依切換順序發(fā)出該第一光束或該第二光束。
9. 如權(quán)利要求5或8所述的距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該切換單元是 機(jī)械開(kāi)關(guān)，依據(jù)該控制模塊的第二切換指令，控制該光接收組件依切換順序接 收該第一光束及該第二光束。
10. 如權(quán)利要求5所述的距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，該控制模塊包括模 數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于分別對(duì)該第一電信號(hào)及該第二電信號(hào)進(jìn)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換后，相 應(yīng)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(hào)及第二數(shù)字信號(hào)；該控制模塊還包括鑒相器，用于比較出 該第一、第二數(shù)字信號(hào)間的該相位差值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種距離測(cè)量方法及距離測(cè)量系統(tǒng)。該方法包括令距離測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)射端發(fā)出第一光束及第二光束，其中該第一光束朝目標(biāo)物行進(jìn)；再藉由切換機(jī)制提供切換順序；并設(shè)置接收端依切換順序接收由該目標(biāo)物所反射的該第一光束，且相應(yīng)地提供第一電信號(hào)，及接收該第二光束且相應(yīng)地提供第二電信號(hào)；最后，再利用控制端接收該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)，并依據(jù)該第一電信號(hào)與該第二電信號(hào)之間的相位差值，計(jì)算出該距離測(cè)量系統(tǒng)與該目標(biāo)物之間的距離值。
文檔編號(hào)G01S17/32GK101482619SQ200810002188
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
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