[发明专利]距离测量方法及距离测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种距离测量方法和系统，特别有关于一种依据光束的相位变化来估算距离值的距离测量方法，及应用该方法的距离测量系统。 

背景技术

随着电子技术和半导体雷射组件的发展，掌上型距离测量装置已广泛地应用在建筑、交通、地形勘测与室内装潢等方面。 

一般而言，已知的距离测量装置常于发射模块中内置光发射组件，用于发出发射光束，并于接收模块中设置光接收组件，用以接收经由目标物所反射的反射光束。 

具体而言，已知的相位式距离测量装置所使用的光发射组件及光接收组件均是以半导体材料所制成。其目的是藉由半导体的特性，以光发射组件激发出发射光束，并利用光接收组件将目标物所反射或散射的反射光束由光信号转换成电信号，最后再比对发射光束与反射光束的相位变化，以估算出目标物与距离测量装置之间的距离值。 

由于已知的相位式距离测量装置是利用比对发射光束与反射光束之间的相位变化，以进行距离值的估算。但因为测量的过程中是利用光发射组件分别发出一道测量光束及一道参考光束，如此，将易使半导体材质的光发射组件因使用频繁而温度渐增，进而产生难以掌控的噪声。另外，若目标物与距离测量装置之间的距离太近，使光接收组件接收测量光束及参考光束的时间间隔过短，光接收组件亦会因测量光束及参考光束的相互干扰，导致所输出的电信号存在不可知的误差，进而影响距离测量的精准度。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中距离测量装置的光发射组件因使用频繁而温度渐增、且测量光束和参考光束时间间隔过短、可能相互干扰影响精准度的缺陷，提供一种距离测量方法，及一种距离测量系统，可避免光发射组件因使用频繁而温度渐增、以及测量光束和参考光束时间间隔过短的问题。 

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种距离测量方法，应用于距离测量系统中，包括以下步骤： 

(a)令发射端发出第一光束及第二光束，其中该第一光束朝目标物行进； 

(b)藉由切换机制设定切换顺序； 

(c)设置接收端依切换顺序接收由该目标物所反射的该第一光束，并相应地提供第一电信号，且接收该第二光束，并相应地提供第二电信号；以及， 

(d)利用控制端接收该第一电信号与该第二电信号，并依据该第一电信号与该第二电信号之间的相位差值，计算出该距离测量系统与该目标物之间的距离值。 

在本发明所述的距离测量方法中，步骤(a)更包括：藉由信号发生端依据该控制端所发出的驱动指令，提供第一频率信号及第二频率信号。 

在本发明所述的距离测量方法中，该接收端接收该第二频率信号，并分别与该第一光束进行混频以产生该第一电信号，及与该第二光束进行混频以产生该第二电信号。 

在本发明所述的距离测量方法中，该切换机制是依据该控制端所发出的第一切换指令，电性地控制该发射端的第一光发射组件及第二光发射组件依切换顺序发出该第一光束及该第二光束。 

在本发明所述的距离测量方法中，该切换机制是依据该控制端所发出的第二切换指令，机械式地控制该接收端依切换顺序接收该第一光束及该第二光束。 

在本发明所述的距离测量方法中，该切换机制是依据该第二切换指令，于该第一光束的第一光路径及该第二光束的第二光路径之间进行阻断。 

在本发明所述的距离测量方法中，步骤(c)与步骤(d)之间更包括以下步骤： 

(e)分别对已完成混频的该第一电信号及该第二电信号进行信号放大；以及， 

(f)分别对已放大的该第一电信号及该第二电信号进行信号进行滤波，并相应地产生定频的第一既定信号与第二既定信号。 

在本发明所述的距离测量方法中，步骤(d)更包括： 

(d1)分别对该第一电信号及该第二电信号进行模拟数字转换，以产生相应的第一数字信号及第二数字信号；以及， 

(d2)比较出该第一数字信号及第二数字信号间的该相位差值。 

本发明还提供了一种距离测量系统，包括： 

发射模块，分别发出第一光束及第二光束，其中该第一光束朝向目标物行进； 

接收模块，接收由该目标物所反射的该第一光束并转换为相应的第一电信号，且接收该第二光束并转换为相应的第二电信号； 

切换单元，控制该接收模块依切换顺序接收该第一光束及该第二光束；以及