CN105474036B - 用于校准用于测量光学信号传输路段的装置的方法 - Google Patents

Abstract

通过本方法校准用于测量光学信号传输路段特别是用于识别对象和/或用于识别对象的运动和/或运动方向的装置。在此该装置设有：至少一个用于发送光学测量信号的测量发送器(H1、H2、H3)；至少一个补偿发送器(K),用于发送与至少一个测量发送器(H1、H2、H3)的光学信号反相的补偿信号；以及至少一个接收器(D)，用于交替接收该至少一个测量发送器(H1、H2、H3)的光学信号和该至少一个补偿发送器(K)的光学补偿信号。在该方法中：在去活测量发送器(H1、H2、H3)的情况下该至少一个补偿发送器(K)发送补偿信号，相反地该至少一个接收器(D)接收该补偿信号。该补偿信号的幅度如此调节，使得出现具有如下幅度的电测量信号，该幅度位于在由至少一个接收器(D)和/或驱控和分析处理单元(17)产生的信号噪声的幅度之上。此外提供与补偿信号反相的并因此与测量发送信号同相的经调制的偏置信号，该偏置信号具有如下幅度，该幅度等于在至少一个接收器(D)之后的信号路径中通过补偿发送器(K)的补偿信号引起的信号的幅度。

Description

用于校准用于测量光学信号传输路段的装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于校准用于测量光学信号传输路段特别是用于识别对象和/或用于识别对象的运动和/或运动方向的装置的方法。

背景技术

在此典型地光电二极管以关断方向运行。已经证实为特别有利的是，通过电压控制的电流源给光电二极管通电以便补偿由(例如环境)干扰辐射引起的光电流并且保持在按照电压预定的工作点上。

在用于光学信号传输的装置中——如该装置例如以名称已知——存在的问题在于，相互处于光学有效连接的元件的光学耦合以相对大的程度是与制造和装配有关的。因此适宜的是，这样用于测量光学信号传输路段的装置特别是可自动校准，亦即不仅在该装置的制造期间或之后，而且也在该装置的运行期间。

用于前述类型的装置的例子在文献EP-A-1 426 783和WO-A-01/54276中描述。

发明内容

因此本发明的任务在于，实现一种用于校准用于测量光学信号传输路段特别是用于识别对象和/或用于识别对象的运动和/或运动方向的装置的方法，通过该方法可以改善和扩展装置的应用范围。

为了解决该任务，本发明提出一种用于校准用于测量光学信号传输路段特别是用于识别对象和/或用于识别对象的运动和/或运动方向的装置的方法，

■其中该装置设有：

·用于发送光学测量信号的至少一个测量发送器；

·至少一个补偿发送器，用于发送与所述至少一个测量发送器的光学信号反相的补偿信号；

·至少一个接收器，用于交替接收所述至少一个测量发送器的光学信号和所述至少一个补偿发送器的光学补偿信号；以及

·驱控和分析处理单元，用于为了发送光学测量信号或光学补偿信号或者为了接收光学信号而以第一调制驱控信号驱控所述至少一个测量发送器、以第二调制驱控信号驱控所述至少一个补偿发送器、以及驱控所述至少一个接收器，并且用于为了产生代表光学信号传输路段的测量的分析处理信号而分析处理接收的光学信号；以及

■其中在该方法中：

·在去活并因此没有以调制驱控信号驱控测量发送器的情况下实施下面的校准步骤：

所述至少一个补偿发送器发送补偿信号并且所述至少一个接收器接收该补偿信号；以及

该补偿信号的幅度调节为使得在驱控和分析处理单元中出现具有如下幅度的电测量信号，该幅度位于在由所述至少一个接收器和/或驱控和分析处理单元产生的信号噪声的幅度之上；

·其中该装置在实施该校准步骤之后被校准，并且在紧接着的为了识别对象和/或对象的运动和/或对象的运动方向而进行的发送经调制的测量发送信号期间由用于驱控补偿发送器的驱控和分析处理单元提供与补偿信号反相的并因此与测量发送信号同相的经调制的偏置信号用于所述至少一个测量发送器，该偏置信号具有如下幅度，该幅度等于在所述至少一个接收器之后的信号路径中通过补偿发送器的补偿信号引起的信号的幅度。

在按照本发明要校准的用于测量光学信号传输路段的装置中，不仅对于至少一个测量发送器而且对于至少一个补偿发送器以调制信号工作，其中这些信号是反相的，也就是相移180°。如果至少一个接收器接收直流信号，测量发送器和补偿发送器的光学信号的幅度那么相同，那么该装置位于在其经调节的状态下。该经调节系统瞬间“被干扰”，其方式是之前不存在的一个对象位于在该至少一个测量发送器与至少一个接收器之间的光学信号传输路段中。该对象同样将光学测量信号的部分反射到至少一个接收器中。该对象与至少一个测量发送器或至少一个接收器距离越远，那么接收器还接收的反射的信号越弱。通过例如接收的补偿信号与接收的在对象上反射的测量信号的差形成那么可以确定代表对象的距离的分析处理信号。如上所述，这种类型的光学信号传输路段的测量以名称HALIOS已知并且例如在文献DE-A-102 56 429中描述。

这样的装置按照本发明可以由此补偿，使得用于：在由对象反射并由接收器接收的测量信号的最小幅度的情况下分析处理也是可能的。用于测量光学信号传输路段的装置的最小的还要处理的信号首先由系统噪声确定，这又首先由接收器和/或驱控和分析处理单元的噪声性能确定。问题在于，由装置到装置的系统噪声可以是不同的，因为自身在同一应用的情况下由装置到装置的光学耦合可以是不同的。因此那么每个装置的系统噪声必须是可测的，以便可以校准装置。

按照本发明为此在用于测量光学信号传输路段的装置中利用至少一个补偿发送器，其方式是该发送器在一个或多个去活测量发送器的情况下运行，直至在驱控和分析处理单元中出现电信号，该电信号位于在系统噪声之上并且因此是“可探测的”。补偿信号的幅度——该幅度导致在驱控和分析处理单元内(正好)还“可探测的”电信号，亦即导致在系统噪声之上的测量信号——现在用于以该幅度提供与光学测量信号同步存在的电偏置信号，该偏置信号在随后利用该装置期间为了测量光学信号传输路段叠加给光学测量信号。因此那么测量信号的由接收器接收的最小部分也存在于系统噪声之上并且可以由此在驱控和分析处理单元中用于形成分析处理信号，该分析处理信号代表对象与装置的距离。除此之外每个如此校准的装置情况相同(自然基于相同的应用类型)。

在此应再次强调，在校准期间该至少一个测量发送器或每个测量发送器完全去活，也就是没有施加经调制的驱控信号。在校准阶段期间那么仅仅运行补偿发送器，亦即以经调制的信号。

适宜的是，补偿信号的幅度由小值特别是也由零增加到较大的值，以便确定，自从何时在驱控和分析处理单元中形成的电测量信号具有在系统噪音之上的幅度。“由上”接近该工作点原则上也是可能的，但是前提是，补偿信号的幅度至少一次地导致具有小于系统噪声的幅度的电测量信号，以便自从该点那么又提高补偿信号的幅度，直至驱控和分析处理单元的电测量信号具有略微在系统噪声之上的幅度。

附图说明

以下根据一个实施例以及参照附图进一步阐明本发明。在此详细示出：

图1作为方框电路图示出整个系统的概览；

图2示出在测量间隔期间或在测量周期期间按照图1的整个系统的不同信号的时间曲线；以及

图3和4示出用于阐明整个系统的(自动)校准的图。

具体实施方式

以下借助用于光电二极管的干扰辐射补偿驱控并且用于分析处理光电电流的装置描述本发明，该装置自然包括如下特征，这些特征对于本发明的实现不是强制需要的。

在干扰辐射补偿的装置中，接收二极管D通过两个连接端运行。通过电路节点61、62由两个受控的电流源27、28给接收二极管D通电。在此两个放大器26、29检测在从这些连接端出发的输入线30、31上的电势。如果二极管的工作点例如通过阳光的持久辐射而变化，那么生成的光电电流变化。在接收二极管D上的电压降变化并且输入线30、31的并因此在放大器26、29输入端上的工作电势变化。其通过放大器26、29记录。这些放大器将输入线30、31上的电势分别与参考电势Ref1、Ref2比较。放大器26、29的输出端现在如此调节电流源27、28，使得输入线30、31的电压值又等于预定。耦合电容器24、25形成用于在输入线30、31上的直流电压电平对后置的电路的障碍。电容器24、25在背向连接端的侧上与测量放大器18、19的输入端连接。测量放大器18、19的输出端33、34分别通过可调节的电容20或21回馈到其输入端上。差级35形成两个放大器输出信号的差信号63。理想情况下该信号63应是光电二极管的有用信号。

如上所述，以上简述的调节通过两个电压控电流源27或28的放大器26、29和电流源27、28的调节导致有用信号的加载，这极大地限制作用范围。

按照本发明的装置或按照本发明的方法现在基于如下认识，即在大多数应用中特别是结合用于移动装置的姿态控制，持久的测量运行是完全不必要或期望的。这样的运行耗费能量，该能量特别是在移动装置中是特别“宝贵的”，因为仅仅受限地是可用的。

该装置那么应与时间有关地在不同系统状态下亦即在各个时间上分离和相继的测量间隔中运行，测量间隔分别具有至少一个测量阶段。在该测量状态下通过电流源27、28的再调节实际上关断。唯独电容器24、25保持相应的工作点。这等同于电流源27、28的内阻的变化。

但是这样差(因为“惰性”)的调节阻止匹配于外光照射。因此有意义的是，每个测量间隔限定另一状态，亦即(测量)准备阶段，在其中电流源27、28的内阻是最小的。在该状态下电流源快速再调节。有用信号在准备阶段会大幅加载并且歪曲。因此在该准备阶段中还不实施测量。

在一个未示出的采样保持电路中相应测量的结果典型地被暂存。

然而现在产生的问题在于，在测量期间出现的干扰可以将测量放大器18、19过调或欠调。

这样干扰的测量结果是不可用的。因此有意义的是，定量地评估测量结果。

在最简单情况下这可以例如由此发生，即测量放大器18、19各输出用于过调的信号和各用于欠调的信号。因此两个测量放大器18、19的系统的16个状态以各两个评估信号是可能的。其中不是所有的都是有意义的，因为例如同时出现的过调和欠调不是合乎实际的、然而即便如此是错误的。

即便如此，4比特字——该字通过这种方式形成——形成每个测量结果的定量的评估。

相比于现有技术，在系统的输入端不应用跨阻抗放大器、而是积分器，该积分器是所述测量放大器18、19的一部分。

测量间隔的过程例如通过根据图1的(方框)电路图的数字控制模块4控制。通过其过程控制在测量的开始(图2的附图标记67)激活测量激活信号“测量”(图2的附图标记66)。由此开始第一准备阶段A。在该阶段A中电流源27、28低欧姆地再调节接收二极管D的工作点。用于补偿二极管K的供电的输出端切换为激活。由此补偿二极管K已经照射光电二极管D。补偿二极管K首先不调制。通过电流源27、28的低欧姆性测量放大器18、19快速达到其工作点。电容20、21或耦合电容器24、25充电到其工作电平。用于在该实施例中三个测量二极管H1、H2、H3(由于多维特别是3D姿态识别)的运行和补偿二极管K的电流源64、65、66、67调节到相应的运行值。

在时刻69(图2)阶段A的末尾，信号“hold”(参见图2的附图标记68)是激活的。电压控制的电流源27、28由其直至其中采用的低阻状态达到高阻状态。因此其工作点被“冻结(eingefroren)”。在该时刻测量放大器18、19的输出端的差信号63应恒定为零，因为工作点是经调整的。

因为切换到高欧姆状态也导致干扰，所以有意义的是，使得还过去一些时间，直至真正的测量开始。该时间称为稳定化阶段或第二准备阶段B(图2)。该时间在时刻70(图2)结束。

在最简单情况下，用于补偿二极管K或用于测量发送二极管H1、H2、H3的调制信号45、46、47、48是相移180°的矩形信号，该矩形信号的幅度是可调的(参见图2的测量阶段C中)。

测量开始，其方式是例如补偿二极管的照射变弱或完全关断(参见图1和2中的附图标记45和69)。同时典型地接通发送信号的至少之一(参见图1和2中的附图标记46和/或46和/或47)。典型地至少一个测量发送二极管H1和/或H2和/或H3绕道通过要测量的传输路段照射(接收)光电二极管D。在多个发送二极管中(例如周期地)顺序驱控这些发送二极管。

补偿二极管K并典型地至少一个测量发送二极管H1或H2或H3交替弱化或引起增强的照射。首先这导致输入级的输出信号的剩余的调制。在通过放大器36放大之后如此接收的经调制信号可以借助于解调器转换为直流信号。这可以用于调节一个测量发送二极管或发送二极管H1、H2、H3中分别一个的调制的幅度和/或补偿二极管K的调制的幅度。

在图2中示例性地示出补偿二极管K的调节作为情况F1以及一个或多个测量发送二极管H1、H2、H3的调节作为情况F2。调节可以在此对于测量发送二极管H1、H2和H3是不同的。典型地，除此之外，测量发送二极管H1、H2和H3不同时而是时间错开地运行。在此，也可以应用一个以上的接收二极管。时间错开在此典型地如此选择，即总是仅仅一个接收二极管D和一个发送二极管H1、H2、H3是同时激活的。

在下文中阐明通过发送二极管H1、H2、H3的调制幅度的变化的调节。

在此，如此获得的测量值再调节相应测量发送二极管H1、H2、H3的幅度。已经表明，有意义的是，在负反馈之前放大该值。该原理也由运算放大电路已知并且用于抑制寄生因素和作用。为了更好理解，应在此参照以下所述文献和专利申请，其内容结合在此公开的技术原理是该申请的组成部分：DE-B-103 46 741、EP-A-2 546 620、EP-A-2 356 000、EP-B-1410 507、EP-B-1 435 509、EP-A-2 418 512、EP-B-1 269 629、DE-A-103 22 552、DE-B-102004 025 345、EP-A-2 405 283、DE-C-44 11 773、WO-A-2012/163725、DE-A-2006 020579、DE-B-10 2005 045 993、EP-B-1 979 764、DE-A-10 2012 024 778、DE-A-10 2013 000376、DE10 2013 003 791.3、DEA-10 2013 000 380、WO-A-2014/096385、WO-A-2013/124018、DE-B-10 2013 002 304、EP-A-2 624 019、DE-A-10 2012 025 564、DE 10 2013002 674.1、DE-A-10 2013 222 936、DE-A-10 2012 015 442、DE-A-10 2012 015 423、DE-B-10 2012 024 597、EP-A-2 679 982、EP-A-2 597 482、DE-A-10 2013 002 676、EP-A-2653 885。

通过调节在理想情况下形成平衡并且解调器37的输出信号50在所述放大之后是用于衰减传输通道中发送信号的度量。

电流源27、28的按照本发明的控制使得在输入线30、31上在输入电阻中如下情况明显：即电流源根据测量周期的典型的至少两个阶段(图2的附图标记A和C、B和C或A和B和C)波动。

自然电压控制的电流源27、28的效率通过真实的事件限制。电流源27、28可以仅仅直至最大电流尝试保持分别预给定的电压电平。

测量间隔(由图2的附图标记67至图2的附图标记71)由此结束，即“测量”信号(66)在测量周期结束处(参见图2的附图标记71)又非激活。所有发送信号被切断并且测量结果典型地例如在(未示出的)采样保持电路中“冻结”。

根据应用有意义的是，以规则的时间间隔在较短或较长的时间间隔中重复这样的测量间隔(由图2的附图标记67至图2的附图标记71)。对于测量序列的较高的重复频率在此自然导致较高的电流消耗。

作为用于改善光学距离测量的另一措施，该系统可以处于如下情况，即给至少一些或典型地每个测量值设有测量的质量值，也就是实施测量信号质量确定。该措施在本申请的范围中形成独立的发明主题。

因此在多个相继测量间隔中产生一系列具有所属质量值的测量值，质量值对于测量值评估器允许评估优化的测量值并且说明该测量值的正确性的概率。由此产生的测量值向量可以例如用作用于姿态识别的特征提取的基础。

这特别是在如下时候是有用的，即干扰者没有如太阳光一样以相对低的频率(例如由于通过例如树木的遮暗)、而是如例如在发光管的情况下或在太阳照射下在树木下在蓬式汽车行驶的情况下由此相对快速地调制。即使干扰频率在测量发送二极管H1、H2、H3和补偿二极管K的调制频率附近，该频率通常没有正确地碰到。在调节信号中产生颤动，该颤动是可识别和使用的。测量质量典型地随颤动频率与时间有关地波动。因为该系统由于测量结果的评估仅仅分析处理这样的测量值序列，所述测量值序列是相对未受干扰的，所以实际上因此仅仅在相对未干扰的时间自动产生测量信号的采样。除此之外可考虑的是，不仅丢弃识别为干扰的测量值，而且也丢弃这样的测量值：对于所述测量值评估器确定高的干扰概率。这可以例如是直接在前或直接随后的测量值。而且这样的测量系统应在识别干扰的情况下导入应对措施。

属于此的例如是测量频率的变化。这可以不仅涉及测量间隔的重复频率而且也涉及测量发送二极管H1、H2、H3和补偿发送二极管K的调制频率。而且该电路可以以其他方式参数化。例如可以改变用作积分器的测量放大器18、19的时间常数，其方式是电容20、21是可变的。在极端情况下积分器可以通过其电容20、21的桥接借助于可编程开关22、23桥接。那么如人们在该例子上看到的那样也考虑系统或电路拓扑的变化。那么，积分器成为纯阻抗转换器。

装置的另一改善那么可以通过判断测量信号的质量和/或通过用于优化测量结果的调节实现。一般地，通过软件闭合反馈回路，因为调节算法是与应用极其强相关的。

典型地，系统参数和/或系统拓扑或结构的变化用作用于该测量信号质量调节的调节环节。

可以进入测量结果的质量评估的另一可能是电流源电流的分析处理。为此在方框16(“外部光的测量”)中与时间有关地测量电流，该电流由一个或多个电流源27、28提供。这些测量结果可以提供给软件。这些测量结果可以例如通过傅里叶变换确定干扰频率，所述干扰频率干扰测量信号。特别有利的是，测量发送二极管H1、H2、H3和补偿二极管K的调制频率以及测量间隔(图2的附图标记67至图2的附图标记71)的重复频率分别选择为使得这些频率尽可能不与干扰频率干扰。因此例如可以通过“跳频”提高干扰信号鲁棒性。

此外可考虑的是，代替单一频率的发送信号而应用频带受限的信号并且如此将窄带干扰者通过扩谱方法降低其对测量结果的影响。这样可能的发送信号例如是适合的伪随机序列(为此也参见EP-A-2 631 674，其内容因此通过参考是本申请的主题)。

另一代表独立发明构思的措施是导入和/或提高用于识别对象接近测量发送二极管H1、H2、H3/接收二极管D的阈值。在此，涉及非线性滤波功能，其典型地在图1的方框37中实现，但是也可以在以下处理级中实现。在此，在阈值之下或之上的所有测量值例如固定到预定义值上。

最后可以基于测量来参数化干扰者的计算模型并且预测用于该测量系统的时刻和调节参数，在该时刻并且以该调节参数可以以特别好的质量实施下一测量间隔。

以下应讨论根据图1的电路的另一特点，其中涉及另一独立发明构思。

正好对于移动应用特别重要的是，消耗尽可能少的能量。因此特别有利的是，如上所述调制这些测量发送二极管或这些测量发送二极管H1、H2、H3之一并且不调制补偿二极管K并且仅仅在需要时运行该系统。为了进一步降低需要的运行能量，有意义的是，如果例如完全遮暗，那么不运行该系统。这例如是在应用于移动电话中时在如下时候的情况，即当使用者将电话保持到耳朵上用于通话。对于这样的使用情况的识别因此有意义的是，设置另一典型无源传感器，该传感器例如可以通过测量环境光来预分类使用情况。在此必要时内阻调制的干扰辐射补偿电路的应用也是有意义的，如果应识别调制信号的话。按照图1的电路具有这样的接口53(参见图1中的右上部)，该接口设有相应的输入硬件7。

除此之外可以有意义的是，将整个系统处于节能模式，以便还进一步降低能耗。在此必须注意，现代集成电路典型地在内部以相比于其外围更低的电压运行。就此而言，电压调节器1是有利的，该电压调节器提供内部运行电压。该电压调节器1在节能模式下不必要地消耗能量。因此有意义的是，实现电路的尽可能小的部分(参见功能模块14)，使得该部分可以直接以运行电压运行。该功能模块14唯一具有的任务在于，通过接口54至57确保到主处理器的最小通信，测量系统与该主处理器通信。接口例如具有串联TX和RX双线线路或I²C总线接口54、用于主处理器的中断输出端55——该主处理器必须位于在限定的电势上——、不可屏蔽的测量系统复位56以及参考电压输入端57。所有其他系统关断。如果可能也切断正常的系统振荡器6并且取而代之地电路的该功能模块14以低频率由最小振荡器5供电。该振荡器是非常小的，因为其不必须驱动整个IC。

因此在节能模式下仅仅标准模块14和6是激活的。特别是，关断带隙参考2、模块4(数字控制)、电压调节器4以及所有测量放大器和接收和发送装置。

如果接口54例如是I²C接口，那么有意义的是，如此设计功能模块14，使得该功能模块可以在总线上识别仅仅一个完全确定的指令，该指令发送给完全准确地预给定的寄存器地址。

这种协议例如可以是这样：功能模块14识别由起始位以及从机地址和由用于写访问的信号化的位组成的序列并且紧接着输出确认位，紧接着主处理器发送寄存器地址，功能模块14发送确认位，而主处理器紧接着发送校验位。如果功能模块14已经将所有这些数据识别为正确的，那么电压调节器、带隙参考2以及电路的所有其他部分以预定义的序列依次和/或并行地根据类型和要求运行。该正常的I²C总线通信那么通过模块4(数字控制)又承担直至下一睡眠指令。在接收这样的睡眠指令之后模块4(数字控制)引起测量系统的主要部分过渡到节能模式。然而，切断序列的最后部分必须由功能模块14控制。这特别是涉及通过切断电压调节器1、振荡器6以及模块4(数字控制)自身而切断供能。

此外，有意义的是，功能模块14具有内部计时器，该计时器以规则的间隔可以唤醒该系统，而为此无需通过接口54接收主处理器的指令。

可以有意义的是，系统在实施在数量和方式方面预定义的测量间隔之后又转换到节能模式，为此无需由外部通过接口54的主处理器的单独指令。

在此有意义的是，测量值并且优选测量值质量也保存在(未示出的)存储器中。属于在那儿保存的测量值的也可以是系统的配置数据(例如以何发送二极管H1、H2、H3、以何补偿二极管K以及以何接收二极管D、何时并且以何种质量来记录测量值)。而且可以在那儿保存另外的测量信号评估模块如例如模块16(外部光测量)的测量结果。

在正常测量运行中虽然有节能模式但是不允许“浪费”能量。因此例如可以暂时切断带隙参考2，该带隙参考仅仅提供用于在测量系统中不同位置的参考电压，如果其电压例如暂存并且缓冲在采样保持电路中的话。带隙电路那么仅仅为了更新由采样保持电路的存储元件(典型地电容器)必然缓慢流走的电荷而有时被接通。

对于本发明本质的特征由测量系统的必要校准得到。

在此，在图3中示出在发送二极管幅度T_i的调节中系统的调节特征。在接收二极管D中光电电流I_PD的反馈到相应的测量发送二极管H1、H2、H3的部分(参见图3中的72、75、77)的幅度在此依赖于发送二极管幅度T_i。在接收二极管D中光电电流I_PD的反馈到补偿二极管K或相应的补偿二极管K的部分(参见图3中的线73)的幅度相比之下不依赖于发送器幅度T_i。

如果调节器瞬态振荡，那么差信号63是直流信号。反馈到发送信号的部分那么在差信号63中是零。最大距离——自从该最大距离起接近接收二极管的对象或直至远离接收二极管的对象还可以识别——通过调节特性和/或如下事实确定，即在发送二极管信号的最大幅度下由该对象还反射发送二极管信号的如此大部分，使得在接收二极管上接收具有至少补偿二极管信号的幅度的信号。对于大的光电电流72，在此作为与73的交点产生第一工作点74，其中该光电电流等同于近的对象(并且因此用于陡的调节特性)。对于较低的光电电流75(并因此在较平的调节特性的情况下)得到另一第二工作点76。但是，在距离非常远的对象的情况下反射的光可以如此小，使得完全不再可以得到工作点。在光电电流77的情况下的调节特性如此平，使得不再得到与线73的交叉，该线代表补偿二极管K的幅度，从而有意义的调节是不可能的。

在此现在存在两种可能：或者补偿二极管信号在如此弱的接收器信号的情况下向下调节，这相应于混合调节并且导致更高的电路成本，但是完全可以成功实现，或者将与发送信号同步的偏置信号增加到接收器信号，这全部通过旋转伸展(Dreh-Streckung)移动工作点74、76点P0(参见图4中的74’，76’)并且可以产生对于新的光电电流77’的新的工作点78。偏置信号导致在图4的图中不再可实现的区域79。该偏置信号的产生在图1中通过校准模块81标明，该校准模块对于相应的发送器/接收器组合由发送器信号9至12产生偏置信号82，由此通过加法产生信号82。

对于整个系统的校准，该校准是在此所述系统的一部分并且形成另一独立的按照本发明的构思，现在在限定的测量结构中测量该整个系统。整个系统例如由此区别于测量系统，即该整个系统除了测量系统之外还包括光学元件如镜、遮光物等并且自然包括壳体。

为了校准，将补偿二极管K切换到静态电平。在接收二极管D与补偿二极管K之间的耦合按照本发明仅仅非常难以稳定化。因此，所述耦合对于一种应用类型总是设定为相同的，但是在同一类型内由应用到应用则不固定地设定。

校准现在如此实现：即设有可开关的参考电流源41、42、43，借助于参考电流源现在调节参考供电38，使得测量的光电电流调节到总是相同的、应用特定地预给定的值。由此，在图3和4中线73的纵坐标位置可以预给定。因此确保，发现工作点。该工作点在此典型地以如下方式被调节：使得如此长地提高补偿发送二极管电流，直至补偿信号在系统噪声之上变得可测量。紧接着将偏置信号调节到一个这样的值，使得采用最下的工作点。

前述发明对象的重要特征可以如下在小组中组合：

1.用于测量至少一个光学传输路段的外光鲁棒的装置，其特征在于，该装置具有至少一个接收器(D)并且具有至少一个发送器(H2、H2、H3)并且至少所述接收器与至少一个回转器或另一干扰辐射补偿单元连接并且至少该所述回转器在不同时刻具有不同内阻。

2.根据数字1所述的装置，其特征在于，接收器是光电二极管或另一光学接收器，该另一光学接收器提供光电电流作为信号。

3.根据上述数字中一个或多个所述的装置，其特征在于，测量非连续而是以测量周期地进行。

4.根据数字3所述的装置，其特征在于，在至少一个测量周期的开始，经过第一准备阶段或类似的准备阶段用于接收器的工作点的稳定化。

5.根据数字4所述的装置，其特征在于，在第一准备阶段(A)期间该至少一个回转器相比于在该准备阶段(A)之外的时刻更低欧姆。

6.根据数字4或5所述的装置，其特征在于，该装置具有至少一个补偿发送器(K)并且在第一准备阶段(A)期间该至少一个补偿发送器(K)发送。

7.根据数字3至6之一所述的装置，其特征在于，在至少一个测量周期期间紧接着第一准备阶段(A)经过第二准备阶段(B)以便调节器的稳定化。

8.根据数字7所述的装置，其特征在于，在第二准备阶段(B)期间，该至少一个回转器相比于其他时刻特别是在第二准备阶段(B)之外的时刻更高欧姆。

9.根据数字7或8所述的装置，其特征在于，该装置具有至少一个补偿发送器(K)并且在第二准备阶段(B)期间该至少一个补偿发送器(K)发送并且被调制。

10.根据数字3至9之一所述的装置，其特征在于，在至少一个测量周期期间紧接着第二准备阶段(B)经过测量阶段(C)。

11.根据数字10所述的装置，其特征在于，在测量阶段(C)期间该至少一个回转器相比于在测量间隔的测量阶段(C)和第二准备阶段(B)之外的时刻更高欧姆。

12.根据数字10或11所述的装置，其特征在于，该装置具有至少一个补偿发送器(K)，并且在至少一个测量阶段(C)中至少一个补偿发送器(K)发送和被调制。

13.根据数字10至12之一所述的装置，其特征在于，在至少一个测量阶段(C)中至少一个发送器(H2、H2、H3)发送和被调制。

14.根据上述数字中的一个或多个所述的装置，其特征在于，该装置具有至少一个补偿发送器(K)，并且至少一个发送器(H2、H2、H3)和所述补偿发送器(K)至少暂时地发送和被调制。

15.根据数字14所述的装置，其特征在于，为了调制，该至少一个补偿发送器(K)和至少一个发送器(H)以如下方式实现：即所述补偿发送器(K)的补偿发送信号的至少部分至少暂时与所述发送器(H2、H2、H3)的发送信号互补。

16.根据数字14或15所述的装置，其特征在于，至少所述补偿发送器(K)和至少所述发送器(H2、H2、H3)的辐射在接收器(D)中加法或乘法地叠加。

17.根据数字0所述的装置，其特征在于，至少所述补偿发送器(K)和/或所述发送器(H)至少在如下时间段期间在幅度和/或相位方面被调节为使得接收器(D)不再接收该发送信号的至少预定部分的分量或者基本上仅仅还在预定测量阶段(C)期间除了系统噪声和调节误差之外接收直流信号：在该时间段中至少一个发送器(H2、H2、H3)和所述补偿发送器(K)发送和被调制。

18.根据上述数字中一个或多个所述的装置，其特征在于，偏置信号(82)可加到接收信号上，该偏置信号至少部分地暂时与至少一个发送器(H2、H2、H3)的至少一个发送信号(9、10、11)相位同步并且与之一致。

参考标记表

1 电压调节器

2 带隙参考

3 功能模块

4 数字控制模块

5 最小振荡器

6 系统振荡器

7 输入硬件

8 信号线

9 信号线

10 信号线

11 信号线

14 功能模块

16 功能模块

17 驱控/分析处理单元

18 测量放大器

19 测量放大器

20 电容

21 电容

22 开关

23 开关

24 耦合电容器

25 耦合电容器

26 放大器

27 电流源

28 电流源

29 放大器

30 输入线

31 输入线

33 输出端

34 输出端

35 差级

36 放大器

37 解调器

38 参考供电

41 参考电流源

42 参考电流源

43 参考电流源

45 调制信号

46 调制信号

47 调制信号

48 调制信号

50 输出信号

53 接口

54 接口的RX两线线路

55 接口的中断输出端

56 接口的测量系统复位

57 接口的参考电压输入端

61 电路节点

62 电路节点

63 差信号

64 电流源

65 电流源

66 电流源

67 电流源

69 时刻

70 时刻

72 光电电流

73 代表补偿二极管幅度的线

74 工作点

75 光电电流

76 工作点

77 光电电流

77' 光电电流

78 工作点

79 范围

81 校准模块

82 偏置信号

H1 测量发送二极管

H2 测量发送二极管

H3 测量发送二极管

P0 点

Ref1 参考电势

Ref2 参考电势

A 测量间隔的第一准备阶段

B 测量间隔的第二准备阶段

C 测量间隔的测量阶段

D 接收二极管

K 补偿二极管

Claims (2)

1.用于校准用于测量光学信号传输路段的装置的方法，

■其中该装置设有：

·用于发送光学测量信号的至少一个测量发送器(H1、H2、H3)；

·至少一个补偿发送器(K)，用于发送与所述至少一个测量发送器(H1、H2、H3)的光学信号反相的补偿信号；

·至少一个接收器(D)，用于交替地接收所述至少一个测量发送器(H1、H2、H3)的光学信号和所述至少一个补偿发送器(K)的光学补偿信号；以及

·驱控和分析处理单元(17)，用于为了发送光学测量信号或光学补偿信号或者为了接收光学信号而以第一调制驱控信号驱控所述至少一个测量发送器(H1、H2、H3)、以第二调制驱控信号驱控所述至少一个补偿发送器(K)、以及驱控所述至少一个接收器(D)，以及用于为了产生代表光学信号传输路段的测量的分析处理信号而分析处理接收的光学信号；以及

■其中在该方法中：

·在去活并因此没有以调制驱控信号驱控测量发送器(H1、H2、H3)的情况下实施下面的校准步骤：

所述至少一个补偿发送器(K)发送补偿信号并且所述至少一个接收器(D)接收该补偿信号；以及

将该补偿信号的幅度调节为使得在该驱控和分析处理单元(17)中出现具有如下幅度的电测量信号：该幅度在由所述至少一个接收器(D)和/或驱控和分析处理单元(17)产生的信号噪声的幅度之上；

·其中该装置在实施所述校准步骤之后被校准，并且在紧接着的为了识别对象和/或对象的运动和/或对象的运动方向而进行的发送经调制的测量发送信号期间由用于驱控补偿发送器(K)的驱控和分析处理单元(17)提供与补偿信号反相的并因此与测量发送信号同相的经调制的偏置信号，该偏置信号具有如下幅度：该幅度等于在所述至少一个接收器(D)之后的信号路径中通过补偿发送器(K)的补偿信号引起的信号的幅度。

2.如权利要求1所述的方法，该方法用于校准用于识别对象和/或用于识别对象的运动和/或运动方向的装置。