阅读说明：本技术 距离测量设备和方法 (Distance measuring equipment and method ) 是由 大塚达宏 金桢祐 尹熙善 于 2019-04-22 设计创作，主要内容包括：提供距离测量方法和设备,用于基于多个放大的电信号中的至少一个的电平,从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号,并通过使用所选择的最优峰值检测信号测量到对象的距离。(Distance measurement method and equipment are provided, for the level of at least one of electric signal based on multiple amplifications, optimal peak detection signal is selected in multiple peak detection signals, and measure the distance of object by using selected optimal peak detection signal.)

距离测量设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0056688号和2018年12月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0166407号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

与示例性实施例一致的装置和方法涉及测量对象之间的距离。

背景技术

用于通过使用三维(3D)相机或光检测和测距(LIDAR)来测量对象的距离信息的技术之一涉及测量光来回传播所需的时间(即，飞行时间(time offlight)，以下称为TOF)。TOF方法可以包括将特定波长的光投射到对象上、经由光电二极管或相机测量或捕获从对象反射的相同波长的光的图像以及从其提取深度图像。

发明内容

一个或多个示例性实施例提供了一种距离测量设备和一种通过使用该距离测量设备来测量距离的方法。

根据实施例的一方面，一种距离测量设备包括：光接收器，被配置为通过检测由对象反射的光来输出电信号；多个放大器，被配置为通过分别以不同增益放大电信号来产生多个放大的电信号；多个峰值检测器，被配置为通过检测关于多个放大的电信号中的每一个的峰值来产生多个峰值检测信号；选择器，被配置为基于来自多个放大的电信号当中的至少一个放大的电信号的电平，从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号；以及处理器，被配置为通过使用最优峰值检测信号来测量到对象的距离。

多个放大器、多个峰值检测器和选择器在模拟域中处理信号。

处理器包括时间数字转换器(TDC)或模数转换器(ADC)，TDC和ADC两者接收最优峰值检测信号，并且TDC或ADC在模拟域中处理信号。

处理器包括一个模数转换器(ADC)或一个时间数字转换器(TDC)。

选择器还被配置为通过将至少一个放大的电信号的电平与至少一个临界电平进行比较来从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。

距离测量设备还可以包括温度传感器，其被配置为感测光接收器的环境温度，其中，处理器还可以被配置为根据感测的结果来控制至少一个临界电平。

选择器可以包括：至少一个比较器，被配置为通过将至少一个放大的电信号的电平与至少一个临界电平进行比较来输出至少一个比较结果信号；选择控制器，被配置为输出与至少一个比较结果信号对应的至少一个选择控制信号；以及多路复用器，被配置为根据至少一个选择控制信号从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。

选择控制器可以包括至少一个延迟触发器(D触发器)。

光接收器可包括：光检测器，被配置为通过检测光来输出电流；以及电流电压转换器，被配置为通过将电流转换为电压来输出电压作为电信号。

光检测器可以包括雪崩光电二极管(APD)和单光子雪崩二极管(SPAD)中的至少一个。

多个峰值检测器中的每一个可以被配置为通过使用恒比鉴别器(CFD)方法来检测峰值。

距离测量设备还可包括光源，该光源被配置为以激光脉冲的形式将光辐射到对象。

根据另一实施例的一方面，一种距离测量设备包括：光接收器，被配置为通过检测由对象反射的光来输出电信号；多个放大器，被配置为通过分别以不同增益放大电信号来产生多个放大的电信号；多个延迟电路，被配置为通过在特定时间段期间延迟多个放大的电信号中的每一个来产生多个延迟的电信号；选择器，被配置为基于来自多个放大的电信号当中的至少一个放大的电信号的电平，从多个延迟的电信号当中选择最优的延迟电信号；峰值检测器，被配置为检测最优的延迟电信号的峰值；以及处理器，被配置为通过使用最优的延迟电信号的峰值来测量到对象的距离。

根据另一实施例的一方面，一种距离测量方法包括：通过检测由对象反射的光来输出电信号；通过分别以不同增益放大电信号来产生多个放大的电信号；通过检测关于多个放大电信号中的每一个的峰值，产生多个峰值检测信号；基于来自多个放大的电信号当中的至少一个放大的电信号的电平，从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号；以及通过使用最优峰值检测信号来测量到对象的距离。

根据另一实施例的一方面，一种非暂时性计算机可读记录介质上记录有程序，该程序在由计算机执行时执行距离测量方法。

附图说明

根据结合附图对实施例的以下描述，这些和/或其他方面将变得明了并且更容易理解，其中：

图1是示出根据实施例的距离测量设备的图；

图2是详细示出距离测量设备的实施例的图；

图3是示出选择控制器进行操作的实施例的图；

图4是详细示出距离测量设备的实施例的图；

图5至7示出了图4的距离测量设备进行操作的实施例；

图8示出了图4的距离测量设备进行操作的另一实施例；

图9是示出根据另一实施例的距离测量设备的图；和

图10是用于说明根据实施例的距离测量方法的图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。以下实施例仅用于指定技术内容，而不制约或限制本公开的权利范围。应该理解，本领域普通技术人员从详细描述和实施例可以容易地推断出的内容属于本公开的范围。当在本文中使用时，词语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

本文使用的词语“由……组成”或“包括”不应被解释为必须包括在说明书中记载的若干部件或若干操作的全部，而应被解释为不包括部件或操作中的一些或进一步包括附加部件或操作。本文使用的术语“…单元”或“模块”是指处理至少一个功能或操作的单元，并且可以被实现为硬件、软件或硬件和软件的组合。

虽然例如“第一”、“第二”等的词语可用于描述各种部件，但这些词语仅用于将一个部件与另一个部件区分开。

当在要素列表之前时，例如“……中的至少一个”的表述修饰整个要素列表而不修饰列表中的单个要素。例如，表述“a、b和c中的至少一个”应理解为包括：仅a，仅b，仅c、a和b，a和c，b和c，a、b和c全部或上述示例的任何变体。

图1是示出根据示例实施例的距离测量设备100的图。

距离测量设备100可以用作传感器，其实时获得三维(3D)信息，例如关于到距离测量设备100前面的对象的距离的距离信息。例如，距离测量设备100可应用于无人驾驶运载工具、自主驾驶汽车、机器人和无人机。例如，距离测量设备100可以是光检测和测距(LiDAR)设备。

距离测量设备100可以包括光源110、光接收器120、多个放大器130、多个峰值检测器140、选择器150和处理器160。本领域普通技术人员将理解，除了图1中所示的部件之外，其他部件可以进一步包括在距离测量设备100中。

光源110可以向对象OB辐射光。光源110可以产生并辐射脉冲光或连续光。光源110可以产生并辐射多个不同波长带中的光束。例如，光源110可以发射具有红外波长的光。当使用具有红外波长的光时，光可以与可见自然光(例如日光)区分开。然而，从光源110发射的光不限于具有红外波长的光，并且可以发射具有各种波长中的任一种的光。在这种情况下，可以使用校正来去除混合的自然光的信息。例如，光源110可以是激光光源，但不限于此。光源110可以是边发射激光器(edge emitting laser)、垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和分布式反馈激光器之一。例如，光源110可以是激光二极管。根据需要，光源110可以包括在另一设备中，并且不需要是包括在距离测量设备100中的硬件。

光接收器120可以检测由对象OB反射或散射的光，从而输出电信号。例如，光接收器120可以将由对象OB反射或散射的光转换为电压信号。

多个放大器130可以通过分别以不同增益放大电信号来产生多个放大的电信号。多个放大器130的各自增益可以被设置为具有彼此不同的增益值，并且多个放大器130可以通过根据不同的增益值放大由光接收器120输出的电信号来分别产生多个放大的电信号。例如，多个放大器130可以分别具有范围从预定的相对低增益值到预定的相对高增益值的不同增益值。

多个峰值检测器140可以通过检测多个放大的电信号中的每一个的峰值来产生多个峰值检测信号。换句话说，多个峰值检测器140可以通过检测由多个放大器130输出的多个放大的电信号中的每一个的峰值来分别产生多个峰值检测信号。

多个峰值检测器140中的每一个可以通过检测放大的电信号的中心位置来检测峰值。替代地，多个峰值检测器140中的每一个可以通过检测放大的电信号的宽度来检测峰值。替代地，多个峰值检测器140中的每一个可以通过使用恒比鉴别器(constant fractiondiscriminator，CFD)方法来检测峰值，其中通过将放大的电信号分成多个信号、使多个信号中的一些反相(invert)和时间延迟、然后将该信号与其他信号组合来检测零交叉点。通过使用CFD方法来检测峰值的电路可以称为CFD电路。多个峰值检测器140中的每一个还可以包括比较器，并且因此，可以将检测到的峰值作为脉冲信号输出。

选择器150可以基于多个放大的电信号当中的至少一个放大的电信号的电平(level)，从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。具体地，选择器150可以通过确定多个放大的电信号当中的至少一个放大的电信号的电平是否大于预设临界电平来从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。例如，选择器150可以经由比较器确定放大的电信号的电平是否大于预设临界电平。

例如，多个放大器130可以包括通过使用低增益(例如，第一增益)放大电信号的第一放大器和通过使用高增益(例如，高于第一增益的第二增益)放大电信号的第二放大器。在这种情况下，选择器150可以确定由第二放大器放大的电信号的电平是否大于预设的临界电平，并且当由第二放大器放大的电信号的电平大于预设的临界电平时，可以选择与由第一放大器放大的电信号对应的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。另一方面，当由第二放大器放大的电信号的电平不大于预设的临界电平时，选择器150可以选择与由第二放大器放大的电信号对应的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

因此，距离测量设备100通过使用分别以不同增益放大的电信号当中的最优电信号的峰值检测信号来测量到对象OB的距离，并且因此，可以执行相对于对象OB的准确距离测量。例如，当对象OB在附近或具有大的折射率时，通过使用高增益放大的电信号可能饱和，并且因此，通过使用高增益放大的电信号的峰值检测信号可能在距离测量中不准确。在这种情况下，距离测量设备100可以确定通过使用高增益放大的电信号的电平大于预设的临界电平，并且作为结果，可以通过选择通过使用低增益放大的电信号的峰值检测信号来准确地测量到对象OB的距离。另一方面，当对象OB远离时，通过使用低增益放大的电信号在信号幅度上较弱，并且因此在距离测量中可能不准确。在这种情况下，距离测量设备100可以确定通过使用高增益放大的电信号的电平不大于预设的临界电平，并且作为结果，可以通过选择通过使用高增益放大的电信号的峰值检测信号来准确地测量到对象OB的距离。

处理器160可以控制距离测量设备100的每个部件的操作。距离测量设备100可以包括存储器，其存储用于由处理器160执行的操作的程序和其他数据。

处理器160可以通过使用由选择器150选择的最优峰值检测信号来测量到对象OB的距离。根据实施例，处理器160可以包括时间数字转换器(TDC)，其测量光源110辐射光的辐射时间和最优峰值检测信号的峰值检测时间之间的时间段。处理器160可以基于由TDC测量的时间来测量到对象OB的距离。根据另一实施例，处理器160可以包括模数转换器(ADC)，其将作为模拟信号的最优峰值检测信号转换为数字信号。处理器160可以通过处理由ADC转换的数字信号来测量到对象OB的距离。替代地，TDC和ADC可以布置在处理器160的外部，并且可以将从选择器150输入的模拟信号转换为数字信号，并且然后将数字信号提供给处理器160。通过使用峰值来测量距离的方法是本领域公知的技术，因此省略其详细描述。

距离测量设备100可以在模拟域中从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号，并在数字域中通过使用最优峰值检测信号来测量到对象OB的距离。具体地，多个放大器130、多个峰值检测器和选择器150可以通过在模拟域中处理信号来选择最优峰值检测信号，并且处理器160可以通过在数字域中处理最优峰值检测信号来测量到对象OB的距离。距离测量设备100在模拟域而不是数字域中执行选择最优电信号的峰值检测信号的过程，因此在硬件成本方面会是有效益的。例如，处理器160可以仅包括处理最优峰值检测信号的一个TDC，而不是处理多个峰值检测信号的多个TDC，因此可以降低硬件成本。

图2是示出距离测量设备100的具体实施例的图。

光接收器120可以包括光检测器122，其输出与光对应的电信号，例如电流；以及电流电压(I/V)转换电路124，其将由光检测器122输出的电流转换为电压。另外，光接收器120还可以包括：透镜，其聚焦从对象OB反射的光；以及滤波器(例如，高通滤波器)，其过滤特定频率的电信号。

光检测器122可以是光接收元件，并且可以通过施加到其上的偏置电压Vbias来操作。例如，光检测器122可以包括雪崩光电二极管(APD)或单光子雪崩二极管(SPAD)。

选择器150可以包括至少一个比较器152、选择控制器154和多路复用器156。

比较器152可以通过将多个放大的电信号中的至少一个的电平与至少一个临界电平进行比较来输出比较结果信号。换句话说，当放大的电信号的电平大于临界电平时，比较器152可以将比较结果信号作为脉冲信号输出。

处理器160可以控制比较器152的临界电平。此外，当比较器150包括多个比较器时，处理器160可以改变多个比较器152中的每一个的临界电平，以便具有彼此不同的值。距离测量设备100还可以包括感测光接收器120的环境温度的温度传感器175，并且因此，处理器160可以基于温度传感器175的感测结果来控制比较器152的临界电平。另外，处理器160可以基于影响光接收器120的操作的其他因素来控制比较器152的临界电平。

选择控制器154可以从比较器152接收比较结果信号，然后可以输出与比较结果信号对应的选择控制信号。例如，选择控制器154可以包括延迟触发器(D触发器)。

多路复用器156可以根据至少一个选择控制信号从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。换句话说，多路复用器156可以根据从选择控制器154输入的选择控制信号从自多个峰值检测器140输入的多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。

图3是示出选择控制器154进行操作的实施例的图。

如图3中所示，选择控制器154可以包括D触发器。尽管图3示出了一个D触发器，但是本公开不限于此，并且选择控制器154可以包括多个D触发器。

由图3的(a)中的实线表示的信号指示当光源110辐射光时关于时间点的光辐射信号。由图3的(b)中的实线表示的信号指示根据(a)的光辐射信号设置的选通(gate)信号。例如，选通信号可以在光源110辐射光时的时间点之后的特定时间段期间发生。换句话说，选通信号可以在光源110辐射光时的时间点之后的特定时间段期间保持高电平脉冲。由图3的(c)中的实线表示的信号指示比较器152将由放大器放大的放大电信号的电平与临界电平进行比较的输出比较结果信号。

如图3的(b)至(d)中所示，D触发器可以根据(b)的输入选通信号和(c)的输入比较结果信号输出(d)的选择控制信号。具体地，当选通信号被输入到D触发器时，比较结果信号被输入到D触发器，并且因此，D触发器可以在比较结果信号被输入时输出选择控制信号。另外，D触发器可以输出选择控制信号，直到停止输入选通信号为止。换句话说，从输入比较结果信号时的时间到停止输入选通信号时的时间，D触发器可以输出具有高电平脉冲的选择控制信号。

由图3的(e)中的实线表示的信号指示从多个峰值检测器140中的一个输出的峰值检测信号。在峰值检测器140检测放大的电信号的峰值的过程期间，可以延迟特定时间段，并且因此，(e)的峰值检测信号在时间上可以发生得晚于(c)的比较结果信号。换句话说，尽管由多个放大器130放大的电信号分别被输入到比较器152和多个峰值检测器140，但是峰值检测信号在时间上可以发生得晚于比较结果，原因是多个峰值检测器140可以在检测放大的电信号的峰值的过程中延迟特定时间。例如，峰值检测器可以使用CFD方法检测放大的电信号的峰值，并且产生(e)的峰值检测信号，其晚于(c)的比较结果信号。因此，根据(d)的选择控制信号，多路复用器156可以选择(e)的峰值检测信号，其中(d)的选择控制信号可以保持在高电平脉冲直到(e)的峰值检测信号发生为止。

例如，多个放大器130可以包括具有低增益(例如，第一增益)的第一放大器和具有高增益(例如，高于第一增益的第二增益)的第二放大器，多个峰值检测器140可以包括连接到第一放大器的第一峰值检测器和连接到第二放大器的第二峰值检测器，并且比较器152可以包括连接到第二放大器的第一比较器。当由第二放大器放大的电信号的电平大于临界电平时，第一比较器可以产生(c)的比较结果信号，并且可以将所产生的(c)的比较结果信号输入到D触发器。

随后，D触发器可以根据(b)的选通信号和(c)的比较结果信号产生(d)的选择控制信号，并且可以将产生的(d)的选择控制信号输入到多路复用器156。随后，根据(d)的选择控制信号，从由第一峰值检测器检测的峰值检测信号和由第二峰值检测器检测的峰值检测信号当中，多路复用器156可以选择由第一峰值检测器检测的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。另一方面，当由第二放大器放大的电信号的电平不大于临界电平时，第一比较器可以不产生具有如同(c)的高电平脉冲的比较结果信号，而是可以产生可以保持在低电平脉冲的比较结果信号。随后，选择控制器154可以不产生具有如同(d)的高电平脉冲的选择控制信号，而是可以产生可以保持在低电平脉冲的选择控制信号。在这种情况下，多路复用器156可以根据可以保持在低电平脉冲的选择控制信号来在分别由第一峰值检测器和第二峰值检测器检测的峰值检测信号当中选择由第二峰值检测器检测的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

图4是示出距离测量设备100的更具体实施例的图。

多个放大器130可以包括第一放大器132、第二放大器134和第三放大器136。第一放大器132可以通过使用第一增益放大由光接收器120输出的电信号，第二放大器134可以通过使用第二增益放大光接收器120输出的电信号，并且第三放大器136可以通过使用第三增益放大光接收器120输出的电信号。在本实施例中，第一增益是具有低值的增益，第二增益是具有中间值的增益，并且第三增益是具有高值的增益，但是本公开不限于此。术语“低值”、“中间值”、“高值”可以指示相对值。第三增益高于第一增益和第二增益，并且第二增益高于第一增益。

多个峰值检测器140可以包括第一CFD电路142、第二CFD电路144和第三CFD电路146。第一CFD电路142可以通过使用CFD方法从由第一放大器132放大的电信号中检测峰值，并且可以输出通过使用比较器检测的峰值作为峰值发生信号。同样地，第二CFD电路144可以通过从由第二放大器134放大的电信号中检测峰值来输出峰值发生信号，并且第三CFD电路146可以通过从由第三放大器136放大的电信号中检测峰值来输出峰值发生信号。

比较器152可以包括第一比较器151和第二比较器153。第一比较器151可以通过将由第二放大器134放大的电信号的电平与预设的第一临界电平进行比较来输出比较结果信号。同样地，第二比较器153可以通过将由第三放大器136放大的电信号的电平与预设的第二临界电平进行比较来输出比较结果信号。

选择控制器154可以包括第一D触发器155和第二D触发器157。第一D触发器155可以输出与由第一比较器151引起的比较结果信号对应的选择控制信号。同样地，第二D触发器157可以输出与由第二比较器153引起的比较结果信号对应的选择控制信号。

多路复用器156可以基于由第一D触发器155和第二D触发器157中的每一个引起的选择控制信号，从第一至第三CFD电路142至146的峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。具体地，根据第一D触发器155的选择控制信号是否发生以及第二D触发器157的选择控制信号是否发生，多路复用器156可以从第一至第三CFD电路142至146的峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。

处理器160可以包括时间数字转换器(TDC)165。TDC 165可以从多路复用器156接收最优峰值检测信号。TDC 165可以测量光源110辐射光的辐射时间与最优峰值检测信号的峰值检测时间之间的时间段，并且处理器160可以基于由TDC 165测量的时间来测量到对象OB的距离。此外，根据另一实施例，处理器160可以包括模数转换器(ADC)。ADC可以将从多路复用器156输入的最优峰值检测信号转换为数字信号，并且处理器160可以通过处理由ADC转换的数字信号来测量到对象OB的距离。替代地，TDC 165和ADC可以布置在处理器160的外部，并且可以将从多路复用器156输入的模拟信号转换为数字信号，并且然后将数字信号提供给处理器160。

多个放大器130和多个峰值检测器140可以与在模拟域中操作的模拟前端对应。特别地，多路复用器156可以在模拟域中从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。随后，处理器160可以通过在数字域中使用最优峰值检测信号来测量对象OB的距离。因此，距离测量设备100可以在模拟域而不是数字域中执行选择最优电信号的峰值检测信号的过程，并且无需多个TDC或多个ADC而仅需一个TDC或ADC，因此在硬件成本方面会是有效益的。例如，参考图4，距离测量设备100可以不需要与三个放大器和三个峰值检测器对应的三个TDC，并且可以仅经由一个TDC或一个ADC测量对象OB的距离，因此可以降低硬件成本。

图5至图7示出了图4的距离测量设备100进行操作的实施例。

图5示出了以下实施例：其中多路复用器156选择由第一放大器132放大的电信号的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

参考图5，由第二放大器134和第三放大器136放大的两个电信号都大于第一临界电平和第二临界电平，因此，第一比较器151和第二比较器153中的每一个可以产生比较结果信号。作为参考，尽管图5至图7将比较结果信号是否被产生示出为“1”和“0”，但是本公开不限于此。随后，响应于第一比较器151和第二比较器153中的每一个的比较结果信号，第一D触发器155和第二D触发器157中的每一个可以产生选择控制信号并将选择控制信号输入到多路复用器156。结果，根据第一D触发器155和第二D触发器157中的每一个的选择控制信号，多路复用器156可以选择由第一放大器132放大的电信号的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。换句话说，多路复用器156可以选择第一CFD电路142的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

图6示出了以下实施例：其中多路复用器156选择由第二放大器134放大的电信号的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

参考图6，当仅由第三放大器136放大的电信号大于第二临界电平时，第一比较器151可以不产生比较结果信号，并且可以只是第二比较器153产生比较结果信号。随后，响应于第二比较器153的比较结果信号，可以只是第二D触发器157产生选择控制信号并将选择控制信号输入到多路复用器156。结果，根据第二D触发器157的选择控制信号，多路复用器156可以选择由第二放大器134放大的电信号的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。换句话说，多路复用器156可以选择第二CFD电路144的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

图7示出了以下实施例：其中多路复用器156选择由第三放大器136放大的电信号的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

参考图7，当由第二放大器134和第三放大器136放大的电信号都不大于第一临界电平和第二临界电平时，第一比较器151和第二比较器153中的每一个都不产生比较结果信号。随后，第一D触发器155和第二D触发器157也不产生选择控制信号。结果，当第一D触发器155和第二D触发器157的选择控制信号不被输入到多路复用器156时，多路复用器156可以选择由第三放大器136放大的电信号的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。换句话说，多路复用器156可以选择第三CFD电路146的峰值检测信号作为最优峰值检测信号。

图8示出了图4的距离测量设备100进行操作的另一实施例。

由于第一比较器151和第二比较器153根据先前设置的第一临界电平和第二临界电平进行操作，因此距离测量设备100可以根据到待测量的对象OB的距离选择由第一至第三放大器132至136中的一个放大的电信号的峰值检测信号。具体地，当对象OB处于短距离区域时，由第二放大器134放大的电信号和由第三放大器136放大的电信号具有大于第一临界电平和第二临界电平的足够大的幅度，并且因此，距离测量设备100通过使用由第一放大器132放大的电信号来测量到对象OB的距离。此外，当对象OB处于中距离区域时，由第三放大器136放大的电信号大于第二临界电平，而由第二放大器134放大的电信号不大于第一临界电平。因此，距离测量设备100通过使用由第二放大器134放大的电信号来测量到对象OB的距离。同样，当对象OB处于长距离区域时，由第二放大器134放大的电信号和由第三放大器136放大的电信号不大于第一临界电平和第二临界电平中的任何一个，并且因此，距离测量设备100通过使用由第三放大器136放大的电信号来测量到对象OB的距离。

另外，距离测量设备100可以基于待测量的到对象OB的距离来设置第一比较器151的第一临界电平和第二比较器153的第二临界电平中的每一个。换句话说，距离测量设备100可以设置第一比较器151的第一临界电平和第二比较器153的第二临界电平中的每一个，以关于短距离区域到长距离区域分别使用分别由第一至第三放大器132至136放大的电信号。另外，距离测量设备100可以设置第一临界电平和第二临界电平中的每一个，以设置短距离区域、中距离区域和长距离区域的距离基础。

图9是示出根据另一实施例的距离测量设备200的图。

距离测量设备200可包括光源210、光接收器220、多个放大器230、多个延迟电路240、选择器250、峰值检测器260和处理器270。

光源210可以朝着对象OB辐射光。光源210可以包括图1的光源110，因此，下面省略其重复描述。

光接收器220可以通过检测由对象OB反射或散射的光来输出电信号。光接收器220可以包括图1和2的光接收器120，因此，下面省略其重复描述。

多个放大器230可以通过分别以不同增益放大电信号来产生多个放大的电信号。多个放大器230可以包括图1的多个放大器130，因此，下面省略其重复描述。

多个延迟电路240可以通过在特定时间段期间延迟多个放大的电信号中的每一个来产生多个延迟的电信号。换句话说，多个延迟电路240可以通过在特定时间段期间延迟由多个放大器230输出的多个放大的电信号中的每一个来分别产生多个延迟的电信号。

选择器250可以基于多个放大的电信号中的至少一个的电平从多个延迟的电信号当中选择最优的延迟电信号。具体地，选择器250可以通过确定多个放大的电信号中的至少一个的电平是否大于预设的临界电平来从多个延迟电信号当中选择最优的延迟电信号。例如，选择器250可以经由比较器确定放大的电信号的电平是否大于预设的临界电平。

例如，多个放大器230可以包括通过使用低增益放大电信号的第一放大器和通过使用高增益放大电信号的第二放大器，并且多个延迟电路240可以包括延迟由第一放大器放大的电信号的第一延迟电路，和延迟由第二放大器放大的电信号的第二延迟电路。在这种情况下，选择器250可以确定由第二放大器放大的电信号的电平是否大于预设的临界电平，并且当由第二放大器放大的电信号的电平大于预设的临界电平时，可以选择由第一延迟电路延迟的电信号作为最优的延迟电信号。另一方面，当由第二放大器放大的电信号的电平不大于预设的临界电平时，选择器250可以选择由第二延迟电路延迟的电信号作为最优的延迟电信号。

另外，选择器250可以包括比较器、选择控制器和多路复用器。比较器可以通过将多个放大的电信号中的至少一个的电平与至少一个临界电平进行比较来输出比较结果信号。选择控制器可以从比较器接收比较结果信号，并且随后可以输出与比较结果信号对应的选择控制信号。多路复用器可以根据选择控制信号从多个延迟的电信号当中选择最优的延迟电信号。比较器、选择控制器和多路复用器可以包括图2至8的比较器152、选择控制器154和多路复用器156，因此，下面省略其重复描述。

峰值检测器260可以检测最优的延迟电信号的峰值。峰值检测器260可以通过检测电信号的中心位置来检测峰值。替代地，峰值检测器260可以通过以模拟方式检测电信号的宽度来检测峰值。替代地，峰值检测器260可以通过使用CFD方法来检测峰值。

处理器270可以通过使用由峰值检测器260检测的峰值来测量到对象OB的距离。根据实施例，处理器270可以包括TDC，其测量光源210辐射光的辐射时间与由峰值检测器260检测的峰值的检测时间之间的时间段，并基于由TDC测量的时间测量到对象OB的距离。根据另一实施例，处理器270可以包括ADC，其将作为模拟信号的峰值检测信号转换为数字信号。处理器270可以通过处理由ADC转换的数字信号来测量到对象OB的距离。通过使用峰值来测量距离的方法是本领域中公知的技术，因此，省略其详细描述。

距离测量设备200可以在模拟域中检测最优的延迟电信号的峰值，并在数字域中通过使用最优的延迟电信号来测量到对象OB的距离。具体地，多个放大器230、多个延迟电路240、选择器250和峰值检测器260可以在模拟域中处理信号以检测最优的延迟电信号的峰值，并且处理器270可以在数字域中处理最优的延迟电信号的峰值，以测量到对象OB的距离。因此，距离测量设备200可以在模拟域而不是数字域中执行检测最优的延迟电信号的峰值的过程，因此在硬件成本方面可以更有效益。例如，处理器270可以仅包括处理最优的延迟电信号的峰值的一个TDC，而不是处理最优的延迟电信号的多个TDC，因此可以降低硬件成本。

图10是用于说明根据实施例的距离测量方法的图。

图10中示出的方法可以由图1至图8的距离测量设备100的每个部件执行，并且下面省略其重复描述。

在操作S1010中，距离测量设备100可以通过检测由对象OB反射或散射的光来输出电信号。具体地，距离测量设备100可以朝着对象OB辐射光，并且可以通过检测由对象OB反射或散射的光来输出电信号。例如，距离测量设备100可以将由对象OB反射或散射的光转换为电压信号。

在操作S1020中，距离测量设备100可以通过分别以不同增益放大电信号来产生多个放大的电信号。

在操作S1030中，距离测量设备100可以通过检测关于多个放大的电信号中的每一个的峰值来产生多个峰值检测信号。例如，距离测量设备100可以通过使用CFD方法产生多个峰值检测信号。

在操作S1040中，距离测量设备100可以基于多个放大的电信号中的至少一个的电平，从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。具体地，距离测量设备100可以通过确定多个放大的电信号中的至少一个的电平是否大于预设的临界电平来从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。

具体地，距离测量设备100可以通过将多个放大的电信号中的至少一个的电平与至少一个临界电平进行比较来输出比较结果信号。随后，距离测量设备100可以输出与比较结果信号对应的选择控制信号。例如，距离测量设备100可以通过使用D触发器来输出选择控制信号。随后，距离测量设备100可以根据选择控制信号从多个峰值检测信号当中选择最优峰值检测信号。

在操作S1050中，距离测量设备100可以通过使用所选择的最优峰值检测信号来测量到对象OB的距离。

根据本实施例，距离测量设备通过使用来自分别以不同增益放大的电信号当中的最优电信号的峰值检测信号来测量到对象的距离，因此，可以执行相对对象OB的准确距离测量。另外，距离测量设备在模拟域而不是数字域中执行选择最优电信号的峰值检测信号的过程，因此，在硬件成本方面可以更有效益。

本文描述的设备可以包括处理器、用于存储程序数据并运行它的存储器、例如磁盘驱动器的永久存储单元、用于处理与外部设备的通信的通信端口以及用户接口设备，包括触摸面板、按键、按钮等。例如，当涉及软件模块或算法时，这些软件模块可以被存储为在处理器上可运行的计算机可读代码或计算机可读记录介质中的程序指令。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例如，CD-ROM或数字多功能盘(DVD))。计算机可读记录介质还可以分布在网络联接的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布式方式存储和运行。该介质可由计算机读取、存储在存储器中并由处理器运行。

可以按照功能块部件和各种处理步骤来描述本实施例。这样的功能块可以由被配置为执行指定功能的任何数量的硬件和/或软件部件来实现。例如，实施例可以采用各种集成电路(IC)部件，例如，存储器元件、处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下执行各种功能。类似地，在使用软件编程或软件要素实现元件的情况下，本实施例可以用例如C、C++、Java、汇编语言等的任何编程或脚本语言来实现，其中各种算法以数据结构、对象、过程、例程或其他编程要素的任何组合来实现。可以在一个或多个处理器上运行的算法中实现功能块。此外，本文描述的本实施例可以采用任何数量的常规技术用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等。词语“机构”、“元件”、“装置”和“配置”被宽泛地使用，并且不限于机械或物理实施例，而是可以包括与处理器等结合的软件例程。

本文示出和描述的特定实施方式是说明性示例，并不打算以任何方式限制本发明的范围。为简洁起见，可能不详细描述系统的常规电子器件、控制系统、软件开发和其他功能方面。此外，所呈现的各个图中所示的连接线或连接器旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理或逻辑联接。应该注意，在实际设备中可以存在许多替代或附加的功能关系、物理连接或逻辑连接。

在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)使用词语“一”、“一个”、“该”和类似的指示词语将被解释为涵盖单数和复数两者。此外，除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的记载仅旨在用作落入该范围内的每个单独的值，并且每个单独的值被并入本说明书中，如同其在本文中被单独记载一样。除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法的步骤可以以任何合适的顺序进行。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“例如”)的使用仅旨在更好地说明本公开，而不对本公开的范围构成限制。对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在不背离所附权利要求或其等同物的情况下，可以根据设计条件或因素进行多种修改和调整。