用于在近程区域和远程区域中光学间距测量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于在近程区域和远程区域中光学间距测量的方法并且特别是 设及一种用于确定对于电磁射线反射和/或透射作用的对象与光学运行的传感器系统的 间距的方法，该传感器系统的光学检测区域可分为至少一个近程区域和远程区域。
【背景技术】
[0002] 对于=维姿态例如擦拭和接近姿态的识别需要传感器，运些传感器能够检测手的 位置、运动和定向。
[0003] 除了应用摄像机之外，简单的基于L邸和光电二极管的方案的应用基于与之有关 的成本是特别令人感兴趣的。
[0004] 由现有技术已知的重要问题在此是在同时在远程区域中同时良好的姿态识别的 情况下在近程区域中的测量。运样的方法例如由文献DE-A-103 00 224或DE-A-IO2006 020 570 已知。
[0005] 基于光速或由此产生的在近程区域中的短的光传播时间，光学间距测量正是在小 的间距的情况下基于传播时间测量非常难W或者仅仅W大的技术成本才可实现。
[0006] 在大的间距的情况下可W应用例如由文献EP-B-I913 420或DE-A-IO2007 005 187已知的传播时间方法。由文献DE-A-IO2006 057 495和DE-A-198 51 307已知根据在 发送信号与接收信号之间的关系确定至少一个物理参量的系统。
[0007] 正是关于经济边界条件现在由现有技术没有解决方案是已知的，该解决方案特别 是在成本方面不仅在远程区域中而且特别是在近程区域中满足对于光学间距测量的经济 和技术边界条件，该光学间距测量例如可W用于简单的姿态识别。运样的技术的典型应用 例如是显示屏的菜单的控制或其他功能，所述功能当今典型地借助于鼠标控制。
[000引由现有技术（图4)在此已知如下系统，在该系统中发生器G产生发送器馈送信号S5,W该发送器馈送信号馈送给有效发送器H。有效发送器H在穿过要测量的测量路线之后 发射到接收器D中，该测量路线由Il和12组成。接收器D的接收器输出信号SO通过用于 补偿馈送信号S3的调节器CT处理，W该补偿馈送信号馈送给补偿发送器K，该补偿发送器 又典型地线性叠加地通过补偿传输路线13同样发射到接收器D中。补偿馈送信号S3在此 W如下方式通过调节器CT由接收器输出信号SO和发送器馈送信号S5产生，使得发送输出 信号SO除了调节误差和系统噪声之外不再包含发送器馈送信号S5的组分。在此调节器不 仅仅在幅度上而且也在相位上补偿性地调节补偿馈送信号S3。调节器在此典型地输出两个 调节信号S4a和S4(p，运两个调节信号代表补偿信号的幅度（调节信号S4a)和相位（调节 信号S邮）。
[0009]同样由现有技术（图5)在此已知如下系统，在该系统中发生器G产生补偿馈送信 号S3,W该馈送信号馈送给补偿发送器K。补偿发送器K在穿过补偿传输路线13之后发射 到接收器D中。接收器D的接收器输出信号SO通过用于发送器馈送信号S5的调节器CT 处理，W该发送器馈送信号馈送给有效发送器H，该有效发送器又典型地线性叠加地在穿过 测量路线11、12的第一子部段11之后在对象O上或者在穿过对象O之后并且随后穿过测 量路线11、12的第二子部段12之后同样照射到接收器D中。此外也可W考虑的是，应检测 对象O的巧光，该巧光的发射则形成要探测的信号。发送器馈送信号S5在此W如下方式通 过调节器CT由接收器输出信号SO和补偿馈送信号S3产生，使得发送输出信号SO除了调 节误差和系统噪声之外不再包含补偿馈送信号S3的组分。在此调节器不仅仅在幅度上而 且也在相位上补偿性地调节发送器馈送信号S5。调节器在此典型地输出两个调节信号S4a 和8:4带，运两个调节信号代表发送信号的幅度（调节信号S4a)和相位（调节信号S4(p)。
[0010] 在之前所述文献中描述的运两个基本上的方法的混合特别是也具有发送器和/ 或补偿发送器的调节是可W考虑的。
[0011] 运样的系统（在下文中称为HALI0S-IRDM系统）对于干扰源特别是鲁棒的，干扰 源特别是太阳光，同时具有相对于污染和接收器D的漂移的鲁棒性。
[0012] 相位信号S4W代表光传播时间，该光传播时间是测量信号对于通过测量路线需要 的光传播时间，该测量路线由子部段11和12组成。
[0013] 幅度信号S4a代表衰减，测量信号在穿过具有子部段11和12的测量路线时经历 该衰减。
【发明内容】
[0014] 本发明提出的任务在于，提供一种简单的对于外光干扰鲁棒的测量系统，该测量 系统不仅在近程区域中而且在远程区域中提供用于对象与传感器系统的间距的好的测量 值并因此好的识别结果。
[0015] 该任务按照本发明通过根据权利要求1的方法和根据权利要求9的装置解决；本 发明的各个设计方案是从属权利要求的主题。
[0016] 在本发明中基于用于光学间距测量的传感器系统，该传感器系统具有用于发出光 学信号（电磁射线）的发送器和用于接收光学信号（电磁射线）的接收器。位于在前置于 传感器系统的检测区域中的对象将由发送器发出的电磁射线传递到接收器。根据信号幅度 或信号传播时间现在可W推断对象与传感器系统或接收器的间距。如果应该通过运种方式 和方法确定在空间中或在平面中（3D或3D应用）对象的位置，那么允许相应数量的发送 器，所述发送器适宜地逐渐地并且周期重复地或者W匹配于当前关系的可变的顺序地被驱 控。通过补偿发送器可W补偿环境光影响，运自然原则上是已知的。
[0017] 根据本发明现在在运样的系统中设定：
[001引 ?检测区域至少分为远程区域和近程区域；
[0019] ?对象（0)在接近传感器系统时首先通过检测区域的远程区域并紧接着通过近 程区域运动；
[0020] ?在位于在远程区域中的对象（0)的情况下，该对象与传感器系统的间距根据接 收的光学信号的传播时间信息确定；W及
[0021] ?在位于在近程区域中的对象（0)的情况下，该对象与传感器系统的间距基于对 于对象（0)的光学参数的采用的值或计算的值并且根据接收的光学信号的幅度信息确定。
[0022] 本发明重要的特征在于，根据由接收的光学信号可W提取信号幅度信息和信号传 播时间信息的精度或使用信号幅度信号或使用信号传播时间信息，W便确定对象与传感器 系统（更准确地说与其接收器）的间距。在此在根据信号幅度信息的间距测量中的困难在 于，对象的描述其反射和/或透射能力的光学参数没有准确已知。该参数必须首先被计算， 其中人们也可WW假定值作为"初始值"运行。在此利用如下认识，即该光学参数可W基于 如下事实计算，即接近传感器系统的对象首先经过其远程检测区域并紧接着其近程检测区 域。在远程检测区域中但是可W相当准确地根据信号传播时间信息确定间距确定。如果人 们那么在用于间距确定的计算规范中基于信号幅度信息将之前根据信号传播时间信息计 算的间距值预定为已知的，那么可W计算对象的光学参数（反射和/或透射系数）。该计算 值随后在W下可用，W便当对象到达传感器系统的检测近程区域时根据信号幅度信息实施 间距确定。因为在传感器系统的近程检测区域中基于接收的光学信号的信号幅度信息相比 于借助于信号传播时间信息可W更简单地实施间距确定。
[0023] 在本发明的另一有利设计方案中那么可W设定，在位于在远程区域中的对象（0) 的情况下计算光学参数，亦即根据基于接收的光学信号的传播时间信息确定的对象（0)与 传感器系统的间距和接收的光学信号的幅度信息。
[0024] 此外适宜的是，对象（0)的光学参数随着该对象接近传感