CN112764049A - 激光测距装置及其信号调节方法和信号调节电路 - Google Patents

Abstract

一种激光测距装置及其信号调节方法和信号调节电路，其中，信号调节电路，通过采用信号强度反馈电路、控制电路、发光强度调节电路以及光电转换增益调节电路，实现了对光电接收器输出的反射激光信号强度的采集，并当所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度，和/或调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益，实现了对激光器的发射光强度和光电接收器的光电增益实施负反馈协同控制从而获得稳定强度的反射激光信号。

Description

激光测距装置及其信号调节方法和信号调节电路

技术领域

本申请属于激光测距技术领域，尤其涉及一种激光测距装置及其信号调节方法和信号调节电路。

背景技术

相位式激光测距，是测量连续发射的经调制的激光信号的相位变化，据此计算出激光的往返时间，得出距离信息。对相位式激光测距而言，需要对经被测目标表面反射回来的激光信号进行相位解调，获得稳定的反射激光信号对于实现高质量的相位解调和距离测量至关重要。在移动应用场景中，外部环境光强的实时变化(比如从露天路面进入隧洞、太阳光是否直射等)、激光与被测目标表面接触位置的实时变化，都会显著影响反射激光信号的强度，从而导致明显的测量误差。因此，要求测量系统能够自动调整接收到的反射激光信号强度，以实现高质量的相位解调。

为了获得强度稳定的反射激光信号，传统的做法一般是依据光电接收器输出信号的直流强度，调节激光器的工作电流，从而调节激光器的发射光强度。但是，受安全规范约束，激光器的发射光强调整范围有限；此外，长时间高功率的激光发射，会显著缩短激光器的工作寿命。

因此，传统的激光测距装置的调节方法中存在信号调节方法单一且信号调节范围受限，从而导致反射激光信号稳定度不高和激光器工作寿命缩短的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种激光测距装置及其信号调节方法和信号调节电路，旨在解决传统的激光测距装置的调节方法中存在信号调节方法单一且信号调节范围受限，从而导致反射激光信号稳定度不高和激光器工作寿命缩短的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种激光测距装置的信号调节方法，所述激光测距装置包括激光器和光电接收器，所述信号调节方法包括：

采集所述光电接收器输出的反射激光信号强度；

判断所述反射激光信号强度是否在预设信号强度范围内；

若所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外，则根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度，和/或调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益。

本申请实施例的第二方面提了一种激光测距装置的信号调节电路，所述激光测距装置包括激光器和光电接收器，所述信号调节电路包括：

信号强度反馈电路，所述信号强度反馈电路与所述光电接收器连接，所述信号强度反馈电路用于采集光电接收器输出的反射激光信号强度；

控制电路，所述控制电路与所述信号强度反馈电路连接，所述控制电路用于当所述反射激光信号强度在预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，输出用于调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度的第一调节信号，和/或输出用于调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益的第二调节信号；

发光强度调节电路，与所述控制电路和所述激光器连接，用于根据所述第一调节信号，增大或减小所述激光器的工作电流；以及

光电转换增益调节电路，与所述控制电路和所述光电接收器连接，用于根据所述第二调节信号，增大或减小所述光电接收器的偏置电压。

本申请实施例的第三方面提了一种激光测距装置，包括：

激光测距器；和

如本申请实施例的第二方面的信号调节电路，所述信号调节电路与所述激光测距器连接，所述信号调节电路用于调节所述激光测距器的激光器的工作电流和光电接收器的偏置电压，以稳定所述激光测距器的反射激光信号。

上述的激光测距装置的信号调节方法，通过判断反射激光信号强度是否在预设信号强度范围内，并当反射激光信号强度在预设信号强度范围之外时，根据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节激光器的工作电流以控制激光器的发射光强度，和/或调节光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益；实现了对激光器的发射光强度和光电接收器的光电增益实施负反馈协同控制从而获得稳定强度的反射激光信号，解决了传统的激光测距装置的调节方法中存在信号调节方法单一且信号调节范围受限，从而导致反射激光信号稳定度不高和激光器工作寿命缩短的问题。

上述的信号调节电路，通过采用信号强度反馈电路、控制电路、发光强度调节电路以及光电转换增益调节电路，实现了对光电接收器输出的反射激光信号强度的采集，并当所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度，和/或调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益，实现了对激光器的发射光强度和光电接收器的光电增益实施负反馈协同控制从而获得稳定强度的反射激光信号。

附图说明

图1为本申请实施例的第一方面提供的激光测距装置的信号调节方法的具体流程图；

图2为图1所示的步骤S300的具体流程图；

图3为图2所示的步骤S314的具体流程图；

图4为图1所示的步骤S300的另一具体流程图；

图5为图4所示的步骤S324的具体流程图；

图6为本申请实施例的第二方面提供的激光测距装置的信号调节电路的电路示意图；

图7为图6所示的信号调节电路中发光强度调节电路的电路示意图；

图8为图7所示的发光强度调节电路的示例电路原理图；

图9为图6所示的信号调节电路中光电转换增益调节电路的电路示意图；

图10为图9所示的光电转换增益调节电路的示例电路原理图；

图11是本申请实施例的第三方面提供的激光测距装置的电路示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请实施例的第一方面提供的激光测距装置的信号调节方法的具体流程图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本申请实施例的第一方面提供了一种激光测距装置的信号调节方法，所述激光测距装置包括激光器10和光电接收器20，所述信号调节方法包括：

步骤100：采集所述光电接收器20输出的反射激光信号强度；

可以理解的是，可以通过采集光电接收器20输出的信号电压或功率等，来获取反射激光信号的信号强度。

步骤200：判断所述反射激光信号强度是否在预设信号强度范围内；

可以理解的是，预设信号强度范围为激光测距装置进行信号解调时所需的稳定的信号强度范围。预设信号强度范围可以依据不同的激光测距装置进行调节。

步骤300：若所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外，则根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器10的工作电流以控制所述激光器10的发射光强度，和/或调节所述光电接收器20的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益。

可选的，本实施例中的信号调节方法对激光器10的发射光强度和光电接收器20的光电增益实施负反馈协同控制从而获得稳定强度的反射激光信号。例如，通过调节激光器10的工作电流控制激光器10的发射光强度，并作为主调手段；通过调节光电接收器20的偏置电压控制反射激光信号的光电转换增益，并作为辅调手段。最终控制光电接收器20接收到的反射激光信号稳定在理想的幅值范围，即稳定在预设信号强度范围内。

具体的，若所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外时，可以先调节激光器10的工作电流，当激光器10的工作电流不可调且反射激光信号强度仍在预设信号强度范围之外时，可以通过调节光电接收器20的偏置电压控制反射激光信号的光电转换增益，进而实现对反射激光信号强度的调节。

本实施例中的激光测距装置的信号调节方法，通过判断所述反射激光信号强度是否在预设信号强度范围内，并当所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器10的工作电流以控制所述激光器10的发射光强度，和/或调节所述光电接收器20的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益，实现了对激光器10的发射光强度和光电接收器20的光电增益实施负反馈协同控制从而获得稳定强度的反射激光信号，解决了传统的激光测距装置的调节方法中存在信号调节方法单一且信号调节范围受限，从而导致反射激光信号稳定度不高和激光器10工作寿命缩短的问题。

请参阅图2，在一个实施例中，步骤300具体包括：

步骤311：将所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最小值进行比较；

可以理解的是，可以通过将作差、作商等方式来比较反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的大小。

步骤312：若所述反射激光信号强度小于所述预设信号强度范围的最小值，则比较所述激光器10的工作电流与预设最大工作电流的大小；

可以理解的是，预设最大工作电流为激光器10的工作电流的上限。激光器10的工作电流与激光器10的发射光强度正相关。

步骤313：当所述激光器10的工作电流小于预设最大工作电流，按第一预设电流增值增大所述激光器10的工作电流；

可选的，可以逐步增大激光器10的工作电流，每次按第一预设电流增值调节。在每一次的激光器10的工作电流增大时，同时返回到步骤100中，采集当下的反射激光信号强度，若此时反射激光信号强度在预设信号强度范围内，则输出信号正常指示；若此时的反射激光信号强度仍在预设信号强度范围之外，则继续按第一预设电流增值增大激光器10的工作电流，直至反射激光信号强度在预设信号强度范围内，或激光器10的工作电流等于预设最大工作电流，不可再调节工作电流。其中，第一预设电流增值可以为固定值；也可以依据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的差值来调节，以减小工作电流调节次数。

可选的，可以通过控制电路200的调节记录和激光器10原始工作电流大小来获得激光器10的工作电流大小，也可以通过反馈控制，采集激光器10的实时工作电流来获得激光器10当下的工作电流大小。

步骤314：当所述激光器10的工作电流大于或等于预设最大工作电流，按第一预设电压增值增大所述光电接收器20的偏置电压。

可以理解的是，当反射激光信号低于预设信号强度范围的最小值，且激光器10的工作电流大于或等于预设最大工作电流时，通过增大光电接收器20的偏置电压，从而增大光电接收器20的光电转换增益，以增大反射激光信号强度。

可选的，可以逐步增大光电接收器20的偏置电压，每次按第一预设电压增值调节。在每一次的光电接收器20的偏置电压增大时，同时返回到步骤100中，采集当下的反射激光信号强度，若此时反射激光信号强度在预设信号强度范围内，则输出信号正常指示；若此时的反射激光信号强度仍在预设信号强度范围之外，则继续按第一预设电压增值增大所述光电接收器20的偏置电压，直至反射激光信号强度在预设信号强度范围内。其中，第一预设电压增值可以为固定值；也可以依据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的差值来调节，以减小偏置电压的调节次数。

可选的，请参阅图3，在一个实施例中，步骤314具体包括：

步骤315：比较所述偏置电压与最大预设偏置电压；

可选的，可以通过控制电路200的调节记录和光电接收器20的原始偏置电压来获得光电接收器20的偏置电压大小，也可以通过反馈控制，采集光电接收器20的实时偏置电压来获得光电接收器20的当下的偏置电压大小。

步骤316：当所述偏置电压小于所述最大预设偏置电压，则按第一预设电压增值增大所述光电接收器20的偏置电压；

可选的，第一预设电压增值可以为固定值；也可以依据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的差值来调节，以减小偏置电压调节次数。

步骤317：当所述偏置电压大于最大预设偏置电压，则输出第一异常报警信号。

可以理解的是，此时反射激光信号强度仍然小于预设信号强度范围的最小值，且激光器10的工作电流大于预设最大工作电流，工作电流不可调；光电接收器20的偏置电压大于最大预设偏置电压，偏置电压不可调；则输出第一异常报警信号。第一异常报警信号指示反射激光信号的信号强度偏弱。

可以理解的是，控制电路200可以通过与LED灯和喇叭等器件连接，从而将第一异常报警信号转换为声光警示，以提示用户。控制电路200还可以通过与手机、电脑或者云服务器等终端，将第一异常报警信号远程输出到指定设备，以提示用户。

请参阅图4，在一个实施例中，步骤300具体包括：

步骤321：将所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值进行比较；

可以理解的是，可以通过将作差、作商等方式来比较反射激光信号强度与预设信号强度范围的最大值的大小。

步骤322：若所述反射激光信号强度大于所述预设信号强度范围的最大值，则比较所述激光器10的工作电流与预设最小工作电流的大小；

可以理解的是，预设最小工作电流为激光器10的工作电流的下限。激光器10的工作电流与激光器10的发射光强度正相关。

步骤323：当所述激光器10的工作电流大于预设最小工作电流，按第二预设电流增值逐步减小所述激光器10的工作电流；

可选的，可以逐步减小激光器10的工作电流，每次按第一预设电流增值调节。在每一次的激光器10的工作电流减小时，同时返回到步骤100中，采集当下的反射激光信号强度，若此时反射激光信号强度在预设信号强度范围内，则输出信号正常指示；若此时的反射激光信号强度仍在预设信号强度范围之外，则继续按第一预设电流增值减小激光器10的工作电流，直至反射激光信号强度在预设信号强度范围内，或激光器10的工作电流等于预设最小工作电流，不可再调节工作电流。其中，第二预设电流增值可以为固定值；也可以依据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的差值来调节，以减小工作电流调节次数。第一预设电流增值和第二预设电流增值的数值可以相同，也可以不相同。

步骤324：当所述激光器10的工作电流小于或等于预设最小工作电流，按第二预设电压增值减小所述光电接收器20的偏置电压。

可以理解的是，当反射激光信号小于预设信号强度范围的最小值，且激光器10的工作电流小于或等于预设最小工作电流时，通过减小电接收器的偏置电压，从而减小光电接收器20的光电转换增益，以减小反射激光信号强度。

可选的，可以逐步减小光电接收器20的偏置电压，每次按第二预设电压增值调节。在每一次的光电接收器20的偏置电压减小时，同时返回到步骤100中，采集当下的反射激光信号强度，若此时反射激光信号强度在预设信号强度范围内，则输出信号正常指示；若此时的反射激光信号强度仍在预设信号强度范围之外，则继续按第二预设电压增值减小所述光电接收器20的偏置电压，直至反射激光信号强度在预设信号强度范围内。其中，第二预设电压增值可以为固定值；也可以依据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的差值来调节，以减小偏置电压的调节次数。第一预设电压增值的数值和第二预设电压增值的数值可以为同一数值，也可以为不同数值。

请参阅图5，在一个实施例中，步骤324具体包括：

步骤325：比较所述偏置电压与最小预设偏置电压；

可选的，可以通过控制电路200的调节记录和光电接收器20的原始偏置电压来获得光电接收器20的偏置电压大小，也可以通过反馈控制，采集光电接收器20的实时偏置电压来获得光电接收器20的当下的偏置电压大小。

步骤326：当所述偏置电压大于所述最小预设偏置电压，则按第二预设电压增值减小所述光电接收器20的偏置电压；

可选的，第二预设电压增值可以为固定值；也可以依据反射激光信号强度与预设信号强度范围的最小值的差值来调节，以减小偏置电压调节次数。

步骤327：当所述偏置电压小于最小预设偏置电压，则输出异常报警信号。

可以理解的是，此时反射激光信号强度仍然小于预设信号强度范围的最小值，且激光器10的工作电流小于预设最小工作电流，工作电流不可调；光电接收器20的偏置电压小于最小预设偏置电压，偏置电压不可调；则输出第二异常报警信号。第二异常报警信号指示反射激光信号的信号强度偏强。

可以理解的是，控制电路200可以通过与LED灯和喇叭等器件连接，从而将第二异常报警信号转换为声光警示，以提示用户。控制电路200还可以通过与手机、电脑或者云服务器等终端，将第二异常报警信号远程输出到指定设备，以提示用户。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

请参阅图6，本实施例的第二方面提供了一种激光测距装置的信号调节电路30，信号调节电路30用于实现上述信号调节方法，所述激光测距装置包括激光器10和光电接收器20，所述信号调节电路30包括：信号强度反馈电路100、控制电路200、发光强度调节电路300以及光电转换增益调节电路400。信号强度反馈电路100的输入端和所述光电接收器20的输出端连接，信号强度反馈电路100的输出端和所述控制电路200的第一输入端连接，控制电路200的第一输出端和所述发光强度调节电路300的控制端连接，控制电路200的第二输出端和所述光电转换增益调节电路400的控制端连接，发光强度调节电路300的输出端和激光器10连接，光电转换增益调节电路400的输出端和光电接收器20连接。所述信号强度反馈电路100用于采集光电接收器20输出的反射激光信号强度。所述控制电路200用于当所述反射激光信号强度在预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，输出用于调节所述激光器10的工作电流以控制所述激光器10的发射光强度的第一调节信号，和/或输出用于调节所述光电接收器20的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益的第二调节信号。发光强度调节电路300用于根据所述第一调节信号，增大或减小所述激光器10的工作电流。光电转换增益调节电路400用于根据所述第二调节信号，增大或减小所述光电接收器20的偏置电压。

可以理解的是，信号强度反馈电路100可以由反馈电路等构成。控制电路200可以为是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备，或者是单片机等微处理器，或者是激光测距装置的内部控制器80。

可以理解的是，第一调节信号和第二调节信号可以为电压信号、电流信号等电信号。

本实施例中的信号调节电路30，通过采用信号强度反馈电路100、控制电路200、发光强度调节电路300以及光电转换增益调节电路400，实现了对光电接收器20输出的反射激光信号强度的采集，并当所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器10的工作电流以控制所述激光器10的发射光强度，和/或调节所述光电接收器20的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益，实现了对激光器10的发射光强度和光电接收器20的光电增益实施负反馈协同控制从而获得稳定强度的反射激光信号，解决了传统的激光测距装置的调节方法中存在信号调节方法单一且信号调节范围受限，从而导致反射激光信号稳定度不高和激光器10工作寿命缩短的问题。

请参阅图7，在一个实施例中，所述发光强度调节电路300包括：压控恒流源电路310和放大电路320，压控恒流源电路310的控制端作为所述发光强度调节电路300的控制端和所述控制电路200连接，压控恒流源电路310的输出端和所述放大电路320连接，所述放大电路320的输出端和所述激光器10连接。所述压控恒流源电路310用于根据所述第一调节信号，输出可调节的电流信号。放大电路320用于放大所述电流信号，并将放大后的所述电流信号作为所述工作电流输出到所述激光器10。

可以理解的是，压控恒流源电路310可以由运算放大器及其外围元件构成。放大电路320可以由晶体管、场效应管或者模拟集成放大器及其外围元件等构成。

可选的，第一调节信号在本实施例中可以为第一控制电压。在反射激光信号强度在预设信号强度范围之内时，控制电路200输出一固定的第一控制电压到压控恒流源电路310，从而使得激光器10的工作电流保持恒定值；当激光器10的工作电流需要增大时，则降低该第一控制电压，从而增大激光器10的工作电流；当激光器10的工作电流需要减小时，则增大该第一控制电压，从而减小激光器10的工作电流。

请参阅图8，在一个实施例中，所述压控恒流源电路310包括第一运算放大器IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一三极管T1，所述第一运算放大器IC1的正输入端和所述控制电路200连接，所述第一运算放大器IC1的负输入端和所述第一电阻R1的第二端以及所述第一三极管T1的输入端连接，所述第一电阻R1的第一端和电源Vcc连接，所述第一运算放大器IC1的输出端和所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端和所述第一三极管T1的控制端连接，所述第一三极管T1的输出端和所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端和所述放大电路320连接。

请参阅图8，在一个实施例中，所述放大电路320包括第四电阻R4、第五电阻R5、第二三极管T2、第一电容C1以及第二电容C2，所述第四电阻R4的第一端以及第一电容C1的第一端和电源Vcc连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第四电阻R4的第二端和所述第二三极管T2的输入端连接，所述第二三极管T2的控制端和所述压控恒流源电路310的输出端以及第五电阻R5的第二端连接，所述第五电阻R5的第一端和第二电容C2的第二端连接，所述第二电容C2的第一端接入正弦调制信号，所述第二三极管T2的输出端和所述激光器10连接。

可以理解的是，第一运算放大器IC1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一三极管T1组成压控恒流源电路310，控制电路200输出第一调节信号(电压Vctl)，由于第一运算放大器IC1的反馈控制作用，加在第一电阻R1两端的电压为(Vcc-Vctl)，相应的电流恒定为(Vcc-Vctl)/R31，由于第二电容C2的隔直作用，该可控恒定电流经第二三极管T2放大后，流过激光器10，从而实现对其发射激光强度的控制。

在一个实施例中，所述发光强度调节电路300还包括反馈电路，所述反馈电路用于采集所述激光器10的工作电流，并输出到所述控制电路200，所述控制电路200根据所述反馈电路反馈的工作电流调整所述第一调节信号。

可以理解的是，本实施例中的发光强度调节电路300，通过加入反馈电路，从而实现了对激光器10的工作电流的闭环控制。具体的，可以将第四电阻R4的第二端与控制电路200连接，即将第四电阻R4同时作为反馈电路的反馈器件，通过将第四电阻R4的第二端的电压Vr4输出到控制电路200，从而得到第四电阻R4上的电流值(Vcc-Vr4)/R4，即约等于激光器10的工作电流。

请参阅图9，在一个实施例中，所述光电转换增益调节电路400包括：升压电路420和负反馈控制电路410，升压电路420与所述光电接收器20连接，负反馈控制电路410与所述控制电路200和所述升压电路420连接。升压电路420用于输出偏置电压到所述光电接收器20；负反馈控制电路410用于根据所述第二调节信号，调节所述升压电路420输出的偏置电压。

可以理解的是，负反馈控制电路410可以由运算放大器、反馈电阻等构成。升压电路420可以由电感、二极管或者模拟集成升压器及其外围元件等构成。

可选的，第二调节信号在本实施例中可以为第二控制电压。在反射激光信号强度在预设信号强度范围之内时，控制电路200输出一固定的第二控制电压到负反馈控制电路410，从而使得光电接收器20的偏置电压保持恒定值；当光电接收器20的偏置电压需要增大时，则增大该第二控制电压，从而增大光电接收器20的偏置电压；当光电接收器20的偏置电压需要减小时，则减小该第二控制电压，从而减小光电接收器20的偏置电压。

请参阅图10，在一个实施例中，所述负反馈控制电路410包括：第六电阻R6、第七电阻R7以及第二运算放大器IC2，所述第二运算放大器IC2的负输入端和所述第六电阻R6的第二端以及所述第七电阻R7的第一端连接，所述第二运算放大器IC2的正输入端和所述控制电路200连接，所述第七电阻R7的第二端接地，所述第六电阻R6的第一端和所述升压电路420的输出端连接。

请参阅图10，在一个实施例中，所述升压电路420包括第一开关管Q1、第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三电容C3以及第四电容C4，所述第一电感L1的第一端和所述第二运算放大器IC2的输出端连接，所述第一电感L1的第二端和所述第一二极管D1的正极、所述第三电容C3的第一端以及所述第一开关管Q1的高电位端连接，所述第一二极管D1的负极和所述第二二极管D2的正极以及所述第四电容C4的第一端连接，所述第二二极管D2的负极和所述第三二极管D3的正极和所述第三电容C3的第二端连接，所述第四电容C4的第二端接地，所述第一开关管Q1的低电位端接地，所述第一开关管Q1的控制端接入脉冲脉宽调制信号，所述第三二极管D3的负极和所述第六电阻R6的第一端以及所述光电接收器20连接。

可以理解的是，第一开关管Q1、第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第三电容C3以及第四电容C4组成升压电路420，第六电阻R6、第七电阻R7以及第二运算放大器IC2组成负反馈控制电路410，由于第二运算放大器IC2的反馈控制作用，加在第七电阻R7两端的电压为控制电路200的输出电压Vct2(即第二调节信号)，从而控制升压电路420的输出电压即光电接收器20的偏置电压恒定为(1+R6/R7)*Vct2，实现对光电探测器光电转换增益的控制。

本申请实施例的第三方面提供了一种激光测距装置，包括：激光测距器和如本申请实施例的第二方面所述的信号调节电路30。所述信号调节电路30与所述激光测距器连接，所述信号调节电路30用于调节所述激光测距器的激光器10的工作电流和光电接收器20的偏置电压，以稳定所述激光测距器的反射激光信号。

可以理解的是，激光测距器可以为相位式激光测距器。本实施例中的激光测距装置，通过加入本申请实施例的第二方面所述的信号调节电路30，从而获得了强度稳定的反射激光信号，使得对目标距离计算结果准确，提高了激光测距装置的稳定性和准确性。

请参阅图11，在一个实施例中，所述激光测距器包括：主振电路40、激光器10、光电接收器20、本振电路50、第一混频器60、第二混频器70以及控制器80。主振电路40的输出端和激光器10以及第一混频器60连接，激光器10和所述发光强度调节电路300连接，本振电路50的输出端和第一混频器60以及第二混频器70连接，光电接收器20和第二混频器70、所述信号强度反馈电路100以及所述光电转换增益调节电路400连接，第一混频器60的输出端和控制器80连接，第二混频器70的输出端和控制器80连接。

主振电路40用于输出主振信号。所述激光器10用于调制所述主振信号并向目标发射激光束。光电接收器20用于接收所述目标返回的所述激光束，并输出为反射激光信号。本振电路50用于输出本振信号。第一混频器60用于对所述主振信号和所述本振信号进行混频，并输出为第一混频信号。第二混频器70用于对所述反射激光信号和所述本振信号进行混频，并输出为第二混频信号。所述控制器80用于根据所述第一混频信号和所述第二混频信号，计算所述目标的距离。

可以理解的是，控制电路200和控制器80可以设置在同一芯片或集成电路中。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光测距装置的信号调节方法，所述激光测距装置包括激光器和光电接收器，其特征在于，所述信号调节方法包括：

采集所述光电接收器输出的反射激光信号强度；

判断所述反射激光信号强度是否在预设信号强度范围内；

若所述反射激光信号强度在所述预设信号强度范围之外，则根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度，和/或调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益。

2.如权利要求1所述的信号调节方法，其特征在于，所述根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度，和/或调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益包括：

将所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最小值进行比较；

若所述反射激光信号强度小于所述预设信号强度范围的最小值，则比较所述激光器的工作电流与预设最大工作电流的大小；

当所述激光器的工作电流小于预设最大工作电流，按第一预设电流增值增大所述激光器的工作电流；

当所述激光器的工作电流大于或等于预设最大工作电流，按第一预设电压增值增大所述光电接收器的偏置电压。

3.如权利要求1所述的信号调节方法，其特征在于，所述根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度，和/或调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益包括：

将所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值进行比较；

若所述反射激光信号强度大于所述预设信号强度范围的最大值，则比较所述激光器的工作电流与预设最小工作电流的大小；

当所述激光器的工作电流大于预设最小工作电流，按第二预设电流增值减小所述激光器的工作电流；

当所述激光器的工作电流小于或等于预设最小工作电流，按第二预设电压增值减小所述光电接收器的偏置电压。

4.一种激光测距装置的信号调节电路，所述激光测距装置包括激光器和光电接收器，其特征在于，所述信号调节电路包括：

信号强度反馈电路，所述信号强度反馈电路与所述光电接收器连接，所述信号强度反馈电路用于采集光电接收器输出的反射激光信号强度；

控制电路，所述控制电路与所述信号强度反馈电路连接，所述控制电路用于当所述反射激光信号强度在预设信号强度范围之外时，根据所述反射激光信号强度与所述预设信号强度范围的最大值或最小值的差值，输出用于调节所述激光器的工作电流以控制所述激光器的发射光强度的第一调节信号，和/或输出用于调节所述光电接收器的偏置电压以控制反射激光信号的光电转换增益的第二调节信号；

发光强度调节电路，与所述控制电路和所述激光器连接，用于根据所述第一调节信号，增大或减小所述激光器的工作电流；以及

光电转换增益调节电路，与所述控制电路和所述光电接收器连接，用于根据所述第二调节信号，增大或减小所述光电接收器的偏置电压。

5.如权利要求4所述的信号调节电路，其特征在于，所述发光强度调节电路包括：

压控恒流源电路，与所述控制电路连接，所述压控恒流源电路用于根据所述第一调节信号，输出可调节的电流信号；和

放大电路，与所述压控恒流源电路连接，用于放大所述电流信号，并将放大后的所述电流信号作为所述工作电流输出到所述激光器。

6.如权利要求5所述的信号调节电路，其特征在于，所述压控恒流源电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一三极管，所述第一运算放大器的正输入端和所述控制电路连接，所述第一运算放大器的负输入端和所述第一电阻的第二端以及所述第一三极管的输入端连接，所述第一电阻的第一端和电源连接，所述第一运算放大器的输出端和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端和所述第一三极管的控制端连接，所述第一三极管的输出端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端和所述放大电路连接。

7.如权利要求4所述的信号调节电路，其特征在于，所述光电转换增益调节电路包括：

升压电路，与所述光电接收器连接，用于输出偏置电压到所述光电接收器；和

负反馈控制电路，与所述控制电路和所述升压电路连接，用于根据所述第二调节信号，调节所述升压电路输出的偏置电压。

8.如权利要求7所述的信号调节电路，其特征在于，所述负反馈控制电路包括：第六电阻、第七电阻以及第二运算放大器，所述第二运算放大器的负输入端和所述第六电阻的第二端以及所述第七电阻的第一端连接，所述第二运算放大器的正输入端和所述控制电路连接，所述第七电阻的第二端接地，所述第六电阻的第一端和所述升压电路的输出端连接。

9.一种激光测距装置，其特征在于，包括：

激光测距器；和

如权利要求4～8任意一项所述的信号调节电路，所述信号调节电路与所述激光测距器连接，所述信号调节电路用于调节所述激光测距器的激光器的工作电流和光电接收器的偏置电压，以稳定所述激光测距器的反射激光信号。

10.如权利要求9所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距器包括：

主振电路，用于输出主振信号；

激光器，与所述主振电路和所述发光强度调节电路连接，所述激光器用于调制所述主振信号并向目标发射激光束；

光电接收器，与所述信号强度反馈电路以及所述光电转换增益调节电路连接，用于接收所述目标返回的所述激光束，并输出为反射激光信号；

本振电路，用于输出本振信号；

第一混频器，与所述主振电路和所述本振电路连接，用于对所述主振信号和所述本振信号进行混频，并输出为第一混频信号；

第二混频器，与所述本振电路和所述光电接收器连接，用于对所述反射激光信号和所述本振信号进行混频，并输出为第二混频信号；以及

控制器，与所述第一混频器和所述第二混频器连接，所述控制器用于根据所述第一混频信号和所述第二混频信号，计算所述目标的距离。

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