[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE19821974A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen

Info

Publication number
DE19821974A1
DE19821974A1 DE19821974A DE19821974A DE19821974A1 DE 19821974 A1 DE19821974 A1 DE 19821974A1 DE 19821974 A DE19821974 A DE 19821974A DE 19821974 A DE19821974 A DE 19821974A DE 19821974 A1 DE19821974 A1 DE 19821974A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
modulation
photogates
pixel
gates
accumulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19821974A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19821974B4 (de
Inventor
Rudolf Schwarte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE19821974A priority Critical patent/DE19821974B4/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to BR9910523-3A priority patent/BR9910523A/pt
Priority to CNB99806369XA priority patent/CN1184693C/zh
Priority to AU50255/99A priority patent/AU5025599A/en
Priority to PCT/DE1999/001436 priority patent/WO1999060629A1/de
Priority to JP2000550151A priority patent/JP5066735B2/ja
Priority to MXPA00011286A priority patent/MXPA00011286A/es
Priority to US09/700,439 priority patent/US6777659B1/en
Priority to EP99934488.0A priority patent/EP1080500B1/de
Priority to KR10-2000-7012940A priority patent/KR100537859B1/ko
Publication of DE19821974A1 publication Critical patent/DE19821974A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19821974B4 publication Critical patent/DE19821974B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/04Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by beating two waves of a same source but of different frequency and measuring the phase shift of the lower frequency obtained
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02016Circuit arrangements of general character for the devices
    • H01L31/02019Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02024Position sensitive and lateral effect photodetectors; Quadrant photodiodes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/8943D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912Receivers
    • G01S7/4913Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G01S7/4914Circuits for detection, sampling, integration or read-out of detector arrays, e.g. charge-transfer gates
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • G02F2/002Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light using optical mixing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • H01L31/022408Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J2009/006Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength using pulses for physical measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise im optischen sowie im nahen Infrarot- und Ultraviolett-Bereich, mit mindestens zwei für die elektromagnetischen Wellen empfindlichen (lichtempfindlichen) Modulationsphotogates (1, 2) und diesen zugeordnete, nicht lichtempfindliche bzw. abgeschattete Akkumulationsgates (4, 5), und mit elektrischen Anschlüssen für die Modulationsphotogates (1, 2) und die Akkumulationsgates (4, 5), so daß letztere mit einer Ausleseeinrichtung und erstere mit einer Moduliereinrichtung verbindbar sind, welche das Potential der Modulationsphotogates (1, 2) relativ zueinander und relativ zu dem, vorzugsweise konstanten, Potential der Akkumulationsgates (4, 5) entsprechend einer gewünschten Modulationsfunktion anhebt und absenkt. Um eine Vorrichtung zum Erfassen von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche eine deutlich verbesserte Bandbreite hat und bei welcher darüber hinaus Fehlinterpretationen von Hell-Dunkel-Grenzen auf abgebildeten Oberflächen weniger wahrscheinlich oder sogar ausgeschlossen sind und bei welcher eine höhere Funktionalität und Wirschaftlichkeit in praktischen Anwendungen erreicht wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mehrere Modulationsphotogates (1, 2) und Akkumulationsgates (4, 5) in Form langer und schmaler, paralleler Streifen vorgesehen sind, die gruppenweise ein ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen, und zwar vorzugsweise im optischen sowie im nahen Infrarot- und Ultraviolett-Bereich, mit mindestens zwei für die elektromagnetischen Wellen empfindlichen (bzw. lichtempfindlichen) Modulationsphotogates und mit diesen zugeordneten, nicht lichtempfindlichen bzw. abgeschatteten Akkumulationsgates, sowie mit elektrischen Anschlüssen für die Modulationsphotogates und die Akkumulationsgates, so daß letztere mit einer Ausleseeinrichtung und erstere mit einer Modulationseinrichtung verbindbar sind, wobei die Modulationseinrichtung das Potential der Modulationsphotogates relativ zueinander und auch relativ zu dem, vorzugsweise konstanten, Potential der Akkumulationsgates entsprechend einer gewünschten Modulationsfunktion anhebt oder absenkt.
Eine solche Vorrichtung ist unter dem Begriff "Photomischdetektor" (abgekürzt PMD) aus den deutschen Patentanmeldungen 196 35 932.5, 197 04 496.4 und der auf den beiden vorgenannten Anmeldungen beruhenden internationalen Patentanmeldung PCT/DE97/01 956 bekannt geworden.
Die vorgenannten Anmeldungen gehen auf denselben Erfinder zurück und sind für den Anmelder der vorliegenden Anmeldung eingereicht worden, und es wird auf die gesamte Offenbarung dieser Voranmeldungen Bezug genommen, soweit darin die grundsätzliche Funktionsweise, der Betrieb und die Anwendungsmöglichkeiten von Photomischdetektoren beschrieben sind. Die vorliegende Anmeldung erläutert daher nicht diese grundlegenden Funktionen von Photomischdetektoren, sondern befaßt sich in erster Linie mit speziellen Ausgestaltungen und Anwendungen von Photomischdetektoren, durch welche die bereits bekannten Elemente optimiert werden.
Die bekannten PMDs sind aufgrund des inhärenten Mischprozesses, der beim Empfang des von einem Objekt ausgesandten oder reflektierten, modulierten. Lichtes durch die mit der gleichen Modulationsfunktion modulierten Modulationsphotogates vorgenommen wird, in der Lage, unmittelbar die Laufzeit der von dem Objekt reflektierten elektromagnetischen Wellen zu erfassen und damit neben der lateralen Ortsauflösung, die mit Hilfe einer entsprechenden Optik wie bei herkömmlichen Kameras sichergestellt ist, gleichzeitig auch Abstandsinformationen über die aufgenommenen Bildelemente zu erhalten. Diese PMDs ermöglichen also eine direkte dreidimensionale Vermessung von Oberflächen, ohne daß aufwendige Auswertungen und Aufnahmen unter verschiedenen Winkeln erforderlich sind.
Um bei den bekannten PMDs eine hinreichende Empfindlichkeit und Tiefenauflösung zu erhalten, müssen die Pixelflächen genügend groß sein, damit während der Aufnahmedauer eines Einzelbildes von den verschiedenen Flächenbereichen des Objektes genügend elektromagnetische Strahlung empfangen wird und eine dementsprechende Anzahl von Ladungsträgern in dem photoempfindlichen Material entsteht, da letztlich über die unterschiedliche Zahl von Ladungsträgern, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten an den Modulationsphotogates entstehen und über die unmittelbar angrenzenden Akkumulationsgates gesammelt werden, die Abstandsinformation gewonnen wird.
Dies bedingt eine gewisse Mindestgröße in der Fläche der einzelnen Pixel. Probleme können bei den herkömmlichen PMDs auch dadurch entstehen, daß sehr scharfe Hell-Dunkel-Grenzen des Objektes abgebildet werden. Wenn eine solche Hell-Dunkel-Grenze zufällig auf den Grenzbereich zwischen benachbarten Modulationsphotogates fällt, so täuscht die unterschiedliche Anzahl von Ladungsträgern an den benachbarten Akkumulationsgates und damit ein Korrelationsergebnis vor, das zu einer falschen Interpretation im Sinne einer Tiefeninformation führt.
Darüber hinaus sind die Laufzeiten in derartigen, relativ großflächigen lichtempfindlichen Pixelelementen vergleichsweise lang, so daß die Bandbreite bzw. der Grenzwert der Modulationsfrequenz üblicherweise nur im Bereich von einigen Megahertz bis maximal 100 MHz liegt. Insbesondere für die Verwendung entsprechender photoempfindlicher Detektoren, zum Beispiel in der Optoelektronik und der optischen Signalübertragung, sind Bandbreiten von mindestens 1 GHz erwünscht.
Außerdem ist eine höhere Funktionalität und ein flexibler Einsatz der PMD-Pixel und PMD- Arrays für unterschiedliche Anwendungen, z. B. Realisierung unterschiedlicher Betriebsmodi mit den gleichen Pixeln insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht.
In Anbetracht des Vorstehenden ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche eine deutlich verbesserte Bandbreite hat, bei welcher darüber hinaus Fehlinterpretationen von Hell-Dunkel-Grenzen auf abgebildeten Ober­ flächen weniger wahrscheinlich oder sogar ausgeschlossen sind und bei welcher eine höhere Funktionalität und Wirtschaftlichkeit in praktischen Anwendungen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Modulationsphotogates ebenso wie die Akkumulationsgates in Form langer und schmaler, paralleler Streifen nebeneinander vorgesehen sind, die gruppenweise ein PMD-Pixel bilden und wobei die Akkumulationsgates als Auslesedioden ausgebildet sind.
Diese Ausbildung der Modulationsphotogates und der Akkumulationsgates als schmale, lange Streifen und ihre Anordnung parallel unmittelbar nebeneinander führt zu sehr kurzen Kanallängen der Gates. (Die Modulationsgate-Streifenbreite wird von der MOS- Transistortechnik her als Gatelänge bezeichnet). Die in bzw. unter den Modulationsphotogates erzeugten freien Ladungsträger driften lediglich quer zur Streifenrichtung um den kurzen Abstand der Gatelänge zu dem angrenzenden Akkumulationsgate, wobei diese Drift durch ein entsprechendes elektrisches Feld seitens der Modulationsspannung an den Modulationsphotogates unterstützt wird. Die Driftzeiten sinken dadurch z. B. unter 1 Nanosekunde, so daß dementsprechend eine nutzbare Modulationsbandbreite von 1 GHz erreichbar ist. Auch wenn die einzelnen Streifen der Modulationsphotogates und auch der Akkumulationsgates relativ schmal sind, so können sie dennoch durch ihre entsprechende Länge eine hinreichend große, lichtempfindliche Fläche bieten und darüber hinaus können selbstverständlich mehrere abwechselnd angeordnete, streifenförmige Modulationsphotogates und Akkumulationsgates nahezu unter Verdopplung des optischen Füllfaktors zu einer Einheit zusammengeschaltet werden. Auf diese Weise können durch derartige Streifenstrukturen nahezu beliebige Pixelformen und Pixelgrößen ohne Einschränkung der Modulationsbandbreite realisiert werden.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die einzelnen Modulationsphotogates eine Breite haben, die größer ist als die der jeweils angrenzenden Akkumulationsgates, wobei außerdem die Breite der Modulationsphotogates nach Möglichkeit kleiner sein sollte als die Beugungsgrenze der abbildenden Optik für das von diesen Elementen erfaßten, modulierten Lichtes, und vorzugsweise in der Größenordnung der Wellenlänge oder weniger Wellenlängen dieses Lichtes bzw. dieser elektromagnetischen Welle betragen sollte. Dies führt dazu, daß aufgrund von Beugungseffekten scharfe Hell-Dunkel-Grenzen nicht mehr zufällig auf den Bereich zwischen zwei benachbarten, im Gegentakt modulierten Modulationsphotogates verlaufen können. Vielmehr führen die kleinen Abmessungen der Modulationsphotogates in Querrichtung dazu, daß eine Schatten- oder Hell-Dunkel-Grenze über die volle Breite dieser Gates verschmiert sein muß, so daß beide benachbarte Gates gleichermaßen noch mit Licht beaufschlagt werden. Außerdem ist es bei sehr langen, entsprechend schmalen Modulationsphotogates ohnehin sehr unwahrscheinlich, daß eine Hell- Dunkel-Grenze exakt parallel zur Richtung dieser Streifen verläuft. Bei der geringsten Neigung relativ zu den Streifen werden jedoch auf jeden Fall die beiden im Gegentakt modulierten, benachbarten Modulationsphotogates im wesentlichen gleichermaßen mit Licht aus dem hellen und dem dunklen Abschnitt des jeweils abgebildeten Objektes beaufschlagt.
Die Streifenlänge der Modulationsphotogates und auch der Akkumulationsgates sollte nach Möglichkeit mindestens das Zehnfache bis Hundertfache von deren Breite betragen. Die Breite der aus mehreren Modulationsphotogates und Akkumulationsgates gebildeten Pixel sollte insgesamt in etwa in der gleichen Größenordnung liegen wie die Länge, was bedeutet, daß etwa 10-100 Streifen nebeneinander anzuordnen sind, von denen ca. ein Drittel Akkumulationsgates und ca. zwei Drittel Modulationsphotogates sind. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können jedoch zur Verbesserung des Potentialverlaufs zwischen zwei Akkumulationsgates auch jeweils drei oder gar mehr Modulationsphotogates in Form entsprechender Streifen angeordnet sein, wobei das mittlere Modulationsphotogate unmoduliert sein sollte. Bevorzugt ist außerdem eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher sich in Querrichtung zu den Streifen bei einem Pixel immer zwei Modulationsphotogatestreifen mit einem Akkumulationsgatestreifen abwechseln, wobei die beiden unmittelbar nebeneinander angeordneten Modulationsphotogates so geschaltet sind, daß ihr Potential im Gegentakt zueinander moduliert werden kann, wobei die Akkumulationsgates jeweils ein vorzugsweise konstantes, niedrigeres Energiepotential haben, d. h. z. B. positives Potential für die Photoelektronen, was bewirkt, daß die unter den beiden Modulationsphotogates erzeugten Ladungsträger überwiegend zur Seite desjenigen Modulationsphotogates driften, welches den niedrigen Energiepotentialwert annimmt und von dort zu dem auf dieser Seite der beiden Streifen angeordneten Akkumulationsgate gelangen. Dabei sind die beiden Modulationsphotogatestreifen, welche jeweils beidseitig eines Akkumulationsgates angeordnet sind, im Gleichtakt moduliert, d. h. zu einem gegebenen Zeitpunkt erhält ein Akkumulationsgate Ladungsträger gleichzeitig von beiden ihm benachbarten Modulationsphotogatestreifen, während das jeweils benachbarte Akkumulationsgate zu zwei Modulationsphotogatestreifen benachbart ist, die sich zu diesem Zeitpunkt gerade auf einem höheren Potential befinden, so daß nur sehr wenige Ladungsträger zu diesem Akkumulationsgate gelangen. Dementsprechend ist auch jeweils jedes zweite Akkumulationsgate mit ein und derselben Ausleseleitung verbunden und die verbleibenden Akkumulationsgates sind mit einer anderen Ausleseleitung verbunden, wobei das Summensignal dieser beiden Leitungen die Amplitude des empfangenen Lichtes wiedergibt, während das Differenzsignal unmittelbar den Wert des Korrelationssignales angibt, das sich aus der Modulation des empfangenen Lichtes und der gleichzeitigen Modulation mit derselben Modulationsfunktion der unmittelbar benachbarten Modulationsphotogates im Gegentakt ergibt. Völlig analog geschieht dies auch im Falle der Verwendung eines dritten Modulationsphotogates, welches zusätzlich zwischen den beiden erwähnten Modulations­ photogates anzuordnen wäre und welches sich zum Beispiel auf einem konstanten mittleren Potential befinden könnte, während die beiden benachbarten Photogates mit der Modulations­ spannung im Gegentakt relativ zu dem mittleren Gate angehoben und abgesenkt werden könnten. Hierdurch kann der Potentialverlauf noch etwas geglättet und die Effizienz bei der einseitigen Verschiebung der Ladungsträger je nach dem aktuellen Wert der Modulations­ spannung gesteigert werden.
Erfindungsgemäß werden die Akkumulationsgates als Auslesedioden ausgeführt.
Im möglichen Spannungsauslesemodus werden die gemäß der Gegentakt- Modulationsspannungen verteilten Photoladungen auf den Kapazitäten der Akkumulationsgates- in diesem Fall auf den Sperrschichtkapazitäten der in Sperrichtung gepolten Auslesedioden (z. B. pn-Dioden oder Schottky-Dioden) - gespeichert und mit einer hochohmigen Auslesevorrichtung ermittelt.
Im hier bevorzugten Stromauslesemodus wird die ankommende Photoladung bei praktisch unverändertem Potential der Ausleseelektrode unmittelbar an die Ausleseschaltung weitergegeben.
Da bei den gegenwärtig für die Anwendungen dieser Erfindung aktuellen Halbleitermaterialien die Elektronenbeweglichkeit größer ist als die der Löcher bzw. Defektelektronen, werden vorzugsweise Photoelektronen durch die Modulationsphotogate richtungsmoduliert und gemäß der Modulationsspannung auf die Akkumulationsgates bzw. Auslesedioden verteilt. In diesem Fall liegen die Anoden der Auslesedioden vorzugsweise auf gemeinsamem Massepotential, während die Kathoden auf positivem Potential liegen und als Ausleseelektroden K+ bzw. K mit der Ausleseschaltung verbunden sind.
Die zuvor erläuterten zwei Arten von Akkumulationsgates K₊ bzw. K₋ wechseln einander in einer Gruppe erfindungsgemäß parallel operierender Akkumulatorgates und Modulationsphotogates, die ein neuartiges erfindungsgemäßes PMD-Pixel höchster Bandbreite bilden, in einer Weise ab, bei der z. B. eine positive Modulationsphotogatespannung zu einer Photoladungsanreicherung an den K₊-Akkumulationsgates bzw. zu einer Photoladungsverarmung an den K₋-Akkumulationsgates führt, wobei die Akkumulatorgates durch die zweiseitigen Ladungsakkumulation doppelt genutzt werden und den pixelinternen optischen Füllgrad nahezu verdoppeln und die parasitären Kapazitäten merklich verringern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei jeweils aus mehreren parallelen Streifen aus Modulationsphotogates und Akkumulationsgates bestehende Pixel unmittelbar nebeneinander angeordnet, hier als 2 Quadraturen-Pixel bezeichnet. Hierbei ist darauf hinzuweisen ist, daß die Pixel in Querrichtung jeweils durch ein einzelnes, in dieser Richtung an den letzten Akkumulationsgatestreifen anschließendes Modulationsphotogate abgeschlossen werden und nicht durch ein Paar, wie dies zwischen den Akkumulationsgates der Fall ist. Werden zwei solche Pixel unmittelbar nebeneinander angeordnet, so kommen diese beiden Endstreifen, die jeweils ein Modulationsphotogate je eines der beiden Pixel bilden, nebeneinander zu liegen und die beiden an sich getrennten Pixel können nunmehr so moduliert werden, daß die beiden nebeneinanderliegenden Modulationsphotogates im Gegentakt zueinander moduliert werden, was effektiv darauf hinausläuft, daß man die Pixelfläche verdoppelt bei gleicher Modulationsspannung und -phase hat und aus den zwei einzelnen Pixeln ein einheitliches, größeres Pixel gebildet hat. Da aber bei dieser Ausführungsform die beiden Hälften dieses größeren Pixels im Prinzip unabhängig voneinander moduliert werden können, kann man ebenso gut auch die Modulationsfunktion bei dem einen Pixel um 90° oder eine geeignete Verzögerung TD gegenüber dem anderen Pixel in der Phase bzw. Laufzeit versetzen. Dies führt dazu, daß gleichzeitig In-Phase- und Quadratur-Signale gemessen werden, so daß man dadurch die vollständige Information über die Phasenlage der Korrelationsfunktion parallel und gleichzeitig erhält.
Die Akkumulationsgateanschlüsse sind dabei zweckmäßigerweise jeweils an der Stirnseite eines der Pixel vorgesehen. Die Modulationsphotogateanschlüsse sind vorzugsweise als Gegentaktstreifenleitungen von der von beiden Stirnseiten bzw. Streifenenden der Pixelflächen her vorgesehen, und zwar vor allem bei besonders langen Streifen zusätzlich durch quer verlaufende Gegentaktstreifenlängen jeweils mehrfach und in gleichen Abständen. Man vermeidet dadurch, daß aufgrund des elektrischen Flächenwiderstandes der Modulations­ photogates das Modulationssignal über die Länge des Gates gedämpft und verformt wird, so daß auch die ermittelte Korrelationsfunktion entsprechend verformt wird.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher vier Pixel in einem Rechteck oder Quadrat angeordnet sind und eine Einheit bilden, und zwar derart, daß die Streifen von in dem Quadrat oder Rechteck jeweils diagonal zueinander angeordneten Pixeln parallel zueinander verlaufen, während die Streifen der unmittelbar benachbart liegenden Pixel senkrecht zueinander verlaufen, wodurch insbesondere störende gegenseitige Überkopplungen weitgehend vermieden werden. Diese Ausführungsform wird hier als 4 Quadranten (4Q)-PMD- Pixel bezeichnet. Wenn die Pixel selbst quadratisch sind, so ist auch das aus den vier Quadraten zusammengesetzte Pixelelement quadratisch und man kann durch Phasenverschiebung der Modulation zwischen diagonal gegenüberliegenden Pixeln jeweils die Gegentaktkorrelationswerte der In-Phase- und Quadratur-Signale gleichzeitig erfassen.
Weiterhin ist eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher über den Modulationsphotogates und den Akkumulationsgates entsprechende, streifenförmige Linsen, konkret also Zylinderlinsen, angeordnet werden, die das auf die Linsen auftreffende Licht auf die Modulationsphotogates bündeln, so daß auch die von den nicht lichtempfindlichen Akkumulationsgates beanspruchten Oberflächenanteile effektiv noch zu der Lichtausbeute beitragen. Wenn das eingekoppelte modulierte Licht relativ schmalbandig ist, kann die Streifenstruktur für eine mittlere Wellenlänge dieses Lichts so dimensioniert werden, daß der Einkopplungsfaktor gemäß der Wellentheorie merklich größer, bzw. der Reflektionsfaktor merklich kleiner ist, als es den Reflektionsfaktoren gemäß der geometrischen Optik entspricht. Dabei kann eine Vergütung der Modulationsphotogates einbezogen werden und eine solche Maßnahme unterstützen.
Mehrere Pixel können entweder zu einem linearen Array oder zu einem Matrixarray zusammengeschaltet werden, wobei auch dabei eine Ausführungsform bevorzugt ist, bei welcher über den einzelnen Pixeln Mikrolinsen angeordnet sind, die das einfallende Licht, welches teilweise auch auf Bereiche gerichtet ist, die zwischen den Pixeln liegen und nicht zur Auswertung beitragen, durch die Mikrolinsen auf die lichtempfindlichen Pixelflächen geleitet wird.
Ein 4Q-PMD-Pixel kann mit vierfach gleicher oder mit unterschiedlicher Modulation die Schwerpunkte der vier quadratischen Teilpixel vermessen und zugleich durch Mittelwertbildung aller 4 Korrelationswerte die Gesamtphase bzw. -laufzeit des 4Q-PMD-Pixels ermitteln. Die vier Einzelschwerpunktlaufzeiten liefern dabei den Gradienten oder Normalenvektor des abgebildeten Oberflächenelements und ermöglichen eine verbesserte Interpolation der zu vermessenden 3D-Oberfläche zwischen den benachbarten Pixeln eines Arrays.
Schließlich ist eine Ausführungsform der Erfindung besonders bevorzugt, bei welcher die Pixel, d. h. die einzelnen Photomodulationsgates und die Akkumulationsgates in CMOS-Technik realisiert sind. Dies ist eine sehr preiswerte und gut etablierte Technik, die eine Massenher­ stellung entsprechender Elemente ermöglicht und zugleich auch die Onchip- und Multichip- Modul-Integration der peripheren Elektronik wie Auswerteelektronik und Modulationselektronik erlaubt.
In CMOS-Technologie können sowohl konventionelle CMOS-Pixel mit 2D-Funktionalität (sog. 2D-Pixel) als auch PMD-Pixel mit 3D-Funktionalität (sog. 3D-Pixel) in einem linearen Array oder einem Matrixarray gemischt integriert werden. Dabei können die verschiedenen, insbesondere benachbarten Pixelinformationen in einer nachgeschalteten datenfusionierenden und interpolierenden Vorrichtung bezüglich einer schnellen Rekonstruktion des vollständigen 3D- Farb/Tiefenbildes mittels der Farbinformationen der 2D-Pixel und der 3D-Tiefen- und 2D- Grauwertinformationen der 3D-PMD-Pixel ausgewertet werden, was völlig neue Möglichkeiten in der optischen Meßtechnik und in der Automatisierung, Objektidentifikation, Sicherheitstechnik und Multimediatechnik schafft.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Pixel gemäß einer ersten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung,
Fig. 2 die Zusammenschaltung zweier benachbarter Pixel,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Querschnitt durch die in Fig. 2 dargestellten Pixel­ elemente, mit einem Schnitt entlang der Linie III-II in Fig. 2,
Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht von oben auf einen Ausschnitt des in Fig. 2 dargestellten Doppelpixel bzw. 2 Quadranten-Pixel,
Fig. 5 einen Schnitt quer zur Streifenrichtung durch ein Pixel in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit jeweils drei Modulationsphoto­ gates zwischen zwei Akkumulationsgates, sowie einer vergrabenen n-Schicht (buried n-layer) und mit im Isoliermaterial eingebetteten Modulationsphotogateelektroden
Fig. 6 eine Draufsicht auf die 3Gate-Struktur eines PMD-Pixels in Multi-Streifentechnik gemäß Fig. 5 in einer Ansicht entsprechend Fig. 4,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes aus dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Pixels,
Fig. 8 vier mit unterschiedlichen Streifenausrichtungen zusammengeschaltete Pixelelemente, die eine Pixeleinheit für verschiedene Betriebsmodi bilden,
Fig. 9 ein Feld aus 2×4 Pixeln gemäß Fig. 8,
Fig. 10 schematisch die Arbeitsweise einer 3D-Kamera, die aus einem größeren Feld von Pixelelementen analog zu Fig. 9 aufgebaut ist,
Fig. 11 eine optische PLL-Schaltung bzw. DLL-Schaltung auf PMD-Basis für Lichtschranken, Laufzeitkameras und Datenlichtschranken mit optionaler Datensignalregeneration.
Fig. 12 eine Login-Verstärkerschaltung zur Messung von In-Phase- und Quadratur- Signalen sowie Signale mit Bandspreiztechnik insbesondere für hochempfindliche Datenlichtschranken, für Phasenlaufzeitmessungen und für die optische Datenübertragung vorzugsweise in optischen CDMA (Code Division Multiple Access)-Systemen sowie mit optionaler Datensignalregeneration,
Man erkennt im mittleren Teil der Fig. 1 eine Reihe paralleler, vertikaler Streifen, wobei die hellen Streifen lichtempfindliche, semitransparente Modulationsphotogates wiedergeben, während die dunklen Streifen, die mit 4 und 5 bezeichnet sind, lichtundurchlässig abgedeckten Akkumulationsgates oder Auslesegates entsprechen. Die schmalen schwarzen senkrechten Streifen repräsentieren isolierende Trennflächen zwischen benachbarten Modulationsphotogates 1 und 2.
Die Modulationsphotogates sind hier durch die Bezugszahlen 1 und 2 unterschieden, weil die Modulationsphotogates mit der gleichen Bezugszahl 1 auch im Gleichtakt miteinander moduliert werden, während das Potential der wiederum mit der untereinander gleichen Bezugszahl 2 bezeichneten Modulationsphotogates zu den Modulationsphotogates 1 im Gegentakt moduliert werden. Mit M ist im unteren Teil schematisch die Modulationsschaltung, insbesondere die Modulationselektronik und -anschlüsse 8 der Modulationsspannungsversorgung wie­ dergegeben. Mit A sind im oberen Teil der Fig. 1 schematisch die Ausleseschaltung insbesondere die Ausleseelektronik und -anschlüsse sowie eine Signalverarbeitung bezeichnet, die mit den Akkumulationsgates 4 bzw. 5 verbunden ist. Dabei werden alle Akkumulationsgates 4, d. h. jedes zweite Akkumulationsgate mit einer ersten, gemeinsamen Ausleseleitung verbunden und die dazwischen liegenden Akkumulationsgates 5 werden mit einer anderen, gemeinsamen Ausleseleitung verbunden. Die Ausleseschaltung ermittelt das Summensignal UΣ und außerdem die Differenz UΔ aus den Photoladungen der Akkumulationsgates 4 und 5.
UΣ ist ein Maß für die Summe der zeitlich gemittelten gesamten Photoladungen, während UΔ ein Maß für die Differenz der Photoladungen an den Akkumulationsgates 4 und 5 bzw. K₊ und K₋ ist. Die Modulationsphotogates 1 sind zum Beispiel mit dem Spannungsanschluß +Um(t) verbunden, wenn die Modulationsphotogates 2 mit dem Spannungsanschluß -Um(t) verbunden sind. Die Modulationsspannung ist vorzugsweise eine Pseudorausch- bzw. Pseudonoise- oder aber auch eine Pseudorandom-Spannung, man könnte jedoch auch irgendein anderes codiertes Modulationssignal mit geeigneter, schmaler Korrelationsfunktion und einer hinreichenden Wortlänge verwenden.
Wenn die Modulationsphotogates 1 sich auf einem niedrigen Spannungsniveau befinden, während die Modulationsphotogates 2 auf einem hohen Spannungsniveau sind, so werden die Ladungsträger, im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 und 4 Photoelektronen, überwiegend oder nahezu ausschließlich nur zu den Akkumulationsgates 4 geleitet, während die Akkumulationsgates 5 keine oder fast keine Ladungen aufsammeln. Wenn die Spannungsverhältnisse sich umkehren, die Modulationsphotogates 1 sich also auf hohem Potential befinden, während die Modulationsphotogates 2 auf niedrigem Potential sind, so fließen die Ladungsträger nahezu ausschließlich über die Akkumulationsgates 5 ab. Bei einer starken zeitlichen Variation der entstehenden Ladungsträger, die durch die mit derselben Funktion variierende Beleuchtung eines Objektes erzeugt wird, dessen Abbild von dem Pixel aufgenommen wird, erhält man dadurch auch die Information über den Zeitpunkt, zu welchem die Ladungsträger auf den lichtempfindlichen Flächen erzeugt wurden. Die Modulation der Modulationsphotogates mit derselben Modulationsfunktion, mit der auch die Beleuchtung des Objektes moduliert wird, liefert dann als Signal UΔ die Korrelationsfunktion, die die Informationen über den Abstand des abgebildeten Bildelementes enthält.
Wie man sieht, sind die Streifen im Vergleich zu ihrer Länge sehr schmal, wobei in den Figuren die entsprechenden Verhältnisse nicht maßstabsgetreu wiedergegeben sind. Vielmehr sind in der Praxis die einzelnen Streifen im Verhältnis zu ihrer Breite noch wesentlich länger. Die schmalen Streifen entsprechen einer sehr kurzen Gatelänge, d. h. einem sehr kurzen Driftweg für unter einem Modulationsphotogate 1 oder 2 entstehenden Ladungsträger zu einem der Auslesegates 4 oder 5. Die entsprechend kurzen Driftzeiten ermöglichen entsprechend schnelle Modulationssignale und führen damit zu einer hohen Bandbreite.
Um aber die Meßgenauigkeit nicht durch den Widerstand der Modulationsphotogates in ihrer Längsrichtung zu beeinträchtigen, sind parallel mehrere Modulationsanschlüsse m1, m2 und m3 jeweils im gleichen Abstand zueinander vorzugsweise von der Oberseite des Pixels her mit den jeweiligen Modulationsphotogates 1 und 2 verbunden, so daß die Modulation simultan an den jeweiligen Anschlußpunkten der Anschlußleitungen m1, m2 und m3 erfolgen kann, wobei selbstverständlich die Zahl dieser Anschlüsse entsprechend den Anforderungen und entsprechend der Länge der einzelnen Streifen angepaßt und verändert werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann diese Problematik dadurch gelöst werden, daß die an die Akkumulationsgates (4, 5) unmittelbar angrenzenden Modulationsphotogates auf der den Akkumulationsgates zugewandten Seite des Streifens teilweise eine streifenförmige Abdeckung von z. B. ein Viertel bis ein Drittel Modulationsphotogatebreite durch einen kontaktierenden Streifen hoher Leitfähigkeit und keiner oder sehr geringer Transparenz für die elektromagnetischen Wellen vorzugsweise in Form eines auf das Modulationsphotogate aufgebrachten Metallfilms erhalten, wobei diese Maßnahme auf die Fokussierung des Lichts im Pixelbereich durch die erfindungsgemäßen Zylinderlinsen abgestimmt wird.
Außerdem können die Modulationsphotogates 1 und 2 noch direkt einen stirnseitigen Anschluß von dem unten mit M gekennzeichneten Block her erhalten.
Fig. 2 zeigt schematisch ein Pixel, welches aus zwei gleichen Pixelelementen 10, 10' zusammengesetzt ist, die jeweils im Vergleich zu dem Pixelelement 10 aus Fig. 1 nur jeweils die halbe Breite haben. Der Klarheit wegen sind hier die zusätzlichen Modulationsanschlüsse m1, m2 und m3 nicht eingezeichnet, könnten jedoch selbstverständlich ebenso vorhanden sein.
Die beiden Streifenfelder dieser Pixel 10, 10' sind unmittelbar nebeneinander angeordnet, so daß in der Mitte an der Grenzfläche zwischen den beiden Pixeln 10, 10' zwei einzelne Modulationsphotogates 2 bzw. 1 nebeneinander zu liegen kommen. Jedes der Pixel 10, 10' hat seine eigene Modulationsspannungsversorgung und auch seine eigene Ausleseschaltung und eigene Ausleseleitungen. Werden die Modulationsspannungen des Pixels 10' im Verhältnis zu denen des Pixels 10 so angelegt, daß der Streifen 2 des Pixels 10 im Gegentakt zu dem Streifen 1 des Pixels 10' moduliert wird, so wirken beide Pixelelemente zusammen ebenso wie das darüber dargestellte größere Pixel 10 gemäß Fig. 1. Man kann jedoch auch die Modulationsspannung des Pixels 10' um 90° phasenversetzt zu der Modulationsspannung des Pixels 10 wählen, was einem In-Phase- und einem Quadratursignal entspricht. Dement­ sprechend sind hier die einzelnen Spannungen, die Modulations- und die Auswerteschaltung zusätzlich mit dem Index I für "In-Phase" und die entsprechenden Schaltungen und Spannungssymbole des Pixels 10' mit dem zusätzlichen Index Q für "Quadratur" gekenn­ zeichnet.
Fig. 3 zeigt schematisch einen konkreten physikalischen Aufbau des in Fig. 2 dargestellten Doppelpixels, wobei man erkennt, daß dieses Doppelpixel auf einem gemeinsamen Substrat untergebracht ist und daß sich auch die Anordnung und Folge der einzelnen Modulations­ photogateschichten, Isolatorschichten und Akkumulationsgateschichten nicht von der Anordnung unterscheidet, die man auch bei dem größeren Pixel gemäß Fig. 1 hätte. Lediglich die elektrischen Anschlüsse sind für die rechten und linken Pixelhälften vollständig voneinander getrennt, so daß es möglich ist, die Modulation der in der rechten Hälfte angeordneten Modulationsphotogates unabhängig von der Modulation der in der linken Hälfte angeordneten Modulationsphotogates zu wählen, was, wie bereits erwähnt, die Auftrennung der Signale in In- Phase- und Quadratur-Signale ermöglicht und die Vielseitigkeit des PMD-Pixel erhöht.
Fig. 4 ist einfach eine Draufsicht von oben, die im wesentlichen auch der Draufsicht gemäß Fig. 2 entspricht, wobei jedoch die einzelnen Streifenelemente in ihrer Länge unterbrochen dargestellt sind, um die gesamte Anordnung vergrößert darstellen zu können und wobei auch die einzelnen Anschlüsse der Modulationsphotogates an die Modulationsschaltung und auch die Anschlüsse der Ausleseschaltungen an die Akkumulationsgates 4 und 5 zusätzlich im Detail dargestellt sind.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwischen den Modulationsphotogates 1 und 2, wie sie bereits anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben wurden, zusätzlich noch ein weiteres Modulationsphotogate 3 vorgesehen ist, wobei die Schaltungssymbole jeweils rechts in den Fig. 5 bis 7 andeuten, daß dieses mittlere Modulationsphotogate auf einem konstanten Potential gehalten wird und relativ hierzu die Modulationsphotogates 1 und 2 in ihrem Potential entsprechend der Modulationsfunktion angehoben und abgesenkt werden. Dies führt zu einem insgesamt geglätteten Potentialverlauf und einer noch besseren Kanaltrennung, höherer Driftgeschwindigkeit und geringerer Modulationsleistung.
Fig. 5 ist dabei eine Schnittansicht analog zu Fig. 3, ohne daß jedoch hier das Pixel in mehrere Teile aufgeteilt ist. Hierbei wird eine vorteilhafte Ausführung mit einer vergrabenen n- Schicht sowie mit im Isoliermaterial eingebetteten Modulationsgateelektroden gezeigt, die für kleinste Strukturen vorteilhaft gegenüber überlappenden Gatestrukturen ist. Fig. 6 zeigt eine Ansicht von oben ähnlich Fig. 4 und Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht dieses Photomischdetectors PMD.
In Fig. 8 erkennt man vier aus streifenförmigen Modulationsphotogates und Akkumulations­ gates zusammengesetzte Pixelelemente, die jeweils eine in etwa quadratische Form haben und die zu einem insgesamt wiederum quadratischen Pixel zusammengesetzt sind, wobei die Streifen in den diagonal zueinander angeordneten Quadranten jeweils parallel zueinander verlaufen, während sie zwischen benachbarten Quadranten senkrecht zueinander verlaufen. Dadurch wird eine gegenseitige Überkopplung und Verfälschung unterschiedlicher benachbarter Modulationssignale weitgehend unterdrückt. Die Auswerteschaltungen sind dabei an diejenigen Quadratseiten verlegt, die außerhalb der quadratischen Pixelfläche angeordnet werden können. Auch hier erfolgt die Modulation der Modulationsphotogates vorzugsweise wieder mit einem Modulationsspannungssignal, welches für zwei diagonal zueinander liegenden Quadranten relativ zu den beiden anderen diagonal angeordneten Quadranten um 90° phasenversetzt ist, bzw. um eine Chipbreite Tchip bei PN-Modulation verzögert ist, was wiederum zu der gleichzeitigen Messung von In-Phase- und Quadratursignalen führt. Die im Zentrum sich überschneidenden Modulationsspannungsleitungen können für 1 Quadrantenbetrieb geschlossen sein, für 2 Quadrantenbetrieb können sie nur horizontal und vertikal verbunden und für getrennten 4 Quadrantenbetrieb können sie offen sein. Es ist jedoch auch vorteilhaft, bei 4 identischen Modulationssignalen und somit vorzugsweise verbundenen Leitungen vierfach getrennt auszulesen. Die erforderlichen IQ-Wertepaare für die Laufzeitbestimmung können im 1 Quadranten-Betrieb auch im Zeitmultiplex ermittelt werden. Im alternativen Heterodynverfahren können die 4 Korrelationsfunktionen mit der Schwebungsfrequenz durchlaufen und so die Abstandsinformationen ermittelt werden.
In Fig. 9 ist ein Feld von 2×8 Pixeln der in Fig. 8 dargestellten Art gezeigt. Über jedem dieser Pixel, die hier insgesamt mit 100 bezeichnet werden, ist eine Mikrolinse 6 angeordnet, welche dazu dient, das auf die von dem gesamten Pixelfeld aufgespannte Fläche auftreffende Licht weitgehend auf die eigentlichen lichtempfindlichen Flächen der Pixel zu bündeln. Nicht dargestellt sind Streifenlinsen, die parallel zu den Streifen verlaufend auf den einzelnen Pixeln angeordnet sind und die gesamte Pixelfläche so bedecken, daß das auf die Streifenlinsen auftreffende Licht nur auf die Bereiche zwischen den Akkumulationsgates, d. h. nur auf die Modulationsphotogates konzentriert wird.
Fig. 10 zeigt das Prinzip einer mit den erfindungsgemäßen Pixeln 100 ausgestatteten 3D- Kamera. Ein Generator 11, in diesem Beispiel ein PN (Pseudo Noise)-Generator, steuert einen optischen Sender, hier eine Laserdiode 12, deren Licht über eine Optik 13 auf die Oberfläche eines Objektes 7 abgebildet wird. Die Lichtintensität ist dabei mit dem Modulationssignal des Generators 11 moduliert. Das entsprechend reflektierte und gleichfalls modulierte Licht wird über eine Kameraoptik 14 auf ein Array aus Bildpixeln 100 projiziert, welche im einzelnen die Form der in Fig. 8 dargestellten Pixel bzw. Photomischelemente haben können.
Diese werden mit einem Verzögerungsglied 15 mit einer einstellbaren Zeitverzögerung TD für den I-Ausgang und mit einer zusätzlichen festen Verzögerung Tchip für den Q-Ausgang mit demselben Modulationssignal aus dem PN-Generator 11 wie auch die Laserdiode 12, allerdings im Gegentakt, moduliert. Das modulierte, empfangene Lichtsignal wird also zweifach je Pixel mit derselben Modulationsfunktion mittels der Modulationsphotogates korreliert, so daß sich hieraus Laufzeitinformationen und damit auch Abstandsinformationen von einzelnen Elementen der Oberfläche des Gegenstandes 7 ergeben.
Diese Tiefeninformationen werden bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung in Form langer schmaler Streifen auch nicht mehr durch Hell-Dunkel-Grenzen auf der Oberfläche des Gegenstandes 7 fehlinterpretiert.
In den Fig. 11 und 12 ist die Verwendung entsprechender PMD-Elemente beim hochempfindlichen Empfang optischer Signale mit Hilfe von Phasenregelkreisen, PLL und DLL, dargestellt.
Fig. 11 zeigt eine optische PLL-Schaltung bzw. DLL-Schaltung mit einem PMD-Pixel als elektrooptisches Mischelement, die über eine sehr hohe Empfindlichkeit verfügt, wie sie in Lichtschranken, als PLL-Array in Laufzeitkameras, in optischen Fernsteuerungen und in Datenlichtschranken sowie für die Regeneration von Datensignalen in der optischen Nachrichtenübertragung vorteilhaft einsetzbar ist. Ein optischer PMD-PLL ist hochintegrierbar, da der übliche Empfangs-HF-Verstärker, der der Photodiode nachgeschaltet ist sowie der elektronische Mischer vollständig entfällt, weil der Photomischdetektor PMD mit der Ausleseschaltung 31 am Ausgang 34 bereits das Mischprodukt im Niederfrequenzbereich als tiefpaßgefiltertes Differenzsignal UΔ = const..(ia - ib) zur Verfügung stellt. Über ein Schleifenfilter (Loop-Filter) oder einen digitalen Regler schließt sich der Phasenregelkreis.
Er kann für viele Modulationsarten eingesetzt werden, z. B. für Sinus-, Rechteck-, Frequenz-, Phasen-Modulation und für Codemultiplex, z. B. PN-Codierung. Dabei wird der spannungsgesteuerte Generator 33 auf die zu empfangene Modulation und Taktrate eingestellt.
Wenn der Phasenregelkreis eingerastet ist, können mit einem 1/0-Entscheider 32 durch eine derartige Taktrückgewinnung Datensignale, die beim erfindungsgemäßen breitbandigen PMD an einem breitbandigen Summenausgang 35 der Ausleseschaltung 31 oder über eine parallel mit dem gleichen optischen Datensignal angesteuerte Breitband-Photodiode mit Verstärker auftreten, regeneriert werden. Dazu sind die optischen 1/0-Datensignale vorzugsweise als Return-to-Zero(RZ)-Signale codiert.
Fig. 12 zeigt einen 2Q-PMD-DLL, mit dem noch höhere Empfindlichkeiten auf der Basis eines 1 Q-PM D-Empfängers insbesondere mit PN-Modulation erreicht werden.
Wie in den dieser Patentanmeldung zugrundeliegenden, eingangs erwähnten Patentanmeldungen des gleichen Anmelders ausgeführt, bietet die periodische PN-Modulation beim PMD-Ernpfang große Vorteile, insbesondere die Möglichkeit der Mehrkanalselektivität, der Mehrzieldetektion und der höchsten Empfindlichkeit in der Phasenlaufzeitauflösung.
Erfindungsgemäß können auch PN-codierte Datensignale für Datenlichtschranken inklusive Abstandsmessung und für die optische CDMA-Datenübertragung z. B. gemaß Fig. 12 eingesetzt werden. Dabei entspricht z. B. eine logische "1" einem normalen PN-Wort, eine logische "0" dagegen entspricht dem invertierten PN-Wort = PN, d. h. die Hell/Dunkel-Chips werden vertauscht. Im Unterschied zu Fig. 11 wird in Fig. 12 die Differenzausgangsspanung als Differenz der Betragsdifferenzen der Photoströme gebildet: UΔ = const.(ia-ib|-|ic-id|) Mit Hilfe des rückgewonnenen Worttaktes kann das Datensignal der PN-codierten 1/0- Datenfolge regeneriert werden, indem im Summenverstärker die Summe der Differenzen der Photoströme UΣ = const.(|ia-ib|+|ic-id|) jeweils über eine PN-Wortlänge mit Hilfe eines im Summenverstärker enthaltenen Kurzzeit-Integrators gebildet und im 1/0-Entscheider taktsynchron die 1/0-Entscheidung für die nachfolgenden Auswertung oder Regeneration getroffen wird.
Mit einem VCO mit Sinusmodulation für die Modulationsspannung und mit Tchip = T/4 der Sinusperiode kann auch Vektormodulation detektiert und regeneriert werden.

Claims (23)

1. Vorrichtung zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise im optischen sowie im nahen Infrarot- und Ultraviolett-Bereich, mit mindestens zwei für die elektromagnetischen Wellen empfindlichen (lichtempfindli­ chen) Modulationsphotogates (1, 2) und diesen zugeordnete, nicht lichtempfindliche bzw. abgeschattete Akkumulationsgates (4, 5), und mit elektrischen Anschlüssen für die Modulationsphotogates (1, 2) und die Akkumulationsgates (4, 5), so daß letztere mit einer Ausleseeinrichtung und erstere mit einer Moduliereinrichtung verbindbar sind, welche das Potential der Modulationsphotogates (1, 2) relativ zueinander und relativ zu dem, vorzugsweise konstanten, Potential der Akkumulationsgates (4, 5) entsprechend einer gewünschten Modulationsfunktion anhebt und absenkt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Modulationsphotogates (1, 2) und Akkumulationsgates (4, 5) in Form langer und schmaler, paralleler Streifen vorgesehen sind, die gruppenweise ein PMD-Pixel bilden, wobei die Akkumulationsgates als Auslesedioden mit vorzugsweise jeweils der Kathode als Ausleseelektrode ausgeführt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Modula­ tionsphotogates größer ist als die Breite der Akkumulationsgates.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der einzelnen Modulationsphotogates in der Größenordnung der Wellenlänge oder insbesondere für den fernen Infrarotbereich auch kleiner ist als die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, für welche die Modulationsphotogates empfindlich sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenlänge der Modulationsphotogates (1, 2) und der Akkumulationsgates (4, 5) mehr als das Zehnfache und vorzugsweise mehr als das Fünfzigfache der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung betragen, für welche die Modulations­ photogates empfindlich sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Modulationsphotogates paarweise parallel nebeneinander vorgesehen sind, wobei jedes der Modulationsphotogates (1, 2) eines solchen Paares mit einem anderen Modulationsanschluß verbunden ist, so daß die Modulationsphotogates (1, 2) im Gegentakt modulierbar sind, wobei zwischen einem Paar von Modulationsphotogates (1, 2) und einem nächst benachbarten weiteren Paar von Modulationsphotogates (2, 1) jeweils ein Akkumulationsgate (5, 4) angeordnet ist und wobei die jeweils einem Akkumulationsphotogate (4, 5) unmittelbar benachbarten Modulationsphotogates (1, 2) der beiden Paare derart mit den Modulationsanschlüssen verbunden bzw. elektrisch so geschaltet sind, daß ihre Modulation jeweils im Gleichtakt erfolgt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Modulationsanschlüsse (m1, m2, m3) unter im wesentlichen gleichen Abständen entlang der Länge der Streifen angeordnet und mit den Modulationsphotogates (1, 2) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Akkumulationsgates (4, 5) unmittelbar angrenzenden Modulationsphotogates auf der den Akkumulationsgates zugewandten Seite teilweise eine Abdeckung durch einen kontaktierenden Streifen hoher Leitfähigkeit und keiner oder sehr geringer Transparenz für die elektromagnetischen Wellen erhält.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein oder mehrere Pixelelemente aufweist, wobei ein Pixelelement aus mehreren Paaren von Modulationsgates (1, 2) und Akkumulationsgates (4, 5) besteht, wobei die Streifenrichtungen benachbarter Pixelelemente bei unterschiedlichen Modulationsspannungen vorzugsweise senkrecht zueinander ausgeführt und wobei quer zur Streifenrichtung die Enden des Pixels durch mindestens je ein Modulationsphotogate (1, 2) definiert werden, welches an ein nächst innen liegendes Akkumulationsgate (4, 5) anschließt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulationsgatean­ schlüsse jeweils an einer Stirnseite der Streifen eines Pixels vorgesehen sind, wobei jedes zweite Akkumulationsgate mit je einer von zwei Ausleseleitungen (z. B. K+) verbunden ist und die übrigen Akkumulationsgates mit der jeweils anderen der Anschlußleitungen (entsprechend K-) verbunden sind, wobei die Ausleseleitungen zu einer Auswerteschaltung führen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Pixelelemente (10, 10') mit ihren Streifen parallel und unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, so daß die einander unmittelbar benachbarten Modulationsphotogates, die die nebenein­ ander angeordneten Enden bzw. Seiten der beiden Pixelelemente (10, 10') definieren, ein Paar von Modulationsphotogates (1, 2) bilden, welches wahlweise im Gegentakt oder phasenversetzt modulierbar ist, wodurch entweder ein einziges Pixelelement der doppelten Größe gebildet wird oder aber zwei unabhängige Messungen, zum Beispiel eines In-Phase-Signals und eines Quadratur-Signals, mit den beiden Pixelelementen möglich ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß vier Pixelelemente in einem Rechteck angeordnet sind, wobei die Streifen der diagonal in dem Rechteck gegenüberliegenden Pixel jeweils parallel zueinander verlaufen, während die Streifen der unmittelbar benachbarten Pixelelemente senkrecht zueinander verlaufen, und wobei die Modulationsanschlüsse derart geschaltet sind, daß die Modulation benachbarter Pixelelemente (10) phasenversetzt, und zwar vorzugsweise um jeweils 90°, erfolgen kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Pixelelemente (10) jeweils eine in etwa quadratische Form hat und die vier Pixelelemente zu einem Quadrat zusammengesetzt sind, oder daß die Ecken zusätzlich so abgeschnitten werden, daß in etwa eine Oktaederform entsteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Pixelelemente wahlweise einzeln (4 Quadranten-Betrieb) oder zweifach diagonal zusammengefaßt (2 Quadranten-Betrieb) oder vierfach zusammengefaßt (1 Quadranten-Betrieb), wobei im Falle des 4 Quadranten-Betriebes und des 2 Quadranten-Betriebes zusätzlich der Gradient bzw. Normalenvektor des Oberflächenelementes ausgewertet wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsphotogates und Akkumulationsgates und die zugehörige Signallauswertungsperipherie und Modulationsperipherie teilweise on-chip teilweise als Multi-Chip-Modul in CMOS-Technologie oder in BICMOS-Technologie hergestellt sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß über den Modulationsphotogates (1, 2) Streifenlinsen angeordnet sind, welche im wesentlichen das gesamte auf die Fläche eines Pixelelementes fallende Licht ausschließlich auf die Modulationsphotogates (1, 2) bündeln.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Pixel in einem linienförmigen oder matrixförmigen Array angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in einem linienförmigen oder matrixförmigen Array sowohl PMD-Pixel mit 3D- Funktionalität als auch konventionelle CMOS-Pixel mit 2D-Funktionalität gemischt eingesetzt werden, wobei die verschiedenen, insbesondere benachbarten Pixelinformationen an eine datenfusionierende und interpolierende Vorrichtung zur Rekonstruktion des Tiefenbildes geleitet werden.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise jedem PMD-Pixel eine Mikrolinse zugeordnet ist, welche das auf das Array fallende Licht im wesentlichen auf die lichtempfindliche Fläche der einzelnen Pixel konzentriert.
19. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als lichtempfindliches Bildaufnahmeelement in einer Kamera Verwendung findet.
20. Anwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung in der optischen Signalverarbeitung als frequenz- und phasenempfindliches Misch- bzw. Korrelationselement zur Signalgewinnung, -verarbeitung und Rauschunterdrückung verwendet wird.
21. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine abzubildende Szene mit einem entsprechend einer Modulationsfunktion modulierten Licht beleuchtet wird, wobei die Modulations­ photogates (1, 2) mit derselben jetzt allerdings bipolaren bzw. Gegentakt- Modulationsfunktion moduliert werden und wobei wahlweise für eine Hälfte eines 2 Quadranten- oder 4 Quadranten-Pixels der Pixel auch eine um 90° phasenversetzte Modulation bei Sinusmodulation oder eine Bitbreite bei Rechteckmodulation oder eine Chipbreite bei PN-Modulation der Modulationsphotogatespannungen erfolgt.
22. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer optischen PLL-Schaltung bzw. DLL- Schaltung Verwendung findet, die vorzugsweise hochintegriert wird und vorzugsweise in Lichtschranken, als PLL-Array in Laufzeitkameras, in optischen Fernsteuerungen und in Datenlichtschranken sowie für die Regeneration von Datensignalen in der optischen Nachrichtenübertragung mit verschiedenen Modulationsarten eingesetzt wird,
23. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in einer optischen PLL- bzw. DLL-Schaltung mit einem 2Q-PMD-DLL auf der Basis eines IQ-PMD-Empfängers insbesondere mit PN-Modulation Verwendung findet, wobei digitale PN-codierte Datensignale zur. Mehrkanalselektion, Mehrfachrzieldetektion und für höchste Empfindlichkeit in der Phasenlaufzeitauflösung eingesetzt werden, wobei die Differenzausgangsspanung als Differenz der Betragsdifferenzen der Photoströme als UΔ = const.(|ia-ib|-|ic-id|) gebildet und über ein Schleifenfilter oder einen digitalen Regler als Stellgröße des spannungsgesteuerten Multivibrators der Chipfrequenz zurückgeführt wird und wobei mit Hilfe des rückgewonnenen Worttaktes das Datensignal der PN-codierten 1/0- Datenfolge regeneriert wird, indem im Summenverstärker 41 die Summe der Differenzen der Photoströme U'Σ = const.(|ia-ib|+|ic-id|) jeweils über eine PN- Wortlänge mit Hilfe eines im Summenverstärker enthaltenen Kurzzeit-Integrators gebildet wird.
DE19821974A 1998-05-18 1998-05-18 Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen Expired - Lifetime DE19821974B4 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19821974A DE19821974B4 (de) 1998-05-18 1998-05-18 Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen
EP99934488.0A EP1080500B1 (de) 1998-05-18 1999-05-10 Vorrichtung und verfahren zur erfassung von phase und amplitude elektromagnetischer wellen
AU50255/99A AU5025599A (en) 1998-05-18 1999-05-10 Device and method for detecting the phase and amplitude of electromagnetic waves
PCT/DE1999/001436 WO1999060629A1 (de) 1998-05-18 1999-05-10 Vorrichtung und verfahren zur erfassung von phase und amplitude elektromagnetischer wellen
JP2000550151A JP5066735B2 (ja) 1998-05-18 1999-05-10 電磁波の位相及び振幅を検出するための装置並びに方法
MXPA00011286A MXPA00011286A (es) 1998-05-18 1999-05-10 Aparato y metodo para detectar la fase y la amplitud de ondas electromagneticas.
BR9910523-3A BR9910523A (pt) 1998-05-18 1999-05-10 Aparelho e método para detectar a fase e amplitude de ondas eletromagnéticas
CNB99806369XA CN1184693C (zh) 1998-05-18 1999-05-10 检测电磁波相位及幅度的装置和方法
KR10-2000-7012940A KR100537859B1 (ko) 1998-05-18 1999-05-10 전자기파의 위상 및 진폭을 검출하기 위한 장치 및 방법
US09/700,439 US6777659B1 (en) 1998-05-18 1999-05-10 Device and method for detecting the phase and amplitude of electromagnetic waves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19821974A DE19821974B4 (de) 1998-05-18 1998-05-18 Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19821974A1 true DE19821974A1 (de) 1999-11-25
DE19821974B4 DE19821974B4 (de) 2008-04-10

Family

ID=7867974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19821974A Expired - Lifetime DE19821974B4 (de) 1998-05-18 1998-05-18 Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Phase und Amplitude elektromagnetischer Wellen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6777659B1 (de)
EP (1) EP1080500B1 (de)
JP (1) JP5066735B2 (de)
KR (1) KR100537859B1 (de)
CN (1) CN1184693C (de)
AU (1) AU5025599A (de)
BR (1) BR9910523A (de)
DE (1) DE19821974B4 (de)
MX (1) MXPA00011286A (de)
WO (1) WO1999060629A1 (de)

Cited By (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1150250A1 (de) * 2000-04-27 2001-10-31 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Verfahren um Informationen zu kodieren, die von Vektoren representiert werden können
EP1152261A1 (de) * 2000-04-28 2001-11-07 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Vorrichtung und Verfahren zur ortsauflösende Photodetektion und Demodulation von modulierten elektromagnetischen Wellen
EP1178333A2 (de) * 2000-08-03 2002-02-06 Eastman Kodak Company Vefahren und Gerät für ein Farbentfernungsbilderzeugungssystem ohne Abtastung
WO2002031455A1 (de) * 2000-10-09 2002-04-18 S-Tec Gmbh Erfassung von phase und amplitude elektromagnetischer wellen
WO2002033817A1 (de) * 2000-10-16 2002-04-25 Rudolf Schwarte Verfahren und vorrichtung zur erfassung und verarbeitung von signalwellen
DE10047170A1 (de) * 2000-09-22 2002-04-25 Siemens Ag PMD-System
WO2002049339A2 (en) 2000-12-11 2002-06-20 Canesta, Inc. Cmos-compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
EP1221582A2 (de) 2001-01-05 2002-07-10 Leuze electronic GmbH + Co. Optoelektronische Vorrichtung
DE10147808A1 (de) * 2001-09-27 2003-04-10 Conti Temic Microelectronic Bildaufnehmer, insbesondere zur dreidimensionalen Erfassung von Objekten oder Szenen
US6580496B2 (en) 2000-11-09 2003-06-17 Canesta, Inc. Systems for CMOS-compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
US6587186B2 (en) 2000-06-06 2003-07-01 Canesta, Inc. CMOS-compatible three-dimensional image sensing using reduced peak energy
WO2003085413A2 (en) * 2002-04-08 2003-10-16 Matsushita Electric Works, Ltd. Three dimensional image sensing device using intensity modulated light
WO2004001354A1 (en) * 2002-06-20 2003-12-31 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Image sensing device and method of
DE10230225A1 (de) * 2002-07-04 2004-01-15 Zentrum Mikroelektronik Dresden Ag Photomischdetektor und Verfahren zu seinem Betrieb und zu seiner Herstellung
WO2004027985A2 (de) * 2002-09-13 2004-04-01 Conti Temic Microelectronic Gmbh Photodetektor-anordnung und verfahren zur störlichtkompensation
WO2004055544A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-01 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur kalibrierung von 3d-bildaufnehmern
DE10314119A1 (de) * 2003-03-28 2004-10-21 Dieter Dr. Bastian Verfahren zur Ermittlung eines integralen Risikopotentials für einen Verkehrsteilnehmer und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1522819A1 (de) * 2003-10-08 2005-04-13 Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG Annäherungssensoranordnung
WO2005036647A1 (de) * 2003-09-18 2005-04-21 Ic-Haus Gmbh Optoelektronischer sensor und vorrichtung zur 3d-abstandsmessung
US6906793B2 (en) 2000-12-11 2005-06-14 Canesta, Inc. Methods and devices for charge management for three-dimensional sensing
US6919549B2 (en) 2003-04-11 2005-07-19 Canesta, Inc. Method and system to differentially enhance sensor dynamic range
DE10360174A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-21 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines Erfassungsbereichs an einem Arbeitsmittel
EP1584904A2 (de) * 2004-04-05 2005-10-12 PMDTechnologies GmbH Photomischdetektor
US7006814B2 (en) 2000-06-08 2006-02-28 Nec Corporation Direct conversion receiver and transceiver
EP1635452A1 (de) 2004-09-13 2006-03-15 PMDTechnologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Laufzeit-sensitiven Messung eines Signals
DE102004037137A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Pmd Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung
US7081980B2 (en) 2002-02-22 2006-07-25 Rudolf Schwarte Method and device for detecting and processing electric and optical signals
US7176438B2 (en) 2003-04-11 2007-02-13 Canesta, Inc. Method and system to differentially enhance sensor dynamic range using enhanced common mode reset
DE10360789B4 (de) * 2003-12-23 2007-03-15 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines Erfassungsbereichs an einem Arbeitsmittel
WO2007042191A2 (de) * 2005-10-10 2007-04-19 Ic-Haus Gmbh Optoelektronischer sensor mit einem lichtempfindlichen bereich aufweisenden halbleitersubstrat
EP1835549A1 (de) * 2005-01-05 2007-09-19 Matsushita Electric Works, Ltd. Fotodetektor, rauminformations-detektionseinrichtung mit dem fotodetektor und fotodetektionsverfahren
EP1906203A1 (de) 2006-09-29 2008-04-02 Audi Ag Verfahren und System zur optischen Abstandsmessung zwischen zumindest zwei Objekten
WO2008037473A1 (en) * 2006-09-27 2008-04-03 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Park assist system visually marking up dangerous objects
EP1953568A1 (de) 2007-01-29 2008-08-06 Robert Bosch Gmbh Imager-Halbleiterbauelement, Kamerasystem und Verfahren zum Erstellen eines Bildes
US7420148B2 (en) 2002-09-13 2008-09-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Method and device for determining a pixel gray scale value image
EP2018041A2 (de) 2007-07-18 2009-01-21 MESA Imaging AG Zeitbasierte digitale On-Chip-Konversion von Pixelausgaben
EP2017651A2 (de) 2007-07-18 2009-01-21 MESA Imaging AG Referenzpixelanordnung mit variierenden Sensibilitäten für TOF-Sensor
US7560701B2 (en) 2005-08-12 2009-07-14 Mesa Imaging Ag Highly sensitive, fast pixel for use in an image sensor
WO2009089938A1 (de) * 2008-01-16 2009-07-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zur vermessung einer parklücke
WO2009097516A1 (en) 2008-01-30 2009-08-06 Mesa Imaging Ag Adaptive neighborhood filtering (anf) system and method for 3d time of flight cameras
DE102008045360A1 (de) 2008-07-16 2010-01-28 Dernedde, Niels, Dipl.-Wirtsch. Ing. Flächensonde für elektrische Wechselfelder im Nahbereich eines Magnetfeldsensors
DE102009001159A1 (de) 2009-02-25 2010-09-02 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Elektrooptische Kamera mit demodulierendem Detektorarray
US7884310B2 (en) 2005-10-19 2011-02-08 Mesa Imaging Ag Device and method for the demodulation electromagnetic wave fields having separated detection and demodulation regions
DE102009028352A1 (de) 2009-08-07 2011-02-10 Pmdtechnologies Gmbh Pixelarray mit Linearisierungsschaltung und Verfahren zur Linearisierung
WO2011015196A1 (de) * 2009-08-07 2011-02-10 Conti Temic Microelectonic Gmbh Bildgebender lidarsensor
US7923673B2 (en) 2004-08-04 2011-04-12 Mesa Imaging Ag Large-area pixel for use in an image sensor
DE102011053219A1 (de) 2011-09-02 2013-03-07 Pmdtechnologies Gmbh Kombiniertes Pixel mit phasensensitivem und farbselektivem Subpixel
WO2014056749A1 (de) 2012-10-08 2014-04-17 Pmdtechnologies Gmbh Auslesegate
DE102013102061A1 (de) 2013-03-01 2014-09-04 Pmd Technologies Gmbh Subpixel
WO2014183983A1 (de) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Lichtlaufzeitsensor
WO2014183982A1 (de) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Lichtlaufzeitsensor
DE102013109020A1 (de) 2013-08-21 2015-02-26 Pmdtechnologies Gmbh Streulichtreferenzpixel
US9117712B1 (en) 2009-07-24 2015-08-25 Mesa Imaging Ag Demodulation pixel with backside illumination and charge barrier
EP2916142A1 (de) * 2014-03-06 2015-09-09 Skidata Ag Digitalkamera
WO2016128198A1 (de) * 2015-02-09 2016-08-18 Espros Photonics Ag Tof entfernungssensor
DE102015108961A1 (de) 2015-06-08 2016-12-08 Pmdtechnologies Gmbh Bildsensor
KR101747420B1 (ko) 2009-10-14 2017-06-14 소프트키네틱 센서스 엔브이 포토닉 믹서 및 그의 용도
WO2019149619A1 (de) * 2018-02-05 2019-08-08 pmdtechnologies ag Pixelarray für eine kamera, kamera und lichtlaufzeitkamerasystem mit einer derartigen kamera
DE102018119096B3 (de) * 2018-08-06 2019-11-28 Norik Janunts Anordnung zur Detektion der Intensitätsverteilung von Komponenten des elektromagnetischen Feldes in Strahlungsbündeln
EP3525449A4 (de) * 2017-08-30 2020-05-27 Sony Semiconductor Solutions Corporation Bilderfassungselement und bilderfassungsvorrichtung
DE102019104566A1 (de) * 2019-02-22 2020-08-27 pmdtechnologies ag Verfahren zur Entfernungsmessung mittels eines LichtlaufzeitEntfernungsmesssystems und entsprechendes LichtlaufzeitEntfernungsmesssystem
DE102019123088A1 (de) * 2019-08-28 2021-03-04 TPMT-Tepin Microelectronic Technology Ltd. Co. Photoschalterstruktur, zugehöriges Herstellungsverfahren sowie Anordnung mit einer Photoschalterstruktur und einer Spannungsquelle
DE102019123085A1 (de) * 2019-08-28 2021-03-04 TPMT-Tepin Microelectronic Technology Ltd. Co. Solarzelle, zugehöriges Herstellungs- und Betriebsverfahren sowie Anordnung mit einer Solarzelle und einer Spannungsquelle
DE102016215331B4 (de) * 2015-09-09 2021-03-18 pmdtechnologies ag Optoelektronisches Mischerelement
DE102021112402A1 (de) 2021-05-12 2022-11-17 Ifm Electronic Gmbh Lichtlaufzeitsensor
DE102014108310B4 (de) 2013-06-20 2023-06-01 Analog Devices, Inc. Optisches Laufzeitsystem
DE102018131584B4 (de) 2017-12-15 2024-08-14 pmdtechnologies ag Verfahren zur Entfernungsmessung mittels eines Lichtlaufzeit-Entfernungsmesssystems und entsprechendes Lichtlaufzeit-Entfernungsmesssystem

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19902612A1 (de) * 1999-01-23 2000-07-27 Zeiss Carl Fa Optoelektronischer Mischer
DE10114564A1 (de) 2001-03-24 2002-09-26 Conti Temic Microelectronic Stellelement, insbesondere als Teil eines Stellantriebs für eine Bildaufnahmeeinrichtung
DE10114563A1 (de) 2001-03-24 2002-10-24 Conti Temic Microelectronic Stellelement, insbesondere als Teil eines Stellantriebs für eine Bildaufnahmeeinrichtung
DE10140096A1 (de) 2001-08-16 2003-02-27 Conti Temic Microelectronic Verfahren zum Betrieb eines aktiven Hinderniswarnsystem
US7138646B2 (en) 2002-07-15 2006-11-21 Matsushita Electric Works, Ltd. Light receiving device with controllable sensitivity and spatial information detecting apparatus with charge discarding device using the same
US6777662B2 (en) 2002-07-30 2004-08-17 Freescale Semiconductor, Inc. System, circuit and method providing a dynamic range pixel cell with blooming protection
US6906302B2 (en) 2002-07-30 2005-06-14 Freescale Semiconductor, Inc. Photodetector circuit device and method thereof
DE10331074A1 (de) * 2003-07-09 2005-02-03 Conti Temic Microelectronic Gmbh Sensoranordnung zur Abstands- und/oder Geschwindigkeitsmessung
EP2023399B1 (de) 2003-09-02 2020-01-08 Sony Depthsensing Solutions SA/NV Photomischdetektor
DE10341671A1 (de) * 2003-09-08 2005-04-07 Conti Temic Microelectronic Gmbh Umgebungsüberwachungssystem mit Nachtsichteinheit und Entfernungsmesseinheit
JP4660086B2 (ja) * 2003-12-01 2011-03-30 三洋電機株式会社 固体撮像素子
TWI226444B (en) * 2003-12-25 2005-01-11 Ind Tech Res Inst Electromagnetic signal sensing system
JP4280822B2 (ja) * 2004-02-18 2009-06-17 国立大学法人静岡大学 光飛行時間型距離センサ
DE102004016626A1 (de) * 2004-04-05 2005-10-20 Pmd Technologies Gmbh Signalverarbeitungselektronik
EP1612511B1 (de) 2004-07-01 2015-05-20 Softkinetic Sensors Nv Entfernungsmessung mittels Laufzeitmessung mit grossem Dynamikbereich und verbesserter Unterdrückung von Hintergrundstrahlung
CN100419441C (zh) * 2004-08-17 2008-09-17 财团法人工业技术研究院 电磁信号感测系统
TWI280042B (en) 2004-09-17 2007-04-21 Matsushita Electric Works Ltd A range image sensor
JP2006337286A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Ricoh Co Ltd 形状計測装置
US20070200943A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 De Groot Peter J Cyclic camera
EP1944622B1 (de) 2006-10-18 2013-04-10 Panasonic Corporation Erkennungsgerät für rauminformation
JP4971744B2 (ja) * 2006-10-18 2012-07-11 パナソニック株式会社 強度変調光を用いた空間情報検出装置
DE102006052006A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Webasto Ag Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes für bewegte Teile eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Verwirklichung eines Einklemmschutzes bei einem Cabriolet-Fahrzeug, und Einklemmschutzvorrichtung
US20090224139A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Mesa Imaging Ag Drift Field Demodulation Pixel with Pinned Photo Diode
CN102187658B (zh) * 2008-08-28 2015-07-15 美萨影像股份公司 具有菊花链电荷存储位点的解调像素以及其操作方法
US20100308209A1 (en) * 2009-06-09 2010-12-09 Mesa Imaging Ag System for Charge-Domain Electron Subtraction in Demodulation Pixels and Method Therefor
TWI409717B (zh) * 2009-06-22 2013-09-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 適用於電腦產品與影像顯示裝置的影像轉換方法
JP5274424B2 (ja) 2009-10-07 2013-08-28 本田技研工業株式会社 光電変換素子、受光装置、受光システム及び測距装置
JP5211008B2 (ja) 2009-10-07 2013-06-12 本田技研工業株式会社 光電変換素子、受光装置、受光システム及び測距装置
EP2518556A1 (de) * 2011-04-29 2012-10-31 Karlsruher Institut für Technologie Elektrooptische Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung eines optischen Signals
KR101321812B1 (ko) * 2011-12-15 2013-10-28 (주)포인트엔지니어링 구동회로 및 전원회로 일체형 광 디바이스 및 이에 사용되는 광 디바이스 기판 제조 방법과 그 기판
DE102012200153B4 (de) 2012-01-05 2022-03-03 pmdtechnologies ag Optischer Näherungsschalter mit einem Korrelationsempfänger
DE102012210042B3 (de) * 2012-06-14 2013-09-05 Ifm Electronic Gmbh Lichtlaufzeitmessgerät mit einem Photomischdetektor (PMD-Empfänger)
KR102007277B1 (ko) 2013-03-11 2019-08-05 삼성전자주식회사 3차원 이미지 센서의 거리 픽셀 및 이를 포함하는 3차원 이미지 센서
US9847462B2 (en) 2013-10-29 2017-12-19 Point Engineering Co., Ltd. Array substrate for mounting chip and method for manufacturing the same
DE102013223911B3 (de) * 2013-11-22 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Beleuchtungseinheit zur Erzeugung eines hochfrequenten sinusmodulierten Lichtsignals für ein Lichtlaufzeitmessgerät
DE102014203381B4 (de) 2014-02-25 2023-11-02 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Betreiben eines optischen Näherungsschalters nach dem Lichtlaufzeitprinzip
DE102014203379B4 (de) 2014-02-25 2018-05-30 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Betreiben eines optischen Näherungsschalters nach dem Lichtlaufzeitprinzip
DE102014111588A1 (de) 2014-08-13 2016-02-18 Sick Ag Verfahren zur simultanen datenübertragung und abstandsmessung
DE102014111589A1 (de) 2014-08-13 2016-02-18 Sick Ag Verfahren zur simultanen datenübertragung und abstandsmessung
US9666558B2 (en) 2015-06-29 2017-05-30 Point Engineering Co., Ltd. Substrate for mounting a chip and chip package using the substrate
CN104930977A (zh) * 2015-07-09 2015-09-23 成都华量传感器有限公司 一种位移测量方法及系统
US10191154B2 (en) 2016-02-11 2019-01-29 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for time-of-flight imaging
US10337993B2 (en) 2016-04-15 2019-07-02 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for fluorescence lifetime imaging with periodically modulated light
EP3552044B1 (de) * 2016-12-07 2023-05-24 Sony Semiconductor Solutions Corporation Laufzeitabbildungsvorrichtung und verfahren
CN106643498B (zh) * 2016-12-27 2019-05-24 陕西科技大学 一种精确检测物体平面投影的装置和方法
GB201704443D0 (en) * 2017-03-21 2017-05-03 Photonic Vision Ltd Time of flight sensor
CN107331723B (zh) * 2017-06-29 2019-09-06 艾普柯微电子(上海)有限公司 感光元件及测距系统
US10016137B1 (en) 2017-11-22 2018-07-10 Hi Llc System and method for simultaneously detecting phase modulated optical signals
US10299682B1 (en) 2017-11-22 2019-05-28 Hi Llc Pulsed ultrasound modulated optical tomography with increased optical/ultrasound pulse ratio
DE102018100571B4 (de) * 2018-01-11 2022-06-23 pmdtechnologies ag Lichtlaufzeitpixel und Verfahren zum Betreiben eines solchen
US10368752B1 (en) 2018-03-08 2019-08-06 Hi Llc Devices and methods to convert conventional imagers into lock-in cameras
US11206985B2 (en) 2018-04-13 2021-12-28 Hi Llc Non-invasive optical detection systems and methods in highly scattering medium
US11857316B2 (en) 2018-05-07 2024-01-02 Hi Llc Non-invasive optical detection system and method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314275A (en) * 1980-03-24 1982-02-02 Texas Instruments Incorporated Infrared time delay with integration CTD imager
US4829238A (en) * 1986-03-27 1989-05-09 Goulette Richard R Method and apparatus for monitoring electromagnetic emission levels
US4864308A (en) * 1987-07-16 1989-09-05 Com Dev Ltd. Frequency-scanning radiometer
DE4326116C1 (de) * 1993-08-04 1995-01-12 Paul Prof Dr Ing Weis Prüffeld für Elektromagnetische Verträglichkeit
EP0730159A2 (de) * 1995-03-01 1996-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparat zum Messen elektromagnetischer Strahlung
EP0772053A2 (de) * 1995-10-30 1997-05-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Messapparat für elektromagnetische Strahlung
DE19704496A1 (de) * 1996-09-05 1998-03-12 Rudolf Prof Dr Ing Schwarte Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und/oder Amplitudeninformation einer elektromagnetischen Welle

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4826312A (en) * 1985-11-12 1989-05-02 Eastman Kodak Company Large area, low capacitance photodiode and range finder device using same
US4812640A (en) * 1987-05-28 1989-03-14 Honeywell Inc. Slit lens autofocus system
FR2634947B1 (fr) * 1988-07-29 1990-09-14 Thomson Csf Matrice photosensible a deux diodes de meme polarite et une capacite par point photosensible
US5051797A (en) * 1989-09-05 1991-09-24 Eastman Kodak Company Charge-coupled device (CCD) imager and method of operation
US5262871A (en) * 1989-11-13 1993-11-16 Rutgers, The State University Multiple resolution image sensor
JPH04304672A (ja) * 1991-04-01 1992-10-28 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置
JP3031606B2 (ja) * 1995-08-02 2000-04-10 キヤノン株式会社 固体撮像装置と画像撮像装置
CN1103045C (zh) * 1996-09-05 2003-03-12 鲁道夫·施瓦脱 确定电磁波的相位和/或幅度信息的方法和装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4314275A (en) * 1980-03-24 1982-02-02 Texas Instruments Incorporated Infrared time delay with integration CTD imager
US4829238A (en) * 1986-03-27 1989-05-09 Goulette Richard R Method and apparatus for monitoring electromagnetic emission levels
US4864308A (en) * 1987-07-16 1989-09-05 Com Dev Ltd. Frequency-scanning radiometer
DE4326116C1 (de) * 1993-08-04 1995-01-12 Paul Prof Dr Ing Weis Prüffeld für Elektromagnetische Verträglichkeit
EP0730159A2 (de) * 1995-03-01 1996-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparat zum Messen elektromagnetischer Strahlung
EP0772053A2 (de) * 1995-10-30 1997-05-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Messapparat für elektromagnetische Strahlung
DE19704496A1 (de) * 1996-09-05 1998-03-12 Rudolf Prof Dr Ing Schwarte Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und/oder Amplitudeninformation einer elektromagnetischen Welle

Cited By (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1150250A1 (de) * 2000-04-27 2001-10-31 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Verfahren um Informationen zu kodieren, die von Vektoren representiert werden können
EP1152261A1 (de) * 2000-04-28 2001-11-07 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Vorrichtung und Verfahren zur ortsauflösende Photodetektion und Demodulation von modulierten elektromagnetischen Wellen
WO2001084182A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Device and method for spatially resolved photodetection and demodulation of modulated electromagnetic waves
JP2003532122A (ja) * 2000-04-28 2003-10-28 セーエスウーエム、サントル、スイス、デレクトロニック、エ、ド、ミクロテクニック、ソシエテ、アノニム 変調された電磁波を空間的に分解して光検出し復調するための装置及び方法
US7060957B2 (en) 2000-04-28 2006-06-13 Csem Centre Suisse D'electronique Et Microtechinique Sa Device and method for spatially resolved photodetection and demodulation of modulated electromagnetic waves
US6587186B2 (en) 2000-06-06 2003-07-01 Canesta, Inc. CMOS-compatible three-dimensional image sensing using reduced peak energy
US7006814B2 (en) 2000-06-08 2006-02-28 Nec Corporation Direct conversion receiver and transceiver
EP1178333A2 (de) * 2000-08-03 2002-02-06 Eastman Kodak Company Vefahren und Gerät für ein Farbentfernungsbilderzeugungssystem ohne Abtastung
EP1178333A3 (de) * 2000-08-03 2004-02-11 Eastman Kodak Company Vefahren und Gerät für ein Farbentfernungsbilderzeugungssystem ohne Abtastung
DE10047170A1 (de) * 2000-09-22 2002-04-25 Siemens Ag PMD-System
DE10047170C2 (de) * 2000-09-22 2002-09-19 Siemens Ag PMD-System
WO2002031455A1 (de) * 2000-10-09 2002-04-18 S-Tec Gmbh Erfassung von phase und amplitude elektromagnetischer wellen
WO2002033817A1 (de) * 2000-10-16 2002-04-25 Rudolf Schwarte Verfahren und vorrichtung zur erfassung und verarbeitung von signalwellen
WO2002033922A3 (de) * 2000-10-16 2003-06-05 Rudolf Schwarte Vorrichtung zur erfassung und verarbeitung von signalwellen, und verfahren dazu
WO2002033922A2 (de) * 2000-10-16 2002-04-25 Rudolf Schwarte Vorrichtung zur erfassung und verarbeitung von signalwellen, und verfahren dazu
US6580496B2 (en) 2000-11-09 2003-06-17 Canesta, Inc. Systems for CMOS-compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
US7464351B2 (en) 2000-11-09 2008-12-09 Canesta, Inc. Method enabling a standard CMOS fab to produce an IC to sense three-dimensional information using augmented rules creating mask patterns not otherwise expressible with existing fab rules
WO2002049339A2 (en) 2000-12-11 2002-06-20 Canesta, Inc. Cmos-compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
EP1356664A2 (de) * 2000-12-11 2003-10-29 Canesta, Inc. Cmos-kompatible dreidimensionale bilderfassung durch quanteneffizienzmodulation
US6906793B2 (en) 2000-12-11 2005-06-14 Canesta, Inc. Methods and devices for charge management for three-dimensional sensing
EP1356664A4 (de) * 2000-12-11 2009-07-22 Canesta Inc Cmos-kompatible dreidimensionale bilderfassung durch quanteneffizienzmodulation
EP1221582A2 (de) 2001-01-05 2002-07-10 Leuze electronic GmbH + Co. Optoelektronische Vorrichtung
DE10147808A1 (de) * 2001-09-27 2003-04-10 Conti Temic Microelectronic Bildaufnehmer, insbesondere zur dreidimensionalen Erfassung von Objekten oder Szenen
US7081980B2 (en) 2002-02-22 2006-07-25 Rudolf Schwarte Method and device for detecting and processing electric and optical signals
US7119350B2 (en) 2002-04-08 2006-10-10 Matsushita Electric Works, Ltd. Spatial information detecting device using intensity-modulated light and a beat signal
WO2003085413A3 (en) * 2002-04-08 2004-04-15 Matsushita Electric Works Ltd Three dimensional image sensing device using intensity modulated light
WO2003085413A2 (en) * 2002-04-08 2003-10-16 Matsushita Electric Works, Ltd. Three dimensional image sensing device using intensity modulated light
US8299504B2 (en) 2002-06-20 2012-10-30 Mesa Imaging Ag Image sensing device and method of
WO2004001354A1 (en) * 2002-06-20 2003-12-31 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Image sensing device and method of
US7498621B2 (en) 2002-06-20 2009-03-03 Mesa Imaging Ag Image sensing device and method of
DE10230225B4 (de) * 2002-07-04 2006-05-11 Zentrum Mikroelektronik Dresden Ag Photomischdetektor und Verfahren zu seinem Betrieb und zu seiner Herstellung
DE10230225A1 (de) * 2002-07-04 2004-01-15 Zentrum Mikroelektronik Dresden Ag Photomischdetektor und Verfahren zu seinem Betrieb und zu seiner Herstellung
WO2004027985A2 (de) * 2002-09-13 2004-04-01 Conti Temic Microelectronic Gmbh Photodetektor-anordnung und verfahren zur störlichtkompensation
US7420148B2 (en) 2002-09-13 2008-09-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Method and device for determining a pixel gray scale value image
WO2004027985A3 (de) * 2002-09-13 2004-09-16 Conti Temic Microelectronic Photodetektor-anordnung und verfahren zur störlichtkompensation
DE10394168B4 (de) * 2002-12-18 2013-12-05 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur Kalibrierung von 3D-Bildaufnehmern
WO2004055544A1 (de) * 2002-12-18 2004-07-01 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur kalibrierung von 3d-bildaufnehmern
DE10314119A1 (de) * 2003-03-28 2004-10-21 Dieter Dr. Bastian Verfahren zur Ermittlung eines integralen Risikopotentials für einen Verkehrsteilnehmer und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6919549B2 (en) 2003-04-11 2005-07-19 Canesta, Inc. Method and system to differentially enhance sensor dynamic range
US7176438B2 (en) 2003-04-11 2007-02-13 Canesta, Inc. Method and system to differentially enhance sensor dynamic range using enhanced common mode reset
US8129813B2 (en) 2003-09-18 2012-03-06 Ic-Haus Gmbh Optoelectronic sensor and device for 3D distance measurement
WO2005036647A1 (de) * 2003-09-18 2005-04-21 Ic-Haus Gmbh Optoelektronischer sensor und vorrichtung zur 3d-abstandsmessung
CN100580940C (zh) * 2003-09-18 2010-01-13 Ic-豪斯有限公司 光电传感器和用于三维距离测量的装置
EP1522819A1 (de) * 2003-10-08 2005-04-13 Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG Annäherungssensoranordnung
DE10360174B4 (de) * 2003-12-20 2007-03-08 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines Erfassungsbereichs an einem Arbeitsmittel
DE10360174A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-21 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines Erfassungsbereichs an einem Arbeitsmittel
US8698893B2 (en) 2003-12-20 2014-04-15 Leuze Lumiflex Gmbh & Co. Kg Device for monitoring an area of coverage on a work tool
DE10360789B4 (de) * 2003-12-23 2007-03-15 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Überwachung eines Erfassungsbereichs an einem Arbeitsmittel
US7412861B2 (en) 2003-12-23 2008-08-19 Leuze Lumiflex Gmbh & Co., Ltd. Device for monitoring an area of coverage on a work tool
JP2006023276A (ja) * 2004-04-05 2006-01-26 Pmd Technologies Gmbh 光混合装置
EP1584904A2 (de) * 2004-04-05 2005-10-12 PMDTechnologies GmbH Photomischdetektor
EP1584904A3 (de) * 2004-04-05 2007-05-30 PMDTechnologies GmbH Photomischdetektor
DE102004037137A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Pmd Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung
DE102004037137B4 (de) * 2004-07-30 2017-02-09 PMD Technologie GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Entfernungsmessung
US7923673B2 (en) 2004-08-04 2011-04-12 Mesa Imaging Ag Large-area pixel for use in an image sensor
EP1635452A1 (de) 2004-09-13 2006-03-15 PMDTechnologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Laufzeit-sensitiven Messung eines Signals
DE102004044581B4 (de) * 2004-09-13 2014-12-18 Pmdtechnologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Laufzeitsensitiven Messung eines Signals
EP1835549A1 (de) * 2005-01-05 2007-09-19 Matsushita Electric Works, Ltd. Fotodetektor, rauminformations-detektionseinrichtung mit dem fotodetektor und fotodetektionsverfahren
EP1835549A4 (de) * 2005-01-05 2009-11-11 Panasonic Elec Works Co Ltd Fotodetektor, rauminformations-detektionseinrichtung mit dem fotodetektor und fotodetektionsverfahren
US7560701B2 (en) 2005-08-12 2009-07-14 Mesa Imaging Ag Highly sensitive, fast pixel for use in an image sensor
WO2007042191A2 (de) * 2005-10-10 2007-04-19 Ic-Haus Gmbh Optoelektronischer sensor mit einem lichtempfindlichen bereich aufweisenden halbleitersubstrat
WO2007042191A3 (de) * 2005-10-10 2007-11-22 Ic Haus Gmbh Optoelektronischer sensor mit einem lichtempfindlichen bereich aufweisenden halbleitersubstrat
US7884310B2 (en) 2005-10-19 2011-02-08 Mesa Imaging Ag Device and method for the demodulation electromagnetic wave fields having separated detection and demodulation regions
US8115158B2 (en) 2005-10-19 2012-02-14 Mesa Imaging Ag Device and method for the demodulation of modulated electromagnetic wave fields
WO2008037473A1 (en) * 2006-09-27 2008-04-03 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Park assist system visually marking up dangerous objects
EP1906203A1 (de) 2006-09-29 2008-04-02 Audi Ag Verfahren und System zur optischen Abstandsmessung zwischen zumindest zwei Objekten
DE102006046177B3 (de) * 2006-09-29 2008-04-03 Audi Ag Verfahren und System zur optischen Abstandsmessung zwischen zumindest zwei Objekten
EP1953568A1 (de) 2007-01-29 2008-08-06 Robert Bosch Gmbh Imager-Halbleiterbauelement, Kamerasystem und Verfahren zum Erstellen eines Bildes
US7586077B2 (en) 2007-07-18 2009-09-08 Mesa Imaging Ag Reference pixel array with varying sensitivities for time of flight (TOF) sensor
EP2017651A2 (de) 2007-07-18 2009-01-21 MESA Imaging AG Referenzpixelanordnung mit variierenden Sensibilitäten für TOF-Sensor
US7889257B2 (en) 2007-07-18 2011-02-15 Mesa Imaging Ag On-chip time-based digital conversion of pixel outputs
EP2018041A2 (de) 2007-07-18 2009-01-21 MESA Imaging AG Zeitbasierte digitale On-Chip-Konversion von Pixelausgaben
WO2009089938A1 (de) * 2008-01-16 2009-07-23 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zur vermessung einer parklücke
US8422737B2 (en) 2008-01-16 2013-04-16 Robert Bosch Gmbh Device and method for measuring a parking space
WO2009097516A1 (en) 2008-01-30 2009-08-06 Mesa Imaging Ag Adaptive neighborhood filtering (anf) system and method for 3d time of flight cameras
US8223215B2 (en) 2008-01-30 2012-07-17 Mesa Imaging Ag Adaptive neighborhood filtering (ANF) system and method for 3D time of flight cameras
DE102008045360B4 (de) * 2008-07-16 2010-11-18 Dernedde, Niels, Dipl.-Wirtsch. Ing. Flächensonde für elektrische Wechselfelder im Nahbereich eines Magnetfeldsensors
DE102008045360A1 (de) 2008-07-16 2010-01-28 Dernedde, Niels, Dipl.-Wirtsch. Ing. Flächensonde für elektrische Wechselfelder im Nahbereich eines Magnetfeldsensors
WO2010097326A1 (de) 2009-02-25 2010-09-02 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt A. M Elektrooptische kamera mit demodulierendem detektorarray
DE102009001159A9 (de) 2009-02-25 2011-02-24 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Elektrooptische Kamera mit demodulierendem Detektorarray
DE102009001159A1 (de) 2009-02-25 2010-09-02 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Elektrooptische Kamera mit demodulierendem Detektorarray
US9117712B1 (en) 2009-07-24 2015-08-25 Mesa Imaging Ag Demodulation pixel with backside illumination and charge barrier
WO2011015196A1 (de) * 2009-08-07 2011-02-10 Conti Temic Microelectonic Gmbh Bildgebender lidarsensor
DE102009028352A1 (de) 2009-08-07 2011-02-10 Pmdtechnologies Gmbh Pixelarray mit Linearisierungsschaltung und Verfahren zur Linearisierung
KR101747420B1 (ko) 2009-10-14 2017-06-14 소프트키네틱 센서스 엔브이 포토닉 믹서 및 그의 용도
DE102011053219A1 (de) 2011-09-02 2013-03-07 Pmdtechnologies Gmbh Kombiniertes Pixel mit phasensensitivem und farbselektivem Subpixel
DE102011053219B4 (de) 2011-09-02 2022-03-03 pmdtechnologies ag Kombiniertes Pixel mit phasensensitivem und farbselektivem Subpixel
DE102012109548B4 (de) 2012-10-08 2024-06-27 pmdtechnologies ag Auslesegate
DE102012109548A1 (de) 2012-10-08 2014-06-12 Pmdtechnologies Gmbh Auslesegate
WO2014056749A1 (de) 2012-10-08 2014-04-17 Pmdtechnologies Gmbh Auslesegate
DE102013102061A1 (de) 2013-03-01 2014-09-04 Pmd Technologies Gmbh Subpixel
DE102013209162A1 (de) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Lichtlaufzeitsensor
WO2014183983A1 (de) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Lichtlaufzeitsensor
WO2014183982A1 (de) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Lichtlaufzeitsensor
DE102013209161A1 (de) 2013-05-16 2014-12-04 Pmdtechnologies Gmbh Lichtlaufzeitsensor
DE102014108310B4 (de) 2013-06-20 2023-06-01 Analog Devices, Inc. Optisches Laufzeitsystem
DE102013109020B4 (de) * 2013-08-21 2016-06-09 Pmdtechnologies Gmbh Streulichtreferenzpixel
DE102013109020A1 (de) 2013-08-21 2015-02-26 Pmdtechnologies Gmbh Streulichtreferenzpixel
US9678200B2 (en) 2013-08-21 2017-06-13 Pmdtechnologies Gmbh Scattered light reference pixel
WO2015024811A1 (de) * 2013-08-21 2015-02-26 Pmdtechnologies Gmbh Streulichtreferenzpixel
EP2916142A1 (de) * 2014-03-06 2015-09-09 Skidata Ag Digitalkamera
US9952324B2 (en) 2015-02-09 2018-04-24 Espros Photonics Ag Time of flight (TOF) distance sensor
WO2016128198A1 (de) * 2015-02-09 2016-08-18 Espros Photonics Ag Tof entfernungssensor
DE102015108961A1 (de) 2015-06-08 2016-12-08 Pmdtechnologies Gmbh Bildsensor
DE102016215331B4 (de) * 2015-09-09 2021-03-18 pmdtechnologies ag Optoelektronisches Mischerelement
EP3525449A4 (de) * 2017-08-30 2020-05-27 Sony Semiconductor Solutions Corporation Bilderfassungselement und bilderfassungsvorrichtung
US11309346B2 (en) 2017-08-30 2022-04-19 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging element and imaging apparatus
DE102018131584B4 (de) 2017-12-15 2024-08-14 pmdtechnologies ag Verfahren zur Entfernungsmessung mittels eines Lichtlaufzeit-Entfernungsmesssystems und entsprechendes Lichtlaufzeit-Entfernungsmesssystem
WO2019149619A1 (de) * 2018-02-05 2019-08-08 pmdtechnologies ag Pixelarray für eine kamera, kamera und lichtlaufzeitkamerasystem mit einer derartigen kamera
US11183522B2 (en) 2018-02-05 2021-11-23 pmdtechnologies ag Pixel array for a camera, camera and light propagation time camera system having a camera of this kind
US11162976B2 (en) 2018-08-06 2021-11-02 Norik Janunts Assembly for detecting the intensity distribution of components of the electromagnetic field in beams of radiation
DE102018119096B3 (de) * 2018-08-06 2019-11-28 Norik Janunts Anordnung zur Detektion der Intensitätsverteilung von Komponenten des elektromagnetischen Feldes in Strahlungsbündeln
DE102019104566B4 (de) * 2019-02-22 2021-06-24 pmdtechnologies ag Verfahren zur Entfernungsmessung mittels eines LichtlaufzeitEntfernungsmesssystems und entsprechendes LichtlaufzeitEntfernungsmesssystem
DE102019104566A1 (de) * 2019-02-22 2020-08-27 pmdtechnologies ag Verfahren zur Entfernungsmessung mittels eines LichtlaufzeitEntfernungsmesssystems und entsprechendes LichtlaufzeitEntfernungsmesssystem
CN112531072A (zh) * 2019-08-28 2021-03-19 成都特频微电子科技发展有限公司 光开关结构、相关的制造方法以及具有光开关结构和电压源的装置
DE102019123085A1 (de) * 2019-08-28 2021-03-04 TPMT-Tepin Microelectronic Technology Ltd. Co. Solarzelle, zugehöriges Herstellungs- und Betriebsverfahren sowie Anordnung mit einer Solarzelle und einer Spannungsquelle
CN112531072B (zh) * 2019-08-28 2023-04-07 成都特频微电子科技发展有限公司 光开关结构、相关的制造方法以及具有光开关结构和电压源的装置
DE102019123088A1 (de) * 2019-08-28 2021-03-04 TPMT-Tepin Microelectronic Technology Ltd. Co. Photoschalterstruktur, zugehöriges Herstellungsverfahren sowie Anordnung mit einer Photoschalterstruktur und einer Spannungsquelle
DE102021112402A1 (de) 2021-05-12 2022-11-17 Ifm Electronic Gmbh Lichtlaufzeitsensor

Also Published As

Publication number Publication date
BR9910523A (pt) 2001-01-16
CN1184693C (zh) 2005-01-12
KR20010071287A (ko) 2001-07-28
EP1080500B1 (de) 2013-11-27
DE19821974B4 (de) 2008-04-10
WO1999060629A1 (de) 1999-11-25
KR100537859B1 (ko) 2005-12-21
JP2002516490A (ja) 2002-06-04
CN1301401A (zh) 2001-06-27
MXPA00011286A (es) 2003-04-22
AU5025599A (en) 1999-12-06
JP5066735B2 (ja) 2012-11-07
EP1080500A1 (de) 2001-03-07
US6777659B1 (en) 2004-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1080500B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur erfassung von phase und amplitude elektromagnetischer wellen
EP1009984B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der phasen- und/oder amplitudeninformation einer elektromagnetischen welle
DE19704496C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und/oder Amplitudeninformation einer elektromagnetischen Welle
EP1332594B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erfassung und verarbeitung von signalwellen
DE102016208343B4 (de) Optische Sensoreinrichtung und Verfahren zur Herstellung der optischen Sensoreinrichtung
EP3191870B1 (de) Tof entfernungssensor
DE112017000381T5 (de) Eine Detektorvorrichtung mit Majoritätsstrom und Isolationsmittel
DE60035580T2 (de) Halbleiter
DE3124238C2 (de)
DE112010003961T5 (de) Photoelektrisches Umwandlungselement, Lichtempfangseinrichtung, Lichtempfangssystem und Abstandsmesseinrichtung
DE112010003984T5 (de) Photoelektrisches Umwandlungselement, Lichtempfangseinrichtung, Lichtempfangs-system und Abstandsmesseinrichtung
DE102014108310A1 (de) Optisches Laufzeitsystem
DE102013208802A1 (de) Lichtlaufzeitsensor mit spektralen Filtern
DE102019101752A1 (de) Pixelarray für eine Kamera, Kamera und Lichtlaufzeitkamerasystem mit einer derartigen Kamera
WO2013087608A1 (de) Halbleiterbauelement mit trench gate
DE102019113597B3 (de) Pixelarray für eine Kamera, Kamera und Lichtlaufzeitkamerasystem mit einer derartigen Kamera
DE102011053219B4 (de) Kombiniertes Pixel mit phasensensitivem und farbselektivem Subpixel
DE102013208804B4 (de) Lichtlaufzeitsensor mit zuschaltbarer Hintergrundlichtunterdrückung
DE2752704A1 (de) Infrarotdetektoranordnung
DE102004016624A1 (de) Photomischdetektor
DE102006002732B4 (de) Photomischdetektor und Verfahren zu dessen Betrieb
DE3330673C2 (de) Wärmestrahlungs-Bildsensor und Verfahren zu dessen Herstellung und Betrieb
DE102013102061A1 (de) Subpixel
DE3124716C2 (de)
DE102013225438A1 (de) Lichtlaufzeitsensor mit Referenzpixel

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right