DE19704496C2 - Method and apparatus for determining an electromagnetic wave of the phase and / or amplitude information - Google Patents

Method and apparatus for determining an electromagnetic wave of the phase and / or amplitude information

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Be stimmung der Phasen- und Amplitudeninformation einer elektroma gnetischen Welle. The invention relates to a method and an apparatus for loading humor of the phase and amplitude information of an elec tromagnetic wave.

Der Begriff Phase steht hier allgemein für Phasenlaufzeit und für die je nach Signalform ebenfalls verwendete Bezeichnung Laufzeit. The term phase is here generally for phase delay and for also used depending on the waveform designation runtime.

Im folgenden wird von einer Lichtwelle anstatt von einer elektroma gnetischen Welle gesprochen. The following is spoken by a light wave instead of a-magnetic wave elec. Dieses bedeutet jedoch keine Einschrän kung nur auf den Spektralbereich der sichtbaren elektromagnetischen Wellen, sondern dient lediglich der Vereinfachung. However, this does not mean a limita effect only on the spectral range of the visible electromagnetic waves, but for simplification.

Zur Messung von Frequenzkomponenten nach Amplitude und Phase in breitbandigen und hochfrequenten Signalen werden in der elektro nischen Meßtechnik und Nachrichtentechnik häufig Phasendetekto ren eingesetzt, die das unbekannte Signal mit einer Sinusschwingung multiplizieren bzw. mischen und den Gleichanteil, der bei Vorliegen einer Signalkomponente gleicher Frequenz durch Integration bzw. Tiefpaßfilterung entsteht, bestimmen. For the measurement of frequency components in amplitude and phase in the wide-band and high-frequency signals in the electro-African measurement technique and communication equipment are often used Phasendetekto reindeer, which multiply the unknown signal with a sine wave or mix and the DC component, the same in the presence of a signal component frequency by integrating or low-pass filtering arises determine.

Dieser Prozeß erzeugt die Korrelationsfunktion des unbekannten Si gnals mit dem Mischsignal für eine bestimmte, einstellbare relative Phasenlage. This process generates the correlation function of the unknown Si gnals with the mixing signal for a given, adjustable relative phase position. Durch Ändern der Mischfrequenz (Wobbeln) kann das unbekannte Signal in seine Spektralanteile zerlegt werden. By changing the mixing frequency (sweep) the unknown signal can be decomposed into its spectral components. Durch mindestens 3 Phasenlagen der Mischfrequenz können Gleichanteil, Wechselamplitude und Phase der unbekannten Frequenzkomponente gleicher Frequenz bestimmt werden. By at least 3 phases of the mixing frequency DC component, changes the amplitude and phase of the unknown frequency component of the same frequency can be determined.

Die Untersuchung entsprechender optischer Signale, die eine wach sende Bedeutung in der Meßtechnik und Nachrichtentechnik erlangt haben, geschieht heute ia über breitbandige Photodetektoren als elek trooptische Wandler mit anschließender elektronischer Meßwertbe stimmung - wie zuvor für elektrische Signale beschrieben. The investigation of corresponding optical signals, which have gained importance in the awake send Measurement and communication engineering, today generally occurs via broadband photodetectors as elec trooptische transducer followed by electronic Meßwertbe humor - as described above for electrical signals.

Wegen des hohen Aufwandes werden diese Verfahren und die ent sprechenden Meßgeräte meist nur ein- oder zweikanalig ausgeführt. Because of the high cost of these methods and the ent speaking instruments are usually carried out only one or two channels. Bei optischen Signalen sind jedoch häufig gleichzeitig sehr viele paral lele Kanäle - insbesondere ganze Bildfolgen - mit hohen Frequenzan teilen zu vermessen. In optical signals, however, are often at the same time many paral lele channels - especially whole image sequences - share with high Frequenzan to measure.

Neben den spektralen Modulationseigenschaften von zweidimensio nalen Lichtwellen interessiert zunehmend der schnelle Verlauf der Einhüllenden in Raum und Zeit. increasingly interested in the rapid course of the envelope in space and time in addition to the spectral modulation properties of zweidimensio dimensional light waves. Außerdem möchte man schnell und genau 3D-Objekte z. Also want to quickly and accurately 3D objects such. B. über optische Radarverfahren vermessen, was infolge der Lichtgeschwindigkeit der Echosignale sehr schnelle Detek toren im Subnanosekundenbereich erfordert. As measured by optical radar method, which due to the speed of light echo signals very fast Detek factors requires sub-nanosecond. Zugleich sollten sie als Detektorarray vorliegen, wenn man auf ein zeitraubendes Abscannen der aktiv oder passiv leuchtenden 3D-Objekte verzichten möchte. They should also be present as a detector array, if you want to do without a time-consuming scanning of active or passive bright 3D objects.

In der Offenlegungsschrift DE 44 39 298 A1, von der die vorliegende Er findung ausgeht, wird eine solche 3D-Kamera vorgeschlagen. German patent document DE 44 39 298 A1, from which the present invention He goes out, such a 3D camera is proposed.

Fig. 10 soll zur Veranschaulichung dieser 3D-Kamera dienen, die auf dem Echolaufzeit- bzw Phasenlaufzeitverfahren beruht. Fig. 10 is intended to serve to illustrate this 3D camera or on the Echolaufzeit- based phase transit time method. Die von ei nem modulierten Lichtsender 107 und 103 abgestrahlte und von dem 3D-Objekt 100 reflektierte HF-modulierte Lichtwelle 101 enthält die ge samte Tiefeninformation in der Verzögerung der Phasenfront. The egg of NEM modulated light transmitters 107 and 103 and radiated from the 3D object 100 reflected RF modulated light wave 101 containing Ge entire depth information in the delay of the phase front. Wird die einfallende Lichtwelle in der Empfangsapertur 102 nochmals mit einem zweidimensionalen, optischen Mischer 104 der gleichen Fre quenz moduliert, was einem homodynen Misch- oder Demodulati onsprozeß entspricht, so entsteht ein stationäres Hochfrequenz-Interfe rogramm. If the incident light wave in the receive aperture 102 again using a two-dimensional optical mixer 104, the same modulated frequency Fre, which corresponds to a homodyne mixing or Demodulati onsprozeß, there arises rogramm a stationary high-frequency Interfe.

Dieses HF-Interferogramm kann mit einer konventionellen CCD-Ka mera 105 aufgenommen und mit einer Bildverarbeitung 106 weiter verarbeitet werden. This RF interferogram can be recorded using a conventional CCD-ra 105 and further processed by an image processing 106th Die Integration des Gleichanteils des Mischproduk tes in der CCD-Photoladung entspricht der Bildung der Korrelations funktion der beiden Mischsignale. The integration of the DC component of the mixed production tes in the CCD photo charge corresponds to the formation of the correlation function of the two mixed signals. Die abstandsbezogenen Phasenver zögerungen durch die Echolaufzeiten sowie die Amplituden können pixelweise aus drei oder mehr Interferogrammen durch unterschiedli che Phasen der demodulierenden Mischfrequenz, z. The distance-related Phasenver delays by the echo delay times and amplitudes can pixel by pixel of three or more interferograms by che differing phases of the demodulating mixing frequency, z. B. 0°, 120° und 240° oder 0°, 90°, 180° und 270° berechnet und somit das 3D-Tiefenbild re konstruiert werden. , 0 °, 120 ° and 240 ° or 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° is calculated, and thus the 3D depth image re be constructed.

Der zweidimensionale optische Mischer 103 bzw. 104 , der auch als räumlicher Lichtmodulator (Spatial Light Modulator SLM) bezeichnet wird, besteht dabei bspw. aus einer Pockelszelle, die eine Reihe schwerwiegender, in der Literatur beschriebener Nachteile aufweist. The two-dimensional optical mixers 103 and 104, which is also referred to as a spatial light modulator (SLM spatial light modulator), thereby consists, for example, from a Pockels cell, which has a number of serious, drawbacks described in the literature.

Weitere Realisierungsmöglichkeiten bieten LCD-Fenster, die zwar bil lig, aber bzgl. der gewünschten Bandbreite um etwa den Faktor 1000 zu niedrig liegen. Other possible implementations offer LCD window, while bil lig but respect. The desired bandwidth by a factor of 1000 are too low.

Ebenfalls teuer und aufwendig ist der Einsatz einer sogenannten Mi krokanalplatte, wie sie in Bildverstärkern eingesetzt wird. Also expensive and complicated to use a so-called Mi krokanalplatte, as it is used in image intensifiers. Durch Mo dulation der an den Mikrokanälen angelegten Beschleunigungsspan nung, die die Sekundärelektronenemission in den Mikrokanälen be einflußt, kann die Verstärkung moduliert werden. By Mo the voltage applied to the microchannels acceleration clamping voltage dulation that be the secondary electron emission in the microchannels influenced, the gain can be modulated.

Weiterhin wird im Stand der Technik ein Vorschlag eines 2D-Korrela tors auf der Basis eines CCD-Photodetektorarrays gemacht: "The Lock- In CCD-Two Dimensional Synchronous Detection of Light" von Spi rig, Seitz et. Furthermore, a proposal of a 2D correla is tors made on the basis of a CCD photodetector array in the prior art: "The lock-in CCD-Two Dimensional Synchronous Detection of Light" by Spi rig, Seitz et. al., veröffentlicht im IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 31, No. al., published in IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 31, No. 9, Sept. 1995, Seite 1705-1708. 9, September 1995, pages 1705-1708. Dort wird ein Photopixel über 4 Transfergates abgefragt, um die Phase sinusmodulierten Lichts zu ermitteln. There, a photo pixel is queried via transfer gates 4 to determine the phase sinusoidal modulated light. Pro Sinusperiode werden mit den 4 Transfergates je eine äquidistante Probe entnommen, wodurch sich die Phase leicht berech nen läßt. Pro sine period are taken with the 4 transfer gates each an equidistant sample, whereby the phase calculation can be easily NEN. Dieser Prozeß ist für die aufgezeigten Problemstellungen zu langsam, da das harmonische Lichtsignal zunächst während einer die Bandbreite signifikant begrenzenden Abtastdauer aufintegriert wird. This process is too slow for the identified problems, as the harmonic light signal during a bandwidth significantly limiting sampling period is integrated first. Erst dann erfolgt mit der Übernahme der gespeicherten Ladung als Ab tastprobe der gewünschte Mischprozeß. Only then is the takeover of the stored charge as from tastprobe the desired mixing process.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und/oder Amplitudeninformation und damit der Einhüllenden einer Lichtwelle anzugeben, die ein einfacheres, breitbandigeres und preisgünstigeres Korrelatorkonzept und über eine vorgebbare Beleuchtung eine schnelle 3D-Objektvermessung ermöglichen. The invention is therefore based on the technical problem, drive a Ver and to provide a device for determining the phase and / or amplitude information and thus the envelope of a light wave that a simpler, broader band and less expensive Korrelatorkonzept and predetermined by a lighting fast 3D object measurement enable.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird nun durch das Verfah ren nach Anspruch 1 sowie durch das photonische Mischelement nach Anspruch 14, durch die Mischelementanordnung nach Anspruch 20 und durch die Vorrichtung nach Anspruch 23 gelöst. The above technical problem is now solved ren by the procedural according to claim 23 according to claim 1 and by the photonic mixing element according to claim 14, through the mixing element arrangement of claim 20 and through the device.

Das erfindungsgemäße Prinzip basiert auf einer durch die Modulati onsphotogatespannung erzeugten Drift und Trennung der durch die Lichtwelle photogenerierten Minoritätsladungsträger im Material un terhalb von mindestens zwei benachbarten lichtempfindlichen Modu lationsphotogates. The inventive principle is based on a generated by onsphotogatespannung The audio signal drift and separation of the photo-generated by the light wave minority charge carriers in the material un terhalb of at least two adjacent photosensitive modu lationsphotogates. Diese Ladungsträger driften dabei unter dem Ein fluß der an den Modulationsphotogates anliegenden Modulationspho togatespannungen U am (t) und U bm (t) je nach Polarität bzw. Phase zu den mit vorzugsweise der doppelten Gleichspannung U a und U b vor gespannten Akkumulationsgates. These charge carriers drift while under a flow of signals present at the modulating photo gates Modulationspho togatespannungen U am (t) and U bm (t) depending on the polarity or phase to having preferably twice the DC voltage U a and U b before tensioned accumulation gates. Die Modulationsphotogatespannun gen U am (t) und U bm (t) liegen vorzugsweise komplementär an und set zen sich vorzugsweise aus einer Vorspannung U 0 und der im Gegen takt überlagerten Modulationsspannung +U m (t) bzw. -U m (t) zusam men. The Modulationsphotogatespannun gen U am (t) and U bm (t) are preferably of complementary and set zen preferably composed of a bias voltage U 0 and the push-pull superimposed modulation voltage + U m (t) and -U m (t) together men. Die beiden Modulationsphotogates bilden zusammen vorzugs weise eine quadratische Fläche. The two modulation photogate together preference, a square area. Ein Pixel mit nur zwei Modulations photogates kann auch als Zweifachpixel bezeichnet werden. A pixel with only two modulation photo gates can also be described as a two-pixel.

Dieses erfindungsgemäße Prinzip setzt den photoelektrischen Quan teneffekt, verursacht durch elektromagnetische Wellen, voraus. This principle of the invention is the photoelectric Quan cost effect caused by electromagnetic waves ahead. Trotzdem wird - ohne daß dies als Einschränkung zu begreifen ist - immer von Lichtwellen gesprochen. Nevertheless - although this should not be understood as a limitation - always spoken of light waves.

In der modulationsspannungsabhängigen bzw. phasenabhängigen Drift der photoerzeugten Ladungsträger zur rechten oder zur linken Seite der Modulationsphotogates ("Ladungsschaukel") besteht der ei gentliche Misch- bzw. Multiplikationsprozeß. In the modulation voltage-gated or phase-dependent drift of photo-generated charge carriers to the right or left side of the modulating photo gates ( "charge swing") consists of egg gentliche mixing or multiplication process. Dabei stellt die Ladungs differenz zwischen den so getrennten, unter den Akkumulationsgates gesammelten und an die Ausleseelektronik weitergeleiteten Ladungs trägern unter Berücksichtigung einer Integration in einer vorgegebe nen Zeit ein Maß für die Korrelationsfunktion der Einhüllenden des einfallenden modulierten Lichtsignals und der Modulationsspannung U m (t) dar. In this case, the charge difference between the thus separated, collected under the accumulation gates and forwarded to the readout electronics charge carriers in consideration of integration into a pre give NEN time a measure of the correlation function of the envelope of the incident modulated light signal and the modulating voltage U m (t) ,

Gleichzeitig bleibt die Ladungssumme dieser zu den Akkumulations gates gedrifteten und weitergeleiteten Ladungsträger von der Stellung der Ladungsschaukel unbeeinflußt und steht als entsprechende Pi xelintensität bzw. als Pixelgrauwert zur Verfügung. Simultaneously, the sum of these charge drifted to the accumulation gates and forwarded charge carriers from the position of the charge swing is unaffected and is available as appropriate Pi xelintensität or as pixel gray value is available.

Um die relative Phase oder Zeitverzögerung der einfallenden Licht welle zu bestimmen, ist es - wie oben beschrieben - notwendig, drei Messungen für die drei Größen Gleichspannungs- und Wechselspan nungsanteil sowie relative Phase durchzuführen. To determine the relative phase or time delay of the incident light wave, it is - as described above - necessary to perform three measurements for the three sizes of DC and AC clamping voltage component and relative phase. Daher ist eine Aus gestaltung des Pixels des photonischen Mischelementes mit drei licht empfindlichen Modulationsphotogates möglich, die mit Modulations photogatespannungen beaufschlagt werden, die drei verschiedene Pha senverschiebungen zur vom Sender ausgestrahlten Lichtwelle aufwei sen. Therefore, one is off design of the pixel of the photonic mixing element with three light-sensitive modulating photo gates possible, which are acted photo gate voltages with modulation, the three different Pha senverschiebungen to broadcast from a transmitter optical aufwei sen.

Zur Bestimmung der Phase des Empfangssignals an jedem Pixel des photonischen Mischelementes aus den resultierenden Korrelations amplituden werden zweckmäßiger Weise jedoch vier verschiedene Messungen bei vier verschiedenen Phasen des Mischersignals heran gezogen. However, four different measurements at four different stages of the mixer signal zoom be amplitude for determining the phase of the received signal at each pixel of the photonic mixing element from the resulting correlation suitably drawn. Dadurch erhält man eine Überbestimmung, durch die das Rauschen entscheidend verringert werden kann. This gives an over provision by which the noise can be reduced significantly.

Durch die Gegentaktanordnung der Modulationsphotogatespannun gen an zwei Modulationsphotogates pro Pixel werden jeweils zwei die ser Messungen gleichzeitig durchgeführt. By the push-pull arrangement of Modulationsphotogatespannun gen are each performed ser measurements simultaneously two to two modulating photo gates per pixel. Daher genügt es bspw. bei ei ner HF-Modulation, zwei um jeweils 90° verschobene Messungen bei 0°/180° wie auch bei 90°/270° Phasendifferenz der Modulationsphoto gatespannungen U am (t) bzw. U bm (t) gegenüber der Phase des einge strahlten Lichtes durchzuführen, um die notwendigen vier verschie denen Meßwerte zu erhalten. Therefore, it is sufficient for example. EI ner RF modulation, two-shifted by 90 ° measurements at 0 ° / 180 ° as well as at 90 ° / 270 ° phase difference of the modulating photo gate voltages U am (t) and U bm (t) relative to carry out the phase of the incident light to various which to obtain the necessary four readings.

Besonders bevorzugt ist daher eine Anordnung, bei der das jeweils ein Pixel bildende photonische Mischelement aus vier symmetrisch ange ordneten Modulationsphotogates besteht, wobei jeweils zwei sich ge genüberliegende Modulationsphotogates mit Gegentakt- bzw. um 180° phasenverschobenen Modulationsphotogatespannungen beaufschlagt sind, wobei die beiden im Zusammenhang mit dem Zweifachpixel zu vor beschriebenen um jeweils 90° verschobenen Messungen bei 0°/180° wie auch bei 90°/270° Phasendifferenz der Modulationsphoto gatespannungen in diesem Fall gleichzeitig durchgeführt werden. Particular preference is therefore an arrangement in which the one pixel forming photonic mixing element consists of four symmetrically arranged modulating photo gates, wherein each of two ge genüberliegende modulation photogates with push-pull or 180 ° phase-shifted modulating photo gate voltages are applied, the two in conjunction with the two-pixel described beforehand shifted by 90 ° measurements at 0 ° / 180 ° as well as at 90 ° / 270 ° phase difference of the modulating photo gate voltages are simultaneously performed in this case. Ein solches Pixel kann auch als Vierfachpixel bezeichnet werden. Such a pixel can be referred to as quad pixel.

Für eine Eichung der Phasenverschiebung der Modulationsphotogate spannungen U am (t) und U bm (t) ist es weiterhin in bevorzugter Weise möglich, einen Teil der vom Sender abgestrahlten Lichtwelle als Refe renz direkt auf mindestens einen von mehreren Pixeln einer Anord nung von einer Mehrzahl von photonischen Mischelementen zu rich ten. Die von diesem direkt bestrahlten Pixel gewonnene Phasen- und Amplitudeninformation kann dann für die Eichung benutzt werden bzw. für eine Justierung der Phasenverschiebung auf einen vorgegebe nen Wert verwendet werden. For a calibration of the phase shift of the modulating photo gate U voltages am (t) and U bm (t), it is also possible in a preferred manner, a part of the radiated from the transmitter light wave as Refe rence directly to at least one of a plurality of pixels of a Anord voltage of a plurality to rich th of photonic mixing elements. the phase and amplitude information derived from this directly irradiated pixel can then be used for calibration and are used for an adjustment of the phase shift to a pre give NEN value.

Umgekehrt kann bei fremderregter unbekannter Modulation der von einem aktiven Objekt abgestrahlten, einfallenden Lichtwelle mit Hilfe mindestens eines photonischen Mischelementes die Lichtwelle mit der bekanntlich hohen Auflösung eines Lock-in-Verstärkers vermes sen werden. Conversely, the light emitted by an active object, incident light wave with the aid of at least one photonic mixing element can be the light wave with the known high resolution of a lock-in amplifier vermes sen in externally excited unknown modulation. Dazu bildet das photonische Mischelement zusammen mit einem an die Stelle des Senders tretenden durchstimmbaren Mo dulationsgenerators einen Phasenregelkreis. For this purpose, forms the photonic mixing element together with a passing to the place of the transmitter tunable Mo dulationsgenerators a phase locked loop. Weiterhin findet sowohl bei der Lock-in-Verstärkung der Phase-Lock-Loop für bspw. für eine HF-Modulation als auch der Delay-Lock-Loop für eine digitale Modula tion Anwendung. Continues to find both the lock-in gain of the phase lock loop for example. For RF modulation and the delay lock loop for a digital Modula tion application.

Für die Vermessung passiver Objekte kann die Modulation des abge strahlten Lichtes sowie die entsprechende Modulation der Modulationsphotogatespannungen U am (t) bzw. U bm (t) auf verschiedene Weise durchgeführt werden. For the measurement of the modulation of the passive objects abge irradiated light and the corresponding modulation of the modulating photo gate voltages U am (t) and U bm (t) may be carried out in various ways. Zunächst kann eine kontinuierliche HF-Modulation durchgeführt werden, wobei wiederholt in Zeitabständen, die rückwirkend von der Pixelintensivität beeinflußt werden können, die Ladungsdifferenzen und die Ladungssummen zur Auswertung der Phasen- und Amplitu deninformation der Lichtwelle ausgelesen werden. First, a continuous RF modulation can be performed, whereby the light wave repeatedly read out at time intervals that can be retroactively influenced by the Pixelintensivität, the differences in charge and the charge sums for evaluating the phase and Amplitu deninformation.

Vorteilhaft ist eine intermittierende Betriebsweise mit pulsförmiger HF-Modulation und Beleuchtung, z. It is advantageous to intermittent operation with pulsed RF modulation and lighting, for example. B. um eine störende Hinter grundbeleuchtung jeweils kurzzeitig zu übertreffen. each surpass briefly as a disturbing background backlight. Dabei werden nur die photoerzeugten Ladungen jeweils während des HF-Impulses inte griert und anschließend ausgewertet. Only the photo-generated charges are respectively inte grated during the RF pulse and then evaluated.

Bei der Bestimmung insbesondere der Phasen- bzw. Laufzeitinforma tion von reflektierten Lichtwellen können zur Erhöhung der Phasen- bzw. Laufzeitauflösung die aus der Radartechnik bekannten HF-Im pulskompressionsverfahren mit schmalen Korrelationsfunktionen, z. In determining the particular phase or running time informa tion of reflected light waves to increase the phase or running time resolution, the known from radar technology in the RF pulse compression with narrow correlation functions, z. B. die Chirp-Technik eingesetzt werden. For example, the chirp technology are used. Dabei ist sowohl das Modu lationssignal des einzelnen photonischen Mischelements als auch die mit vorgegebener Phasenbeziehung beleuchtende Lichtwelle des Sen ders und somit auch die mit der gesuchten Phasenbeziehung reflek tierte Lichtwelle repetierend mit einem Chirp moduliert. Both the modu lationssignal of the individual photonic mixing element and the illuminating with a predetermined phase relationship of the optical Sen DERS and thus the reflectors with the desired phase relationship is repetitively struck light wave modulated by a chirp. Durch die Chirpmodulation werden in geeigneter Weise durch Einfügen einer einstellbaren Verzögerung zwischen der Modulationsphotogatespan nung des photonischen Mischelements und des vom Sender abge strahlten Lichts Mehrfachziele aufgelöst bzw. störende Mehrfachrefle xionen einer beleuchteten Szene unterdrückt. By the chirp modulation of an adjustable delay between the modulating photo gate voltage-of the photonic mixing element and the abge radiated from the transmitter light multiple targets are dissolved in an appropriate manner by inserting or interfering Mehrfachrefle flections an illuminated scene suppressed.

Als weitere Modulation steht die auch unten beschriebene Pseudo- Rausch-Modulation (Pseudo-Noise(PN)-Modulation) sowohl als Ba sisband-PN- als auch als HF-PN-Modulation zur Verfügung. As a further modulation is described below also pseudo-noise modulation (pseudo-noise (PN) modulation) both as Ba sisband-PN as well as HF-PN-modulation. Ein Samplingbetrieb mit Abtast- und Haltevorgängen (Sample-and-Hold) bei repetierenden Lichtsignalen ist ein Sonderfall der Mischung und Korrelation mit Nadelimpulsen. A sampling operation with sample and hold operations (sample-and-hold) for repetitive light signals is a special case of the mixture and correlation with needle pulses. Auch hierfür sowie für andere An wendungen gepulster Modulation kann das erfindungsgemäße photo nische Mischelement vorteilhaft eingesetzt werden. Also for this and for other applications to pulsed modulation, the inventive photonic mixing element advantageously be used.

Die aufgezählten Modulationsarten sind an sich sämtlich aus dem Stand der Technik bekannt. The enumerated types of modulation are known in all of the prior art.

Die zu den Akkumulationsgates gedrifteten Ladungen können nun in verschiedener Weise weiterverarbeitet werden. The drifted to the accumulation gates charges can now be further processed in various ways. Zum einen kann das photonische Mischelement in CCD-Technologie realisiert sein, wobei dann die Ladungen unterhalb der Akkumulationsgates gesammelt bzw. integriert und anschließend in herkömmlicher Weise bis zur CCD-Ausleseschaltung z. First, the photonic mixing element can be implemented in CCD technology, in which case the charges collected below the accumulation gates or integrated, and then in a conventional manner to the CCD readout circuit z. B. im Dreiphasen-Schiebetakt verschoben und über eine p- oder n-Diffusion ausgelesen werden. B. be moved in the three-phase shift clock, and read out via a p-type or n-type diffusion.

Zum anderen kann das photonische Mischelement in CMOS-Techno logie als Aktivpixelelement mit pixeleigener Auslese- und Signalvor verarbeitungselektronik realisiert sein. Secondly, the photonic mixing element in CMOS techno logy can be realized processing electronics as active pixel element with pixel own read-out and signal pre. Dabei wird praktisch die in der CCD-Technik übliche Ausleseschaltung jeweils beidseitig bis unmittel bar an die Modulationsphotogates herangeführt. The usual technique in the CCD read-out circuit is in each case on both sides introduced to the modulating photo gates to immediacy bar practical. Die Akkumulations gates werden dabei vorzugsweise als gesperrte kapazitätsarme pn-Di oden ausgestaltet und leiten die ankommenden photogenerierten La dungen vorzugsweise unmittelbar über die Elektroden G a und G b an die Pixelauslese- und Signalvorverarbeitungselektronik zur dortigen Speicherung und Verarbeitung weiter. The accumulation gates are preferably configured as diodes locked low-capacitance pn Di and direct the incoming photogenerated La compounds preferably immediately over the electrodes G a and G b to the Pixelauslese- and Signalvorverarbeitungselektronik for storage therein and further processing.

Im letzteren Fall werden also die beiden Ladungsanteile der Ladungs schaukel kontinuierlich ausgelesen und können z. In the latter case, the two charge units of charge are read out continuously, and can swing z. B. mit einem La dungsverstärker praktisch rückwirkungsfrei auf je einer nachgeschalte ten Kapazität gespeichert werden. B. be stored with a La-making amplifier virtually without reaction on either nachgeschalte th capacity.

Es ist Stand der Technik, daß vor jeder neuen Messung die beteiligten und aufgeladenen Kapazitäten durch elektronische Reset-Schalter ent laden werden und daß zweckmäßig die im Reset-Zustand gemessenen Fehlspannungen zur Korrektur der eigentlichen Meßwerte verwendet werden. It is state of the art that the involved, and charged capacity is load ent by electronic reset switch before each new measurement and that the measured offset voltages in the reset state are used for correcting the actual measured values ​​appropriate. Diese Anwendung des pixelweisen rückwirkungsfreien Aus lesens hat den Vorteil, daß die gesamte Dynamik des photonischen Mischelementes und somit des Meßverfahrens erheblich gegenüber der Realisierung in CCD-Technologie gesteigert werden kann. This application of the pixel-feedback-free From reading has the advantage that the entire dynamics of the photonic mixing element and thus the measurement process can be considerably increased compared to the realization in CCD technology.

In weiter bevorzugter Weise ist es möglich, die Phasen- und Amplitu deninformation in einer Pixelauslese- und Signalvorverarbeitungs elektronik vorzugsweise als On-chip-Integration direkt zu berechnen. More preferably, it is possible that phase and Amplitu deninformation in a Pixelauslese- and signal preprocessing electronics preferably as an on-chip integration to calculate directly. Solch ein anwendungsspezifischer optoelektronischer Chip (ASOC) bzw. solch ein Aktiv-Pixel-Sensor (APS) erhöht die Meßrate und er möglicht eine pixelweise Vorverarbeitung der Phasen und/oder Am plituden. Such an application specific optoelectronic chip (ASOC) or such an active pixel sensor (APS) increases the sample rate, and it enables a pixel-wise pre-processing of the phases and / or amplitudes Am.

Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Modulation gleichzeitig mit der Ladungserzeugung und -trennung er folgt. An important advantage of the present invention is that the modulation simultaneously with the charge generation and separation he follows. Mit anderen Worten finden die Detektion und die Mischung gleichzeitig und ohne zusätzlich rauschende und bandbegrenzende Zwischenstufen statt. In other words, the detection and the mixture occur simultaneously and without additional noisy and band-limiting intermediates. Daher werden die im Stand der Technik unter anderem auftretenden zeitlichen Driftfehler verhindert, die bei einer zeitlich und räumlich von der Detektion getrennten Modulation und Integration der Ladungen zwangsläufig auftreten und nicht zu unter drücken sind. Therefore, the occurring in the prior art, inter alia, temporal drift error can be prevented, which inevitably occur in a temporally and spatially separate from the modulation detection and integration of the charges and are not to be press.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der hohen Grenzfrequenz des photonischen Mischelements. Another advantage of the present invention lies in the high cut-off frequency of the photonic mixer element. Die Grenzfrequenz des Ladungstransfers durch die Gegentaktmodulationsspannung ist bezüglich der maximalen Driftlänge oder Transferstrecke, also der Summenlänge der Modulationsphotogates, mit der Grenzfrequenz entsprechender MOS-Transistoren vergleichbar und erreicht somit den GHz-Bereich. The cutoff frequency of the charge transfer by the push-pull modulation voltage is on the maximum drift length or transfer line, so the sum of the length of the modulating photo gates, similar to the cut-off frequency corresponding MOS transistors and thus reached the GHz range. Weiterhin werden durch die antisymmetrische Ladungs trägertrennung und -differenzbildung störende Gleichtaktsignale un terdrückt. Furthermore interfering common mode signals suppresses un by the anti-symmetric charge carrier separation and -differenzbildung. Jedes nicht mit dem Modulationssignal korrelierende Stör signal, z. Each non-correlated with the modulation signal interference signal, eg. B. die Hintergrundbeleuchtung, wird in der Ladungsdifferenz unterdrückt, was zu einem hohen Signal-zu-Rauschverhältnis führt. B. backlight is suppressed in the charge difference, which results in a high signal-to-noise ratio. Weiterhin tritt nur ein geringes Zeitdriften wegen der Zusammenfas sung von Detektion, Mischen sowie Ladungsträgerintegration und -differenzbildung auf dem gleichen Chip auf. Furthermore, only a low time drift occurs because of the summary provides on of detection, mixing and charge carrier integration and -differenzbildung on the same chip. Zudem wird eine Zu sammenfassung praktisch aller Meßfunktionen innerhalb einer einzi gen Halbleiterstruktur möglich. In addition, an Executive Summary of virtually all measurement functions within only peo gen semiconductor structure is possible.

Gegenüber dem Stand der Technik der DE 44 39 298 A1 mit der Ver wendung von Pockelszellen als Modulatoren sind nur geringe Modu lationsspannungen im 1 statt 1000 Volt-Bereich notwendig. Compared to the prior art of DE 44 39 298 A1 with the application Ver Pockels cells as modulators only small modu lationsspannungen in 1 instead of 1000 volt range required. Zudem wird durch eine 2D-Anordnung von erfindungsgemäßen photoni schen Mischelementen eine große Apertur auf der Empfängerseite ge währleistet. In addition, a large aperture on the receiving end will ge guaranteed by a 2D array of inventive photonic rule mixing elements.

Für die Bestimmung der Phasen- und/oder Amplitudeninformation ist weiterhin kein kohärentes oder polarisiertes Licht erforderlich. For determining the phase and / or amplitude information no coherent or polarized light is still required. Damit können weitere spezifische Eigenschaften der einfallenden Lichtwellen durch Vorschalten selektierender Filter z. Thus further specific properties of the incident light waves by connecting selektierender filter z. B. bezüglich Po larisation und Wellenlänge des Lichts genutzt werden. B. respect larisa tion Po and wavelength of light are used. Zusätzlich sind eine hohe Empfindlichkeit und ein hohes Signal-zu-Rausch-Verhält nis durch den Wegfall der nach dem Stand der Technik eingesetzten breitbandigen Photodetektorverstärker und elektronischen Mischer gegeben. In addition, a high sensitivity and a high signal-to-noise behaves nis are given by the omission of the broadband photodetector amplifier and used according to the prior art electronic mixer.

Die spektrale optische Bandbreite der zu vermessenden Lichtwellen wird durch die spektrale Photoempfindlichkeit des in der Raumla dungszone unter den Photogates verwendeten Materials bestimmt, dhz B. bei Silizium etwa der Wellenlängenbereich 0,3 bis 1,1 µm, bei InGaAs etw 0,8 bis 1,6 µm und bei InSb etwa 1 bis 5,5 µm. The spectral optical bandwidth of the to be measured light waves is determined by the spectral photosensitivity of the material in the Raumla dung zone under the photogate used, ie for example the case of silicon as the wavelength range 0.3 to 1.1 microns in InGaAs sth 0.8 to 1 , 6 microns and at InSb about 1 to 5.5 microns.

Die photonischen Mischelemente können in einer beliebigen null-, ein- oder zweidimensionalen Anordnung angeordnet werden und bie ten somit ein breites Spektrum an Anwendungsgeometrien. The photonic mixing elements may be in any zero-, one- or two-dimensional array are arranged, and thus bie th a wide range of application geometries. Dabei können mehrere 100.000 photonische Mischelemente parallel mit ei ner Modulationsbandbreite von z. Several 100,000 photonic mixing elements can be parallel with egg ner modulation bandwidth of z. B. 10-1000 MHz betrieben werden, so daß z. B. 10-1000 MHz are operated, so that, for. B. eine Kameraaufnahme einer 3D-Szene mit Bestimmung der Entfernungsinformation in jedem Bildpunkt extrem schnell realisier bar ist. B. is realizable in cash, a camera recording a 3D scene with determining the distance information in each pixel extremely fast. Über die Ladungsdifferenzen der zu den Akkumulationsgates fließenden und ausgelesenden Ladungen wird pixelweise das Phasen bild ϕ(x, y) oder - im Falle modulierter Beleuchtung - das Entfernungs bild bzw. Tiefenbild mit dem Radiusvektor bzw. Voxelabstand R(x, y) bestimmt. is on the charge differences of the accumulation gates flowing and be read charges pixel by pixel the phase image φ (x, y), or - in the case of modulated light - the distance image and depth image with the radius vector and voxel spacing R (x, y) is determined. Die entsprechenden Ladungssummen ergeben den konven tionellen Pixelgrauwert A(x, y). The corresponding charge sums yield the conven tional pixel gray value A (x, y). Beide können zum skalierten Grau wertbild bzw. zum 3D-Bild A(x, y, z) zusammengefaßt werden. Both can to the scaled gray value image or the 3D image A (x, y, z) are summarized.

Die 3D-Bild-Wiederholrate liegt dabei im Bereich von etwa 10 Hz bis über 1000 Hz und hängt von der Anzahl der verwendeten photoni schen Mischelemente und der Lichtintensität ab. The 3D image repetition rate is in the range of about 10 Hz to about 1000 Hz and depends on the number of photonic rule mixing elements used and the light intensity. Durch zusätzliche Farbfilter ist es möglich, die üblichen Farbwerte Rot(x, y), Grün(x, y) und Blau(x, y) des Entfernungsbildes R(x, y) zu gewinnen. By additional color filter, it is possible the usual color values ​​red (x, y), green (x, y) and blue (x, y) of the distance image R (x, y) to win.

Durch den integrierten Aufbau von Mischung und Ladungsträgerinte gration wird nicht zuletzt auch ein einfacher Aufbau des photonischen Mischelementes erreicht. The integrated structure of mixing and Ladungsträgerinte gration, a simple structure of the photonic mixing element is achieved not least. Schließlich muß kein besonderer Aufwand im Empfangskanal geleistet werden, denn eine konventionelle Abbil dungsoptik reicht für die Abbildung der einfallenden, ggfs. reflektier ten Lichtwelle aus, sofern eine ein- oder zweidimensionale Szene und nicht nur ein Punkt aufgenommen werden soll. After all, no special effort in the receiving channel has to be done, because a conventional Abbil dung optics is sufficient for the picture of the incident, if necessary. Reflektier th light wave, if a one or two dimensional scene and not just a point to be recorded. Durch synchrones Zoomen der Sende- und Empfangsoptik ist die Meßvorrichtung an un terschiedliche 3D-Szenen flexibel anpaßbar. By synchronous zoom the optical transmitter and receiver, the measuring device to un terschiedliche 3D scenes can be flexibly adapted.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. The invention is explained below with reference to exemplary embodiments, reference being made to the drawing. In der Zeichnung zeigt In the drawing

Fig. 1a) im Querschnitt ein Pixel eines ersten Ausführungsbei spiels eines erfindungsgemäßen photonischen Mischele mentes in CCD-Technologie sowie b)-f) die Potentialver teilung U S (t) für die verschiedenen Phasen bzw. Zeiten der beiden komplementären Modulationsphotogates spannungen U am (t) und U bm (t), Fig. 1a) play a pixel of a first Ausführungsbei in cross-section of a photonic Mischele invention mentes in CCD technology and b) -f), the Potentialver distribution U S (t) for the different phases or times of the two complementary modulation photogate voltages U am ( t) and U bm (t),

Fig. 2 eine Blockbilddarstellung zweier linear angeordneter Pixel in CCD-Technologie einschließlich einem Teil einer Inter line-Transfer-Auslesevorrichtung, Fig. 2 is a block diagram representation of two linearly arranged pixels in CCD technology including a portion of an interline transfer-out apparatus,

Fig. 3 im Diagramm die Intensitätsverteilung des eingestrahlten Lichtes und die Potentialverläufe der Spannungen U sep (t), U a (t), U am (t), U bm (t) und U b (t) im Falle einer HF-Modula tion, Fig. 3 a diagram showing the intensity distribution of the incident light and the potential profiles of the voltages U sep (t), U a (t), U bm am (t), U (t) and U b (t) in the case of an RF Modula tion,

Fig. 4 im Diagramm die Charakteristik des Misch- und Korrela tionsergebnisses des photonischen Mischelements in Form der gemittelten zu den Akkumulationsgates drif tenden photogenerierten Ladungsträgerströme Fig. 4 a diagram showing the characteristics of the mixing and correla tion result of the photonic mixer element in the form of the average to the accumulation gates Drif Tenden photogenerated charge carriers currents i i a und a and i i b bei einer HF-Modulation in Abhängigkeit von der relati ven Phasen- bzw. Laufzeitverschiebung ϕ opt = ω m τ, b at an RF modulation, depending on the relati ven phase or running time shift φ opt = ω m τ,

Fig. 5 im Diagramm für eine PN-Modulation a) das Modulati onssignal, b) die Charakteristik des Misch- und Korrelati onsergebnisses sowohl für ein Zweifachpixel (nur Fig. 5 in the diagram for a PN modulation a) the Modulati onssignal, b) the characteristics of the mixing and Korrelati onsergebnisses both for a two-pixel (only i i a und a and i i b ) als auch für ein Vierfachpixel mit b) as well as for a four-pixel with i i c und c and i i d bei einer Verzögerung des Modulationssignals für das 3. und 4. Modulationsgate cm und dm von T B sowie c) die für die Entfernungsauswertung relevanten Differenzwerte Δ d in a delay of the modulation signal for the 3rd and 4th modulation gate cm and dm of T B and c) relevant to the evaluation distance difference values Δ i i ab + Δ ab + Δ i i cd = cd = i i a - a - i i b + ( b + ( i i c - c - i i d ) und Δ d) and Δ i i ab - Δ from - Δ i i cd = cd = i i a - a - i i b - ( b - ( i i c - c - i i d ), d)

Fig. 6a) im Querschnitt ein Pixel eines zweiten Ausführungs beispiels in CCD-Technologie eines erfindungsgemäßen photonischen Mischelementes mit einem mittleren Modulationsphotogate G 0 sowie die Potentialverteilungen unter den Modulationsphotogates und Akkumulationsgates b) für eine positive und c) für eine negative Modulationsspannung U m (t), Fig. 6a) in cross-section a pixel of a second execution example in CCD technology of a photonic mixing element according to the invention having an average modulating photo gate G 0 and the potential distributions among the modulating photo gates and accumulation gates b) for a positive and (c) for a negative modulating voltage U m t )

Fig. 7a) im Querschnitt ein Pixel eines dritten Ausführungsbei spiels eines erfindungsgemäßen photonischen Mischele mentes sowie b)-f) die Potentialverteilungen für die ver schiedenen Phasen analog zu Fig. 1, Fig. 7a) play a pixel of a third Ausführungsbei in cross-section of a photonic Mischele invention mentes and b) -f), the potential distributions for the various phases ver analogous to FIG. 1,

Fig. 8 in einer Draufsicht ein Pixel eines vierten Ausführungs beispiels eines erfindungsgemäßen photonischen Misch elementes mit vier Modulationsphotogates und vier Ac kumulationsgates, als Vierfachpixel bezeichnet, Example of a photonic mixer according to the invention accumulation gates FIG. 8 in a plan view a pixel of a fourth execution element with four modulating photo gates and four Ac, referred to as quad pixel,

Fig. 9 in einer Draufsicht ein Pixel eines fünften Ausführungs beispiels eines erfindungsgemäßen photonischen Misch elementes mit vier Modulationsphotogates und vier Ac kumulationsgates und einem zentralen symmetrischen mittleren Gate G 0 , Fig. 9 is a pixel of a fifth execution element accumulation gates in a plan view example of a photonic mixer according to the invention with four modulating photo gates and four Ac and a central symmetrical middle gate G 0,

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und Amplitudeninformation einer Lichtwelle, Fig. 10 is a schematic representation of a known prior art device for determining a light wave of the phase and amplitude information,

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und Amplitu deninformation einer Lichtwelle für HF-Modulation, Fig. 11 is a schematic representation of a device according to the invention for determining the phase and Amplitu deninformation a light wave for RF modulation,

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Phasen- und Am plitudeninformation einer Lichtwelle z. Fig. 12 is a schematic representation of a device according to the invention for determining the phase and on a light wave plitudeninformation z. B. für PN-Modu lation oder Rechteckmodulation, As for PN Modu lation or square wave modulation,

Fig. 13a) im Querschnitt ein Pixel eines sechsten Ausführungs beispiels eines erfindungsgemäßen photonischen Misch elementes mit Pixelauslese- und -vorverarbeitungselek tronik in CMOS-Technologie sowie b) und c) die Potenti alverteilung analog zu Fig. 6 für zwei Phasen bzw. Polaritäten der Modulationsphotogatespannung und FIG. 13a) in cross-section a pixel of a sixth execution example of a photonic mixer according to the invention element with Pixelauslese- and -vorverarbeitungselek electronics in CMOS technology, as well as b) and c) the Potenti alverteilung analogous to FIG. 6 for two phases or polarities of the modulating photo gate voltage and

Fig. 14 in einer Draufsicht ein Pixel eines siebten Ausführungs beispiels eines erfindungsgemäßen photonischen Misch elementes mit vier Modulationsphotogates, vier Akku mulationsgates sowie einem kreuzförmig ausgestalteten mittleren Gate G 0 , vorzugsweise für digitale Modulation. Fig. 14 in a plan view a pixel of a seventh example of execution of a photonic mixer according to the invention element with four modulating photo gate, four battery mulationsgates and a cross-shaped configured middle gate G 0, preferably for digital modulation.

Fig. 1a zeigt den Querschnitt eines einzelnen Pixels 1 eines photoni schen Mischelementes am Beispiel einer CCD-Struktur. FIG. 1a shows the cross section of a single pixel 1 of a photonic rule mixing element the example of a CCD structure. Dabei umfaßt das photonische Mischelement neben dem Pixel 1 die für die Span nungsversorgung und die Signalableitungen notwendigen Strukturen. Here, the photonic mixing element adjacent to the pixel 1 comprises the structures voltage supply for the chip and the necessary signal leads. Die äußeren Gates G sep dienen lediglich zur elektrischen Abgrenzung dieses Pixels gegenüber benachbarten Strukturen. The outer gates G sep serve only for electrical limits of that pixel relative to adjacent structures.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung ist auf einem p-dotierten Silizium substrat 2 ausgeführt. The embodiment shown in Fig. 1, on a p-type silicon substrate 2 is carried out. Der Misch- oder Multiplikationsvorgang des vorgeschlagenen Konzepts sei zunächst für reine CW-Hochfrequenz modulation betrachtet. The mixing or multiplication operation of the proposed concept was first considered modulation for pure CW radio frequency.

Bezogen auf den Querschnitt zeigt Fig. 1b-f schematisch die Potential verteilungen für verschiedene Phasen des Mischprozesses. Based on the cross-section shown in FIG. 1b-f schematically the potential distributions for different phases of the mixing process. Die mittle ren Modulationsphotogates G am und G bm stellen den lichtsensitiven Teil dar und befinden sich im Inversionszustand. The mittle ren modulating photo gates G am and G bm represent the light-sensitive part and are located in the inversion state. Zusätzlich zu einer positiven Vorspannung U 0 an der leitfähigen aber optisch teiltranspa renten oberen Abdeckung z. In addition to a positive bias voltage U 0 at the conductive but optically teiltranspa pensions top cover z. B. aus Poly- Silizium werden sie mit den überlagerten Gegentaktspannungen U m (t) betrieben. For example, from polysilicon they are operated m (t) with the superimposed push-pull voltages U. Es ergeben sich die Modulationsspannungen U am (t) = U 0 + U m (t) bzw. U bm (t) = U 0 - U m (t). This results in the modulation voltages U am (t) = U 0 + U m (t) and U bm (t) = U 0 - U m (t).

Diese verursachen multiplikativ eine Separierung der durch die Pho tonen der einfallenden Lichtwelle in der Raumladungszone erzeugten Minoritätsladungsträger unmittelbar unterhalb der Isolatorschicht 3 , z. These cause a separation of the multiplicative tone by the Pho of the incident light wave in the space charge region minority charge carriers generated immediately beneath the insulating layer 3, for example. B. aus Siliziumoxyd oder Siliziumnitrid. As of silicon oxide or silicon nitride. Diese Ladungsträger (im Beispiel Elektronen) driften unter dem Einfluß der modulierenden Gegentaktspannung zu den eng benachbarten positiven Akkumulati onsgates G a oder G b und werden dort aufintegriert während die Majo ritätsladungsträger bzw. Löcher zum Masseanschluß des p-Si-Substrats fließen. These charge carriers (in this example, electrons) drift under the influence of the modulating mode voltage to the closely adjacent positive Akkumulati onsgates G a or G b and are integrated therein during the Majo ritätsladungsträger or holes for ground connection of the p-Si substrate flow. Auch eine rückwärtige Beleuchtung ist möglich. A backlight is possible.

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht von zwei Pixeln 1 des erfinderischen photo nischen Mischelementes einschließlich eines Teils einer Interline- Transfer-Auslesevorrichtung 7 in Form eines 3-Phasen-CCD-Schiebe registers, an dessen einem Ende sich die Ausleseelektronik mit einem Diffusionsübergang für die serielle Weiterverarbeitung der durch die Korrelation gewonnen Ladungswerte befindet. Fig. 2 shows a plan view of two pixels 1 of the inventive photonic mixing element including a portion of an interline transfer read-out device registers 7 in the form of a 3-phase CCD shift, at one end of the readout electronics with a diffusion transfer for the serial further processing of the obtained by the correlation values ​​is charge. Nach einer vorgebba ren Zeit T für die Ladungsakkumulation unter allen Akkumulations gates der Zeile werden z. After a vorgebba ren time T for the charge accumulation under all accumulation gates row z. B. bei Pixel Nr. n die Ladungen q a und q b un ter Ga und G b über das Transfergate TG a bzw. TG b auf das 3-Phasen- Ausleseschieberegister gegeben. B. at pixel no. N the charges q a and q b un ter Ga and G b via the transfer gate TG or a TG b given to the 3-phase read-out shift register. Die begrenzenden Separationsgates G sep schirmen das Korrelationspixel gegen unerwünschte äußere Ein flüsse ab und liegen vorzugsweise auf Massepotential. The limiting separation gates G sep shield the correlation pixels against undesirable external influences from A, and are preferably at ground potential.

In Fig. 3 sind die zu Fig. 1 gehörenden Spannungsverläufe dargestellt. In Fig. 3, belonging to FIG. 1, voltage profiles are shown. Die Modulationsphotogates G am und G bm werden mittels der in Fig. 3 dargestellten Modulationsphotogatespannungen, die eine gegenpha sige HF-Modulationsspannung U m (t) enthalten, angesteuert, die wie folgt beschrieben sind: The modulating photo gates G am and G bm are driven by means of the embodiment shown in Figure 3 modulating photo gate voltages, which contain a gegenpha SiGe RF modulating voltage U m (t) which are described as follows.:

U am = U 0 + U m cos(ω m t) (1a) U am = U 0 + U m cos (ω m t) (1a)

und and

U bm = U 0 + U m cos(ω m t - 180°) = U 0 - U m cos(ω m t) (1b) U bm = U 0 + U m cos (ω m t - 180 degrees) = U 0 - U m cos (ω m t) (1b)

In Fig. 1b-f ist die Potentialverteilung U S (s) in der Raumladungszone über der räumlichen Ausdehnung s eines repräsentativen Pixels 1 für alle beteiligten Gates dieses Pixels in der zeitlichen Sequenz von t 0 bis t 8 für die Dauer einer Periode T m des HF-Modulationssignals anschau lich dargestellt. In Fig. 1b-f, the potential distribution is U S (s) in the space charge region over the spatial extent s of a representative pixel 1 for all participating Gates of this pixel in the temporal sequence of t 0 to t 8 for the duration of a period T m of the RF modulation signal shown Anschau Lich. An den Akkumulationsgates G a und G b sorgt eine rela tiv hohe positive Spannung für die Ansammlung der photogenerier ten Ladungsträger, nachdem diese nach Maßgabe und Polarität der Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) entweder vor wiegend zur linken oder zur rechten Seite des in Fig. 1 im Querschnitt gezeigten Pixels 1 gedriftet sind. To the accumulation gates G a and G b is a rela tively high positive voltage for the collection of photogenerier th carrier after they bm accordance with and polarity of the modulating photo gate voltages U am (t) and U (t) either before weighing right to the left or to provide side of the pixel shown in Fig. 1 in cross section have drifted 1. Dieser Vorgang wirkt sich dann in be sonderer Weise aus, wenn die Lichtmodulation und die Modulations photogatespannung U am (t) die gleiche Frequenz aufweisen. This process then has a special way to be off when the light modulation and the modulation photo gate voltage having U am (t) have the same frequency. Dann ent steht je nach der Phasendifferenz ϕ opt eine mittlere Vorzugsrichtung der Ladungsträgerdrift zu den Akkumulationsgates G a und G b . Then ent is depending on the phase difference φ opt an average preferred direction of charge carrier drift to the accumulation gates G a and G b. Die zu gehörigen gemittelten Ströme werden durch The averaged to associated streams by i i a und a and i i b beschrieben. b described.

Der zugrundeliegende Korrelationsprozeß kann mathematisch so be schrieben werden: In der Empfangsebene des im allgemeinsten Fall 2D- Arrays photonischer Mischelemente ist z = 0 und die einfallende mo dulierte Lichtwelle wird dort allgemein durch P opt (x, y, t - τ) beschrieben. The underlying correlation process can be mathematically written as be: In the receiving plane of the photonic general case 2D arrays mixing elements z = 0 and the incident mo lated light wave is there generally indicated by P opt (x, y, t - τ) described. Hier wird sie über die photogenerierten Ladungsträger mit dem dort wirkenden Gegentakt-Modulationssignal, in allgemeiner Form durch U m (x, y, t) beschrieben, bezüglich der Ladungsdifferenzen der beiden Akkumulationsgates annähernd multiplikativ und integrativ ver knüpft. Here it is the photogenerated charge carriers with the acting there push-pull modulation signal, in a general form by U m (x, y, t) described with respect to the charge differences of the two accumulation gates approximately multiplicative and integrative ver linked. Die entsprechende Korrelationsfunktion ϕ Um,Popt (x, y, t) wird z. The corresponding correlation function φ order, Popt (x, y, t) z. B. für alle gemittelten Differenzen der Ladungsträgerdrifts Δq ab /T = Δ As for all averaged differences of the charge carriers drift .DELTA.Q from / T = Δ i i ab = ab = i i a - a - i i b (mit T = Integrationszeit) zu den Akkumulati onsgates G a und G b im allgemeinsten Fall ortsabhängig als Dreifachfal tung beschrieben: b (with T = integration time) to the Akkumulati onsgates G a and G b described in the general case as a function of location Dreifachfal tung:

ϕ Um,Popt (x, y, τ) = k 1 .U am (-x, -y, -τ)***P opt (x, y, τ) = k 2 To φ, Popt (x, y, τ) = 1 k .U on the (-x, -y, -τ) *** P opt (x, y, τ) = k 2 i i ab (x, y, τ) (2) from (x, y, τ) (2)

mit der Laufzeitdifferenz τ = ϕ optm , der Modulationskreisfrequenz w m und den strukturabhängigen, jedoch für das Funktionsprinzip unwesentlichen Konstanten k 1 und k 2 . with the transit time difference τ = φ opt / ω m, the modulation angular frequency w m and the structure-dependent, however, insignificant for the functioning principle constants k 1 and k. 2

Das erfindungsgemäße photonische Mischelement löst diese Aufgabe mit hoher Orts- und Zeitauflösung durch den schnellen separierenden Ladungstransport der Photoelektronen und deren Gegentaktspeiche rung und Differenz- und Summenauswertung. The photonic mixing element according to the invention solves this problem with high spatial and temporal resolution by the rapid separating charge transport of the photoelectrons and their push-pull spoke tion and difference and sum evaluation. Durch Differenzbil dung der gemittelten Driftströme Δ By Differenzbil the averaged drift currents Δ-making i i ab (t) = ab (t) = i i a (t) - a (t) - i i b (t), die bei nichtsta tionären Lichtwellen zeitabhängig sind, werden dabei alle störenden Offset-Anteile unterdrückt und zugleich wird die gewünschte Korrela tionsfunktion des Lichtsignals P opt (t - τ) mit der Modulationsspannung U m (t) gebildet. b (t) are time-dependent in nichtsta tionary light waves are thereby suppressed all disturbing offset of play and at the same time the desired correla is administration function of the light signal P opt - formed with the modulating voltage U m (t) (t τ).

Dieser Vorgang soll im einzelnen näher beschrieben werden. This process is described in detail in detail. Das über U am (t) und U bm (t) verursachte HF-Driftfeld bewirkt, daß die Elektro nen zu der jeweilig positiven Seite driften. The above U am (t) and U bm (t) caused RF drift field causes the electric NEN drift to the respective positive side. Während z. While such. B. der positiven Halbwelle der Modulationsphotogatespannung U am (t) = U 0 + U m (t), dh, während der negativen Halbwelle von U bm (t) = U 0 - U m (t), werden die photogenerierten Ladungsträger zum Akkumulationsgate G a driften und dort als Ladungsmenge q a angesammelt bzw weitergeleitet (vergleiche die beiden oberen Modulationsphotogatespannungsvertei lungen in Fig. 1b und c). For example, the positive half-cycle of the modulating photo gate voltage U am (t) = U 0 + U m (t), that is, during the negative half-wave of U bm (t) = U 0 - U m (t), the photo-generated charge carriers to the accumulation gate G a drift and there as a charge amount q accumulated a forwarded or (compare the two upper Modulationsphotogatespannungsvertei lungs in Fig. 1b and c). In Fig. 3 ist für den Fall einer stationären, harmonisch modulierten Beleuchtung die optische Leistung pro Pixel dargestellt als In Fig. 3, the optical power per pixel is shown as in the case of a stationary, harmonically modulated illumination

P opt (t - τ) = P 0 + P m cos(ωt - ϕ opt ) (3) P opt (t - τ) = P 0 + P m cos (.omega.t - φ opt) (3)

wobei P 0 den Mittelwert inklusive der Hintergrundbeleuchtung, P m die Modulationsamplitude, ω m die HF-Modulationsfrequenz, ϕ opt die Phasenverzögerung und τ = ϕ optm die entsprechende Laufzeitverzö gerung der einfallenden Lichtwelle gegenüber der Modulationsphase an G am repräsentiert. where P 0 is the average including the backlight, P m is the modulation amplitude, ω m is the RF modulation frequency, φ opt the phase delay, and τ = φ opt / ω m, the corresponding Laufzeitverzö the incident light wave relative to the modulation phase of G delay on represented. Der gesamte erzeugte Photostrom pro Pixel ist The entire photocurrent generated per pixel

i(t) = S λ .P opt (t - τ) = S λ .[P 0 + P m .cos(ω m t - ϕ opt )] (4) i (t) = S .P λ opt (t - τ) = λ S. [P 0 + P m .cos (ω m t - φ opt)] (4)

i(t) = I 0 + I m .cos(ω m t - ϕ opt ) (5) i (t) = I 0 + I m .cos (ω m t - φ opt) (5)

mit den Größen i(t) = i a (t) + i b (t), I 0 = Mittelwert des Pixelphotostroms gemäß P 0 , I m = Wechselamplitude des modulierten Photostroms ge mäß P m , und S λ = Spektrale Empfindlichkeit. with the variables i (t) = i (t) + i b (t), I 0 = mean value of the pixel photocurrent according to P 0, I m = AC amplitude of the modulated photocurrent accelerator as P m, and S λ = Spectral sensitivity. Dieser gesamte Photo strom pro Pixel ist in zwei Anteile aufgeteilt und zwar in den Strom i a (t) des Akkumulationsgates G a und in den Strom i b (t) des Akkumu lationsgates G b . This entire photocurrent per pixel is divided into two portions and that in the current i (t) of the accumulation gates G a and b into the current i (t) of the Akkumu lationsgates G b. Da diese Werte aufintegriert werden - in CCD-Techno logie unter den jeweiligen Akkumulationsgates G a und G b und bei der pixelweise auslesenden CMOS-Technologie vorzugsweise in der Aus leseelektronik - genügt es, im folgenden die Mittelwerte Since these values are integrated - in CCD-Techno logy under the respective accumulation gates G a and G b and the pixel-wise reading-CMOS technology, preferably in the off reading electronics - it is sufficient below the mean values i i a und a and i i b die ser Ströme zu berücksichtigen. b to consider the ser streams. Das Maximum der Ladungsseparation wird für den Winkel ϕ opt = 0 bzw. τ = 0 erreicht. The maximum of the charge separation is for the angle φ opt = 0 and τ = 0 is reached. Dieser Fall ist in Fig. 3 dargestellt. This case is shown in Fig. 3.

Bei harmonischer Modulation ergibt sich unter der Voraussetzung idealisierter Bedingungen wie geeigneter Modulationsamplitude, ver nachlässigbarer Driftlaufzeiten, 100%-Modulationstiefe mit P m = P 0 für die mittleren Photoströme For harmonic modulation, 100% -Modulationstiefe with P m = P 0 for the average photocurrents obtained under the condition of idealized conditions as appropriate modulation amplitude, ver nachlässigbarer drift times, i i a bzw. a and i i b b

In Fig. 4 ist der Verlauf dieser idealisierten mittleren Pixelströme ge zeigt. In FIG. 4, the course of this idealized average pixel currents shows ge. Sie repräsentieren die gegenphasigen Korrelationfunktionen, die aus den HF-modulierten Empfangslicht und den an den Modulations photogates G am und G bm angelegten HF-Modulationsphotogatespan nungen resultieren. They represent the opposite-phase correlation functions resulting from the RF modulated received light and the voltage applied to the modulation photo gates G am and G bm RF modulation photogate clamping voltages. Ihre Summe entspricht mit I 0 der mittleren Pixel lichtleistung P 0 . Their sum corresponds to I 0 of the average pixel light output P 0th Die gesamte Ladungsmenge, die über der Zeit T = NT m (dh, über N Perioden T m der HF-Modulationsspannung) ange sammelt wird, ergibt sich zu The total amount of charge which is a function of time T = NT m (that is, over N periods T m of the RF modulation voltage) is accumulated, results to be

mit einer der Phasenverzögerung entsprechenden Laufzeit τ = ϕ optm . with a phase delay corresponding term τ = φ opt / ω m. Im folgenden wird q aT nur noch mit q a bezeichnet. In the following q aT is referred to only with a q. Die Gesamtheit der Ladungen der Akkumulationsgates G a bzw. G b aller Pixel 1 formt zwei ortsdiskrete HF-Interferogramme, das a-Interferogramm bzw. das um 180° gegenüber dem a-Interferogramm verschobene b-Interferogramm, aus denen durch Differenzbildung das laufzeitbestimmte und gesuchte Differenz-HF-Interferogramm gebildet wird, das durch Gleichung (2) beschrieben wird. The totality of the charges of the accumulation gates G a or G b of all the pixels 1 forms two spatially discrete RF interferograms, the a-interferogram or the 180 ° relative to the a-interferogram shifted b interferogram from which by subtraction of the term determined and searched differential RF interferogram is formed by equation (2) will be described.

In Fig. 11 ist das Schema einer erfindungsgemäßen 3D-Kamera gezeigt, das die direkte Mischung auf der Basis eines Arrays photonischer Mi schelemente nutzt. In Fig. 11 the diagram of an inventive 3D camera is shown, which uses the direct mixture on the basis of an array of photonic Mi schelemente. Verglichen mit dem aus dem Stand der Technik bekannten 3D-Kamerakonzept, daß in Fig. 10 dargestellt ist, wird in Fig. 11 die Modulation eines Senders 4 für eine Beleuchtung optisch passi ver 3D-Objekte durch die Direktmodulation des Stroms einer Laserdi ode realisiert. Compared to the process known from the prior art 3D camera concept that is shown in Fig. 10, is realized, the modulation of a transmitter 4 for a lighting optical passivated ver 3D objects by direct modulation of the current of a Laserdi ode in Fig. 11. Dabei wird die Modulation durch einen HF-Generator 13 erzeugt. The modulation is generated by a RF generator. 13 Für größere Abstände ist z. For larger distances z. B. der Einsatz eines leistungsstar ken Laserdiodenarrays mit vorzugsweise gemeinsamem Modulations strom und - zur Augensicherheit - mit unterschiedlichen Wellenlän gen vorteilhaft. B. The use of a power laser diode arrays star ken with preferably common modulation current, and - Eye safety - with different Wellenlän gen advantageous.

Eine erste Optik 5 bildet die Lichtwelle auf die Oberfläche eines Objek tes 6 ab. A first optical system 5 forms the light wave onto the surface of a OBJEK tes. 6 Die vom Objekt 6 reflektierte Lichtwelle wird dann durch eine zweite Optik 7 auf die Oberfläche eines photonischen Mischelementar rays 8 abgebildet. The light reflected by the object 6 lightwave is then imaged by a second optical system 7 to the surface of a photonic mixer elementary rays. 8

Das photonische Mischelementarray 8 wird ebenfalls durch den HF- Generator 13 angesteuert, wobei die Ansteuerung für unterschiedliche Phasenverschiebungen zur Phase der abgestrahlten Lichtwelle durch den HF-Generator 13 erfolgt. The photonic mixing element array 8 is also driven by the RF generator 13, wherein the drive for different phase shifts is performed to the phase of the radiated light wave by the RF generator. 13 Die Signale des photonischen Mischele mentarrays 8 werden, soweit nicht bereits on-chip geschehen, schließ lich von einer Auswerteeinheit 9 ausgewertet. The signals of the photonic Mischele element arrays 8 are not yet done on-chip, closing Lich by an evaluation unit 9 evaluated.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist für das vorge schlagene 3D-Kamerakonzept neben dem erfindungsgemäßen photo nischen Mischelementarray kein zusätzlicher optischer Modulator mit hoher Apertur notwendig, was zu einer wirtschaftlich vorteilhaften Lösung führt. Due to the inventive measuring device, no additional optical modulator with high aperture is provided for the troubled 3D camera concept necessary addition to the inventive photonic mixing element array, leading to an economically advantageous solution.

Zur Bestimmung der Pixelphase ϕ opt aus den resultierenden Korrela tionsamplituden werden wie zuvor angegeben insgesamt vier ver schiedene Interferogramme bei vier verschiedenen Phasen des Mi schersignals herangezogen. Are tion amplitudes for determining the pixel phase φ opt of the resulting correla as previously indicated shear signal used a total of four different ver interferograms at four different stages of the mi. Die vier Phasen des Mischersignals ergeben sich für den Fall, daß die Modulationsphotogatespannungen U am und U bm vom Zustand des Phasenverhältnisses 0°/180° auf den Zustand 90°/270° umgeschaltet bzw. um 90° verzögert werden. The four phases of the mixer signal are obtained for the case where the modulating photo gate voltages are switched U am and U bm from the state of the phase relationship of 0 ° / 180 ° to the state of 90 ° / 270 ° or delayed by 90 °. Auf diese Weise erhält man die beiden zugehörigen Imaginär- bzw. Quadratur-Kom ponenten zu den Real- bzw. Inphase-Komponenten, woraus die ge suchte Pixelphase gemäß der unten beschriebenen Gleichung (10) be rechnet werden kann. can be obtained in this way the two associated imaginary or quadrature-com ponents to the real or in-phase component, from which the ge examined pixel phase in accordance with the below-described equation (10) be calculated.

Diese Vorgehensweise ermöglicht gleichzeitig die Eliminierung von störenden Offset-Spannungen, die durch die Hintergrundhelligkeit und durch den Mischvorgang erzeugt werden. This procedure allows the same time, the elimination of disturbing offset voltages that are generated by the background brightness, and by the mixing process.

Neben dem beispielhaft beschriebenen Meßvorgang von CW-modu lierten 3D-Lichtwellen durch 2D-Korrelation mit einer Modulations spannung U m (x, y, t) vorzugsweise gleicher Frequenz in der Ebene des photonischen Mischelementarrays kann die erfindungsgemäße Meß vorrichtung auch mit pulsförmigen Modulationssignalen vorteilhaft eingesetzt werden. In addition to the example described measuring operation of CW modu profiled 3D light waves by 2D correlation with a modulation voltage U m (x, y, t) is preferably of the same frequency in the plane of the photonic mixer element array, the measuring apparatus of the invention also with pulse-shaped modulation signals used advantageously become.

Für Aufgaben der hochpräzisen Laufzeitmessung von 3D-Lichtwellen ist insbesondere eine Pseudo-Rausch-Modulation des Lichts vorteil haft. For tasks of high-precision transit time measurement of 3D light waves in particular a pseudo-noise modulation of the light is advantageous. Eine beispielhafte Ausführung zur Vermessung optisch passiver 3D-Objekte zeigt Fig. 12. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ähn lich dem Ausführungsbeispiel mit harmonischer Modulation in Fig. 11 eine entsprechende Beleuchtungseinrichtung auf, die die 3D-Ob jekte 6 mit in der Intensität PN(Pseudo-Noise)-moduliertem Licht be leuchtet und das reflektierte und empfangene Licht dem Korrelations prozeß mit vorzugsweise dem entsprechenden PN-Modulationssignal, das vom Generator 13 erzeugt wird, unterzieht. An exemplary embodiment for measuring optically passive 3D objects, Fig. 12. The device of the invention has similarity Lich the embodiment with harmonic modulation in Fig. 11 a corresponding lighting device which projects the 3D Whether 6 (in the intensity PN Pseudo Noise) -moduliertem light be illuminated and the reflected light received and the correlation process with preferably generated by the generator 13 to the corresponding PN modulation signal, subjects.

Da die Korrelation derartiger PN-Signale mit zunehmender Wortlänge T W = T B (2 N - 1) einem dreieckförmigen Nadelimpuls mit einer Halb wertsbreite gleich der Bitbreite T B ähnelt, muß zur eindeutigen und vollständigen Vermessung des ganzen Lichtvolumens bzw. des gan zen beleuchteten Raumes eine relative Verzögerung T D zwischen dem lichtmodulierenden PN-Signal und der demodulierenden PN-Gegen taktspannung U m (t) der gleichen Signalform an den Modulationspho togates mindestens einmal den ganzen Verzögerungsbereich der ma ximalen Echolaufzeit kontinuierlich oder schrittweise in T B -Schritten durchlaufen. Since the correlation of such PN signals with increasing word length T W = T B (2 N - 1) value width of a triangular needle pulse with a half equal to the bit width T is similar to B, it is necessary to clear and complete measurement of the whole light volume or gan zen lit space at least once through a relative delay T D between the light modulating PN signal and the demodulating PN-mode voltage U m (t) of the same waveform to the Modulationspho togates the entire delay range of the ma imum echo delay time continuously or stepwise in T B increments. Dazu dient das von der Steuerungs- und Auswerteein heit 9 bezüglich der Verzögerung T D einstellbare Verzögerungsglied 11 . Serves the standardized by the control and Auswerteein 9 with respect to the delay T D adjustable delay element. 11

In Fig. 5a ist am Beispiel einer rechteckförmigen 15 Bit-PN-Sequenz das Modulationssignal U m (t) dargestellt. In Fig. 5a the example of a rectangular 15-bit PN sequence, the modulation signal U m (t) is shown. Das Ergebnis der Korrelation durch das photonischen Mischelement sind die in Fig. 5b über der rela tiven Verzögerung τ dargestellten gemittelten Driftströme The result of the correlation by the photonic mixing element 5b, the τ above the rela tive delay illustrated averaged drift currents in Fig. i i a und a and i i b . b.

Beim später beschriebenen Vierfachpixel gemäß Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 14 sind die an den Modulationsphotogates G cm und G dm anliegenden und der Vorspannung U 0 überlagerten Gegentakt-Modulationsphoto gatespannungen vorzugsweise um T B gegenüber den an den Modula tionsphotogates Ga und Gb anliegenden Gegentakt-Modulationspho togatespannungen verzögert, dh U cm (t) = U 0 + U m (t - T B ) und U dm (t) = U 0 - U m (t - T B ), was zu sehr vorteilhaften Amplituden- und Laufzeitmes sungen führt. At the later-described quad pixels., According to FIG 8 to FIG. 9 and FIG. 14, the voltage applied to the modulating photogates G cm and G dm, and the bias voltage are U 0 superimposed push-pull modulating photo gate voltages preferably T B with respect to the to the Modula tion photo gates Ga and Gb abutting counter-clock-Modulationspho togatespannungen delayed, ie U cm (t) = U 0 + U m (t - T B) and U dm (t) = U 0 - U m (t - T B), which leads to very advantageous amplitude and Laufzeitmes solutions leads.

Bis auf eine vorgebbare Verzögerung T D der Modulationsspannungen weist die vom Sender 4 abgestrahlte Lichtintensität const.*P opt (t) die gleiche PN-Signalstruktur auf. Up to a predeterminable delay time T D of the modulation voltages has const radiated from transmitter 4 light intensity. * P opt (t) the same PN signal structure. Die Reflexion erreicht das photonische Mischelement nach der Echolaufzeit. The reflection reaches the photonic mixing element according to the echo delay time. Die Korrelation mit den Gegen taktmodulationsspannungen führt je nach der relativen Laufzeitver zögerung τ für T D = 0 im Idealfall ohne Hintergrundhelligkeit beim Zweifachpixel auf die in Fig. 5b gezeigten mittleren Pixelströme The correlation with the push-pull modulation voltages leads, depending on the relative delay τ Laufzeitver for T D = 0 in the ideal case without background brightness in the two-pixel on the in Fig. 5b average pixel currents shown i i a und a and i i b und beim Vierfachpixel mit dem genannten T B -Zeitversatz zusätz lich auf die mittleren Pixelströme b and in the four-pixel with said T B -Zeitversatz zusätz Lich to the central pixel currents i i c und c and i i d . d. Diese Korrelationscharak teristik offenbart zunächst, daß mehrere Objektreflexionen auf dem gleichen Radiusvektor unterschieden werden können, z. This Korrelationscharak teristik discloses, first, that a plurality of object reflections can be distinguished on the same radius vector, z. B. zur Unter scheidung mehrerer hintereinander stehender teiltransparenter Ob jekte oder zur Elimination von Mehrfachreflexionen. For example, for distinguishing a plurality of consecutively-standing semi-transparent Whether projects or for the elimination of multiple reflections.

Zusätzlich werden beim Zweifachpixel nacheinander und beim Vier fachpixel gleichzeitig vorzugsweise in der jeweils entsprechenden Pi xelauslese- und Signalvorverarbeitungselektronik 15 die in Fig. 5c dar gestellte Summe und Differenz der mittleren Driftstromdifferenzen gebildet. In the two-pixel successively and in addition are preferably four xelauslese- in the respective corresponding Pi and Signalvorverarbeitungselektronik 15 formed the question asked in Fig. 5c represent sum and difference of the average drift current differences-pixel simultaneously. Sie erlauben hochempfindliche Messungen, da nur in dem T B bis 2T B breiten Meßfenster Signalwerte ungleich Null erscheinen. They allow highly sensitive measurements since appear equal only to the T B to B 2T wide measurement window signal values zero. Durch die Auswertung der Summe wird die Relevanz einer Messung aufgrund einer Mindestamplitude bestimmt. By evaluating the sum of the relevance of a measurement based on a minimum amplitude is determined. Die Differenz zeigt einen steilen linearen Verlauf im nutzbaren T B -breiten Meßfenster, der eine Laufzeitbestimmung mit hoher Auflösung erlaubt. The difference shows a sharp linear course in the usable T B widths measurement window that allows a delay time determination with high resolution. Für das hier ideali sierte Beispiel ist For the here ideali catalyzed Example

Das Blockschaltbild einer entsprechenden Meßvorrichtung zur opti schen Vermessung von 3D-Objekten mit PN-Modulation auf der Basis des vorgeschlagenen Korrelations-Photodetektorarrays ist durch einen besonders einfachen Aufbau charakterisiert, wie in Fig. 12 veranschau licht ist. The block diagram of a corresponding measuring device for measuring optical rule of 3D objects with PN modulation on the basis of the proposed correlation photodetector array is characterized by a particularly simple structure, as is illustrated in Fig. 12. Außer dem Generator 10 und dem Verzögerungsglied 11 ist dabei der gleiche Aufbau wie in Fig. 11 gegeben. Apart from the generator 10 and the delay element 11, the same structure as in FIG. 11 is given.

Zur schnellen Entfernungsbestimmung bei geringerer Auflösung wird erfindungsgemäß auch eine einfache Rechteckmodulation des Senders 4 durch den Generator 10 mit der Periode T und vorzugsweise gleicher Puls- und Pausendauer T B verwendet. For rapid determination of distance at lower resolution, a simple square wave modulation of the transmitter 4 by the generator 10 to the period T, and preferably the same pulse and pause duration is used T B according to the invention. Die Laufzeitermittlung erfolgt nach Gleichung (9). The term determined in accordance with equation (9). Die Auflösung wird schrittweise durch die mit dem Faktor 2 abnehmende Periodendauer T erhöht, wobei auf den er sten Meßschritt zunächst ein zweiter mit gleicher Periode aber einer Zeitverschiebung T D = T/4 erfolgt. The resolution is gradually increased by the decreasing by a factor of 2 period T, wherein the it first a second measurement step is carried out most with the same period but a time delay T D = T / 4.

Der in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Querschnitt des Pixels 1 des erfin dungsgemäßen photonischen Mischelementes kann bezüglich seiner Grenzfrequenz durch eine geeignete Auslegung des durch die Gegen taktmodulationsspannung verursachten Potentialgefälles optimiert werden. The cross section of the pixel 1 of the OF INVENTION to the invention photonic mixing element shown as an example in Fig. 1, with respect to its cut-off frequency of the optimized by caused balanced modulation voltage potential gradient through a suitable design. Hierzu zeigt Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein mitt leres Gate G 0 zwischen den Modulationsphotogates G am und G bm an geordnet ist, das vorzugsweise auf der Vorspannung U 0 liegt, und das zusammen mit den Modulationsphotogates G am und G bm drei Poten tialstufen bildet. 6 this is shown in Fig. An embodiment in which a mitt Leres gate G 0 between the modulating photo gates G am and G bm at sorted, which is preferably on the bias voltage U 0, and which together with the modulating photo gates G am and G bm three Poten tialstufen forms. Erwünscht ist ein möglichst gleichmäßiges Potential gefälle bzw. ein möglichst konstantes Modulationsdriftfeld, was durch Erhöhung der Stufenzahl von zwei auf drei oder auch mehr erreicht wird. Desirable is a most uniform potential gradient or as constant as possible modulation drift field, which is achieved by increasing the number of stages from two to three or even more. In der photosensitiven Raumladungszone nimmt mit dem Ab stand von der Isolierschicht 3 ohnehin die Ausprägung der Stufen ab. In the photosensitive space charge region increases with the Ab stood by the insulating layer 3 in any case the expression of the stages from. Dieser Effekt wird in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung genutzt, und zwar durch Verwendung eines sogenannten "Buried Channel", eines von der Isolierschicht einige µm entfernten, etwas tie fer im p-Substrat unter den Modulationsphotogates liegenden, schwach dotierten n-Kanals. This effect is used in a further embodiment of the invention, by using a so-called "buried channel", is one of the insulating layer a few microns away, something tie fer in the p-type substrate underlying the modulation photogates, lightly doped n-channel. Weiterhin ist eine Abschattung 12 für die Akkumulationsgates G a und G b vorgesehen, damit diese nicht von der Lichtwelle beleuchtet werden und zusätzliche Ladungsträger erzeugt werden. Furthermore, a shading 12 is provided for the accumulation gates G a and G b, so that they are not illuminated by the light wave and additional carriers are generated.

Fig. 7 zeigt eine besondere Ausführung und Verbindung photonischer Mischelemente, bei der gegenüber der in Fig. 1 die beiden Modulati onsphotogates jeweils nur durch ein gemeinsames Akkumulations gate G s,n getrennt sind, wodurch ein höherer Füllwirkungsgrad er reicht wird. Fig. 7 shows a particular embodiment and connecting photonic mixing elements, s, n are separated at the opposite in Fig. 1, the two Modulati onsphotogates only by a common accumulation gate G, thereby a higher filling efficiency is it extends. Auch hier ist eine Abschattung 12 der Akkumulationsga tes G a und G b vorgesehen. Again, a shading 12 of Akkumulationsga th G a and G b is provided. Dabei wechselt die Polarität der Gegentakt modulationsspannungen bzw. die Reihenfolge von G am,n und G bm,n von Pixel zu Pixel. The polarity of the push-pull switches modulation voltages or the order of G am, n, and G bm, n from pixel to pixel. Diese Dreierperiode der Gates eignet sich zugleich zum direkten Auslesen durch einen Betrieb als Drei-Phasen-Schiebe register. This period of three gates is at the same time register for direct reading by an operation as a three-phase shift. Ein in bestimmten Anwendungen tolerierbarer Nachteil liegt in der Ladungsverteilung auch auf die jeweils benachbarten Pixel, die zu einer scheinbaren Pixelvergrößerung und geringerer Ortsauflösung in der betreffenden Richtung führt. A tolerable in certain applications drawback lies in the distribution of charge on each adjacent pixel, which leads to an apparent pixel magnification and lower spatial resolution in that direction.

Eine Berechnung dieser Zusammenhänge ergibt, daß gegenüber einer 100%-Nutzladung bei der Auswertung der Ladungsdifferenzen das zentrale, betrachtete Pixel nur 50% erhält und die beiden Nachbarpixel jeweils 25% erhalten. A calculation of this relationship reveals that compared to a 100% -Nutzladung the central subject pixel will receive only 50% in the evaluation of charge differences and the two neighboring pixels each receive 25%.

Zur Veranschaulichung der Ladungsverteilung sind in Fig. 7 analog zu Fig. 1 die verschiedenen Phasen der Potentialverteilung für CW-Mo dulation dargestellt. To illustrate the distribution of charge, in FIG. 7 analogous to FIG. 1, the various phases of the potential distribution for CW-Mo shown dulation.

In Fig. 8 ist eine weitere vorteilhafte Ausführung des Designs eines Pi xels eines photonischen Mischelementes dargestellt, das bei CW-Mo dulation keine IQ (Inphase, Quadraturphase)-Umschaltung zwischen den I- und Q-Zuständen benötigt. In FIG. 8, a further advantageous embodiment of the designs of a Pi xels a photonic mixing element is shown, which in dulation CW-Mo does not require IQ (in-phase, quadrature phase) switchover between the I- and Q-states. Anstelle des zuvor beschriebenen Zweifachpixels wird ein Vierfachpixel mit den Modulationsphotogates G am , G bm , G cm und G dm sowie den zugehörigen Akkumulationsgates G a , G b , G c und G d vorgeschlagen, das die Korrelation gleichzeitig für vier Phasenlagen ermöglicht, da die Gegentakt-Modulationsphotogate spannungen U am (t) und U bm (t) bzw U cm (t) und U dm (t), insbesondere bei HF-Modulation um 90°, gegeneinander verschoben sind. A four-pixel with the modulating photo gates G am, G bm, G cm and G dm, and the associated accumulation gates G a, G b, G is proposed c and G d instead of the above-described dual-pixel, which allows the correlation simultaneously for four phase positions, because the push-pull modulating photo gate voltages U am (t) and U bm (t) or U cm (t) and U dm (t), in particular for RF modulation by 90 °, are shifted from each other.

In orthogonaler Anordnung zu den beschriebenen Modulationsphoto gates G am mit ϕ am = 0° und G bm mit ϕ bm = 180° befinden sich daher zwei weitere innerhalb des Pixels symmetrisch integrierte Modulati onsphotogates G cm mit ϕ cm = 90° und G dm mit ϕ dm = 270°, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten. In orthogonal arrangement to the described modulating photo gates G am with φ am = 0 ° and G bm by φ bm = 180 ° are therefore two symmetrical integrated Modulati onsphotogates within the pixel G cm φ cm = 90 ° and G dm with φ dm = 270 °, which operate on the same principle. Auf diese Weise entsteht eine Vierphasen- Ladungsakkumulation mit den Einzelladungen q a , q b , q c und q d unter den zugehörigen Akkumulationsgates G a , G b , G c und G d oder in der zugehörigen Ausleseelektronik, wobei mittels einer einfachen arith metischen Operation die zugehörige Phase ϕ opt folgendermaßen direkt berechnet wird: In this way a four-phase arises charge accumulation with the individual charges q a, q b, q c and q d under the associated accumulation gates G a, G b, G c and G d, or in the associated read-out electronics, wherein metic means of a simple arith operation the associated phase φ opt is calculated as follows directly:

Für die einfache Grauwertbestimmung eines einzelnen Pixels werden die Einzelladungen aller Akkumulationsgates eines Pixels aufsum miert: q Pixel = q a + q b + q c + q d . The individual charges of all accumulation gates of a pixel mized aufsum for simple gray value determination of a single pixel: q = q pixels a + b + q q q c + d. Der Ausleseprozeß der jeweils vier Ladun gen wird in diesem Fall zweckmäßig durch ein aktives Pixeldesign in CMOS-Technik mit pixelweise integrierter Signalvorverarbeitung durchgeführt. The process of selection of the four Ladun is carried out in this case expediently by an active pixel design in CMOS technology with pixel by pixel integrated signal preprocessing gen.

Fig. 9 zeigt ebenso wie Fig. 8 ein Vierfachpixel eines photonischen Mi schelementes, allerdings mit einem entsprechend Fig. 6 geglättetem Potentialgefälle mit Hilfe des zentralen, vorzugsweise auf dem Poten tial U 0 liegenden quadratischen mittleren Gate G 0 . Fig. 9 as well as Fig. 8 shows a four-pixel of a photonic Mi schelementes, but smoothed with a correspondingly Fig. 6 potential gradient with the aid of the central, preferably TiAl on the poten U 0 lying square central gate G 0.

Fig. 14 zeigt ebenso wie Fig. 9 ein Vierfachpixel eines photonischen Mi schelementes mit einer für digitale Modulationssignale optimierten Struktur. Fig. 14 as well as Fig. 9 shows a four-pixel of a photonic Mi schelementes with optimized for digital modulation signals structure. Das zwischen den vorzugsweise quadratischen Modulations photogates angeordnete mittlere Gate G 0 dient ähnlich wie in Fig. 9 der Glättung des durch die Modulationsphotogatespannung erzeugten Po tentialgefälles. The photo gates between the preferably square modulation arranged average gate G 0 is similar to FIG. 9, the smoothing of the generated by the modulating photo gate voltage Po tentialgefälles.

Fig. 13 zeigt schließlich eine weitere bevorzugte Ausführungsform ei nes Pixels 1 , das im Gegensatz zu den zuvor aufgezeigten Ausfüh rungsbeispielen nicht in CCD-Technologie, sondern in CMOS-Techno logie mit pixelweiser Auslese- und Signalvorverarbeitungselektronik 15 realisiert ist. Fig. 13 shows a further preferred embodiment of egg nes pixel 1, which in contrast to the previously-indicated exporting approximately examples not in CCD technology, but in CMOS techno logy is realized with pixel-wise readout and Signalvorverarbeitungselektronik 15th Die Funktionsweise des modulationspannungsabhän gigen Driftens der Ladungsträger auf der Ladungsschaukel ist dabei die selbe wie bei den zuvor aufgezeigten Ausführungsbeispielen. The operation of the modulationspannungsabhän Gigen drift of the charge carriers on the charge swing is the same as in the previously indicated embodiments. Unter schiedlich ist bei dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel le diglich die Art der Weiterverarbeitung der zu den Akkumulationsga tes G a und G b gedrifteten Ladungen q a und q b . Under differently, in the in Fig. 13 embodiment shown le diglich the type of further processing of the TES to the Akkumulationsga G a and G b drifted charges q a and q b.

Die Akkumulationsgates G a und G b sind im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel als gesperrte pn-Dioden ausgebildet. The accumulation gates G a and G b are in the present example formed as exporting approximately biased pn-diode. Auf einem vor zugsweise schwach dotierten p-Si-Substrat 3 in Fig. 13 werden die posi tiv vorgespannten Akkumulationsgates G a und G b durch n + -dotierte Elektroden gebildet. On a front preferably lightly doped p-Si substrate 3 in Fig. 13, the posi tive biased accumulation gates G a and G b through n + -doped electrodes are formed. Im sog. "Floating-Diffusion"-Betrieb bzw. im hochohmigen Spannungsauslesemodus werden wie bei der CCD- Technologie die Ladungen q a und q b auf den Kapazitäten der Akku mulationsgates G a und G b integriert und als Spannungswerte hoch ohmig ausgelesen. Are as in the CCD technology in so-called. "Floating diffusion" mode or in the high-impedance voltage read-out mode the charges q a and q b are integrated on the capacity of the battery mulationsgates G a and G b and are read high resistance types as voltage values.

In vorteilhafter Weise kann auch ein Stromauslesemodus eingesetzt werden, bei dem die photogenerierten Ladungsträger nicht im Potenti altopf integriert, sondern fortlaufend über eine Ausgangsdiffusion über an die Akkumulationsgates G a bzw. G b angeschlossene, geeignete Stromausleseschaltungen weitergeleitet werden. In an advantageous manner, a current readout mode can be employed in which the photo generated charge carriers not integrated altopf in Potenti, but are continuously passed through an output diffusion via connected to the accumulation gates G a or G b, appropriate electrical readout circuits. Anschließend werden diese Ladungen bspw. jeweils auf einer externen Kapazität integriert. Then, these charges are eg. Each integrated on an external capacity.

Durch eine Ausleseschaltung im Stromauslesemodus, der durch Ver stärkerrückkopplung die Akkumulationsgatespannung virtuell kon stant hält, wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß bei einer inten siven Bestrahlung des Pixels die Menge der angesammelten Ladungen q a und q b zu einer Rückwirkung oder gar zu einem Überlaufen des Po tentialtopfes führt. By a readout circuit in the current read-out mode, the stronger feedback through Ver keeps the accumulation gate voltage virtually con stant, is avoided in an advantageous manner that in an inten sive irradiation of the pixel, the amount of accumulated charges q a and q b to a reaction or even to an overflow of the Po tentialtopfes leads. Die Dynamik des photonischen Mischelementes wird dadurch erheblich verbessert. The dynamics of the photonic mixing element is considerably improved. Auch hierbei wird durch die ge nannte Technik eines Schwach dotieren n-Kanals ("Buried Layer") un ter der Isolierschicht der Modulationsgates Verbesserungen, ua eine Steigerung der Grenzfrequenz erzielt. Also in this case is represented by the ge called technique of a weak n-doped channel ( "Buried Layer") un ter of the insulating layer of the modulation gates improvements achieved, inter alia, an increase in the cutoff frequency.

Die Ausgestaltung des photonischen Mischelementes in CMOS-Tech nologie ermöglicht weiterhin die Anwendung eines Aktiv-Pixel-Desi gns (APS), mit dem zu jedem Pixel eine Auslese- und Signalvorverar beitungsschaltung in das photonische Mischelement integriert werden kann. The design of the photonic mixing element in CMOS technology Tech further enables the use of an active pixel Desi gns (APS), can be integrated into the photonic element with the mixing to each pixel a readout and Signalvorverar beitungsschaltung. Somit ist eine Vorverarbeitung der elektrischen Signale direkt am Pixel möglich, bevor die Signale an eine externe Schaltung weiter geleitet werden. Thus, a pre-processing of the electrical signals directly on the pixels is possible, before the signals are passed to an external circuit. Insbesondere kann somit die Phasen- und Amplitu deninformation direkt auf dem Chip berechnet werden, so daß sich die Meßrate weiter erhöhen läßt. Thus, in particular the phase and Amplitu can be calculated directly on the chip deninformation so that the measuring rate can be further increased.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein vorzugsweise zweidimensionales photonisches Mischelementarray für eine dreidi mensionale elektronische Objektsuche und -verfolgung passiv oder aktiv leuchtender Objekte nach verschiedenen Kriterien, wie z. In a further embodiment of the invention is preferably a two-dimensional photonic mixing element array for a dreidi dimensional electronic object search and tracking passively or actively luminous objects according to various criteria such. B. Ob jektform, -position, -farbe, -polarisation, -geschwindigkeitsvektor, -helligkeit oder einer Kombinantion von Objekteigenschaften ver wendet. B. Whether jektform, position, color, polarization,, turns -geschwindigkeitsvektor, brightness or Kombinantion object properties ver. Wird z. If, for. B. beim Durchlaufen verschiedener Modulationssi gnale (z. B. Frequenz- oder Codeänderung) bei der 3D-Vermessung ei ner einfallenden Lichtwelle, die zunächst unbekannt sein kann, eine örtliche Korrelation durch das Kriterium von Differenzdriftströmen ungleich Null gefunden, so kann danach fortlaufend dieser Objektbe reich gezielt bezüglich der genannten Objekteigenschaften vermessen und ggfs. bei Veränderungen über eine Regelschleife, die insbesondere die Bildtiefe mit einschließt, verfolgt werden. As it passes through various Modulationssi gnale (z. B. frequency or code change) ei ner incident in the 3D scanning light wave which can initially be unknown, a local correlation by the criterion of difference drift currents equal to zero is found, then can continuously this properties of said object are measured and, if necessary, in case of changes via a control loop which includes in particular the image depth, followed Objektbe rich specifically respect.

Das photonische Mischelement wird in verschiedenen Betriebsweisen eingesetzt, die im folgenden dargestellt werden. The photonic mixing element is used in various modes of operation which are shown below.

Die Summenladung an den Akkumulationsgates G a und G b interes siert hierbei weniger, da sie immer der Gesamtintensität der einfallen den Lichtwellen entspricht, q a + q b = const.*P opt,ges *T mit T = Integrati onszeit. The total charge to the accumulation gates G a and G b interes here Siert less as it always corresponds to the total intensity of occur to light waves, q a + q b = const. * P opt, ges * T with T = Integrati onszeit.

Die Differenzladung Δq ab = q a - q b = The differential charge .DELTA.Q ab = q a - q b = i i a .T - a .T - i i b .T hängt von mehreren Faktoren ab und kann in mehrfacher Weise zur Vermessung der ein fallenden Lichtwelle genutzt werden. b .T depends on several factors and can be used in several ways to measure the a falling light wave. Dazu wird eine immer vorhan dene Grundhelligkeit P 0 < = P m (s. Fig. 3a) berücksichtigt. To (3 s. Fig.) Is an increasingly EXISTING dene basic brightness P 0 <= P m considered.

Wahlweise wird z. Optionally, z. B. bei einer Vermessung eines durch einen Sender 4 mit moduliertem Licht beleuchteten Objekts 6 die Sendeleistung ein- oder ausgeschaltet und damit wird P m endlich oder gleich Null. Example, in a survey of an illuminated by a transmitter 4 with modulated light object 6 to switch the transmission power on or off, and thus P m is finite or zero. Gleichzeitig wird wahlweise die Modulationsspannung U m (t) entwe der zu Null oder auf den im Sender verwendeten oder im einfallen den Licht enthaltenen Verlauf oder auf eine während der Integrations zeit konstante Spannung U m0 geschaltet. Simultaneously, the modulating voltage U m (t) is optionally contained entwe the course to zero or to those used in the transmitter or in the incident light or on a during the integration time constant voltage U m0 connected.

Damit ergeben sich mit P 0 ≠ 0 vier wichtige Betriebsweisen: This results in P 0 ≠ 0 four major modes of operation:

  • 1. 1.) Δq ab = 0 für P m = 0 und U m = 0. 1. 1.) .DELTA.Q ab = 0 for P = 0 and U m m = 0th
  • 2. 2.) Δq ab = 0 bei endlichem P m und mit U m (t) als HF-Modulationssignal. 2. 2.) .DELTA.Q from = 0 at finite P m and U m (t) as the RF modulation signal.
  • 3. 3.) Mit endlichem P m und einer hochfrequenten Modulationsspan nung ist Δq ab eine Funktion von U m (t), von der relativen Modulati onslaufzeitverschiebung τ und von dem einfallenden, derart modu lierten Lichtleistungsanteil P m (t). 3. 3.) With finite P m and a high-frequency modulation voltage-.DELTA.Q ab is a function of U m (t), of the relative Modulati onslaufzeitverschiebung and τ (from the incident, such modu profiled light power portion P m t).
  • 4. 4.) Besteht während einer Integrationszeit T eine einfallende mittlere Lichtintensität P 0 und eine konstante Modulationsspannung U m0 , so ist die Differenzladung Δq ab eine Funktion von U m0 und der mittleren Lichtleistung P 0 . 4. 4.) If during an integration time T an incident average light intensity P 0 and a constant modulation voltage U m0, then the differential charge .DELTA.Q from a function of U m0 and the optical mean power P 0th

Bei Lichtwellen, die nicht intensitätsmoduliert sind, wird in einer wei teren Ausgestaltung der Erfindung das photonische Mischelement ent sprechend dem vierten Fall einer möglichen Betriebsweise z. For light waves, which are not intensity-modulated, in a more advanced embodiment of the invention white is the photonic mixing element accordingly to the fourth case of a possible mode of operation z. B. für die 2D-Bildverarbeitung eingesetzt. As for the 2D image processing employed.

Dabei ist jedes Mischelement gezielt und unabhängig voneinander an steuerbar, z. In this case, each mixing element is selectively and independently controlled to such. B. durch pixelweise Zuordnung je eines schnell über schreibbaren Modulationsspannungswortes für U m0 vorzugsweise mit tels eines RAM-Bausteins. For example, by pixel-wise allocation of a respective quickly writable modulation voltage definition for U m0 preferably means of a RAM block. Ausgewertet werden vorzugsweise nur die näherungsweise zu U m0 proportionalen Differenzdriftströme Δ Be evaluated preferably only approximately proportional to U m0 difference drift currents Δ i i ab bzw. Differenzladungen T*Δ from or differential charges T * Δ i i ab . from. Die Modulationsspannung U m0 wird dabei jeweils von dem Modulationsspannungswort abgeleitet. The modulation voltage U m0 is in each case derived from the modulation voltage word.

Damit wird U m (t) nicht mehr periodisch oder quasi-periodisch wie in den vorangehenden Anwendungsbeispielen, sondern aperiodisch z. Thus U m (t) is no longer periodically or quasi-periodically as in the foregoing application examples, but aperiodically z. B. gemäß einem vorgegebenen oder gemäß dem gemessenen Bildinhalt eingestellt. B. set according to a predetermined or measured according to the image content. Für U m (t) = 0 ergeben sich alle Differenzströme zu Null, so daß das zugehörige Differenzbild D(x, y) ebenfalls mit der Amplitude bzw. Intensität Null erscheint. For U m (t) = 0, all differential currents result to zero so that the corresponding difference image D (x, y) also appears with the amplitude or intensity of zero.

Die Differenzbildhelligkeit kann somit gezielt durch Variation von U m (x, y, t) beeinflußt werden. The difference image brightness can thus be targeted by varying the U m (x, y, t) can be influenced. Damit können erfindungsgemäß belie bige, also auch unmodulierte Lichtwellen bzw. Bilder über eine extrem schnell einstellbare Gewichtsfunktion G(x, y, t) = k 1 .U m (x, y, t) z. Thus, according to the invention can belie bige, including unmodulated light waves or images over an extremely fast adjustable weighting function G (x, y, t) = k 1 .U m (x, y, t) z. B. über die genannten steuerbaren, pixelweise zugeordneten Speicherzellen einer vielseitigen Bildverarbeitung erschlossen werden, wie z. B. be developed across said controllable pixel-associated memory cells of a versatile image processing such. B. die zuvor aufgeführten Anwendungen zur Objektsuche und -verfolgung, allerdings hierbei ohne den Aspekt der Tiefeninformation. As the applications listed above for object search and tracking, but in this case without the aspect of the depth information.

Claims (24)

  1. 1. Verfahren zur Bestimmung der Phasen- und/oder Amplitudenin formation einer elektromagnetischen Welle 1. A method for determining the phase and / or Amplitudenin formation of an electromagnetic wave
    • - bei dem eine elektromagnetische Welle auf die Oberfläche eines mindestens ein Pixel aufweisenden photonischen Mischelementes eingestrahlt wird, wobei das Pixel mindestens zwei lichtempfindliche Modulationsphotogates G am und G bm und zugeordnete Akkumulati onsgates G a und G b aufweist, - in which an electromagnetic wave is irradiated onto the surface of at least one pixel having photonic mixing element, said pixels at least two light-sensitive modulating photo gates having G am and G bm and associated Akkumulati onsgates G a and G b,
    • - bei dem an die Modulationsphotogates G am und G bm Modulations photogatespannungen U am (t) und U bm (t) angelegt werden, die als U am (t) = U 0 + U m (t) und U bm (t) = U 0 - U m (t) ausgestaltet sind, - be at the BM to the modulating photogates G am and G bm modulating photo gate voltages U am (t) and U (t) is applied as U am (t) = U 0 + U m (t) and U bm (t) U 0 - U m (t) are configured
    • - bei dem an die Akkumulationsgates G a und G b eine Gleichspannung angelegt wird, deren Betrag mindestens so groß wie der Betrag der Summe aus U 0 und der Amplitude der Modulationsspannung U m (t) ist, - in which a DC voltage is applied to the accumulation gates G a and G b, the amount of which is at least as large as the amount of the sum of U 0 and the amplitude of the modulating voltage U m (t),
    • - bei dem die in der Raumladungszone der Modulationsphotogates G am und G bm von der einfallenden elektromagnetischen Welle erzeug ten Ladungsträger in Abhängigkeit von der Polarität der Modulations photogatespannungen U am (t) und U bm (t) dem Potentialgefälle eines Driftfeldes ausgesetzt werden und zum entsprechenden Akkumulati onsgate G a oder G b driften und - in which in the space charge zone of the modulating photo gates G am and G bm by the incident electromagnetic wave erzeug th charge carriers in dependence on the polarity of the modulation photo gate voltages U am (t) and U bm (t) the potential gradient of a drift field are subjected and to the corresponding Akkumulati onsgate G a or G b drift and
    • - bei dem die jeweils zu den Akkumulationsgates G a und G b gedrifteten Ladungen q a und q b abgeleitet werden. - in which each of the accumulation gates G a and G b drifted charges q a and q b are derived.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method of claim 1,
    • - bei dem von einem Sender eine intensitätsmodulierte elektromagne tische Welle abgestrahlt wird, - is radiated from a transmitter in which an intensity-modulated electromagnetic wave tables,
    • - bei dem die von einem Objekt reflektierte elektromagnetische Welle auf die Oberfläche des photonischen Mischelementes eingestrahlt wird, - wherein the electromagnetic wave reflected from an object is irradiated onto the surface of the photonic mixing element,
    • - bei dem die Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) mit der Phase der vom Sender abgestrahlten elektromagnetische Welle in fester Phasenbeziehung stehen und - wherein the modulating photo gate voltages U am bm (t) and U (t) with the phase of the electromagnetic wave emitted by the transmitter are in a fixed phase relationship and
    • - bei dem die erzeugten Ladungsträger zusätzlich in Abhängigkeit von der Phase der Gegentakt-Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) dem Potentialgefälle eines Driftfeldes ausgesetzt werden. - wherein the charge carriers generated in addition bm depending on the phase of the push-pull modulating photo gate voltages U am (t) and U (t) are exposed to the potential gradient of a drift field.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method of claim 2,
    • - bei dem für zwei verschiedene Phasenverschiebungen Δϕ 1 und Δϕ 2 der Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) relativ zur Phase der vom Sender abgestrahlten elektromagnetische Welle die La dungen q a1 und q b1 sowie q a2 und q b2 abgeleitet und die Ladungsdiffe renzen (q a1 - q b1 ) und (q a2 - q b2 ) gebildet werden und - wherein for two different phase shifts Δφ 1 and Δφ 2 of the modulating photo gate voltages U am (t) and U bm (t) relative to the phase of the radiated from the transmitter electromagnetic wave La applications q a1 and q b1 and q a2 and q derived b2 and the Ladungsdiffe narrow (q a1 - q b1) and - are formed (q a2 q b2) and
    • - bei dem nach der Gleichung - in which according to the equation
      die Pixelphase ϕ opt der einfallenden elektromagnetischen Welle relativ zur Phase der vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Welle und somit die Laufzeit der vom Pixel empfangenen elektromagnetischen Welle be stimmt wird. the pixel phase φ opt of the incident electromagnetic wave to the phase of the electromagnetic wave emitted by the transmitter and thus the duration of the received electromagnetic wave from the pixel be true relative.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
    • - bei dem mit Hilfe von vier Modulationsphotogates G am , G bm , G cm und G dm und von vier zugeordneten Akkumulationsgates G a , G b , G c und G d , für zwei verschiedene Phasenverschiebungen Δϕ 1 und Δϕ 2 der Modulationsphotogatespannungen U am (t) = U 0 + U m1 (t) und U bm (t) = U 0 - U m1 (t) sowie U cm (t) = U 1 + U m2 (t) und U dm (t) = U 1 - U m2 (t) relativ zur Phase der vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Welle gleichzeitig die Ladungen q a , q b , q c und q d getrennt und abgeleitet werden und - in which with the aid of four modulating photo gates G am, G bm, G cm and G dm, and of four associated accumulation gates G a, G b, G c and G d, for two different phase shifts Δφ 1 and Δφ 2 of the modulating photo gate voltages U am ( t) = U 0 + U m1 (t) and U bm (t) = U 0 - U m1 (t) and U cm (t) = U 1 + U m2 (t) and U dm (t) = U 1 - U m2 (t) at the same time relative to the phase of the electromagnetic wave emitted by the transmitter, the charges q a, q b, q c and q d are derived separately and and
    • - bei dem nach der Gleichung - in which according to the equation
      die Pixelphase ϕ opt der einfallenden elektromagnetischen Welle relativ zur Phase der vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Welle und somit die Lauf zeit der vom Pixel empfangenen elektromagnetischen Welle bestimmt wird. the pixel phase φ opt of the incident electromagnetic wave, the duration of the received electromagnetic wave from the pixel is determined relative to the phase of the electromagnetic wave emitted by the transmitter and thus.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 5. The method according to any one of the preceding claims,
    • - bei dem das photonische Mischelement eine Mehrzahl von Pixeln aufweist, - wherein the photonic mixing element having a plurality of pixels,
    • - bei dem mindestens ein Pixel mit einem Teil der intensitätsmodu lierten elektromagnetischen Welle vom Sender direkt bestrahlt wird und - in which at least one pixel with a part of the profiled intensitätsmodu electromagnetic wave is irradiated directly from the transmitter, and
    • - bei dem aus der mit diesem Pixel gemessenen Phasenverschiebung eine Eichung der Phasenverschiebung zwischen der abgestrahlten elek tromagnetischen Welle und den Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) durchgeführt wird. - is carried out at the bm from the measured phase shift with this pixel calibration of the phase shift between the emitted elec tromagnetic wave and the modulating photo gate voltages U am (t) and U (t).
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, 6. The method of claim 1,
    • - bei dem eine elektromagnetische Welle mit fremderregter unbekann ter Intensitätsmodulation auf die Oberfläche des photonischen Misch elementes eingestrahlt wird, - in which an electromagnetic wave having separately excited unbekann ter intensity modulation is irradiated element on the surface of the photonic mixer,
    • - bei dem die Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) von einem durchstimmbaren Modulationsgenerator erzeugt werden, - wherein the modulating photo gate voltages U am (t) and U bm (t) are generated by a tunable modulation generator,
    • - bei dem die erzeugten Ladungsträger zusätzlich in Abhängigkeit von der Phase der Gegentakt-Modulationsphotogatespannungen U am (t) und U bm (t) dem Potentialgefälle eines Driftfeldes ausgesetzt werden und - wherein the charge carriers generated in addition bm depending on the phase of the push-pull modulating photo gate voltages U am (t) and U (t) are exposed to the potential gradient of a drift field, and
    • - bei dem das photonische Mischelement und der Modulationsgenera tor mindestens einen Phasenregelkreis bilden und die elektromagneti sche Welle nach der Lock-in-Methode vermessen wird. - wherein the photonic mixing element and the Modulationsgenera tor form at least one phase lock loop and the electromagnetic wave is measured according to the specific lock-in method.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem als periodi sche Modulation eine kontinuierliche oder diskontinuierliche HF- Modulation, eine Pseudo-Rausch-Modulation oder eine Chirp-Modu lation verwendet wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein continuous or discontinuous HF modulation, pseudo-noise modulation or chirp modu lation is used as the periodi cal modulation.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Modulation eine HF-Mo dulation ist und vorzugsweise die Ladungen q a und q b und ggfs. q c und q d für die Phasenverschiebungen Δϕ = 0°/180° und 90°/270° abgeleitet werden. 8. The method of claim 7, wherein the modulation is dulation an RF Mo, and preferably the charges q a and q b and possibly. Q c and q d for the phase shifts Δφ = 0 ° / 180 ° and 90 ° / 270 ° be derived.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine aperiodische Modulation mit Modulationsphotogatespannungen U am = U 0 + U m0 und U bm = U 0 - U m0 mit zeitlich konstanter, aber variabler Modulationsspannung U m0 verwendet wird. 9. The method of claim 1, wherein an aperiodic modulation with modulating photo gate voltages U am = U 0 + U m0 and U bm = U 0 - U m0 is used with a time constant, but variable modulation voltage U m0.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Ladungen q a und q b unterhalb der Akkumulationsgates G a und G b integriert werden und mit einer Multiplexstruktur, vorzugsweise mit einer CCD-Struktur, ausgelesen werden. 10. A method according to any one of claims 1 to 9, wherein the charges q are integrated below the accumulation gates G a and G b a and q b and are read with a multiplex structure, preferably with a CCD structure.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Akku mulationsgates G a und G b als pn-Dioden, vorzugsweise als gesperrte kapazitätsarme pn-Dioden und vorzugsweise in CMOS-Technologie, ausgebildet sind und bei dem die Ladungen q a und q b direkt als Span nung oder als Strom ausgelesen werden. 11. A method according to any one of claims 1 to 9, wherein the battery mulationsgates G a and G b are configured as pn diodes, preferably as a blocked low-capacitance pn diodes, and preferably using CMOS technology, and wherein the charges q a and q b are read directly as voltage or as current clamping.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Pixelphase direkt mit Hilfe einer Aktiv-Pixel-Sensor-Struktur (APS) berechnet wird. 12. The method of claim 11, wherein the pixel phase directly with the aid of an active pixel sensor structure (APS) is calculated.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Pixelhelligkeit als Summe der Ladungen aller Akkumulationsgates ausgewertet wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the pixel brightness is evaluated as the sum of the charges of all the accumulation gates.
  14. 14. Photonisches Mischelement 14th photonic mixing element
    • - mit mindestens einem Pixel ( 1 ), - with at least one pixels (1),
    • - das mindestens zwei lichtempfindliche Modulationsphotogates (G am , G bm ) und - the at least two light-sensitive modulating photo gates (G am, G bm), and
    • - den Modulationsphotogates (G am , G bm ) zugeordnete, gegenüber der einfallenden elektromagnetischen Welle abgeschattete Akkumulati onsgates (G a , G b ) aufweist. - associated with the modulating photo gates (G am, G bm), opposite the incident electromagnetic wave shadowed Akkumulati onsgates (G a, G b) comprises.
  15. 15. Mischelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Modulationsphotogates (G am , G bm ) ein mittleres Gate (G 0 ) angeordnet ist. 15. The mixing element according to claim 14, characterized in that between the modulating photo gates (G am, G bm) is arranged a middle gate (G 0).
  16. 16. Mischelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Pixel ( 1 ) vier, vorzugsweise symmetrisch angeordnete, Modulationsphotogates (G am , G bm , G cm , G dm ) und Akku mulationsgates (G a , G b , G c , G d ) aufweist. 16. The mixing element according to claim 14 or 15, characterized in that the pixels (1) four, preferably symmetrically arranged, modulating photo gates (G am, G bm, G cm, G dm) and battery mulationsgates (G a, G b, G c , G d) has.
  17. 17. Mischelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch ge kennzeichnet, daß das Pixel ( 1 ) in MOS-Technik auf einem Silizium substrat ( 2 ) ausgeführt ist und mit einer Multiplexstruktur, vorzugs weise mit einer CCD-Struktur, auslesbar ist. 17. The mixing element according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the pixels (1) substrate in MOS technology on a silicon (2) is designed and is provided with a multiplex structure, preferably, with a CCD structure, can be read out.
  18. 18. Mischelement nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch ge kennzeichnet, daß die Akkumulationsgates (G a , G b ) als pn-Dioden, vorzugsweise als gesperrte, kapazitätsarme pn-Dioden und vorzugsweise in CMOS-Technik ausgeführt, ausgebildet sind und die Ladungen q a und q b direkt als Spannung oder als Strom auslesbar sind. 18. The mixing element according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the accumulation gates (G a, G b) designed as pn diodes, preferably as blocked, low-capacitance pn diodes, and preferably using CMOS technology, are formed and the charges q a and q b are read directly as voltage or as current.
  19. 19. Mischelement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Pixel ( 1 ) als Aktiv-Pixel-Sensor-Struktur ausgebildet ist. 19. The mixing element according to claim 18, characterized in that the pixel (1) is designed as an active pixel sensor structure.
  20. 20. Mischelementanordnung mit mindestens zwei photonischen Mi schelementen nach einem der Vorrichtungsansprüche 14 bis 19 , da durch gekennzeichnet, daß die photonischen Mischelemente in einer eindimensionalen oder zweidimensionalen Anordnung angeordnet sind. 20, the mixing element arrangement with at least two photonic Mi schelementen device according to one of claims 14 to 19, as characterized by, that the photonic mixing elements are arranged in a one-dimensional or two-dimensional array.
  21. 21. Mischelementanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, daß jeweils zwei benachbart angeordnete, unterschiedlichen Pixeln (n, n + 1) zugeordnete Modulationsphotogates (G am,n , G am,n+1 ) bzw. (G bm,n , G bm,n+1 ) jeweils ein gemeinsames Akkumulationsgate (G S ) aufweisen und daß die Modulationsphotogates (G am,n , G am,n+1 ) bzw. (G bm,n , G bm,n+1 ) jeweils von der gleichen Modulationsphotogatespan nungen U am (t) bzw. U bm (t) beaufschlagt sind. 21, mixing member assembly according to claim 20, characterized in that in each case two arranged adjacent to different pixels (n, n + 1) associated with the modulating photo gates (G am, n, G am, n + 1) and (G bm, n, G bm, n + 1) in each case a common accumulation gate (G S) and in that the modulating photo gates (G am, n, G am, n + 1) and (G bm, n, G bm, n + 1) each of the same modulating photo gate voltages U tension am (t) and U bm (t) are applied.
  22. 22. Mischelementanordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sender ( 4 ) direkt mindestens einen Pixel ( 1 ) mit einem Teil der intensitätsmodulierten elektromagnetischen Welle be strahlt. 22, mixing member assembly according to claim 20 or 21, characterized in that the transmitter (4) emits directly at least one pixel (1) with a part of the intensity-modulated electromagnetic wave be.
  23. 23. Vorrichtung zur Bestimmung der Phaseninformation einer elek tromagnetischen Welle 23. An apparatus for determining the phase information of an elec tromagnetic wave
    • - mit mindestens einem photonischen Mischelement nach einem der Vorrichtungsansprüche 14 bis 19 , - with at least one photonic mixing element according to one of the device claims 14 to 19,
    • - mit einem Modulationsgenerator ( 10 , 13 ), - a modulation generator (10, 13),
    • - mit einem Sender ( 4 ), dessen abgestrahlte elektromagnetische Welle vom Modulationsgenerator ( 10 , 13 ) in vorgegebener Weise intensi tätsmoduliert ist, - comprising a transmitter (4), the radiated electromagnetic wave from the modulation generator (10, 13) is tätsmoduliert intensify in a predetermined manner,
    • - wobei die von einem Objekt ( 6 ) reflektierte elektromagnetische Welle auf die Oberfläche des photonischen Mischelementes einstrahlt und - wherein by an object (6) reflected electromagnetic wave is irradiated onto the surface of the photonic mixing element and
    • - wobei der Modulationsgenerator ( 10 , 13 ) das photonische Mischele ment mit Modulationsspannungen U m (t) versorgt, die in vorgegebe ner Phasenbeziehung zur Phase der abgestrahlten elektromagnetische Welle des Senders stehen. - wherein the modulating generator (10, 13), the photonic Mischele ment supplied with modulating voltages U m (t), which are pre give ner phase relationship to the phase of the emitted electromagnetic wave of the transmitter.
  24. 24. Vorrichtung nach dem vorangegangenen Vorrichtungsanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß eine Optik ( 7 ) und ggfs. eine Mischelementanordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 21 vorgesehen sind, wobei die Optik ( 7 ) die reflektierte elektromagnetische Welle auf die Oberfläche des Mischelementes bzw. der Mischelementanordnung abbildet. 24. Device according to the preceding device claim, characterized in that an optical system (7) and, if necessary, a mixing element arrangement according to one of Claims 20 are provided to 21, wherein the optics (7) the reflected electromagnetic wave onto the surface of the mixing element or the mixing element arrangement maps.
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DE1997511038 DE59711038D1 (en) 1996-09-05 1997-09-05 A method and apparatus for determining the phase and / or amplitude information of an electromagnetic wave
US09254333 US6825455B1 (en) 1996-09-05 1997-09-05 Method and apparatus for photomixing
RU99106432A RU2182385C2 (en) 1996-09-05 1997-09-05 Method and device determining information on amplitude and phase of electromagnetic wave
JP51212498A JP4060365B2 (en) 1996-09-05 1997-09-05 Method and apparatus for determining the phase information and / or amplitude information of an electromagnetic wave
ES97941871T ES2206748T3 (en) 1996-09-05 1997-09-05 Method and device for the determination of the information about phases and / or amplitudes of an electromagnetic wave.
US10999582 US7053357B2 (en) 1996-09-05 2004-11-29 Method and apparatus for determining the phase and/or amplitude information of an electromagnetic wave for photomixing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19704496A1 true DE19704496A1 (en) 1998-03-12
DE19704496C2 true DE19704496C2 (en) 2001-02-15

Family

ID=7804635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997104496 Expired - Lifetime DE19704496C2 (en) 1996-09-05 1997-02-07 Method and apparatus for determining an electromagnetic wave of the phase and / or amplitude information

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19704496C2 (en)

Cited By (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10334009A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-10 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Blind and partially sighted persons orientation aid is integrated in blind persons stick and uses modulated transmission and array detector to measure distance to objects
EP1522819A1 (en) 2003-10-08 2005-04-13 Diehl BGT Defence GmbH &amp; Co.KG Proximity sensor device
DE102004016624A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-13 Pmdtechnologies Gmbh Photonic Mixer Device
DE102004016626A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Pmd Technologies Gmbh Signal processing electronics
DE102004040218B4 (en) * 2004-08-19 2008-04-17 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Proximity sensor arrangement
DE102010003409A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera e.g. three-dimensional time-of-flight camera, operating method for car, involves detecting phase shift of electromagnetic radiation for frequencies that are formed adjacent to difference of phase shifts
DE102010003411A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera e.g. photo mixture detector camera, operating method, involves detecting phase shift of electromagnetic radiation for two various modulation frequencies, where difference of detected phase shifts is formed
WO2012041607A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Ifm Electronic Gmbh Light propagation time camera
DE102010063579A1 (en) 2010-12-20 2012-06-21 Ifm Electronic Gmbh Optical range finder has reset devices that are controlled so as to control discharge of accumulation gates when voltage of accumulation gates reaches or exceeds threshold value
DE102010063418A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera system has illumination module and camera module having transmission circuit to transfer differential signal and modulated fundamental voltage between camera and lighting modules via difference channels
DE102011089642A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Ifm Electronic Gmbh Light travel time sensor i.e. photo mixing detector-sensor, for three-dimensional time-of-light camera, has evaluation device determining distance value based on electrical parameters, where additional parameters are used to determine value
DE102011078338A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 Ifm Electronic Gmbh Light for time-of-flight camera for optical distance measurement of object, has switching amplifier connected with light source, and switch connected with pause circuit by resonator, where pause circuit controls switch based on input signal
DE102011078307A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 Ifm Electronic Gmbh Lighting for a time of flight camera
DE102011053219A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Pmdtechnologies Gmbh Pixels for detecting amplitude and phase of electromagnetic radiation in form of photonic mixer devices, has phase sensitive sub-pixels for detection of incident electromagnetic radiation with photosensitive pixel surface
DE102011087132A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-29 PMD Technologie GmbH Semiconductor component for use in light run-time camera, has monitoring decoders attached to address decoders, and comparison logics for connecting address and monitoring decoders, where monitoring decoders comprise test functionality
DE102011087133A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-29 PMD Technologie GmbH Semiconductor device has comparison logic to which switching signal lines which are associated to global control function on output side of pixel array are connected
DE102012210042B3 (en) * 2012-06-14 2013-09-05 Ifm Electronic Gmbh Light runtime measuring device for measuring distance of object , has photo mixing detector, evaluation unit, high-frequency generator, driver, impedance converter and optical transmitter, where impedance converter has strip line
DE102012203596A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Ifm Electronic Gmbh Light time sensor for light time camera, has modulation and accumulation gates that are respectively arranged in light and light insensitive regions, and absorbent layer that is formed partially outside of light sensitive regions
DE102012204512A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 PMD Technologie GmbH Time-of-flight sensor for use in three-dimensional time-of-flight camera system for multi-phase measurement of modulated light, has two time-of-flight pixel regions operating sensor with different phase measuring modes
DE102012103681A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Pmdtechnologies Gmbh Method for detecting three-dimensional scene, involves adjusting relative phase differences of two intensity-modulated light signals at emitters so that intensity-modulated light signals are overlapped in same phase
DE102013207648A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method of operating light-time camera system such as three dimensional-time of flight camera system, involves determining phase shift for further modulation frequency, and determining distance value from last two measured phase shifts
DE102013208805A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Method for operating PMD sensor of PMD camera, involves buffering propagation time relevant signals of pixel block in selection circuits associated with receiving frames and reading propagation time relevant signals in end of sequence
DE102013208804A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Method of operating time-of-flight (TOF) sensor mounted in three-dimensional-TOF (3D-TOF) camera system, involves operating TOF pixels individually with inactive and active suppression of background illumination (SBI) circuits
DE102013208802A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Time-of-flight (TOF) light sensor of TOF camera for use in three-dimensional-TOF (3D-TOF) camera system, has light transit time pixels that includes different color filters which are distributed in predetermined pattern on sensor area
DE102012214205A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. Method for non-destructive testing of component, involves obtaining weights of averaged intensity values with correlation function to represent weighted average intensity values
DE102012220650A1 (en) 2012-11-13 2014-05-15 Ifm Electronic Gmbh Photo mixing detector camera for detecting velocity of conveyed material, has evaluation unit determining velocity of conveyed material as function of displacement of surface feature of conveyed material between depth images
DE102012220702A1 (en) 2012-11-13 2014-05-15 Ifm Electronic Gmbh Monitoring system for detecting persons and/or objects in e.g. escalator, has controller that is connected with safety device so as to initiate safety responses
DE102013218647A1 (en) 2012-09-17 2014-05-15 Pmdtechnologies Gmbh Light-transit time sensor e.g. photonic mixer devices (PMD) sensor for use in light-transit time camera system, has light-transit time pixel that comprises light-transit time pixels readout node connected to compression transistor
DE102012220648A1 (en) 2012-11-13 2014-05-28 Ifm Electronic Gmbh Photonic mixer device camera, has evaluation unit measuring volume and volumetric flow of material to be conveyed at output of camera in response to detected surface depth image of conveyed material and detected internal or external speed
DE102012223301A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Time-of-flight sensor for time-of-flight camera system, has time-of-flight pixel and multiple reference time-of-flight pixels for receiving modulated reference light, where two reference pixels have different dimensioned modulation gates
DE102013225676A1 (en) 2012-12-17 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera with motion detection
DE102012223295A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Photonic mixer device (PMD) camera system e.g. time-of-camera system has phase control unit that is provided to control phase position of illumination in response to signal of control sensor and signal of modulator
DE102013225438A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time sensor for use in three-dimensional time-of-flight (3D-TOF) camera system, has reference light runtime pixels that are adapted for receiving modulated reference light modulated with different phase positions
DE102013225439A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light running time sensor i.e. photonic mixer device sensor, for use in light running time-camera system utilized for optical distance measurement, has reference running time pixel for receiving modulated light and comprising time control
DE102012223302A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time camera e.g. three-dimensional (3D) time-of-flight (TOF) camera has phase control unit that controls phase of modulation signal of light source, based on signal of optical transducer
DE102012223298A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light running time sensor e.g. photo mixture detector camera system, has light running time pixel and reference light running time pixel for reception of modulated reference light, where reference pixel exhibits nonlinear curve
DE102013223586A1 (en) 2012-12-17 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light runtime camera, particularly light runtime- or three-dimensional time of flight camera, has illuminating light source for emitting modulated light and light runtime sensor for detecting modulated light reflected from object
US8771433B2 (en) 2006-11-23 2014-07-08 Electrolux Home Products Corporation, N.V. Dishwasher with an alarm device
DE102013203088A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Ifm Electronic Gmbh Light running time camera system has lighting elements which are operated with different phases, and integration time varies in length for various phase positions, while integration time lasts longer than modulation time of illumination
WO2014183983A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time sensor
DE102013223911B3 (en) * 2013-11-22 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Lighting unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a light propagation time measurement device
WO2014183982A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time sensor
DE102013216434B3 (en) * 2013-08-20 2014-11-27 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102013109020A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Pmdtechnologies Gmbh Scattered light reference pixel
DE102015207567A1 (en) 2014-05-02 2015-11-05 Ifm Electronic Gmbh Light shaping optics and light pipe structure for a Transit Time Sensor
DE102015204124A1 (en) 2014-05-02 2015-11-05 Ifm Electronic Gmbh Decoupling element for a light guide for guiding light in a light propagation time sensor
DE102014013099A1 (en) 2014-09-03 2016-03-03 Basler Aktiengesellschaft Method and apparatus for simplified detection of a depth image
DE102015223675A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor for an optical rangefinder
DE102015223674A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 PMD Technologie GmbH Transit Time Sensor for an optical rangefinder
DE102015225192A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight measurement system with overreaching recognition
DE102015224615A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor with transistor-sharing
DE102016205073A1 (en) 2015-03-30 2016-10-06 pmdtechnologies ag Transit Time Sensor
DE102016211053A1 (en) 2015-06-22 2016-12-22 pmdtechnologies ag Pixel cell for a time of flight sensor and corresponding light travel time sensor
DE102015218484A1 (en) 2015-09-25 2017-03-30 pmdtechnologies ag Reference pixel array for an image sensor
DE102016219170A1 (en) 2015-11-03 2017-05-04 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102017200879A1 (en) 2016-02-02 2017-08-03 pmdtechnologies ag Light-time camera and method of operating such a
DE102016006776A1 (en) 2016-05-25 2017-11-30 Kai Wolf Apparatus and method for unambiguous distance measurement with modulated LIDAR
DE102016213217A1 (en) 2016-07-20 2018-01-25 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016219172B3 (en) * 2016-10-04 2018-01-25 Ifm Electronic Gmbh Reference pixel array for an image sensor
DE102016214167A1 (en) 2016-08-01 2018-02-01 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system
DE102016214455A1 (en) 2016-08-04 2018-02-08 Ifm Electronic Gmbh Light section sensor
DE102016015759A1 (en) 2016-10-04 2018-04-05 Ifm Electronic Gmbh Reference pixel array for an image sensor

Families Citing this family (176)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19741896C2 (en) * 1997-09-23 1999-08-12 Opel Adam Ag Apparatus for imaging of regions of the environment of a motor vehicle
DE19821974B4 (en) * 1998-05-18 2008-04-10 Schwarte, Rudolf, Prof. Dr.-Ing. Apparatus and method for detection of phase and amplitude of electromagnetic waves
DE19902612A1 (en) * 1999-01-23 2000-07-27 Zeiss Carl Fa Optoelectronic mixer
EP1152261A1 (en) 2000-04-28 2001-11-07 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Device and method for spatially resolved photodetection and demodulation of modulated electromagnetic waves
EP1160725A3 (en) * 2000-05-09 2002-04-03 DaimlerChrysler AG Method and apparatus for image acquisition in particular for three-dimensional detection of objects or scenes
JP4533582B2 (en) * 2000-12-11 2010-09-01 カネスタ インコーポレイテッド System for cmos compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
JP2001352355A (en) 2000-06-08 2001-12-21 Nec Corp Direct conversion receiver and transmitter-receiver
DE10039422C2 (en) * 2000-08-11 2002-08-01 Siemens Ag Methods and apparatus for operating a PMD system
DE10041769A1 (en) * 2000-08-25 2002-03-28 Siemens Ag 3D radar sensor
DE10047170C2 (en) * 2000-09-22 2002-09-19 Siemens Ag PMD system
KR100852446B1 (en) * 2000-10-16 2008-08-14 슈바르테, 루돌프 Process and device for detecting and processing signal waves
US6906793B2 (en) * 2000-12-11 2005-06-14 Canesta, Inc. Methods and devices for charge management for three-dimensional sensing
WO2002041031A1 (en) * 2000-11-14 2002-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Data processing device and data processing method
DE10132583A1 (en) * 2001-07-05 2003-01-23 Siemens Ag Rückseitenbestrahlbares MSM module
DE10147807A1 (en) * 2001-09-27 2003-04-24 Conti Temic Microelectronic A method for three-dimensional detection of objects or scenes
DE10207610A1 (en) 2002-02-22 2003-09-25 Rudolf Schwarte Method and apparatus for detecting and processing electrical and optical signals
DE10210038B4 (en) * 2002-03-07 2005-07-07 Siemens Ag An electro-optic measuring system and method for reducing noise in an electro-optical measuring process
JP3832441B2 (en) 2002-04-08 2006-10-11 松下電工株式会社 Detector spatial information using the intensity-modulated light
LU90914A1 (en) * 2002-04-26 2003-10-27 Iee Sarl Safety device for a vehicle
DE10230225B4 (en) * 2002-07-04 2006-05-11 Zentrum Mikroelektronik Dresden Ag Photonic Mixer Device and method for its operation and for its preparation
JP3906818B2 (en) * 2003-04-07 2007-04-18 松下電工株式会社 Sensitivity control method of the light-receiving element, the detection device of the spatial information using the intensity-modulated light
DE10324217A1 (en) 2003-05-28 2004-12-16 Robert Bosch Gmbh Surrounding environment sensor object classification unit, classifies object speed and acceleration from position or speed sensor signal and controls restraint system
WO2005036647A1 (en) * 2003-09-18 2005-04-21 Ic-Haus Gmbh Optoelectronic sensor and device for 3d distance measurement
US7521663B2 (en) 2003-09-18 2009-04-21 Mesa Imaging Ag Optoelectronic detector with multiple readout nodes and its use thereof
WO2005088720A3 (en) * 2004-03-17 2005-11-24 Matsushita Electric Works Ltd Light detecting element and method for operating it
DE102004016625A1 (en) 2004-04-05 2005-10-20 Pmdtechnologies Gmbh thereof PMD system and method for operating
EP1612511B1 (en) 2004-07-01 2015-05-20 Softkinetic Sensors Nv TOF rangefinding with large dynamic range and enhanced background radiation suppression
DE102004035847A1 (en) 2004-07-23 2006-03-23 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Method for detecting the Spülgutbeladung and dishwasher
EP1624490A1 (en) 2004-08-04 2006-02-08 C.S.E.M. Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Large-area pixel for use in an image sensor
DE102004038302A1 (en) * 2004-08-04 2006-03-16 Iris-Gmbh Infrared & Intelligent Sensors Medical diagnosis expert system has camera producing sequence of 3D images with processor determining treatment recommendation for spoken output
DE102004044581B4 (en) * 2004-09-13 2014-12-18 Pmdtechnologies Gmbh Method and apparatus for run-time sensitive measurement of a signal
DE102004050627B4 (en) * 2004-10-18 2013-08-08 Audi Ag Method and distance measuring device for determining the distance between an object and the device
EP1821524B1 (en) * 2004-10-25 2013-10-23 Panasonic Corporation Spatial information detecting device
EP1762862A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-14 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS &amp; ENGINEERING S.A. Method and device for 3D imaging
DE102005056774B4 (en) * 2005-11-28 2014-12-24 Pmdtechnologies Gmbh TOF-pixel and method for its operation
DE102006025020B4 (en) * 2006-05-26 2017-02-09 PMD Technologie GmbH displacement measuring system
DE102006045549B4 (en) * 2006-09-25 2018-01-25 pmdtechnologies ag Transport with 3D camera
DE102007004348A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Robert Bosch Gmbh Imager-semiconductor component for camera system of vehicle, comprises two-dimensional integrated arrangement of imager-pixels for receiving optical or infrared radiation and emission of picture signals
DE102008031601A1 (en) 2008-07-07 2010-01-14 Pmd Technologies Gmbh Sensor for measuring angle of incidence of electromagnetic radiation for controlling air conditioning system, has selection diffusions for obtaining load carrier, which is produced by incidence radiation in semiconductor material
DE102008036994A1 (en) 2008-08-08 2010-02-11 Ifm Electronic Gmbh Sliding cross-beam for use in machine, for e.g. vehicle crane or excavator, has sliding box spar and extended sliding cross-beam, where optical distance measuring system is provided
CN102187658B (en) 2008-08-28 2015-07-15 美萨影像股份公司 Demodulation pixel with daisy chain charge storage sites and method of operation therefor
DE102008043854A1 (en) 2008-11-19 2010-05-20 Ifm Electronic Gmbh Daytime running headlamp for three dimensional-camera system for vehicle, has light source which emits useful signal for illuminating three-dimensional camera, where daytime running light is switchable in two brightness gradients
DE102008054863A1 (en) 2008-12-18 2010-07-01 Ifm Electronic Gmbh System for controlling robot based on light spots for sorting luggage pieces, has camera for detection of light spots, and light source designed such that light spots with less than or equal to half refresh rate of camera appear bright
DE102009001159A9 (en) 2009-02-25 2011-02-24 Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Electro-optical camera with demodulierendem detector array
DE102009001894A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 Ifm Electronic Gmbh Robot system for sorting objects in e.g. wooden box, has three-dimensional-camera movably or stationary arranged at last articulated arm, and determining operating range based on travel-time of light
US9076709B2 (en) 2009-05-05 2015-07-07 Mesa Imaging Ag 3D CCD-style imaging sensor with rolling readout
DE102009026845A1 (en) 2009-06-09 2010-12-16 Ifm Electronic Gmbh Measuring device for measuring system for motor vehicle for determining tire parameter, has light source for illuminating tire surface with intensity modulated light and time-of-flight sensor for detecting light reflected from tire surface
US9117712B1 (en) 2009-07-24 2015-08-25 Mesa Imaging Ag Demodulation pixel with backside illumination and charge barrier
US9000349B1 (en) 2009-07-31 2015-04-07 Mesa Imaging Ag Sense node capacitive structure for time of flight sensor
DE102009028352A1 (en) 2009-08-07 2011-02-10 Pmdtechnologies Gmbh Photonic mixer device pixel array for producing color image on display, has linearization circuit connected to outlet of non-linear transistor by selection transistors to compensate non-linearity between charging quantity and output signal
DE102009028350A1 (en) 2009-08-07 2011-02-10 Pmd Technologies Gmbh Method for producing coherent electric or electromagnetic modulation signals with definite, relative phase shifts, involves connecting signal outputs with common circuit output in component provided outside integrated circuit
US9698196B2 (en) 2009-08-14 2017-07-04 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Demodulation pixel incorporating majority carrier current, buried channel and high-low junction
DE102009045555A1 (en) 2009-10-12 2011-04-14 Ifm Electronic Gmbh Security camera has three-dimensional camera based on photonic mixer devices, where two-dimensional camera and three-dimensional camera are associated for active illumination
DE102009045558A1 (en) 2009-10-12 2011-04-14 Ifm Electronic Gmbh camera system
DE102009045600A1 (en) 2009-10-12 2011-04-14 Ifm Electronic Gmbh camera system
DE102009045553B4 (en) 2009-10-12 2014-10-09 Ifm Electronic Gmbh Time of flight measurement system
DE102009046124A1 (en) 2009-10-28 2011-05-05 Ifm Electronic Gmbh Method and apparatus for calibrating a 3D TOF camera system
DE102009046107A1 (en) 2009-10-28 2011-05-05 Ifm Electronic Gmbh System and method for interaction between a person and a machine
DE102009046109A1 (en) 2009-10-28 2011-05-05 Ifm Electronic Gmbh Position determining system for e.g. agricultural working machine, has evaluation device assigned to camera such that position and orientation of vehicle is determined in reference system based on detected detection marks
DE102009046108A1 (en) 2009-10-28 2011-05-05 Ifm Electronic Gmbh camera system
US8754939B2 (en) 2009-11-09 2014-06-17 Mesa Imaging Ag Multistage demodulation pixel and method
DE102009046628A1 (en) 2009-11-11 2011-05-12 Ifm Electronic Gmbh Method for detecting covering density in e.g. bus in public passenger traffic, involves determining covering density and/or passenger distribution of transportation region based on depth image
US9442196B2 (en) 2010-01-06 2016-09-13 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Demodulation sensor with separate pixel and storage arrays
DE102010001113A1 (en) 2010-01-21 2011-07-28 ifm electronic gmbh, 45128 Light for photonic mixer device camera, has switch connecting connection side of light source with reference potential in switchable manner, and connected with clock generator, which switches switch with predefined clock
DE102010002250A1 (en) 2010-02-23 2011-08-25 ifm electronic gmbh, 45128 monitoring system
WO2011117161A3 (en) 2010-03-26 2012-02-23 Iee International Electronics & Engineering S.A. Light sensor having a photosensitive semiconductor structure
DE102010003544A1 (en) 2010-03-31 2011-10-06 Ifm Electronic Gmbh Three-dimensional time-of-flight camera i.e. photonic mixer device, for use with car, has receiver optics arranged in such manner that pixel line of pixel array detects equal or larger portion of monitored area in spatial direction
DE102011007464A1 (en) 2010-04-19 2011-10-20 Ifm Electronic Gmbh Method for visualizing scene, involves selecting scene region in three-dimensional image based on distance information, marking selected scene region in two-dimensional image and presenting scene with marked scene region on display unit
WO2011157726A1 (en) 2010-06-16 2011-12-22 Iee International Electronics & Engineering S.A. Switch and gate topologies for improved demodulation performance of time of flight pixels
KR101666020B1 (en) 2010-06-25 2016-10-25 삼성전자주식회사 Apparatus and Method for Generating Depth Image
DE102010030779A1 (en) 2010-06-30 2012-01-05 Ifm Electronic Gmbh System for monitoring and controlling actuatable passage barrier e.g. bollard, has control device allowing closing of barrier only if collision of barrier with objects is precluded in security region
DE102010038566A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Ifm Electronic Gmbh Light running time camera i.e. three dimensional- time-of-flight camera, has light sources arranged such that photo sensor is illuminated during connecting light sources, where light sources are connected with modulator
DE102010041390B4 (en) 2010-07-28 2017-12-07 pmdtechnologies ag Time of flight camera with signal path monitoring
US9410800B1 (en) 2010-08-02 2016-08-09 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. 3D TOF camera with masked illumination
DE102010043723A1 (en) 2010-11-10 2012-05-10 Ifm Electronic Gmbh Camera system has illumination module that emits light whose intensity is maintained at preset value, so that luminous flux for receiving pixels of photo sensor within preset limit is set to be constant
GB201020630D0 (en) * 2010-12-06 2011-01-19 Melexis Tessenderlo Nv Method and system for demodulating signals
DE102010062616A1 (en) 2010-12-08 2012-06-14 Ifm Electronic Gmbh Optical range finder i.e. light running time-camera system, for measuring distance of object, has receiving lens designed as Fresnel lens with two lens contours, where focal length of one of contours is smaller than that of other contour
DE102011089636A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Ifm Electronic Gmbh Light propagation time camera system, has evaluation unit connected with light propagation time sensor and photosensor and designed to start distance measurement depending on signals of photosensor
DE102011089629A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 PMD Technologie GmbH Light running time camera, has evaluation unit arranged such that removal values are determined for pixel blocks based on output signals of running time pixels, where running time pixels are summarizable temporary to pixel blocks
EP2680035A4 (en) * 2011-02-21 2015-02-18 Panasonic Corp Spatial information detection device
DE102012203341A1 (en) 2011-03-25 2012-09-27 Ifm Electronic Gmbh Two-dimensional-three-dimensional light for two-dimensional camera and three-dimensional camera, particularly light operating time camera, has two-dimensional light source that provides light to direction for two-dimensional camera
DE102011006613A1 (en) 2011-03-31 2012-10-04 PMD Technologie GmbH Lighting circuit for time-of-flight camera utilized for capturing three-dimensional images, has current limiting device arranged in current path of light sources, and capacitor arranged parallel to current limiting device
DE102011081561A1 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system to signal path monitoring
DE102011081568B3 (en) * 2011-08-25 2012-09-27 Ifm Electronic Gmbh Optical receiver for light transit time apparatus e.g. photonic mixer device, has photo detector connected with reference potential over input resistance of current-voltage converter, and smoothing capacitor for smoothing photocurrent
DE102011081567A1 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Ifm Electronic Gmbh Receiver for an optical rangefinder
DE102011081564B4 (en) 2011-08-25 2015-04-02 Ifm Electronic Gmbh Receiver for an optical rangefinder
DE102011081563B4 (en) 2011-08-25 2015-06-25 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system to signal path monitoring
DE102011081560A1 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system to signal path monitoring
DE102011081559B3 (en) * 2011-08-25 2013-01-10 Ifm Electronic Gmbh Receiver for optical rangefinder, has current measurement circuit that is connected with synchronous switch and is designed such that voltage sloping over smoothing capacitors is kept constant by reproaching discharge current
DE102011082103B4 (en) 2011-09-02 2017-08-24 Audi Ag Security system for a motor vehicle
DE102012200572A1 (en) 2012-01-16 2013-07-18 Ifm Electronic Gmbh Two-dimensional three-dimensional camera for security system of motor vehicle, has control unit connected with two evaluation units and is configured to generate safety signal and security parameter for object in object list
DE102012203616B4 (en) 2012-03-07 2016-02-18 Ifm Electronic Gmbh Illumination for a light propagation time camera and methods for producing such
DE102013205600A1 (en) 2012-03-29 2013-10-02 Ifm Electronic Gmbh Monitoring device for monitoring lighting module of light travel time measurement system, has signal converters for generating input and output envelope signals that are determined and compared based on modulation current and voltages
DE102013205605B4 (en) 2012-03-29 2018-02-01 pmdtechnologies ag Lighting for a light propagation time measurement system
DE102013205607A1 (en) 2012-03-29 2013-10-02 Ifm Electronic Gmbh Analog-to-digital converter circuit for e.g. three-dimensional time-of-flight camera system, has evaluation unit that is configured such that error response is initiated if digital constant voltage lies outside tolerance voltage range
DE102012205217B4 (en) 2012-03-30 2015-08-20 Ifm Electronic Gmbh Information display system with a virtual input zone
DE102012205212B4 (en) 2012-03-30 2015-08-20 Ifm Electronic Gmbh The information display system with a virtual input region and methods of operating an information display system
DE102013207148A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Ifm Electronic Gmbh Light run-time camera i.e. PMD light run-time camera, for arrangement in upper area of windscreen of motor car, has polarizing filter arranged in exit beam of lighting unit, where camera receives preferred light polarization
DE102012207328A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Audi Ag System for acquisition of track profile for vehicle, has control device connected with light-time cameras and determining spacing and dimensions of uneven portion of track profile based on components of vehicle
DE102013207147A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Ifm Electronic Gmbh Road surface profile detecting system for motor car, has time-of-flight cameras which detect road surface profile and determine distance and dimension of irregularities in overlapping monitored areas of cameras
DE102013207647A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method for operating light-time camera system, involves detecting phase shift of emitted or received signal for modulation frequency in phase measuring cycle, and performing multiple phase measurement cycles
DE102013207654A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method for operating time-of-flight camera system, involves executing phase measuring cycle with two phase positions, where two phase angles have different modulation frequency
DE102013207649A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system
DE102013207651A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system
DE102013207652A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method for operating photo mixture detector camera system, involves determining object distance, and performing distance measuring cycles, where distance comprises highest probability values according to number of cycles
DE102013207653A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method for operating light-time camera system, involves determining object distances in vicinity and in long range with evaluation methods based on phase measurement cycles
DE102013207650A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method for operating light-duration camera system, involves detecting phase shift of emitted- or received signal for modulation frequency in phase measuring cycle, where multiple phase measuring cycles are implemented
DE102013208106A1 (en) 2012-05-24 2013-11-28 Ifm Electronic Gmbh Method for operating depth image-camera system, involves determining depth map based on data of light propagation time camera, and another depth image based on data of two-dimensional images of two-dimensional image acquisition
DE102012208995B4 (en) 2012-05-29 2017-12-07 pmdtechnologies ag Time of flight camera system with data channel
DE102013208248A1 (en) 2012-05-29 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Method for instrumentation determination of e.g. focal length of optical system by using PMD sensor, involves determining distance values of objects points of reference object corresponding to pixels of sensor for characterization of system
DE102013213660A1 (en) 2012-07-12 2014-01-16 Ifm Electronic Gmbh Circuit arrangement for photonic mixer detector-camera system, has reference light-time sensor arranged outside sensor element, and modulation signal of modulator is supplied to reference light-time sensor through output circuit
DE102013218439A1 (en) 2012-09-13 2014-03-13 Ifm Electronic Gmbh Lighting module for time-of-flight camera installed in motor vehicle e.g. motor car, has optical system which is provided with beam shaping optical unit and auxiliary optical unit, and focal plane that is formed outside of main portion
DE102012222071A1 (en) 2012-12-03 2014-06-05 Ifm Electronic Gmbh Optical receiver for use in e.g. line sensor of three dimensional-runtime camera to illuminate scene in automation field, has capacitor charged with photoelectric current, which is multiplied with plus one and minus one in respective clocks
DE102013102061A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Pmd Technologies Gmbh Semiconductor component for detecting electromagnetic radiation of photosensitive semiconductor substrate, has first and second substrate portions having read-out nodes whose charge carriers are read out and do not pass from one to other
DE102013203925B4 (en) 2013-03-07 2015-10-22 Ifm Electronic Gmbh A control system for vehicle headlights
DE102014205586A1 (en) 2013-03-28 2014-10-02 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102014205587A1 (en) 2013-03-28 2014-10-02 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102014205585B4 (en) 2013-03-28 2016-02-25 Pmdtechnologies Gmbh A method of operating a light-time camera and light-time camera system
DE102014206236A1 (en) 2013-04-04 2014-10-09 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera for a vehicle
DE102014206898A1 (en) 2013-04-10 2014-10-16 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera for a vehicle
DE102013209044A1 (en) 2013-05-15 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Control unit for a light propagation time camera system
DE102014208327A1 (en) 2013-05-17 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Method and system for control of a media output device
DE102014209337A1 (en) 2013-05-17 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh System and method for detecting a risk zone
DE102014209338A1 (en) 2013-05-17 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system for free field recognition
DE102014209371A1 (en) 2013-05-17 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh A system for controlling a work machine comprising a boom
DE102014211543A1 (en) 2013-06-21 2014-12-24 Ifm Electronic Gmbh Method and device for the recognition of gestures in a vehicle environment
DE102013012466A1 (en) 2013-07-26 2015-01-29 Audi Ag The control system and method of operating a vehicle-side device
DE102013214677B3 (en) * 2013-07-26 2014-10-30 PMD Technologie GmbH Time of flight camera system
DE102013216833A1 (en) 2013-08-23 2015-02-26 Ifm Electronic Gmbh 3D camera
DE102013218443A1 (en) 2013-09-13 2015-03-19 Ifm Electronic Gmbh illumination optics
DE102013220385B4 (en) 2013-10-09 2015-06-11 Ifm Electronic Gmbh Lighting for a time of flight camera system
DE102013019210A1 (en) 2013-11-15 2015-05-21 Audi Ag Lighting device for the passenger compartment of a motor vehicle and method for controlling the lighting device
DE102013223555A1 (en) 2013-11-19 2015-05-21 Ifm Electronic Gmbh Light-time camera system for a vehicle and method for operating such a
DE102013224676A1 (en) 2013-12-02 2015-06-03 Ifm Electronic Gmbh An optical receiver for a light propagation time sensor
DE102013224937A1 (en) 2013-12-05 2015-06-11 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102014202196B3 (en) * 2014-02-06 2015-03-12 Ifm Electronic Gmbh Printed circuit board and the circuit arrangement
DE102015202499A1 (en) 2014-02-17 2015-08-20 Ifm Electronic Gmbh TOF camera with static gesture recognition
DE102014204424A1 (en) 2014-03-11 2015-09-17 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102014204423A1 (en) 2014-03-11 2015-09-17 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102015205826A1 (en) 2014-04-04 2015-10-08 Ifm Electronic Gmbh Distance measurement system with runtime pixel row
DE102015205841A1 (en) 2014-04-04 2015-10-08 Ifm Electronic Gmbh Entfernungsmessystem with time of flight pixel row
DE102015205840A1 (en) 2014-04-04 2015-10-08 Ifm Electronic Gmbh Distance measurement system with runtime pixel row
DE102015205927A1 (en) 2014-04-07 2015-10-08 Ifm Electronic Gmbh Distance measuring system with light propagation time measurement and triangulation
DE102014207163A1 (en) 2014-04-15 2015-10-15 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102014210177B3 (en) * 2014-05-28 2015-07-16 Ifm Electronic Gmbh Transit Time Sensor
DE102014210750B3 (en) * 2014-06-05 2015-06-11 Pmd Technologies Gmbh Time of flight camera system
DE102014214733B3 (en) * 2014-07-28 2015-07-23 Pmd Technologies Gmbh Light-time sensor with a device for charge compensation
DE102015217314A1 (en) 2014-09-12 2016-03-17 Ifm Electronic Gmbh monitoring system
CN104297260B (en) * 2014-11-04 2017-10-10 广州广电运通金融电子股份有限公司 A non-contact type detecting method and apparatus of thin media
DE102014225046A1 (en) 2014-12-05 2016-06-09 Ifm Electronic Gmbh Camera system with modulated color lights
DE102015222380A1 (en) 2014-12-16 2016-06-16 Ifm Electronic Gmbh Distance measuring system
DE102015222379A1 (en) 2014-12-16 2016-06-16 Ifm Electronic Gmbh Distance measuring system
DE102015222381A1 (en) 2014-12-16 2016-06-16 Ifm Electronic Gmbh Distance measuring system
DE102015202501A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor
DE102016215331A1 (en) 2015-09-09 2017-03-09 pmdtechnologies ag The optoelectronic mixer element
DE102015218730A1 (en) 2015-09-29 2017-03-30 Ifm Electronic Gmbh Camera and camera mount
DE102015218822A1 (en) 2015-09-30 2017-03-30 Ifm Electronic Gmbh Light-time camera with adjustable aperture
DE102016221184A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Calibration and calibration method for a camera system
DE102015221326A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016219515A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016221183A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Calibration device for a light run-time camera system
DE102016221186A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Calibration device for a light run-time camera system
DE102016219519A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016219516A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016219518A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016222334A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 pmdtechnologies ag Procedure for the determination of system parameters of a time of flight camera system
DE102016201599A1 (en) 2016-02-03 2017-08-03 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
WO2017137241A1 (en) 2016-02-10 2017-08-17 Ifm Electronic Gmbh Docking system for vehicles having a 3d camera and method for operating such a system
DE102016202181A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 pmdtechnologies ag Lighting for a 3D camera
DE102017203090A1 (en) 2016-02-24 2017-08-24 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016204140B3 (en) 2016-03-14 2017-04-06 pmdtechnologies ag Apparatus and method for calibrating a time of flight camera
DE102017203564A1 (en) 2016-04-11 2017-10-12 pmdtechnologies ag Time of flight camera system with fault monitoring
DE102017206672A1 (en) 2016-04-20 2017-10-26 pmdtechnologies ag Circuit for driving a light source
DE102017207957A1 (en) 2016-05-11 2017-11-16 pmdtechnologies ag Safety circuit for a light source
DE102017202563A1 (en) 2016-05-30 2017-11-30 pmdtechnologies ag Method and system for calibrating a light-time camera
DE102017212130A1 (en) 2016-09-02 2018-03-08 Ifm Electronic Gmbh Decoupling element for a light guide for guiding light in a light propagation time sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419936A1 (en) * 1989-09-13 1991-04-03 Hans Dr. Steinbichler Process and apparatus for the phase indication of radiation, especially light radiation
DE4439298A1 (en) * 1994-11-07 1996-06-13 Rudolf Prof Dr Ing Schwarte 3=D camera using transition time method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0419936A1 (en) * 1989-09-13 1991-04-03 Hans Dr. Steinbichler Process and apparatus for the phase indication of radiation, especially light radiation
DE4439298A1 (en) * 1994-11-07 1996-06-13 Rudolf Prof Dr Ing Schwarte 3=D camera using transition time method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SPIRIG, T.: u.a., In: IEEE J. Quantum Electronics 1995, Bd. 31, Nr. 9, S. 1705-1708 *

Cited By (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10334009A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-10 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Blind and partially sighted persons orientation aid is integrated in blind persons stick and uses modulated transmission and array detector to measure distance to objects
EP1522819A1 (en) 2003-10-08 2005-04-13 Diehl BGT Defence GmbH &amp; Co.KG Proximity sensor device
DE10346731A1 (en) * 2003-10-08 2005-05-04 Diehl Munitionssysteme Gmbh Proximity sensor arrangement
DE102004016624A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-13 Pmdtechnologies Gmbh Photonic Mixer Device
DE102004016626A1 (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Pmd Technologies Gmbh Signal processing electronics
US7361883B2 (en) 2004-04-05 2008-04-22 Pmd Technologies Gmbh Photonic mixer device
US7574190B2 (en) 2004-04-05 2009-08-11 Pmdtechnologies Gmbh Signal-processing electronics
DE102004040218B4 (en) * 2004-08-19 2008-04-17 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Proximity sensor arrangement
US8771433B2 (en) 2006-11-23 2014-07-08 Electrolux Home Products Corporation, N.V. Dishwasher with an alarm device
DE102010003411A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera e.g. photo mixture detector camera, operating method, involves detecting phase shift of electromagnetic radiation for two various modulation frequencies, where difference of detected phase shifts is formed
DE102010003409A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera e.g. three-dimensional time-of-flight camera, operating method for car, involves detecting phase shift of electromagnetic radiation for frequencies that are formed adjacent to difference of phase shifts
WO2012041607A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Ifm Electronic Gmbh Light propagation time camera
DE102010063418A1 (en) * 2010-12-17 2012-06-21 Ifm Electronic Gmbh Time-of-flight camera system has illumination module and camera module having transmission circuit to transfer differential signal and modulated fundamental voltage between camera and lighting modules via difference channels
DE102010063418B4 (en) * 2010-12-17 2016-08-11 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system with data channel
DE102010063579A1 (en) 2010-12-20 2012-06-21 Ifm Electronic Gmbh Optical range finder has reset devices that are controlled so as to control discharge of accumulation gates when voltage of accumulation gates reaches or exceeds threshold value
DE102011089642A1 (en) 2010-12-22 2012-06-28 Ifm Electronic Gmbh Light travel time sensor i.e. photo mixing detector-sensor, for three-dimensional time-of-light camera, has evaluation device determining distance value based on electrical parameters, where additional parameters are used to determine value
WO2013000697A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 Ifm Electronic Gmbh Lighting for a light propagation camera
DE102011078338A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 Ifm Electronic Gmbh Light for time-of-flight camera for optical distance measurement of object, has switching amplifier connected with light source, and switch connected with pause circuit by resonator, where pause circuit controls switch based on input signal
DE102011078307A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 Ifm Electronic Gmbh Lighting for a time of flight camera
DE102011053219A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 Pmdtechnologies Gmbh Pixels for detecting amplitude and phase of electromagnetic radiation in form of photonic mixer devices, has phase sensitive sub-pixels for detection of incident electromagnetic radiation with photosensitive pixel surface
DE102011087132A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-29 PMD Technologie GmbH Semiconductor component for use in light run-time camera, has monitoring decoders attached to address decoders, and comparison logics for connecting address and monitoring decoders, where monitoring decoders comprise test functionality
DE102011087133A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-29 PMD Technologie GmbH Semiconductor device has comparison logic to which switching signal lines which are associated to global control function on output side of pixel array are connected
DE102012203596A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Ifm Electronic Gmbh Light time sensor for light time camera, has modulation and accumulation gates that are respectively arranged in light and light insensitive regions, and absorbent layer that is formed partially outside of light sensitive regions
DE102012204512A1 (en) 2012-03-21 2013-09-26 PMD Technologie GmbH Time-of-flight sensor for use in three-dimensional time-of-flight camera system for multi-phase measurement of modulated light, has two time-of-flight pixel regions operating sensor with different phase measuring modes
DE102012103681A1 (en) 2012-04-26 2013-10-31 Pmdtechnologies Gmbh Method for detecting three-dimensional scene, involves adjusting relative phase differences of two intensity-modulated light signals at emitters so that intensity-modulated light signals are overlapped in same phase
DE102013207648A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Ifm Electronic Gmbh Method of operating light-time camera system such as three dimensional-time of flight camera system, involves determining phase shift for further modulation frequency, and determining distance value from last two measured phase shifts
DE102013208805A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Method for operating PMD sensor of PMD camera, involves buffering propagation time relevant signals of pixel block in selection circuits associated with receiving frames and reading propagation time relevant signals in end of sequence
DE102013208804A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Method of operating time-of-flight (TOF) sensor mounted in three-dimensional-TOF (3D-TOF) camera system, involves operating TOF pixels individually with inactive and active suppression of background illumination (SBI) circuits
DE102013208802A1 (en) 2012-05-30 2013-12-05 Pmdtechnologies Gmbh Time-of-flight (TOF) light sensor of TOF camera for use in three-dimensional-TOF (3D-TOF) camera system, has light transit time pixels that includes different color filters which are distributed in predetermined pattern on sensor area
DE102012210042B3 (en) * 2012-06-14 2013-09-05 Ifm Electronic Gmbh Light runtime measuring device for measuring distance of object , has photo mixing detector, evaluation unit, high-frequency generator, driver, impedance converter and optical transmitter, where impedance converter has strip line
DE102012214205B4 (en) * 2012-06-18 2014-05-08 Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. A method for non-destructive testing of components by means of lock-in imaging
DE102012214205A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-19 Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. Method for non-destructive testing of component, involves obtaining weights of averaged intensity values with correlation function to represent weighted average intensity values
DE102013218647A1 (en) 2012-09-17 2014-05-15 Pmdtechnologies Gmbh Light-transit time sensor e.g. photonic mixer devices (PMD) sensor for use in light-transit time camera system, has light-transit time pixel that comprises light-transit time pixels readout node connected to compression transistor
DE102012220650B4 (en) * 2012-11-13 2016-07-28 Ifm Electronic Gmbh PMD camera at a speed determination
DE102012220702A1 (en) 2012-11-13 2014-05-15 Ifm Electronic Gmbh Monitoring system for detecting persons and/or objects in e.g. escalator, has controller that is connected with safety device so as to initiate safety responses
DE102012220650A1 (en) 2012-11-13 2014-05-15 Ifm Electronic Gmbh Photo mixing detector camera for detecting velocity of conveyed material, has evaluation unit determining velocity of conveyed material as function of displacement of surface feature of conveyed material between depth images
DE102012220648A1 (en) 2012-11-13 2014-05-28 Ifm Electronic Gmbh Photonic mixer device camera, has evaluation unit measuring volume and volumetric flow of material to be conveyed at output of camera in response to detected surface depth image of conveyed material and detected internal or external speed
DE102012220648B4 (en) * 2012-11-13 2015-11-26 Ifm Electronic Gmbh PMD camera with a volume determination
DE102012223295A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Photonic mixer device (PMD) camera system e.g. time-of-camera system has phase control unit that is provided to control phase position of illumination in response to signal of control sensor and signal of modulator
DE102013225439A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light running time sensor i.e. photonic mixer device sensor, for use in light running time-camera system utilized for optical distance measurement, has reference running time pixel for receiving modulated light and comprising time control
DE102012223301A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Time-of-flight sensor for time-of-flight camera system, has time-of-flight pixel and multiple reference time-of-flight pixels for receiving modulated reference light, where two reference pixels have different dimensioned modulation gates
DE102012223298A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light running time sensor e.g. photo mixture detector camera system, has light running time pixel and reference light running time pixel for reception of modulated reference light, where reference pixel exhibits nonlinear curve
DE102013225438A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time sensor for use in three-dimensional time-of-flight (3D-TOF) camera system, has reference light runtime pixels that are adapted for receiving modulated reference light modulated with different phase positions
DE102012223302A1 (en) 2012-12-14 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time camera e.g. three-dimensional (3D) time-of-flight (TOF) camera has phase control unit that controls phase of modulation signal of light source, based on signal of optical transducer
WO2014095539A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Pmdtechnologies Gmbh Light propagation time camera with a motion detector
US9625569B2 (en) 2012-12-17 2017-04-18 pmdtechnologies ag Time-of-flight camera with motion detection
DE102013225676A1 (en) 2012-12-17 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera with motion detection
DE102013223586A1 (en) 2012-12-17 2014-06-18 Pmdtechnologies Gmbh Light runtime camera, particularly light runtime- or three-dimensional time of flight camera, has illuminating light source for emitting modulated light and light runtime sensor for detecting modulated light reflected from object
DE102013203088A1 (en) 2013-02-25 2014-08-28 Ifm Electronic Gmbh Light running time camera system has lighting elements which are operated with different phases, and integration time varies in length for various phase positions, while integration time lasts longer than modulation time of illumination
DE102013209162A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor
DE102013209161A1 (en) 2013-05-16 2014-12-04 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor
WO2014183983A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time sensor
WO2014183982A1 (en) 2013-05-16 2014-11-20 Pmdtechnologies Gmbh Light transit time sensor
DE102013216434B3 (en) * 2013-08-20 2014-11-27 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight camera system
DE102013109020A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Pmdtechnologies Gmbh Scattered light reference pixel
DE102013109020B4 (en) * 2013-08-21 2016-06-09 Pmdtechnologies Gmbh Scattered light reference pixel
DE102013223911B3 (en) * 2013-11-22 2014-11-20 Ifm Electronic Gmbh Lighting unit for generating a high-frequency sine-modulated light signal for a light propagation time measurement device
DE102015207567A1 (en) 2014-05-02 2015-11-05 Ifm Electronic Gmbh Light shaping optics and light pipe structure for a Transit Time Sensor
DE102015204124A1 (en) 2014-05-02 2015-11-05 Ifm Electronic Gmbh Decoupling element for a light guide for guiding light in a light propagation time sensor
DE102014013099A1 (en) 2014-09-03 2016-03-03 Basler Aktiengesellschaft Method and apparatus for simplified detection of a depth image
DE102015223675A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor for an optical rangefinder
DE102015223674A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 PMD Technologie GmbH Transit Time Sensor for an optical rangefinder
DE102015224615A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Pmdtechnologies Gmbh Transit Time Sensor with transistor-sharing
DE102015225192A1 (en) 2014-12-15 2016-06-16 Pmdtechnologies Gmbh Time of flight measurement system with overreaching recognition
DE102016205073A1 (en) 2015-03-30 2016-10-06 pmdtechnologies ag Transit Time Sensor
DE102016209314A1 (en) 2015-06-22 2016-12-22 pmdtechnologies ag Pixel cell for a sensor and corresponding sensor
DE102016209319A1 (en) 2015-06-22 2016-12-22 pmdtechnologies ag Pixel cell for a sensor and corresponding sensor
DE102016209316A1 (en) 2015-06-22 2016-12-22 pmdtechnologies ag Sensor having a plurality of pixels and corresponding pixel cell
DE102016211053A1 (en) 2015-06-22 2016-12-22 pmdtechnologies ag Pixel cell for a time of flight sensor and corresponding light travel time sensor
DE102015218484A1 (en) 2015-09-25 2017-03-30 pmdtechnologies ag Reference pixel array for an image sensor
DE102016219170A1 (en) 2015-11-03 2017-05-04 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102017200879A1 (en) 2016-02-02 2017-08-03 pmdtechnologies ag Light-time camera and method of operating such a
DE102016006776A1 (en) 2016-05-25 2017-11-30 Kai Wolf Apparatus and method for unambiguous distance measurement with modulated LIDAR
DE102016213217A1 (en) 2016-07-20 2018-01-25 pmdtechnologies ag Time of flight camera system
DE102016214167A1 (en) 2016-08-01 2018-02-01 Ifm Electronic Gmbh Time of flight camera system
DE102016214455A1 (en) 2016-08-04 2018-02-08 Ifm Electronic Gmbh Light section sensor
DE102016219172B3 (en) * 2016-10-04 2018-01-25 Ifm Electronic Gmbh Reference pixel array for an image sensor
DE102016015759A1 (en) 2016-10-04 2018-04-05 Ifm Electronic Gmbh Reference pixel array for an image sensor

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Publication number Publication date Type
DE19704496A1 (en) 1998-03-12 application

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