JP2019028060A - Ｌｉｄａｒシステムのサンプルホールド回路 - Google Patents

Abstract

【課題】従来手法は、距離測定において十分な精度を得るために必要なデータを収集するために、いくつかのサンプル実行を必要とする。
【解決手段】本発明は、サンプルホールド回路に関し、並列に配設され、かつ、それぞれがバッファと、１つ以上のサンプルホールドセルと、を含む、サンプルホールドブロックを備える、複数のサンプルホールド分岐を備え、前記サンプルホールド回路は、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング及びサンプリング位相を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備えることを特徴とし、少なくとも１つのサンプルホールドブロックの時間遅延は、１サンプリングクロック周期よりも大きな値に設定することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、概して、サンプルホールド回路の分野に関する。より具体的には、本発明は、光検出及び測距システムに使用されるサンプルホールド回路に関する。

ＬＩＤＡＲ（「光レーダー」システムに由来する）システムは当該技術分野において周知である。ＬＩＤＡＲシステムという用語は、光検出及び測距システムの略語として使用される。そのようなシステムは、入射光線をその目標に向け、反射光線を検出することによって、目標物体までの距離測定を行うように設計されている。目標への距離は、入射光ビーム及び反射光ビームの飛行時間測定に基づいて計算されてもよい。ＬＩＤＡＲシステムは、緊急ブレーキ、適応型走行コントロール、盲点監視などの様々な適応型運転者支援（ＡＤＡＳ）アプリケーションで使用することができ、ＬＩＤＡＲシステムは、車両ナビゲーションを支援する自律運転システムにおけるキーとなる感知構成要素の１つとなり得る。しかしながら、距離測定計器、３Ｄマッピング、バーチャルリアリティ、拡張現実感、ロボット工学、自動化、セキュリティ監視などのアプリケーションでもＬＩＤＡＲシステムを使用することに留意されたい。

ＬＩＤＡＲは、原則として、任意の光波長、例えば、紫外光、可視光、近赤外または赤外光を、物体を画像化するのに使用することができる。使用される波長は、アプリケーション仕様ならびに光源及び光検出器のような（低コストの）光学部品の入手可能性に依存して変化する。センサは、パルスが放射された時間から始まる光振幅を記録し、振幅対時間信号を使用して、シーン内に位置する反射パルス形状を見つける。

ＬＩＤＡＲシステムは当該技術分野で提案されてきた。フォトダイオードからの信号は、アナログフロントエンドブロックで受信され、最終的に目標物体までの距離を判定するために処理され得る信号に変換される。アナログフロントエンドブロックの典型的な例は、フォトダイオード電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンス増幅器である。

図１は、フォトダイオード２０２のアレイ及び信号がフォトダイオードのアレイから受信されて処理されるブロック２０１を備えるＬＩＤＡＲシステム２００を示す。照明源２０７は、光パルスまたは変調された光を、図１の例では高反射物体２０４及び低反射物体２０６を含むシーンに放射する。示された例では、シーンはレンズ２０３を介してＬＩＤＡＲシステム内の感光素子２０２に投影される。次いで、受信された信号はブロック２０１で変換され、処理される。これは、典型的には、増幅、アナログデジタル変換、ローパスフィルタリング及びパルス検出（例えば、曲線適合または相関を適用することによって）を含む。最終的には、距離は、往復時間の半分に光の速度を乗算して判定される。

距離測定において良好な精度を達成するために、ＬＩＤＡＲシステムは高サンプルレートを必要とする。先行技術のシステムは、低サンプルレートデータをインターリーブするか、または非常に高速のＡＤＣを使用することによって、この高サンプルレートを達成する。インターリーブされたデータを使用するとフレームレートが大幅に低下し、高速ＡＤＣを使用するとシステムのコストと複雑さが大幅に増加する。実際に、既存のシステムは、非構成可能なサンプルホールドアレイを使用し、わずかな時間オフセットを有する複数のデータセットを収集する。これらのデータセットは、高い有効サンプルレートを有する完全なデータセットを生み出すためにデータをインターリーブすることによって組み立てられる。しかしながら、この手法は、有効サンプルレートをＮ倍増加するために多数のサンプルＮをとる必要があり、フレームレートをＮ倍に減少させる。

特許文献１は、Ｎ個の離散サンプル、個々が関連するサンプル／ホールドクロックで動作するＭ個の並列サンプル／ホールド回路ユニットセルのバンク、を使用して光信号検出器で電気信号を発生するための回路を含むレーザ検出及び測距システムを開示し、ここで、各サンプル／ホールドクロックは、隣接するサンプル／ホールド回路ユニットセルのサンプル／ホールドに対して小さな固定の量、またはプログラム可能な量Δｔだけ時間的にシフトされる。それゆえに、量Δｔはクロック周期よりも小さい。このシステムはさらに、Ｍ個の並列サンプル／ホールド回路ユニットセルのうちの少なくともいくつかの個々のものの第１の出力からアナログデジタル変換回路（ＡＤＣ）への電気信号のサンプルされた値を順次連結するための回路を含む。

特許文献２では、物体までの距離を測定するための距離測定装置が開示されている。本装置は、次にＡ／Ｄ変換される反射パルスを検出するための光検出回路を備える。処理ユニットは、データを処理して、物体までの距離を算術的に判定する。

データ収集は、通常、次のように実行される。
１．第１の光パルスが時間Ｔ_Ｌ１において発射された後、反射された信号の振幅がサンプルされ、時間：Ｔ_Ｌ１＋ｎ＊ＳＰで保存され、ここで、ＳＰ＝サンプル周期であり、ｎ＝０、１、２、…、Ｎ_ｆｕｌｌであり、Ｎ_ｆｕｌｌは、サンプルホールドセルの総数を表す。
２．第２の光パルスが時間Ｔ_Ｌ２＞Ｔ_Ｌ１において発射された後、反射された信号の振幅がサンプルされ、時間：Ｔ_Ｌ２＋１＊ＳＰ／４＋ｎ＊ＳＰで保存される。
３．第３の光パルスが時間Ｔ_Ｌ３＞Ｔ_Ｌ２において発射された後、反射された信号の振幅がサンプルされ、時間：Ｔ_Ｌ３＋２＊ＳＰ／４＋ｎ＊ＳＰで保存される。
４．第４の光パルスが時間Ｔ_Ｌ４＞Ｔ_Ｌ３において発射された後、反射された信号の振幅がサンプルされ、時間：Ｔ_Ｌ４＋３＊ＳＰ／４＋ｎ＊ＳＰで保存される。
５．ステップ１〜４は、平均化を実行することによってＳＮＲを改善するために、それぞれ数回繰り返されてもよい。
６．収集されたデータはここで、時間Ｔ_０＋ｎ＊ＳＰ／４、ｎ＝０、１、２、…、４＊Ｎ_ｆｕｌｌでサンプルされた信号に相当するデータセットを生み出すために組み合わせることができ、Ｔ_０は通常、Ｔ_Ｌ１に等しく設定される。
７．Ｎ_ｆｕｌｌ、各サンプリング実行に対して保存されるサンプルの数、は、検出器の全距離範囲にわたって反射パルスを捕捉するのに十分大きいことに留意されたい。

米国特許第７２０６０６２号明細書 米国特許第５１７９２８６号明細書

この手法は、距離測定において十分な精度を得るために必要なデータを収集するために、いくつかのサンプル実行を必要とする。

それゆえに、これらの欠点が回避され、または克服される改善された体系が必要である。

本発明の実施形態の目的は、構成可能なサンプルホールド回路を提供することである。

上記の目的は、本発明による解決策によって達成される。

第１の態様において、本発明は、並列に配設され、それぞれがバッファ及び１つ以上のサンプルホールドセルを含むサンプルホールドブロックを含む複数のサンプルホールド分岐を備えるサンプルホールド回路に関し、サンプルホールド回路は、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング及びサンプリング位相を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備え、少なくとも１つのサンプルホールドブロックの時間遅延は、１サンプリングクロック周期よりも大きな値に設定することができる。

提案された解決法は、実際に、各分岐における（サンプリングを開始するための）異なる時間遅延及びサンプリング位相を有することを可能にする。このようにして、時間の経過とともに信号がサンプルされる事実上あらゆるアプリケーションに使用するために、異なる分解能を有するサンプルを収集することができる。

有利な実施形態では、クロック及びタイミング回路はまた、複数のサンプルホールドブロックのサンプルホールド分岐のサンプルホールドブロックに印加されるサンプリング周波数を適応させるように配設される。

一実施形態では、サンプルホールド回路は、サンプルホールドブロックによって出力されたサンプルの平均化を実行するように配設されたデジタル処理ブロックを備える。

一実施形態では、クロック及びタイミング回路は、前記時間遅延及び前記サンプリング位相を使用して実行される反復の回数を設定するように配設される。

別の実施形態では、クロック及びタイミング回路は、前記サンプルホールド回路に印加される入力信号の数を設定するように配設される。

好ましい実施形態では、サンプルホールド回路は、サンプルホールドセルの読み出し及び書き込み動作を制御するためのスイッチングブロックを備える。

一実施形態では、各サンプルホールドセルは、書き込みスイッチ、読み出しスイッチ、及び記憶素子を備える。

別の態様では、本発明は、フォトダイオード、増幅器、及び前述したようなサンプルホールド回路を備える光検出及び測距システムに関する。

一実施形態では、光検出及び測距システムは、サンプルホールドブロックによって出力されたサンプルの平均化を実行するように配設されたデジタル処理ブロックを備える。

別の態様では、本発明は、並列に配設され、それぞれが１つ以上のサンプルホールドセルを含む複数のサンプルホールドブロックを備えるサンプルホールドアレイを使用して、異なる時間分解能を有するサンプルされたデータを収集する方法に関し、前記サンプルホールドアレイは、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング及びサンプリング位相を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備え、前記方法は、
−第１の電圧信号を受信することと、
−前記クロック及びタイミング回路によって設定された第１の時間遅延値及び第１の位相値を使用して前記複数の第１のサンプルホールドブロック内で、かつ、前記クロック及びタイミング回路によって設定された第２の時間遅延値及び第２の位相値を使用して前記複数の第２のサンプルホールドブロック内で、前記第１の電圧信号をサンプリング及び保存し、第１のセットの保存されたサンプルを生成することと、
−第２の電圧信号を受信することと、
−前記クロック及びタイミング回路によって設定された第３の時間遅延値及び第３の位相値を使用して前記複数の前記第１のサンプルホールドブロック内で、かつ、前記クロック及びタイミング回路によって設定された第４の時間遅延値及び第４の位相値を使用して前記複数の前記第２のサンプルホールドブロック内で、前記第２の電圧信号をサンプリング及び保存し、第２のセットの保存されたサンプルを生成することであって、前記第３及び前記第４の時間遅延値は１サンプリングクロック周期よりも大きい、生成することと、
−前記時間遅延値及び位相値に依存して、前のステップで得られた前記第１及び前記第２のセットの保存されたサンプルを収集し、前記保存されたサンプルを異なる分解能の部分に分割することと、を含む、方法。

一実施形態では、第１及び第２の時間遅延値は、前記第１の電圧信号をサンプリング及び保存する前記ステップにおいて等しい。

一実施形態では、第３及び第４の時間遅延値は、第２の電圧信号をサンプリング及び保存する前記ステップにおいて異なる。

有利には、前記方法は、サンプルされたデータの平均化を含み、前記第１及び第２の電圧信号の前記受信、サンプリング、及び保存は、複数回繰り返される。

一実施形態では、前記方法は、収集されたサンプルデータから物体の距離を判定することを含む。

さらに別の態様では、本発明は、並列に配設され、それぞれが１つ以上のサンプルホールドセルを含む複数のサンプルホールドブロックを備えるサンプルホールドアレイを使用して、異なる時間分解能を有するサンプルされたデータを収集する方法に関し、前記サンプルホールドアレイは、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング、サンプリング位相、及びサンプリング周波数を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備え、前記方法は、
−第１の電圧信号を受信することと、
−前記クロック及びタイミング回路によって設定された第１のサンプリング周波数値、第１の時間遅延値、及び第１の位相値を使用して前記複数の第１のサンプルホールドブロック内で、かつ、前記クロック及びタイミング回路によって設定された第２のサンプリング周波数値、第２の時間遅延値、及び第２の位相値を使用して前記複数の第２のサンプルホールドブロック内で、前記第１の電圧信号をサンプリング及び保存し、第１のセットの保存されたサンプルを生成することと、
−前記サンプリング周波数値、前記時間遅延値、及びサンプリング位相値に依存して、前記第１のセットの、得られた、保存されたサンプルを収集することであって、前記保存されたサンプルは異なる時間分解能の部分に分割することができる、収集することと、を含む。

本発明を要約するために及び先行技術に対して達成される利点のために、本発明の一定の目的及び利点を上記で説明した。もちろん、そのような目的または利点のすべてが必ずしも本発明のいずれか特定の実施形態に従って達成されるわけではないことを理解されたい。したがって、例えば、当業者であれば、本明細書で教示または示唆されるような他の目的または利点を必ずしも達成することなく、本明細書に教示されているような１つの利点または利点群を達成または最適化する様態で本発明は具体化または成し遂げられてもよいことを認識するであろう。

本発明の上記及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。

本発明はここで、例として、添付の図面を参照してさらに説明され、同様の参照番号は、様々な図における同様の要素を指す。

典型的なＬＩＤＡＲシステム構成物を図示する。 ＬＩＤＡＲシステムに適用される、本発明によるサンプルホールド回路の実施形態を図示する。 単一のサンプルホールドブロックの可能な実装を図示する。 サンプルホールドセルの可能な実装を図示する。 様々な分岐のサンプリング時点を有するタイムラインを図示する。 サンプリング周波数もまた適応的であるサンプルホールド回路の一実施形態を図示する。 サンプリング周波数が適応的であるサンプルホールド回路の別の実施形態を図示する。

本発明は、特定の実施形態に関して、及び一定の図面を参照して説明されるが、本発明はそれに限定されず、請求項によってのみ限定される。

さらに、明細書及び特許請求の範囲における第１、第２などの用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも時間的に、空間的に、ランク付けで、または他の方法で順序を記述するためではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載された本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている以外の順序で動作可能であることを理解されたい。

特許請求の範囲で使用される用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、その後に列挙される手段に限定されるものとして解釈されるべきではないことに留意されるべきで、他の要素またはステップを排除するものではない。したがって、述べられた特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を明示するものとして解釈されるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップまたは構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。したがって、「手段Ａ及びＢを備えるデバイス」という表現の範囲は、成分Ａ及びＢのみからなる装置に限定されるべきではない。それは、本発明に関して、デバイスのただ関連する構成要素が、Ａ及びＢであることを意味する。

本明細書を通して、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の様々な箇所における「一実施形態では」または「実施形態で」という表現の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているわけではなく、そうでなくてもよい。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つ以上の実施形態において、本開示から当業者に明らかであるように、任意の適切な方法で組み合わせてもよい。

同様に、本発明の例示的な実施形態の説明において、本発明の様々な特徴が、開示を合理化し、１つ以上の様々な発明的態様の理解を助ける目的で、単一の実施形態、図、またはその説明で一緒にグループ化されることがあることを理解されるべきである。しかしながら、この開示の方法は、請求される発明が各請求項に明白に列挙されているより多くの特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、発明的態様は、単一の前述の開示された実施形態のすべての特徴よりも少ない。したがって、詳細な説明に続く請求項は、この詳細な説明に明白に組み込まれ、各請求項は、本発明の別個の実施形態として独自の立場をとる。

さらに、本明細書に記載されているいくつかの実施形態は、他の実施形態に含まれるいくつかの特徴を含み、他の特徴を含まないが、異なる実施形態の特徴の組み合わせは本発明の範囲内であることを意味し、異なる実施形態を形成することが当業者には理解されるであろう。例えば、以下の特許請求の範囲において、特許請求される実施形態のいずれかは、任意の組み合わせで使用することができる。

本発明の一定の特徴または態様を説明するときに特定の用語を使用することは、その用語が関連付けられている本発明の特徴または態様の任意の具体的な特徴を含むよう限定されるように本明細書で用語が再定義されていることを示唆するものではないことを留意すべきである。

本明細書で提供される説明では、多くの具体的な詳細が述べられている。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細をともなわずに実践されてもよいことが理解される。他の事例では、周知の方法、構造及び技術は、この説明の理解を不明瞭にしないために詳細には示されていない。

先行技術において遭遇する上述の制限を克服するために、本発明は、多数のパラメータを構成するための様々なオプションを提供するサンプルホールド回路を提案する。

提案されたサンプルホールド回路（１００）の実施形態のブロック図が図２に提供されている。図２の特定かつ非限定的なケースにおいて、本発明のサンプルホールド回路はＬＩＤＡＲシステムに適用される。クロック及びタイミング回路（１０９）は、光源（１１２）から光パルスを発射するトリガ信号を発生する。光パルスは物体によって反射されて、反射光パルス（１２１）はフォトダイオード（１０１）によって検出される。フォトダイオード及び増幅器（１０３）、典型的には帰還抵抗器（１０５）を有するトランスインピーダンス増幅器、は、反射された光のパルスを過渡電圧信号に変換し、それは本発明のサンプルホールド回路（１００）に供給される。これは、演算増幅器１０４の負端子を介して行われ、図２に示す実施形態では、演算増幅器は、その正端子に基準信号としての定電圧（１０６）を受ける。代替的に、この正端子は、接地に取り付けてもよい。回路内のバッファ（１０７）は、このアナログ電圧信号を複製し、多数の異なるサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）ブロック（１０８）を駆動する。Ｓ／Ｈブロックの最小数は２であるが、図２に図示する非限定的な例では、４つのブロックが使用される。

図３は、複数のＳ／Ｈブロック（１０８）を含んでいるサンプルホールドアレイの実施形態を示す。各Ｓ／Ｈブロック（１０８）は、１つ以上のサンプルホールドセル（１３０）を備える。書き込み及び読み出し動作はスイッチングブロック（１４０）によって制御され、どの個々のセルに動作が向けられるかを制御することを可能にする。異なるタイプのスイッチ構成を有するスイッチングブロック（１４０）を実施する異なる方法は、当業者には公知である。セルは、例えば、各要素の入力ノード１３４を一緒に接続する単一ワイヤを介して入力に接続することができる。別の選択肢は、この構造をマルチプレクサとして構築することである。アナログデジタル変換器、ＡＤＣ（１１３）は、スイッチングブロック（１４０）を介してアレイに接続することができる。読み出しの間に、ＡＤＣ出力はデジタル処理ブロック（１１４）に送られる。

図４は、個々のＳ／Ｈセル（１３０）の機能性を図示する。Ｓ／Ｈセル（１３０）は、書き込みスイッチ（１３３）と読み出しスイッチ（１３１）と記憶素子（１３２）とを備えてもよく、記憶素子は図４にはコンデンサとして表されている。原理的には、スイッチ（１３３）は、Ｓ／Ｈブロックの入力（１３４）の値が記憶素子（１３２）にサンプルされるときに閉じられる。記憶素子（１３２）の値がブロック出力（１３５）に読み出されるとき、スイッチ（１３１）は閉じられ、スイッチ（１３３）は開かれる。

本発明のサンプルホールド回路のコアとなる構成要素は、クロック及びタイミング回路（１０９）である。この回路は、ブロック（１０８）の個々のＳ／Ｈセル（１３０）にタイミング信号を発生するように配設されている。タイミング信号は、サンプルホールドブロックが受信電圧信号をサンプリングする時間を判定する。ユーザは、サンプリング時点を判定するために少なくとも２つのパラメータを設定することによって、クロック及びタイミング回路を構成することができる。第１のパラメータＴ_開始は、サンプリング動作を可能にする遅延を設定し、この遅延は、光パルスが発射される時間Ｔ０に関連する。第２のパラメータＴ位相は、実際のサンプリング位相を設定する。これらのパラメータを適切に設定することにより、異なる分解能を有するサンプルデータを少なくとも２つの並列サンプルホールドブロックから得ることができる。そのようにして得られた情報は次に、例えば、遠く離れた場においてよりも近距離場においてより高い精度の測定が達成される距離判定において使用することができる。

書き込みのためのタイミング信号をどのように構成することができるかを例解する例として、比較的短い期間の間に非常に高いサンプルレートが達成されるように、わずかに異なる位相クロックを有する各Ｓ／Ｈブロック（１０８）で同時にサンプルされる電圧信号を考える。第２の実行では、比較的長い期間を低サンプリングレートでサンプリングすることができるように、タイミング信号は、同じ位相クロックを使用して電圧信号を順次サンプリングするように構成される。次いで、これら２セットのサンプルされたデータを組み合わせて、高いサンプリングレートを必要とする部分において高いサンプリングレートを用いて長い期間をカバーする単一のデータセットを生み出すことができる。この例において、このデータセット全体は、こうして２回のサンプル実行のみで収集される。サンプル実行は、同じ設定で繰り返される１セットの取得を記述する。

上記の例では、第１のサンプリング実行、例えば１００、において、反射信号の取得は、位相クロックの差だけですべてのＳ／Ｈブロックを同時にサンプリングして得られ、第２のサンプリング実行１００において、反射信号の取得は、すべてのＳ／Ｈブロックを順次サンプリングして得られる。典型的な実施形態では、次に、デジタル処理ブロック１１４が、例えばノイズを低減するために同じデータのいくつかのサンプルに平均化を施す。単一のサンプル実行を行うのに同じ構成が使用されるので、必要な平均化を容易に成し遂げることができる。

クロック及びタイミング回路の構成機能は、下記のさらなる説明において、より多くの例を用いてさらに詳しく述べられる。

すでに述べたように、最小セットアップでは、システムは、それぞれバッファ（１０７）及びサンプルホールドブロック（１０８）を含んでいる２つの並列分岐のみを備える。２つの分岐を有するそのようなサンプルホールド回路をここで考慮する。本発明のサンプルホールドシステムは、ユーザが、不要なデータ点を無視してフレームレートを改善するようにシステムを構成することができるように実施される。クロック及びタイミング回路は、各印加信号に対して（すなわち、各サンプル実行に対して）、ユーザ設定の遅延及び位相を第１のサンプルホールドブロックに、かつ、異なる可能性のある遅延及び位相を第２のサンプルホールドブロックに、渡すように配設される。このようにして、あるデータ部分が別のデータ部分とは別の分解能を有するサンプルデータセットを有することが可能になる。

２つの並列分岐を有するサンプルホールド回路は、以下のように動作するように構成することができる。
１．送信された信号が時間Ｔ_Ｌ１において発射された後、受信された信号の振幅がサンプルされ、以下のように２つのサンプルホールドブロックに同時に保存される：
ａ．ＳＨ０サンプル時間＝Ｔ_Ｌ１＋ｍ＊ＳＰ、ここでｍ＝０、１、２、…、Ｍ_ｐａｒｔ、Ｍ_ｐａｒｔ＝Ｎ_ｆｕｌｌ／２
ｂ．ＳＨ１サンプル時間＝Ｔ_Ｌ１＋１＊ＳＰ／２＋ｍ＊ＳＰ＝Ｔ_Ｌ１＋（２ｍ＋１）＊ＳＰ／２
ｃ．セル（１３０）に保存された信号をＡ／Ｄ変換器（１１３）に印加する
２．第２の送信された信号が時間Ｔ_Ｌ２において発射された後、受信された信号の振幅がサンプルされ、以下のように２つのサンプルホールドブロックに同時に保存される。Ｔ_Ｌ２は、必ずしもＴ_Ｌ１＋ＳＰ＊Ｍ_ｐａｒｔに等しくないことを留意されたい。実際に、いくらかの追加遅延があり得る。
ａ．ＳＨ０サンプル時間＝Ｔ_Ｌ２＋１＊ｄｅｌ＋ｍ＊ＳＰ、ここでｍ＝０、１、２、…、Ｍ_ｐａｒｔかつｄｅｌ＝ＳＰ＊Ｍ_ｐａｒｔ
ｂ．ＳＨ１サンプル時間＝Ｔ_Ｌ２＋２＊ｄｅｌ＋ｍ＊ＳＰ
ｃ．セル（１３０）に保存された信号をＡ／Ｄ変換器（１１３）に印加する
第１のサンプル実行で得られたサンプルは最高分解能（＝ＳＰ／２）を有する。これは、回路内の並列分岐の存在を活用することによって達成される。第２の実行で得られたサンプルは、半分の分解能（＝ＳＰ）を有する。したがって、第２の範囲の分解能が第１の範囲と比較して半分になる２つの範囲が得られる。
すでに前述したように、好ましい実施形態では、平均化ステップが実行され、上述の２つのステップが複数回繰り返される。

別の例をここで考慮する。典型的なＬＩＤＡＲアプリケーションは、検出器の近くの物体に対して非常に良好な距離分解能を必要とするが、検出器からの中距離及び遠距離の物体に対する分解能はより低い。この例で考慮する検出器はここで、Ｎ_ｆｕｌｌに等しいサンプルホールドセル（１３０）の総数を有する４つのＳ／Ｈブロック（１０８）を有する。各Ｓ／Ｈブロックは、Ｍ_ｐａｒｔセルを備える。サンプルホールド回路は、以下のようにデータを収集するように構成することができる：
１．第１の光パルスが時間Ｔ_Ｌ１において発射された後、反射された信号の振幅がサンプルされ、以下のように４つのサンプルホールドブロックに同時に保存される：
ａ．ＳＨ０サンプル時間＝Ｔ_Ｌ１＋ｍ＊ＳＰ、ここでｍ＝０、１、２、…、Ｍ_ｐａｒｔ、Ｍ_ｐａｒｔ＝Ｎ_ｆｕｌｌ／４
ｂ．ＳＨ１サンプル時間＝Ｔ_Ｌ１＋１＊ＳＰ／４＋ｍ＊ＳＰ＝Ｔ_Ｌ１＋（４ｍ＋１）＊ＳＰ／４
ｃ．ＳＨ２サンプル時間＝Ｔ_Ｌ１＋２＊ＳＰ／４＋ｍ＊ＳＰ＝Ｔ_Ｌ１＋（４ｍ＋２）＊ＳＰ／４
ｄ．ＳＨ３サンプル時間＝Ｔ_Ｌ１＋３＊ＳＰ／４＋ｍ＊ＳＰ＝Ｔ_Ｌ１＋（４ｍ＋３）＊ＳＰ／４
ｅ．すべてのセル（１３０）からＡ／Ｄ変換器（１１３）へ読み出す
２．第２の光パルスが時間Ｔ_Ｌ２＝Ｔ_Ｌ１＋ＳＰ＊Ｍ_ｐａｒｔにおいて発射された後、反射された信号の振幅がサンプルされ、以下のように４つのサンプルホールドブロックに同時に保存される：
ａ．ＳＨ０サンプル時間＝Ｔ_Ｌ２＋１＊ｄｅｌ＋ｍ＊ＳＰ、ここでｍ＝０、１、２、…、Ｍ_ｐａｒｔかつｄｅｌ＝ＳＰ＊Ｍ_ｐａｒｔ
ｂ．ＳＨ１サンプル時間＝Ｔ_Ｌ２＋１＊ｄｅｌ＋ＳＰ／２＋ｍ＊ＳＰ
ｃ．ＳＨ２サンプル時間＝Ｔ_Ｌ２＋２＊ｄｅｌ＋ｍ＊ＳＰ
ｄ．ＳＨ３サンプル時間＝Ｔ_Ｌ２＋３＊ｄｅｌ＋ｍ＊ＳＰ
ｅ．Ａ／Ｄコンバータ（１１３）へ読み出す
３．ステップ１及び２は、信号平均化を可能にするために、それぞれ数回繰り返されてもよい。
４．収集されたデータはここで、時々サンプルされた信号に相当するデータセットを生み出すために組み合わせることができる：
ａ．近距離場範囲（０〜１＊ｄｅｌ）：Ｔ０＋ｍ＊ＳＰ／４；ｍ＝０、１、２、…、４＊Ｍ_ｐａｒｔ
ｂ．中距離場範囲（１＊ｄｅｌ〜２＊ｄｅｌ）：Ｔ０＋ｍ＊ＳＰ／２；ｍ＝０、１、２、…、２＊Ｍ_ｐａｒｔ
ｃ．遠距離場範囲（２＊ｄｅｌ〜４＊ｄｅｌ）：Ｔ０＋ｍ＊ＳＰ；ｍ＝０、１、２、…、２＊Ｍ_ｐａｒｔ
ここで、Ｔ_０は、異なる実行からのデータを結合するために使用される基準時点を表す。より一般的には、それはパルスが発射される時間に相当する時点であり、場合によっては固定オフセットが考慮される。この例では、Ｔ_０は、Ｔ_Ｌ１に等しい。
この例では、近距離場範囲に対してフル分解能が提供され、中距離場範囲に対しては半分解能、及び遠距離場範囲に対しては１／４分解能が提供される。これは、物体が遠くにあるときにはフル分解能は要求されないので、ほとんどのアプリケーションに対して十分である。さらに、収集されるデータがより少ないので、フレームレートは２倍速く、すなわち従来の体系で必要とされるように４回ではなく２回のサンプル実行のみが必要とされる。この実装では、複数のサンプルホールドブロック１０８のサンプルホールドブロックｉは、次のように定義された時間でサンプルする：
ＳＨｉサンプル時間＝Ｔ_Ｌ＋Δｔ_開始、ｉ＋Δｔ_位相、ｉ＋ｍ＊ＳＰ
ここでΔｔ_位相、ｉは、Ｊ＊ＳＰ／Ｋと定義され、ＪとＫは両方定数であり、Δｔ_開始、ｉは、インデックスｉのサンプルホールドブロックに適用される遅延を表す。それゆえに、これを達成するには、クロック及びタイミング回路（１０９）内のパラメータΔｔ_開始、ｉ及びΔｔ_位相、ｉを適切に設定することで十分である。

図５は、Ｎ_ｆｕｌｌ＝１６の数を有する前の例を示す。一番上のタイムラインは、サンプリング周期ＳＰを示す。中央の図は、第１のサンプル実行のサンプリング時点を示す。このサンプル実行では、第１のサンプリングはｔ＝Ｔ_Ｌ１で起こり、そのサンプルはＳＨ０ブロックなどに読み込まれる。図５の一番下の図は、第２のサンプル実行を描いており、どのサンプリングブロックにサンプルが読み込まれるかということも示している。

これまで提案された実施形態は、ユーザが、各サンプル実行中に各サンプルホールドブロック（１０８）に対してパラメータΔｔ_開始、ｉ及びΔｔ_位相、ｉを定義することができるようにする。これは、各距離範囲に対して、要望するだけ多い、または少ない分解能のシステムを構成することを可能にする。例えば、ユーザは、あらゆる距離において最小分解能を選択することによって、最大フレームレートのシステムを構成することができる。物体が検出されると、システムは、物体距離で最大分解能であり、フレームレートを維持するために他の場所ではどこでも最小分解能であるように構成することができる。

加えて、本発明の解決策は、各距離に対して平均化のための取得されるサンプルの数を最適化することを可能にする。例えば、検出器に近い物体はより大きな反射振幅を有するので、十分なＳＮＲを達成するために取得される必要があるサンプルはより少ない。それで、上記のステップ１で収集されたサンプルは、フレームレートをさらに向上させるために、１００の代わりに５０サンプルを累積するように設定できる。これは、中及び遠距離で収集されたサンプルの数には影響を及ぼさない。これは、近距離、中距離、及び遠距離範囲のデータが同じ取得で収集され、そのため各範囲に対して異なる数のサンプルを有することは不可能である昔ながらの実装とは対照的であることに留意されたい。実際、長距離の感度をさらに向上させるために、ステップ２のサンプル数を１５０に増やすことができる。すでに述べた図１は、検出システム（２００）から異なる距離に物体がある典型的な状況を図示している。

各光パルスの後に、各サンプルホールドブロック（１０８）に使用されるパラメータΔｔ_開始及びΔｔ_位相の他に、使用される光パルスの数Ｌ及びデータ収集プロセスが各光パルスに対して繰り返される回数Ａ（ｘ）を示すことによって構成をさらに定義することができる：
Δｔ_開始（１、１）＝１^ｓｔブロック１０８の開始時間、第１の光パルスの後
Δｔ_位相（１、１）＝第１の光パルスの後に１^ｓｔブロック１０８に使用されるクロック位相を定義する
Δｔ_開始（２、１）＝２^ｎｄブロック１０８の開始時間、第１の光パルスの後
Δｔ_位相（２、１）＝第１の光パルスの後に２^ｎｄブロック１０８に使用されるクロック位相を定義する
Δｔ_開始（３、１）＝３^ｒｄブロック１０８の開始時間、１^ｓｔ光パルスの後
Δｔ_位相（３、１）＝第１の光パルスの後に３^ｒｄブロック１０８に使用されるクロック位相を定義する
Δｔ_開始（４、１）＝４^ｔｈブロック１０８の開始時間、１^ｓｔ光パルスの後
Δｔ_位相（４、１）＝第１の光パルスの後に４^ｔｈブロック１０８に使用されるクロック位相を定義する
Δｔ_開始（１、２）＝１^ｓｔブロック１０８の開始時間、２^ｎｄ光パルスの後
Δｔ_位相（１、２）＝第２の光パルスの後に１^ｓｔブロック１０８に使用されるクロック位相を定義する
Δｔ_開始（２、２）＝２^ｎｄブロック１０８の開始時間、２^ｎｄ光パルスの後
Δｔ_位相（２、２）＝２^ｎｄ光パルスの後に２^ｎｄブロック１０８に使用されるクロック位相を定義する
．．．使用される各光パルスについて同様に続く。
これらのパラメータを調整することにより、ユーザは光パルスの後の任意の期間の有効サンプルレートを変更することができる。例えば、ユーザがセンサの近くの物体に対して非常に高い分解能を有することを望む場合、システムは、図５において上述したように構成することができる。この構成は、近くの物体に対応する期間に対して最大分解能を提供し、フレームレートを最適化するためにより遠く離れた物体に対してはより低い分解能を提供する。

別の例として、飛行時間Ｔ_物体に対応する距離に関心物体があることがユーザに分かっている場合、非常に高いフレームレートで関心物体の高分解能スキャンを提供するために、サンプルホールド回路は以下のように構成することができる：
●Ｌ＝１、すなわち単一光パルス
●Δｔ_開始（１、１）＝Δｔ_開始（１、２）＝Δｔ_開始（１、３）＝Δｔ_開始（１、４）＝Ｔ_物体
●Δｔ_位相（１、１）＝０、Δｔ_位相（１，２）＝ＳＰ／４、Δｔ_位相（１，３）＝２＊ＳＰ／４、Δｔ_位相（１，４）＝３＊ＳＰ／４
●Ａ（１）＝１００

さらなる例は、以下のものであり得る。ユーザは、ノイズを低減するためにセンサから離れた物体に対して大量の平均化を提供するようにシステムを構成することができる。フレームレートを最適化するために、リターン信号がより強いセンサの近くの物体には、少量の平均化を使用することができる。
●Ｌ＝４、４つの光パルス
●Δｔ_開始（１、１）＝０、Δｔ_開始（１、２）＝１０、Δｔ_開始（１、３）＝２０、Δｔ_開始（１、４）＝３０
●Δｔ_位相（１、１）＝Δｔ_位相（１、２）＝Δｔ_位相（１、３）＝Δｔ_位相（１、４）＝０
●Ａ（１）＝２０、Ａ（２）＝４０、Ａ（３）＝８０、Ａ（４）＝２００
多くの他の構成が可能であることは明らかである。

構成は、各光パルスの間に各Ｓ／Ｈブロックに使用されるパラメータΔｔ_開始、Δｔ_位相によって定義される。加えて、各セクションに使用される平均化をモデル化するために、このプロセスが各光パルスに対して繰り返される数を定義することができる。これは、動作中にユーザによって構成可能にすることができる。それは、ユーザが異なるシーンに対してシステムを最適化することを可能にする。

再びＬＩＤＡＲシステムに適用して、サンプルホールド回路の別の実施形態では、チャネルの１つ（例えば、入力ＴＩＡまたはバッファ（１０７）の１つ）がパルス位置に対して積分器として構成される。積分器ベースのアナログフロントエンド（ＡＦＥ）は、潜在的により高い有効トランスインピーダンスを有することができる。積分器のコンデンサのノイズはちょうど固定オフセット（ｋｔＣ）として見られ、したがって時間的ノイズ性能を低下させない。

入力で受信された短い光パルスは、積分器出力に電圧ステップとして現れる。この出力ステップは、積分器出力の低分解能サンプルにより検出することができる。こうして、積分器ベースのアナログフロントエンドは、たとえ短いパルスがサンプリング時点の間に落ちるとしても、短いパルスを検出する手段を提供する。サンプリングレート要件は、こうして緩和することができる。一旦パルスの位置が大まかに識別されると、正確なピーク位置を可能にするために、高いサンプリングレートで短いメモリサンプラーがトレースを「局所的に」サンプリングする。

積分増幅器の１つの問題は、大きな信号が増幅器出力を飽和させ、他の信号が検出されるのを妨げることである。別の実施形態では、時間の経過とともに出力を０に戻す少量の線形フィードバックを用いて積分器を作製することができる。この構成は、大きな信号が増幅器出力を飽和させるのを防ぎ、大きな近距離場信号の存在下で信号の検出を改善するのに役立つ。

さらなる例は、以下のものであり得る。ユーザは、センサの近くにある物体には中分解能の高フレームレートを、センサから中距離、及び遠距離範囲の物体には低分解能を提供するようにシステムを構成することができる。
●Ｌ＝１、単一光パルス
●Δｔ_開始（１、１）＝０、Δｔ_開始（２、１）＝０、Δｔ_開始（３、１）＝１０、Δｔ_開始（４、１）＝２０
●Δｔ_位相（１、１）＝０、Δｔ_位相（２、１）＝ＳＰ／２、Δｔ_位相（３、１）＝０、Δｔ_位相（４、１）＝０
●Ａ（１）＝５０

さらなる実施形態では、サンプルホールド回路のクロック及びタイミング発生器（１０９）は、各サンプルホールドブロックの時間遅延Δｔ_開始及び位相Δｔ_位相だけでなく、サンプリング周波数も適応させることができる。そのようなサンプルホールド回路の実施形態の体系を図６に示す。この実施形態では、多周波数クロック源１１５は、タイミングブロック１０９による使用のために複数のクロック周波数を提供する。クロック源１１５は、可変周波数を有する複数のクロック源として、またはクロック周波数の範囲を発生するために使用される複数の周波数分周器を有する単一クロック源として実装され得る。

周波数もパラメータとして有することによって、サンプルホールド回路を使用することのさらなるオプションが開かれる。第１の例として、最小２つの並列分岐（「チャネル０」及び「チャネル１」）を有するサンプルホールド回路を考える。セルの総数は依然としてＮ_ｆｕｌｌである。チャネル０では、Ｍ_ｐａｒｔサンプルが各ＳＰ秒ごとに得られ、したがってｆ_ｓａｍｐ＝１／ＳＰを有し、次の適切に設定されたパラメータを有する：
Ｔ_Ｌ１＋ｍ＊ＳＰ、ここでｍ＝０、１、２、…、Ｍ_ｐａｒｔ、Ｍ_ｐａｒｔ＝Ｎ_ｆｕｌｌ／２
サンプルは、Ｎ_ｆｕｌｌ×ＳＰ／２秒の時間間隔をカバーすることに留意されたい。
チャネル１でも、Ｍ_ｐａｒｔサンプルが得られるが、例えば、２つのサンプル間に２＊ＳＰを有し、すなわち使用されるサンプリング周波数の半分で：
Ｔ_Ｌ１＋Ｎ_ｆｕｌｌ×ＳＰ／２＋ｍ＊２＊ＳＰ、ここでｍ＝０、１、２、…、Ｍ_ｐａｒｔ、Ｍ_ｐａｒｔ＝Ｎ_ｆｕｌｌ／２
チャネル１のサンプルによってカバーされる時間間隔は、Ｎ×ＳＰ秒に等しい。
この例では、チャネル１に対してΔｔ_{ｓｔａｒｔ}＝Ｔ_Ｌ１＋Ｎ_ｆｕｌｌ×ＳＰ／２及びΔｔ_位相＝２ＳＰを設定する必要がある。さらに、サンプリング周波数は、チャネル０に対しては１／ＳＰに、及びチャネル１に対しては１／（２＊ＳＰ）に設定される。
こうして、両方のチャネルのサンプルは、Ｎ_ｆｕｌｌ×ＳＰ×３／２に等しい全時間間隔をカバーする。
次に、サンプルは、Ａ／Ｄコンバータ（１１３）に読み出される。
そのとき、この手法は、（好ましくは平均化後に）近距離場範囲（０〜Ｎ_ｆｕｌｌ×ＳＰ／２）と中距離場範囲（Ｎ×ＳＰ／２〜Ｎ_ｆｕｌｌ×ＳＰ×３／２）との間を区別することを可能にする。この例は、サンプリング周波数を調整することができるサンプルホールド回路の実施形態を用いて、１回の実行でも、異なる分解能を有する結果に導くデータを収集することができることを例解する。この実施例はまた、この実施形態が、所与の数のサンプルホールドセルに対してシステムにより長い有効範囲を与えるより長い期間にわたって出力をサンプルすることができることを例解する。

例示的な実装が図６に示されている。ブロック１１５は、異なる周波数を有する複数のクロックを提供する。各分岐に対して異なるクロック周波数を選択することができるように、クロック源の１つを使用するように各分岐を構成することができる。この構成では、各分岐で使用される時間遅延Δｔ_位相及びΔｔ_開始は、その分岐によって使用されるクロック周波数から導出されなければならない。各分岐のΔｔ_開始は、その分岐で使用されるクロック周期の偶数倍でなければならないので、分岐間のデータに隙間が存在する可能性がある。これは、データセットが重なるようにΔｔ_開始を設定することで管理することができる。これにより、収集されたデータに隙間がないことが保証される。

単一のソースクロックが使用され、かつ、周波数分周器が各分岐に使用されるクロック周波数を変更する別の実装例を図７に示す。

本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示され説明されたが、そのような図示及び説明は、例解的または例示的であって限定的ではないとみなされるべきである。前述の説明は、本発明の一定の実施形態を詳述する。しかしながら、前述のことがどのように詳細に記載されているとしても、本発明は多くの方法で実践され得ることが理解されるであろう。本発明は、開示された実施形態に限定されない。

開示された実施形態に対する他の変化は、図面、開示及び添付の請求項の研究から、請求された発明を実践する当業者によって理解され、成し遂げられ得る。特許請求の範囲において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は他の要素またはステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数を除外しない。単一のプロセッサまたは他のユニットが、請求項に列挙されているいくつかの項目の機能を果たしてもよい。一定の処置が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの処置の組み合わせが有利に使用することができないことを指し示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒にまたは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体または固体媒体のような適切な媒体上に保存／分配されてもよいが、インターネットまたは他の有線または無線通信システムを介してなど、他の形態でも配布されてもよい。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. サンプルホールド回路であって、並列に配設され、かつ、それぞれがバッファと、１つ以上のサンプルホールドセルを含むサンプルホールドブロックと、を備える、複数のサンプルホールド分岐を備え、前記サンプルホールド回路は、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング及びサンプリング位相を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備え、それによって、少なくとも１つのサンプルホールドブロックの前記時間遅延は、１サンプリングクロック周期よりも大きな値に設定することができる、サンプルホールド回路。
2. 前記クロック及びタイミング回路はまた、前記複数のサンプルホールド分岐の前記サンプルホールドブロックに印加されるサンプリング周波数を適応させるように配設される、請求項１に記載のサンプルホールド回路。
3. 前記クロック及びタイミング回路は、前記時間遅延及び前記サンプリング位相を使用して実行される反復の回数を設定するように配設される、請求項１に記載のサンプルホールド回路。
4. 前記クロック及びタイミング回路は、前記サンプルホールド回路に印加される入力信号の数を設定するように配設される、請求項１に記載のサンプルホールド回路。
5. 前記サンプルホールドセルの読み出し及び書き込み動作を制御するためのスイッチングブロックを備える、請求項１に記載のサンプルホールド回路。
6. 各サンプルホールドセルは、書き込みスイッチ、読み出しスイッチ、及び記憶素子を備える、請求項１に記載のサンプルホールド回路。
7. フォトダイオード、増幅器、及び請求項１に記載のサンプルホールド回路を備える、光検出及び測距システム。
8. 前記サンプルホールドブロックによって出力されたサンプルの平均化を実行するように配設されたデジタル処理ブロックを備える、請求項７に記載の光検出及び測距システム。
9. 並列に配設され、かつ、それぞれが１つ以上のサンプルホールドセルを含む複数のサンプルホールドブロックを備えるサンプルホールドアレイを使用して、異なる時間分解能を有するサンプルされたデータを収集する方法であって、前記サンプルホールドアレイは、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング及びサンプリング位相を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備え、前記方法は、
   −第１の電圧信号を受信することと、
   −前記クロック及びタイミング回路によって設定された第１の時間遅延値及び第１の位相値を使用して前記複数の第１のサンプルホールドブロック内で、かつ、前記クロック及びタイミング回路によって設定された第２の時間遅延値及び第２の位相値を使用して前記複数の第２のサンプルホールドブロック内で、前記第１の電圧信号をサンプリング及び保存し、第１のセットの保存されたサンプルを生成することと、
   −第２の電圧信号を受信することと、
   −前記クロック及びタイミング回路によって設定された第３の時間遅延値及び第３の位相値を使用して前記複数の前記第１のサンプルホールドブロック内で、かつ、前記クロック及びタイミング回路によって設定された第４の時間遅延値及び第４の位相値を使用して前記複数の前記第２のサンプルホールドブロック内で、前記第２の電圧信号をサンプリング及び保存し、第２のセットの保存されたサンプルを生成することであって、それによって、前記第３及び前記第４の時間遅延値は１サンプリングクロック周期よりも大きい、生成することと、
   −前記時間遅延値及び位相値に依存して、前のステップで得られた前記第１及び前記第２のセットの保存されたサンプルを収集し、前記保存されたサンプルを異なる分解能の部分に分割することと、を含む、方法。
10. 前記第１の電圧信号をサンプリング及び保存する前記ステップにおいて、前記第１及び第２の時間遅延値は等しい、請求項９に記載のサンプルされたデータを収集する方法。
11. 前記第２の電圧信号をサンプリング及び保存する前記ステップにおいて、前記第３及び第４の時間遅延値は異なる、請求項９に記載のサンプルされたデータを収集する方法。
12. 前記サンプルされたデータの平均化を含み、前記第１及び第２の電圧信号の前記受信、サンプリング、及び保存は、複数回繰り返される、請求項９に記載のサンプルされたデータを収集する方法。
13. 前記収集されたサンプルデータから物体の距離を判定することを含む、請求項９に記載のサンプルされたデータを収集する方法。
14. 並列に配設され、かつ、それぞれが１つ以上のサンプルホールドセルを含む複数のサンプルホールドブロックを備えるサンプルホールドアレイを使用して、異なる時間分解能を有するサンプルされたデータを収集する方法であって、前記サンプルホールドアレイは、適応可能な時間遅延を設定して、各サンプルホールドブロックのサンプリング、サンプリング位相、及びサンプリング周波数を可能にするように配設されたクロック及びタイミング回路をさらに備え、前記方法は、
    −第１の電圧信号を受信することと、
    −前記クロック及びタイミング回路によって設定された第１のサンプリング周波数値、第１の時間遅延値、及び第１の位相値を使用して前記複数の第１のサンプルホールドブロック内で、かつ、前記クロック及びタイミング回路によって設定された第２のサンプリング周波数値、第２の時間遅延値、及び第２の位相値を使用して前記複数の第２のサンプルホールドブロック内で、前記第１の電圧信号をサンプリング及び保存し、第１のセットの保存されたサンプルを生成することと、
    −前記サンプリング周波数値、前記時間遅延値、及び前記サンプリング位相値に依存して、前記第１のセットの、得られた、保存されたサンプルを収集することであって、前記保存されたサンプルは異なる時間分解能の部分に分割することができる、収集することと、を含む、方法。

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