KR20040019387A - 3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20040019387A
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Abstract

본 발명은 단시간 적분 광검출기를 사용하여 광 전파시간을 측정함으로서 대상물 표면의 3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 전송측에서 광유도 펄스(1)를 개시하기 위하여 트리거 신호가 생성되며, 상기 트리거 신호는 미리 결정된 시간지연(ΔTv)을 가진 후방산란된 광유도 펄스(3)를 수신하기 위한 적어도 하나의 적분 윈도우(2, 21, 22)를 개방하기 위하여 수신측에서 동시에 사용된다. 최대값 또는 영교차와 같은 미리 결정된 이벤트가 검출되며, 이 이벤트는 적분 윈도우에 대한 간격에 의하여 트리거 지연을 결정한다. 상기 트리거 지연은 광전파 시간과 상관되며 대상물 포인트 거리(d)를 계산할 수 있도록 한다.

Description

3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR RECORDING A THREE-DIMENSIONAL DISTANCE-MEASURING IMAGE}
3차원 이미지의 고속 기록은 여러 분야, 특히 센서 기술에서 중요성이 증대되고 있다. 거리값을 삼각측량 계산하기 위하여 필요한 기본 측정때문에, 공지된 삼각측량법은 단지 약 2m이하의 거리에 적합할뿐만아니라 응용분야가 제한된다. 예컨대 자동 엔지니어링 네비게이션 빌딩 시스템, 보안 및 경고 시스템, 또는 자동 엔지니어링 분야에서 예컨대 20cm에서 50m까지의 넓은 영역을 기록하고 평가하여 측정하기 위한 저비용 3차원(3D) 측정 시스템에 대한 다양한 응용이 존재한다. 3D 장면 및 3D 대상물에 대한 측정은 현재 사진측량법 또는 3D 레이저 레이다에 의한 주사방법에 의해서만 정적으로 수행될 수 있으나, 이는 비용 및 시간측면에서 볼때 비효율적이다.
독일특허출원 제198 33 207호에는 광 전파시간 측정을 평가하여 빠르게 그리고 경제적으로 거리측정 이미지를 생성하기 위하여 예컨대 30ns인 광센서의 초단 적분시간이 짧은 레이저 펄스와 공동으로 사용되는 방법이 개시되어 있다. 레이저펄스의 방사와 동시에, 측정 윈도우는 트리거를 통해 CMOS 이미지 센서상에서 개방되며, 레이저 펄스의 광강도는 적분시간 T1및 T2에 두개의 연속측정으로 측정될 대상물상에 반사한후에 검출된다. 전파시간 T0및 대상물 포인트까지의 거리는 산술공식에 따라 적분시간 T1및 T2에 두개의 측정 윈도우내에서 적분강도 U1및 U2을 측정함으로서 정밀하게 계산된다.
레이저 광 소스는 조명으로서 사용된다. 이러한 조명은 적분시간 T1및 T2의 시작과 동기되며, 가능한 일정한 출력전력 및 짧은 상승시간(대략 1ns)을 가진다.
그러나, 차 및 지수공식때문에, 상기 공식의 응용은 적분된 광전자 전압이 CMOS 이미지 센서의 상부 잡음제한 보다 크게 높아야 하는 광 강도로 측정이 수행될 것을 요구한다. 비록 다수의 레이저 펄스 조명의 결과가 함께 가산될 수 있을지라도, 신호/잡음비에 대한 임의의 개선은 단지 레이저 펄스 카운트의 루트(root)를 사용하여 실행될 수 있다. 게다가, 레이저 펄스의 상승에지 및 CMOS 이미지 센서를 적분연산에 있어서의 필연적인 비선형성은 추가 계산교정 과정이 필요한 측정에러를 유발한다.
본 발명의 목적은 광전파 시간을 측정하여 3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있으며, 이 방법 및 장치는 거리 측정범위가 증가되고, 센서신호가 광유도 펄스의 형상과 무관하며, 전송측으로의 광출력이 낮게 수행된다.
본 발명은 3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 3차원 거리측정 이미지를 생성하기 위한 측정장치를 나타낸 도면.
도 2는 상관된 광의 전파시간을 측정하는 절차 원리를 나타낸 도면.
도 3은 전파 지연시간 T0를 결정하기 위한 최대값을 계산하는 보간법을 나타낸 도면.
도 4 내지 도 7은 CMOS 센서를 통해 차동 단시간 적분을 사용하여 거리측정 이미지를 생성하는 것을 나타낸 도면.
상기 목적은 청구항 제1항, 제3항, 제14항 또는 제15항에 기술된 특징들의 결합으로 달성된다. 유리한 실시예는 종속 청구항으로부터 유도될 수 있다.
본 발명은 적분시간이 화소단위로 조절되고 단시간 적분을 수행하는 고밀도 화소 CMOS 광센서와, 3D 거리측정 이미지를 생성하는 광유도 펄스조명을 사용한다. 이러한 목적을 위하여 사용된 광 소스는 균일하게 제어가능해야 하나, 포인트 및 플랫 설계될 수 있다. 새로운 측정 원리에서는 CMOS 센서의 잡음레벨까지 광전파 시간측정을 신뢰성있게 수행하여 거리값을 측정한다. 이러한 목적을 위하여, 전송측에서 트리거 신호에 의한 광유도 펄스의 방사, 및 시간 윈도우의 개방과 동일한 수신측에서의 전자 셔터의 개방은 CMOS 센서상에서 제어된다. 이는 예컨대 1/10 나노초의 증분으로 예컨대 지연라인을 통해 시간지연을 점차적으로 증가시킴으로서 수신측에서 발생한다. 이러한 방식에서, 방사된 레이저 펄스 및 적분 윈도우는 시간지연이 증가함에 따라 시간에 있어서 상대방쪽으로 이동된다. 레이저 펄스출력을 감소시키기 위하여, 다중 광노출은 가능한 경우에 모든 트리거 지연에 적용되고 마침내 신호평가가 수행된다. 이러한 방식으로 측정된 적분센서 신호는 처리 유닛에 저장된다.
미리 조절된 지연이 대응 대상물 포인트의 광 전파시간과 상관되면, 보간방법을 사용하여 처리장치에 저장된 값으로부터 고감도 및 고정밀도로 계산될 수 있는 적분신호에서 최대 레벨이 생성된다. 따라서, 3D 거리값은 시간 윈도우 및 후방산란된 광유도 펄스간의 최대한 일치를 위하여 계산된 트리거 지연에 기초하여 한정될 수 있으며, 결과적으로 광 전파시간은 CMOS 이미지 센서의 선형특성 및 광유도 펄스의 형상과 무관하게 얻어진다. 다시 말해서, 대상물 포인트까지의 거리는 상기 상태까지 활성화된 지연 스테이지의 수로부터 얻어진다. 여기서, 레이저 펄스 및 적분시간은 가능한 최대 상관을 얻기 위하여 대략 동일한 기간을 가진다. 그러나, 적분시간은 회로소자에 관한 이유로 인하여 약 30ns로 제한된다.
동일하게 제시된 문제점에 대한 다른 해결방안은 광 수신기의 단시간 적분 및 수신측에서의 적분 윈도우에 관한 레이저 펄스의 점차적 시간지연을 사용하는 것이다. 그러나, 단시간 적분은 동일한 적분시간, 즉 동일한 길이를 가진 적분 윈도우를 사용하여 병렬로 또는 직렬로 두번 수행된다. 이는 두개의 연속적으로 활성화된 그리고 바로 연속하는 적분 윈도우와 관련하여 발생한다. 이러한 경우에, 병렬 방법은 전방 및 후방 조명 윈도우에서 조명 및 검출이 동시에 발생한다는 것을 의미한다. 전송측에서 레이저 펄스에 관한 적분 윈도우의 지연된 트리거링(예컨대 시간지연으로 인하여)은 변화없이 수행된다. 직렬처리는 제 1 적분 윈도우에 의한 평가를 위하여 제공되며, 제 2적분 윈도우에 관련한 제 2 위상은 평가되며 저장되는 적분 스코어는 서로 비교된다. 이러한 경우에, 평가는 적분시간의 구간 또는 적분 윈도우의 길이와 관련한 레이저 펄스의 구간이다. 레이저 펄스는 예컨대 4ns일 수 있는 반면에, 적분시간은 예컨대 30ns일 수 있다. 이러한 평가방법을 사용하면, 대상물 포인트 거리는 계산된 광 전파시간에 의하여 결정된다. 이는 가능한 고유하게 양을 정하고 증가하는 방향으로 조절가능한 특정 트리거 지연에 할당될 수 있는 수신측 상의 이벤트의 탐색으로부터 발생한다. 제 1변형예에서, 수신측에서의 적분 윈도우 및 레이저 펄스를 일치시키기 위한 최대값이 탐색된다. 여기에 기술된 평가방법에서는 광유도 펄스가 제 1적분 윈도우로부터 제 2적분 윈도우로 전송되는 시간 포인트가 검출된다. 이러한 경우에, 후방산란된 광 유도 펄스가 제 1적분 윈도우의 절반 및 제 2적분 윈도우의 절반을 사용하여 수신기상에 대칭적으로 제공되는 곳에는 동일한 광 특성 또는 전압이 생성된다. 대략 0인 두개의 전압간의 차이가 평가될 수 있다. 이 영교차가 매우 가파르기 때문에, 계산은 비교적 간단하다.
다중 조명은 임계 레이저 출력이 레이저 보호규정을 초과하지 않도록 사용된다. 그러나, 상기 방식으로 달성될 수 있는 본질적인 장점은 적분 셀에 연속적으로 도달하는 다수의 광유도 펄스를 누적할 수 있다는 것이다. 이들은 적분 셀의 대응하는 개방 및 폐쇄에 의하여 각각의 광유도 펄스로 적분되며, 이에 따라 본질적으로 잡음범위에 따르는 충분히 높은 신호레벨이 각각의 적분 셀에 제공된다. 따라서, 로컬 분포가 이미지의 화소 분포에 대응하는 많은 적분 셀이 전체적으로 용이하게 평가될 수 있는 전압신호량을 얻은 것이 가능하다. 적분셀의 크기를 판독하는 시간소비(즉, 시간이 많이 걸리는) 프로세스가 다중조명의 끝에서만 발생하기 때문에, 평가가 매우 빠르게 이루어진다.
주요한 추가 장점은 광빔을 한 축의 동일선상으로 안내할 수 있다는 것이다.
예시적인 실시예는 도면을 참조로하여 이하에서 상세히 기술될 것이다.
- 측정될 전체 3D 장면은 나노초 시간에서 시작하여 짧은 광유도 펄스와 직렬로 이미지를 기록하기 위하여 조명된다. 광유도 펄스의 방사는 제어 및 처리 유닛에 의하여 각각의 측정 프로세스동안 미리 결정된 트리거를 통해 시작된다. 트리거 신호의 부분은 프로그램가능 지연라인을 통해 동시에 안내되며 1/10 나노초 범위로 증가하는 미리 결정된 시간지연 Tv에 따라 CMOS 광센서의 전자 셔터를 개방시키는 시작신호로서 사용하며, 상기 셔터는 임의의 짧은 적분시간(예컨대, 30ns)후에 다시 폐쇄된다. 이는 후방산란된 광유도 펄스(3)를 수신하기 위한 시간윈도우를 개방하는 것과 동일한 의미이다. 입력 광유도 펄스는 개방된 시간 윈도우에서 적분될 수 있다. 적분시간, 즉 윈도우가 개방되는 구간은 광유도 펄스의 구간과 동일한 것으로 선택된다.
- 방사된 광유도 펄스는 3D 장면의 대상물상에 분산되며, 반사된 광은 전자 셔터의 적분주기내에서 CMOS 센서의 대응 렌즈를 통해 포착된다. 센서로부터 다른대상물 포인트의 다양한 거리에 기초하여, 위치에 대응하는 광유도 펄스는 가변 전파시간 지연 T0에서 수신된다. 거리 d에서의 특정 단일 대상물 포인트에서는 현재 세팅된 트리거 지연 Tv(도 2)에서 CMOS 적분윈도우(2) 및 반사된 광유도 펄스(3)간의 타이밍 중첩으로부터 수신측의 대응 화소에서 적분된 센서 신호 U(T0, Tv)가 발생한다.
- 만일 트리거 지연 Tv이 0에서 시작하여 n×v(=Tv)까지 증가하면, 센서신호 U(T0, Tv)는 트리거 지연 Tv이 상기 화소에 대한 광전파 시간 T0과 동일할때까지 초기에 증가한다. 이러한 경우에는 CMOS 센서의 측정 윈도우(2) 및 반사된 레이저 펄스(3)간에 최대 중첩이 발생하며, 이에 따라 적분강도에 대한 최대 레벨이 생성된다. 만일 트리거 지연 Tv이 추가로 증가하면, 시간중첩의 범위 및 적분된 센서신호(전압 V)은 다시 감소된다.
- 따라서, 3D 거리 측정 이미지는 매우 낮은 광출력을 사용하여 최종 값을 결정하는 단순한 강도비교 측정으로부터 생성될 수 있다. 제어 및 처리 유닛은 가변 트리거 지연 n×v(인덱스 n=0 내지 i)의 범위동안 전체적인 CMOS 광 센서의 대응하는 센서신호 U(T0, Tv)를 저장한다음 각각의 개별화소동안 최대값 U(T0, Tv)max를 계산한다. 이 화소에 대한 광전파 시간 T0=Ti ×v(도 2참조)은 대응하는 트리거 지연 Tv으로부터 계산될 수 있으며, 대응하는 대상물 포인트의 거리 d는 d=cT0/2(여기서 c는 광속도)이다.
- 일반적으로, 광전파 시간 T0은 증가하는 방향으로 조절되는 트리거 지연 n×v와 정확하게 동일하지 않으나 도 3에 도시된 바와같이 중간값을 가질 것이다. 따라서, 최대값을 결정하는데 있어서 보간법을 사용하는 것이 제안된다. 선형방법은 이상적인 펄스형상에 대하여 적합하다. 그러나, 실제 상황하에서, 2차 다항식 또는 스플라인에 기초한 값비싼 보간방법을 사용하는 것이 유리하다. 따라서, 광 전파시간 T0에 대한 결과는 최대값 뿐만아니라 보간곡선의 다른 형상기준, 교차 포인트 등으로부터 결정된다. 가변 전파시간 T0을 가진 광유도 펄스(3)의 측정시에 신호값의 보간곡선이 조절된 트리거 지연 Tv과 관련하여 그들의 위치를 이동시키기 때문에, 알려진 거리값 d로 이전에 기록된 저장된 기준곡선과 비교함으로서 평가가 이루어질 수 있다. 따라서, 거리결정의 결과는 보간법 및 기준 비교방법을 사용하여 더 정확하게 만들어질 수 있으며, 요구된 거리분해능을 위하여 요구될 트리거 지연의 수는 감소될 수 있다.
- 전자 트리거 지연동안, 최적의 프로그램가능 지연라인은 CMOS 기술에서 사용될 수 있다. 예컨대, 0.25ns의 표준증가 및 256 프로그램가능 세팅을 가진 지연 엘리먼트를 얻는 것이 가능하다. 0.1ns의 증가는 추가적으로 개발할 수 있다. 이는 1.5cm의 거리 분해능이 달성될 수 있도록 하며, 이는 보간을 통해 0.5cm까지 더 개선될 수 있다.
- 도 1에 도시된 제어 및 처리 유닛은 CMOS 센서의 전자 제어유닛내에 부분적으로 또는 완전하게 집적될 수 있다.
- 대략 1천개의 화소를 가진 거리측정 이미지는 대부분의 경우에 룸 관리 및 보안 모니터링을 위하여 충분하다. 만일 10m의 거리측정 범위에 대하여 0.5% 분해능(5cm)을 가진 거리측정 이미지의 생성이 필요하면, 보간법에 의하여v=0.6ns로 지연이 증가하는 대략 100 이미지 기록이 요구될 것이다. 5MHz의 CMOS 센서에 대대하여 화소 데이터율을 가정하면, 이는 전체 3D 거리측정 이미지(50 3D 이미지/s)의 포착동안 1000×0.2μs×100=20ms의 시간의 증가를 유발한다.
- 게다가, 바로 조절되는 트리거 지연 Tv를 사용하여 측정할때, 다수의 추가 광유도 펄스는 동일한 방식으로 칩상에 합게 가산될 수 있다. 이는 신호/잡음비를 개선시키고 또한 대상물의 반사력에 따라 다중 조명이 적응 조절될 수 있도록 한다.
도 4 내지 도 7을 기초로하여 더 상세히 기술되는, CMOS 센서를 통한 차동 단시간 적분방법은 이하에 기술된 특징을 통합한다.
제안된 방법은 마찬가지로 하나 이상의 적분 윈도우에 대하여 레이저 펄스의 점차적 지연 및 광검출기의 단시간 적분을 사용한다. 제시된 대상물에 대한 제 1 해결방법과 대조적으로, 단시간 적분은 동일한 적분시간과 병렬 또는 직렬로 두번 실행되며, 이에 따라 동일한 길이를 가진 두개의 적분 윈도우(21, 22)는 연속적으로 활성화되고 따라서 공통 시간제한을 가진다.
레이저 펄스의 구간은 바람직하게 적분시간 Ti과 짧게 비교된다. 광전파 시간에대한 측정 프로세스는 방사된 레이저 펄스가 지연시간 증분v만큼 적분시간 Ti에 대하여 이동되는 사항을 포함한다. 광전자 변환시에, 진행형 트리거 지연 Tv을 가진 전압 U의 적분값은 레이저 펄스가 두개의 적분 윈도우(21, 22)중 한 윈도우내에 완전히 제공되는한 변화하지 않는다. 도 4는 이미지의 좌측 절반의 레이저 펄스가 제 1 적분 윈도우(21)에 위치하고 이미지의 우측 절반의 레이저 펄스가 제 2 적분 윈도우(22)에 빠져나오는 상황을 도시한다. 도 4의 중간 그림에서, 레이저 펄스(3)는 제 1 적분 윈도우의 절반 및 제 2 적분 윈도우의 절반이다. 상기와 같은 전이 바로전에, 수신된 광 강도의 전압 U에 대한 적분값은 상대 적분 윈도우로부터의 시간편차에 의하여 감소되는 반면에, 적분 광 강도는 바로 인접하는 적분 윈도우에스 증가한다. 만일 임의의 트리거 지연이 대상물 위치까지의 상대 거리 d에 대응하면, 두개의 적분 윈도우에서 측정된 전압은 동일한 크기를 가진다. 이들 사이의 차이는 대략 0이다. 이 영교차는 매우 가빠르며 이에 따라 정확하게 계산될 수 있다. 게다가, 단순 보간방법은 고도의 정확도가 달성되도록 한다.
도 7은 CMOS 센서를 통해 차동 단시간 적분을 수행하는 신호를 평가하는 그래픽 설명을 도시한다. 전압/시간 다이아그램에 도시된 함수는 측정 포인트를 함께 배열함으로서 구성되며, 이에 따라 신호 측정 포인트는 일정한 트리거 지연 Tv을 사용하는 한 측정으로 부터 생성된다. 이러한 트리거 지연은 지연시간 증가v또는이의 배수에 가산된 초기값 또는 0값으로 이루어진다. 일정하게 증가하는 트리거 지연의 각 값에 대하여 측정 포인트가 생성된다. 기술된 다중 레이어링(multiple layering)은 적분이 단지 다중 조명의 끝에서만 수행되도록 측정 포인트의 기록내에서 발생할 수 있다.
도 5는 두개의 바로 연속하는 적분 윈도우중 한 윈도우로부터의 전압이 음으로 세팅되어 상기 함수가 영교차를 가진다는 것을 추가로 도시한다. 도면부호 n0는 영교차전 지연 스테이지의 수를 지시한다. 화소 거리 d, 즉 대상물 및 센서사이의 거리와 관련하여 5에 도시된 식은 값 n0을 포함한다. 따라서, 도 5에 도시된 함수의 영교차는 보간방법을 통해 정상적으로 계산된다. 만일 도 4 내지 도 7을 동시에 본다면, 적분 윈도우(21, 22)의 기준점 시간 도면은 시간 주기 T1, T2, 및 T3에 의하여 분류된다. 이는 제 1 적분 윈도우(21)가 T1에서 개방되고 T2에서 폐쇄된다는 것을 의미한다. 제 2 적분 윈도우(22)는 T2에서 개방되고 T3에서 폐쇄된다. 도 6 및 도 7은 각각 광전자 칩에서 화소에 대하여 포착된 광유도 펄스를 기록 및 전송하는 다수의 광다이오드중 한 광 다이오드를 참조한다. 동일한 길이를 가진 바로 연속하는 시간 윈도우를 통한 단시간 적분은 동일한 량으로 점차적으로 증가하는 수신측 트리거 지연과 연관된다. 각각의 단시간 트리거 지연동안, 시간 윈도우와 관련하여 적어도 하나의 조명 및 하나의 적분이 발생한다. 일정한 트리거 지연을 가진 각각의 스테이지에는 특히 다중 조명이 제공된다. 광 전파 시간에 의한평가에 의하여 거리값으로 변환될 수 있는 트리거 지연값의 검출은 두개의 바로 연속하는 적분 윈도우(21, 22)에 의하여 수신된 광유도 펄스를 점차적으로 스캐닝함으로서 발생한다. 평가는 아날로그 전압 신호값의 디지털화후에 최상으로 수행된다. 이러한 방법의 장점은 두개의 시간 윈도우내에서 절대적으로 동일한 적분을 수행할 수 있다는 것이다. 조명은 다른 레이저 펄스로부터 생성될 수 있으며, 이 레이저 펄스의 특징은 서로 약간 다르다.
도 6은 구성에 대하여 병렬 평가를 허용하는 평가회로를 도시한다. 각각의 적분 윈도우에는 동일하게 구성된 적분기가 할당된다. 결과적인 신호는 각 경우에 중간 버퍼(SH)를 통해 차동 증폭기에 제공되며, 상기 차동 증폭기에 의하여 차동 이미지가 생성될 수 있다. 그러나, 적분에 대한 시간범위가 측정동안 함께 배열되기 때문에, 적분의 타이밍은 스태거링된다. 따라서, 제 1 적분 윈도우(21)에 대응하는 T1 내지 T2의 시간 프레임은 섹션 A에서 고려되며, 대응 T2 내지 T3 시간의 적분 윈도우(22)에 대한 프레임은 섹션 B에서 고려된다.
도 7은 도 6과 동일한 절차를 도시하나 광다이오드가 병렬 적분을 허용하는 방식으로 배열되어 있다. 광다이오드는 각각의 섹션이 동일한 광 강도를 수신하도록 두개의 개별 섹션으로 분리된다. 도 7에 도시된 장사방형 패턴은 특히 상기 목적을 위하여 적합하다. 광다이오드를 두개의 개별 광다이오드로 분할하는 것은 두개의 적분 프로세스가 상호작용없이 전체적으로 이루어진다는 것을 의미한다. 따라서, 도 7에 따른 회로는 두개의 섹션의 병렬 평가가 모든 광다이오드를 통해 이루어지도록 하며, 모든 광다이오드는 적분기에 접속된다. 하나의 시간기본 적분은T1내지 T2의 시간프레임에서의 제 1적분 윈도우(21)와 관련하며, 제 2적분은 T2내지 T3의 시간프레임에서 제 2적분 윈도우와 관련된다. 추가 평가는 도 6에 도시된 것과 동일한 방식으로 이루어진다.
본 발명에 따른 방법을 사용하면, 거리 측정에 대한 측정 정확성이 종래기술에 비하여 개선될 수 있다. 지금까지 요구된 레이저 출력은 10 인자만큼 감소될 수 있다.

Claims (19)

  1. 광전파 시간을 측정하여 대상물의 3차원 거리측정 이미지를 기록하기 위한 방법으로서,
    광 소스로부터의 광유도 펄스(1)는 대상물의 표면으로 전송되며, 후방 산란된 광유도 펄스(3)는 단시간 적분을 수행하는 광검출기에 의하여 수신되며, 대상물 포인트 거리(d)는 광유도 펄스의 광 전파시간(T0)으로부터 계산되며;
    상기 광유도 펄스(1)를 개시하기 위하여 생성된 트리거 신호는 상기 후방 산란된 광유도 펄스(3)를 수신하기 위한 적어도 하나의 적분 윈도우(2, 21, 22)을 개방하기 위하여 시간 증분(v)으로 점차적으로 증가하는 트리거 지연(Tv)을 가지고 수신측에 동시에 제공되며;
    미리 결정된 각각의 트리거 지연(Tv)에서, 상기 반사된 광유도 펄스(3)의 누적 적분을 위한 각각의 조명에 대하여 개방되는 적분 윈도우를 사용하여 다중 조명이 수행되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수신측의 트리거 신호는 후방 산란된 광유도 펄스(3)을 수신하기 위한 단일 적분 윈도우(2)의 반복 개방을 위하여 사용되며;
    상기 대상물 포인트의 거리(d)는 일단 적분전압(U)에 대한 최대값이 도달되면 광 전파시간(T0)과 거의 동일한 대응 트리거 지연(Tv)으로부터 계산되는 3차원거리측정 이미지 기록방법.
  3. 제 1항 내지 제 2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 적분 윈도우(2)의 구간은 광유도 펄스(1, 3)의 구간과 동일한 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 수신측의 트리거 신호는 후방 산란된 광유도 펄스(3)을 수신하기 위하여 제 1 적분 윈도우(21) 다음에 제 2 적분 윈도우(22)를 반복 개방하는데 사용되며;
    상기 두개의 적분 윈도우(21, 22)에 대한 단시간 적분은 동일한 적분시간(Ti)에 병렬 또는 직렬로 수행되며;
    상기 광유도 펄스(3)의 구간은 적분시간(Ti)에 비하여 작으며;
    상기 대상물 포인트의 구간(d)은 광유도 펄스(3)가 상기 제 1 및 제 2 적분 윈도우(21, 22)사이의 공유 경계에 배치되고 두개의 적분 윈도우(21, 22)에 관한 적분 전압(U)이 동일량으로 제공되는 경우에 계산될 수 있으며, 이에 따라 광 전파시간(T0)에 대응하는 대응 트리거 지연(Tv)은 거리값(d)으로 변환되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 적분전압(U)의 양을 비교하는 대신에, 하나의 전압이 음으로 세팅되며, 연속적으로 활성화된 적분 윈도우에 할당된 두개의 전압사이의영교차가 검출되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 센서 엘리먼트로서 사용된 광다이오드는 두개의 개별 섹션으로 분할되며, 상기 각각의 섹션은 동일한 강 강도를 수신하는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물 또는 개별 대상물 포인트의 반사가 매우 경우에, 다중 조명의 수는 상기 적분 강도값이 가능한 많은 대상물 포인트에 대한 포화 영역 근처에 배치되도록 선택되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  8. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 또는 레이저 다이오드로부터의 광은 조명을 위하여 사용되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신측에 기록하는 이미지의 제 1 광유도 펄스(3)에 대한 상기 트리거 지연은 0인 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항에 어느 한 항에 있어서, 상기 적분 윈도우(2)의 구간이 일정한 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 트리거 지연 증가는 0.25나노초이하인 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  12. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전압(U)의 최대값 및/또는 영교차를 결정하기 위하여 보간방법이 사용되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 보간 방법은 2차 다항식 또는 스플라인 함수에 기초하여 사용되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  14. 제 1항 내지 제 13항중 어느 한 항에 있어서, 미리 저장된 기준 곡선과 알려진 거리(d)의 비교는 전압을 평가하기 위하여 수행되는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  15. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 트리거 지연(Tv)은 프로그램가능 지연라인의 사용을 통해 발생하는 3차원 거리측정 이미지 기록방법.
  16. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항 또는 제 7항 내지 제 15항중 어느 한 항에따른 방법을 실행하기 위한 장치로서,
    광유도 펄스를 대상물 표면에 조명하는 단일 광소스와;
    화소 기본 단시간 적분을 수행하기 위하여 광검출기로서 다수의 광 포인트를 가진 CMOS 센서와;
    적어도 전송측 및 수신측상의 트리거링을 제어하고, 상기 전압신호(U)로부터 거리값을 계산하는 제어 및 처리유닛과;
    상기 제어 및 처리유닛과 상기 CMOS 수신센서사이에 배치되고, 증가하는 방향으로 조절가능한 트리거 지연을 준비하는 지연라인과;
    상기 광유도 펄스 조명을 상기 CMOS 수신 센서에 연결하는 트리거 케이블을 포함하는 장치.
  17. 제 1항 또는 제 4항 내지 제 15항중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치로서,
    광유도 펄스를 대상물의 표면에 조명하는 단일 광 소스와;
    화소기본 단시간 적분을 수행하기 위하여 광검출기로서 다수의 센서 포인트를 가진 CMOS 센서와;
    적어도 송신측 및 수신측의 트리거링을 제어하고 차동 증폭기를 사용하여 전압신호(U)로부터 거리값을 계산하는 제어 및 처리 유닛과;
    상기 제어 및 처리유닛과 상기 CMOS 수신센서사이에 접속되고, 증가하는 방향으로 조절가능한 트리거 지연을 준비하는 지연라인과;
    상기 광유도 펄스 조명을 상기 CMOS 수신센서에 연결하는 트리거 케이블을 포함하는 장치.
  18. 제 16항 내지 제 17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 및 처리유닛은 상기 CMOS 수신센서의 전자유닛내에 적어도 부분적으로 집적되는 장치.
  19. 제 16항 내지 제 18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광다이오드의 전압값은 병렬 또는 직렬로 제공된다음, 중간 버퍼에 저장되며, 그 다음에 차동증폭기 및 처리유닛에 제공되는 장치.
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