[发明专利]用于使用光信号确定至少一个对象的距离的装置和方法

权利要求书

1.一种用于使用光信号确定至少一个对象(OB)的距离的装置，所述装置具有：

-将所述光信号转换成第一电信号的第一组光接收元件(SPAD)，

-将所述光信号转换成第二电信号的第二组光接收元件(PD)，

-第一信号处理(zPz1)，所述第一信号处理根据用于发射所述光信号的起动信号(START)、借助于时间相关的光子计数、基于所述第一电信号来确定所述距离，

-与所述第一信号处理不同的第二信号处理(zPz2)，所述第二信号处理根据所述起动信号、基于所述第二电信号来确定所述距离，

-与所述第二组光接收元件(PD)相比，所述第一组光接收元件(SPAD)对于将所述光信号转换成电信号具有更高的灵敏度，

所述第二信号处理(zPz2)是时间相关的顺序采样，以及

所述时间相关的顺序采样将所述第二电信号与至少一个斜坡信号进行比较，并将该比较的输出信号馈送至第一时间数字转换(TDC2)并反向馈送至第二时间数字转换(TDC3)，其中，所述第一时间数字转换(TDC2)和所述第二时间数字转换(TDC3)由所述起动信号起动并且在输出侧连接至直方图(H2)，以便用直方图值(H2)填充该直方图。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电信号是模拟的。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一组光接收元件具有单光子雪崩二极管或硅光电倍增管作为光接收元件，并且所述第二组光接收元件具有光电二极管(PD)或雪崩光电二极管作为光接收元件。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光电二极管(PD)或所述雪崩光电二极管布置在半导体模块的边缘上，所述单光子雪崩二极管(SPAD)位于所述半导体模块上。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述光电二极管(PD)或所述雪崩光电二极管布置在所述单光子雪崩二极管(SPAD)之间，优选地以列或行分开。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一组光接收元件和所述第二组光接收元件均具有相关联的接收透镜(O1，O2)。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，提供至少一个斜坡计数器(RC)以生成所述至少一个斜坡信号，所述斜坡计数器的计数值随着每个起动信号增加，直至预定的最终值，其中，将所述计数值输出到至少一个数模转换器(DA)，所述至少一个数模转换器(DA)在输出侧连接至所述比较器(Comp)。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个斜坡信号的上升时间的倒数是所述时间相关的光子计数的脉冲的频率的整数倍。

9.一种用于使用光信号确定至少一个对象(OB)的距离的方法，所述方法具有以下方法步骤：

-通过第一组光接收元件(SPAD)将所述光信号转换成第一电信号，

-通过第二组光接收元件(PD)将所述光信号转换成第二电信号，

-根据用于发射所述光信号的起动信号、借助于时间相关的光子计数、基于所述第一电信号来确定所述距离，

-根据起动信号、借助于附加的信号处理、基于所述第二电信号来确定所述距离，所述附加的信号处理不同于所述时间相关的光子计数，

其中，

相对于所述第二组光接收元件(PD)，所述第一组光接收元件(SPAD)对于将所述光信号转换成电信号具有更高的灵敏度，

对所述距离的确定使用时间相关的顺序采样，以及

所述时间相关的顺序采样将所述第二电信号与至少一个斜坡信号进行比较，并将该比较的输出信号馈送至第一时间数字转换(TDC2)并反向馈送至第二时间数字转换(TDC3)，其中，所述第一时间数字转换(TDC2)和所述第二时间数字转换(TDC3)由所述起动信号起动并且在输出侧连接至直方图(H2)，以便用直方图值(H2)填充该直方图。