[其他]光电混合装置系统

说明书

PMD系统包含有至少一个PMD元件(PMD)和至少一个可强度调制的发射器(E)，以及至少一个控制电子电路(FG)，借助该电子电路，所述的PMD元件(PMD)和所述的发射器(E)分别可以用至少一个调制电压(U_mod、U_mod、U_TXmod)来进行控制，并且借助该电子电路可以通过一个调节信号来改变相位偏移(Δφ)，其特征在于，具有一个调节段(CTR)，向该调节段中可以馈入所述PMD元件(PMD)的至少一个输出信号(U_a、U_b、U_d)来作为调节值(U′_d)，并且该调节段的输出信号(U_1phs、U_1fc)可以作为所述控制电子电路(FG)的调节信号来提供，其中可以通过所述的调节段(CTR)来把所述调节值(U′_d)调节到给定目标值的值。

本发明涉及一种PMD(光电混合装置)系统以及用于调节PMD系统的方法。

原则上一个PMD对应着一个CMOS摄像芯片的一个像素。在PMD中，可以对由发射器发射的并由PMD接收的经过强度调制的光波的强度和传播时间进行测量。在PMD中，该光线如同在一个常规的光电二极管上一样产生载流子，其数量与光的强度成比例。

该PMD设备的特征在于，交替地断开两个相对的输出A和B。在这两个输出之间的切换通过施加在所述PMD上的调制电压U_mod来实现。该调制电压Umod如同由发射器发射的光波的振幅一样用同一调制频率fmod来进行调制。如果该光线没有延迟地到达所述PMD，那么输出A的断开时间就对应着产生载流子的时间。所产生的电荷从而完全到达输出A。如果该光波在该PMD上发生了延迟，那么该载流子则相应晚一点产生。从而该电荷的一部分在输出A的断开时间期间产生，而另一部分相反则在输出B的断开时间期间产生。因此输出A和输出B之间的差值是信号的传播时间的量度，而A和B的和数值相反则是所投射光线的强度的量度，参见：德国专利DE197 04 496 A1或者R.Schwarte等人的“Schnelle und einfache optische Formerfassungmit einem neuartigen Korrelations-Photodetekter-Array”，DGZfP-GMA Fachtagung in Langen出版，1997年4月28/29。

输出A的读出电压U_a和输出B的读出电压U_b在所谓的无积分运行中直接由所生成的电荷电流产生。在所谓的积分运行中，读出电压U_a和U_b为如下电压，该电压在电荷积分之后在电荷势阱上生成。积分式PMD具有的特点在于，其上聚集载流子的势阱必须有规律地借助一个复位信号R来清空。这种复位要么在固定的、具有频率f_i＝1/t_i的给定时间间隔t_i之后进行，要么自适应地在所述电荷势阱上达到一个给定电压阈值时进行。

对于所述PMD的输出信号U_a和U_b，其中这些信号与投射的电磁波与调制信号U_PMDmod或者移相180°的调制信号 U_PMDmod的乘积相对应，在正弦调制的情况下，按照积累门(积分/无积分)的实施情况，假定投射的强度调制的光波和调制信号具有相同的频率，并且具有紧接着的高频成分抑制，从而得出：

a)在积分实施方案中：

Ua＝k·t_i·PM·cos(Δ)+k·t_i·P_H/2          (1.1)

Ub＝k·t_i·P_M·cos(Δ+180°)+k·t_i·P_H/2    (1.2)

b)在无积分实施方案中：