Beschreibung Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme eines dreidimensiona- len Abstandsbildes Die schnelle, robuste Erfassung dreidimensionaler Bilder ge- winnt insbesondere für die Sensorik auf zahlreichen Gebieten zunehmend an Bedeutung. Bekannte Triangulationsverfahren sind wegen der erforderlichen Messbasis für die trigonometrische Berechnung eines Abstandswertes nur für den Nahbereich bis ca. 2m geeignet und eingeschränkt anwendbar. Insbesondere für größere Messbereiche von beispielsweise 20 cm bis 50 m erge- ben sich für kostengünstige dreidimensional (3D) erfassende und auswertende Messsysteme vielfältigste Anwendungen, wie beispielsweise im Bereich der Automobiltechnik, der Naviga- tion oder der Gebäude-, Sicherheits-und Automatisierungs- technik. Die Vermessung größerer 3D-Szenen und 3D-Objekte kann heute nur statisch mittels Photogrammetrie oder mit ei- nem scannenden 3D-Laserradar bei entsprechend hohem Kosten- und Zeitaufwand erfolgen.

In der deutschen Patentanmeldung Nr. 198 33 207 wird ein Ver- fahren beschrieben, bei dem die extrem kurze Integrationszeit eines CMOS-Fotosensors, die beispielsweise bei 30 ns liegt, in Verbindung mit einem ebenfalls kurzen Laserimpuls genutzt wird, um Entfernungs-bzw. Abstandsbilder schnell und kosten- günstig durch Auswertung von Lichtlaufzeitmessungen zu erzeu- gen. Zugleich mit dem Aussenden des Laserimpulses wird über einen Trigger ein Messfenster am CMOS Bildwandler geöffnet und die Lichtintensität des Laserimpulses nach Reflexion am auszumessenden Objekt in zwei aufeinanderfolgenden Messungen mit den Integrationszeiten T1 und T2 detektiert. Aus der Mes- sung der integrierten Intensität U1 und U2 innerhalb von zwei Messfenstern mit Integrationszeiten Ti und T2 lässt sich die Laufzeit To und damit der Abstand zum Objektpunkt exakt be- rechnen, nach der Rechenbeziehung :

d X C U2T1-U1T2<BR> 2 U2-U1 Als Beleuchtung dient eine Laserlichtquelle, die mit dem Be- ginn der Integrationszeit T1 und T2 synchronisiert ist und kurze Anstiegszeiten (ca. 1 ns), sowie eine möglichst kon- stante Ausgangsleistung aufweist.

Die Anwendung dieser Formel erfordert allerdings aufgrund der Differenz und Quotientenbildung eine Messung mit Lichtinten- sitäten, deren integrierte Photospannungen deutlich über der Rauschgrenze des CMOS-Bildwandlers liegen müssen. Zwar kön- nen die Ergebnisse zahlreicher Laserimpulsbeleuchtungen auf- summiert werden, eine Verbesserung des Signal/Rauschver- hältnisses lässt sich aber nur mit der Wurzel der Anzahl der Laserimpulse erreichen. Des weiteren führen endliche An- stiegsflanken der Laserimpulse sowie unvermeidbare Nicht- linearitäten im Integrationsverhalten des CMOS-Bildwandlers zu Messwertfehlern, die zusätzliche Kalibrierverfahren er- fordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Verfahren und Vor- richtung zur Aufnahme eines dreidimensionalen Abstandsbildes mittels Lichtlaufzeitmessungen zur Verfügung zu stellen, wo- mit ein vergrößerter Abstandsmessbereich erzielt wird, Unab- hängigkeit des Sensorsignals von der Form der Lichtimpulse gegeben ist und eine niedrigere Lichtleistung für die Sende- seite ermöglicht wird.

Die Lösung geschieht durch die jeweilige Merkmalskombination von Anspruch 1, 3 bzw. Anspruch 14 oder 15. Vorteilhafte Aus- gestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Die vorliegende Erfindung verwendet einen CMOS-Fotosensor <BR> <BR> mit einer Vielzahl von Bildpunkten bzw. -zellen mit Kurzzeit- integration, wobei die Integrationszeit bildpunktweise ein- stellbar ist, sowie eine Lichtimpulsbeleuchtung zur Erzeugung

eines 3D-Abstandbildes. Die dazu verwendete Lichtquelle muss einheitlich ansteuerbar sein, kann aber sowohl punktför- mig, als auch flächig ausgebildet sein. Für die Bestimmung der Abstandswerte wird ein neues Messprinzip eingesetzt mit dem Ziel, zuverlässige Lichtlaufzeitmessungen bis an die Rauschgrenze des CMOS Sensors zu ermöglichen. Dazu wird durch die Triggersignale sendeseitig das Aussenden der Lichtimpulse und empfangsseitig das Öffnen des elektronischen Shutters, gleichbedeutend mit dem Öffnen eines Zeitfensters, am CMOS Sensor gesteuert. Dies geschieht empfangsseitig mit einer schrittweise ansteigenden Zeitverzögerung, beispielsweise über eine Verzögerungsleitung, in Inkrementen von beispiels- weise 1/10 Nanosekunde. Somit werden ausgesendeter Laser- impuls und Integrationsfenster zeitlich mit wachsender zeit- verzögerung gegeneinander verschoben, wobei mit je schritt- weise ansteigender Triggerverzögerung mindestens ein Lichtim- puls gesendet wird. Zur Verringerung der Laserimpulsleistung werden bei möglichst allen Triggerverzögerungen Mehrfachbe- lichtungen angewandt und eine Signalauswertung zum Abschluss ausgeführt. Die so gemessenen integrierten Sensorsignale wer- den in einer Verarbeitungseinheit gespeichert.

Bei Korrelation der eingestellten Verzögerung mit der Licht- laufzeit des korrespondierenden Objektpunktes ergibt sich entsprechend einer Lösung ein Maximum im integrierten Signal, dessen Ermittlung aus den gespeicherten Werten der Ver- arbeitungseinheit durch Interpolationsverfahren mit hoher Sensitivität und präzise durchgeführt werden kann. Der 3D-Ab- standwert kann somit anhand der für die größte Übereinstim- mung zwischen Zeitfenster und zurückreflektiertem Lichtimpuls ermittelte Triggerverzögerung definiert werden und das Ergeb- nis, die Lichtlaufzeit, wird weitgehend unabhängig von der Form des Lichtimpulses sowie von den Linearitätseigenschaften des CMOS Bildwandlers erhalten. Anders ausgedrückt ergibt sich der Abstand zum Objektpunkt aus der Zahl von Verzöge- rungsschritten, die bis zu diesem Zustand aktiviert wurden.

Hierbei sind Laserimpuls und Integrationszeit etwa von glei-

cher Dauer um ein möglichst ausgeprägtes Korrelationsmaximum zu erzielen. Die Integrationszeit ist jedoch aus schaltungs- technischen Gründen auf etwa 30 ns begrenzt.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe benutzt ebenfalls die Kurzzeitintegration eines Photoempfängers, sowie die in Schritten durchgeführte zeitliche Verzögerung eines Laserim- pulses relativ zu empfangsseitigen Integrationsfenstern. Die Kurzzeitintegration wird jedoch zweimal mit gleicher Integra- tionszeit, d. h. mit gleichlangem Integrationsfenster, entwe- der parallel oder seriell durchgeführt. Dies geschieht in Be- zug auf zwei hintereinander geschaltete und unmittelbar auf- einander folgende Integrationsfenster. Dabei bedeutet die pa- rallele Verfahrensweise, dass gleichzeitig für das vordere und für das hintere Integrationsfenster beleuchtet und detek- tiert wird. Die über beispielsweise eine Verzögerung zeitver- zögerte Triggerung der Integrationsfenster relativ zum sende- seitigen Laserimpuls wird unverändert ausgeführt. Die se- rielle Behandlung sieht eine Auswertung mit oder durch das erste Integrationsfenster vor, woraufhin die zweite sich an- schließende Phase in Bezug auf das zweite Integrationsfenster ausgewertet wird und die jeweils abgespeicherten integrierten Werte miteinander verglichen werden. Für diesen Fall der Aus- wertung ist die Dauer des Laserimpulses kurz im Verhältnis zur Dauer der Integrationszeit bzw. der Länge des Integrati- onsfensters. Ein Laserimpuls kann beispielsweise 4 ns betra- gen, wo hingegen die Integrationszeit z. B. 30 ns dauert.

Durch diese Auswertemethode wird der Objektpunktabstand eben- falls durch die ermittelte Richtlaufzeit bestimmt. Diese er- gibt sich durch die Suche nach einem möglichst eindeutig aus- wertbarem empfangsseitigem Ereignis, das einer bestimmten Triggerverzögerung, die schrittweise veränderbar ist, zuge- ordnet werden kann. In der ersten Variante wurde ein Maximum für die empfangsseitige Deckungsgleichheit von Laserimpuls und Integrationsfenster gesucht. Bei der hier beschriebenen Auswertemethode wird der Zeitpunkt detektiert, bei dem sich der Lichtimpuls am Übergang vom ersten zum zweiten Integrati-

onsfenster befindet. Für diesen Fall, wenn der zurückreflek- tierte Lichtimpuls am Empfänger symmetrisch zur Hälfte in das erste und zur weiteren Hälfte in das zweite Integrationsfens- ter fällt, ergeben sich gleiche Lichtanteile bzw. gleiche Spannungen. Auswertbar ist ebenso die Differenz dieser beiden Spannungswerte, die gegen null geht. Da dieser Nulldurchgang sehr steil ist, ist eine Ermittlung relativ einfach.

Um kritische Laserleistungen aufgrund von Laserschutzbestim- mungen keinesfalls zu überschreiten, können Mehrfachbelich- tungen eingesetzt werden. Ein wesentlicher damit erzielbarer Vorteil liegt jedoch in der Kummulierung von mehreren hinter- einander eintreffenden Lichtimpulsen an den Integrationszel- len. Diese werden durch entsprechendes Öffnen und Schließen der Integrationszellen bei jedem Lichtimpuls aufintegriert, so dass an jeder Integrationszelle ein ausreichend hoher Sig- nalpegel vorliegt, der sich wesentlich vom Rauschbereich ab- hängt. Somit kann für die Vielzahl von Integrationszellen, deren örtliche Verteilung der Pixelverteilung des Bildes ent- spricht,-eine insgesamt gut auswertbare Anzahl von Spannungs- signalen erzielt werden. Nachdem das zeitaufwendige Auslesen der Vielzahl von Integrationszellen erst am Ende einer Mehr- fachbelichtung geschieht, läuft die Auswertung relativ schnell ab.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt in der kolinearen Führung der Lichtstrahlen auf einer Achse.

Im Folgenden werden anhand von die Erfindung nicht einschrän- kenden Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben : Figur 1 zeigt eine Messvorrichtung zur Erzeugung von drei- dimensionalen Abstandsbildern, Figur 2 zeigt das Verfahrensprinzip der korrelierten Licht- laufzeitmessung und

Figur 3 zeigt die Interpolation zur Ermittlung des Maximal- wertes zur Bestimmung der Laufzeitverzögerung To.

Figuren 4 bis 7 zeigen arstellungen zur Erzeugung von Ab- standsbildern mit differenzieller Kurzzeitin- tegration an CMOS-Sensoren Die gesamte zu vermessende 3D-Szene wird für eine Bildaufnahme seriell mit kurzen Lichtimpulsen mit Anstiegs- zeiten in Nanosekunden-Bereich beleuchtet. Der Start des Aus- sendens der Lichtimpulse erfolgt über einen Trigger, der für jeden Messvorgang von einer Kontroll-und Verarbeitungsein- heit vorgegeben wird (Figur 1). Ein Teil des Triggersignals wird gleichzeitig über eine programmierbare Verzögerungslei- tung geführt und dient nach einer vorgegebenen zeitlichen Verzögerung Tv mit Inkrementen im 1/10-Nanosekundenbereich als Startsignal für das Öffnen des elektronischen Shutters am CMOS Fotosensor, das nach einer bestimmten kurzen Integra- tionszeit (beispielsweise 30 ns) wieder geschlossen wird.

Dies ist gleichbedeutend mit dem Öffnen eines Zeitfensters zum Empfang von zurückreflektierten Lichtimpulsen 3. In einem geöffneten Zeitfenster können eingehende Lichtimpulse aufin- tegriert werden. Die Integrationszeit, also die Dauer des ge- öffneten Fensters, wird vorteilhafterweise gleich der zeitli- chen Dauer eines Lichtimpulses gewählt.

Die ausgesandten Lichtimpulse werden an den Objekten der 3D Szenen gestreut und das zurückkommende Licht über eine entsprechende Optik am CMOS Sensor innerhalb der Integrati- onszeit des elektronischen Shutters erfasst. Aufgrund der un- terschiedlichen Abstände unterschiedlicher Objektpunkte vom Sensor werden mit den Orten korrespondierende Lichtimpulse eine unterschiedliche Laufzeitverzögerung To erhalten. Für einen bestimmten, einzigen Objektpunkt im Abstand d ergibt sich damit ein integriertes Sensorsignal U (To, Tv) am kor- respondierenden, empfangsseitigen Bildpunkt aus der zeitli- chen Überlappung des CMOS Integrationsfensters 2 mit dem zu-

rückkommenden Lichtimpuls 3 (mathematische Faltungsfunktion) bei der momentan eingestellten Triggerverzögerung Tv (Figur 2).

Wird nun die Triggerverzögerung Tv beginnend vom Wert 0 in Inkrementen n x ATv (=Tv) erhöht, so steigt das Sensorsig- nal U (To, Tv) zunächst an bis die Triggerverzögerung Tv gleich der Lichtlaufzeit To für diesen Bildpunkt ist. In die- sem Fall liegt eine maximale Überlappung von zurückkommendem Laserimpuls 3 und dem Messfenster 2 des CMOS-Sensors vor, so dass sich hier ein Maximum für die integrierte Intensität er- gibt. Wird die Triggerverzögerung Tv darüber hinaus weiter erhöht so reduziert sich wieder der zeitliche Überlappungs- bereich und damit das integrierte Sensorsignal (Spannung U).

Damit lässt sich ein 3D-Abstandsbild aus einfachen In- tensitätsvergleichsmessungen mit Extremwertbestimmung unter Einsatz sehr niederer Lichtleistungen erzeugen. Die Kontroll- und Verarbeitungseinheit speichert für eine Reihe von unter- schiedlichen Triggerverzögerungen n x ATv (Laufindex n = 0 bis i) die zugehörigen Sensorsignale U (To, Tv) des gesamten CMOS Fotosensors ab und ermittelt anschließend den Maximal- wert U (To, Tv) Max für jeden einzelnen Bildpunkt. Aus der zugehörigen Triggerverzögerung Tv lässt sich die Lichtlauf- zeit To= i x ATv, siehe Fig. 2, für diesen Bildpunkt bestim- men und daraus der Abstand d des korrespondierenden Objekt- punktes d = c To/2 (c-Lichtgeschwindigkeit).

Im allgemeinen wird die Lichtlaufzeit To nicht exakt gleich der in Inkrementen eingestellten Triggerverzögerung n x ATv sein, sondern einen Zwischenwert besitzen, wie in Fig. 3 gezeigt. Es ist daher vorgesehen, für die Maximal- wertbestimmung Interpolationsverfahren einzusetzen. Für ide- ale Pulsformen sind lineare Verfahren hinreichend. Unter. rea- len Bedingungen ist es aber vorteilhaft, aufwendige Interpo- lationsverfahren auf der Basis quadratischer Polynome oder Splin-Funktionen einzusetzen. Das Ergebnis für die Lichtlauf-

zeit To lässt sich dabei nicht nur aus dem Maximalwert son- dern gegebenenfalls auch aus anderen Formkriterien, Schnitt- punkten, etc... der Interpolationskurve ermitteln. Da bei der Messung von Lichtimpulsen 3 mit unterschiedlichen Laufzeiten To die Interpolationskurven der Signalwerte nur in ihrer Lage bezüglich der eingestellten Triggerverzögerungen Tv verscho- ben werden, ist auch ein Auswertung durch Vergleich mit ei- ner gespeicherten Referenzkurve durchführbar, die zuvor bei einem bekannten Abstandswert d aufgenommen wurde. Damit lässt sich mit Interpolations-und Referenz-Vergleichsverfahren das Ergebnis der Abstandsbestimmung in seiner Genauigkeit verbes- sern und die Anzahl der einzustellenden Triggerverzögerungen für eine gewünschte Entfernungsäuflösung reduzieren.

Für eine elektronische Triggerverzögerung können vor- teilhaft programmierbare Verzögerungsleitungen (Programmable Delay Lines) in CMOS Technologie eingesetzt werden. Erhält- lich sind beispielsweise Verzögerungselemente mit standardmä- ßig 0,25 ns Inkrement und 256 programmierbaren Einstellungen.

In künftigen Entwicklungen sind Inkremente mit 0,1 ns denk- bar. Damit werden Entfernungsauflösungen von 1,5 cm möglich, die durch Interpolation noch auf 0,5 cm verbessert werden können.

Die in Figur 1 dargestellte Kontroll-und Verarbeitungs- einheit kann teilweise-oder vollständig innerhalb der elek- tronischen Ansteuerungseinheiten des CMOS Sensor integriert werden.

Entfernungsbilder mit etwa tausend Bildpunkten sind für eine Raum-und Sicherheitsüberwachung in den meisten Fällen schon ausreichend. Möchte man für einen Entfernungs-Messbe- reich von 10 m Entfernungsbilder mit 0,5 % Auflösung (5 cm) erzeugen, so werden mit Interpolation etwa 100 Bildaufnah- men mit Verzögerungsinkrementen von ATv = 0, 6 ns erforder- lich. Dies führt unter Annahme einer Bildpunktdatenrate des CMOS Sensors von 5 MHz zu einer Messzeit von 1000 x 0,2 ßs x

100 = 20 ms für die Erfassung des gesamten 3D Abstandsbildes (_ 50 3D-Bilder/s).

Bei der Messung mit einer momentan eingestellten Trig- gerverzögerung Tv können zusätzlich noch mehrere Lichtim- pulse analog am Chip aufaddiert werden, wodurch eine weitere Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses erzielt wird und eine adaptive Einstellung der Mehrfachbelichtung entsprechend Objektreflektivität ausgeführt werden kann.

Das anhand der Figuren 4 bis 7 näher erläuterte Verfahren der differentiellen Kurzzeitintegration an CMOS-Sensoren beinhal- tet folgendes : Das vorgeschlagene Verfahren benutzt ebenfalls die Kurzzeit- integration eines Photoempfängers, sowie die in Schritten durchgeführte zeitliche Verzögerung eines Laserimpulses rela- tiv zu einem oder mehreren Integrationsfenstern. Im Unter- schied zur ersten Lösung der gestellten Aufgabe wird die Kurzzeitintegration jedoch zweimal parallel oder seriell mit gleicher Integrationszeit Ti durchgeführt, wobei die beiden gleichlangen Integrationsfenster 21,22 unmittelbar hinter- einander geschaltet sind und somit eine gemeinsame zeitliche Grenze aufweisen.

Die Dauer des Laserimpulses ist vorzugsweise kurz im Ver- gleich zur Integrationszeit Ti. Der Messvorgang für die Lichtlaufzeit besteht nun darin, dass der ausgesendete Laser- impuls relativ zu der Integrationszeit Ti um die Verzöge- rungszeitinkremente ATV verschoben wird. An der optoelektro- nischen Umsetzung ändert sich der integrale Wert der Spannung U bei fortschreitender Triggerverzögerung Tv so lange nicht, wie der Laserimpuls voll in eines der beiden Integrations- fenster 21,22 fällt. Figur 4 zeigt diesen Zustand, wobei der Laserimpuls in der linken Bildhälfte im ersten Integrations- fenster 21 befindlich ist und in der rechten Bildhälfte im zweiten Integrationsfenster 22 auftaucht. In der mittleren Darstellung der Figur 4 befindet sich der Laserimpuls 3 zur

Hälfte im ersten und zur Hälfte im zweiten Integrationsfens- ter. Kurz vor diesem Übergang nimmt der integrale Wert der Spannung U der empfangene Lichtintensität durch das zeitliche Herauswandern aus dem jeweiligen Integrationsfenster entspre- chend ab, während in dem sich unmittelbar anschließenden In- tegrationsfenster die integrierte Lichtintensität entspre- chend zunimmt. Bei einer bestimmten der jeweiligen Entfernung d zum Objektort entsprechenden Triggerverzögerung sind somit die in den beiden Integrationsfenstern gemessenen Spannungen gleich groß. Ihre Differenz geht gegen null. Dieser Null- durchgang ist sehr steil und damit genau bestimmbar. Weiter- hin können einfache Interpolationsverfahren eine wesentliche Präzisierung erzielen.

Figur 7 betrifft eine grafische Darstellung zur Auswertung einer Signalkurze bei differentieller Kurzzeitintegration an CMOS-Sensor. Die im Spannungs/Zeit-Diagramm dargestellte Funktion wird durch Aneinanderreihung von Messpunkten aufge- baut, wobei sich ein einzelner Messpunkt aus einer Messung mit konstanter Triggerverzögerung Tv ergibt. Diese Trigger- verzögerung setzt sich zusammen aus einem Anfangs-oder Null- wert addiert mit dem Verzögerungszeitinkrement ATV oder ei- nem Vielfachen davon. Für jeden stufenweise konstant gehalte- nen Wert der Triggerverzögerung ergibt sich ein Messpunkt.

Innerhalb einer Aufnahme eines Messpunktes kann beispielswei- se die beschriebene Mehrfachbeschichtung stattfinden, so dass die Integration erst zum Schluss dieser Mehrfachbelichtung erfolgt.

In Figur 5 ist weiterhin erkennbar, dass ein Spannungswert aus einem der beiden verwendeten unmittelbar aufeinander fol- genden Integrationsfenster negativ gesetzt wird, so dass die Funktion einen Nulldurchgang aufweist. Mit dem Bezugszeichen no wird die Nummer des Verzögerungsschrittes vor dem Null- durchgang bezeichnet. In der in Figur 5 angeführten Gleichung für den Pixelabstand d, der Abstand zwischen Objekt und Sen- sor, ist der Wert no enthalten. Der Nulldurchgang der in Fi-

gur 5 dargestellten Funktion wird also in der Regel über ein Interpolationsverfahren ermittelt. Bei gleichzeitiger Be- trachtung der Figuren 4 bis 7 werden die zeitlichen Eckwerte der Integrationsfenster 21,22 durch die Zeitpunkte T1, T2 und T3 genannt und verdeutlicht. Für das erste Integrations- fenster 21 gilt, dass dieses bei T1 geöffnet und bei T2 ge- schlossen wird. Das zweite Integrationsfenster 22 wird bei T2 geöffnet und bei T3 geschlossen. Die Figuren 6 und 7 beziehen sich jeweils auf eine einzige von einer Vielzahl von Photodi- oden, die in einem optoelektronischen Chip jeweils für einen Bildpunkt empfangene Lichtimpulse aufnehmen und weiterleiten.

Die Kurzzeitintegration über unmittelbar aufeinanderfolgende gleichlange Zeitfenster ist verbunden mit der empfangsseiti- gen Triggerverzögerung, die stufenweise insbesondere um glei- che Beträge anwächst. Bei jeder zeitweise konstanten Trigger- verzögerung geschieht mindestens eine Belichtung und eine In- tegration bezogen auf ein Zeitfenster. Bei jeder Stufe mit konstanter Triggerverzögerung sind insbesondere Mehrfachbe- lichtungen vorgesehen. Die Detektion des Triggerverzögerungs- wertes der über die Auswertung mittels Lichtlaufzeit in einen Abstandswert umgerechnet werden kann, geschieht durch stufen- weises Überstreichen eines empfangenen Lichtimpulses durch die beiden unmittelbar aufeinanderfolgenden Integrationsfens- ter 21,22. Die Auswertung erfolgt zweckmäßigerweise nach der Digitalisierung der analogen Spannungssignalwerte. Die Vor- teile dieses Verfahrens liegen in der absolut identischen In- tegration innerhalb der beiden Zeitfenster. Die Beleuchtung kann aus unterschiedlichen Laserimpulsen herrühren, deren Verlauf geringfügig voneinander abweichen kann.

In der Figur 6 eine Auswerteschaltung dargestellt, die vom Aufbau her eine parallele Auswertung ermöglicht. Jedem Integ- rationsfenster ist ein jeweils baugleicher Integrator zuge- ordnet. Die sich ergebenden Signale werden jeweils über eine Zwischenspeichereinheit SH auf einen Differenzverstärker ge- legt, wodurch ein Differenzbild erzeugbar ist. Nachdem sich die zeitlichen Integrationsbereiche bei der Messung jedoch

aneinander reihen, werden zeitlich versetzte Integrationen vorliegen. So wird in der Sektion A der zeitliche Rahmen von T1 bis T2 entsprechend dem ersten Integrationsfenster 21 be- rücksichtigt und in der Sektion B im entsprechenden Zeitraum von T2 bis T3 der Rahmen des Integrationsfensters 22.

Die Figur 7 zeigt den gleichen Verfahrensgrundsatz, wobei je- doch die Ausgestaltung der Photodiode eine parallele Integra- tion ermöglichen. Die Photodiode ist in zwei getrennte Sekti- onen eingeteilt, so dass jede Sektion die gleiche optische Intensität empfängt. Besonders gut geeignet hierzu sind Rau- tenmuster, wie sie in Figur 7 dargestellt sind. Die Trennung der Photodiode in zwei Einzelphotodioden bewirkt, dass die beiden Integrationen vollkommen ohne Wechselwirkungen ablau- fen. Die Schaltung entsprechend Figur 7 ermöglicht somit die parallele Auswertung von zwei auf sämtlichen Photodioden je- weils vorhandenen Sektionen, die jeweils einem Integrator zu- geführt werden. Die eine zeitliche Integration bezieht sich wiederum auf das erste Integrationsfensters 21 im Zeitrahmen von T1 bis T2 und die zweite Integration bezieht sich auf das zweite Integrationsfenster in der Zeit von T2 bis T3. Die weitere Auswertung geschieht in gleicher Weise wie sie in Fi- gur 6 dargestellt wird.

Mit einem Verfahren entsprechend der Erfindung können Messge- nauigkeiten in Bezug auf die Entfernungsmessung relativ zum Stand der Technik dreifach verbessert werden. Die bis dahin notwendige Laserleistung kann um den Faktor 10 verringert werden.