DE10054676A1

DE10054676A1 - Photodetektorvorrichtung sowie Abstandsmessvorrichtung und Abstands-/Bildmessvorrichtung hiermit

Info

Publication number: DE10054676A1
Application number: DE10054676A
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Sugawara; Naoki Sano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2020-11-04
Also published as: US6400448B1; JP4613406B2; DE10054676B4; JP2001194458A

Abstract

Eine Photodetektorvorrichtung umfaßt eine Ausgangsleitung, welche zu einem Bearbeitungsschaltkreis führt, sowie ein Pixelarray mit entsprechenden Photodetektorzonen zum Umwandeln einfallenden Lichtes in entsprechende elektrische Signale durch photoelektrische Umwandlung. Jedes der Pixel enthält einen ersten Schalter zum selekiven Verbinden und Trennen einer zugehörigen Photodetektorzone mit und von der Ausgangsleitung und einen zweiten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der zugehörigen Photodetektorzone mit und von einer Masseleitung. Der zweite Schalter trennt die zugehörige Photodetektorzone von der Masseleitung, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektorzone mit der Ausgangsleitung verbindet. Der zweite Schalter verbindet die zugehörige Photodetektorzone mit der Masseleitung, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektorzone von der Ausgangsleitung trennt.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Photodetektorvorrich tung. Zusätzlich betrifft diese Erfindung eine Abstands meßvorrichtung hiermit und weiterhin betrifft diese Er findung eine Abstands- und Bildmeßvorrichtung hiermit.

Eine bekannte Abstandsmeßvorrichtung ist in einem Fahrzeug eingebaut. Diese bekannte Vorrichtung emittiert intermittierend einen Laserstrahl in einem bestimmten Winkelbereich außerhalb der Karosserie des Fahrzeuges. Der bestimmte Winkelbereich wird von dem Laserstrahl ab getastet. Somit kann dieser bestimmte Winkelbereich auch als der Abtastbereich bezeichnet werden. Wenn ein Objekt in dem Abtastbereich den Laserstrahl reflektiert, kehrt ein Teil des Laserstrahls als ein Echo zu der Vorrichtung zurück. Die Vorrichtung mißt die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt der Emission des Laserstrahls und dem Zeit punkt des Echoempfangs. Die Vorrichtung berechnet den Ab stand zu dem Objekt auf der Grundlage der gemessenen Zeitdifferenz. Der Abtastbereich entspricht einem Erken nungsbereich. Grundsätzlich ist es wünschenswert, einen weiten Abtastbereich zu haben, d. h. einen weiten Erken nungsbereich.

Wenn jedoch der Abtastbereich oder abzutastende Be reich sehr weit gemacht wird, ergeben sich die folgenden Probleme: Die Vorrichtung am betreffenden Fahrzeug emp fängt dann möglicherweise einen Laserstrahl, der von ei ner Vorrichtung eines anderen Fahrzeuges emittiert worden ist, welches auf der gegenüberliegenden Fahrspur fährt. Der empfangene Laserstrahl bewirkt eine Wechselwirkung oder Interferenz mit der Abstandsmessung durch die Vor richtung des vorhandenen Fahrzeuges. Die Vorrichtung am vorhandenen Fahrzeug empfängt auch möglicherweise ein Echo, welches einer Vorrichtung eines Fahrzeuges zugehö rig ist, welches auf einer benachbarten Spur fährt. Das empfangene Echo gerät in Wechselwirkung oder Interferenz mit einer Meßvorrichtung seitens der Vorrichtung des be treffenden Fahrzeugs.

Die US-PS 5,760,886 entsprechend der ungeprüften Ja panischen Patentanmeldung 7-98381 offenbart eine Ab standsmeßvorrichtung des Abtasttyps, welche auf ausge wählte Signale anspricht, um Interferenzen aufgrund von Streulicht zu verringern. Ein emittierter Lichtstrahl soll von einem Objekt reflektiert in Richtung eines Pho todetektors aus einer Mehrzahl von Photodetektoren fal len, welche linear oder zweidimensional angeordnet sind. Die Ausgänge der Photodetektoren werden auf der Grundlage der Position des emittierten Lichtstrahles ausgewählt, um Photodetektoren auszuschließen oder zu ignorieren, welche zum reflektierten Strahl nicht beitragen können. Die Vor gehensweise gemäß der US-PS 5,760,886 verringert die Ef fekte von eingestreuten Störungen aufgrund anderer Licht quellen. Die Auswahl der Photodektoren wird mit einem Ab tastlichtemitter durch ein Positionssignal und ein Win kelsignal so synchronisiert, daß die Stör- oder Rausch komponente im Ausgangssignal auf einem Minimum gehalten werden kann.

In der Vorrichtung gemäß der US-PS 5,760,886 ist zwi schen einem Zeitgeberschaltkreis und einem Feld oder ei ner Anordnung von Photodetektoren ein Schalter vorhanden. Der Schalter wählt einen aus den Photodetektoren aus und überträgt das Ausgangssignal des ausgewählten Photodetek tors an den Zeitgeberschaltkreis. Ein mögliches Problem in der Vorrichtung nach der US-PS 5,760,886 ist wie folgt: Die Ausgangssignale von nicht ausgewählten Photo detektoren können über oder durch den Schalter zum Zeit geberschaltkreis Lecksignale ausgeben. In dem Fall, in dem ein nicht ausgewählter Photodetektor daher Streulicht empfängt, leckt ein Rauschsignal oder Störsignal von die sem Photodetektor zum Zeitgeberschaltkreis. In diesem Fall spricht der Zeitgeberschaltkreis auf dieses Störsi gnal an.

Es ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Photodetektorvorrichtung zu schaffen. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Abstandsmeßvorrichtung bzw. eine verbesserte Abstands- und Bildmeßvorrichtung hiermit zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Er findung die im Anspruch 1 bzw. 7 bzw. 8 bzw. 19 angegebe nen Merkmale vor, was die Photodetektorvorrichtung be trifft, sowie die im Anspruch 14 angegebenen Merkmale, was die Abstandsmeßvorrichtung betrifft, und die im An spruch 17 angegebenen Merkmale, was die Abstands- /Bildmeßvorrichtung betrifft, wobei die jeweiligen Unter ansprüche vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestal tungsformen zum Inhalt haben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird demnach gemäß Anspruch 1 eine Photodetektorvorrich tung geschaffen, mit: einem Bearbeitungsschaltkreis; ei ner Ausgangsleitung, welche zu dem Bearbeitungsschalt kreis führt; einer Masseleitung; einem Array von Pixeln mit entsprechenden Photodetektionszonen zur Umwandlung von einfallendem Licht in entsprechende elektrische Si gnale durch photoelektrische Umwandlung, wobei jedes der Pixel einen ersten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer entsprechenden Photodetektionszone mit und von der Ausgangsleitung und einen zweiten Schalter auf weist zum selektiven Verbinden und Trennen der entspre chenden Photodetektionszone mit und von der Masseleitung; Vorrichtungen zum Bewirken, daß der zweite Schalter die entsprechende Photodetektionszone von der Masseleitung trennt, wenn der erste Schalter die zugehörige Photode tektionszone mit der Ausgangsleitung verbindet; und Vor richtungen zum Bewirken, daß der zweite Schalter die zu gehörige Photodetektionszone mit der Masseleitung verbin det, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetekti onszone von der Ausgangsleitung trennt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Er findung nach dem oben genannten ersten Aspekt schafft ei ne Photodetektorvorrichtung, bei der die Photodetektions zone eines jeden der Pixel eine Pin-Photodiode aufweist und bei der die ersten und zweiten Schalter in Graben schichten ausgebildet sind, welche von der Photodetekti onszone separat sind.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der vorlie genden Erfindung gemäß deren ersten Aspekt schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche weiterhin eine Matrixan ordnung von Pixeln in dem Pixelfeld oder dem Pixelarray aufweist, mit gemeinsamen Zeilen in der Ausgangsleitung, wobei Pixel in einer von Pixelgruppen in einer Richtung in der Matrixanordnung mit einer der gemeinsamen Leitun gen verbunden sind, mit weiterhin: einem dritten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsa men Leitungen mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis; einem vierten Schalter zum selektiven Verbinden und Tren nen einer der gemeinsamen Leitungen mit der Masseleitung; Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Leitung von der Masseleitung trennt, wenn der dritte Schalter die zugehörige gemein same Leitung mit dem Bearbeitungsschaltkreis verbindet; und Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Leitung mit der Masseleitung verbindet, wenn der dritte Schalter die zugehörige ge meinsame Leitung von dem Bearbeitungsschaltkreis trennt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche weiterhin erste Steuerleitungen jeweils zum Steuern der ersten Schalter in einer der Reihenrichtungs-Pixelgruppen in der Matrixanordnung aufweist, wobei zweite Steuerleitungen vorgesehen sind, jeweils zum Steuern der zweiten Schalter in einer der Reihenrichtungs-Pixelgruppen in der Matrix anordnung, sowie eine dritte Steuerleitung zur Steuerung des dritten Schalters und eine vierte Steuerleitung zur Steuerung des vierten Schalters.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Photodetektorvorrichtung weiterhin einen Kondensator in jedem der Pixel zur Speicherung von elektrischen Ladungen auf, welche durch die zugehörige Photodetektionszone in Antwort auf einfallendes Licht er zeugt werden, sowie: eine Bildsignalausgangsleitung, wel che zum Bearbeitungsschaltkreis führt; einen fünften Schalter, der in jedem der Pixel vorgesehen ist, um se lektiv die Photodetektionszone mit und von dem Kondensa tor zu verbinden oder zu trennen; einen sechsten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen des Kondensators mit und von der Bildsignalausgangsleitung, wobei der zweite Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen des Konden sators mit und von der Masseleitung ist; und Vorrichtun gen zum Bewirken, daß der zweite Schalter den Kondensator mit der Masseleitung während eines bestimmten Zeitinter valls verbindet, nachdem der sechste Schalter veranlaßt worden ist, den Kondensator mit der Bildsignalausgangs leitung zu verbinden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche weiterhin eine Matrixanordnung von Pixeln aufweist, welche in dem Pixelarray angeordnet sind, sowie weiterhin aufweist: ge meinsame Bildsignalleitungen, welche in der Bildsignal ausgangsleitung angeordnet sind, wobei Pixel in einer der in einer Richtung verlaufenden Pixelgruppen in der Ma trixanordnung mit einer der gemeinsamen Signalleitungen verbunden sind; und einem siebten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Bildsignal leitungen mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfin dung, wie er in Anspruch 7 angegeben ist, wird eine Pho todetektorvorrichtung geschaffen, mit: einem Bearbei tungsschaltkreis; einer Matrixanordnung von Pixeln mit entsprechenden Photodetektorzonen zum Umwandeln einfal lenden Lichtes in entsprechende elektrische Signale durch photoelektrische Umwandlung; gemeinsamen Ausgangsleitun gen, welche zu dem Bearbeitungsschaltkreis führen und je weils für Pixel in einer von Pixelgruppen einer Richtung in der Matrixanordnung vorhanden sind; einer Masselei tung; einem ersten Schalter in jedem der Pixel zum selek tiven Verbinden und Trennen einer zugehörigen Photodetek torzone mit und von einer der gemeinsamen Ausgangsleitun gen; einem dritten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Ausgangsleitungen mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis; einem vierten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsa men Ausgangsleitungen mit und von der Masseleitung; Vor richtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zu gehörige gemeinsame Ausgangsleitung von der Masseleitung trennt, wenn der erste Schalter die zugehörige Photode tektorzone mit der gemeinsamen Ausgangsleitung verbindet und der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Aus gangsleitung mit dem Bearbeitungsschaltkreis verbindet; und Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung mit der Masse leitung verbindet, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektorzone von der gemeinsamen Ausgangsleitung trennt und der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung vom Bearbeitungsschaltkreis trennt.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfin dung, wie er in Anspruch 8 angegeben ist, wird eine Pho todetektorvorrichtung geschaffen, mit: einem Bearbei tungsschaltkreis; einer Matrixanordnung von Pixeln mit entsprechenden Photodetektorzonen zum Umwandeln einfal lenden Lichtes in entsprechende elektrische Signale durch photoelektrische Umwandlung; einer Nachstufen-Ausgangs leitung, welche zu dem Bearbeitungsschaltkreis führt; ge meinsamen Ausgangsleitungen, welche mit der Nachstufen- Ausgangsleitung verbunden sind und jeweils für die Pixel in einer der Pixelgruppen einer Richtung in der Matrixan ordnung vorhanden sind; einer Masseleitung; einem ersten Schalter in jedem der Pixel zum selektiven Verbinden und Trennen einer zugehörigen Photodetektorzone mit und von einer der gemeinsamen Ausgangsleitungen; einem dritten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Ausgangsleitungen mit und von der Nachstufen- Ausgangsleitung; einem vierten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Nachstufen-Ausgangsleitung mit und von der Masseleitung; Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die Nachstufen-Ausgangsleitung von der Masseleitung trennt, wenn der erste Schalter die zu gehörige Photodetektorzone mit der gemeinsamen Ausgangs leitung verbindet und der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung mit der Nachstufen-Ausgangs leitung verbindet; und Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die Nachstufen-Ausgangsleitung mit der Masseleitung verbindet, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektorzone von der gemeinsamen Aus gangsleitung trennt und der dritte Schalter die zugehö rige gemeinsame Ausgangsleitung von der Nachstufen-Aus gangsleitung trennt.

Eine weitere vorteilhafte Weitergestaltung der Erfin dung, welche den Erfindungsgegenstand nach Anspruch 7 weiterbildet, schafft eine Photodetektorvorrichtung, wel che weiterhin aufweist: Vorrichtung zum Bewirken, daß der erste Schalter die zugehörige Photodetektionszone mit der gemeinsamen Ausgangsleitung verbindet, und zum Bewirken, daß der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Aus gangsleitung mit dem Bearbeitungsschaltkreis verbindet, wenn der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Aus gangsleitung mit der Masseleitung verbindet, und dann zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemein same Ausgangsleitung von der Masseleitung trennt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin dung, welche auf Anspruch 7 basiert, schafft eine Photo detektorvorrichtung, welche weiterhin aufweist: einen Kondensator in jedem der Pixel zum Speichern elektrischer Ladungen, welche durch die zugehörige Photodetektionszone in Antwort auf einfallendes Licht erzeugt werden, eine Bildsignalausgangsleitung, welche zu dem Bearbeitungs schaltkreis führt; einen fünften Schalter, der in jedem der Pixel vorhanden ist, um selektiv die Photodetektions zone mit und von dem Kondensator zu verbinden und zu trennen; einen sechsten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen des Kondensators mit und von der Bildsignal ausgangsleitung; einen siebten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Bildsignalausgangsleitung mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis, und einen achten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Bildsi gnalausgangsleitung mit und von der Masseleitung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche weiterhin Vorrichtungen zum Verbinden der Photodetektionszone und des Kondensators in Serie mit jedem der Pixel und einen Verstärkerschaltkreis aufweist, der zwischen dem sechsten Schalter und der Bildsignalausgangsleitung angeordnet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche weiterhin Vorrichtungen zum Verbinden der Photodetektionszone und des Kondensa tors parallel mit jedem der Pixel und Vorrichtungen zum Vorladen des Kondensators aufweist, sowie Vorrichtungen zum Entladen des Kondensators in Antwort auf einfallendes Licht, welches auf die Photodetektionszone wirkt, sowie Vorrichtungen zum Bewirken, daß der erste Schalter die Photodetektionszone mit der Ausgangsleitung verbindet, um das elektrische Signal der Ausgangsleitung auszugeben, und dann zum Bewirken, daß der sechste Schalter den Kon densator mit der Bildsignalausgangsleitung verbindet, um die elektrischen Ladungen auf der Bildsignalausgangslei tung auszugeben.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche weiterhin fünfte Steuerleitungen aufweist, um jeweils die fünften Schalter in einer Reihenrichtungs-Pixelgruppe in der Ma trixanordnung zu steuern, sowie sechste Kontrolleitungen, um jeweils die sechsten Schalter in einer der Reihenrich tungs-Pixelgruppen in der Matrixanordnung zu steuern.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er im Anspruch 14 angegeben ist, schafft eine Abstandsmeß vorrichtung, mit: einer Lichtanlegevorrichtung zum Anle gen von Laserlicht; einer Photodetektorvorrichtung zum Erkennen reflektierten Lichtes aufgrund einer Reflexion des von der Lichtanlegevorrichtung angelegten Laserlich tes an einem Objekt, wobei die Photodetektorvorrichtung eine Mehrzahl von Pixeln enthält; Änderungs- und Auswahl vorrichtungen zum Ändern und Auswählen eines Pixels aus den Pixeln in der Photodetektorvorrichtung als aktives Pixel; Zeitdifferenzmeßvorrichtungen zum Messen einer Zeitdifferenz zwischen einem Moment des Anlegens des La serlichtes durch die Lichtanlegevorrichtung und einem Mo ment der Erkennung des reflektierten Lichtes durch die Photodetektorvorrichtung; und einer Abstandsberechnungs vorrichtung zum Berechnen einer physikalischen Größe, welche einen Abstand zu dem Objekt wiedergibt auf der Grundlage der Zeitdifferenz, welche durch die Zeitdiffe renzmeßvorrichtung gemessen wurde, wobei die Photodetek torvorrichtung eine Photodetektorvorrichtung nach dem er sten Aspekt bzw. Anspruch 1 aufweist.

Eine vorteilhafte Weitergestaltung der vorliegenden Erfindung, welche auf der Abstandsmeßvorrichtung gemäß Anspruch 14 aufbaut, schafft eine Abstandsmeßvorrichtung, bei der die Änderungs- und Auswahlvorrichtungen Vorrich tungen zum Ändern und Auswählen eines Pixels aus den Pi xeln in der Photodetektorvorrichtung als ein aktives Pi xel in Antwort auf eine Richtung des Anlegens des Laser lichtes aufweisen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfin dungsgemäßen Abstandsmeßvorrichtung schafft eine Ab standsmeßvorrichtung, welche in oder an einem Fahrzeug angeordnet oder eingebaut ist, wobei eine Fortpflanzungs richtung des Laserlichts der Richtung der Fahrzeugbreite oder Richtung der Fahrzeughöhe, jeweils auf das Fahrzeug bezogen, entspricht.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er im Anspruch 17 angegeben ist, schafft eine Abstands- und Bildmeßvorrichtung, mit: einer Lichtanlegevorrichtung zum Anlegen von Laserlicht; einer Photodetektorvorrich tung zum Erkennen reflektierten Lichtes aufgrund einer Reflexion des von der Lichtanlegevorrichtung angelegten Laserlichtes an einem Objekt und zur Erzeugung eines Bildsignales in Antwort auf das erkannte reflektierte Licht; einer Zeitdifferenzmeßvorrichtung zum Messen einer Zeitdifferenz zwischen einem Moment des Anlegens des La serlichtes durch die Lichtanlegevorrichtung und einem Mo ment der Erkennung des reflektierten Lichtes durch die Photodetektorvorrichtung; einer Abstandsberechnungsvor richtung zum Berechnen einer physikalischen Größe ent sprechend eines Abstandes zum Objekt auf der Grundlage der Zeitdifferenz, welche von der Zeitdifferenzmeßvor richtung gemessen wurde; und einer Bildmeßvorrichtung zum Messen eines Bildes auf der Grundlage des von der Photo detektorvorrichtung erzeugten Bildsignales, wobei die Photodetektorvorrichtung eine Photodetektorvorrichtung nach dem fünften Aspekt aufweist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, welche auf der Abstands- und Bildmeßvorrichtung gemäß Anspruch 17 basiert, schafft eine Abstands- und Bildmeßvorrich tung, welche weiterhin Vorrichtungen zum Ändern einer In tensität des Laserlichtes aufweist, welches durch die Lichtanlegevorrichtungen angelegt wird, was abhängig von dem Bild erfolgt, welches durch die Bildmeßvorrichtung gemessen wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 19 schafft eine Photodetektorvorrichtung, mit: einer Photodiode; einer Signalausgangsleitung; einer Mas seleitung; einem ersten Schalter, der zwischen der Photo diode und der Signalausgangsleitung angeordnet ist, um die Photodiode selektiv mit und von der Signalausgangs leitung zu verbinden und zu trennen; und einem zweiten Schalter zwischen der Masseleitung und einer Verbindung zwischen der Photodiode und dem ersten Schalter zum se lektiven Verbinden und Trennen der. Masseleitung mit und von der Verbindung zwischen der Photodiode und dem ersten Schalter.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, welche die Photodetektorvorrichtung gemäß Anspruch 19 weiterbil det, schafft eine Photodetektorvorrichtung, welche wei terhin aufweist: eine Signalübertragungsleitung der letz ten Stufe oder Nachstufen-Signalübertragungsleitung, ei nen dritten Schalter, welcher zwischen der Signalaus gangsleitung und der Signalübertragungsleitung der letz ten Stufe angeordnet ist, um selektiv die Signalausgangs leitung mit und von der Signalübertragungsleitung der letzten Stufe zu verbinden und zu trennen; und einen vierten Schalter, der zwischen der Masseleitung und einer Verbindung zwischen der Signalausgangsleitung und dem dritten Schalter vorgesehen ist um die Masseleitung se lektiv mit der Verbindung zwischen der Signalausgangslei tung und dem dritten Schalter zu verbinden und zu tren nen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vor liegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch vereinfacht eine Abstandsmeßvor richtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 einen schematischen Schaltkreisaufbau eines Teils eines Matrixpixelarrays, welches wiederum einen Ab schnitt eines Photodetektorarrays in Fig. 1 bildet;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch ein Photodetek torpixel im Photodetektorarray von Fig. 2;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm von Signalzügen, welche auf verschiedenen Leitungen von Fig. 2 laufen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Laser strahlquerschnitts und eines Matrixpixelarrays;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Matrixpi xelarrays;

Fig. 7 eine Darstellung von Photodetektorpixeln in einer Spalte (eine Pixelgruppe in Vertikalrichtung) in dem Matrixpixelarray von Fig. 6;

Fig. 8 eine Darstellung von Photodetektorpixeln in einer Spalte (eine Pixelgruppe in Vertikalrichtung) in dem Matrixpixelarray von Fig. 6;

Fig. 9 eine schematische Darstellung von Fahrzeugen und der Abstandsmeßvorrichtung von Fig. 1;

Fig. 10 eine schematische Darstellung von Abschnitten eines Photodetektorarrays und eines Verstärkerschalt kreises in Fig. 1;

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Abstands- und Bildmeßvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches wiederum einen Teil oder Abschnitt des Photodetektorarrays von Fig. 11 bildet;

Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Teils des Matrixpixelarrays von Fig. 12;

Fig. 14 ein Zeitdiagramm von Signalzügen, welche auf verschiedenen Leitungen in Fig. 12 laufen;

Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches einen Teil eines Photode tektorarrays in einer vierten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung bildet;

Fig. 17 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches einen Teil eines Photode tektorarrays in einer fünften Ausführungsform der Erfin dung bildet;

Fig. 18 ein Zeitdiagramm von Signalzügen, welche auf verschiedenen Leitungen in Fig. 17 laufen;

Fig. 19 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches wiederum einen Teil eines Photodetektorarrays in einer sechsten Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig. 20 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches wiederum einen Teil eines Photodetektorarrays in einer siebten Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig. 21 ein Zeitdiagramm von Signalzügen, welche auf verschiedenen Leitungen in einer achten Ausführungsform der Erfindung laufen;

Fig. 22 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches wiederum einen Teil eines Photodetektorarrays in einer neunten Ausführungsform der Erfindung bildet; und

Fig. 23 eine schematische Darstellung eines Teils ei nes Matrixpixelarrays, welches wiederum einen Teil eines Photodetektorarrays in einer zehnten Ausführungsform der Erfindung bildet.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine Abstandsmeßvorrichtung 1 gemäß ei ner ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Abstandsmeßvorrichtung 1 sei in einem Fahrzeug ein gebaut. Die Abstandsmeßvorrichtung 1 ist dafür ausgelegt, den Abstand oder die Distanz zwischen dem betreffenden Fahrzeug (Fahrzeug, in welchem die Abstandsmeßvorrichtung 1 eingebaut ist) und einem Objekt oder Gegenstand zu mes sen. Weiterhin arbeitet die Abstandsmeßvorrichtung 1 da hingehend, ein Objekt oder einen Gegenstand, beispiels weise ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein Hindernis, zu erkennen. Die Abstandmeßvorrichtung 1 beinhaltet einen Übertragungs/Empfangsabschnitt 31 und einen Verarbei tungs- oder Bearbeitungsabschnitt 32 als Hauptabschnitte.

Wie in Fig. 1 gezeigt, beinhaltet der Übertra gungs/Empfangsabschnitt 31 einen Abtastmechanismus 35, eine Halbleiter-Laserdiode 39, einen LD-Treiber 40 (LD = Laserdiode), eine Lichtempfangslinse 41 und ein Photode tektorfeld oder Photodetektorarray 43 (ein Photodioden feld oder -array oder ein Feld oder Array aus Photodetek torelementen oder Lichtempfängerelementen). Die Laserdi ode 39 emittiert einen Impulszug eines Laserstrahls in Richtung des Abtastmechanismus 35. Der Abtastmechanismus 35 richtet den Laserimpulszug oder Laserimpulsstrahl auf einen Detektionsbereich. Somit emittiert der Abtastmecha nismus 35 einen Laserimpulsstrahl nach vorwärts in Rich tung des Detektionsbereiches. Der nach vorwärts oder in Vorwärtsrichtung gerichtete Laserimpulsstrahl tastet den Detektionsbereich ab. Allgemein gesagt, der Detektionsbe reich erstreckt sich vorderhalb des Fahrzeuges. Ein Ge genstand im Detektionsbereich reflektiert den in Vor wärtsrichtung laufenden Laserimpulsstrahl und bewirkt ei nen Echolaserimpulsstrahl (einen zurückkehrenden Laserim pulsstrahl). Der Echolaserimpulsstrahl tritt in die Lichtempfangslinse 41 ein. Durch die Lichtempfangslinse 41 wird der Echolaserimpulsstrahl auf das Photordetektor array 43 fokussiert. Das Photodetektorarray 43 gibt eine Spannung aus, welche sich abhängig von der Intensität des empfangenen Echolaserimpulsstrahls ändert.

Der Bearbeitungsabschnitt 32 beinhaltet einen Steuer abschnitt 33, einen Verstärkerschaltkreis 53, einen Zeit meßschaltkreis 61 und einen Ausgangsschaltkreis 62. Der Steuerschaltkreis 33 ist mit dem Zeitmeßschaltkreis 61 verbunden. Der Verstärkerschaltkreis 53 ist mit dem Zeit meßschaltkreis 61 verbunden. Der Zeitmeßschaltkreis 61 ist mit dem Ausgangsschaltkreis 62 verbunden.

Der Steuerschaltkreis 33 beinhaltet einen Mikrocompu ter, eine CPU, einen Signalprozessor oder eine ähnliche Vorrichtung. Der Steuerschaltkreis 33 arbeitet abhängig von einem in einem Speicher gespeicherten Programm. Das Programm ist so ausgelegt, daß der Steuerschaltkreis 33 in die Lage versetzt wird, die nachfolgend noch zu be schreibenden Betriebs- oder Arbeitsschritte zu durchlau fen.

Die Laserdiode 39 ist über den LD-Treiber 40 mit dem Steuerschaltkreis 33 verbunden. Ein Treibersignal, wel ches als Triggersignal dient, wird vom Steuerschaltkreis 33 über den LD-Treiber 40 der Laserdiode 39 zugeführt. Die Laserdiode 39 emittiert einen Impulszug eines Laser strahls in Antwort auf das Treibersignal. Der Abtastme chanismus 35 beinhaltet eine Blende 45, eine Projektions linse 46, einen Spiegel 47, sowie einen Scanner oder Ab taster 49. Die Blende 45 empfängt den Laserimpulsstrahl von der Laserdiode 39. Die Blende 45 formt den empfange nen Laserimpulsstrahl in einen Laserimpulsstrahl mit an nähernd rechteckförmigem Querschnitt. Die Projektionslin se 46, welche der Blende 45 nachgeschaltet ist, verengt den Querschnitt des Laserimpulsstrahles noch weiter. Die Projektionslinse 46 legt den sich ergebenden Laserimpuls strahl an den Spiegel 47 an, der vom Scanner 49 hin- und herbewegt wird. Der Laserimpulsstrahl wird vom Spiegel 47 reflektiert und abgelenkt und wird als in Vorwärtsrich tung laufender Pulsstrahl in Richtung Detektionsbereich abgegeben. Die Laufrichtung des in Vorwärtsrichtung abge gebenen Laserimpulsstrahles ändert sich abhängig von der Stellung des Spiegels 47, so daß der in Vorwärtsrichtung laufende Laserimpulsstrahl den Detektionsbereich abta stet. Der Bereich, in dem sich die Laufrichtung des in Vorwärtsrichtung laufenden Laserimpulsstrahles ändert, entspricht einem vorbestimmten Winkelbereich, in einer horizontalen Ebene in Breitenrichtung des Fahrzeuges ge sehen.

Der Detektionsbereich (der bestimmte Winkelbereich) entspricht einem abzutastenden oder zu scannenden Be reich, wie er vom Abtastmechanismus 35 erzeugt wird. Die Winkelabmessung des abgetasteten Bereiches beträgt 4 Grad (4°) in Vertikalrichtung (Höhenrichtung des Fahrzeuges) und 16 Grad (16°) in Seitenrichtung (Breitenrichtung des Fahrzeuges). Der Scanner 49 schwingt den Spiegel 47, um die laterale oder seitliche Winkeländerung von 16 Grad in Laufrichtung des in Vorwärtsrichtung laufenden Laserpuls strahles zu erhalten. Der in Vorwärtsrichtung laufende Laserpulsstrahl verbleibt in Vertikalrichtung (Fahrzeug höhenrichtung) fest. Wie in Fig. 5 gezeigt, hat der rechteckförmige Querschnitt des in Vorwärtsrichtung lau fenden Laserimpulsstrahles in Vertikalrichtung längere Seiten (d. h. in Höhenrichtung des Fahrzeuges), so daß der in Vorwärtsrichtung laufende Laserimpulsstrahl die verti kale Erstreckung von 4 Grad im abzutastenden Bereich ab deckt.

Die Querschnittsform des in Vorwärtsrichtung gerich teten Laserimpulsstrahls kann so gewählt sein, daß sie in Vertikalrichtung (Höhenrichtung des Fahrzeuges) einem Winkel von einem Grad (1°) entspricht. In diesem Fall wird der in Vorwärtsrichtung gerichtete Laserimpulsstrahl entlang der Vertikalrichtung (Höhenrichtung des Fahrzeu ges) bewegt, um die vertikale Abmessung über vier Grad hinweg des abzutastenden Bereiches abzudecken.

Das Photodetektorarray 43 hat eine zweidimensionale Matrixarray- oder Matrixanordnung von photodetektierenden Pixeln oder lichtempfangenden Pixeln, welche jeweils eine Photodiode (PD) beinhalten. Die Größe des Matrixpixelarrays ist so gewählt, daß sie der Größe von 4 Grad mal 16 Grad des abzutastenden Bereiches entspricht. Die Abmes sung des Matrixpixelarrays entlang der Vertikalrichtung (Höhenrichtung des Fahrzeuges) entspricht einer bestimm ten Anzahl von photodetektierenden Pixeln, welche äquiva lent zum Winkel von 4 Grad ist. Die Abmessung des Matrix pixelarrays entlang der Seitenrichtung (Breitenrichtung des Fahrzeuges) entspricht einer bestimmten Anzahl von photodetektierenden Pixeln, welche äquivalent dem Winkel von 16 Grad ist.

Fig. 2 zeigt einen Teil oder Abschnitt des Matrixpi xelarrays, welches wiederum einen Teil des Photodetektor arrays 43 bildet. In Fig. 2 zeigt der mit der gestrichel ten Linie umgebene Bereich ein photodetektierendes Pixel. Jedes photodetektierende Pixel enthält eine Photodiode PD, einen Schalter SW1 und einen Schalter SW2. Die Photo diode PD bildet eine photodetektierende Zone (einen pho todetektierenden oder lichtempfangenden Bereich).

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Kathode der Photodiode PD mit einer Gleichsspannungs-Energieversorgungsleitung verbunden. Der Schalter SW1 ist zwischen die Anode der Photodiode PD und eine Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 geschaltet. Der Schalter SW1 ist mit einer Steuerlei tung CL1 verbunden. Der Schalter SW2 ist zwischen die An ode der Photodiode PD und einer Masseleitung geschaltet. Der Schalter SW2 ist mit einer Steuerleitung CL2 verbun den.

Der strukturelle Aufbau eines photodetektierenden Pi xels wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 be schrieben. Pin-Photodioden werden verwendet, um eine Hochgeschwindigkeitsleistung bei der Distanzmessung zu erhalten. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat die photodetektierende Zone im Pixel einen Aufbau, bei dem eine Schicht mit hoher Resistivität, welche einen Intrinsic-Halblei terbereich bildet (einen i-Bereich oder eine i-Schicht), zwischen einen p-Typ-Bereich (p-Bereich) und einen n-Typ- Bereich (n-Bereich) gesetzt ist.

Der Aufbau von Fig. 3 wird wie folgt hergestellt: Ein Substrat des n-Typs wird vorbereitet. Ein i-Bereich mit einem Bereich hoher Resistivität wird durch Epitaxie auf dem n-Typ-Substrat ausgebildet. P-Typ-Verunreinigungen werden in einen Oberflächenbereich des i-Bereiches ein diffundiert, um einen p-Bereich zu bilden. Im Ergebnis wird eine Pin-Photodiode hergestellt. Anstelle des n-Typ- Substrates kann ein p-Typ-Substrat verwendet werden. In diesem Fall wird der zugehörige Aufbau wie folgt herge stellt: ein i-Bereich mit einem Bereich hoher Resistivi tät wird durch Epitaxie auf dem p-Typ-Substrat ausgebil det. In einen Oberflächenabschnitt des i-Bereiches werden n-Typ-Verunreinigungen eindiffundiert, um einen n-Bereich zu bilden. Im Ergebnis wird eine Pin-Photodiode herge stellt.

Auf diese Weise wird die Pin-Struktur gefertigt, bei der der i-Bereich zwischen die p-Schicht und die n- Schicht gesetzt ist. In der Pin-Struktur werden Ladungs träger, welche in Antwort auf einfallendes Licht erzeugt werden, von einem elektrischen Feld im i-Bereich be schleunigt, bevor sie eine Ausgangselektrode erreichen. Somit wird einfallendes Licht in ein elektrisches Signal mit hoher Geschwindigkeit (hoher Rate) umgewandelt.

Es besteht eine gegebene Beziehung zwischen der Ver unreinigungskonzentration in dem i-Bereich (der i- Schicht), der bevorzugten Dicke hiervon und der hieran bevorzugt anzulegenden Spannung. Die Pin-Photodiode wird so ausgelegt, daß im i-Bereich erzeugte Ladungsträger mit hoher Geschwindigkeit herausgezogen werden können. Die Pin-Photodiode hat eine Verarmungsschicht, in der freie Ladungen fehlen und in der ein elektrisches Feld exi stiert. In der Pin-Diode ist ein Verhältnis zwischen der Intensität von einfallendem Licht und dem Ladungsträger strom, der über eine externe Elektrode herausgezogen wird, d. h. die Photodetektionsempfindlichkeit, maximiert, wenn die Dicke der Verarmungsschicht gleich oder größer als die von Licht permeable Tiefe oder die Lichteindring tiefe im Substrat entlang der Dickenrichtung hiervon ist. Beispielsweise, um eine Photodetektionsempfindlichkeit in einem Hochfrequenzband zu erhalten, welches gleich 50% oder mehr von derjenigen ist, welche in einem DC-bis- niedrig-Frequenzband verfügbar ist, ist es notwendig, daß die i-Schicht 50% oder mehr des einfallenden Lichtes ab sorbiert. Wenn die Verunreinigungskonzentration in der i- Schicht gleich oder geringer als 10¹⁴ ist, beträgt die notwendige Dicke der i-Schicht gleich wenigstens 10 Mi kron und die notwendige Spannung, welche hieran angelegt ist, beträgt wenigstens gleich 5 V. Um somit eine Hochge schwindigkeitsleistung und eine hohe Empfindlichkeit zu erzielen, wenn die angelegte Spannung mehrere Volt be trägt, ist eine bevorzugte Verunreinigungskonzentration in der i-Schicht gleich 10¹⁴ oder weniger und eine bevor zugte Dicke hiervon beträgt 10 Mikron oder mehr.

In der Anordnung oder dem Aufbau von Fig. 3 beträgt die Verunreinigungskonzentration in der i-Schicht gleich 10¹³, und die Dicke hiervon ist gleich 30 Mikron und die angelegte Spannung beträgt 5 V. Der Aufbau von Fig. 3 hat eine Empfindlichkeit gleich wenigstens 90% einer DC-Emp findlichkeit betreffend einfallendes Licht, das mit einer Frequenz von 10 MHz gepulst ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Schalter SW1 in einer Graben- oder Senkeschicht "1" ausgebildet, der von der zugehörigen Photodetektionszone separat ist. Der Schalter SW2 ist in einer Graben- oder Senkeschicht "2" ausgebil det, welche von der zugehörigen Detektionszone separat ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden die Aufbauten des Matrixpixelarrays und der Schalter SW1 und SW2 weiter be schrieben. In dem Matrixpixelarray sind photodetektieren de Pixel entlang vertikaler und horizontaler Richtungen (Spalten- und Reihenrichtungen) angeordnet. Photodetek tierende Pixel in jeder in Vertikalrichtung verlaufender Pixelgruppe (jeder in Spaltenrichtung verlaufender Pixel gruppe) sind mit einer gemeinsamen Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 verbunden.

In Fig. 2 ist die Photodiode PD im Pixel mit der ge meinsamen Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 über den Schalter SW1 verbunden. Wenn der Schalter SW1 im einge schalteten Zustand ist (SW1 = EIN) wird ein elektrisches Photodetektionssignal, welches von der Photodiode PD er zeugt worden ist und von der photoelektrischen Umwandlung des einfallenden Lichtes herrührt, über den Schalter SW1 übertragen und über die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 ausgegeben. In Fig. 2 ist die Photodiode PD mit der Masseleitung über den Schalter SW2 verbunden. Wenn der Schalter SW2 im eingeschalteten Zustand ist, wird das von der Photodiode PD erzeugte elektrische Photodetektionssi gnal über den Schalter SW2 auf die Masseleitung abgelei tet. In Fig. 2 ist der Schalter SW2 mit der Steuerleitung CL1 verbunden und der Schalter SW2 ist mit der Steuerlei tung CL2 verbunden. Die Schalter SW1 und SW2 können über die Steuerleitung CL1 bzw. CL2 gesteuert werden.

In dem Matrixpixelarray sind photodetektierende Pixel in jeder in horizontaler Richtung verlaufenden Pixel gruppe (jeder Reihenrichtungspixelgruppe) mit einer ge meinsamen Steuerleitung CL1 und einer gemeinsamen Steuer leitung CL2 verbunden. Die Schalter SW1 in den Pixeln in jeder Horizontalrichtungsgruppe werden gleichzeitig in ihre EIN-Zustände geändert, wenn ein geeignetes Span nungssignal auf der gemeinsamen Steuerleitung CL1 an liegt. Auf ähnliche Weise werden die Schalter SW2 in den Pixeln einer jeden Horizontalrichtungsgruppe gleichzeitig in ihre EIN-Zustände geändert, wenn ein geeignetes Span nungssignal an der gemeinsamen Steuerleitung CL2 anliegt.

Die Vertikalrichtungsausgangsleitungen L11 sind mit einer einzigen Ausgangsleitung der letzten Stufe oder Nachstufen-Ausgangsleitung L12 verbunden, welche zum Ver stärkerschaltkreis 53 im Bearbeitungsabschnitt 32 führt (vgl. Fig. 1). Die Vertikalrichtungsausgangsleitungen L11 sind jeweils für die Vertikalrichtungspixelgruppen vorge sehen. Ein Schalter SW3 und ein Schalter SW4 (vgl. Fig. 2) sind an der Verbindung einer jeden Vertikalrichtungs ausgangsleitung L11 mit der Ausgangsleitung L12 der letz ten Stufe verbunden. Der Schalter SW3 ist zwischen der zugehörigen Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 und der Ausgangsleitung L12 der letzten Stufe vorgesehen. Der Schalter SW3 verbindet und trennt selektiv die betref fende Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 mit und von der Ausgangsleitung L12 der letzten Stufe. Der Schalter SW4 ist zwischen der betreffenden Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 und der Masseleitung angeordnet. Der Schalter SW4 verbindet und trennt selektiv die betref fende Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 mit und von der Masseleitung. Der Schalter SW3 ist mit einer Steuer leitung CL3 verbunden. Der Schalter SW4 ist mit einer Steuerleitung CL4 verbunden. Die Schalter SW3 und SW4 können über die Steuerleitung CL3 bzw. CL4 gesteuert wer den.

Die Steuerleitungen CL1, CL2, CL3 und CL4 sind mit einem Pixelselektor oder Pixelwähler 50 (vgl. Fig. 1) verbunden, der im Übertragungs/Empfangsabschnitt 31 vor gesehen ist. Die Vorrichtung oder der Wähler 50 wählt we nigstens eines aus den Pixeln in dem Photodetektorarray 43 durch Anlegung geeigneter Steuerspannungen an die Steuerleitungen CL1, CL2, CL3 und CL4. Jeder Schalter SW1 ist in seinem eingeschalteten Zustand, wenn die Spannung an der zugehörigen Steuerleitung CL1 hoch ist, und ist in ausgeschaltetem Zustand, wenn die Spannung niedrig ist ("hoch" und "niedrig" seien als logische Werte verstan den). Jeder Schalter SW2 ist im eingeschalteten Zustand, wenn die Spannung an der zugehörigen Steuerleitung CL2 hoch ist, und ist im ausgeschalteten Zustand, wenn die Spannung niedrig ist. Jeder Schalter SW3 ist im einge schalteten Zustand, wenn die Spannung auf der zugehörigen Steuerleitung CL3 hoch ist, und ist im ausgeschalteten Zustand, wenn die Spannung niedrig ist. Jeder Schalter SW4 ist im eingeschalteten Zustand, wenn die Spannung auf der zugehörigen Steuerleitung CL4 hoch ist, und ist im ausgeschalteten Zustand, wenn die Spannung niedrig ist.

Während eines ersten Auswahlprozesses, in welchem der Pixelwähler 50 eine hohe Spannung an nur eine der Steuer leitungen CL1 anlegt, während er eine niedrige Spannung an die anderen Steuerleitungen CL1 und alle Steuerleitun gen CL2 anlegt, sind nur die Schalter SW1, welche mit der Steuerleitung CL1 mit der hohen Spannung verbunden sind, in ihren eingeschalteten Zuständen, und die anderen Schalter SW1 und alle Schalter SW2 sind in ihren ausge schalteten Zuständen. Somit wird in diesem Fall aus den Horizontalrichtungspixelgruppen (den Reihenrichtungspixelgruppen) eine abhängig von der Steuerleitung CL1 mit hoher Spannung ausgewählt. Während eines zweiten Auswahl vorganges, bei welchem der Pixelwähler 50 eine hohe Span nung an nur eine der Steuerleitungen CL3 anlegt, wohinge gen er eine niedrige Spannung an die anderen Steuerlei tungen CL3 und alle Steuerleitungen CL4 anlegt, sind nur die Schalter SW3, welche mit der Steuerleitung CL3 mit hoher Spannung in Verbindung sind, in ihren eingeschalte ten Zuständen, und die anderen Schalter SW3 und alle Schalter SW4 sind ausgeschaltet. Somit wird in diesem Fall aus den Vertikalrichtungspixelgruppen (den Spalten richtungsgruppen) eine abhängig von der Steuerleitung CL mit hoher Spannung ausgewählt. Die Kombination aus erstem Auswahlvorgang und zweitem Auswahlvorgang wählt schließ lich eines aus den Pixeln aus, welches an der Schnitt stelle zwischen der ausgewählten Horizontalrichtungspi xelgruppe und ausgewählten Vertikalrichtungspixelgruppe liegt. Es sei festzuhalten, daß auch zwei oder mehr Pixel gleichzeitig ausgewählt werden können. Das von der Photo diode PD im ausgewählten Pixel erzeugte elektrische Pho todetektionssignal wird von dem Photodetektorarray 43 dem Verstärkerschaltkreis 53 im Bearbeitungsabschnitt 32 aus gegeben.

Das Ausgeben des elektrischen Photodetektionssignals vom Photodetektorarray 43 zum Bearbeitungsabschnitt 32 wird bezugnehmend auf Fig. 4 beschrieben. Betrachtet man jedes nicht ausgewählte Pixel, so ist der Schalter SW1 durch Anlegung einer niederen Spannung auf der zugehöri gen Steuerleitung CL1 im ausgeschalteten Zustand, so daß die Photodiode PD von der Vertikalrichtungsausgangslei tung L11 getrennt ist. Zur gleichen Zeit ist der Schalter SW2 durch Anlegung einer hohen Spannung auf die zugehö rige Steuerleitung CL2 im eingeschalteten Zustand, so daß die Photodiode PD mit der Masseleitung verbunden ist.

Zusätzlich ist der Schalter SW3 durch Anlegen einer nied rigen Spannung auf die zugehörige Steuerleitung CL3 im abgeschalteten Zustand, so daß die Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 von der Ausgangsleitung L12 der letzten Stufe oder Nachstufen-Ausgangsleitung getrennt ist. Zur gleichen Zeit wird der Schalter SW4 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 in den eingeschalteten Zustand gebracht, so daß die Vertikal richtungsausgangsleitung L11 mit der Masseleitung verbun den ist.

Betrachtet man ein ausgewähltes Pixel, so wird der Schalter SW1 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL1 in den eingeschalteten Zu stand gebracht, so daß die Photodiode PD mit der Verti kalrichtungsausgangsleitung L11 verbunden ist. Zur glei chen Zeit wird der Schalter SW2 durch Anlegen einer nied rigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL2 in den ausgeschalteten Zustand versetzt, so daß die Photodiode PD von der Masseleitung getrennt ist. Zusätzlich wird der Schalter SW3 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerung CL3 in den eingeschalteten Zustand gebracht, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 von der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 getrennt ist. Gleichzeitig wird der Schalter SW4 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 in den ausgeschalteten Zustand versetzt, so daß die Verti kalrichtungsausgangsleitung L11 von der Masseleitung ge trennt ist. Das elektrische Photodetektionssignal, wel ches von der Photodiode PD im ausgewählten Pixel erzeugt wird, wird über den Schalter SW1 der Vertikalrichtungs ausgangsleitung L11 übertragen. Sodann wird das elektri sche Photodetektionssignal von der Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 über den Schalter SW3 der Nachstufen- Ausgangsleitung L12 übertragen, bevor es dem Verstärker schaltkreis im Bearbeitungsabschnitt 33 ausgegeben wird.

Wieder zurückkehrend zu Fig. 1, so durchläuft das elektrische Photodetektionssignal, welches vom Photode tektor 53 ausgegeben worden ist, den Verstärkerschalt kreis 53, bevor es den Zeitmeßschaltkreis 61 erreicht. Das elektrische Photodetektionssignal kann durch einen STC-Schaltkreis (STC = sensitivity time control) auf ei nem bestimmten Pegel verstärkt werden, bevor es in den Verstärkerschaltkreis 53 eingegeben wird. Die Intensität des empfangenen Echolaserimpulsstrahles ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Abstandes zum Objekt. Wenn das Objekt ein hohes Reflexionsvermögen hat und nahe dem Fahrzeug liegt, wird die Intensität des empfangenen Echolaserimpulsstrahls überhoch. Der STC-Schaltkreis wirkt dahingehend, eine derart hohe Intensität des emp fangenen Echolaserimpulsstrahls zu kompensieren.

Wie bereits erwähnt, gibt der Steuerschaltkreis das Treibersignal an den LD-Treiber 40. Der Steuerschaltkreis 33 liefert das Treibersignal ebenfalls an den Zeitmeß schaltkreis 61. Der Zeitmeßschaltkreis 61 verwendet jeden Impuls des Treibersignals als Startpuls PA. Der Zeitmeß schaltkreis 61 verwendet jeden Impuls des elektrischen Photodetektionssignals als Stoppuls PB. Der Zeitmeß schaltkreis 61 erkennt die Phasendifferenz (d. h. die Zeitdifferenz) zwischen einem Startpuls PA und einem zu gehörigen Stoppuls PB. Der Zeitmeßschaltkreis 61 codiert ein Signal der erkannten Phasendifferenz in ein binäres Digitalsignal (Daten). Der Zeitmeßschaltkreis 61 gibt das binäre Digitalsignal (die Daten) an den Steuerschaltkreis 33. Der Zeitmeßschaltkreis 61 ist in der Lage, den nume rischen Wert einer kurzen Zeitdifferenz zu berechnen. Selbst in dem Fall, in dem eine Mehrzahl von Stoppulsen PB in Antwort auf einen Startpuls PA auftreten, erkennt der Zeitmeßschalter 61 die Zeitdifferenzen zwischen dem Startpuls PA und den Stoppulsen PB. Dies bedeutet, daß der Zeitmeßschaltkreis 61 eine Mehrfachüberlagerung ("Multi-Lap") implementieren kann. Während des Multi-Lap enthält das von dem Zeitmeßschaltkreis 61 erzeugte binäre digitale Signal Multi-Lap-Daten. Die Daten (das binäre digitale Signal), welches vom Zeitmeßschaltkreis 61 aus gegeben wird, gibt die Zeitdifferenz wieder, welche dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt entspricht. Infolgedessen werden die vom Zeitmeßschaltkreis 61 ausge gebenen Daten als Distanzdaten oder Abstandsdaten be zeichnet.

Der Steuerschaltkreis 33 gibt ein Steuersignal an den Scanner 49 aus, mit welchem die Winkelposition des Spie gels 47 bestimmt wird. Der Scanner 49 schwingt den Spie gel 47 in Antwort auf das Steuersignal. Der Steuerschalt kreis 33 erhält eine Information bezüglich der Winkelpo sition des Spiegels 47 vom Steuersignal. Der Steuer schaltkreis 33 empfängt die Abstandsdaten vom Zeitmeß schaltkreis 61. Der Steuerschaltkreis 33 berechnet den Abstand und die Richtung des Objekts auf der Grundlage der Abstandsdaten und der Information betreffend die Win kelposition des Spiegels 47. Der Steuerschaltkreis 33 empfängt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem (nicht gezeigten) Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Die Ab standsmeßvorrichtung 1 mit dem genannten Aufbau arbeitet wie folgt: Der Steuerschaltkreis 33 gibt einen Impuls des Treibersignals an den LD-Treiber 40 als Trigger zur Lichtemission seitens der Laserdiode 39 aus. Im Ergebnis gibt die Laserdiode 39 einen Impuls des Laserstrahls aus. Der emittierte Laserimpuls wird durch die Blende 45, die Projektionslinse 46 und den Spiegel 47 als ein in Vor wärtsrichtung gerichteter oder in Vorwärtsrichtung laufender Laserimpuls in den Erkennungsbereich gerichtet und in diesen abgestrahlt. Wenn der in Vorwärtsrichtung lau fende Laserimpuls auf ein Objekt trifft, wird der in Vor wärtsrichtung laufende Laserimpuls hierdurch reflektiert und ändert sich in einen Echolaserimpuls (oder in Echola serimpulse). Der Echolaserimpuls läuft durch die Licht empfangslinse 41 und erreicht dann das Photodetektorarray 43. Das Photodetektorarray 43 wandelt den empfangenen Echolaserimpuls in ein Spannungssignal, abhängig von der Intensität des empfangenen Echolaserimpulses. Das Span nungssignal wird vom Photodetektorarray 43 über den Ver stärkerschaltkreis 53 dem Zeitmeßschaltkreis 61 übertra gen. Der Steuerschaltkreis 33 gibt den Impuls des Trei bersignals an den Zeitmeßschaltkreis 61 aus. Der Zeitmeß schaltkreis 61 erkennt die Zeitdifferenz zwischen dem Puls des Treibersignals und einem Puls des Spannungssi gnals. Der Zeitmeßschaltkreis 61 erzeugt Abstandsdaten auf der Grundlage der erkannten Zeitdifferenz. Der Zeit meßschaltkreis 61 gibt die Abstandsdaten an den Steuer schaltkreis 33 aus. Wenn das Spannungssignal eine Mehr zahl von Pulsen aufweist, erkennt der Zeitmeßschaltkreis 61 die Zeitdifferenzen zwischen dem Impuls des Treibersi gnals und den Impulsen des Spannungssignales. Der Zeit meßschaltkreis 61 erzeugt die Multi-Lap-Abstandsdaten auf der Grundlage der erkannten Zeitdifferenzen. Der Zeitmeß schaltkreis 61 gibt die Multi-Lap-Abstandsdaten an den Steuerschaltkreis 33 aus. Ein RAM (nicht gezeigt) inner halb des Steuerschaltkreises 33 speichert die Abstandsda ten, welche vom Zeitmeßschaltkreis 61 ausgegeben wurden. Der Steuerschaltkreis 33 korrigiert die Zeitdifferenz, welche durch die Abstandsdaten repräsentiert ist, in Ant wort auf eine Ansprechverzögerung, welche durch das Pho todetektorarray 43 und eine Verzögerungszeit im Verstär kerschaltkreis 53 bewirkt wird. Der Steuerschaltkreis 33 berechnet den Abstand L zum Objekt auf der Grundlage der aus der Korrektur hervorgehenden Zeitdifferenz Δt und der Lichtgeschwindigkeit C gemäß der Gleichung "L = C . Δt/2". Der Steuerschaltkreis 33 erzeugt genaue Abstandsdaten, welche den berechneten Abstand L wiedergeben.

Die genauen Abstandsdaten können durch Daten einer anderen physikalischen Größe ersetzt werden, welche den genauen Abstand anzeigen. Beispielsweise können die ge nauen Abstandsdaten durch genaue Zeitdifferenzdaten er setzt werden. Insbesondere kann anstelle des Abstandes L die sich aus der Korrektur ergebende Zeitdifferenz Δt verwendet werden, welche sich aus Berücksichtigung der Ansprechverzögerung und der Verzögerungszeit ergibt.

Bevorzugt erzeugt der Steuerschaltkreis 33 derartige genaue Abstandsdaten oder genaue Zeitdifferenzdaten, wenn er die Ausgangsdaten vom Zeitmeßschaltkreis 61 erhält.

Der Steuerschaltkreis 33 betreibt den Scanner 49, wo durch der Spiegel 47 geschwungen wird und bewirkt wird, daß der in Vorwärtsrichtung laufende Laserimpulsstrahl den Detektionsbereich abtastet. Die Laufrichtung des in Vorwärtsrichtung verlaufenden Laserimpulsstrahles wird in einem Winkelbereich von 16 Grad in einer horizontalen Ebene geändert, welche sich vorderhalb des Fahrzeuges er streckt.

In einer gleichen Winkelrichtung wird eine Mehrzahl von Impulsen des in Vorwärtsrichtung laufenden Laser strahls aufeinanderfolgend in den Direktionsbereich abge strahlt. In diesem Fall wird die Anlegung eines jeden der Impulse im in Vorwärtsrichtung laufenden Laserstrahl be trachtend das ausgewählte Pixel (das aktivierte Pixel) aus den Pixeln in einer Vertikalrichtungspixelgruppe im Photodetektorarray 43 sequentiell geändert, während eine Photodetektion und Abstandsmessung durchgeführt werden. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird das ausgewählte Pixel (das aktivierte Pixel) aus den Pixeln sequentiell in einer Richtung nach unten geändert. Genauer gesagt, in einer ersten Stufe wird das oberste Pixel als aktives Pixel (als tatsächlich verwendetes Pixel) ausgewählt, wie in Fig. 7 gezeigt. In einer zweiten Stufe wird das zweite Pixel von oben als aktives Pixel ausgewählt. In einer dritten Stufe wird das zweite Pixel von unten als aktives Pixel ausgewählt und in einer vierten Stufe wird das un tereste Pixel als aktives Pixel ausgewählt, wie in Fig. 8 gezeigt.

Wie voranstehend erwähnt, beträgt die Winkelabmessung des abzutastenden Bereiches in Vertikalrichtung (Fahrzeughöhenrichtung) 4 Grad und in Seitenrichtung (Breitenrichtung des Fahrzeuges) 16 Grad. Wenn sich im abzutastenden Bereich ein Projekt oder Gegenstand nach oben bewegt, bewegt sich die Position eines Pixels, wel ches einen zugehörigen Echolaserstrahl empfängt, im Pho todetektorarray 43 nach unten. Wenn sich das Objekt in dem abzutastenden Bereich nach unten bewegt, bewegt sich die Position eines Pixels, welches den zugehörigen Echo laserstrahl empfängt, im Photodetektorarray 43 nach oben. Somit kann der Abstand zu einem Objekt in einem unteren Teil des abzutastenden Bereiches auch dann gemessen wer den, wenn nur das oberste Pixel als aktives Pixel (als tatsächlich verwendetes Pixel) ausgewählt wird, wie in Fig. 7 gezeigt. Der Abstand zu einem Objekt in einem obe ren Teil des abzutastenden Bereiches kann auch dann ge messen werden, wenn nur das unterste Pixel als aktives Pixel ausgewählt ist, wie in Fig. 8 gezeigt.

Während der Abtastung des abzutastenden Bereiches durch den in Vorwärtsrichtung laufenden Laserimpulsstrahl wird der in Vorwärtsrichtung laufende Laserimpulsstrahl entlang der Seitenrichtung (der Breitenrichtung des Fahr zeuges) bewegt. Wenn der in Vorwärtsrichtung laufende La serimpulsstrahl in der gleichen Winkelrichtung verbleibt, wird das ausgewählte Pixel (das aktivierte Pixel) aus den Pixeln der gleichen Gruppe entlang der Vertikalrichtung (der Fahrzeughöhenrichtung) senkrecht zur Seitenrichtung (der Fahrzeugbreitenrichtung) sequentiell geändert. Somit ist eine Information der Position eines Objektes in Ver tikalrichtung (der Fahrzeughöhenrichtung) verfügbar, ob gleich der in Vorwärtsrichtung laufende Laserimpulsstrahl eindimensional entlang der Seitenrichtung (der Fahrzeug breitenrichtung) bewegt wird. Weiterhin schafft das Abta sten des abzutastenden Bereiches durch den in Vorwärts richtung laufenden Laserimpulsstrahl Informationen bezüg lich der Position des Objektes in Seitenrichtung (Fahrzeugbreitenrichtung). Von daher ist eine zweidimen sionale Positionsinformation des Objektes verfügbar, ob gleich der in Vorwärtsrichtung laufende Laserimpulsstrahl nur eindimensional entlang der Seitenrichtung (der Fahr zeugbreitenrichtung) bewegt wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt, hat das Matrixpixelarray im Photodetektorarray 43 eine Mehrzahl von Vertikalrich tungspixelgruppen (Spaltenrichtungspixelgruppen) und eine Mehrzahl von Horizontalrichtungspixelgruppen (Reihenrich tungspixelgruppen). In jeder Horizontalrichtungspixel gruppe wird aus den Pixeln eines als aktives Pixel (als tatsächlich verwendetes Pixel) abhängig von der Winkel richtung des in Vorwärtsrichtung laufenden Laserimpuls strahls ausgewählt. In diesem Fall ist das ausgewählte Pixel (das tatsächlich oder momentan verwendete Pixel) ein Pixel, von welchem erwartet wird, daß es einen Echo laserimpulsstrahl empfängt. Bezugnehmend auf Fig. 9 wird in einem Fall, in welchem ein Fahrzeug "A" ein Objekt ist, dessen Abstand zu messen ist, ein Echolaserimpuls strahl (ein reflektierter Laserimpulsstrahl) vom Objekt so erwartet, daß er über die lichtempfangende Linse 41 den auf der rechten Seite liegenden Teil des Photodetek torarrays 43 erreicht. Ein Pixel, von welchem erwartet wird, daß es einen Echolaserimpulsstrahl empfängt, wird identifiziert und nur das identifizierte Pixel wird als aktives Pixel (tatsächlich oder momentan verwendetes Pi xel) gewählt.

Wie voranstehend erwähnt, wird in jeder Horizontal richtungspixelgruppe aus den Pixeln eines als aktives Pi xel oder momentan verwendetes Pixel abhängig von der Win kelrichtung des in Vorwärtsrichtung laufenden Laserim pulsstrahles ausgewählt. In diesem Fall ist es möglich, negative Beeinflussungen aufgrund von Streulicht oder Störlicht zu verringern. Bezugnehmend auf Fig. 9, wenn ein Fahrzeug "B" auf der gegenüberliegenden Fahrspur be züglich dem betreffenden Fahrzeug fährt, wird von einem Laserstrahl, der von einer Abstandsmeßvorrichtung im Fahrzeug "B" emittiert wird, erwartet, daß er den linken Teil des Photodetektorarrays 43 erreicht. Während eines Zeitintervalls mit Ausnahme des Momentes, zu welchem ein korrekter Echolaserimpulsstrahl im linken Teil des Photo detektorarrays 43 erwartet wird, verbleiben alle Pixel im linken Teil des Photodetektorarrays 43 nicht ausgewählt und inaktiv. Von daher ist es möglich, negative Einflüsse eines Laserstrahls zu verhindern, der vom Fahrzeug "B" kommt.

Wie bereits erwähnt, wird bezüglich eines jeden nichtausgewählten Pixels der Schalter SW1 in den ausge schalteten Zustand gebracht, indem eine niedrige Spannung auf die zugehörige Steuerleitung CL1 gelegt wird, so daß die Photodiode PD von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 getrennt ist. Zur gleichen Zeit wird der Schal ter SW2 durch Anlegen einer hohen Spannung auf die zuge hörige Steuerleitung CL2 in den eingeschalteten Zustand gebracht, so daß die Photodiode PD mit der Masseleitung verbunden ist. Fig. 10 zeigt, daß ein Bereich "A" im Pho todetektorarray 43, der wenigstens teilweise reflektier tem Licht von einem Objekt ausgesetzt ist, nichtausge wählte Pixel G1, G2 und G3 hat. Die Schalter SW2 in den nichtausgewählten Pixeln G1, G2 und G3 verbinden die zu gehörigen Photodioden mit der Masseleitung. Die Verbin dung der Photodioden mit der Masseleitung über die Schal ter SW2 verhindert das Austreten oder Lecken elektrischer Signale von den Photodioden in den nichtgewählten Pixeln G1, G2 und G3 in Richtung der Nachstufen-Ausgangsleitung L12.

Wie bereits erwähnt, wird betreffend jedes nichtaus gewählte Pixel der Schalter SW3 durch Anlegen einer nied rigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL3 in den abgeschalteten Zustand versetzt, so daß die Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 von der Nachstufen-Ausgangslei tung L12 getrennt ist. Gleichzeitig wird der Schalter SW4 durch Anlegen einer hohen Spannung auf die zugehörige Steuerleitung CL4 in den eingeschalteten Zustand ver setzt, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 mit der Masseleitung verbunden ist. Fig. 10 zeigt, daß der Photodiodenbereich "A", der wenigstens teilweise dem vom Objekt reflektierten Licht ausgesetzt ist, nichtaus gewählte Pixel G4, G5 und G6 hat, in welchen die Schalter SW1 die Photodioden mit den Vertikalrichtungsausgangslei tungen L11 verbinden. Die Vertikalrichtungsausgangslei tungen L11, welche von den nichtausgewählten Pixeln G4, G5 und G6 herführen, werden über die Schalter SW4 mit der Masseleitung verbunden. Die Verbindung der Vertikalrich tungsausgangsleitungen L11 mit der Masseleitung über die Schalter SW4 verhindert das Austreten oder Lecken von elektrischen Signalen von den nichtausgewählten Pixeln G4, G5 und G6 an die Nachstufen-Ausgangsleitung L12.

Wie man aus der obigen Beschreibung erkennt, ist es möglich, das Austreten oder Lecken elektrischer Signale von nichtausgewählten Pixeln an den Zeitmeßschaltkreis 61 über die Nachstufen-Ausgangsleitung L12 und den Verstär kerschaltkreis 53 zu verhindern. Somit wird nur das elek trische Photodetektionssignal, welches vom ausgewählten Pixel erzeugt wird, dem Zeitmeßschaltkreis 61 übertragen. Infolgedessen ist es möglich, eine fehlerhafte Messung des Abstandes zum Objekt zu verhindern.

Die Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 entsprechen in der Anspruchsterminologie den ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltern. Die Steuerleitungen CL1, CL2, CL3 und CL4 entsprechen in der Anspruchsterminologie den ersten, zweiten, dritten und vierten Steuerleitungen. Der Bear beitungsabschnitt 32 entspricht in der Anspruchstermino logie einem Bearbeitungsschaltkreis. In der Anspruchster minologie entspricht weiterhin der Zeitmeßschaltkreis 61 einem Bearbeitungsschaltkreis. Die Vertikalrichtungsaus gangsleitungen L11 und die Nachstufen-Ausgangsleitung L12 entsprechen in der Anspruchsterminologie Ausgangsleitun gen. Die Laserdiode 39, der LD-Treiber 40 und der Abtast mechanismus 35 entsprechen in der Anspruchsterminologie einer Lichtanlegevorrichtung. Der Zeitmeßschaltkreis 61 entspricht in der Anspruchsterminologie einer Zeitdiffe renzmeßvorrichtung. Der Steuerschaltkreis 33 entspricht in der Anspruchsterminologie einer Abstandsberechnungs vorrichtung, und der Steuerschaltkreis 33 und der Pixel wähler 50 entsprechen in der Anspruchsterminologie einer Änderungs- und Auswahlvorrichtung.

Zweite Ausführungsform

Fig. 11 zeigt eine Abstands- und Bildmeßvorrichtung 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Die Abstands- und Bildmeßvorrichtung 101 ist ähnlich zu der Abstandsmeßvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 mit Ausnahme der nachfolgend zu erläuternden Änderungen.

Die Abstands- und Bildmeßvorrichtung 101 enthält an stelle des Übertragungs/Empfangsabschnittes 31 von Fig. 1 einen Übertragungs/Empfangsabschnitt 31A. Der Übertra gungs/Empfangsabschnitt 31A weist ein Photodetektorarray 143 und einen Pixelwähler 50A auf, welche das Photodetek torarray 43 und den Pixelwähler 50, (vgl. Fig. 1) erset zen. Die Abstands- und Bildmeßvorrichtung 101 umfaßt ei nen Bearbeitungsabschnitt 32A anstelle des Bearbeitungs abschnittes 32 von Fig. 1. Der Bearbeitungsabschnitt 32A hat einen Verstärkerschaltkreis 53A und einen Ausgangs schaltkreis 62A, welche den Verstärkerschaltkreis 53 bzw. den Ausgangsschaltkreis 62 von Fig. 1 ersetzen.

Das Photodetektorarray 143 ist dafür ausgelegt, ein Bildsignal (Abbildungssignal) an den Verstärkerschalt kreis 53A auszugeben. Der Verstärkerschaltkreis 53A über trägt das Bildsignal an den Ausgangsschaltkreis 62A. Die Anzahl von Steuerleitungen in dem Photodetektorarray 143 ist größer als im Photodetektorarray 43 von Fig. 1. Der Pixelwähler 50A ist dafür ausgelegt, daß er an die grö ßere Anzahl von Steuerleitungen angepaßt ist.

Das Photodetektorarray 143 hat gegenüber dem Aufbau des Photodetektorarrays 43 von Fig. 1 zusätzliche Merkma le. Diese zusätzlichen Merkmale oder dieser zusätzliche Aufbau arbeitet dahingehend, ein Bildsignal zu erzeugen.

Fig. 12 zeigt einen Abschnitt, eines Matrixpixelar rays, welches einen Teil des Photodetektorarrays 143 bil det. In Fig. 12 ist der gestrichelt eingefaßte Bereich entsprechend einem Photodetektionspixel. Weiterhin zeigt Fig. 13 einen Abschnitt des Matrixpixelarrays. Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt, enthält jedes Photodetektions pixel eine Photodiode PD, einen Schalter SW1, einen Schalter SW2, einen Schalter SW5, einen Schalter SW6 und einen Kondensator CP. Die Photodiode PD bildet eine Pho todetektionszone (einen Photodetektionsbereich oder lichtempfangenden Bereich).

Wie in Fig. 12 gezeigt, ist die Kathode der Photodi ode PD mit einer Gleichspannungsenergieversorgungsleitung verbunden. Der Schalter SW1 ist zwischen die Anode der Photodiode PD und eine Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 geschaltet. Der Schalter SW1 ist mit einer Steuerlei tung CL1 verbunden. Der Schalter SW5 ist zwischen die An ode der Photodiode PD und einen ersten Anschluß des Kon densators CP geschaltet. Der Schalter SW5 ist mit einer Steuerleitung CL5 verbunden. Ein zweiter Anschluß des Kondensators CP ist mit einer Masseleitung verbunden. Der Schalter SW2 ist über den Kondensator CP geschaltet. Der Schalter SW2 ist mit einer Steuerleitung CL2 verbunden. Der Schalter SW6 ist zwischen das erste Ende des Konden sators CP und eine Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal geschaltet. Der Schalter SW6 ist mit der Steuerleitung CL1 verbunden.

In dem Matrixpixelarray sind Photodetektionspixel in jeder Vertikalrichtungspixelgruppe (jeder Spaltenrich tungspixelgruppe) mit einer gemeinsamen Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 und auch einer gemeinsamen Ver tikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal ver bunden. In Fig. 12 ist die Photodiode PD in dem Pixel mit der gemeinsamen Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 über den Schalter SW1 verbunden, und der Schalter SW5 ist mit der Verbindung zwischen der Photodiode PD und dem Schal ter SW1 verbunden. Wenn der Schalter SW5 im eingeschalte ten Zustand ist (SW5 = EIN), sind die Photodiode PD und der Kondensator CP miteinander verbunden. Wenn der Schal ter SW5 im ausgeschalteten Zustand ist (SW5 = AUS), sind die Photodiode PD und der Kondensator CP voneinander ge trennt. Wenn der Schalter SW2 im eingeschalteten Zustand ist (SW2 = EIN), wird der Kondensator CP über den Schal ter SW2 entladen. In diesem Fall fließen elektrische La dungen vom Kondensator CP auf die Masseleitung. Der Schalter SW6 betätigt den Kondensator CP und der Schalter SW1 betätigt den Photodetektor. Wenn der Schalter SW6 im eingeschalteten Zustand ist (SW6 = EIN), wird ein elek trisches Signal (ein Spannungssignal oder ein Stromsi gnal), welches durch die elektrische Ladung im Kondensa tor CP bewirkt wird, der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal als ein Bildsignal entsprechend einem Pixel übertragen. In Fig. 12 ist ähnlich zum Schal ter SW1 der Schalter SW6 durch eine Spannung auf der Steuerleitung CL1 gesteuert. Von daher ist der Schalter SW6 in seinem eingeschalteten Zustand, wenn der Schalter SW1 im eingeschalteten Zustand ist. Umgekehrt ist der Schalter SW6 im ausgeschalteten Zustand, wenn der Schal ter SW1 im ausgeschalteten Zustand ist. Der Schalter SW5 wird durch eine Spannung auf der Steuerleitung CL5 ge steuert.

Eine Steuerleitung CL5 ist allen Pixeln in jeder Ho rizontalrichtungspixelgruppe (jeder. Reihenrichtungspixel gruppe) gemeinsam. Was dies betrifft, sind die Steuerlei tungen CL5 ähnlich den Steuerleitungen CL1 und CL2. Von daher sind die Schalter SW5 in allen Pixeln in jeder Ho rizontalrichtungspixelgruppe in ihren eingeschalteten Zuständen, wenn eine geeignete Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL5 angelegt wird.

Die Vertikalrichtungsausgangsleitungen L21 für das Bildsignal sind mit einer einzelnen Nachstufen-Bildsi gnalausgangsleitung L22 verbunden, welche zum Verstärker abschnitt 53A im Bearbeitungsabschnitt 32A führt (siehe Fig. 11). Ein auf der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 lau fendes elektrisches Signal läuft durch Verstärkerschalt kreis 53A, bevor es den Zeitmeßschaltkreis 61 erreicht und bevor es dem Ausgangsschaltkreis 62 als Abstandssi gnal zugeführt wird (siehe Fig. 11). Demgegenüber läuft ein elektrisches Signal auf der Nachstufen-Bildsignalaus gangsleitung L22 durch den Verstärkerschaltkreis 53A, be vor es als Bildsignal zum Ausgangsschaltkreis 62A geführt wird.

Ein Schalter SW7 ist an der Verbindung einer jeden Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal mit der Nachstufen-Bildsignalsausgangsleitung L22 vorhan den. Der Schalter SW7 verbindet und trennt selektiv die zugehörige Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal mit und von der Nachstufen-Bildsignalausgangs leitung L12. Der Schalter SW7 ist mit einer Steuerleitung CL3 verbunden. Ähnlich zum Schalter SW3 wird der Schalter SW7 über die Steuerleitung CL3 gesteuert. Von daher ist der Schalter SW7 im eingeschalteten Zustand, wenn der Schalter SW3 im eingeschalteten Zustand ist. Der Schalter SW7 ist im ausgeschalteten Zustand, wenn der Schalter SW3 im ausgeschalteten Zustand ist.

Die Steuerleitungen CL1, CL2, CL3, CL4 und CL5 sind mit dem Pixelwähler oder Pixelselektor 50A verbunden, der gemäß Fig. 11 im Übertragungs/Empfangsabschnitt 31A ange ordnet ist. Die Vorrichtung oder der Wähler 50A wählt wenigstens eines aus den Pixeln im Photodetektorarray 143 durch Anlegen geeigneter Spannungen an die Steuerleitun gen CL1, CL2, CL3, CL4 und CL5.

Die Auswahl von einem Pixel aus den Pixeln im Photo detektorarray 143 und die Ausgabe eines elektrischen Si gnals aus dem ausgewählten Pixel zum Bearbeitungsab schnitt 32A wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrie ben. Was jedes nichtausgewählte Pixel betrifft, so sind die Schalter SW1 und SW6 in ihren ausgeschalteten Zustän den durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehö rige Steuerleitung CL1 versetzt, so daß die Photodiode PD von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 getrennt ist und der Kondensator CP von der Vertikalrichtungsausgangs leitung L21 für das Bildsignal getrennt ist. Zur gleichen Zeit ist der Schalter SW5 durch Anlegen einer hohen Span nung an die zugehörige Steuerleitung CL5 im eingeschalte ten Zustand, so daß die Photodiode PD und der Kondensator CP miteinander verbunden sind. Von daher werden von der Photodiode PD erzeugte elektrische Ladungen (Photoelektronen) in Anwort auf einfallendes Hintergrund licht oder einfallendes, die Helligkeit eines Objektes anzeigenden Lichtes im Kondensator CP gespeichert. Die Menge von elektrischen Ladungen, welche im Kondensator CP abgespeichert ist, hängt von der Dauer des obigen Prozes ses ab. Zusätzlich sind die Schalter SW3 und SW7 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steu erleitung CL3 in ihren ausgeschalteten Zuständen. Von da her ist die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 von der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 getrennt, wohingegen die Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal von der Nachstufen-Bildsignalausgangsleitung L22 getrennt ist. Weiterhin ist der Schalter SW4 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 im eingeschalteten Zustand, so daß die Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 mit der Masseleitung verbunden ist.

Was ein ausgewähltes Pixel betrifft, so sind die Schalter SW1 und SW6 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL1 in den eingeschalte ten Zuständen, so daß die Photodiode PD mit der Vertikal richtungsausgangsleitung L11 verbunden ist und der Kon densator CP mit der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal verbunden ist. Gleichzeitig sind die Schalter SW3 und SW7 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL3 in ihre eingeschalte ten Zustände versetzt, so daß die Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 mit der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 verbunden ist und die Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal mit der Nachstufen-Bildsignalaus gangsleitung L22 verbunden ist. Gleichzeitig ist der Schalter SW4 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 im ausgeschalteten Zu stand, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 von der Masseleitung getrennt ist. Das elektrische Photo detektionssignal, welches von der Photodiode PD im ausge wählten Pixel erzeugt wird, wird über den Schalter SW1 der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 übertragen. Das elektrische Photodetektionssignal wird von der Vertikal richtungsausgangsleitung L11 der Nachstufen-Ausgangslei tung L12 über den Schalter SW3 zugeführt, bevor es dem Verstärkerschaltkreis 53A im Bearbeitungsabschnitt 32A ausgegeben wird. Das elektrische Signal (das Spannungssi gnal oder das Stromsignal), welches durch elektrische La dungen bewirkt wird, welche im Kondensator PD während des voranstehenden nichtausgewählten Zustandes des momentanen Pixels gespeichert wurden, wird über den Schalter SW6 der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 des Bildsignales als ein Bildsignal entsprechend einem Pixel übertragen. Sodann wird das einem Pixel entsprechende Bildsignal von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsi gnal der Nachstufen-Bildsignalausgangsleitung L22 über den Schalter SW7 übertragen, bevor es zum Verstärker schaltkreis 53A im Bearbeitungsabschnitt 32A ausgegeben wird.

Wie in Fig. 14 gezeigt, wird eine niedrige Spannung an die Steuerleitung CL2 angelegt und somit ist der Schalter SW2 im abgeschalteten Zustand, wenn das momen tane oder betreffende Pixel nicht ausgewählt ist und auch, wenn das betreffende Pixel ausgewählt ist. Während eines bestimmten Zeitintervalls unmittelbar nach dem Ende der Auswahl des betreffenden Pixels wird der Schalter SW2 durch Anlegen einer hohen Spannung an die Steuerleitung CL2 in seinen eingeschalteten Zustand versetzt, so daß der Kondensator CP über den Schalter SW2 entladen wird. In diesem Falle laufen elektrische Ladungen vom Kondensa tor CP auf die Masseleitung. Somit wird an dem Kondensa tor CP ein Resetvorgang durchgeführt.

Die Schalter SW5, SW6 und SW7 entsprechen in der An spruchsterminologie fünften, sechsten und siebten Schal tern. Die Steuerleitungen CL5 entsprechen in der An spruchsterminologie einer fünften Steuerleitung. Die Ver tikalrichtungsausgangsleitungen L21 für das Bildsignal und die Nachstufen-Bildsignalsausgangsleitung L22 ent sprechen in der Anspruchsterminologie einer Bildsignal ausgangsleitung. Die Vertikalrichtungsausgangsleitungen L21 für das Bildsignal entsprechen in der Anspruchstermi nologie einer gemeinsamen Bildsignalausgangsleitung.

In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er findung verwendet eine Abstandsmessung ein Verfahren zum Messen des Zeitintervalls zwischen dem Moment der Emissian oder Abgabe eines Pulses eines in Vorwärtsrichtung laufenden Laserstrahls und dem Moment des Empfangs eines Pulses eines Echolaserstrahls. Infolgedessen ist es mög lich, den Abstand zwischen dem momentanen Fahrzeug oder betreffenden Fahrzeug und einem zu messenden Objekt genau zu messen. Die zweite Ausführungsform dieser Erfindung hat die zusätzliche Funktion der Messung eines Bildes. Der Kondensator ist in jedem der Pixel des Photodetektor arrays 143 angeordnet, um eine Bildmessung durchzuführen. In jedem Pixel kann der Schalter SW5 die Photodiode PD und den Kondensator CP voneinander trennen. Somit ist es möglich, eine geeignete Bildmessung durchzuführen, wäh rend eine Verschlechterung der Hochgeschwindigkeitslei stung in der Abstandsmessung verhindert ist.

Die zweite Ausführungsform dieser Erfindung kann den Abstand zu einem zu messenden Objekt und auch ein Bild des zu messenden Objektes messen. Die zweite Ausführungs form dieser Erfindung liefert eine Hochgeschwindigkeits leistung bei der Abstandsmessung und eine hohe Empfind lichkeit bei der Bildaufnahme. Der Abstand und das Bild können gleichzeitig unter Verwendung eines Photodetektor arrays 143 gemessen werden. Von daher ist es unnötig, ei ne Einstellung der optischen Achse vorzusehen, welche notwendig wäre, wenn die Abstands- und Bildmeßvorrichtung 101 in eine Abstandsmeßvorrichtung und eine Bildmeßvor richtung getrennt wäre. Die Abstandsmessung kann ohne Durchführung der Bildbearbeitung durchgeführt werden. In dem Fall, in welchem das betreffende Fahrzeug einem vor ausfahrenden Fahrzeug folgt und der Abstand zwischen den Fahrzeugen konstant verbleibt, ist es möglich, wenn sich die Helligkeit von Bremsleuchten des vorausfahrenden Fahrzeuges ändert, diese Helligkeitsänderung korrekt zu erfassen. Wenn ein Automatikfahrsystem, welches die Ab stands- und Bildmeßvorrichtung 101 verwendet, das betreffende Fahrzeug so steuert, daß es einem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, ist eine hohe Genauigkeit bei der Erken nung des vorausfahrenden Fahrzeuges möglich, vorausge setzt, daß der gemessene Abstand und das gemessene Bild komplementär verwendet werden. Genauer gesagt, selbst in dem Fall, in dem der Abstand zwischen den Fahrzeugen kon stant bleibt, kann eine Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeuges vorhergesehen werden, wenn die Helligkeit von Bremsleuchten des vorausfahrenden Fahrzeuges sich ändert. Somit ist eine verbesserte Automatikfahrsteuerung mög lich.

Da die Genauigkeit die Erkennung eines Objekts durch komplementäre Verwendung des gemessenen Abstandes und des gemessenen Bildes verbessert werden kann, ist es möglich, den nachfolgenden Vorteil bereitzustellen: In manchen Fällen hängt das Reflexionsvermögen eines zu messenden Objektes für einen einfallenden Laserstrahl erheblich von der Farbe des zu messenden Objektes ab. Eine verbesserte Abstandsmessung kann durchgeführt werden, wenn die Inten sität des in Vorwärtsrichtung laufenden Laserimpulsstrah les in Antwort auf das gemessene Bild geändert wird.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform der Erfindung sind gemäß Fig. 15 die Steuerleitungen CL2 der Fig. 12 und 13 weggelassen und der Schalter SW2 in jedem Pixel (mit Ausnahme der unter sten Pixel) ist mit einer Steuerleitung CL1 für das näch ste Pixel an der unteren Seite verbunden. Somit wird der Schalter SW2 in jedem Pixel über die Steuerleitung CL1 für das nächste Pixel an der unteren Seite gesteuert. Insbesondere wird der Schalter SW2 in jedem Pixel in seinen eingeschalteten Zustand versetzt, wenn eine hohe Spannung an der Steuerleitung CL1 für das nächste Pixel an der unteren Seite anliegt. Der Schalter SW2 in jedem untersten Pixel ist mit einer Steuerleitung CL1 für die obersten Pixel verbunden. Somit wird der Schalter SW2 ei nes jeden untersten Pixels über die Steuerleitung CL1 für die obersten Pixel gesteuert. Insbesondere wird der Schalter SW2 in jedem untersten Pixel in seinen einge schalteten Zustand versetzt, wenn eine hohe Spannung an der Steuerleitung CL1 für die obersten Pixel angelegt wird.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform hiervon. In der vierten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß Fig. 16 ein Verstärker AP zwischen jeden Schalter SW6 und eine zugehörige Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal gesetzt. Selbst wenn nur eine ge ringe Ladungsmenge im Kondensator CP gespeichert ist, liefert der Verstärker AP ein Bildsignal mit ausreichend hohem Pegel.

Fünfte Ausführungsform

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung ist eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform hiervon. Fig. 17 zeigt ein photodetektierendes Pixel im Photodetektorarray der fünften Ausführungsform dieser Erfindung. Gemäß Fig. 17 beinhaltet das Pixel Schalter SW1, SW5, SW6, SW21 und SW22, eine Photodiode PD und einen Kondensator CP. Der Schalter SW21 ist zwischen die Anode der Photodiode PD und eine Masseleitung geschaltet. Der Schalter SW21 ist mit einer Steuerleitung CL5 verbunden. Der Schalter SW22 ist zwischen eine Gleichspannungsenergieversorgungslei tung und die Kathode der Photodiode PD geschaltet. Der Schalter SW22 ist mit einer Steuerleitung CL2 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Schalter SW21 und der Photodiode PD ist über den Schalter SW1 mit einer Verti kalrichtungsausgangsleitung L11 verbunden. Der Schalter SW1 ist mit einer Steuerleitung CL1 verbunden. Die Ver bindung zwischen dem Schalter SW22 und der Photodiode PD ist über den Schalter SW6 mit einer Vertikalrichtungsaus gangsleitung L21 für ein Bildsignal verbunden. Der Schal ter SW6 ist mit einer Steuerleitung CL6 verbunden. Der Schalter SW5 ist zwischen die Kathode der Photodiode PD und ein Ende des Kondensators CP geschaltet. Der Schalter SW5 ist mit der Steuerleitung CL5 verbunden. Das andere Ende des Kondensators CP ist mit der Anode der Photodiode PD verbunden.

Vor der Bilderkennung wird der Kondensator CP über die Schalter SW5 und SW22 vorgeladen. Wenn der Schalter SW5 in seinem eingeschalteten Zustand ist, wird der Kon densator CP abhängig von einem helligkeitsabhängigen Si gnal entladen, welches von der 23803 00070 552 001000280000000200012000285912369200040 0002010054676 00004 23684 Photodiode PD erzeugt wird.

Der Schalter SW1 verbindet und trennt selektiv die Photodiode PD mit und von der Vertikalrichtungsausgangs leitung L11. Der Schalter SW1 kann über die Steuerleitung CL1 gesteuert werden. Wenn der Schalter SW5 im einge schalteten Zustand verbleibt, verbindet und trennt der Schalter SW6 selektiv den Kondensator CP mit und von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal. Der Schalter SW6 kann über die Steuerleitung CL6 gesteu ert werden. Somit können das Zeitverhalten des Ausgebens eines elektrischen Photodetektionssignals von der Photo diode PD und das Zeitverhalten des Ausgebens des einem Pixel entsprechenden Bildsignals vom Kondensator CP unab hängig voneinander gesteuert werden.

Bezugnehmend auf Fig. 18 wird während eines Zeitin tervalls (A) ein elektrisches Photodetektionssignal von der Photodiode PD der Ausgangsseite wie folgt zugeführt: Der Schalter SW1 wird durch Anlegen einer hohen Spannung an die Steuerleitung CL1 in den eingeschalteten Zustand versetzt, so daß die Photodiode PD mit der Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 verbunden ist. Gleichzeitig wird der Schalter SW6 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die Steuerleitung CL6 in den abgeschalteten Zustand versetzt, so daß der Kondensator CP von der Vertikalrich tungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal getrennt ist. Zusätzlich wird der Schalter SW22 durch Anlagen einer ho hen Spannung an die Steuerleitung CL2 in den eingeschal teten Zustand versetzt. Weiterhin werden die Schalter SW5 und SW21 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die Steuerleitung CL5 in ihre abgeschalteten Zustände ver setzt. Somit wird die Photodiode PD einer Rückwärts- oder Umkehrvorspannung ausgesetzt. Von daher erzeugt die Pho todiode PD ein elektrisches Photodetektionssignal. Das elektrische Photodetektionssignal wird über den Schalter SW1 der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 übertragen.

Während eines Zeitintervalls (B), welches dem Zeitin tervall (A) unmittelbar folgt, wird ein einem Pixel ent sprechendes Bildsignal vom Kondensator CP der Ausgangs seite wie folgt übertragen: Der Schalter SW1 wird durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die Steuerleitung CL1 in den abgeschalteten Zustand versetzt. Gleichzeitig wird der Schalter SW6 durch Anlegen einer hohen Spannung an die Steuerleitung CL6 in den eingeschalteten Zustand ver setzt. Zusätzlich wird der Schalter SW22 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die Steuerleitung CL2 in den abgeschalteten Zustand versetzt. Weiterhin werden die Schalter SW5 und SW21 durch Anlegen einer hohen Spannung an die Steuerleitung CL5 in ihre eingeschalteten Zustände versetzt. Infolgedessen ergibt sich ein elektrisch leit fähiger Pfad, der sich zwischen der Masseleitung und der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal über den Schalter SW21, den Kondensator CP, den Schalter SW5 und den Schalter SW6 erstreckt. Während eines unmit telbar vorausgehenden Ablaufzyklus ist nach Abschluß der Vorladung des Kondensators CP der Kondensator CP abhängig von einem helligkeitsabhängigen Signal entladen worden, welches von der Photodiode PD erzeugt wurde. Somit ist während des unmittelbar vorangehenden Ablaufzyklus die Gleichspannung am Kondensator CP abgefallen. Während des Zeitintervalls (B) wird das in seinem Spannungswert abge fallene Signal vom Kondensator CP der Vertikalrichtungs ausgangsleitung L21 für das Bildsignal als einem Pixel entsprechendes Bildsignal ausgegeben.

Nach dem Zeitintervall (B) wird der Kondensator CP wie folgt vorgeladen: Der Schalter SW6 wird durch Anlagen einer niedrigen Spannung an die Steuerleitung CL6 in den abgeschalteten Zustand versetzt. Gleichzeitig wird der Schalter SW22 durch Anlegen einer hohen Spannung an die Steuerleitung CL2 in den eingeschalteten Zustand ver setzt. In diesem Fall fließt ein elektrischer Strom zwi schen der Gleichspannungsenergieversorgungsleitung und der Masseleitung durch den Schalter SW22, den Schalter SW5, den Kondensator CP und den Schalter SW21, so daß der Kondensator CP auf einen festen Gleichspannungswert auf geladen wird.

In der fünften Ausführungsform der Erfindung wird an den Kondensator CP eine feste Gleichspannung angelegt und somit werden elektrische Ladungen im Kondensator gespeichert. Hierdurch wird der Kondensator CP vorgeladen. Der Kondensator CP, der Schalter SW5 und die Photodiode PD formen einen geschlossenen Schaltkreis. Nach dem Vorladen bewirkt die Photodiode PD einen elektrischen Stromfluß in dem geschlossenen Schaltkreis abhängig von dem einfallen den Licht, so daß der Kondensator CP auf einen Gleich spannungspegel abhängig von der Intensität (der Hellig keit) des einfallenden Lichtes entladen wird. Die sich ergebende Entladegleichspannung am Kondensator CP wird als das einem Pixel entsprechende Bildsignal verwendet.

Nochmals bezugnehmend auf Fig. 18, so wird in einem Zeitintervall (C), welches dem Vorladen unmittelbar folgt, der Schalter SW22 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die Steuerleitung CL2 in den abgeschalteten Zustand versetzt, so daß der Kondensator CP abhängig von einem helligkeitsabhängigen Signal entladen wird, welches von der Photodiode PD erzeugt wird. Während eines Zeitin tervalls (B) im nächsten Ablaufzyklus wird die sich durch das Entladen ergebende Gleichspannung am Kondensator CP als das einem Pixel entsprechende Bildsignal der Verti kalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal über tragen.

Sechste Ausführungsform

Eine sechste Ausführungsform der Erfindung ist eine Abwandlung der ersten Ausführungsform hiervon. Fig. 19 zeigt einen Abschnitt eines Matrixpixelarrays (eines Pho todetektorarrays) in der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 19 zeigt der gestrichelt eingerahmte Bereich ein photodetektierendes oder lichtempfangendes Pixel. Jedes Pixel enthält eine Photodiode PD und einen Schalter SW1. Der Schalter SW2 aus Fig. 2 ist in diesem Pixel weggelassen.

Gemäß Fig. 19 ist die Kathode der Photodiode PD mit einer Gleichspannungsenergieversorgungsleitung verbunden. Der Schalter SW1 ist zwischen die Anode der Photodiode PD und eine Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 geschaltet. Der Schalter SW1 ist mit einer Steuerleitung CL1 verbun den. Wenn der Schalter SW1 im eingeschalteten Zustand ist, wird ein von der Photodiode PD erzeugtes elektri sches Photodetektionssignal der Vertikalrichtungsaus gangsleitung L11 übertragen.

Während eines ersten Auswahlvorganges, bei dem eine hohe Spannung nur einer der Steuerleitungen CL1 angelegt wird, wohingegen eine niedrige Spannung an die anderen Steuerleitungen CL1 angelegt wird, werden nur die Schal ter SW1, welche mit der Steuerleitung CL1 mit der hohen Spannung verbunden sind, in ihre eingeschalteten Zustände gebracht, und die anderen Schalter SW1 bleiben in den ab geschalteten Zuständen. Somit wird in diesem Fall eine aus den Horizontalrichtungspixelgruppen (den Reihenrich tungspixelgruppen) abhängig von der Steuerleitung CL1 mit der hohen Spannung ausgewählt. Während eines zweiten Aus wahlvorganges, bei dem eine hohe Spannung nur einer der Steuerleitungen CL3 zugeführt wird, während eine niedrige Spannung den anderen Steuerleitungen CL3 und allen Steu erleitungen CL4 zugeführt wird, sind nur die Schalter SW3, welche mit der Steuerleitung CL3 mit der hohen Span nung verbunden sind, in ihren eingeschalteten Zuständen, und die anderen Schalter SW3 und alle Schalter SW4 sind in ihren abgeschalteten Zuständen. Somit wird in diesem Fall eine aus den Vertikalrichtungspixelgruppen (den Spaltenrichtungspixelgruppen) abhängig von der Steuerlei tung CL3 mit hoher Spannung ausgewählt. Die Kombination aus erstem Auswahlvorgang und zweitem Auswahlvorgang wählt schließlich eines aus den Pixeln aus, welches am Schnittpunkt zwischen der ausgewählten Horizontalrich tungspixelgruppe und der ausgewählten Vertikalrich tungspixelgruppe liegt. Es sei auch festzuhalten, daß zwei oder mehr Pixel gleichzeitig ausgewählt werden kön nen. Das elektrische Photodetektionssignal, welches von der Photodiode PD im ausgewählten Pixel erzeugt wird, wird vom Photodetektorarray dem Verstärkerschaltkreis 53 im Bearbeitungsabschnitt 32 (vgl. Fig. 1) zugeführt.

Nachfolgend wird beschrieben, wie das elektrische Photodetektionssignal vom Photodetektorarray dem Bearbei tungsabschnitt 32 von Fig. 1 ausgegeben wird. Bezüglich eines jeden nichtausgewählten Pixels ist der Schalter SW1 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL1 im abgeschalteten Zustand, so daß die Photodiode PD von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 getrennt ist. Gleichzeitig ist der Schalter SW3 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steu erleitung CL3 im abgeschalteten Zustand, so daß die Ver tikalrichtungsausgangsleitung L11 von der Nachstufen-Aus gangsleitung L12 getrennt ist. Andererseits ist der Schalter SW4 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 im eingeschalteten Zustand, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 mit der Masseleitung verbunden ist. Die Verbindung der Vertikal richtungsausgangsleitung L11 mit der Masseleitung über den Schalter SW4 verhindert, daß Hochfrequenzrauschen sich von der Photodiode PD im nichtausgewählten Pixel über eine kapazitive Kopplung durch die ausgeschalteten Schalter SW1 und SW3 in die Nachstufen-Ausgangsleitung L12 fortpflanzen kann.

Was ein ausgewähltes Pixel betrifft, so wird der Schalter SW1 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL1 in den eingeschalteten Zustand versetzt, so daß die Photodiode PD mit der Verti kalrichtungsausgangsleitung L11 verbunden ist. Gleichzei tig wird der Schalter SW3 durch Anlegen einer hohen Span nung an die zugehörige Steuerleitung CL3 in den einge schalteten Zustand versetzt, so daß die Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 mit der Nachstufen-Ausgangslei tung L12 verbunden ist. Andererseits ist der Schalter SW4 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 im abgeschalteten Zustand, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 von der Masseleitung getrennt ist. Das von der Photodiode PD im ausgewählten Pixel erzeugte elektrische Photodetektionssignal wird über den Schalter SW1 der Vertikalrichtungsausgangslei tung L11 übertragen. Sodann wird das elektrische Photode tektionssignal von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 über den Schalter SW3 übertragen, bevor es dem Verstärkerschaltkreis 53 im Bearbeitungsabschnitt 32 (Fig. 1) ausgegeben wird.

Siebte Ausführungsform

Eine siebte Ausführungsform der Erfindung ist eine Abwandlung der sechsten Ausführungsform. Fig. 20 zeigt einen Abschnitt eines Matrixpixelarrays (eines Photode tektorarrays) in der siebten Ausführungsform der Erfin dung. Gemäß Fig. 20 ist ein einzelner Schalter SW4 zwi schen einer Nachstufen-Ausgangsleitung L12 und einer Mas seleitung geschaltet. Der Schalter SW4 ist mit einer Steuerleitung CL4 verbunden. Wenn der Schalter SW4 im eingeschalteten Zustand ist, verbleiben alle Pixel des Matrixpixelarrays nicht ausgewählt. Die Umschaltung des Schalters SW4 in den eingeschalteten Zustand erlaubt den Austritt von unerwünschten elektrischen Ladungen auf die Masseleitung.

Achte Ausführungsform

Eine achte Ausführungsform der Erfindung ist im Auf bau ähnlich zur sechsten oder siebten Ausführungsform. Die achte Ausführungsform der Erfindung ist so ausgelegt, daß ein Schalter SW4 den Bearbeitungsabschnitt 32 (siehe Fig. 1) vor einem kurzfristigen elektrischen Überstrom schützen kann.

Die Arbeitsweise der achten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 be schrieben. Was jedes nichtausgewählte Pixel betrifft, so ist der Schalter SW1 durch Anlegen einer niedrigen Span nung an die zugehörige Steuerleitung CL1 im abgeschalte ten Zustand, so daß die Photodiode PD von der Vertikal richtungsausgangsleitung L11 getrennt ist. Gleichzeitig wird der Schalter SW3 durch Anlegen einer niedrigen Span nung an die zugehörige Steuerleitung CL3 in den abge schalteten Zustand versetzt, so daß die Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 von der Nachstufen-Ausgangslei tung L12 getrennt ist. Demgegenüber wird der Schalter SW4 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 in den eingeschalteten Zustand ver setzt, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 mit der Masseleitung verbunden ist.

Sodann werden die Schalter SW und SW3 in der nachfol genden Reihenfolge in ihre eingeschalteten Zustände umge schaltet. Zunächst wird der Schalter SW1 in den einge schalteten Zustand geändert. Dann wird der Schalter SW3 in den eingeschalteten Zustand geändert. Zum Moment des Änderns des Schalters SW3 in den eingeschalteten Zustand wird der Schalter SW4 im eingeschalteten Zustand gehal ten. Selbst beim Vorhandensein von angesammelten elektri schen Ladungen wird somit ein hoher elektrischer Strom daran gehindert, zum Zeitpunkt der Pixelauswahl in die Nachstufen-Ausgangsleitung L12 zu fließen. Sodann wird der Schalter SW4 in den abgeschalteten Zustand gebracht. Somit bewirken die Schalter SW1 und SW3, daß das betref fende Pixel normalerweise als ein ausgewähltes Pixel ar beitet. Ein elektrisches Photodetektionssignal mit aus reichendem oder geeignetem Stromwert wird über die zuge hörige Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 der Nachstu fen-Ausgangsleitung L12 übertragen.

Wenn während einer nachfolgenden Stufe das vorhandene oder momentane Pixel als nichtausgewähltes Pixel bezeich net wird, werden die Schalter SW1 und SW3 in ihre abge schalteten Zustande umgeschaltet und der Schalter SW4 in den eingeschalteten Zustand gebracht. In diesem Fall kön nen die Zeitverhalte beim Umschalten oder Ändern der Schalter SW1, SW3 und SW4 gleich sein.

Die Schalter SW1, SW3 und SW4 entsprechen in der An spruchsterminologie ersten, dritten und vierten Schal tern. Die Vertikalrichtungsausgangsleitungen L11 entspre chen in der Anspruchsterminologie Pixelgruppenausgangs leitungen. Die Nachstufen-Ausgangsleitung L12 entspricht in der Anspruchsterminologie einer Ausgangsleitung.

Neunte Ausführungsform

Eine neunte Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform hiervon. Fig. 22 zeigt einen Abschnitt eines Matrixpixelarrays (eines Pho todetektorarrays) in der neunten Ausführungsform dieser Erfindung. Gemäß Fig. 22 ist ein Schalter SW8 zwischen jede Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsi gnal und eine Masseleitung geschaltet. Der Schalter SW8 ist mit einer Steuerleitung CL6 verbunden. Der Schalter SW8 kann über die Steuerleitung CL6 gesteuert werden. Der Schalter SW2 (vgl. Fig. 12) fehlt in jedem Pixel.

Was jedes nichtausgewählte Pixel betrifft, so sind die Schalter SW1 und SW6 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL1 in ihre ab geschalteten Zustände versetzt, so daß die Photodiode PD von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 getrennt ist und so daß der Kondensator CP von der Vertikalrichtungs ausgangsleitung L21 für das Bildsignal getrennt ist. Gleichzeitig ist der Schalter SW5 durch Anlegen einer ho hen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL5 im ein geschalteten Zustand, so daß die Photodiode PD und der Kondensator CP miteinander verbunden sind. Von daher wer den elektrische Ladungen (Photoelektronen), welche von der Photodiode PD in Antwort auf einfallendes Hinter grundlicht oder einfallendes, die Helligkeit eines Objek tes anzeigenden Lichtes erzeugt werden, im Kondensator CP gespeichert. Die Menge von elektrischen Ladungen, welche im Kondensator CP gespeichert wird, hängt von der Dauer des obigen Ablaufes ab. Zusätzlich sind die Schalter SW3 und SW7 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zu gehörige Steuerleitung CL3 in ihre abgeschalteten Zustän de versetzt. Von daher ist die Vertikalrichtungsausgangs leitung L11 von der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 ge trennt, wohingegen die Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal von der Nachstufen-Bildsignalaus gangsleitung L22 getrennt ist. Weiterhin ist der Schalter SW4 durch Anlegen einer hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 in den eingeschalteten Zustand ver setzt, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 mit der Masseleitung verbunden ist.

Was ein ausgewähltes Pixel betrifft, so sind die Schalter SW1 und SW6 durch Anlegen einer hohen Spannung an die entsprechende Steuerleitung CL1 in ihren einge schalteten Zuständen, so daß die Photodiode PD mit der Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 verbunden ist und so daß der Kondensator CP mit der Vertikalrichtungsausgangs leitung L21 für das Bildsignal verbunden ist. Gleichzei tig sind die Schalter SW3 und SW7 durch Anlegen einer ho hen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL3 in ihren eingeschalteten Zuständen, so daß die Vertikalrichtungs ausgangsleitung L11 mit der Nachstufen-Ausgangsleitung L12 verbunden ist und die Vertikalrichtungsausgangslei tung L21 für das Bildsignal mit der Nachstufen-Bildsi gnalausgangsleitung L22 verbunden ist. Gleichzeitig ist der Schalter SW4 durch Anlegen einer niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL4 im abgeschalteten Zu stand, so daß die Vertikalrichtungsausgangsleitung L11 von der Masseleitung getrennt ist. Das von der Photodiode PD im ausgewählten Pixel erzeugte elektrische Photodetek tionssignal wird über den Schalter SW1 der Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 übertragen. Sodann wird ein elektrisches Photodetektionssignal von der Vertikalrich tungsausgangsleitung L11 über den Schalter SW3 der Nach stufen-Ausgangsleitung L12 übertragen, bevor es dem Ver stärkungsschaltkreis 53A im Bearbeitungsabschnitt 32A (Fig. 11) ausgegeben wird. Das elektrische Signal (das Spannungssignal oder das Stromsignal), welches durch elektrische Ladungen bewirkt wird, die während des voran gegangenen nichtausgewählten Zustandes des betreffenden Pixels im Kondensator CP gespeichert wurde, wird über den Schalter SW6 der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal als ein einem Pixel entsprechendes Bildsi gnal übertragen. Das einem Pixel entsprechende Bildsignal wird dann von der Vertikalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal der Nachstufen-Bildsignalausgangslei tung L22 über den Schalter SW7 ausgegeben, bevor es dem Verstärkerschaltkreis 53A im Bearbeitungsabschnitt 32A (Fig. 11) zugeführt wird.

Der Schalter SW5 wird normalerweise durch Anlegen ei ner niedrigen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL6 im abgeschalteten Zustand gehalten, so daß die Verti kalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal von der Masseleitung getrennt ist. Während eines bestimmten Zeitintervalls im letzteren Teil des Auswählens des be treffenden Pixels wird der Schalter SW8 durch Anlegen ei ner hohen Spannung an die zugehörige Steuerleitung CL6 in den eingeschalteten Zustand versetzt, so daß die Verti kalrichtungsausgangsleitung L21 für das Bildsignal mit der Masseleitung verbunden wird. In diesem Fall wird der Kondensator CP über die Schalter SW6 und SW8 entladen. Infolgedessen verlassen diese elektrischen Ladungen den Kondensator CP in Richtung der Masseleitung. Somit wird am Kondensator CP ein Resetvorgang durchgeführt.

Die Schalter SW5, SW6, SW7 und SW8 entsprechen in der Anspruchsterminologie fünften, sechsten, siebten und ach ten Schaltern. Die Vertikalrichtungsausgangsleitungen L21 für das Bildsignal entsprechen in der Anspruchsterminolo gie Bildsignalausgangsleitungen für Pixelgruppen.

Zehnte Ausführungsform

Eine zehnte Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Abwandlung der neunten Ausführungsform. Fig. 23 zeigt ei nen Abschnitt eines Matrixpixelarrays (eines Photodetek torarrays) in der zehnten Ausführungsform dieser Erfin dung.

Gemäß Fig. 23 ist ein einzelner Schalter SW4 zwischen die Nachstufen-Ausgangsleitung L12 und Masseleitung geschaltet. Der Schalter SW4 ist mit einer Steuerleitung CL4 verbunden. Wenn der Schalter SW4 im eingeschalteten Zustand ist, verbleiben alle Pixel im Matrixpixelarray nicht ausgewählt. Das Umschalten des Schalters SW4 in den eingeschalteten Zustand bewirkt, daß unerwünschte elek trische Ladungen auf Masseleitung abfließen.

Wie weiterhin in Fig. 23 gezeigt, ist ein einzelner Schalter SW8 zwischen eine Nachstufen-Bildsignalausgangs leitung L22 und die Masseleitung geschaltet. Der Schalter SW8 ist mit einer Steuerleitung CL6 verbunden. Wenn der Schalter SW8 in den eingeschalteten Zustand gebracht wird, wird die Nachstufen-Bildsignalausgangsleitung L22 mit der Masseleitung verbunden. Ein. Ändern des Schalters SW8 in den eingeschalteten Zustand erlaubt die Entfernung von unerwünschten elektrischen Ladungen in Richtung Mas seleitung.

Elfte Ausführungsform

Eine elfte Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Abwandlung einer der ersten bis zehnten Ausführungsformen hiervon. In der elften Ausführungsform dieser Erfindung enthält jeder Schalter SW1 eine Serienschaltung von meh reren Unterschaltern. Auf ähnliche Weise enthält jeder Schalter SW2 eine Serienkombination einer Reihe von Un terschaltern. Weiterhin enthält jeder Schalter SW4 eine Serienkombination einer Mehrzahl von Unterschaltern.

Zwölfte Ausführungsform

Eine zwölfte Ausführungsform dieser Erfindung ist ei ne Abwandlung einer der ersten bis elften Ausführungsfor men hiervon. Die zwölfte Ausführungsform dieser Erfindung ist dafür ausgelegt, ein in Vorwärtsrichtung gerichteten Laserimpulsstrahl in ein bestimmtes Gesichtsfeld zu emit tieren (einen bestimmten Direktions- oder Erkennungsbe reich), ohne die Laufrichtung des Strahles zu ändern.

Beschrieben wurden eine Photodetektorvorrichtung, so wie eine Abstands-Meßvorrichtung und eine Abstands- /Bildmeßvorrichtung hiermit. Die Photodetektorvorrichtung umfaßt eine Ausgangsleitung, welche zu einem Bearbei tungsschaltkreis führt, sowie ein Pixelarray mit entspre chenden Photodetektorzonen zum Umwandeln einfallenden Lichtes in entsprechende elektrische Signale durch pho toelektrische Umwandlung. Jedes der Pixel enthält einen ersten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen ei ner zugehörigen Photodetektorzone mit und von der Aus gangsleitung und einen zweiten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der zugehörigen Photodetektorzone mit und von einer Masseleitung. Der zweite Schalter trennt die zugehörige Photodetektorzone von der Masselei tung, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetek torzone mit der Ausgangsleitung verbindet. Der zweite Schalter verbindet die zugehörige Photodetektorzone mit der Masseleitung, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektorzone von der Ausgangsleitung trennt.

Claims

1. Eine Photodetektorvorrichtung, mit:
einem Bearbeitungsschaltkreis;
einer Ausgangsleitung, welche zu dem Bearbeitungs schaltkreis führt;
einer Masseleitung;
einem Array von Pixeln mit entsprechenden Photode tektionszonen zur Umwandlung von einfallendem Licht in entsprechende elektrische Signale durch photoelektrische Umwandlung, wobei jedes der Pixel einen ersten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer entsprechenden Photodetektionszone mit und von der Ausgangsleitung und einen zweiten Schalter aufweist zum selektiven Verbinden und Trennen der entsprechenden Photodetektionszone mit und von der Masseleitung;
Vorrichtungen zum Bewirken, daß der zweite Schalter die entsprechende Photodetektionszone von der Masselei tung trennt, wenn der erste Schalter die zugehörige Pho todetektionszone mit der Ausgangsleitung verbindet; und
Vorrichtungen zum Bewirken, daß der zweite Schalter die zugehörige Photodetektionszone mit der Masseleitung verbindet, wenn der erste Schalter die zugehörige Photo detektionszone von der Ausgangsleitung trennt.

2. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Photodetektionszone eines jeden der Pixel eine Pin-Photo diode aufweist und wobei die ersten und zweiten Schalter in Grabenschichten ausgebildet sind, welche von der Pho todetektionszone getrennt sind.

3. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einer Matrixanordnung von Pixeln in dem Array von Pi xeln, sowie gemeinsamen Leitungen, welche in der Aus gangsleitung vorhanden sind, wobei Pixel in einer von Pixelgruppen einer Richtung in der Matrixanordnung mit ei ner der gemeinsamen Leitungen verbunden sind, und weiter hin mit dritten Schaltern zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Leitungen mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis; einem vierten Schalter zum se lektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Lei tungen mit der Masseleitung; Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Leitung von der Masseleitung trennt, wenn der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Leitung mit dem Bearbeitungsschalt kreis verbindet; und Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Leitung mit der Masseleitung verbindet, wenn der dritte Schalter die zu gehörige gemeinsame Leitung von dem Bearbeitungsschalt kreis trennt.

4. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin mit ersten Steuerleitungen, jeweils zum Steuern der er sten Schalter in einer der Reihenrichtungspixelgruppen in der Matrixanordnung; zweiten Steuerleitungen zum Steuern der zweiten Schalter in einer der Reihenrichtungspixel gruppen in der Matrixanordnung; einer dritten Steuerlei tung zur Steuerung des dritten Schalters; und einer vier ten Steuerleitung zur Steuerung des vierten Schalters.

5. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Kondensator in jedem der Pixel zum Speichern elektrischer Ladungen, welche in der zugehörigen Photode tektionszone in Antwort auf das einfallende Licht erzeugt werden; einer Bildsignalausgangsleitung, welche zu dem Bearbeitungsschaltkreis führt; einem fünften Schalter, der in jedem der Pixel vorhanden ist, um selektiv die Photodetektionszone mit und von dem Kondensator zu ver binden und zu trennen; einem sechsten Schalter zum selek tiven Verbinden und Trennen des Kondensators mit und von der Bildsignalausgangsleitung, wobei der zweite Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen des Kondensators mit und von der Masseleitung ist; und Vorrichtungen zum Be wirken, daß der zweite Schalter den Kondensator mit der Masseleitung während eines bestimmten Zeitintervalls ver bindet, nachdem der sechste Schalter veranlaßt wurde, den Kondensator mit der Bildsignalausgangsleitung zu verbin den.

6. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin mit einer Matrixanordnung von Pixeln in dem Array von Pi xeln; gemeinsamen Bildsignalleitungen in der Bildsignal ausgangsleitung, wobei Pixel in einer von Pixelgruppen einer Richtung in der Matrixanordnung mit einer der ge meinsamen Bildsignalleitungen verbunden werden; und einem siebten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen ei ner der gemeinsamen Bildsignalleitungen mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis.

7. Eine Photodetektorvorrichtung, mit:
einem Bearbeitungsschaltkreis;
einer Matrixanordnung von Pixeln mit entsprechenden Photodetektionszonen zum Umwandeln einfallenden Lichtes in entsprechende elektrische Signale durch photoelektri sche Umwandlung;
gemeinsamen Ausgangsleitungen, welche zu dem Bear beitungsschaltkreis führen und jeweils für Pixel in einer von Pixelgruppen einer Richtung in der Matrixanordnung vorhanden sind;
einer Masseleitung;
einem ersten Schalter in jedem der Pixel zum selek tiven Verbinden und Trennen einer zugehörigen Photodetek tionszone mit und von einer der gemeinsamen Ausgangslei tungen;
einem dritten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Ausgangsleitungen mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis;
einem vierten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Ausgangsleitungen mit und von der Masseleitung;
Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung von der Masse leitung trennt, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektionszone mit der gemeinsamen Ausgangsleitung verbindet und der dritte Schalter die zugehörige gemein same Ausgangsleitung mit dem Bearbeitungsschaltkreis ver bindet; und
Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung mit der Masse leitung verbindet, wenn der erste Schalter die zugehörige Photodetektionszone von der gemeinsamen Ausgangsleitung trennt und der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung vom Bearbeitungsschaltkreis trennt.

8. Eine Photodetektorvorrichtung, mit:
einem Bearbeitungsschaltkreis;
einer Matrixanordnung von Pixeln mit entsprechenden Photodetektionszonen zum Umwandeln einfallenden Lichtes in entsprechende elektrische Signale durch photoelektri sche Umwandlung;
einer Nachstufen-Ausgangsleitung, welche zu dem Be arbeitungsschaltkreis führt;
gemeinsamen Ausgangsleitungen, welche mit der Nach stufen-Ausgangsleitung verbunden sind und jeweils für die Pixel in einer der Pixelgruppen einer Richtung in der Ma trixanordnung vorhanden sind;
einer Masseleitung;
einem ersten Schalter in jedem der Pixel zum selek tiven Verbinden und Trennen einer zugehörigen Photodetektionszone mit und von einer der gemeinsamen Ausgangslei tungen;
einem dritten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen einer der gemeinsamen Ausgangsleitungen mit und von der Nachstufen-Ausgangsleitung;
einem vierten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Nachstufen-Ausgangsleitung mit und von der Masseleitung;
Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die Nachstufen-Ausgangsleitung von der Masseleitung trennt, wenn der erste Schalter die zugehörige Photode tektionszone mit der gemeinsamen Ausgangsleitung verbin det und der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung mit der Nachstufen-Ausgangsleitung ver bindet; und
Vorrichtungen zum Bewirken, daß der vierte Schalter die Nachstufen-Ausgangsleitung mit der Masseleitung ver bindet, wenn der erste Schalter die zugehörige Photode tektionszone von der gemeinsamen Ausgangsleitung trennt und der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Aus gangsleitung von der Nachstufen-Ausgangsleitung trennt.

9. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin mit Vorrichtungen zum Bewirken, daß der erste Schalter die zugehörige Photodetektionszone mit der gemeinsamen Ausgangsleitung verbindet, und zum Bewirken, daß der dritte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung mit dem Bearbeitungsschaltkreis verbindet, wenn der vier te Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangsleitung mit der Masseleitung verbindet, und dann zum Bewirken, daß der vierte Schalter die zugehörige gemeinsame Ausgangs leitung von der Masseleitung trennt.

10. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin mit einem Kondensator in jedem der Pixel zum Speichern elektrischer Ladungen, welche durch die zugehörige Photo detektionszone in Antwort auf das einfallende Licht er zeugt werden; einer Bildsignalausgangsleitung, welche zu dem Bearbeitungsschaltkreis führt; einem fünften Schal ter, der in jedem der Pixel angeordnet ist, um selektiv die Photodetektionszone mit und von dem Kondensator zu verbinden und zu trennen; einem sechsten Schalter zum se lektiven Verbinden und Trennen des Kondensators mit und von der Bildsignalausgangsleitung; einem siebten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Bildsignalaus gangsleitung mit und von dem Bearbeitungsschaltkreis; und einem achten Schalter zum selektiven Verbinden und Tren nen der Bildsignalausgangsleitung mit und von der Masse leitung.

11. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin mit Vorrichtungen zum Verbinden der Photodetektionszone und des Kondensators in Serie in jedem der Pixel und mit einem Verstärkerschaltkreis zwischen dem sechsten Schal ter und der Bildsignalausgangsleitung.

12. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin mit Vorrichtungen zum Verbinden der Photodetektionszone und des Kondensators parallel in jedem der Pixel; Vor richtungen zum Vorladen des Kondensators; Vorrichtungen zum Entladen des Kondensators in Abhängigkeit von dem einfallenden Licht, welches auf die Photedetektionszone gerichtet wird; und Vorrichtungen zum Bewirken, daß der erste Schalter die Photodetektionszone mit der Ausgangs leitung verbindet, um das elektrische Signal auf die Aus gangsleitung auszugeben, und dann zum Bewirken, daß der sechste Schalter den Kondensator mit der Bildsignalaus gangsleitung verbindet, um die elektrischen Ladungen der Bildsignalausgangsleitung auszugeben.

13. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin mit fünften Steuerleitungen zum Steuern der fünften Schalter in einer der Pixelgruppen in Reihenrichtung in der Matrixanordnung und sechsten Steuerleitungen jeweils zum Steuern der sechsten Schalter in einer der Pixelgrup pen in Reihenrichtung in der Matrixanordnung.

14. Eine Abstandsmeßvorrichtung, mit:
einer Lichtanlegevorrichtung zum Anlegen von Laser licht;
einer Photodetektorvorrichtung zum Erkennen reflek tierten Lichtes aufgrund einer Reflexion des von der Lichtanlegevorrichtung angelegten Laserlichtes an einem Objekt, wobei die Photodetektorvorrichtung eine Mehrzahl von Pixeln enthält;
Änderungs- und Auswahlvorrichtungen zum Ändern und Auswählen eines Pixels aus den Pixeln in der Photodetek torvorrichtung als aktives Pixel;
Zeitdifferenzmeßvorrichtungen zum Messen einer Zeit differenz zwischen einem Moment des Anlegens des Laser lichtes durch die Lichtanlegevorrichtung und einem Moment der Erkennung des reflektierten Lichtes durch die Photo detektorvorrichtung; und
einer Abstandsberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer physikalischen Größe, welche einen Abstand zu dem Objekt wiedergibt auf der Grundlage der Zeitdifferenz, welche durch die Zeitdifferenzmeßvorrichtungen gemessen wurde, wobei
die Photodetektorvorrichtung eine Photodetektorvor richtung nach Anspruch 1 aufweist.

15. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Änderungs- und Auswahlvorrichtung Vorrichtungen zum Än dern und Auswählen eines Pixels aus den Pixeln in der Photodetektorvorrichtung als aktives Pixel in Antwort auf eine Anlegerichtung des Laserlichtes aufweist.

16. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 14, welche in einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei eine Fortpflanzungs richtung des Laserlichtes entweder der Fahrzeugbreiten richtung oder der Fahrzeughöhenrichtung, bezogen auf das Fahrzeug, entspricht.

17. Eine Abstands- und Bildmeßvorrichtung, mit
einer Lichtanlegevorrichtung zum Anlegen von Laser licht;
einer Photodetektorvorrichtung zum Erkennen reflek tierten Lichtes aufgrund einer Reflexion des von der Lichtanlegevorrichtung angelegten Laserlichtes an einem Objekt und zur Erzeugung eines Bildsignales in Antwort auf das erkannte reflektierte Licht;
einer Zeitdifferenzmeßvorrichtung zum Messen einer Zeitdifferenz zwischen einem Moment des Anlegens des La serlichtes durch die Lichtanlegevorrichtung und einem Mo ment der Erkennung des reflektierten Lichtes durch die Photodetektorvorrichtung;
einer Abstandsberechnungsvorrichtung zum Berechnen einer physikalischen Größe entsprechend eines Abstandes zum Objekt auf der Grundlage der Zeitdifferenz, welche von der Zeitdifferenzmeßvorrichtung gemessen wurde; und
einer Bildmeßvorrichtung zum Messen eines Bildes auf der Grundlage des von der Photodetektorvorrichtung er zeugten Bildsignales, wobei
die Photodetektorvorrichtung eine Photodetektorvor richtung nach Anspruch 5 aufweist.

18. Eine Abstands- und Bildmeßvorrichtung nach Anspruch 17, weiterhin mit Vorrichtungen zum Ändern einer Intensi tät des Laserlichtes, welches von der Lichtanlegevorrichtung angelegt wird, in Abhängigkeit von dem Bild, welches von der Bildmeßvorrichtung gemessen wird.

19. Eine Photodetektorvorrichtung, mit:
einer Photodiode;
einer Signalausgangsleitung;
einer Masseleitung;
einem ersten Schalter, der zwischen der Photodiode und der Signalausgangsleitung angeordnet ist, um die Pho todiode selektiv mit und von der Signalausgangsleitung zu verbinden und zu trennen; und
einem zweiten Schalter zwischen der Masseleitung und einer Verbindung zwischen der Photodiode und dem ersten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Masse leitung mit und von der Verbindung zwischen der Photodi ode und dem ersten Schalter.

20. Photodetektorvorrichtung nach Anspruch 19, weiterhin mit:
einer Nachstufen-Signalübertragungsleitung;
einem dritten Schalter zwischen der Signalausgangs leitung und der Nachstufen-Signalübertragungsleitung zum selektiven Verbinden und Trennen der Signalausgangslei tung mit und von der Nachstufen-Signalübertragungslei tung; und
einem vierten Schalter zwischen der Masseleitung und einer Verbindung zwischen der Signalausgangsleitung und dem dritten Schalter zum selektiven Verbinden und Trennen der Masseleitung mit und von der Verbindung zwischen der Signalausgangsleitung und dem dritten Schalter.