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수광 소자를 통해 획득한 광을 이용한 광 펄스 신호로부터 거리를 측정하는 시스템에서, 시간 디지털 변환기(time-to-digital converter, TDC)에 있어서,상기 광 펄스 신호의 제1 윈도우 영역에 포함된 펄스에 기반하여 전압이 강하된 제1 출력 신호를 생성하는 제1 아날로그 카운터;상기 광 펄스 신호의 제2 윈도우 영역에 포함된 펄스에 기반하여 전압이 강하된 제2 출력 신호를 생성하는 제2 아날로그 카운터;상기 제1 출력 신호의 크기와 상기 제2 출력 신호의 크기를 비교하는 비교기; 및상기 제1 아날로그 카운터와 상기 제2 아날로그 카운터 각각에 윈도우 영역을 지시하는 정보를 입력하고, 상기 비교기의 출력에 기반하여 디지털 코드를 생성하는 디지털 카운터;를 구비하고,상기 제1 아날로그 카운터는,전원 신호를 인가하는 멀티플렉서(multiplexer);상기 제1 아날로그 카운터의 전원 단에 연결되는 제1 커패시터;상기 제1 아날로그 카운터의 접지 단과 연결되는 제2 커패시터; 및상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터 사이에 연결되고, 상기 멀티플렉서로부터의 신호 수신에 대응하여 제1 출력 신호를 생성하는 스위치 트랜지스터;를 포함하는, 시간 디지털 변환기.

청구항 2에 있어서,상기 스위치 트랜지스터는 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터를 포함하고,상기 제1 트랜지스터와 상기 제2 트랜지스터는 캐스코드(cascode) 구조로 연결되는 시간 디지털 변환기.

청구항 2에 있어서,상기 제1 아날로그 카운터는,상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터에 충전된 전하를 초기화하고,상기 멀티플렉서를 통한 인가 전원에 기반하여, 상기 제1 윈도우 영역에 포함된 펄스의 수에 대응하여 전압이 강하된 상기 제1 출력 신호를 출력 하고,상기 제2 커패시터에 충전된 전하를 방전시키는 시간 디지털 변환기

청구항 2에 있어서,상기 제1 출력 신호는 상기 제1 윈도우 영역에 포함된 펄스의 수만큼 전압 변화량이 적용된 전압 신호를 포함하고,상기 전압 변화량은 상기 제1 커패시터에 관한 제1 커패시턴스와 상기 제2 커패시터에 관한 제2 커패시턴스의 비율에 기반하여 결정되는 시간 디지털 변환기.

청구항 2에 있어서,상기 제2 아날로그 카운터의 회로 구조는 상기 제1 아날로그 카운터의 회로 구조와 동일한 시간 디지털 변환기

청구항 2에 있어서,상기 디지털 카운터는,상기 제1 출력 신호와 상기 제2 출력 신호에 기반하여 제1 단위의 물체 거리에 관한 제1 디지털 코드를 결정하고,상기 제1 아날로그 카운터가 생성한 제1 램프(ramp) 전압 신호와, 상기 제2 아날로그 카운터가 생성한 제2 램프 전압 신호와, 상기 제1 출력 신호와, 상기 제2 출력 신호에 기반하여, 상기 제1 단위 보다 작은 제2 단위의 물체 거리에 관한 제2 디지털 코드를 결정하는 시간 디지털 변환기.

청구항 7에 있어서,상기 제1 출력 신호, 상기 제2 출력 신호 중 적어도 하나를 샘플링 하기 위한 제3 커패시터를 더 포함하고,상기 제3 커패시터는 상기 제1 아날로그 카운터와 상기 비교기 사이에 배치되는 시간 디지털 변환기.

청구항 8에 있어서,상기 제3 커패시터는 상기 제1 출력 신호에 관한 제1 샘플링 전압으로 충전되고,상기 제1 아날로그 카운터는 클럭 신호를 입력 받아 상기 제1 램프 전압 신호를 생성하고,상기 비교기는 상기 제1 램프 전압 신호와 상기 제1 샘플링 전압의 차이를 기준 전압과 비교하는 시간 디지털 변환기.

청구항 9에 있어서,상기 제3 커패시터는 제2 출력 신호에 관한 제2 샘플링 전압으로 충전되고,상기 제2 아날로그 카운터는 상기 클럭 신호를 입력 받아 상기 제2 램프 전압 신호를 생성하고,상기 비교기는 상기 제2 램프 전압 신호와 상기 제2 샘플링 전압의 차이를 기준 전압과 비교하고,상기 제1 램프 전압 신호와 상기 제2 램프 전압 신호는 상이한 시간 디지털 변환기.

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수광 소자를 통해 획득한 광을 이용한 광 펄스 신호로부터 거리를 측정하는 시스템에서, 제1 아날로그 카운터와 제2 아날로그 카운터를 이용하여 시간 디지털 변환을 수행하는 TDC(time-to-digital converter)의 동작 방법에 있어서,상기 광 펄스 신호의 제1 윈도우 영역에 포함된 펄스에 기반하여 전압이 강하된 제1 출력 신호를 생성하는 단계;상기 광 펄스 신호의 제2 윈도우 영역에 포함된 펄스에 기반하여 전압이 강하된 제2 출력 신호를 생성하는 단계;상기 제1 출력 신호의 크기와 상기 제2 출력 신호의 크기를 비교하는 단계; 및상기 비교의 결과에 기반하여 디지털 코드를 생성하는 단계;를 포함하고,상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계는,상기 제1 아날로그 카운터의 전원 단에 연결된 제1 커패시터와 상기 제1 아날로그 카운터의 접지 단과 연결된 제2 커패시터에 충전된 전하를 초기화하는 단계;멀티플렉서를 통한 인가 전원에 기반하여, 상기 제1 윈도우 영역에 포함된 펄스의 수에 대응하여 전압이 강하된 상기 제1 출력 신호를 출력하는 단계; 및상기 제2 커패시터에 충전된 전하를 방전시키는 단계;를 포함하는 방법.

청구항 12에 있어서,상기 제1 출력 신호는 상기 제1 윈도우 영역에 포함된 펄스의 수만큼 전압 변화량이 적용된 전압 신호를 포함하고,상기 전압 변화량은 상기 제1 커패시터에 관한 제1 커패시턴스와 상기 제2 커패시터에 관한 제2 커패시턴스의 비율에 기반하여 결정되는 방법.

청구항 12에 있어서,상기 디지털 코드를 생성하는 단계는,상기 제1 출력 신호와 상기 제2 출력 신호에 기반하여 제1 단위의 물체 거리에 관한 제1 디지털 코드를 결정하는 단계; 및상기 제1 아날로그 카운터가 생성한 제1 램프(ramp) 전압 신호와, 상기 제2 아날로그 카운터가 생성한 제2 램프 전압 신호와, 상기 제1 출력 신호와, 상기 제2 출력 신호에 기반하여, 상기 제1 단위 보다 작은 제2 단위의 물체 거리에 관한 제2 디지털 코드를 결정하는 단계를 포함하는 방법.

청구항 14에 있어서,상기 제2 디지털 코드를 결정하는 단계는,상기 제1 출력 신호를 샘플링 하기 위한 제3 커패시터를 상기 제1 출력 신호에 관한 제1 샘플링 전압으로 충전시키는 단계;상기 제1 아날로그 카운터를 이용하여, 클럭 신호를 입력 받아 상기 제1 램프 전압 신호를 생성하는 단계; 및상기 제1 램프 전압 신호와 상기 제1 샘플링 전압의 차이를 기준 전압과 비교하는 단계;를 포함하는 방법.

청구항 15에 있어서,상기 제2 디지털 코드를 결정하는 단계는,상기 제3 커패시터를 제2 출력 신호에 관한 제2 샘플링 전압으로 충전시키는 단계;상기 제2 아날로그 카운터를 이용하여, 상기 클럭 신호를 입력 받아 상기 제2 램프 전압 신호를 생성하는 단계; 및상기 제2 램프 전압 신호와 상기 제2 샘플링 전압의 차이를 기준 전압과 비교하는 단계;를 포함하고,상기 제1 램프 전압 신호와 상기 제2 램프 전압 신호는 상이한 방법.