본 발명은 임펄스 신호가 방사된 스타트 시점을 기준으로 기설정된 시간 간격 단위로 시간 구간을 구분하도록 지연된 에지를 갖는 디지털 시간 변환(이하 DTC) 신호를 발생하는 DTC 발생부, 상기 DTC 신호에 응답하여 상기 임펄스 신호와 동일한 파형을 갖는 템플릿 신호를 상기 시간 간격 내에서 기지정된 개수로 연속 생성하는 템플릿 생성부, 방사된 임펄스 신호가 물체에 반사되어 지연 입사된 지연 신호가 수신되면, 연속 생성된 다수의 템플릿 신호와의 상관 관계를 계산하여, 상기 지연 신호가 수신된 시간 구간을 판별하는 개략 시간 판별부, 상기 개략 시간 판별부에서 판별된 시간 구간 내의 다수의 템플릿 신호 각각과 상기 지연 신호 사이의 상관 관계를 계산한 결과로부터 판별된 시간 구간 내에서 상기 지연 신호가 수신된 시간을 판별하는 정밀 시간 측정부 및 판별된 시간 구간과 시간 구간 내에서 상기 지연 신호가 수신된 시간으로부터 상기 지연 신호의 전체 지연 시간을 계산하고, 계산된 지연 시간으로부터 측정 대상 물체까지의 거리를 계산하는 거리 계산부를 포함하여, 측정가능한 거리를 크게 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 더욱 고정밀도로 물체의 위치를 측정할 수 있는 거리측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.