Prenumerera på våra sociala medier för snabba inlägg
Direct Time-of-Flight (dTOF)-teknik är en innovativ metod för att exakt mäta ljusets flygtid med hjälp av Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC)-metoden. Denna teknik är integrerad i en mängd olika tillämpningar, från närhetsavkänning inom konsumentelektronik till avancerade LiDAR-system i fordonsapplikationer. I grund och botten består dTOF-system av flera nyckelkomponenter, som var och en spelar en avgörande roll för att säkerställa noggranna avståndsmätningar.
Kärnkomponenterna i dTOF-system
Laserdrivare och laser
Laserdrivaren, en central del av sändarkretsen, genererar digitala pulssignaler för att styra laserns emission via MOSFET-omkoppling. Lasrar, särskiltVertikala kavitetsytutsändande lasrar(VCSEL) är gynnade för sitt smala spektrum, höga energiintensitet, snabba moduleringsmöjligheter och enkla integration. Beroende på tillämpningen väljs våglängder på 850 nm eller 940 nm för att balansera mellan solspektrumabsorptionstoppar och sensorns kvantumeffektivitet.
Sändande och mottagande optik
På sändarsidan riktar en enkel optisk lins eller en kombination av kollimerande linser och diffraktiva optiska element (DOE) laserstrålen över det önskade synfältet. Mottagaroptiken, som syftar till att samla ljus inom målsynfältet, gynnas av linser med lägre f-tal och högre relativ belysning, tillsammans med smalbandsfilter för att eliminera ovidkommande ljusstörningar.
SPAD- och SiPM-sensorer
Enkelfoton-lavindioder (SPAD) och kiselfotomultiplikatorer (SiPM) är de primära sensorerna i dTOF-system. SPAD utmärker sig genom sin förmåga att reagera på enskilda fotoner och utlösa en stark lavinström med bara en foton, vilket gör dem idealiska för högprecisionsmätningar. Deras större pixelstorlek jämfört med traditionella CMOS-sensorer begränsar dock den rumsliga upplösningen hos dTOF-system.
Tid-till-digital-omvandlare (TDC)
TDC-kretsen översätter analoga signaler till digitala signaler representerade av tid och fångar det exakta ögonblicket då varje fotonpuls registreras. Denna noggrannhet är avgörande för att bestämma målobjektets position baserat på histogrammet över inspelade pulser.
Utforska dTOF-prestandaparametrar
Detektionsområde och noggrannhet
Detekteringsområdet för ett dTOF-system sträcker sig teoretiskt så långt som dess ljuspulser kan färdas och reflekteras tillbaka till sensorn, och identifieras tydligt från brus. För konsumentelektronik ligger fokus ofta inom ett intervall på 5 m, med hjälp av VCSEL:er, medan fordonsapplikationer kan kräva detekteringsräckvidder på 100 m eller mer, vilket kräver olika tekniker som EEL:er ellerfiberlasrar.
klicka här för att läsa mer om produkten
Maximalt otvetydigt intervall
Den maximala räckvidden utan tvetydighet beror på intervallet mellan de utsända pulserna och laserns modulationsfrekvens. Till exempel, med en modulationsfrekvens på 1 MHz, kan den entydiga räckvidden nå upp till 150 m.
Precision och fel
Precisionen i dTOF-system begränsas i sig av laserns pulsbredd, medan fel kan uppstå på grund av olika osäkerheter i komponenterna, inklusive laserdrivaren, SPAD-sensorns respons och TDC-kretsens noggrannhet. Strategier som att använda en referens-SPAD kan hjälpa till att mildra dessa fel genom att etablera en baslinje för timing och avstånd.
Brus- och störningsmotstånd
dTOF-system måste hantera bakgrundsbrus, särskilt i miljöer med starkt ljus. Tekniker som att använda flera SPAD-pixlar med varierande dämpningsnivåer kan hjälpa till att hantera denna utmaning. Dessutom förbättrar dTOFs förmåga att skilja mellan direkta och flervägsreflektioner dess robusthet mot störningar.
Spatial upplösning och strömförbrukning
Framsteg inom SPAD-sensorteknik, såsom övergången från front-side illumination (FSI) till back-side illumination (BSI), har avsevärt förbättrat fotonabsorptionshastigheterna och sensoreffektiviteten. Dessa framsteg, i kombination med den pulserade naturen hos dTOF-system, resulterar i lägre strömförbrukning jämfört med kontinuerliga vågsystem som iTOF.
Framtiden för dTOF-tekniken
Trots de höga tekniska hindren och kostnaderna som är förknippade med dTOF-tekniken, gör dess fördelar inom noggrannhet, räckvidd och energieffektivitet den till en lovande kandidat för framtida tillämpningar inom en mängd olika områden. I takt med att sensorteknik och elektronisk kretsdesign fortsätter att utvecklas är dTOF-system redo för ett bredare antagande, vilket driver innovationer inom konsumentelektronik, bilsäkerhet och mer därtill.
- Från webbsidan02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Snabbare än ljus (faster-than-light.net)
- av författaren: Chao Guang
Ansvarsfriskrivning:
- Vi försäkrar härmed att vissa av bilderna som visas på vår webbplats är hämtade från internet och Wikipedia, i syfte att främja utbildning och informationsdelning. Vi respekterar alla skapares immateriella rättigheter. Användningen av dessa bilder är inte avsedd för kommersiell vinning.
- Om du anser att något av innehållet som används bryter mot din upphovsrätt, vänligen kontakta oss. Vi är mer än villiga att vidta lämpliga åtgärder, inklusive att ta bort bilder eller ange korrekt tillskrivning, för att säkerställa att vi följer lagar och förordningar om immateriella rättigheter. Vårt mål är att upprätthålla en plattform som är innehållsrik, rättvis och respekterar andras immateriella rättigheter.
- Vänligen kontakta oss på följande e-postadress:sales@lumispot.cnVi åtar oss att omedelbart vidta åtgärder när vi mottagit en anmälan och garanterar 100 % samarbete för att lösa sådana problem.
Publiceringstid: 7 mars 2024