Prenumerera på våra sociala medier för ett snabbt inlägg
Direct Time-of-Flight (dTOF)-teknik är ett innovativt tillvägagångssätt för att exakt mäta ljusets flygtid, med hjälp av metoden Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC). Denna teknologi är integrerad i en mängd olika applikationer, från närhetsavkänning inom konsumentelektronik till avancerade LiDAR-system i fordonstillämpningar. I kärnan består dTOF-system av flera nyckelkomponenter, som var och en spelar en avgörande roll för att säkerställa korrekta avståndsmätningar.
Kärnkomponenterna i dTOF-system
Laserdrivrutin och laser
Laserdrivenheten, en pivotal del av sändarkretsen, genererar digitala pulssignaler för att styra laserns emission via MOSFET-omkoppling. Laser, specielltVertikal kavitets ytaemitterande laser(VCSELs), gynnas för sitt smala spektrum, höga energiintensitet, snabba moduleringsmöjligheter och enkel integration. Beroende på applikationen väljs våglängder på 850nm eller 940nm för att balansera mellan solspektrumabsorptionstoppar och sensorkvanteffektivitet.
Sändnings- och mottagningsoptik
På den sändande sidan riktar en enkel optisk lins eller en kombination av kollimerande linser och Diffractive Optical Elements (DOE) laserstrålen över det önskade synfältet. Mottagningsoptiken, som syftar till att samla ljus inom målsynfältet, drar nytta av linser med lägre F-nummer och högre relativ belysning, tillsammans med smalbandsfilter för att eliminera främmande ljusstörningar.
SPAD- och SiPM-sensorer
Enkelfoton lavindioder (SPAD) och kiselfotomultiplikatorer (SiPM) är de primära sensorerna i dTOF-system. SPAD kännetecknas av sin förmåga att reagera på enstaka fotoner, vilket utlöser 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 för dTOF-system.
Time-to-Digital Converter (TDC)
TDC-kretsen översätter analoga signaler till digitala signaler representerade av tid, och fångar det exakta ögonblicket varje fotonpuls registreras. Denna noggrannhet är avgörande för att bestämma positionen för målobjektet baserat på histogrammet för 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, identifierat distinkt från brus. För konsumentelektronik ligger fokus ofta inom ett räckvidd på 5 m, med användning av VCSEL, medan fordonstillämpningar kan kräva detekteringsräckvidder på 100 m eller mer, vilket kräver olika teknologier som EELs ellerfiberlasrar.
klicka här för att lära dig mer om produkten
Maximalt entydigt räckvidd
Det maximala avståndet utan tvetydighet beror på intervallet mellan utsända pulser och laserns modulationsfrekvens. Till exempel, med en moduleringsfrekvens på 1MHz, kan det entydiga räckvidden nå upp till 150m.
Precision och fel
Precisionen i dTOF-system är i sig begränsad av laserns pulsbredd, medan fel kan uppstå från olika osäkerheter i komponenterna, inklusive laserdrivrutinen, SPAD-sensorns svar och TDC-kretsens noggrannhet. Strategier som att använda en referens SPAD kan hjälpa till att mildra dessa fel genom att upprätta en baslinje för timing och avstånd.
Brus- och störningsmotstånd
dTOF-system måste klara av bakgrundsljud, särskilt i miljöer med starkt ljus. Tekniker som att använda flera SPAD-pixlar med olika dämpningsnivåer kan hjälpa till att hantera denna utmaning. Dessutom förbättrar dTOF:s förmåga att skilja mellan direkta och flervägsreflektioner dess robusthet mot störningar.
Rumslig upplösning och strömförbrukning
Framsteg inom SPAD-sensorteknologin, såsom övergången från framsidesbelysning (FSI) till processer för baksidesbelysning (BSI), har avsevärt förbättrat fotonabsorptionshastigheter och sensoreffektivitet. Dessa framsteg, i kombination med dTOF-systemens pulserande karaktär, resulterar i lägre strömförbrukning jämfört med kontinuerliga vågsystem som iTOF.
Framtiden för dTOF-teknik
Trots de höga tekniska barriärerna och kostnaderna förknippade med dTOF-teknik, gör dess fördelar i noggrannhet, räckvidd och effekteffektivitet den till en lovande kandidat för framtida tillämpningar inom olika områden. Eftersom sensorteknologi och elektroniska kretsdesign fortsätter att utvecklas, är dTOF-system redo för en bredare användning, vilket driver innovationer inom konsumentelektronik, bilsäkerhet och mer.
- 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 förklarar härmed att en del av bilderna som visas på vår webbplats är samlade från Internet och Wikipedia, i syfte att främja utbildning och informationsutbyte. Vi respekterar alla kreatörers 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 tillhandahålla korrekt attribution, för att säkerställa efterlevnad av lagar och regler för immateriella rättigheter. Vårt mål är att upprätthålla en plattform som är rik på innehåll, rättvis och respekterar andras immateriella rättigheter.
- Vänligen kontakta oss på följande e-postadress:sales@lumispot.cn. Vi förbinder oss att vidta omedelbara åtgärder vid mottagande av ett meddelande och garanterar 100 % samarbete för att lösa sådana problem.
Posttid: Mar-07-2024