Abonner på våre sosiale medier for raske innlegg
Direct Time-of-Flight (dTOF)-teknologi er en innovativ tilnærming for å måle lysets flyvetid presist, ved bruk av Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC)-metoden. Denne teknologien er integrert i en rekke applikasjoner, fra nærhetsmåling i forbrukerelektronikk til avanserte LiDAR-systemer i bilindustrien. I kjernen består dTOF-systemer av flere nøkkelkomponenter, som hver spiller en avgjørende rolle i å sikre nøyaktige avstandsmålinger.
Kjernekomponentene i dTOF-systemer
Laserdriver og laser
Laserdriveren, en sentral del av senderkretsen, genererer digitale pulssignaler for å kontrollere laserens emisjon via MOSFET-svitsjing. Lasere, spesieltVertikale hulromsoverflateemitterende lasere(VCSEL-er) er foretrukket på grunn av sitt smale spektrum, høye energiintensitet, raske moduleringsmuligheter og enkle integrering. Avhengig av applikasjonen velges bølgelengder på 850 nm eller 940 nm for å balansere mellom absorpsjonstopper i solspekteret og sensorens kvanteeffektivitet.
Sendende og mottakende optikk
På sendersiden retter en enkel optisk linse eller en kombinasjon av kollimerende linser og diffraktive optiske elementer (DOE-er) laserstrålen over ønsket synsfelt. Mottakeroptikken, som er rettet mot å samle lys innenfor målsynsfeltet, drar nytte av linser med lavere F-tall og høyere relativ belysning, sammen med smalbåndsfiltre for å eliminere uvedkommende lysforstyrrelser.
SPAD- og SiPM-sensorer
Enkeltfoton-skreddioder (SPAD) og silisium-fotomultiplikatorer (SiPM) er de primære sensorene i dTOF-systemer. SPAD-er kjennetegnes ved sin evne til å reagere på enkeltfotoner, og utløse en sterk skredstrøm med bare ett foton, noe som gjør dem ideelle for høypresisjonsmålinger. Imidlertid begrenser deres større pikselstørrelse sammenlignet med tradisjonelle CMOS-sensorer den romlige oppløsningen til dTOF-systemer.
Tid-til-digital-omformer (TDC)
TDC-kretsen oversetter analoge signaler til digitale signaler representert av tid, og fanger opp det nøyaktige øyeblikket hver fotonpuls registreres. Denne nøyaktigheten er avgjørende for å bestemme posisjonen til målobjektet basert på histogrammet til de registrerte pulsene.
Utforsking av dTOF-ytelsesparametere
Deteksjonsområde og nøyaktighet
Deteksjonsområdet til et dTOF-system strekker seg teoretisk sett så langt som lyspulsene kan bevege seg og reflekteres tilbake til sensoren, og identifiseres tydelig fra støy. For forbrukerelektronikk er fokuset ofte innenfor et område på 5 m, ved bruk av VCSEL-er, mens bilindustrien kan kreve deteksjonsområder på 100 m eller mer, noe som nødvendiggjør forskjellige teknologier som EEL-er ellerfiberlasere.
klikk her for å lære mer om produktet
Maksimal utvetydig rekkevidde
Maksimal rekkevidde uten tvetydighet avhenger av intervallet mellom utsendte pulser og laserens modulasjonsfrekvens. For eksempel, med en modulasjonsfrekvens på 1 MHz, kan den entydige rekkevidden nå opptil 150 m.
Presisjon og feil
Presisjon i dTOF-systemer er iboende begrenset av laserens pulsbredde, mens feil kan oppstå fra ulike usikkerheter i komponentene, inkludert laserdriveren, SPAD-sensorresponsen og TDC-kretsens nøyaktighet. Strategier som å bruke en referanse-SPAD kan bidra til å redusere disse feilene ved å etablere en grunnlinje for timing og avstand.
Støy- og interferensmotstand
dTOF-systemer må håndtere bakgrunnsstøy, spesielt i sterke lysmiljøer. Teknikker som bruk av flere SPAD-piksler med varierende dempningsnivåer kan bidra til å håndtere denne utfordringen. I tillegg forbedrer dTOFs evne til å skille mellom direkte og flerveisrefleksjoner robustheten mot interferens.
Romlig oppløsning og strømforbruk
Fremskritt innen SPAD-sensorteknologi, som overgangen fra front-side illumination (FSI) til back-side illumination (BSI) prosesser, har forbedret fotonabsorpsjonshastigheter og sensoreffektivitet betydelig. Denne fremgangen, kombinert med den pulserende naturen til dTOF-systemer, resulterer i lavere strømforbruk sammenlignet med kontinuerlige bølgesystemer som iTOF.
Fremtiden for dTOF-teknologi
Til tross for de høye tekniske barrierene og kostnadene forbundet med dTOF-teknologi, gjør fordelene innen nøyaktighet, rekkevidde og energieffektivitet den til en lovende kandidat for fremtidige bruksområder innen ulike felt. Etter hvert som sensorteknologi og elektronisk kretsdesign fortsetter å utvikle seg, er dTOF-systemer klare for bredere bruk, noe som driver innovasjoner innen forbrukerelektronikk, bilsikkerhet og mer.
- Fra nettsiden02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Raskere enn lys (faster-than-light.net)
- av forfatteren: Chao Guang
Ansvarsfraskrivelse:
- Vi erklærer herved at noen av bildene som vises på nettstedet vårt er samlet fra Internett og Wikipedia, med sikte på å fremme utdanning og informasjonsdeling. Vi respekterer alle skaperes immaterielle rettigheter. Bruken av disse bildene er ikke ment for kommersiell vinning.
- Hvis du mener at noe av innholdet som brukes bryter med opphavsretten din, kan du kontakte oss. Vi er mer enn villige til å iverksette passende tiltak, inkludert å fjerne bilder eller gi korrekt kildehenvisning, for å sikre at vi overholder lover og forskrifter om immaterielle rettigheter. Målet vårt er å opprettholde en plattform som er innholdsrik, rettferdig og respekterer andres immaterielle rettigheter.
- Ta kontakt med oss på følgende e-postadresse:sales@lumispot.cnVi forplikter oss til å iverksette tiltak umiddelbart etter mottak av varsel og garanterer 100 % samarbeid for å løse slike problemer.
Publisert: 07. mars 2024