Абонирайте се за нашите социални медии за бързи публикации
Технологията за директно измерване на времето на прелет (dTOF) е иновативен подход за прецизно измерване на времето на прелет на светлината, използващ метода за времево корелирано броене на единични фотони (TCSPC). Тази технология е неразделна част от различни приложения, от сензори за близост в потребителската електроника до усъвършенствани LiDAR системи в автомобилните приложения. В основата си dTOF системите се състоят от няколко ключови компонента, всеки от които играе решаваща роля за осигуряване на точни измервания на разстоянието.
Основните компоненти на dTOF системите
Лазерен драйвер и лазер
Лазерният драйвер, ключова част от предавателната верига, генерира цифрови импулсни сигнали за управление на лазерното излъчване чрез MOSFET превключване. Лазерите, по-специалноВертикални кухини, излъчващи повърхностно лазери(VCSEL) са предпочитани заради тесния си спектър, високата енергийна интензивност, възможностите за бърза модулация и лесната интеграция. В зависимост от приложението, дължините на вълните от 850 nm или 940 nm се избират, за да се балансира между пиковете на абсорбция в слънчевия спектър и квантовата ефективност на сензора.
Предавателна и приемаща оптика
От предаващата страна, обикновена оптична леща или комбинация от колимиращи лещи и дифракционни оптични елементи (DOE) насочва лазерния лъч през желаното зрително поле. Приемащата оптика, насочена към събиране на светлина в целевото зрително поле, се възползва от лещи с по-ниски F-числа и по-висока относителна осветеност, наред с теснолентови филтри за елиминиране на външни светлинни смущения.
SPAD и SiPM сензори
Еднофотонните лавинни диоди (SPAD) и силициевите фотоумножители (SiPM) са основните сензори в dTOF системите. SPAD се отличават със способността си да реагират на единични фотони, задействайки силен лавинен ток само с един фотон, което ги прави идеални за високопрецизни измервания. По-големият им размер на пикселите в сравнение с традиционните CMOS сензори обаче ограничава пространствената разделителна способност на dTOF системите.
Временно-цифров преобразувател (TDC)
TDC веригата преобразува аналоговите сигнали в цифрови сигнали, представени чрез време, улавяйки точния момент, в който е записан всеки фотонен импулс. Тази точност е от решаващо значение за определяне на позицията на целевия обект въз основа на хистограмата на записаните импулси.
Изследване на параметрите на производителността на dTOF
Обхват и точност на откриване
Обхватът на детекция на dTOF система теоретично се простира дотолкова, доколкото светлинните ѝ импулси могат да се разпространят и да се отразят обратно към сензора, разграничавайки се от шума. За потребителската електроника фокусът често е в обхват от 5 м, използвайки VCSEL, докато автомобилните приложения може да изискват обхват на детекция от 100 м или повече, което налага различни технологии като EEL или...влакнести лазери.
кликнете тук, за да научите повече за продукта
Максимален недвусмислен обхват
Максималният обхват без неяснота зависи от интервала между излъчваните импулси и честотата на модулация на лазера. Например, при честота на модулация от 1MHz, недвусмисленият обхват може да достигне до 150 м.
Прецизност и грешка
Прецизността в dTOF системите е по своята същност ограничена от ширината на импулса на лазера, докато грешки могат да възникнат от различни несигурности в компонентите, включително лазерния драйвер, реакцията на SPAD сензора и точността на TDC веригата. Стратегии като използването на референтен SPAD могат да помогнат за смекчаване на тези грешки чрез установяване на базова линия за време и разстояние.
Устойчивост на шум и смущения
dTOF системите трябва да се справят с фоновия шум, особено в среда със силна светлина. Техники като използването на множество SPAD пиксели с различни нива на затихване могат да помогнат за справяне с това предизвикателство. Освен това, способността на dTOF да прави разлика между директни и многопътни отражения повишава устойчивостта му срещу смущения.
Пространствена резолюция и консумация на енергия
Напредъкът в технологията на SPAD сензорите, като например преходът от процеси на осветяване отпред (FSI) към осветяване отзад (BSI), значително подобри скоростта на поглъщане на фотони и ефективността на сензорите. Този напредък, комбиниран с импулсния характер на dTOF системите, води до по-ниска консумация на енергия в сравнение със системи с непрекъсната вълна като iTOF.
Бъдещето на dTOF технологията
Въпреки високите технически бариери и разходи, свързани с dTOF технологията, нейните предимства по отношение на точност, обхват и енергийна ефективност я правят обещаващ кандидат за бъдещи приложения в различни области. С развитието на сензорните технологии и дизайна на електронните схеми, dTOF системите са готови за по-широко приложение, стимулирайки иновациите в потребителската електроника, автомобилната безопасност и други.
- От уеб страницата02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 По-бърз от светлината (faster-than-light.net)
- от автора: Чао Гуанг
Отказ от отговорност:
- С настоящото декларираме, че някои от изображенията, показани на нашия уебсайт, са събрани от интернет и Уикипедия, с цел насърчаване на образованието и споделянето на информация. Ние уважаваме правата върху интелектуална собственост на всички създатели. Използването на тези изображения не е предназначено за търговска печалба.
- Ако смятате, че някое от използваното съдържание нарушава вашите авторски права, моля, свържете се с нас. Ние сме повече от готови да предприемем подходящи мерки, включително премахване на изображения или предоставяне на подходящо посочване на авторството, за да гарантираме спазването на законите и разпоредбите за интелектуална собственост. Нашата цел е да поддържаме платформа, която е богата на съдържание, справедлива и зачита правата върху интелектуална собственост на другите.
- Моля, свържете се с нас на следния имейл адрес:sales@lumispot.cnАнгажираме се да предприемем незабавни действия при получаване на всяко уведомление и гарантираме 100% съдействие при разрешаването на подобни проблеми.
Време на публикуване: 07 март 2024 г.