Абонирайте се за нашите социални медии за бърза публикация
Технологията Direct Time-of-Flight (dTOF) е иновативен подход за прецизно измерване на времето на полет на светлината, като се използва методът за корелирано във времето броене на един фотон (TCSPC). Тази технология е неразделна част от различни приложения, от отчитане на близост в потребителската електроника до усъвършенствани LiDAR системи в автомобилни 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, основна част от веригата на предавателя, генерира цифрови импулсни сигнали за контролиране на излъчването на лазера чрез превключване на MOSFET. Лазери, особеноПовърхностно излъчващи лазери с вертикална кухина(VCSEL), са предпочитани заради техния тесен спектър, висока енергийна интензивност, възможности за бърза модулация и лесна интеграция. В зависимост от приложението се избират дължини на вълните от 850 nm или 940 nm, за да се балансира между пиковете на поглъщане на слънчевия спектър и квантовата ефективност на сензора.
Предавателна и приемателна оптика
От предаващата страна обикновена оптична леща или комбинация от колимиращи лещи и дифракционни оптични елементи (DOE) насочва лазерния лъч през желаното зрително поле. Получаващата оптика, насочена към събиране на светлина в целевото зрително поле, се възползва от лещи с по-ниски F-числа и по-висока относителна осветеност, заедно 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, предизвиквайки силен лавинен поток само с един фотон, което ги прави идеални за измервания с висока точност. Въпреки това, техният по-голям размер на пикселите в сравнение с традиционните CMOS сензори ограничава пространствената разделителна способност на dTOF системите.
Време-цифров преобразувател (TDC)
Веригата TDC преобразува аналоговите сигнали в цифрови сигнали, представени от времето, като улавя точния момент, в който се записва 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 откриване на dTOF система теоретично се простира дотолкова, доколкото нейните светлинни импулси могат да пътуват и да бъдат отразени обратно към сензора, идентифициран ясно от шума. За потребителската електроника фокусът често е в обхват от 5 м, като се използват VCSEL, докато автомобилните приложения може да изискват обхват на откриване от 100 м или повече, което налага различни технологии като EEL иливлакнести лазери.
щракнете тук, за да научите повече за продукта
Максимален недвусмислен диапазон
Максималният обхват без двусмислие зависи от интервала между излъчваните импулси и честотата на модулация на лазера. Например, при честота на модулация от 1MHz, еднозначният обхват може да достигне до 150m.
Прецизност и грешка
Прецизността в dTOF системите по своята същност е ограничена от ширината на импулса на лазера, докато грешки могат да възникнат от различни несигурности в компонентите, включително драйвера на лазера, реакцията на SPAD сензора и точността на TDC веригата. Стратегии като използване на референтен SPAD могат да помогнат за смекчаване на тези грешки чрез установяване на базова линия за времето и разстоянието.
Устойчивост на шум и смущения
dTOF системите трябва да се борят с фоновия шум, особено в среда със силно осветление. Техники като използване 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 подобрява неговата устойчивост срещу смущения.
Пространствена разделителна способност и консумация на енергия
Напредъкът в сензорната технология SPAD, като прехода от предно-странично осветление (FSI) към задно осветление (BSI), значително подобри скоростите на абсорбция на фотони и ефективността на сензора. Този напредък, съчетан с импулсния характер на dTOF системите, води до по-ниска консумация на енергия в сравнение със системи с непрекъсната вълна като iTOF.
Бъдещето на технологията dTOF
Въпреки високите технически бариери и разходи, свързани с dTOF технологията, нейните предимства в точността, обхвата и енергийната ефективност я правят обещаващ кандидат за бъдещи приложения в различни области. Тъй като сензорната технология и дизайнът на електронните вериги продължават да се развиват, dTOF системите са готови за по-широко приемане, 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 Wikipedia с цел насърчаване на образованието и споделянето на информация. Ние уважаваме правата на интелектуална собственост на всички творци. 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 правилно авторство, 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 на интелектуална собственост на другите.
- Моля, свържете се с нас на следния имейл адрес:sales@lumispot.cn. Ние се ангажираме да предприемем незабавни действия при получаване на всяко известие и гарантираме 100% сътрудничество при разрешаването на всички подобни проблеми.
Време на публикуване: 07 март 2024 г