Abonner på vores sociale medier for hurtige opslag
Direct Time-of-Flight (dTOF)-teknologi er en innovativ tilgang til præcis måling af lysets flyvetid ved hjælp af Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC)-metoden. Denne teknologi er integreret i en række forskellige applikationer, lige fra nærhedsmåling i forbrugerelektronik til avancerede LiDAR-systemer i bilindustrien. I sin kerne består dTOF-systemer af flere nøglekomponenter, der hver især spiller en afgørende rolle i at sikre nøjagtige afstandsmålinger.
Kernekomponenterne i dTOF-systemer
Laserdriver og laser
Laserdriveren, en central del af senderkredsløbet, genererer digitale pulssignaler til at styre laserens emission via MOSFET-switching. Lasere, isærVertikale hulrumsoverfladeemitterende lasere(VCSEL'er) er foretrukne på grund af deres smalle spektrum, høje energiintensitet, hurtige moduleringsfunktioner og nemme integration. Afhængigt af applikationen vælges bølgelængder på 850 nm eller 940 nm for at afbalancere solspektrumabsorptionstoppe og sensorens kvanteeffektivitet.
Sendende og modtagende optik
På transmittersiden retter en simpel optisk linse eller en kombination af kollimerende linser og diffraktive optiske elementer (DOE'er) laserstrålen hen over det ønskede synsfelt. Modtageroptikken, der har til formål at indsamle lys inden for målsynsfeltet, drager fordel af linser med lavere f-tal og højere relativ belysning, sammen med smalbåndsfiltre for at eliminere uvedkommende lysinterferens.
SPAD- og SiPM-sensorer
Enkeltfoton-lavinedioder (SPAD) og silicium-fotomultiplikatorer (SiPM) er de primære sensorer i dTOF-systemer. SPAD'er er kendetegnet ved deres evne til at reagere på enkeltfotoner og udløse en stærk lavinestrøm med blot én foton, hvilket gør dem ideelle til højpræcisionsmålinger. Deres større pixelstørrelse sammenlignet med traditionelle CMOS-sensorer begrænser dog den rumlige opløsning af dTOF-systemer.
Tid-til-digital-konverter (TDC)
TDC-kredsløbet oversætter analoge signaler til digitale signaler repræsenteret af tid og registrerer det præcise øjeblik, hvor hver fotonpuls optages. Denne nøjagtighed er afgørende for at bestemme målobjektets position baseret på histogrammet af optagede pulser.
Udforskning af dTOF-præstationsparametre
Detektionsområde og nøjagtighed
Detektionsområdet for et dTOF-system strækker sig teoretisk set så langt, som dets lyspulser kan bevæge sig og reflekteres tilbage til sensoren, og identificeres tydeligt fra støj. For forbrugerelektronik er fokus ofte inden for en rækkevidde på 5 m, ved brug af VCSEL'er, mens bilapplikationer kan kræve detektionsområder på 100 m eller mere, hvilket nødvendiggør forskellige teknologier som EEL'er ellerfiberlasere.
klik her for at lære mere om produktet
Maksimal utvetydig rækkevidde
Den maksimale rækkevidde uden tvetydighed afhænger af intervallet mellem de udsendte pulser og laserens modulationsfrekvens. For eksempel, med en modulationsfrekvens på 1 MHz, kan den utvetydige rækkevidde nå op til 150 m.
Præcision og fejl
Præcision i dTOF-systemer er i sagens natur begrænset af laserens pulsbredde, mens fejl kan opstå på grund af forskellige usikkerheder i komponenterne, herunder laserdriveren, SPAD-sensorresponsen og TDC-kredsløbets nøjagtighed. Strategier som at anvende en reference-SPAD kan hjælpe med at afbøde disse fejl ved at etablere en basislinje for timing og afstand.
Støj- og interferensmodstand
dTOF-systemer skal håndtere baggrundsstøj, især i stærkt lys. Teknikker som brug af flere SPAD-pixels med varierende dæmpningsniveauer kan hjælpe med at håndtere denne udfordring. Derudover forbedrer dTOFs evne til at skelne mellem direkte og flervejsrefleksioner dens robusthed over for interferens.
Rumlig opløsning og strømforbrug
Fremskridt inden for SPAD-sensorteknologi, såsom overgangen fra front-side illumination (FSI) til back-side illumination (BSI) processer, har forbedret fotonabsorptionshastigheder og sensoreffektivitet betydeligt. Disse fremskridt, kombineret med den pulserende natur af dTOF-systemer, resulterer i lavere strømforbrug sammenlignet med kontinuerlige bølgesystemer som iTOF.
Fremtiden for dTOF-teknologi
Trods de høje tekniske barrierer og omkostninger forbundet med dTOF-teknologi, gør dens fordele inden for nøjagtighed, rækkevidde og energieffektivitet den til en lovende kandidat til fremtidige anvendelser inden for forskellige områder. I takt med at sensorteknologi og elektronisk kredsløbsdesign fortsætter med at udvikle sig, er dTOF-systemer klar til bredere anvendelse, hvilket driver innovationer inden for forbrugerelektronik, bilsikkerhed og mere til.
- Fra websiden02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Hurtigere end lyset (faster-than-light.net)
- af forfatteren: Chao Guang
Ansvarsfraskrivelse:
- Vi erklærer hermed, at nogle af de billeder, der vises på vores hjemmeside, er indsamlet fra internettet og Wikipedia med det formål at fremme uddannelse og informationsdeling. Vi respekterer alle skaberes intellektuelle ejendomsrettigheder. Brugen af disse billeder er ikke beregnet til kommerciel gevinst.
- Hvis du mener, at noget af det anvendte indhold krænker din ophavsret, bedes du kontakte os. Vi er mere end villige til at træffe passende foranstaltninger, herunder fjernelse af billeder eller korrekt kildeangivelse, for at sikre overholdelse af love og regler om intellektuel ejendomsret. Vores mål er at opretholde en platform, der er rig på indhold, retfærdig og respekterer andres intellektuelle ejendomsrettigheder.
- Kontakt os venligst på følgende e-mailadresse:sales@lumispot.cnVi forpligter os til at handle øjeblikkeligt, når vi modtager enhver underretning, og garanterer 100% samarbejde for at løse sådanne problemer.
Opslagstidspunkt: 7. marts 2024