Subscriu-te a les nostres xarxes socials per a una publicació ràpida
La tecnologia Direct Time-of-Flight (dTOF) és un enfocament innovador per mesurar amb precisió el temps de vol de la llum, utilitzant el mètode de recompte de fotons únics correlacionats amb el temps (TCSPC). Aquesta tecnologia és integral per a una varietat d'aplicacions, des de la detecció de proximitat en electrònica de consum fins a sistemes avançats LiDAR en aplicacions d'automoció. En el seu nucli, els sistemes dTOF consten de diversos components clau, cadascun jugant un paper crucial per garantir mesures precises de la distància.
Els components bàsics dels sistemes dTOF
Controlador làser i làser
El controlador làser, una part fonamental del circuit transmissor, genera senyals de polsos digitals per controlar l'emissió del làser mitjançant la commutació MOSFET. Làsers, sobretotLàsers d'emissió de superfície de cavitat vertical(VCSEL), són afavorits pel seu espectre estret, alta intensitat energètica, capacitats de modulació ràpida i facilitat d'integració. Depenent de l'aplicació, es seleccionen longituds d'ona de 850 nm o 940 nm per equilibrar els pics d'absorció de l'espectre solar i l'eficiència quàntica del sensor.
Òptica de transmissió i recepció
Pel que fa a la transmissió, una lent òptica senzilla o una combinació de lents de col·limació i elements òptics difractius (DOE) dirigeixen el raig làser a través del camp de visió desitjat. L'òptica de recepció, destinada a recollir llum dins del camp de visió objectiu, es beneficia de lents amb números F més baixos i una il·luminació relativa més alta, juntament amb filtres de banda estreta per eliminar les interferències de llum alienes.
Sensors SPAD i SiPM
Els díodes d'allau d'un sol fotó (SPAD) i els fotomultiplicadors de silici (SiPM) són els sensors principals dels sistemes dTOF. Els SPAD es distingeixen per la seva capacitat de respondre a fotons únics, provocant un fort corrent d'allau amb només un fotó, cosa que els fa ideals per a mesures d'alta precisió. Tanmateix, la seva mida de píxel més gran en comparació amb els sensors CMOS tradicionals limita la resolució espacial dels sistemes dTOF.
Convertidor de temps a digital (TDC)
El circuit TDC tradueix senyals analògics en senyals digitals representats pel temps, capturant el moment precís de cada pols de fotons. Aquesta precisió és crucial per determinar la posició de l'objecte objectiu a partir de l'histograma dels polsos registrats.
Explorant els paràmetres de rendiment dTOF
Interval de detecció i precisió
El rang de detecció d'un sistema dTOF s'estén teòricament fins que els seus polsos de llum poden viatjar i reflectir-se cap al sensor, identificats clarament pel soroll. Per a l'electrònica de consum, l'enfocament es troba sovint dins d'un rang de 5 m, utilitzant VCSEL, mentre que les aplicacions d'automoció poden requerir rangs de detecció de 100 m o més, la qual cosa requereix diferents tecnologies com EEL o EEL.làsers de fibra.
feu clic aquí per obtenir més informació sobre el producte
Interval màxim inequívoc
El rang màxim sense ambigüitat depèn de l'interval entre els polsos emesos i la freqüència de modulació del làser. Per exemple, amb una freqüència de modulació d'1 MHz, el rang inequívoc pot arribar fins a 150 m.
Precisió i error
La precisió dels sistemes dTOF està inherentment limitada per l'amplada del pols del làser, mentre que els errors poden sorgir de diverses incerteses en els components, inclòs el controlador làser, la resposta del sensor SPAD i la precisió del circuit TDC. Estratègies com l'ús d'un SPAD de referència poden ajudar a mitigar aquests errors establint una línia de base per al temps i la distància.
Resistència al soroll i a les interferències
Els sistemes dTOF han de fer front al soroll de fons, especialment en entorns amb molta llum. Tècniques com l'ús de diversos píxels SPAD amb diferents nivells d'atenuació poden ajudar a gestionar aquest repte. A més, la capacitat de dTOF per distingir entre reflexos directes i multicamí millora la seva robustesa davant les interferències.
Resolució espacial i consum d'energia
Els avenços en la tecnologia del sensor SPAD, com ara la transició dels processos d'il·luminació frontal (FSI) als processos d'il·luminació posterior (BSI), han millorat significativament les taxes d'absorció de fotons i l'eficiència del sensor. Aquest progrés, combinat amb la naturalesa polsada dels sistemes dTOF, resulta en un menor consum d'energia en comparació amb els sistemes d'ona contínua com iTOF.
El futur de la tecnologia dTOF
Malgrat les elevades barreres tècniques i els costos associats a la tecnologia dTOF, els seus avantatges en precisió, abast i eficiència energètica el converteixen en un candidat prometedor per a aplicacions futures en diversos camps. A mesura que la tecnologia de sensors i el disseny de circuits electrònics continuen evolucionant, els sistemes dTOF estan preparats per a una adopció més àmplia, impulsant innovacions en electrònica de consum, seguretat automotriu i més enllà.
- Des de la pàgina web02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Faster than light (faster-than-light.net)
- de l'autor: Chao Guang
Exempció de responsabilitat:
- Per la present declarem que algunes de les imatges que es mostren al nostre lloc web estan recollides d'Internet i de la Viquipèdia, amb l'objectiu de promoure l'educació i l'intercanvi d'informació. Respectem els drets de propietat intel·lectual de tots els creadors. L'ús d'aquestes imatges no té com a finalitat un benefici comercial.
- Si creieu que algun dels continguts utilitzats infringeix els vostres drets d'autor, poseu-vos en contacte amb nosaltres. Estem més que disposats a prendre les mesures adequades, com ara eliminar imatges o oferir una atribució adequada, per garantir el compliment de les lleis i regulacions de propietat intel·lectual. El nostre objectiu és mantenir una plataforma rica en contingut, justa i que respecti els drets de propietat intel·lectual dels altres.
- Poseu-vos en contacte amb nosaltres a la següent adreça de correu electrònic:sales@lumispot.cn. Ens comprometem a prendre mesures immediates quan rebem qualsevol notificació i garantim una cooperació al 100% per resoldre aquests problemes.
Hora de publicació: Mar-07-2024