Subscriu-te a les nostres xarxes socials per a publicacions ràpides
La tecnologia de temps de vol directe (dTOF) és un mètode innovador per mesurar amb precisió el temps de vol de la llum, utilitzant el mètode de recompte de fotons individuals 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 LiDAR avançats en aplicacions d'automoció. En essència, els sistemes dTOF consten de diversos components clau, cadascun dels quals juga un paper crucial per garantir mesures de distància precises.
Els components principals dels sistemes dTOF
Controlador làser i làser
El controlador làser, una part fonamental del circuit transmissor, genera senyals de pols digitals per controlar l'emissió del làser mitjançant la commutació MOSFET. Els làsers, en particularLàsers d'emissió superficial de cavitat vertical(VCSELs), són els preferits pel seu espectre estret, alta intensitat energètica, capacitats de modulació ràpida i facilitat d'integració. Segons l'aplicació, es seleccionen longituds d'ona de 850 nm o 940 nm per equilibrar entre 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 simple o una combinació de lents colimadores i elements òptics difractius (DOE) dirigeix el feix làser a través del camp de visió desitjat. L'òptica receptora, destinada a captar la llum dins del camp de visió objectiu, es beneficia de lents amb nombres F més baixos i una il·luminació relativa més alta, juntament amb filtres de banda estreta per eliminar la interferència de llum externa.
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 individuals, desencadenant 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 els senyals analògics en senyals digitals representats pel temps, capturant el moment precís en què es registra cada pols de fotó. Aquesta precisió és crucial per determinar la posició de l'objecte objectiu basant-se en l'histograma dels polsos enregistrats.
Exploració dels paràmetres de rendiment del dTOF
Rang de detecció i precisió
El rang de detecció d'un sistema dTOF teòricament s'estén fins on poden viatjar els seus polsos de llum i reflectir-se de tornada al sensor, identificats clarament del soroll. Per a l'electrònica de consum, el focus sovint es troba dins d'un rang de 5 m, utilitzant VCSELs, mentre que les aplicacions d'automoció poden requerir rangs de detecció de 100 m o més, cosa que necessita tecnologies diferents com EELs olàsers de fibra.
feu clic aquí per obtenir més informació sobre el producte
Abast màxim inequívoc
L'abast màxim sense ambigüitat depèn de l'interval entre els polsos emesos i de la freqüència de modulació del làser. Per exemple, amb una freqüència de modulació d'1 MHz, l'abast inequívoc pot arribar fins als 150 m.
Precisió i error
La precisió en els sistemes dTOF està inherentment limitada per l'amplada d'impuls del làser, mentre que els errors poden sorgir de diverses incerteses en els components, com ara el controlador del làser, la resposta del sensor SPAD i la precisió del circuit TDC. Estratègies com ara utilitzar 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, sobretot en entorns de molta llum. Tècniques com l'ús de múltiples píxels SPAD amb diferents nivells d'atenuació poden ajudar a gestionar aquest repte. A més, la capacitat del dTOF per distingir entre reflexions directes i multitrajecte millora la seva robustesa contra les interferències.
Resolució espacial i consum d'energia
Els avenços en la tecnologia de sensors SPAD, com ara la transició dels processos d'il·luminació frontal (FSI) a la il·luminació posterior (BSI), han millorat significativament les taxes d'absorció de fotons i l'eficiència dels sensors. Aquest progrés, combinat amb la naturalesa pulsada dels sistemes dTOF, resulta en un menor consum d'energia en comparació amb els sistemes d'ona contínua com l'iTOF.
El futur de la tecnologia dTOF
Malgrat les altes barreres tècniques i els costos associats a la tecnologia dTOF, els seus avantatges en precisió, abast i eficiència energètica la converteixen en una candidata prometedora per a futures aplicacions 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 automobilística 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
Avís legal:
- Per la present declarem que algunes de les imatges que es mostren al nostre lloc web s'han extret d'Internet i de la Viquipèdia, amb l'objectiu de promoure l'educació i la compartició d'informació. Respectem els drets de propietat intel·lectual de tots els creadors. L'ús d'aquestes imatges no té com a objectiu lucratiu.
- 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 proporcionar l'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.
- Si us plau, poseu-vos en contacte amb nosaltres a la següent adreça de correu electrònic:sales@lumispot.cnEns comprometem a prendre mesures immediates en rebre qualsevol notificació i garantim una cooperació del 100% per resoldre qualsevol d'aquests problemes.
Data de publicació: 07-03-2024