Novinky - dTOF senzor: Princip fungování a klíčové komponenty.

Přihlaste se k odběru našich sociálních médií pro rychlé zveřejnění

Technologie přímého měření doby letu světla (dTOF) je inovativní přístup k přesnému měření doby letu světla s využitím metody časově korelovaného počítání jednotlivých fotonů (TCSPC). Tato technologie je nedílnou součástí řady aplikací, od snímání blízkosti ve spotřební elektronice až po pokročilé systémy LiDAR v automobilových aplikacích. Systémy dTOF se ve své podstatě skládají z několika klíčových komponent, z nichž každá hraje klíčovou roli v zajištění přesného měření vzdálenosti.

Základní komponenty systémů dTOF

Laserový ovladač a laser

Laserový budič, klíčová součást vysílacího obvodu, generuje digitální pulzní signály pro řízení laserového vyzařování pomocí přepínání MOSFETů. Lasery, zejménaVertikální dutinové lasery s povrchovým vyzařováním(VCSEL) jsou preferovány pro své úzké spektrum, vysokou energetickou intenzitu, rychlé modulační schopnosti a snadnou integraci. V závislosti na aplikaci se volí vlnové délky 850 nm nebo 940 nm, aby se vyvážily absorpční vrcholy slunečního spektra a kvantová účinnost senzoru.

Vysílací a přijímací optika

Na vysílací straně směruje laserový paprsek přes požadované zorné pole jednoduchá optická čočka nebo kombinace kolimačních čoček a difrakčních optických prvků (DOE). Přijímací optika, zaměřená na shromažďování světla v cílovém zorném poli, využívá čočky s nižšími clonami a vyšším relativním osvětlením spolu s úzkopásmovými filtry pro eliminaci rušení vnějším světlem.

Senzory SPAD a SiPM

Jednofotonové lavinové diody (SPAD) a křemíkové fotonásobiče (SiPM) jsou primárními senzory v dTOF systémech. SPAD se vyznačují schopností reagovat na jednotlivé fotony a spouštět silný lavinový proud pouze jedním fotonem, což je činí ideálními pro vysoce přesná měření. Jejich větší velikost pixelu ve srovnání s tradičními CMOS senzory však omezuje prostorové rozlišení dTOF systémů.

Časově-digitální převodník (TDC)

Obvod TDC převádí analogové signály na digitální signály reprezentované časem a zachycuje přesný okamžik, kdy je každý fotonový puls zaznamenán. Tato přesnost je klíčová pro určení polohy cílového objektu na základě histogramu zaznamenaných pulsů.

Prozkoumání výkonnostních parametrů dTOF

Dosah a přesnost detekce

Detekční dosah systému dTOF teoreticky sahá tak daleko, jak daleko se mohou jeho světelné impulsy dostat a odrážet se zpět k senzoru, kde jsou odlišeny od šumu. U spotřební elektroniky je ohnisko často v dosahu 5 m s využitím VCSEL, zatímco automobilové aplikace mohou vyžadovat detekční dosahy 100 m nebo více, což vyžaduje různé technologie, jako jsou EEL nebo...vláknové lasery.

klikněte zde a dozvíte se více o produktu

Maximální jednoznačný dosah

Maximální dosah bez nejednoznačnosti závisí na intervalu mezi emitovanými impulsy a modulační frekvenci laseru. Například při modulační frekvenci 1 MHz může jednoznačný dosah dosáhnout až 150 m.

Přesnost a chyba

Přesnost v systémech dTOF je inherentně omezena šířkou pulzu laseru, zatímco chyby mohou vznikat z různých nejistot v komponentách, včetně laserového budiče, odezvy senzoru SPAD a přesnosti obvodu TDC. Strategie, jako je použití referenčního SPAD, mohou pomoci tyto chyby zmírnit stanovením základní linie pro časování a vzdálenost.

Odolnost proti šumu a rušení

Systémy dTOF se musí vypořádat s šumem pozadí, zejména v prostředí se silným světlem. Techniky, jako je použití více pixelů SPAD s různými úrovněmi útlumu, mohou pomoci tento problém zvládnout. Schopnost dTOF rozlišovat mezi přímými a vícecestnými odrazy navíc zvyšuje jeho odolnost vůči rušení.

Prostorové rozlišení a spotřeba energie

Pokroky v technologii senzorů SPAD, jako je přechod z procesů osvětlení zepředu (FSI) na osvětlení zezadu (BSI), výrazně zlepšily rychlost absorpce fotonů a účinnost senzorů. Tento pokrok v kombinaci s pulzní povahou systémů dTOF vede k nižší spotřebě energie ve srovnání se systémy s kontinuální vlnou, jako je iTOF.

Budoucnost technologie dTOF

Navzdory vysokým technickým překážkám a nákladům spojeným s technologií dTOF, její výhody v přesnosti, dosahu a energetické účinnosti z ní činí slibného kandidáta pro budoucí aplikace v různých oblastech. S neustálým vývojem senzorové technologie a návrhu elektronických obvodů jsou systémy dTOF připraveny k širšímu přijetí a podnícení inovací ve spotřební elektronice, automobilové bezpečnosti a dalších oblastech.

Z webové stránky02.02 TOF系统第二章 dTOF系统 - 超光 Rychlejší než světlo (faster-than-light.net)
od autora: Chao Guang

Prohlášení o vyloučení odpovědnosti:

Tímto prohlašujeme, že některé obrázky zobrazené na našich webových stránkách byly shromážděny z internetu a Wikipedie s cílem podpořit vzdělávání a sdílení informací. Respektujeme práva duševního vlastnictví všech tvůrců. Použití těchto obrázků není určeno ke komerčnímu zisku.
Pokud se domníváte, že některý z použitého obsahu porušuje vaše autorská práva, kontaktujte nás. Jsme více než ochotni přijmout vhodná opatření, včetně odstranění obrázků nebo uvedení zdroje, abychom zajistili dodržování zákonů a předpisů o duševním vlastnictví. Naším cílem je udržovat platformu, která je bohatá na obsah, spravedlivá a respektuje práva duševního vlastnictví ostatních.
Kontaktujte nás prosím na následující e-mailové adrese:sales@lumispot.cnZavazujeme se k okamžitému přijetí jakéhokoli oznámení a garantujeme 100% spolupráci při řešení jakýchkoli takových problémů.