Balita - dTOF sensor: Prinsipyo ng paggana at mga pangunahing bahagi.

Mag-subscribe sa aming Social Media para sa mga Post na Mabilis

Ang teknolohiyang Direct Time-of-Flight (dTOF) ay isang makabagong pamamaraan upang tumpak na masukat ang oras ng paglipad ng liwanag, gamit ang pamamaraang Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC). Ang teknolohiyang ito ay mahalaga sa iba't ibang aplikasyon, mula sa proximity sensing sa mga consumer electronics hanggang sa mga advanced na LiDAR system sa mga aplikasyon ng automotive. Sa kaibuturan nito, ang mga dTOF system ay binubuo ng ilang pangunahing bahagi, na bawat isa ay gumaganap ng mahalagang papel sa pagtiyak ng tumpak na pagsukat ng distansya.

Ang Mga Pangunahing Bahagi ng mga Sistemang dTOF

Laser Driver at Laser

Ang laser driver, isang mahalagang bahagi ng transmitter circuit, ay bumubuo ng mga digital pulse signal upang kontrolin ang emisyon ng laser sa pamamagitan ng MOSFET switching. Ang mga laser, lalo naMga Laser na Naglalabas ng Vertical Cavity Surface(VCSELs), ay pinapaboran dahil sa kanilang makitid na spectrum, mataas na intensidad ng enerhiya, mabilis na kakayahan sa modulasyon, at kadalian ng integrasyon. Depende sa aplikasyon, ang mga wavelength na 850nm o 940nm ay pinipili upang balansehin ang pagitan ng mga peak ng pagsipsip ng solar spectrum at kahusayan ng sensor quantum.

Pagpapadala at Pagtanggap ng mga Optika

Sa panig ng nagpapadala, isang simpleng optical lens o kombinasyon ng mga collimating lens at Diffractive Optical Elements (DOEs) ang nagdidirekta sa laser beam sa nais na field of view. Ang mga receiving optics, na naglalayong mangalap ng liwanag sa loob ng target na field of view, ay nakikinabang mula sa mga lens na may mas mababang F-numbers at mas mataas na relatibong illumination, kasama ang mga narrowband filter upang maalis ang labis na interference ng liwanag.

Mga Sensor ng SPAD at SiPM

Ang mga single-photon avalanche diode (SPAD) at Silicon photomultiplier (SiPM) ang mga pangunahing sensor sa mga dTOF system. Ang mga SPAD ay nakikilala sa kanilang kakayahang tumugon sa mga single photon, na nagpapalitaw ng isang malakas na avalanche current gamit lamang ang isang photon, na ginagawa silang mainam para sa mga high-precision na pagsukat. Gayunpaman, ang kanilang mas malaking laki ng pixel kumpara sa mga tradisyonal na CMOS sensor ay naglilimita sa spatial resolution ng mga dTOF system.

Sensor ng CMOS kumpara sa Sensor ng SPAD

Time-to-Digital Converter (TDC)

Isinasalin ng TDC circuit ang mga analog signal sa mga digital signal na kinakatawan ng oras, na kumukuha ng eksaktong sandali kung kailan naitala ang bawat photon pulse. Ang katumpakan na ito ay mahalaga para sa pagtukoy ng posisyon ng target na bagay batay sa histogram ng mga naitalang pulse.

Paggalugad sa mga Parameter ng Pagganap ng dTOF

Saklaw at Katumpakan ng Pagtuklas

Ang saklaw ng pagtuklas ng isang sistemang dTOF ay teoretikal na umaabot hanggang sa lawak na kayang ihatid ng mga pulso ng liwanag nito at maipakita pabalik sa sensor, na naiiba sa ingay. Para sa mga elektronikong pangkonsumo, ang pokus ay kadalasang nasa loob ng 5m na saklaw, gamit ang mga VCSEL, habang ang mga aplikasyon sa sasakyan ay maaaring mangailangan ng mga saklaw ng pagtuklas na 100m o higit pa, na nangangailangan ng iba't ibang teknolohiya tulad ng mga EEL omga fiber laser.

mag-click dito para matuto nang higit pa tungkol sa produkto

Pinakamataas na Hindi Malabong Saklaw

Ang pinakamataas na saklaw na walang kalabuan ay nakadepende sa pagitan ng mga inilalabas na pulso at ng dalas ng modulasyon ng laser. Halimbawa, na may dalas ng modulasyon na 1MHz, ang hindi malabong saklaw ay maaaring umabot ng hanggang 150m.

Katumpakan at Pagkakamali

Ang katumpakan sa mga sistemang dTOF ay likas na limitado ng lapad ng pulso ng laser, habang ang mga error ay maaaring lumitaw mula sa iba't ibang kawalan ng katiyakan sa mga bahagi, kabilang ang laser driver, tugon ng sensor ng SPAD, at katumpakan ng TDC circuit. Ang mga estratehiya tulad ng paggamit ng reference SPAD ay makakatulong na mabawasan ang mga error na ito sa pamamagitan ng pagtatatag ng baseline para sa timing at distansya.

Paglaban sa Ingay at Panghihimasok

Ang mga sistema ng dTOF ay kailangang harapin ang ingay sa background, lalo na sa mga kapaligirang may matinding liwanag. Ang mga pamamaraan tulad ng paggamit ng maraming SPAD pixel na may iba't ibang antas ng attenuation ay makakatulong na pamahalaan ang hamong ito. Bukod pa rito, ang kakayahan ng dTOF na makilala ang pagkakaiba sa pagitan ng direkta at multipath na mga repleksyon ay nagpapahusay sa katatagan nito laban sa interference.

Resolusyong Espasyo at Pagkonsumo ng Kuryente

Ang mga pagsulong sa teknolohiya ng SPAD sensor, tulad ng paglipat mula sa front-side illumination (FSI) patungo sa back-side illumination (BSI), ay makabuluhang nagpabuti sa mga rate ng photon absorption at kahusayan ng sensor. Ang pagsulong na ito, kasama ang pulsed nature ng mga dTOF system, ay nagreresulta sa mas mababang konsumo ng kuryente kumpara sa mga continuous wave system tulad ng iTOF.

Ang Kinabukasan ng Teknolohiya ng dTOF

Sa kabila ng matataas na teknikal na hadlang at gastos na kaugnay ng teknolohiyang dTOF, ang mga bentahe nito sa katumpakan, saklaw, at kahusayan sa kuryente ay ginagawa itong isang promising na kandidato para sa mga aplikasyon sa hinaharap sa iba't ibang larangan. Habang patuloy na umuunlad ang teknolohiya ng sensor at disenyo ng electronic circuit, ang mga sistemang dTOF ay handa na para sa mas malawak na paggamit, na nagtutulak ng mga inobasyon sa mga consumer electronics, kaligtasan sa sasakyan, at higit pa.

Mula sa web page02.02 TOF系统第二章 dTOF系统 - 超光 Mas mabilis kaysa sa liwanag (faster-than-light.net)
ng awtor: Chao Guang

Pagtatanggi:

Ipinapahayag namin na ang ilan sa mga larawang ipinapakita sa aming website ay kinolekta mula sa Internet at Wikipedia, na may layuning itaguyod ang edukasyon at pagbabahagi ng impormasyon. Iginagalang namin ang mga karapatan sa intelektwal na ari-arian ng lahat ng mga tagalikha. Ang paggamit ng mga larawang ito ay hindi inilaan para sa komersyal na pakinabang.
Kung naniniwala kang may alinman sa nilalamang ginamit na lumalabag sa iyong karapatang-ari, mangyaring makipag-ugnayan sa amin. Handa kaming gumawa ng mga naaangkop na hakbang, kabilang ang pag-alis ng mga larawan o pagbibigay ng wastong pagpapatungkol, upang matiyak ang pagsunod sa mga batas at regulasyon sa intelektwal na ari-arian. Ang aming layunin ay mapanatili ang isang plataporma na mayaman sa nilalaman, patas, at nirerespeto ang mga karapatan sa intelektwal na ari-arian ng iba.
Mangyaring makipag-ugnayan sa amin sa sumusunod na email address:sales@lumispot.cnNangangako kaming gagawa agad ng aksyon sa oras na matanggap ang anumang abiso at ginagarantiyahan ang 100% kooperasyon sa paglutas ng anumang naturang isyu.