Subscríbete ás nosas redes sociais para obter unha publicación rápida
A tecnoloxía Direct Time-of-Flight (dTOF) é unha aproximación innovadora para medir con precisión o tempo de voo da luz, utilizando o método de conta de fotón único correlacionado co tempo (TCSPC). Esta tecnoloxía é integral para unha variedade de aplicacións, desde a detección de proximidade en produtos electrónicos de consumo ata sistemas LiDAR avanzados en aplicacións automotrices. Na súa esencia, os sistemas dTOF consisten en varios compoñentes clave, cada un deles desempeñando un papel crucial para garantir medicións de distancia precisas.
Os compoñentes básicos dos sistemas dTOF
Controlador láser e láser
O controlador de láser, unha parte fundamental do circuíto transmisor, xera sinais de pulso dixitais para controlar a emisión do láser mediante a conmutación MOSFET. Láseres, especialmenteLáseres emisores de superficie de cavidade vertical(VCSEL), son favorecidos polo seu espectro estreito, alta intensidade enerxética, capacidades de modulación rápida e facilidade de integración. Dependendo da aplicación, selecciónanse lonxitudes de onda de 850 nm ou 940 nm para equilibrar os picos de absorción do espectro solar e a eficiencia cuántica do sensor.
Óptica de transmisión e recepción
No lado transmisor, unha simple lente óptica ou unha combinación de lentes colimantes e elementos ópticos difractivos (DOE) dirixe o raio láser a través do campo de visión desexado. A óptica receptora, destinada a recoller luz dentro do campo de visión obxectivo, beneficia de lentes con números F máis baixos e unha iluminación relativa máis alta, xunto con filtros de banda estreita para eliminar interferencias de luz estrañas.
Sensores SPAD e SiPM
Os díodos de avalancha de fotón único (SPAD) e os fotomultiplicadores de silicio (SiPM) son os sensores principais dos sistemas dTOF. Os SPAD distínguense pola súa capacidade de responder a fotóns únicos, provocando unha forte corrente de avalancha cun só fotón, o que os fai ideais para medicións de alta precisión. Non obstante, o seu maior tamaño de píxeles en comparación cos sensores CMOS tradicionais limita a resolución espacial dos sistemas dTOF.
Conversor de tempo a dixital (TDC)
O circuíto TDC traduce os sinais analóxicos en sinais dixitais representados polo tempo, capturando o momento preciso en que se rexistra cada pulso de fotóns. Esta precisión é crucial para determinar a posición do obxecto obxectivo en función do histograma dos pulsos rexistrados.
Explorando os parámetros de rendemento dTOF
Rango de detección e precisión
O rango de detección dun sistema dTOF esténdese teoricamente ata onde os seus pulsos de luz poden viaxar e reflectirse de volta ao sensor, identificado claramente do ruído. Para a electrónica de consumo, o foco adoita estar dentro dun rango de 5 m, utilizando VCSEL, mentres que as aplicacións automotrices poden requirir rangos de detección de 100 m ou máis, polo que son necesarias tecnoloxías diferentes como EEL ouláseres de fibra.
prema aquí para saber máis sobre o produto
Rango inequívoco máximo
O alcance máximo sen ambigüidade depende do intervalo entre os pulsos emitidos e da frecuencia de modulación do láser. Por exemplo, cunha frecuencia de modulación de 1 MHz, o rango inequívoco pode alcanzar ata 150 m.
Precisión e erro
A precisión nos sistemas dTOF está inherentemente limitada polo ancho do pulso do láser, mentres que os erros poden xurdir de varias incertezas nos compoñentes, incluíndo o controlador do láser, a resposta do sensor SPAD e a precisión do circuíto TDC. Estratexias como empregar un SPAD de referencia poden axudar a mitigar estes erros establecendo unha liña de base para o tempo e a distancia.
Resistencia ao ruído e ás interferencias
Os sistemas dTOF deben enfrontarse ao ruído de fondo, especialmente en ambientes con moita luz. Técnicas como o uso de varios píxeles SPAD con distintos niveis de atenuación poden axudar a xestionar este desafío. Ademais, a capacidade do dTOF para distinguir entre reflexos directos e multitraxectos mellora a súa robustez fronte ás interferencias.
Resolución espacial e consumo de enerxía
Os avances na tecnoloxía de sensores SPAD, como a transición dos procesos de iluminación frontal (FSI) aos procesos de iluminación posterior (BSI), melloraron significativamente as taxas de absorción de fotóns e a eficiencia do sensor. Este progreso, combinado coa natureza pulsada dos sistemas dTOF, resulta nun menor consumo de enerxía en comparación cos sistemas de ondas continuas como o iTOF.
O futuro da tecnoloxía dTOF
A pesar das altas barreiras técnicas e os custos asociados coa tecnoloxía dTOF, as súas vantaxes en precisión, alcance e eficiencia energética fan que sexa un candidato prometedor para futuras aplicacións en diversos campos. A medida que a tecnoloxía de sensores e o deseño de circuítos electrónicos seguen evolucionando, os sistemas dTOF están preparados para unha adopción máis ampla, impulsando innovacións en produtos electrónicos de consumo, seguridade automotriz e máis aló.
- Dende a páxina web02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Faster than light (faster-than-light.net)
- polo autor: Chao Guang
Exención de responsabilidade:
- Declaramos que algunhas das imaxes que aparecen no noso sitio web son recollidas de Internet e Wikipedia, co obxectivo de promover a educación e o intercambio de información. Respectamos os dereitos de propiedade intelectual de todos os creadores. O uso destas imaxes non ten como finalidade un beneficio comercial.
- Se cres que algún dos contidos utilizados infrinxe os teus dereitos de autor, ponte en contacto connosco. Estamos máis que dispostos a tomar as medidas adecuadas, incluíndo a eliminación de imaxes ou a atribución adecuada, para garantir o cumprimento das leis e regulamentos de propiedade intelectual. O noso obxectivo é manter unha plataforma rica en contido, xusta e que respecte os dereitos de propiedade intelectual dos demais.
- Póñase en contacto connosco no seguinte enderezo de correo electrónico:sales@lumispot.cn. Compromémonos a tomar medidas inmediatas despois de recibir calquera notificación e garantimos unha cooperación ao 100 % para resolver tales problemas.
Hora de publicación: Mar-07-2024