Εγγραφείτε στα Social Media μας για άμεση δημοσίευση
Η τεχνολογία Direct Time-of-Flight (dTOF) είναι μια καινοτόμος προσέγγιση για την ακριβή μέτρηση του χρόνου πτήσης του φωτός, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC). Αυτή η τεχνολογία είναι αναπόσπαστη σε μια ποικιλία εφαρμογών, από την ανίχνευση εγγύτητας στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης έως τα προηγμένα συστήματα LiDAR σε εφαρμογές αυτοκινήτων. Στον πυρήνα του, τα συστήματα dTOF αποτελούνται από πολλά βασικά στοιχεία, καθένα από τα οποία διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διασφάλιση ακριβών μετρήσεων απόστασης.
Τα βασικά στοιχεία των συστημάτων dTOF
Πρόγραμμα οδήγησης λέιζερ και λέιζερ
Ο οδηγός λέιζερ, ένα κεντρικό τμήμα του κυκλώματος πομπού, παράγει ψηφιακά σήματα παλμού για τον έλεγχο της εκπομπής του λέιζερ μέσω μεταγωγής MOSFET. Ειδικά τα λέιζερLaser εκπομπών επιφανειών κάθετης κοιλότητας(VCSEL), ευνοούνται για το στενό φάσμα, την υψηλή ενεργειακή ένταση, τις δυνατότητες γρήγορης διαμόρφωσης και την ευκολία ενσωμάτωσης. Ανάλογα με την εφαρμογή, επιλέγονται μήκη κύματος 850 nm ή 940 nm για ισορροπία μεταξύ των κορυφών απορρόφησης του ηλιακού φάσματος και της κβαντικής απόδοσης του αισθητήρα.
Οπτικά εκπομπής και λήψης
Από την πλευρά εκπομπής, ένας απλός οπτικός φακός ή ένας συνδυασμός φακών ευθυγράμμισης και Διαθλαστικών Οπτικών Στοιχείων (DOE) κατευθύνει τη δέσμη λέιζερ κατά μήκος του επιθυμητού οπτικού πεδίου. Τα οπτικά στοιχεία λήψης, που στοχεύουν στη συλλογή φωτός εντός του οπτικού πεδίου στόχου, επωφελούνται από φακούς με χαμηλότερους αριθμούς F και υψηλότερο σχετικό φωτισμό, παράλληλα με φίλτρα στενής ζώνης για την εξάλειψη των εξωγενών παρεμβολών φωτός.
Αισθητήρες SPAD και SiPM
Οι δίοδοι χιονοστιβάδας ενός φωτονίου (SPAD) και οι φωτοπολλαπλασιαστές πυριτίου (SiPM) είναι οι κύριοι αισθητήρες στα συστήματα dTOF. Τα SPAD διακρίνονται για την ικανότητά τους να ανταποκρίνονται σε μεμονωμένα φωτόνια, πυροδοτώντας ένα ισχυρό ρεύμα χιονοστιβάδας με ένα μόνο φωτόνιο, καθιστώντας τα ιδανικά για μετρήσεις υψηλής ακρίβειας. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέγεθος pixel τους σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς αισθητήρες CMOS περιορίζει τη χωρική ανάλυση των συστημάτων dTOF.
Μετατροπέας Time-to-Digital Converter (TDC)
Το κύκλωμα TDC μεταφράζει τα αναλογικά σήματα σε ψηφιακά σήματα που αντιπροσωπεύονται από το χρόνο, συλλαμβάνοντας την ακριβή στιγμή που καταγράφεται κάθε παλμός φωτονίου. Αυτή η ακρίβεια είναι κρίσιμη για τον προσδιορισμό της θέσης του αντικειμένου στόχου με βάση το ιστόγραμμα των καταγεγραμμένων παλμών.
Εξερεύνηση παραμέτρων απόδοσης dTOF
Εύρος ανίχνευσης και ακρίβεια
Το εύρος ανίχνευσης ενός συστήματος dTOF θεωρητικά εκτείνεται όσο οι παλμοί φωτός του μπορούν να ταξιδεύουν και να ανακλώνται πίσω στον αισθητήρα, που αναγνωρίζονται σαφώς από τον θόρυβο. Για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, η εστίαση είναι συχνά εντός εμβέλειας 5 μέτρων, χρησιμοποιώντας VCSEL, ενώ οι εφαρμογές αυτοκινήτων ενδέχεται να απαιτούν εύρη ανίχνευσης 100 μέτρων ή περισσότερο, απαιτώντας διαφορετικές τεχνολογίες όπως EEL ήλέιζερ ινών.
κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα για το προϊόν
Μέγιστο ξεκάθαρο εύρος
Το μέγιστο εύρος χωρίς ασάφεια εξαρτάται από το διάστημα μεταξύ των εκπεμπόμενων παλμών και της συχνότητας διαμόρφωσης του λέιζερ. Για παράδειγμα, με συχνότητα διαμόρφωσης 1 MHz, η ξεκάθαρη περιοχή μπορεί να φτάσει έως και τα 150 μέτρα.
Ακρίβεια και Σφάλμα
Η ακρίβεια στα συστήματα dTOF περιορίζεται εγγενώς από το πλάτος παλμού του λέιζερ, ενώ μπορεί να προκύψουν σφάλματα από διάφορες αβεβαιότητες στα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου του προγράμματος οδήγησης λέιζερ, της απόκρισης του αισθητήρα SPAD και της ακρίβειας του κυκλώματος TDC. Στρατηγικές όπως η χρήση ενός SPAD αναφοράς μπορούν να βοηθήσουν στην άμβλυνση αυτών των σφαλμάτων καθιερώνοντας μια γραμμή βάσης για το χρονοδιάγραμμα και την απόσταση.
Αντίσταση θορύβου και παρεμβολών
Τα συστήματα dTOF πρέπει να αντιμετωπίζουν το θόρυβο του περιβάλλοντος, ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα με έντονο φως. Τεχνικές όπως η χρήση πολλαπλών εικονοστοιχείων SPAD με διαφορετικά επίπεδα εξασθένησης μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση αυτής της πρόκλησης. Επιπλέον, η ικανότητα του dTOF να διακρίνει μεταξύ άμεσων και πολλαπλών αντανακλάσεων ενισχύει την ανθεκτικότητά του έναντι παρεμβολών.
Χωρική Ανάλυση και Κατανάλωση Ενέργειας
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία αισθητήρων SPAD, όπως η μετάβαση από τις διαδικασίες φωτισμού μπροστινής πλευράς (FSI) στις διαδικασίες φωτισμού πίσω πλευράς (BSI), έχουν βελτιώσει σημαντικά τους ρυθμούς απορρόφησης φωτονίων και την απόδοση του αισθητήρα. Αυτή η πρόοδος, σε συνδυασμό με την παλμική φύση των συστημάτων dTOF, έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με συστήματα συνεχών κυμάτων όπως το iTOF.
Το μέλλον της τεχνολογίας dTOF
Παρά τα υψηλά τεχνικά εμπόδια και το κόστος που συνδέονται με την τεχνολογία dTOF, τα πλεονεκτήματά της στην ακρίβεια, την εμβέλεια και την απόδοση ισχύος την καθιστούν πολλά υποσχόμενη υποψήφια για μελλοντικές εφαρμογές σε διάφορους τομείς. Καθώς η τεχνολογία αισθητήρων και ο σχεδιασμός ηλεκτρονικών κυκλωμάτων συνεχίζουν να εξελίσσονται, τα συστήματα dTOF είναι έτοιμα για ευρύτερη υιοθέτηση, οδηγώντας τις καινοτομίες στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, την ασφάλεια του αυτοκινήτου και όχι μόνο.
- Από την ιστοσελίδα02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Πιο γρήγορα από το φως (faster-than-light.net)
- από τον συγγραφέα: Chao Guang
Αρνηση:
- Με το παρόν δηλώνουμε ότι ορισμένες από τις εικόνες που εμφανίζονται στον ιστότοπό μας συλλέγονται από το Διαδίκτυο και τη Wikipedia, με στόχο την προώθηση της εκπαίδευσης και της ανταλλαγής πληροφοριών. Σεβόμαστε τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας όλων των δημιουργών. Η χρήση αυτών των εικόνων δεν προορίζεται για εμπορικό κέρδος.
- Εάν πιστεύετε ότι οποιοδήποτε από το περιεχόμενο που χρησιμοποιείται παραβιάζει τα πνευματικά σας δικαιώματα, επικοινωνήστε μαζί μας. Είμαστε περισσότερο από πρόθυμοι να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα, συμπεριλαμβανομένης της αφαίρεσης εικόνων ή της παροχής κατάλληλης απόδοσης, για να διασφαλίσουμε τη συμμόρφωση με τους νόμους και τους κανονισμούς περί πνευματικής ιδιοκτησίας. Στόχος μας είναι να διατηρήσουμε μια πλατφόρμα πλούσια σε περιεχόμενο, δίκαιη και σέβεται τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας των άλλων.
- Επικοινωνήστε μαζί μας στην ακόλουθη διεύθυνση email:sales@lumispot.cn. Δεσμευόμαστε να λάβουμε άμεσα μέτρα μόλις λάβουμε οποιαδήποτε ειδοποίηση και εγγυόμαστε 100% συνεργασία για την επίλυση τέτοιων ζητημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-07-2024