Εγγραφείτε στα μέσα κοινωνικής δικτύωσής μας για άμεσες δημοσιεύσεις
Η τεχνολογία Άμεσου Χρόνου Πτήσης (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 αναπόσπαστο κομμάτι μιας ποικιλίας εφαρμογών, από την ανίχνευση εγγύτητας στις ηλεκτρονικές συσκευές ευρείας κατανάλωσης έως τα προηγμένα συστήματα LiDAR σε εφαρμογές αυτοκινήτων. Στον πυρήνα τους, τα συστήματα dTOF αποτελούνται από πολλά βασικά στοιχεία, καθένα από τα οποία παίζει κρίσιμο ρόλο στη διασφάλιση ακριβών μετρήσεων απόστασης.
Τα βασικά στοιχεία των συστημάτων dTOF
Οδηγός λέιζερ και λέιζερ
Ο οδηγός λέιζερ, ένα κεντρικό μέρος του κυκλώματος του πομπού, παράγει ψηφιακά παλμικά σήματα για τον έλεγχο της εκπομπής του λέιζερ μέσω της μεταγωγής MOSFET. Τα λέιζερ, ιδιαίτεραΛέιζερ εκπομπής επιφάνειας κάθετης κοιλότητας(VCSEL), προτιμώνται για το στενό φάσμα, την υψηλή ενεργειακή ένταση, τις δυνατότητες γρήγορης διαμόρφωσης και την ευκολία ενσωμάτωσης. Ανάλογα με την εφαρμογή, επιλέγονται μήκη κύματος 850nm ή 940nm για την εξισορρόπηση μεταξύ των κορυφών απορρόφησης του ηλιακού φάσματος και της κβαντικής απόδοσης του αισθητήρα.
Οπτική μετάδοσης και λήψης
Από την πλευρά της εκπομπής, ένας απλός οπτικός φακός ή ένας συνδυασμός φακών ευθυγράμμισης και Περιθλαστικών Οπτικών Στοιχείων (DOE) κατευθύνει τη δέσμη λέιζερ κατά μήκος του επιθυμητού οπτικού πεδίου. Τα οπτικά λήψης, που στοχεύουν στη συλλογή φωτός εντός του οπτικού πεδίου-στόχου, επωφελούνται από φακούς με χαμηλότερους αριθμούς F και υψηλότερο σχετικό φωτισμό, μαζί με φίλτρα στενής ζώνης για την εξάλειψη των εξωγενών παρεμβολών φωτός.
Αισθητήρες SPAD και SiPM
Οι μονοφωτονικές δίοδοι χιονοστιβάδας (SPAD) και οι φωτοπολλαπλασιαστές πυριτίου (SiPM) είναι οι κύριοι αισθητήρες στα συστήματα dTOF. Τα SPAD διακρίνονται από την ικανότητά τους να ανταποκρίνονται σε μεμονωμένα φωτόνια, ενεργοποιώντας ένα ισχυρό ρεύμα χιονοστιβάδας με μόνο ένα φωτόνιο, καθιστώντας τα ιδανικά για μετρήσεις υψηλής ακρίβειας. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέγεθος pixel τους σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς αισθητήρες CMOS περιορίζει την χωρική ανάλυση των συστημάτων dTOF.
Μετατροπέας Χρόνου-Ψηφιακού (TDC)
Το κύκλωμα TDC μεταφράζει τα αναλογικά σήματα σε ψηφιακά σήματα που αντιπροσωπεύονται από τον χρόνο, καταγράφοντας 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
Η εμβέλεια ανίχνευσης ενός συστήματος dTOF θεωρητικά εκτείνεται μέχρι εκεί που οι παλμοί φωτός του μπορούν να ταξιδέψουν και να ανακλαστούν πίσω στον αισθητήρα, ο οποίος διακρίνεται ευδιάκριτα από τον θόρυβο. Για τα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, η εστίαση είναι συχνά εντός εμβέλειας 5 μέτρων, χρησιμοποιώντας VCSEL, ενώ οι εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία ενδέχεται να απαιτούν εμβέλεια ανίχνευσης 100 μέτρων ή περισσότερο, καθιστώντας απαραίτητες διαφορετικές τεχνολογίες όπως EEL ήλέιζερ οπτικών ινών.
κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα για το προϊόν
Μέγιστο Σαφής Εύρος
Η μέγιστη εμβέλεια χωρίς ασάφεια εξαρτάται από το διάστημα μεταξύ των εκπεμπόμενων παλμών και τη συχνότητα διαμόρφωσης του λέιζερ. Για παράδειγμα, με συχνότητα διαμόρφωσης 1MHz, η σαφής εμβέλεια μπορεί να φτάσει έως και 150m.
Ακρίβεια και Σφάλμα
Η ακρίβεια στα συστήματα dTOF περιορίζεται εγγενώς από το πλάτος παλμού του λέιζερ, ενώ σφάλματα μπορούν να προκύψουν από διάφορες αβεβαιότητες στα εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου του οδηγού λέιζερ, της απόκρισης του αισθητήρα SPAD και της ακρίβειας του κυκλώματος TDC. Στρατηγικές όπως η χρήση ενός SPAD αναφοράς μπορούν να βοηθήσουν στον μετριασμό αυτών των σφαλμάτων καθορίζοντας μια γραμμή βάσης για τον χρονισμό και την απόσταση.
Αντίσταση σε θόρυβο και παρεμβολές
Τα συστήματα dTOF πρέπει να αντιμετωπίσουν τον θόρυβο υποβάθρου, ιδιαίτερα σε περιβάλλοντα με έντονο φωτισμό. Τεχνικές όπως η χρήση πολλαπλών pixel SPAD με ποικίλα επίπεδα εξασθένησης μπορούν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης. Επιπλέον, η ικανότητα του dTOF να διακρίνει μεταξύ άμεσων και πολλαπλών ανακλάσεων ενισχύει την ανθεκτικότητά του έναντι παρεμβολών.
Χωρική ανάλυση και κατανάλωση ενέργειας
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία αισθητήρων SPAD, όπως η μετάβαση από τον εμπρόσθιο φωτισμό (FSI) στον οπίσθιο φωτισμό (BSI), έχουν βελτιώσει σημαντικά τους ρυθμούς απορρόφησης φωτονίων και την αποδοτικότητα του αισθητήρα. Αυτή η πρόοδος, σε συνδυασμό με την παλμική φύση των συστημάτων dTOF, έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με συστήματα συνεχούς κύματος όπως το iTOF.
Το μέλλον της τεχνολογίας dTOF
Παρά τα υψηλά τεχνικά εμπόδια και το κόστος που σχετίζονται με την τεχνολογία dTOF, τα πλεονεκτήματά της στην ακρίβεια, την εμβέλεια και την ενεργειακή απόδοση την καθιστούν έναν πολλά υποσχόμενο υποψήφιο 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 σε καινοτομίες στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, την ασφάλεια των αυτοκινήτων 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 την παρούσα δηλώνουμε ότι ορισμένες από τις εικόνες που εμφανίζονται στον ιστότοπό μας έχουν συλλεχθεί από το Διαδίκτυο και τη Wikipedia, με στόχο την προώθηση της εκπαίδευσης και την ανταλλαγή πληροφοριών. Σεβόμαστε τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας όλων των δημιουργών. Η χρήση αυτών των εικόνων δεν προορίζεται για εμπορικό κέρδος.
- Εάν πιστεύετε ότι οποιοδήποτε από τα περιεχόμενα που χρησιμοποιούνται παραβιάζει τα πνευματικά σας δικαιώματα, επικοινωνήστε μαζί μας. Είμαστε πρόθυμοι να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα, συμπεριλαμβανομένης της αφαίρεσης εικόνων ή της παροχής κατάλληλης αναφοράς, 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 να σέβεται τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας των άλλων.
- Παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας στην ακόλουθη διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου:sales@lumispot.cnΔεσμευόμαστε να λάβουμε άμεσα μέτρα μόλις λάβουμε οποιαδήποτε ειδοποίηση και εγγυόμαστε 100% συνεργασία για την επίλυση τυχόν τέτοιων ζητημάτων.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Μαρτίου 2024