Jaunumi - dTOF sensors: Darba princips un galvenās sastāvdaļas.

Abonējiet mūsu sociālo mediju, lai saņemtu tūlītēju ziņu

Tiešā lidojuma laika (dTOF) tehnoloģija ir novatoriska pieeja, lai precīzi izmērītu gaismas lidojuma laiku, izmantojot laika korelācijas viena fotonu skaitīšanas (TCSPC) metodi. Šī tehnoloģija ir neatņemama dažādu lietojumprogrammu sastāvdaļa, sākot no tuvuma noteikšanas plaša patēriņa elektronikā līdz progresīvām LiDAR sistēmām automobiļu lietojumos. dTOF sistēmas pamatā ir vairākas galvenās sastāvdaļas, un katrai no tām ir izšķiroša nozīme precīzu attāluma mērījumu nodrošināšanā.

dTOF sistēmu galvenie komponenti

Lāzera draiveris un lāzers

Lāzera draiveris, kas ir galvenā raidītāja ķēdes daļa, ģenerē ciparu impulsu signālus, lai kontrolētu lāzera emisiju, izmantojot MOSFET komutāciju. Lāzeri, jo īpašiVertikālās dobuma virsmas izstarojošie lāzeri(VCSEL) ir iecienīti to šaurā spektra, augstas enerģijas intensitātes, ātras modulācijas iespēju un integrēšanas vienkāršības dēļ. Atkarībā no pielietojuma tiek izvēlēti 850 nm vai 940 nm viļņu garumi, lai līdzsvarotu saules spektra absorbcijas maksimumus un sensora kvantu efektivitāti.

Raidīšanas un uztveršanas optika

Raidīšanas pusē vienkārša optiskā lēca vai kolimējošu lēcu un difrakcijas optisko elementu (DOE) kombinācija virza lāzera staru vēlamajā redzes laukā. Uztvērēja optika, kuras mērķis ir savākt gaismu mērķa redzes laukā, gūst labumu no objektīviem ar zemāku F skaitļu un lielāku relatīvo apgaismojumu, kā arī šaurjoslas filtriem, lai novērstu svešas gaismas traucējumus.

SPAD un SiPM sensori

Viena fotona lavīnas diodes (SPAD) un silīcija fotopavairotāji (SiPM) ir galvenie sensori dTOF sistēmās. SPAD izceļas ar spēju reaģēt uz atsevišķiem fotoniem, izraisot spēcīgu lavīnas strāvu tikai ar vienu fotonu, padarot tos ideāli piemērotus augstas precizitātes mērījumiem. Tomēr to lielākais pikseļu izmērs salīdzinājumā ar tradicionālajiem CMOS sensoriem ierobežo dTOF sistēmu telpisko izšķirtspēju.

Laika līdz ciparu pārveidotājs (TDC)

TDC ķēde pārvērš analogos signālus ciparu signālos, kas attēloti ar laiku, tverot precīzu katra fotona impulsa ierakstīšanas brīdi. Šī precizitāte ir ļoti svarīga, lai noteiktu mērķa objekta pozīciju, pamatojoties uz reģistrēto impulsu histogrammu.

dTOF veiktspējas parametru izpēte

Noteikšanas diapazons un precizitāte

dTOF sistēmas noteikšanas diapazons teorētiski sniedzas tik tālu, cik tās gaismas impulsi var pārvietoties un atstaroties atpakaļ sensorā, kas ir skaidri identificēts no trokšņa. Attiecībā uz plaša patēriņa elektroniku fokuss bieži ir 5 m diapazonā, izmantojot VCSEL, savukārt automobiļu lietojumiem var būt nepieciešams noteikšanas diapazons 100 m vai vairāk, tādēļ ir nepieciešamas dažādas tehnoloģijas, piemēram, EEL vaišķiedru lāzeri.

noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par produktu

Maksimālais nepārprotamais diapazons

Maksimālais diapazons bez neskaidrības ir atkarīgs no intervāla starp izstarotajiem impulsiem un lāzera modulācijas frekvences. Piemēram, ar modulācijas frekvenci 1MHz nepārprotams diapazons var sasniegt pat 150m.

Precizitāte un kļūda

Precizitāti dTOF sistēmās pēc būtības ierobežo lāzera impulsa platums, savukārt kļūdas var rasties dažādu komponentu, tostarp lāzera draivera, SPAD sensora reakcijas un TDC ķēdes precizitātes, nenoteiktības dēļ. Tādas stratēģijas kā atsauces SPAD izmantošana var palīdzēt mazināt šīs kļūdas, nosakot laika un attāluma bāzes līniju.

Izturība pret trokšņiem un traucējumiem

dTOF sistēmām ir jācīnās ar fona troksni, jo īpaši spēcīga apgaismojuma vidē. Šādas metodes, piemēram, vairāku SPAD pikseļu izmantošana ar atšķirīgu vājinājuma līmeni, var palīdzēt pārvaldīt šo problēmu. Turklāt dTOF spēja atšķirt tiešos un daudzceļu atstarojumus uzlabo tā izturību pret traucējumiem.

Telpiskā izšķirtspēja un enerģijas patēriņš

SPAD sensoru tehnoloģijas sasniegumi, piemēram, pāreja no priekšējās puses apgaismojuma (FSI) uz aizmugures apgaismojuma (BSI) procesiem, ir ievērojami uzlabojuši fotonu absorbcijas ātrumu un sensora efektivitāti. Šis progress apvienojumā ar dTOF sistēmu impulsu raksturu rada mazāku enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar nepārtrauktu viļņu sistēmām, piemēram, iTOF.

dTOF tehnoloģijas nākotne

Neskatoties uz augstajiem tehniskajiem šķēršļiem un izmaksām, kas saistītas ar dTOF tehnoloģiju, tās priekšrocības precizitātes, diapazona un jaudas efektivitātes ziņā padara to par daudzsološu kandidātu turpmākai lietošanai dažādās jomās. Sensoru tehnoloģijai un elektronisko shēmu dizainam turpinot attīstīties, dTOF sistēmas ir gatavas plašākai ieviešanai, virzot inovācijas plaša patēriņa elektronikas, automobiļu drošības un citur.

No tīmekļa lapas02.02 TOF系统第二章 dTOF系统 — 超光 Ātrāks par gaismu (faster-than-light.net)
autors: Chao Guang

Atruna:

Ar šo mēs paziņojam, ka daži no mūsu vietnē redzamajiem attēliem ir savākti no interneta un Vikipēdijas, lai veicinātu izglītību un informācijas apmaiņu. Mēs cienām visu satura veidotāju intelektuālā īpašuma tiesības. Šo attēlu izmantošana nav paredzēta komerciāla labuma gūšanai.
Ja uzskatāt, ka kāds no izmantotā satura pārkāpj jūsu autortiesības, lūdzu, sazinieties ar mums. Mēs esam vairāk nekā gatavi veikt atbilstošus pasākumus, tostarp noņemt attēlus vai nodrošināt atbilstošu attiecinājumu, lai nodrošinātu atbilstību intelektuālā īpašuma likumiem un noteikumiem. Mūsu mērķis ir uzturēt platformu, kas ir bagāta ar saturu, godīga un respektē citu personu intelektuālā īpašuma tiesības.
Lūdzu, sazinieties ar mums uz šo e-pasta adresi:sales@lumispot.cn. Mēs apņemamies nekavējoties rīkoties pēc jebkura paziņojuma saņemšanas un garantējam 100% sadarbību šādu problēmu risināšanā.