Berlangganan Media Sosial Kami Untuk Postingan Cepat
Teknologi Direct Time-of-Flight (dTOF) merupakan pendekatan inovatif untuk mengukur waktu tempuh cahaya secara tepat, dengan menggunakan metode Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC). Teknologi ini merupakan bagian integral dari berbagai aplikasi, mulai dari penginderaan jarak dalam elektronik konsumen hingga sistem LiDAR canggih dalam aplikasi otomotif. Pada intinya, sistem dTOF terdiri dari beberapa komponen utama, yang masing-masing memainkan peran penting dalam memastikan pengukuran jarak yang akurat.
Komponen Inti Sistem dTOF
Driver Laser dan Laser
Penggerak laser, bagian penting dari rangkaian pemancar, menghasilkan sinyal pulsa digital untuk mengendalikan emisi laser melalui peralihan MOSFET. Laser, khususnyaLaser Pemancar Permukaan Rongga Vertikal(VCSEL), disukai karena spektrumnya yang sempit, intensitas energi yang tinggi, kemampuan modulasi yang cepat, dan kemudahan integrasi. Bergantung pada aplikasinya, panjang gelombang 850nm atau 940nm dipilih untuk menyeimbangkan antara puncak penyerapan spektrum surya dan efisiensi kuantum sensor.
Optik Pemancar dan Penerima
Pada sisi transmisi, lensa optik sederhana atau kombinasi lensa kolimasi dan Elemen Optik Difraktif (DOE) mengarahkan sinar laser melintasi bidang pandang yang diinginkan. Optik penerima, yang ditujukan untuk mengumpulkan cahaya dalam bidang pandang target, mendapat manfaat dari lensa dengan angka F yang lebih rendah dan pencahayaan relatif yang lebih tinggi, di samping filter pita sempit untuk menghilangkan gangguan cahaya asing.
Sensor SPAD dan SiPM
Dioda longsoran foton tunggal (SPAD) dan pengganda foton silikon (SiPM) merupakan sensor utama dalam sistem dTOF. SPAD dibedakan berdasarkan kemampuannya untuk merespons foton tunggal, memicu arus longsoran yang kuat hanya dengan satu foton, sehingga menjadikannya ideal untuk pengukuran presisi tinggi. Akan tetapi, ukuran pikselnya yang lebih besar dibandingkan dengan sensor CMOS tradisional membatasi resolusi spasial sistem dTOF.
Konverter Waktu ke Digital (TDC)
Rangkaian TDC menerjemahkan sinyal analog menjadi sinyal digital yang direpresentasikan oleh waktu, menangkap momen tepat saat setiap pulsa foton direkam. Akurasi ini penting untuk menentukan posisi objek target berdasarkan histogram pulsa yang direkam.
Menjelajahi Parameter Kinerja dTOF
Jangkauan Deteksi dan Akurasi
Jangkauan deteksi sistem dTOF secara teoritis meluas sejauh pulsa cahayanya dapat bergerak dan dipantulkan kembali ke sensor, yang dapat diidentifikasi secara jelas dari noise. Untuk elektronik konsumen, fokusnya sering kali berada dalam jarak 5m, dengan memanfaatkan VCSEL, sementara aplikasi otomotif mungkin memerlukan jangkauan deteksi 100m atau lebih, yang memerlukan teknologi berbeda seperti EEL ataulaser serat.
klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang produk
Jangkauan Maksimum yang Tidak Ambigu
Jangkauan maksimum tanpa ambiguitas bergantung pada interval antara pulsa yang dipancarkan dan frekuensi modulasi laser. Misalnya, dengan frekuensi modulasi 1MHz, jangkauan yang tidak ambigu dapat mencapai hingga 150m.
Presisi dan Kesalahan
Presisi dalam sistem dTOF pada dasarnya dibatasi oleh lebar pulsa laser, sementara kesalahan dapat muncul dari berbagai ketidakpastian dalam komponen, termasuk penggerak laser, respons sensor SPAD, dan akurasi sirkuit TDC. Strategi seperti menggunakan SPAD referensi dapat membantu mengurangi kesalahan ini dengan menetapkan dasar untuk waktu dan jarak.
Tahan terhadap Kebisingan dan Interferensi
Sistem dTOF harus berhadapan dengan noise latar belakang, terutama di lingkungan dengan cahaya yang kuat. Teknik seperti menggunakan beberapa piksel SPAD dengan berbagai tingkat redaman dapat membantu mengatasi tantangan ini. Selain itu, kemampuan dTOF untuk membedakan antara refleksi langsung dan multipath meningkatkan ketahanannya terhadap interferensi.
Resolusi Spasial dan Konsumsi Daya
Kemajuan dalam teknologi sensor SPAD, seperti transisi dari proses front-side illumination (FSI) ke back-side illumination (BSI), telah meningkatkan tingkat penyerapan foton dan efisiensi sensor secara signifikan. Kemajuan ini, dikombinasikan dengan sifat berdenyut dari sistem dTOF, menghasilkan konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem gelombang kontinu seperti iTOF.
Masa Depan Teknologi dTOF
Meskipun teknologi dTOF memiliki kendala teknis dan biaya yang tinggi, keunggulannya dalam hal akurasi, jangkauan, dan efisiensi daya menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk aplikasi masa depan di berbagai bidang. Seiring dengan terus berkembangnya teknologi sensor dan desain sirkuit elektronik, sistem dTOF siap diadopsi secara lebih luas, mendorong inovasi dalam elektronik konsumen, keselamatan otomotif, dan lainnya.
- Dari halaman web02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 Lebih cepat dari cahaya (faster-than-light.net)
- oleh penulis: Chao Guang
Penafian:
- Dengan ini kami menyatakan bahwa beberapa gambar yang ditampilkan di situs web kami dikumpulkan dari Internet dan Wikipedia, dengan tujuan untuk mempromosikan pendidikan dan berbagi informasi. Kami menghormati hak kekayaan intelektual semua kreator. Penggunaan gambar-gambar ini tidak dimaksudkan untuk keuntungan komersial.
- Jika Anda yakin bahwa konten yang digunakan melanggar hak cipta Anda, silakan hubungi kami. Kami bersedia mengambil tindakan yang tepat, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang tepat, untuk memastikan kepatuhan terhadap undang-undang dan peraturan kekayaan intelektual. Tujuan kami adalah untuk mempertahankan platform yang kaya akan konten, adil, dan menghormati hak kekayaan intelektual orang lain.
- Silakan hubungi kami di alamat email berikut:sales@lumispot.cnKami berkomitmen untuk mengambil tindakan segera setelah menerima pemberitahuan apa pun dan menjamin kerja sama 100% dalam menyelesaikan masalah tersebut.
Waktu posting: 07-Mar-2024