Berlangganan Media Sosial Kami Untuk Postingan Cepat
Teknologi Direct Time-of-Flight (dTOF) merupakan pendekatan inovatif untuk mengukur waktu tempuh cahaya secara presisi, memanfaatkan metode Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC). Teknologi ini merupakan bagian integral dari berbagai aplikasi, mulai dari penginderaan jarak pada perangkat elektronik konsumen hingga sistem LiDAR canggih pada aplikasi otomotif. Pada intinya, sistem dTOF terdiri dari beberapa komponen kunci, yang masing-masing berperan krusial 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) dipilih karena spektrumnya yang sempit, intensitas energi yang tinggi, kemampuan modulasi yang cepat, dan kemudahan integrasi. Tergantung pada aplikasinya, panjang gelombang 850 nm atau 940 nm dipilih untuk menyeimbangkan puncak penyerapan spektrum matahari dan efisiensi kuantum sensor.
Optik Pemancar dan Penerima
Pada sisi pemancar, lensa optik sederhana atau kombinasi lensa kolimasi dan Elemen Optik Difraksi (DOE) mengarahkan sinar laser melintasi bidang pandang yang diinginkan. Optik penerima, yang bertujuan mengumpulkan cahaya dalam bidang pandang target, memanfaatkan lensa dengan angka-F yang lebih rendah dan iluminasi relatif yang lebih tinggi, serta filter pita sempit untuk menghilangkan interferensi cahaya asing.
Sensor SPAD dan SiPM
Dioda avalanche foton tunggal (SPAD) dan pengganda foto silikon (SiPM) merupakan sensor utama dalam sistem dTOF. SPAD dibedakan oleh kemampuannya untuk merespons foton tunggal, memicu arus avalanche yang kuat hanya dengan satu foton, sehingga ideal untuk pengukuran presisi tinggi. Namun, ukuran pikselnya yang lebih besar dibandingkan sensor CMOS tradisional membatasi resolusi spasial sistem dTOF.
Konverter Waktu ke Digital (TDC)
Sirkuit TDC menerjemahkan sinyal analog menjadi sinyal digital yang direpresentasikan oleh waktu, menangkap momen tepat setiap pulsa foton yang direkam. Akurasi ini krusial untuk menentukan posisi objek target berdasarkan histogram pulsa yang terekam.
Menjelajahi Parameter Kinerja dTOF
Jangkauan Deteksi dan Akurasi
Jangkauan deteksi sistem dTOF secara teoritis meluas hingga sejauh pulsa cahayanya dapat merambat dan dipantulkan kembali ke sensor, yang dapat diidentifikasi secara jelas dari noise. Untuk elektronik konsumen, fokusnya seringkali berada dalam rentang 5m, dengan memanfaatkan VCSEL, sementara aplikasi otomotif mungkin memerlukan jangkauan deteksi 100m atau lebih, yang membutuhkan 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 tanpa ambiguitas dapat mencapai hingga 150m.
Presisi dan Kesalahan
Presisi dalam sistem dTOF pada dasarnya dibatasi oleh lebar pulsa laser, sementara kesalahan dapat muncul akibat 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.
Ketahanan terhadap Kebisingan dan Interferensi
Sistem dTOF harus mampu menghadapi derau latar belakang, terutama di lingkungan dengan cahaya yang kuat. Teknik seperti penggunaan beberapa piksel SPAD dengan tingkat atenuasi yang bervariasi dapat membantu mengatasi tantangan ini. Selain itu, kemampuan dTOF untuk membedakan antara pantulan langsung dan multipath meningkatkan ketahanannya terhadap interferensi.
Resolusi Spasial dan Konsumsi Daya
Kemajuan dalam teknologi sensor SPAD, seperti transisi dari proses iluminasi sisi depan (FSI) ke iluminasi sisi belakang (BSI), telah meningkatkan laju penyerapan foton dan efisiensi sensor secara signifikan. Kemajuan ini, dikombinasikan dengan sifat pulsa sistem dTOF, menghasilkan konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan sistem gelombang kontinu seperti iTOF.
Masa Depan Teknologi dTOF
Meskipun teknologi dTOF memiliki hambatan 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 perkembangan teknologi sensor dan desain sirkuit elektronik, sistem dTOF siap untuk 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 langkah-langkah yang sesuai, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang sesuai, untuk memastikan kepatuhan terhadap hukum dan peraturan kekayaan intelektual. Tujuan kami adalah untuk menjaga platform yang kaya konten, adil, dan menghormati hak kekayaan intelektual orang lain.
- Silakan hubungi kami di alamat email berikut:sales@lumispot.cnKami berkomitmen untuk segera mengambil tindakan setelah menerima pemberitahuan apa pun dan menjamin kerja sama 100% dalam menyelesaikan masalah tersebut.
Waktu posting: 07-Mar-2024