Berlangganan ke Media Sosial Kami Untuk Postingan Segera
Teknologi Direct Time-of-Flight (dTOF) adalah pendekatan inovatif untuk mengukur waktu terbang cahaya secara tepat, 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 yang 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
Pengemudi Laser dan Laser
Penggerak laser, bagian penting dari rangkaian pemancar, menghasilkan sinyal pulsa digital untuk mengontrol 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. Tergantung pada aplikasinya, panjang gelombang 850nm atau 940nm dipilih untuk menyeimbangkan antara puncak penyerapan spektrum matahari dan efisiensi kuantum sensor.
Transmisi dan Penerimaan Optik
Di sisi transmisi, lensa optik sederhana atau kombinasi lensa kolimasi dan Elemen Optik Difraksi (DOE) mengarahkan sinar laser melintasi bidang pandang yang diinginkan. Optik penerima, yang ditujukan untuk mengumpulkan cahaya dalam bidang pandang target, memanfaatkan lensa dengan angka F lebih rendah dan pencahayaan relatif lebih tinggi, bersama dengan filter pita sempit untuk menghilangkan gangguan cahaya asing.
Sensor SPAD dan SiPM
Dioda longsoran foton tunggal (SPAD) dan Pengganda foto silikon (SiPM) adalah sensor utama dalam sistem dTOF. SPAD dibedakan berdasarkan kemampuannya merespons foton tunggal, memicu arus longsoran yang kuat hanya dengan satu foton, menjadikannya 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 diwakili oleh waktu, menangkap momen tepat setiap pulsa foton direkam. Keakuratan ini sangat penting untuk menentukan posisi objek target berdasarkan histogram pulsa yang terekam.
Menjelajahi Parameter Kinerja dTOF
Jangkauan dan Akurasi Deteksi
Jangkauan deteksi sistem dTOF secara teoritis meluas sejauh pulsa cahayanya dapat merambat dan dipantulkan kembali ke sensor, yang dapat diidentifikasi secara jelas dari kebisingan. Untuk barang elektronik konsumen, fokusnya sering kali berada dalam jangkauan 5m, dengan menggunakan VCSEL, sedangkan aplikasi otomotif mungkin memerlukan jangkauan deteksi 100m atau lebih, sehingga 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 jelasnya bisa mencapai hingga 150m.
Presisi dan Kesalahan
Presisi dalam sistem dTOF secara inheren dibatasi oleh lebar pulsa laser, sementara kesalahan dapat timbul dari berbagai ketidakpastian komponen, termasuk driver laser, respons sensor SPAD, dan akurasi rangkaian TDC. Strategi seperti menggunakan SPAD referensi dapat membantu mengurangi kesalahan ini dengan menetapkan garis dasar waktu dan jarak.
Kebisingan dan Ketahanan Interferensi
Sistem dTOF harus mampu mengatasi kebisingan latar belakang, khususnya di lingkungan dengan cahaya terang. Teknik seperti menggunakan beberapa piksel SPAD dengan tingkat atenuasi yang bervariasi 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 penerangan sisi depan (FSI) ke penerangan sisi belakang (BSI), telah meningkatkan tingkat penyerapan foton dan efisiensi sensor secara signifikan. Kemajuan ini, dikombinasikan dengan sifat sistem dTOF yang berdenyut, menghasilkan konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem gelombang kontinu seperti iTOF.
Masa Depan Teknologi dTOF
Meskipun terdapat hambatan teknis dan biaya tinggi yang terkait dengan teknologi dTOF, keunggulannya dalam akurasi, jangkauan, dan efisiensi daya menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk penerapan masa depan di berbagai bidang. Seiring dengan terus berkembangnya teknologi sensor dan desain sirkuit elektronik, sistem dTOF siap untuk diadopsi secara lebih luas, mendorong inovasi dalam bidang 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 pencipta. Penggunaan gambar-gambar ini tidak dimaksudkan untuk keuntungan komersial.
- Jika Anda yakin bahwa konten apa pun yang digunakan melanggar hak cipta Anda, silakan hubungi kami. Kami sangat bersedia untuk mengambil tindakan yang tepat, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang sesuai, untuk memastikan kepatuhan terhadap undang-undang dan peraturan kekayaan intelektual. Tujuan kami adalah mempertahankan platform yang kaya konten, adil, dan menghormati hak kekayaan intelektual pihak lain.
- Silakan hubungi kami di alamat email berikut:sales@lumispot.cn. Kami berkomitmen untuk mengambil tindakan segera setelah menerima pemberitahuan apa pun dan menjamin kerja sama 100% dalam menyelesaikan masalah tersebut.
Waktu posting: 07-03-2024