Ikuti Media Sosial Kami untuk Mendapatkan Postingan Terbaru
Teknologi Direct Time-of-Flight (dTOF) adalah pendekatan inovatif untuk mengukur waktu tempuh cahaya secara tepat, menggunakan metode Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC). Teknologi ini sangat penting untuk berbagai aplikasi, mulai dari penginderaan jarak dekat pada elektronik konsumen hingga sistem LiDAR canggih dalam aplikasi otomotif. Pada intinya, sistem dTOF terdiri dari beberapa komponen kunci, yang masing-masing memainkan peran penting dalam memastikan pengukuran jarak yang akurat.
Komponen Inti Sistem dTOF
Penggerak Laser dan Laser
Penggerak laser, bagian penting dari rangkaian pemancar, menghasilkan sinyal pulsa digital untuk mengontrol emisi laser melalui sakelar 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.
Optik Pemancar dan Penerima
Di sisi pemancar, lensa optik sederhana atau kombinasi lensa kolimasi dan Elemen Optik Difraktif (DOE) mengarahkan berkas laser melintasi bidang pandang yang diinginkan. Optik penerima, yang bertujuan untuk mengumpulkan cahaya di 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 yang tidak diinginkan.
Sensor SPAD dan SiPM
Dioda longsoran foton tunggal (SPAD) dan fotomultiplier silikon (SiPM) adalah sensor utama dalam sistem dTOF. SPAD dibedakan oleh kemampuannya untuk 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 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 sangat 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 merambat dan dipantulkan kembali ke sensor, sehingga dapat dibedakan secara jelas dari noise. Untuk elektronik konsumen, fokusnya seringkali berada dalam rentang 5m, menggunakan VCSEL, sedangkan 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 ini.
Jangkauan Maksimum yang Tidak Ambigu
Jangkauan maksimum tanpa ambiguitas bergantung pada interval antara pulsa yang dipancarkan dan frekuensi modulasi laser. Misalnya, dengan frekuensi modulasi 1 MHz, jangkauan tanpa ambiguitas dapat mencapai hingga 150 m.
Ketepatan dan Kesalahan
Presisi pada sistem dTOF secara inheren dibatasi oleh lebar pulsa laser, sementara kesalahan dapat timbul dari berbagai ketidakpastian pada komponen, termasuk penggerak laser, respons sensor SPAD, dan akurasi rangkaian TDC. Strategi seperti menggunakan SPAD referensi dapat membantu mengurangi kesalahan ini dengan menetapkan patokan untuk waktu dan jarak.
Ketahanan terhadap Kebisingan dan Interferensi
Sistem dTOF harus mengatasi kebisingan 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 pantulan 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 secara signifikan meningkatkan laju penyerapan foton dan efisiensi sensor. Kemajuan ini, dikombinasikan dengan sifat pulsa dari sistem dTOF, menghasilkan konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan dengan sistem gelombang kontinu seperti iTOF.
Masa Depan Teknologi dTOF
Meskipun terdapat hambatan teknis dan biaya yang tinggi terkait dengan teknologi dTOF, 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 untuk diadopsi secara lebih luas, mendorong inovasi dalam elektronik konsumen, keselamatan otomotif, dan seterusnya.
- 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 yang digunakan melanggar hak cipta Anda, silakan hubungi kami. Kami bersedia mengambil tindakan yang tepat, termasuk menghapus gambar atau memberikan atribusi yang sesuai, untuk memastikan kepatuhan terhadap hukum 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 melalui 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: 07-03-2024