ข่าว - เซ็นเซอร์ DTOF: หลักการทำงานและส่วนประกอบสำคัญ

สมัครสมาชิกโซเชียลมีเดียของเราสำหรับโพสต์ที่รวดเร็ว

เทคโนโลยี Direct Time-of-Flight (DTOF) เป็นวิธีการที่เป็นนวัตกรรมในการวัดเวลาการบินอย่างแม่นยำโดยใช้วิธีการนับโฟตอนเดี่ยว (TCSPC) เวลาที่สัมพันธ์กัน เทคโนโลยีนี้เป็นส่วนสำคัญของแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายตั้งแต่การตรวจจับความใกล้ชิดในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของผู้บริโภคไปจนถึงระบบ LiDAR ขั้นสูงในแอพพลิเคชั่นยานยนต์ ที่แกนกลางระบบ DTOF ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญหลายอย่างแต่ละชิ้นมีบทบาทสำคัญในการรับรองการวัดระยะทางที่แม่นยำ

องค์ประกอบหลักของระบบ DTOF

เลเซอร์ไดรเวอร์และเลเซอร์

ไดรเวอร์เลเซอร์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของวงจรส่งสัญญาณสร้างสัญญาณชีพจรดิจิตอลเพื่อควบคุมการปล่อยเลเซอร์ผ่านการสลับ MOSFET เลเซอร์โดยเฉพาะพื้นผิวโพรงในแนวตั้งเปล่งเลเซอร์(VCSELS) ได้รับการสนับสนุนสำหรับสเปกตรัมแคบ ๆ ความเข้มของพลังงานสูงความสามารถในการมอดูเลตที่รวดเร็วและความสะดวกในการรวมเข้าด้วยกัน ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันความยาวคลื่น 850nm หรือ 940nm จะถูกเลือกให้สมดุลระหว่างยอดการดูดซับสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์และประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ควอนตัม

การส่งและรับเลนส์

ในด้านการส่งผ่านเลนส์ออปติคัลอย่างง่ายหรือการรวมกันของเลนส์ collimating และองค์ประกอบออปติคัลแบบ diffractive (ทำ) นำลำแสงเลเซอร์ข้ามสนามมุมมองที่ต้องการ เลนส์ที่ได้รับโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อรวบรวมแสงภายในมุมมองเป้าหมายได้รับประโยชน์จากเลนส์ที่มี F-numbers ต่ำและการส่องสว่างสัมพัทธ์ที่สูงขึ้นควบคู่ไปกับตัวกรองแถบแคบ ๆ เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนแสงภายนอก

เซ็นเซอร์ SPAD และ SIPM

ไดโอด Avalanche Single-Photon (SPAD) และ silicon photomultipliers (SIPM) เป็นเซ็นเซอร์หลักในระบบ DTOF Spads มีความโดดเด่นด้วยความสามารถในการตอบสนองต่อโฟตอนเดี่ยวทำให้เกิดกระแสหิมะถล่มที่แข็งแกร่งด้วยโฟตอนเดียวทำให้เหมาะสำหรับการวัดที่มีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตามขนาดพิกเซลที่ใหญ่กว่าของพวกเขาเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ CMOS แบบดั้งเดิม จำกัด ความละเอียดเชิงพื้นที่ของระบบ DTOF

เซ็นเซอร์เซ็นเซอร์ CMOS เทียบกับเซ็นเซอร์ SPAD

ตัวแปลงเวลาเป็นดิจิตอล (TDC)

วงจร TDC แปลสัญญาณอะนาล็อกเป็นสัญญาณดิจิตอลที่แสดงตามเวลาโดยบันทึกช่วงเวลาที่แม่นยำแต่ละโฟตอนชีพจรจะถูกบันทึกไว้ ความแม่นยำนี้มีความสำคัญสำหรับการกำหนดตำแหน่งของวัตถุเป้าหมายตามฮิสโตแกรมของพัลส์ที่บันทึกไว้

สำรวจพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ DTOF

ช่วงการตรวจจับและความแม่นยำ

ช่วงการตรวจจับของระบบ DTOF ในทางทฤษฎีจะขยายออกไปเท่าที่พัลส์แสงสามารถเดินทางและสะท้อนกลับไปยังเซ็นเซอร์ซึ่งระบุไว้อย่างชัดเจนจากเสียงรบกวน สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคโฟกัสมักจะอยู่ในช่วง 5M โดยใช้ VCSELเลเซอร์ไฟเบอร์.

คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์

ช่วงที่ไม่คลุมเครือสูงสุด

ช่วงสูงสุดที่ไม่มีความคลุมเครือขึ้นอยู่กับช่วงเวลาระหว่างพัลส์ที่ปล่อยออกมาและความถี่ในการมอดูเลตของเลเซอร์ ตัวอย่างเช่นด้วยความถี่ในการมอดูเลต 1MHz ช่วงที่ไม่คลุมเครือสามารถสูงถึง 150 เมตร

ความแม่นยำและข้อผิดพลาด

ความแม่นยำในระบบ DTOF นั้นถูก จำกัด โดยความกว้างพัลส์ของเลเซอร์ในขณะที่ข้อผิดพลาดสามารถเกิดขึ้นได้จากความไม่แน่นอนต่าง ๆ ในส่วนประกอบรวมถึงไดรเวอร์เลเซอร์การตอบสนองเซ็นเซอร์ SPAD และความแม่นยำของวงจร TDC กลยุทธ์เช่นการใช้ SPAD อ้างอิงสามารถช่วยลดข้อผิดพลาดเหล่านี้โดยการสร้างพื้นฐานสำหรับเวลาและระยะทาง

ความต้านทานเสียงและสัญญาณรบกวน

ระบบ DTOF จะต้องต่อสู้กับเสียงรบกวนจากพื้นหลังโดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีแสงที่แข็งแกร่ง เทคนิคต่าง ๆ เช่นการใช้พิกเซล SPAD หลายตัวที่มีระดับการลดทอนที่แตกต่างกันสามารถช่วยจัดการความท้าทายนี้ได้ นอกจากนี้ความสามารถของ DTOF ในการแยกแยะความแตกต่างระหว่างการสะท้อนโดยตรงและหลายครั้งช่วยเพิ่มความทนทานต่อการรบกวน

ความละเอียดเชิงพื้นที่และการใช้พลังงาน

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ SPAD เช่นการเปลี่ยนจากการส่องสว่างด้านหน้า (FSI) ไปสู่กระบวนการส่องสว่างด้านหลัง (BSI) มีอัตราการดูดซับโฟตอนที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ ความคืบหน้านี้เมื่อรวมกับธรรมชาติของระบบ DTOF ทำให้เกิดการใช้พลังงานที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับระบบคลื่นต่อเนื่องเช่น ITOF

อนาคตของเทคโนโลยี DTOF

แม้จะมีอุปสรรคทางเทคนิคและค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี DTOF แต่ข้อดีของความถูกต้องช่วงและประสิทธิภาพการใช้พลังงานทำให้เป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มสำหรับการใช้งานในอนาคตในสาขาที่หลากหลาย ในขณะที่เทคโนโลยีเซ็นเซอร์และการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องระบบ DTOF จะทรงตัวสำหรับการยอมรับที่กว้างขึ้นการขับเคลื่อนนวัตกรรมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคความปลอดภัยของยานยนต์และอื่น ๆ

จากหน้าเว็บ02.02 TOF 系统 dtof 系统-เร็วกว่าแสง (เร็วกว่า-แสง. net)
โดยผู้แต่ง: Chao Guang

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ:

เราขอประกาศว่าภาพบางส่วนที่แสดงในเว็บไซต์ของเราจะถูกรวบรวมจากอินเทอร์เน็ตและวิกิพีเดียโดยมีจุดประสงค์เพื่อส่งเสริมการศึกษาและการแบ่งปันข้อมูล เราเคารพสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้สร้างทั้งหมด การใช้ภาพเหล่านี้ไม่ได้มีไว้เพื่อผลประโยชน์เชิงพาณิชย์
หากคุณเชื่อว่าเนื้อหาใด ๆ ที่ใช้ละเมิดลิขสิทธิ์ของคุณโปรดติดต่อเรา เราเต็มใจที่จะใช้มาตรการที่เหมาะสมรวมถึงการลบภาพหรือให้การระบุแหล่งที่มาที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าสอดคล้องกับกฎหมายและข้อบังคับด้านทรัพย์สินทางปัญญา เป้าหมายของเราคือการรักษาแพลตฟอร์มที่อุดมไปด้วยเนื้อหายุติธรรมและเคารพสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาของผู้อื่น
กรุณาติดต่อเราที่ที่อยู่อีเมลต่อไปนี้:sales@lumispot.cn- เรามุ่งมั่นที่จะดำเนินการทันทีเมื่อได้รับการแจ้งเตือนและรับประกันความร่วมมือ 100% ในการแก้ไขปัญหาดังกล่าว

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

>> เนื้อหาที่เกี่ยวข้อง

หลักการพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ระบบ TOF (เวลาบิน)

เรียนรู้เกี่ยวกับความเข้าใจในเชิงลึกและก้าวหน้าเกี่ยวกับระบบเวลา Flight (TOF)

ขั้นตอนในเลเซอร์ TOF

สำรวจขั้นตอนพื้นฐานในช่วงเวลาของการบินตั้งแต่

เวลาโพสต์: Mar-07-2024