Đăng ký phương tiện truyền thông xã hội của chúng tôi cho bài đăng nhanh chóng
Công nghệ thời gian bay trực tiếp (DTOF) là một cách tiếp cận sáng tạo để đo chính xác thời gian bay của ánh sáng, sử dụng phương pháp đếm photon đơn tương quan thời gian (TCSPC). Công nghệ này là không thể thiếu đối với một loạt các ứng dụng, từ cảm biến gần trong thiết bị điện tử tiêu dùng đến các hệ thống LIDAR tiên tiến trong các ứng dụng ô tô. Tại cốt lõi của nó, các hệ thống DTOF bao gồm một số thành phần chính, mỗi thành phần đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo các phép đo khoảng cách chính xác.
Các thành phần cốt lõi của các hệ thống DTOF
Trình điều khiển laser và laser
Trình điều khiển laser, một phần nòng cốt của mạch máy phát, tạo ra các tín hiệu xung kỹ thuật số để điều khiển phát xạ của laser thông qua chuyển đổi MOSFET. Laser, đặc biệtLaser phát ra bề mặt khoang dọc(VCSEL), được ưa chuộng cho phổ hẹp, cường độ năng lượng cao, khả năng điều chế nhanh và dễ dàng tích hợp. Tùy thuộc vào ứng dụng, bước sóng 850nm hoặc 940nm được chọn để cân bằng giữa các đỉnh hấp thụ phổ mặt trời và hiệu suất lượng tử cảm biến.
Truyền và nhận quang học
Về phía truyền, một ống kính quang đơn giản hoặc kết hợp các ống kính va chạm và các yếu tố quang học nhiễu xạ (DO) chỉ đạo chùm tia laser qua trường nhìn mong muốn. Quang học tiếp nhận, nhằm mục đích thu thập ánh sáng trong trường nhìn mục tiêu, được hưởng lợi từ các ống kính có số F thấp hơn và chiếu sáng tương đối cao hơn, cùng với các bộ lọc băng hẹp để loại bỏ nhiễu ánh sáng ngoại lai.
Cảm biến SPAD và SIPM
Các điốt tuyết lở đơn photon (SPAD) và photomuliers silicon (SIPM) là các cảm biến chính trong các hệ thống DTOF. Các SPAD được phân biệt bởi khả năng phản ứng với các photon đơn, kích hoạt dòng tuyết lở mạnh mẽ chỉ với một photon, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các phép đo chính xác cao. Tuy nhiên, kích thước pixel lớn hơn của chúng so với các cảm biến CMOS truyền thống hạn chế độ phân giải không gian của các hệ thống DTOF.
Bộ chuyển đổi thời gian-kỹ thuật số (TDC)
Mạch TDC dịch tín hiệu tương tự thành tín hiệu kỹ thuật số được biểu thị bằng thời gian, chụp thời điểm chính xác mỗi xung photon được ghi lại. Độ chính xác này là rất quan trọng để xác định vị trí của đối tượng mục tiêu dựa trên biểu đồ của các xung được ghi lại.
Khám phá các tham số hiệu suất DTOF
Phạm vi phát hiện và độ chính xác
Phạm vi phát hiện của một hệ thống DTOF về mặt lý thuyết mở rộng cho đến khi các xung ánh sáng của nó có thể di chuyển và được phản xạ trở lại cảm biến, được xác định rõ ràng từ nhiễu. Đối với các thiết bị điện tử tiêu dùng, trọng tâm thường nằm trong phạm vi 5M, sử dụng các VCSEL, trong khi các ứng dụng ô tô có thể yêu cầu phạm vi phát hiện từ 100m trở lên, đòi hỏi các công nghệ khác nhau như EEL hoặcLaser sợi.
Bấm vào đây để tìm hiểu thêm về sản phẩm
Phạm vi tối đa rõ ràng
Phạm vi tối đa mà không có sự mơ hồ phụ thuộc vào khoảng giữa các xung phát ra và tần số điều chế của laser. Ví dụ, với tần số điều chế là 1MHz, phạm vi không rõ ràng có thể đạt tới 150m.
Độ chính xác và lỗi
Độ chính xác trong các hệ thống DTOF vốn đã bị giới hạn bởi độ rộng xung của laser, trong khi các lỗi có thể phát sinh từ các độ không đảm bảo khác nhau trong các thành phần, bao gồm trình điều khiển laser, phản ứng cảm biến SPAD và độ chính xác của mạch TDC. Các chiến lược như sử dụng một SPAD tham chiếu có thể giúp giảm thiểu các lỗi này bằng cách thiết lập đường cơ sở cho thời gian và khoảng cách.
Khả năng chống nhiễu và nhiễu
Các hệ thống DTOF phải đối mặt với nhiễu nền, đặc biệt là trong môi trường ánh sáng mạnh. Các kỹ thuật như sử dụng nhiều pixel SPAD với mức độ suy giảm khác nhau có thể giúp quản lý thách thức này. Ngoài ra, khả năng của DTOF để phân biệt giữa các phản xạ trực tiếp và đa đường giúp tăng cường sự mạnh mẽ của nó chống lại sự can thiệp.
Độ phân giải không gian và mức tiêu thụ năng lượng
Những tiến bộ trong công nghệ cảm biến SPAD, chẳng hạn như quá trình chuyển đổi từ các quá trình chiếu sáng phía trước (FSI) sang quy trình chiếu sáng phía sau (BSI), có tốc độ hấp thụ photon và hiệu quả cảm biến được cải thiện đáng kể. Tiến trình này, kết hợp với bản chất xung của các hệ thống DTOF, dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các hệ thống sóng liên tục như ITOF.
Tương lai của công nghệ DTOF
Mặc dù các rào cản và chi phí kỹ thuật cao liên quan đến công nghệ DTOF, lợi thế về độ chính xác, phạm vi và hiệu quả năng lượng của nó khiến nó trở thành một ứng cử viên đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong tương lai trong các lĩnh vực khác nhau. Khi công nghệ cảm biến và thiết kế mạch điện tử tiếp tục phát triển, các hệ thống DTOF đã sẵn sàng để áp dụng rộng rãi hơn, thúc đẩy đổi mới trong thiết bị điện tử tiêu dùng, an toàn ô tô và hơn thế nữa.
- Từ trang web02.02 TOF 系统 DTOF 系统-超光 Nhanh hơn ánh sáng (nhanh hơn so với-light.net)
- Tác giả: Chao Guang
Tuyên bố từ chối trách nhiệm:
- Chúng tôi tuyên bố rằng một số hình ảnh được hiển thị trên trang web của chúng tôi được thu thập từ Internet và Wikipedia, với mục đích thúc đẩy giáo dục và chia sẻ thông tin. Chúng tôi tôn trọng quyền sở hữu trí tuệ của tất cả những người sáng tạo. Việc sử dụng những hình ảnh này không dành cho lợi ích thương mại.
- Nếu bạn tin rằng bất kỳ nội dung nào được sử dụng đều vi phạm bản quyền của bạn, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẵn sàng thực hiện các biện pháp phù hợp, bao gồm loại bỏ hình ảnh hoặc cung cấp sự quy kết đúng đắn, để đảm bảo tuân thủ luật pháp và quy định sở hữu trí tuệ. Mục tiêu của chúng tôi là duy trì một nền tảng giàu nội dung, công bằng và tôn trọng quyền sở hữu trí tuệ của người khác.
- Vui lòng liên hệ với chúng tôi tại địa chỉ email sau:sales@lumispot.cn. Chúng tôi cam kết thực hiện hành động ngay lập tức khi nhận được bất kỳ thông báo nào và đảm bảo 100% hợp tác trong việc giải quyết bất kỳ vấn đề nào như vậy.
Thời gian đăng: Mar-07-2024