הירשמו לרשתות החברתיות שלנו לפוסטים מהירים
טכנולוגיית זמן הטיסה הישיר (dTOF) היא גישה חדשנית למדידה מדויקת של זמן הטיסה של אור, תוך שימוש בשיטת ספירת פוטון יחיד מתואמת בזמן (TCSPC). טכנולוגיה זו היא חלק בלתי נפרד ממגוון יישומים, החל מחישת קרבה באלקטרוניקה צרכנית ועד מערכות LiDAR מתקדמות ביישומי רכב. בליבתן, מערכות dTOF מורכבות ממספר רכיבים מרכזיים, שלכל אחד מהם תפקיד מכריע בהבטחת מדידות מרחק מדויקות.
רכיבי הליבה של מערכות dTOF
מנהל התקן לייזר ולייזר
מנהל התקן הלייזר, חלק מרכזי במעגל המשדר, מייצר אותות פולסים דיגיטליים כדי לשלוט בפליטת הלייזר באמצעות מיתוג MOSFET. לייזרים, במיוחדלייזרים פולטי משטח חלל אנכי(VCSELs), מועדפים בזכות הספקטרום הצר שלהם, עוצמת האנרגיה הגבוהה שלהם, יכולות המודולציה המהירות שלהם וקלות האינטגרציה. בהתאם ליישום, נבחרים אורכי גל של 850 ננומטר או 940 ננומטר כדי לאזן בין שיאי ספיגה של ספקטרום השמש לבין יעילות הקוונטים של החיישן.
אופטיקה משדרת וקליטה
בצד המשדר, עדשה אופטית פשוטה או שילוב של עדשות קולימציה ואלמנטים אופטיים דיפרקטיביים (DOE) מכוונים את קרן הלייזר על פני שדה הראייה הרצוי. אופטיקת הקולט, שמטרתה לאסוף אור בתוך שדה הראייה של המטרה, נהנית מעדשות עם מספרי F נמוכים יותר ותאורה יחסית גבוהה יותר, לצד מסננים צרי פס כדי למנוע הפרעות אור חיצוניות.
חיישני SPAD ו-SiPM
דיודות מפולת פוטון יחיד (SPAD) ומכפילי סיליקון (SiPM) הם החיישנים העיקריים במערכות dTOF. SPADs נבדלים ביכולתם להגיב לפוטונים בודדים, וליצור זרם מפולת חזק עם פוטון אחד בלבד, מה שהופך אותם לאידיאליים למדידות מדויקות. עם זאת, גודל הפיקסל הגדול יותר שלהם בהשוואה לחיישני CMOS מסורתיים מגביל את הרזולוציה המרחבית של מערכות dTOF.
ממיר זמן לדיגיטלי (TDC)
מעגל ה-TDC מתרגם אותות אנלוגיים לאותות דיגיטליים המיוצגים על ידי זמן, ולוכד את הרגע המדויק בו נרשם כל פולס פוטון. דיוק זה חיוני לקביעת מיקום אובייקט המטרה על סמך ההיסטוגרמה של פולסים מוקלטים.
בחינת פרמטרי ביצועי dTOF
טווח גילוי ודיוק
טווח הגילוי של מערכת dTOF משתרע תיאורטית עד למרחק שבו פולסי האור שלה יכולים לנוע ולהיות מוחזרים חזרה לחיישן, תוך זיהוי ברור מרעש. עבור מוצרי אלקטרוניקה צרכנית, המיקוד הוא לרוב בטווח של 5 מטר, תוך שימוש ב-VCSELs, בעוד שיישומי רכב עשויים לדרוש טווחי גילוי של 100 מטר או יותר, מה שמצריך טכנולוגיות שונות כמו EELs או...לייזרי סיבים.
לחצו כאן כדי ללמוד עוד על המוצר
טווח מקסימלי חד משמעי
הטווח המרבי ללא עמימות תלוי במרווח בין הפולסים הנפלטים לבין תדר המודולציה של הלייזר. לדוגמה, עם תדר מודולציה של 1 מגה-הרץ, הטווח החד-משמעי יכול להגיע עד 150 מטר.
דיוק ושגיאה
הדיוק במערכות dTOF מוגבל מטבעו על ידי רוחב הפולס של הלייזר, בעוד ששגיאות יכולות לנבוע מאי-ודאויות שונות ברכיבים, כולל מנהל התקן הלייזר, תגובת חיישן SPAD ודיוק מעגל TDC. אסטרטגיות כמו שימוש ב-SPAD ייחוס יכולות לסייע במתן שגיאות אלו על ידי קביעת קו בסיס לתזמון ולמרחק.
עמידות בפני רעש והפרעות
מערכות dTOF חייבות להתמודד עם רעשי רקע, במיוחד בסביבות עם תאורה חזקה. טכניקות כמו שימוש במספר פיקסלים של SPAD עם רמות הנחתה משתנות יכולות לסייע בהתמודדות עם אתגר זה. בנוסף, יכולתו של dTOF להבחין בין השתקפויות ישירות לשיקוף רב-נתיבי משפרת את עמידותו בפני הפרעות.
רזולוציה מרחבית וצריכת חשמל
התקדמות בטכנולוגיית חיישני SPAD, כגון המעבר מתאורה קדמית (FSI) לתאורה אחורית (BSI), שיפרו משמעותית את שיעורי בליעת הפוטונים ואת יעילות החיישן. התקדמות זו, בשילוב עם האופי הפועם של מערכות dTOF, מביאה לצריכת חשמל נמוכה יותר בהשוואה למערכות גל רציף כמו iTOF.
עתיד טכנולוגיית dTOF
למרות המכשולים הטכניים הגבוהים והעלויות הכרוכות בטכנולוגיית dTOF, יתרונותיה בדיוק, טווח ויעילות אנרגיה הופכים אותה למועמדת מבטיחה ליישומים עתידיים בתחומים מגוונים. ככל שטכנולוגיית החיישנים ותכנון המעגלים האלקטרוניים ממשיכים להתפתח, מערכות dTOF מוכנות לאימוץ רחב יותר, ומניעות חדשנות באלקטרוניקה צרכנית, בטיחות רכב ועוד.
- מדף האינטרנט02.02 TOF系统 第二章 dTOF系统 - 超光 מהר מהאור (faster-than-light.net)
- מאת המחבר: צ'או גואנג
הצהרת אחריות:
- אנו מצהירים בזאת כי חלק מהתמונות המוצגות באתר שלנו נאספו מהאינטרנט ומוויקיפדיה, במטרה לקדם חינוך ושיתוף מידע. אנו מכבדים את זכויות הקניין הרוחני של כל היוצרים. השימוש בתמונות אלה אינו מיועד למטרות רווח מסחרי.
- אם אתם סבורים שאחד מהתוכן בו נעשה שימוש מפר את זכויות היוצרים שלכם, אנא צרו עמנו קשר. אנו מוכנים לנקוט באמצעים המתאימים, לרבות הסרת תמונות או מתן ייחוס נאות, על מנת להבטיח עמידה בחוקי ותקנות הקניין הרוחני. מטרתנו היא לשמור על פלטפורמה עשירה בתוכן, הוגנת ומכבדת את זכויות הקניין הרוחני של אחרים.
- אנא צרו קשר בכתובת הדוא"ל הבאה:sales@lumispot.cnאנו מתחייבים לנקוט פעולה מיידית עם קבלת כל הודעה ומבטיחים שיתוף פעולה של 100% בפתרון כל בעיה כזו.
זמן פרסום: 7 במרץ 2024