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dToF

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dtof,direct time of flight, 中文直譯是直接測(cè)量飛行時(shí)間。tof最初就是希望能直接測(cè)量時(shí)間來對(duì)應(yīng)距離,但能達(dá)到ps級(jí)分辨率的測(cè)量系統(tǒng)成熟的較慢,即SPAD+TDC。dToF核心組件包含VCSEL、單光子雪崩二極管SPAD和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC。

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dToF簡(jiǎn)介

  dtof,direct time of flight, 顧名思義就是直接測(cè)量飛行時(shí)間。tof最初就是希望能直接測(cè)量時(shí)間來對(duì)應(yīng)距離,但能達(dá)到ps級(jí)分辨率的測(cè)量系統(tǒng)成熟的較慢,即SPAD+TDC。

  SPAD single photon avalanche diode,單光子雪崩二極管,這是一種能在ps級(jí)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生響應(yīng)電流的器件,其工作原理是采用反向偏壓的光電二極管,使其工作在超過擊穿電壓而尚未擊穿的很小的一個(gè)電壓范圍內(nèi),此時(shí)的二極管處在非常敏感的工作區(qū)間,因此只要有微弱的光信號(hào)即可引發(fā)其產(chǎn)生雪崩電流,相應(yīng)速度極快。

  TDC,time digtal converter, 時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路, 通過與發(fā)射端的時(shí)間同步,接受到的光信號(hào)能夠在ps級(jí)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生電流并被TDC探測(cè)記錄,經(jīng)過N次的發(fā)射與接收,TDC能夠記錄n次(n《N)光飛行時(shí)間,于是生成一個(gè)關(guān)于飛行時(shí)間分布的直方圖,求其出現(xiàn)頻率最大的飛行時(shí)間值即為目標(biāo)值t,z=c*t/2,即得距離。

  SPAD的工藝相對(duì)CIS工藝要難得多,世界上能做的廠家很少,而SPAD的初衷并不是用來測(cè)距,而是用來記錄一些超快實(shí)驗(yàn)的過程。隨著陣列SPAD的出現(xiàn),以及陣列數(shù)的迅速提升,相信dtof很快會(huì)在未來取代itof方案,因?yàn)閐tof在很多關(guān)鍵性能方面對(duì)itof都有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),但其技術(shù)壁壘比較高,傳聞蘋果2020年將推出的后置3D方案采用的就是dtof。

dToF百科

  dToF英文名為Direct-Time of flight,中文直譯為直接飛行時(shí)間。dToF核心組件包含VCSEL、單光子雪崩二極管SPAD和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC。

  dToF具備低功耗、抗干擾等優(yōu)勢(shì),適用于對(duì)測(cè)距精度要求高的較 遠(yuǎn)距離測(cè)距場(chǎng)景。

  dToF 原理:為向被測(cè)物體發(fā)射光脈沖,通過對(duì)反射和發(fā)射光脈沖時(shí)間間 隔的測(cè)量,直接計(jì)算待測(cè)物體的深度。測(cè)距原理使得 dTOF 測(cè)量精度不會(huì)因距離增大而 降低,功耗更低同時(shí)對(duì)環(huán)境光的抗干擾能力更強(qiáng)。

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