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dToF

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dtof,direct time of flight, 中文直譯是直接測量飛行時間。tof最初就是希望能直接測量時間來對應距離,但能達到ps級分辨率的測量系統成熟的較慢,即SPAD+TDC。dToF核心組件包含VCSEL、單光子雪崩二極管SPAD和時間數字轉換器TDC。

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dToF簡介

  dtof,direct time of flight, 顧名思義就是直接測量飛行時間。tof最初就是希望能直接測量時間來對應距離,但能達到ps級分辨率的測量系統成熟的較慢,即SPAD+TDC。

  SPAD single photon avalanche diode,單光子雪崩二極管,這是一種能在ps級的時間內產生響應電流的器件,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電壓范圍內,此時的二極管處在非常敏感的工作區間,因此只要有微弱的光信號即可引發其產生雪崩電流,相應速度極快。

  TDC,time digtal converter, 時間數字轉換電路, 通過與發射端的時間同步,接受到的光信號能夠在ps級的時間內產生電流并被TDC探測記錄,經過N次的發射與接收,TDC能夠記錄n次(n《N)光飛行時間,于是生成一個關于飛行時間分布的直方圖,求其出現頻率最大的飛行時間值即為目標值t,z=c*t/2,即得距離。

  SPAD的工藝相對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距,而是用來記錄一些超快實驗的過程。隨著陣列SPAD的出現,以及陣列數的迅速提升,相信dtof很快會在未來取代itof方案,因為dtof在很多關鍵性能方面對itof都有絕對優勢,但其技術壁壘比較高,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間。dToF核心組件包含VCSEL、單光子雪崩二極管SPAD和時間數字轉換器TDC。

  dToF具備低功耗、抗干擾等優勢,適用于對測距精度要求高的較 遠距離測距場景。

  dToF 原理:為向被測物體發射光脈沖,通過對反射和發射光脈沖時間間 隔的測量,直接計算待測物體的深度。測距原理使得 dTOF 測量精度不會因距離增大而 降低,功耗更低同時對環境光的抗干擾能力更強。

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