ZLG 的 1D 飛行時間傳感器模塊,集成了激光發射器(VCSEL)、多個單光子雪崩二極管接收器(SPAD)、時間 - 數字轉換器(TDC)和直方圖處理內核,能對目標物進行有效檢測與測量。

 

 

1.    直接時間飛行(dToF)技術簡介

直接時間飛行英文全稱為“direct Time of Flight”,是一種通過測量光子的飛行時間從而算出目標物距離的技術。其原理簡圖如圖 1 所示,裝在手機上的傳感器的發射端發射出光子,同時計數器開始計數,光打到被測物體反射后被傳感器的接收端接收,此時計數器的值就是光來回一趟的時間,根據該時間和光速即可算出被測物體與傳感器的距離。相比于市面上非直接測距 iToF,dToF 具有 True-distance,快速響應、低功耗以及多物體同步精確檢測等優勢。

 

ams 公司生產的集成式 dToF 傳感器 TMF8x01 系列便是采用這種技術,該傳感器基于 ams 窄脈沖(VCSEL),單光子雪崩二極管(SPAD)和高精度的數字轉換器(TDC),可實時測量光子的直接飛行時間,實現快速精準確定物體的距離。它還集成了直方圖處理內核,能夠自動切換接近檢測和距離測量算法,對 2.5m 以內的目標物進行有效檢測與測量。

 

圖 1  直接飛行時間技術原理簡圖

 

2.    TMF8601 系列產品競爭優勢

ams 公司的 dToF 傳感器 TMF8601 通過發射、接收光并測量光子飛行時間從而確定距離,具有以下 8 大優勢:

 

(1)多路徑干擾抑制,即 SPAD(單光子雪崩二極管)秒表計時的精確控制和直方圖機制,可最大限度降低多路徑效應影響;

 

(2)近距、遠距分段處理使得距離測量更精準;

 

(3)具有卓越的污跡和污垢抑制能力;

 

(4)簡單的校正方法;

 

(5)可選擇低功耗模式或高精度模式;

 

(6)人眼安全檢測,已通過 1 級人眼安全認證;

 

(7)環境光高抗干擾性,集成了光學濾波器,可以消除強光如太陽光中的紅外部分,把干擾降到最低;

 

(7)芯片尺寸小,比市面成熟產品節省 33%的空間。

 

3.    TMF8X01 系列參數對比

 

 

注 1: 所有的參數都是典型值

 

注 2: TMF8601 接近檢測模式測量時長是 5.3ms,測距模式測量時長是 16.6ms

 

4.    TMF8601 應用場景

憑借體積小、精度高、外圍電路簡單、抗干擾能力強的特點,該傳感器可廣泛應用于測控、工業、醫療、消費類電子產品,具體應用如下:

 

(1)    距離測量;

 

(2)    智能廚具;

 

(3)    智能燈具;

 

(4)    智能鏡子;

 

(5)    智能衛??;

 

(6)    3D 智能門鎖;

 

(7)    3D 刷臉支付;

 

(8)    智能黑白家電

 

(9)    機器人避障,防跌落;

 

(10)    無人機著陸檢測;

 

(11)    個人隱私保護;

 

(12)    簡單點、滑動手勢檢測;

 

(13)    目標檢測,攝像頭快速對焦;

 

(14)    微型投影儀的快速對焦;

 

(15)    工業上對物體進行安全距離檢測;

 

(16)    顯示設備檢測到前方無人自動熄屏;

 

(17)    物流的簡單 3D 建模;

 

(18)    智能垃圾桶等。

 

圖 2  TMF8x01 應用場景

 

5.    TMF8x01_EVB 模塊

為了方便用戶的評估與調試,我司針對 TMF8601 芯片推出了自行設計的 TMF8x01 模塊,實物圖如圖 3 所示。該模塊將 TMF8601 的底層驅動封裝起來,僅引出 TXD、RXD 兩根線與外界微控制器進行 UART 通信,用戶只需要通過簡單的串口命令即可有效操作傳感器進行距離測量。我司還提供完善的軟硬件設計資料,包括原理圖設計、PCB 設計、模塊軟件驅動以及模塊用戶手冊全套資料。

 

圖 3  TMF8x01_EVB 模塊實物圖