ZLG新推出1D飛行時(shí)間傳感器模塊

ZLG的1D飛行時(shí)間傳感器模塊，集成了激光發(fā)射器（VCSEL）、多個(gè)單光子雪崩二極管接收器（SPAD）、時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC）和直方圖處理內(nèi)核，能對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行有效檢測(cè)與測(cè)量。

1.  直接時(shí)間飛行（dToF）技術(shù)簡(jiǎn)介

直接時(shí)間飛行英文全稱為“direct Time of Flight”，是一種通過(guò)測(cè)量光子的飛行時(shí)間從而算出目標(biāo)物距離的技術(shù)。其原理簡(jiǎn)圖如圖1所示，裝在手機(jī)上的傳感器的發(fā)射端發(fā)射出光子，同時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，光打到被測(cè)物體反射后被傳感器的接收端接收，此時(shí)計(jì)數(shù)器的值就是光來(lái)回一趟的時(shí)間，根據(jù)該時(shí)間和光速即可算出被測(cè)物體與傳感器的距離。相比于市面上非直接測(cè)距iToF，dToF具有True-distance，快速響應(yīng)、低功耗以及多物體同步精確檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)。

ams公司生產(chǎn)的集成式dToF傳感器TMF8x01系列便是采用這種技術(shù)，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(shù)字轉(zhuǎn)換器（TDC），可實(shí)時(shí)測(cè)量光子的直接飛行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)確定物體的距離。它還集成了直方圖處理內(nèi)核，能夠自動(dòng)切換接近檢測(cè)和距離測(cè)量算法，對(duì)2.5m以內(nèi)的目標(biāo)物進(jìn)行有效檢測(cè)與測(cè)量。

圖1  直接飛行時(shí)間技術(shù)原理簡(jiǎn)圖

2.  TMF8601系列產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

ams公司的dToF傳感器TMF8601通過(guò)發(fā)射、接收光并測(cè)量光子飛行時(shí)間從而確定距離，具有以下8大優(yōu)勢(shì)：

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

（2）近距、遠(yuǎn)距分段處理使得距離測(cè)量更精準(zhǔn)；

（3）具有卓越的污跡和污垢抑制能力；

（4）簡(jiǎn)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(cè)，已通過(guò)1級(jí)人眼安全認(rèn)證；

（7）環(huán)境光高抗干擾性，集成了光學(xué)濾波器，可以消除強(qiáng)光如太陽(yáng)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(chǎn)品節(jié)省33%的空間。

3.  TMF8X01系列參數(shù)對(duì)比

注1： 所有的參數(shù)都是典型值

注2： TMF8601接近檢測(cè)模式測(cè)量時(shí)長(zhǎng)是5.3ms，測(cè)距模式測(cè)量時(shí)長(zhǎng)是16.6ms

4.  TMF8601應(yīng)用場(chǎng)景

憑借體積小、精度高、外圍電路簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，該傳感器可廣泛應(yīng)用于測(cè)控、工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)類電子產(chǎn)品，具體應(yīng)用如下：

（1）  距離測(cè)量；

（2）  智能廚具；

（3）  智能燈具；

（4）  智能鏡子；

（5）  智能衛(wèi)?。?/p>

（6）  3D智能門鎖；

（7）  3D刷臉支付；

（8）  智能黑白家電

（9）  機(jī)器人避障，防跌落；

（10）  無(wú)人機(jī)著陸檢測(cè)；

（11）  個(gè)人隱私保護(hù)；

（12）  簡(jiǎn)單點(diǎn)、滑動(dòng)手勢(shì)檢測(cè)；

（13）  目標(biāo)檢測(cè)，攝像頭快速對(duì)焦；

（14）  微型投影儀的快速對(duì)焦；

（15）  工業(yè)上對(duì)物體進(jìn)行安全距離檢測(cè)；

（16）  顯示設(shè)備檢測(cè)到前方無(wú)人自動(dòng)熄屏；

（17）  物流的簡(jiǎn)單3D建模；

（18）  智能垃圾桶等。

圖2  TMF8x01應(yīng)用場(chǎng)景

5.  TMF8x01_EVB模塊

為了方便用戶的評(píng)估與調(diào)試，我司針對(duì)TMF8601芯片推出了自行設(shè)計(jì)的TMF8x01模塊，實(shí)物圖如圖3所示。該模塊將TMF8601的底層驅(qū)動(dòng)封裝起來(lái)，僅引出TXD、RXD兩根線與外界微控制器進(jìn)行UART通信，用戶只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的串口命令即可有效操作傳感器進(jìn)行距離測(cè)量。我司還提供完善的軟硬件設(shè)計(jì)資料，包括原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、模塊軟件驅(qū)動(dòng)以及模塊用戶手冊(cè)全套資料。

圖3  TMF8x01_EVB模塊實(shí)物圖