iToF全稱是indirect Time-of-Flight,直譯就是間接光飛行時(shí)間。所謂間接,就是指iToF是通過測量相位偏移來間接測量光的飛行時(shí)間,而不是直接測量光飛行時(shí)間。iToF向場景中發(fā)射調(diào)制后的紅外光信號(hào),再由傳感器接收場景中待測物體反射回來的光信號(hào),根據(jù)曝光(積分)時(shí)間內(nèi)的累計(jì)電荷計(jì)算發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)之間的相位差,從而獲取目標(biāo)物體的深度。
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iToF模組的核心組件包含VCSEL和圖像傳感器。VCSEL發(fā)射特定頻率的調(diào)制紅外光。圖像傳感器在曝光(積分)時(shí)間內(nèi)接收反射光并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。曝光(積分)結(jié)束后將數(shù)據(jù)讀出,經(jīng)過一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器再傳給計(jì)算單元,由計(jì)算單元計(jì)算每個(gè)像素的相位偏移。iToF計(jì)算深度的方式通常是采用4-sampling-bucket算法,利用4個(gè)相位延遲為0°,90°,180°和270°的采樣信號(hào)計(jì)算深度。
iToF的測量精度和幾個(gè)因素有關(guān),分別是調(diào)制光的頻率,光照功率以及積分時(shí)間。前文已經(jīng)提到了iToF的深度計(jì)算公式。由此,可以推出深度噪聲(精度)。由于c對應(yīng)光速,是一個(gè)固定值,所以深度精度和調(diào)制光的頻率、相位信噪比(phase SNR)有關(guān)。當(dāng)相位信噪比一定時(shí),頻率越高,深度噪聲越小,也意味著深度精度越高。
iToF的相位信噪比和傳感器接收到的光電流有關(guān)系。其中,代表調(diào)制信號(hào)生成的電子,???代表調(diào)制光和環(huán)境光生成的電子總和,??代表電容的固有噪聲,??是調(diào)制對比度,描述傳感器分離和收集光電子的質(zhì)量。所以,??調(diào)制光信號(hào)生成的電子數(shù)越多,相位信噪比越大,進(jìn)而推出深度精度越高。增大有兩種方式,一種是增大光照功率,另外一種就是延長曝光時(shí)間,也就是前文提到的積分時(shí)間。
環(huán)境光傳感芯片又可稱為光距感 接近傳感芯片,它的主要用途是用來對周圍環(huán)境光電的暗弱進(jìn)行測量的,就比如用來對環(huán)境光進(jìn)行測量,是由環(huán)境光傳感器里面的光敏二極管來進(jìn)行的,通過放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理,使得光能量得到量化,再通過BB、WLED dirver控制調(diào)節(jié),可使系統(tǒng)調(diào)節(jié)顯示屏的亮度。
這里推薦臺(tái)灣旺泓的光距感?接近傳感芯片?- WH APS 4530A,它的暗電流小,低照度響應(yīng),靈敏度高,電流隨光照度增強(qiáng)呈線性變化,還內(nèi)置雙敏感元,自動(dòng)衰減近紅外,光譜響應(yīng)接近人眼函數(shù)曲線。
WH4530A是一種光到數(shù)字轉(zhuǎn)換器,它結(jié)合了環(huán)境光傳感器、接近傳感器和高效率的紅外LED燈。環(huán)境光傳感器(ALS)內(nèi)置了一個(gè)濾光器來抑制紅外,并提供了一個(gè)接近人眼反應(yīng)的光譜。ALS可以在黑暗到陽光直射下工作,可選擇的探測范圍約為40dB。雙通道輸出(人眼和清晰),使ALS在不同光照條件下具有良好的光比。近距離傳感器(PS)內(nèi)置了一個(gè)940nm的濾光片,用于環(huán)境光的抗擾,因此PS可以檢測反射紅外光,具有高精度和優(yōu)良的抗擾性。WH4530A具有可編程中斷功能,對ALS和PS具有基于閾值的遲滯。
光距感?接近傳感芯片?- WH APS 4530A的應(yīng)用:
手機(jī)設(shè)備:手機(jī),平板電腦,PDA,移動(dòng)POS機(jī)
消費(fèi)設(shè)備:液晶電視,iTOF相機(jī),玩具
計(jì)算設(shè)備:筆記本電腦,液晶顯示器
智能家居:智能照明,智能窗簾,夜燈
戶外:監(jiān)控系統(tǒng),路燈
工業(yè)應(yīng)用
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