ZLG新推出1D飞行时间传感器模块

ZLG的1D飞行时间传感器模块，集成了激光发射器（VCSEL）、多个单光子雪崩二极管接收器（SPAD）、时间-数字转换器（TDC）和直方图处理内核，能对目标物进行有效检测与测量。

1.直接时间飞行（dToF）技术简介

直接时间飞行英文全称为“direct Time of Flight”，是一种通过测量光子的飞行时间从而算出目标物距离的技术。其原理简图如图1所示，装在手机上的传感器的发射端发射出光子，同时计数器开始计数，光打到被测物体反射后被传感器的接收端接收，此时计数器的值就是光来回一趟的时间，根据该时间和光速即可算出被测物体与传感器的距离。相比于市面上非直接测距iToF，dToF具有True-distance，快速响应、低功耗以及多物体同步精确检测等优势。

ams公司生产的集成式dToF传感器TMF8x01系列便是采用这种技术，该传感器基于ams 窄脉冲（VCSEL），单光子雪崩二极管（SPAD）和高精度的数字转换器（TDC），可实时测量光子的直接飞行时间，实现快速精准确定物体的距离。它还集成了直方图处理内核，能够自动切换接近检测和距离测量算法，对2.5m以内的目标物进行有效检测与测量。

 

图1 直接飞行时间技术原理简图

2.TMF8601系列产品竞争优势

ams公司的dToF传感器TMF8601通过发射、接收光并测量光子飞行时间从而确定距离，具有以下8大优势：

（1）多路径干扰抑制，即SPAD（单光子雪崩二极管）秒表计时的精确控制和直方图机制，可最大限度降低多路径效应影响；

（2）近距、远距分段处理使得距离测量更精准；

（3）具有卓越的污迹和污垢抑制能力；

（4）简单的校正方法；

（5）可选择低功耗模式或高精度模式；

（6）人眼安全检测，已通过1级人眼安全认证；

（7）环境光高抗干扰性，集成了光学滤波器，可以消除强光如太阳光中的红外部分，把干扰降到最低；

（7）芯片尺寸小，比市面成熟产品节省33%的空间。

3.TMF8X01系列参数对比

注1：所有的参数都是典型值

注2：TMF8601接近检测模式测量时长是5.3ms，测距模式测量时长是16.6ms

4.TMF8601应用场景

凭借体积小、精度高、外围电路简单、抗干扰能力强的特点，该传感器可广泛应用于测控、工业、医疗、消费类电子产品，具体应用如下：

（1）距离测量；

（2）智能厨具；

（3）智能灯具；

（4）智能镜子；

（5）智能卫浴；

（6）3D智能门锁；

（7）3D刷脸支付；

（8）智能黑白家电

（9）机器人避障，防跌落；

（10）无人机着陆检测；

（11）个人隐私保护；

（12）简单点、滑动手势检测；

（13）目标检测，摄像头快速对焦；

（14）微型投影仪的快速对焦；

（15）工业上对物体进行安全距离检测；

（16）显示设备检测到前方无人自动熄屏；

（17）物流的简单3D建模；

（18）智能垃圾桶等。

 

图2 TMF8x01应用场景

5.TMF8x01_EVB模块

为了方便用户的评估与调试，我司针对TMF8601芯片推出了自行设计的TMF8x01模块，实物图如图3所示。该模块将TMF8601的底层驱动封装起来，仅引出TXD、RXD两根线与外界微控制器进行UART通信，用户只需要通过简单的串口命令即可有效操作传感器进行距离测量。我司还提供完善的软硬件设计资料，包括原理图设计、PCB设计、模块软件驱动以及模块用户手册全套资料。

 

图3 TMF8x01_EVB模块实物图