၁။ time-of-flight (ToF) sensor ဆိုတာ ဘာလဲ။

အချိန်ကိုက်ပျံသန်းမှုကင်မရာဆိုတာ ဘာလဲ။ လေယာဉ်ရဲ့ပျံသန်းမှုကို မှတ်တမ်းတင်တာက ကင်မရာလား။ လေယာဉ်တွေနဲ့ တစ်ခုခုဆိုင်လား။ တကယ်တော့ အဝေးကြီးပဲ။

ToF ဆိုတာ အရာဝတ္ထု၊ အမှုန်အမွှား ဒါမှမဟုတ် လှိုင်းတစ်ခု အကွာအဝေးတစ်ခုကို ခရီးသွားဖို့ ကြာတဲ့အချိန်ကို တိုင်းတာတဲ့ ကိရိယာတစ်ခုပါ။ လင်းနို့ရဲ့ sonar စနစ် အလုပ်လုပ်တယ်ဆိုတာ သင်သိပါသလား။ time-of-flight စနစ်ကလည်း အလားတူပါပဲ။

time-of-flight sensor အမျိုးအစားများစွာရှိသော်လည်း အများစုမှာ time-of-flight ကင်မရာများနှင့် laser scanner များဖြစ်ပြီး lidar (အလင်းရှာဖွေခြင်းနှင့် အကွာအဝေးသတ်မှတ်ခြင်း) ဟုခေါ်သော နည်းပညာကို အသုံးပြု၍ ရုပ်ပုံတစ်ခုရှိ အမှတ်အမျိုးမျိုး၏ အနက်ကို အနီအောက်ရောင်ခြည်ဖြင့် ထိုးခြင်းဖြင့် တိုင်းတာသည်။

ToF အာရုံခံကိရိယာများကို အသုံးပြု၍ ထုတ်လုပ်ပြီး ဖမ်းယူထားသော ဒေတာသည် လမ်းသွားလမ်းလာ ထောက်လှမ်းခြင်း၊ မျက်နှာအသွင်အပြင်များအပေါ် အခြေခံ၍ အသုံးပြုသူ အထောက်အထားစိစစ်ခြင်း၊ SLAM (တစ်ပြိုင်နက်တည်း ဒေသအလိုက်တည်နေရာနှင့် မြေပုံ) အယ်လဂိုရစ်သမ်များကို အသုံးပြု၍ ပတ်ဝန်းကျင်မြေပုံရေးဆွဲခြင်း စသည်တို့ကို ပေးစွမ်းနိုင်သောကြောင့် အလွန်အသုံးဝင်ပါသည်။

ဒီစနစ်ကို စက်ရုပ်တွေ၊ အလိုအလျောက်မောင်းနှင်တဲ့ကားတွေနဲ့ အခုချိန်မှာတောင် သင့်ရဲ့မိုဘိုင်းစက်ပစ္စည်းတွေမှာ ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုနေကြပါတယ်။ ဥပမာအားဖြင့် Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ စတာတွေကို အသုံးပြုနေတယ်ဆိုရင် သင့်ဖုန်းမှာ ToF ကင်မရာပါရှိပါတယ်။

ToF ကင်မရာတစ်လုံး

၂။ အချိန်ပျံသန်းမှု အာရုံခံကိရိယာ ဘယ်လိုအလုပ်လုပ်သလဲ။

အခု time-of-flight sensor ဆိုတာဘာလဲ၊ ဘယ်လိုအလုပ်လုပ်လဲဆိုတာကို အကျဉ်းချုပ်မိတ်ဆက်ပေးချင်ပါတယ်။

ToFအာရုံခံကိရိယာများသည် အနီအောက်ရောင်ခြည်ကို ထုတ်လွှတ်ရန် အလွန်သေးငယ်သော လေဆာများကို အသုံးပြုကြပြီး ရရှိလာသော အလင်းသည် မည်သည့်အရာဝတ္ထုပေါ်မဆို ပြန်ကန်ထွက်လာပြီး အာရုံခံကိရိယာသို့ ပြန်သွားသည်။ အလင်းထုတ်လွှတ်မှုနှင့် အရာဝတ္ထုမှ ပြန်ဟပ်ပြီးနောက် အာရုံခံကိရိယာသို့ ပြန်ရောက်ရှိမှုကြား အချိန်ကွာခြားချက်အပေါ် အခြေခံ၍ အာရုံခံကိရိယာသည် အရာဝတ္ထုနှင့် အာရုံခံကိရိယာကြား အကွာအဝေးကို တိုင်းတာနိုင်သည်။

ဒီနေ့မှာတော့ ToF က ခရီးသွားချိန်ကို အသုံးပြုပြီး အကွာအဝေးနဲ့ အနက်ကို ဆုံးဖြတ်ဖို့ နည်းလမ်း ၂ ခုကို လေ့လာသွားပါမယ်- timing pulses တွေကို အသုံးပြုခြင်းနဲ့ amplitude modulated waves တွေရဲ့ phase shifting ကို အသုံးပြုခြင်းတွေပါ။

အချိန်ကိုက် pulse များကို အသုံးပြုပါ

ဥပမာအားဖြင့်၊ ၎င်းသည် ပစ်မှတ်ကို လေဆာဖြင့် အလင်းပေးပြီးနောက် စကင်နာဖြင့် ရောင်ပြန်ဟပ်သောအလင်းကို တိုင်းတာပြီးနောက် အလင်း၏အလျင်ကို အသုံးပြု၍ အရာဝတ္ထု၏အကွာအဝေးကို ခန့်မှန်းခြင်းဖြင့် လုပ်ဆောင်ပြီး ခရီးသွားခဲ့သောအကွာအဝေးကို တိကျစွာတွက်ချက်သည်။ ထို့အပြင်၊ လေဆာပြန်လာချိန်နှင့် လှိုင်းအလျားကွာခြားချက်ကို အသုံးပြု၍ ပစ်မှတ်၏ တိကျသော ဒစ်ဂျစ်တယ် 3D ကိုယ်စားပြုမှုနှင့် မျက်နှာပြင်အင်္ဂါရပ်များပြုလုပ်ရန်နှင့် ၎င်း၏ တစ်ဦးချင်းအင်္ဂါရပ်များကို အမြင်အာရုံဖြင့် မြေပုံဆွဲရန် အသုံးပြုသည်။

အထက်တွင် မြင်တွေ့ရသည့်အတိုင်း လေဆာအလင်းသည် ထွက်သွားပြီးနောက် အရာဝတ္ထုမှ အာရုံခံကိရိယာသို့ ပြန်လည်ရောက်ရှိသည်။ လေဆာပြန်လာချိန်ဖြင့် ToF ကင်မရာများသည် အလင်းခရီးသွားနှုန်းကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါက အချိန်တိုအတွင်း တိကျသောအကွာအဝေးများကို တိုင်းတာနိုင်သည်။ (ToF ကို အကွာအဝေးအဖြစ် ပြောင်းလဲသည်) ဤသည်မှာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာသူတစ်ဦး အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ တိကျသောအကွာအဝေးကို ရောက်ရှိရန် အသုံးပြုသည့် ဖော်မြူလာဖြစ်သည်-

(အလင်းအလျင် x ပျံသန်းချိန်) / ၂

ToF က အကွာအဝေးကို ပြောင်းပေးပါတယ်

မြင်တွေ့ရသည့်အတိုင်း မီးပိတ်ထားစဉ်တွင် အချိန်တိုင်းကိရိယာ စတင်မည်ဖြစ်ပြီး၊ လက်ခံကိရိယာသည် ပြန်လာသောမီးကို လက်ခံရရှိသည့်အခါ အချိန်တိုင်းကိရိယာသည် အချိန်ကို ပြန်ပေးမည်ဖြစ်သည်။ နှစ်ကြိမ်နုတ်လိုက်သောအခါ အလင်း၏ “ပျံသန်းချိန်” ကို ရရှိပြီး အလင်း၏အလျင်သည် တသမတ်တည်းဖြစ်သောကြောင့် အထက်ပါဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ အကွာအဝေးကို အလွယ်တကူ တွက်ချက်နိုင်သည်။ ဤနည်းအားဖြင့် အရာဝတ္ထု၏မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အမှတ်အားလုံးကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။

AM လှိုင်းရဲ့ phase shift ကိုသုံးပါ

နောက်တစ်ခုအနေနဲ့၊ToFရောင်ပြန်ဟပ်သောအလင်း၏ အဆင့်ရွေ့လျားမှုကို ရှာဖွေရန် စဉ်ဆက်မပြတ်လှိုင်းများကိုလည်း အသုံးပြု၍ အနက်နှင့် အကွာအဝေးကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။

AM လှိုင်းကို အသုံးပြု၍ အဆင့်ပြောင်းလဲခြင်း

amplitude ကို modulate လုပ်ခြင်းဖြင့်၊ ၎င်းသည် သိရှိထားသော frequency ရှိသော sinusoidal light source တစ်ခုကို ဖန်တီးပေးပြီး၊ detector သည် အောက်ပါ formula ကို အသုံးပြု၍ reflected light ၏ phase shift ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်စေသည်-

c သည် အလင်း၏အလျင် (c = 3 × 10^8 m/s)၊ λ သည် လှိုင်းအလျား (λ = 15 m) နှင့် f သည် ကြိမ်နှုန်းဖြစ်သောကြောင့် အာရုံခံကိရိယာပေါ်ရှိ အမှတ်တစ်ခုစီကို အလွယ်တကူ နက်နက်နဲနဲ တွက်ချက်နိုင်သည်။

အလင်းရဲ့အလျင်နဲ့ ကျွန်ုပ်တို့အလုပ်လုပ်တဲ့အခါ ဒီအရာအားလုံးက အရမ်းမြန်မြန်ဖြစ်ပျက်ပါတယ်။ အာရုံခံကိရိယာတွေ ဘယ်လောက်တိကျမှုနဲ့ အမြန်နှုန်းကို တိုင်းတာနိုင်လဲဆိုတာ မြင်ယောင်ကြည့်ပါ။ ဥပမာတစ်ခုပေးပါရစေ၊ အလင်းဟာ တစ်စက္ကန့်ကို ကီလိုမီတာ ၃၀၀,၀၀၀ အလျင်နဲ့ ခရီးသွားပါတယ်၊ အရာဝတ္ထုတစ်ခုဟာ သင့်ဆီကနေ ၅ မီတာအကွာမှာရှိရင် ကင်မရာကနေ ထွက်လာတဲ့ အလင်းနဲ့ ပြန်လာတဲ့ အချိန်ကွာခြားချက်က ၃၃ နာနိုစက္ကန့်လောက်ရှိပြီး အဲဒါက ၀.၀၀၀၀၀၀၃၃ စက္ကန့်နဲ့ ညီမျှပါတယ်။ အံ့သြစရာပါပဲ၊ ရိုက်ကူးထားတဲ့ အချက်အလက်တွေက ပုံထဲက pixel တိုင်းအတွက် တိကျတဲ့ 3D ဒစ်ဂျစ်တယ်ကိုယ်စားပြုမှုကို ပေးစွမ်းမှာကို ထည့်ပြောစရာမလိုပါဘူး။

အသုံးပြုထားတဲ့ အခြေခံမူ မည်သို့ပင်ရှိစေကာမူ၊ မြင်ကွင်းတစ်ခုလုံးကို လင်းစေသော အလင်းရင်းမြစ်တစ်ခု ပံ့ပိုးပေးခြင်းဖြင့် အာရုံခံကိရိယာသည် အမှတ်အားလုံး၏ အနက်ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်စေပါသည်။ ထိုသို့သော ရလဒ်သည် မြင်ကွင်းရှိ သက်ဆိုင်ရာအမှတ်သို့ အကွာအဝေးကို pixel တစ်ခုချင်းစီက encode လုပ်သည့် အကွာအဝေးမြေပုံတစ်ခုကို ပေးပါသည်။ အောက်ပါတို့သည် ToF အကွာအဝေးဇယား၏ ဥပမာတစ်ခုဖြစ်သည်။

ToF အကွာအဝေးဇယား၏ ဥပမာတစ်ခု

ToF အလုပ်လုပ်တယ်ဆိုတာ အခု ကျွန်တော်တို့ သိပြီဆိုတော့ ဘာကြောင့်ကောင်းတာလဲ။ ဘာကြောင့်သုံးတာလဲ။ ဘာအတွက်ကောင်းတာလဲ။ စိတ်မပူပါနဲ့၊ ToF sensor သုံးခြင်းရဲ့ အားသာချက်တွေ အများကြီးရှိပါတယ်၊ ဒါပေမယ့် ကန့်သတ်ချက်တွေတော့ ရှိပါတယ်။

၃။ အချိန်ပျံသန်းမှု အာရုံခံကိရိယာများ အသုံးပြုခြင်း၏ အကျိုးကျေးဇူးများ

တိကျပြီး မြန်ဆန်သော တိုင်းတာမှု

အာထရာဆောင်း သို့မဟုတ် လေဆာကဲ့သို့သော အခြားအကွာအဝေးအာရုံခံကိရိယာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက time-of-flight အာရုံခံကိရိယာများသည် မြင်ကွင်းတစ်ခု၏ 3D ပုံရိပ်ကို အလွန်လျင်မြန်စွာ ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့် ToF ကင်မရာသည် ၎င်းကို တစ်ကြိမ်သာ လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ထို့အပြင် ToF အာရုံခံကိရိယာသည် အရာဝတ္ထုများကို အချိန်တိုအတွင်း တိကျစွာ ထောက်လှမ်းနိုင်ပြီး စိုထိုင်းဆ၊ လေဖိအားနှင့် အပူချိန်တို့၏ သက်ရောက်မှုမရှိသောကြောင့် အိမ်တွင်းနှင့် အိမ်ပြင်နှစ်မျိုးလုံးတွင် အသုံးပြုရန် သင့်လျော်ပါသည်။

အဝေးကြီး

ToF အာရုံခံကိရိယာများသည် လေဆာများကို အသုံးပြုသောကြောင့် အကွာအဝေးရှည်များနှင့် အကွာအဝေးများကို တိကျမှုမြင့်မားစွာ တိုင်းတာနိုင်သည်။ ToF အာရုံခံကိရိယာများသည် ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အရွယ်အစားအမျိုးမျိုးရှိသော အနီးနှင့် အဝေးရှိ အရာဝတ္ထုများကို ထောက်လှမ်းနိုင်သောကြောင့် ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသည်။

အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်အတွက် စနစ်၏ မှန်ဘီလူးများကို စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်နိုင်သောကြောင့် ၎င်းသည် ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိပြီး၊ လိုချင်သော မြင်ကွင်းရရှိရန် ထုတ်လွှင့်စက်နှင့် လက်ခံစက်အမျိုးအစားများနှင့် မှန်ဘီလူးများကို ရွေးချယ်နိုင်သည်။

ဘေးကင်းရေး

လေဆာကနေ ထွက်လာမှာကို စိုးရိမ်နေမိတယ်ToFအာရုံခံကိရိယာက သင့်မျက်လုံးတွေကို ထိခိုက်မှာလား။ စိတ်မပူပါနဲ့။ ToF အာရုံခံကိရိယာ အများစုဟာ အခုဆိုရင် ပါဝါနည်း အနီအောက်ရောင်ခြည် လေဆာကို အလင်းရင်းမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုပြီး modulated pulses တွေနဲ့ မောင်းနှင်ပါတယ်။ လူ့မျက်လုံးအတွက် ဘေးကင်းကြောင်း သေချာစေဖို့အတွက် ဒီအာရုံခံကိရိယာဟာ Class 1 လေဆာ ဘေးကင်းရေးစံနှုန်းတွေနဲ့ ကိုက်ညီပါတယ်။

ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော

structured light camera systems သို့မဟုတ် laser rangefinders ကဲ့သို့သော အခြား 3D depth range scanning နည်းပညာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ToF sensor များသည် ၎င်းတို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက များစွာစျေးသက်သာပါသည်။

ဤကန့်သတ်ချက်များအားလုံးရှိနေသော်လည်း ToF သည် အလွန်ယုံကြည်စိတ်ချရဆဲဖြစ်ပြီး 3D အချက်အလက်များကို ဖမ်းယူရာတွင် အလွန်မြန်ဆန်သောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။

၄။ ToF ၏ ကန့်သတ်ချက်များ

ToF မှာ အကျိုးကျေးဇူးများစွာရှိသော်လည်း ကန့်သတ်ချက်များလည်း ရှိပါတယ်။ ToF ရဲ့ ကန့်သတ်ချက်အချို့ကတော့ -

• ပြန့်ကျဲနေသော အလင်းရောင်

အလွန်တောက်ပသော မျက်နှာပြင်များသည် သင့် ToF အာရုံခံကိရိယာနှင့် အလွန်နီးကပ်ပါက၊ ၎င်းတို့သည် သင့်လက်ခံကိရိယာထဲသို့ အလင်းအလွန်အကျွံ ပြန့်ကျဲစေပြီး အရာဝတ္ထုများနှင့် မလိုလားအပ်သော ရောင်ပြန်ဟပ်မှုများကို ဖန်တီးနိုင်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် သင့် ToF အာရုံခံကိရိယာသည် တိုင်းတာမှုအဆင်သင့်ဖြစ်သည်နှင့် အလင်းကို ပြန်ဟပ်ရန်သာ လိုအပ်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

• ရောင်ပြန်ဟပ်မှုများစွာ

ToF အာရုံခံကိရိယာများကို ထောင့်များနှင့် ခွက်ပုံသဏ္ဍာန်များတွင် အသုံးပြုသည့်အခါ အလင်းသည် အကြိမ်ပေါင်းများစွာ ပြန်လည်ခုန်ထွက်နိုင်သောကြောင့် မလိုလားအပ်သော ရောင်ပြန်ဟပ်မှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်ပြီး တိုင်းတာမှုကို ပုံပျက်စေပါသည်။

• ပတ်ဝန်းကျင်အလင်းရောင်

ToF ကင်မရာကို အပြင်ဘက်တွင် နေရောင်ခြည်ပြင်းထန်စွာရရှိသည့်နေရာတွင် အသုံးပြုခြင်းသည် အပြင်ဘက်တွင် အသုံးပြုရခက်ခဲစေနိုင်သည်။ ၎င်းသည် နေရောင်ခြည်ပြင်းထန်မှုမြင့်မားခြင်းကြောင့် အာရုံခံကိရိယာများသည် အာရုံခံကိရိယာများကို လျင်မြန်စွာ ပြည့်နှက်စေပြီး အရာဝတ္ထုမှ ရောင်ပြန်ဟပ်သော အလင်းရောင်အစစ်အမှန်ကို ထောက်လှမ်းရန် မဖြစ်နိုင်စေသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

• နိဂုံးချုပ်ချက်

ToF အာရုံခံကိရိယာများနှင့်ToF မှန်ဘီလူးအသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ 3D မြေပုံရေးဆွဲခြင်း၊ စက်မှုလုပ်ငန်းအလိုအလျောက်စနစ်၊ အတားအဆီးရှာဖွေခြင်း၊ ကိုယ်တိုင်မောင်းနှင်သောကားများ၊ စိုက်ပျိုးရေး၊ ရိုဘော့တစ်၊ အိမ်တွင်းလမ်းကြောင်းပြစနစ်၊ လက်ဟန်ခြေဟန်မှတ်သားခြင်း၊ အရာဝတ္ထုစကင်ဖတ်ခြင်း၊ တိုင်းတာခြင်း၊ စောင့်ကြည့်ခြင်းမှစ၍ Augmented Reality အထိ! ToF နည်းပညာ၏အသုံးချမှုများသည် အဆုံးမရှိပါ။

ToF မှန်ဘီလူးများ လိုအပ်ပါက ကျွန်ုပ်တို့ထံ ဆက်သွယ်နိုင်ပါသည်။

Chuang An Optoelectronics သည် ပြီးပြည့်စုံသော အမြင်အာရုံအမှတ်တံဆိပ်တစ်ခု ဖန်တီးရန်အတွက် မြင့်မားသော အဓိပ္ပါယ်ရှိသော အလင်းတန်းမှန်ဘီလူးများကို အာရုံစိုက်သည်

Chuang An Optoelectronics သည် ယခုအခါ အမျိုးမျိုးသော ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ခဲ့သည်။TOF မှန်ဘီလူးများကဲ့သို့:

CH3651A f3.6mm F1.2 1/2" IR850nm

CH3651B f3.6mm F1.2 1/2" IR940nm

CH3652A f3.3mm F1.1 1/3" IR850nm

CH3652B f3.3mm F1.1 1/3" IR940nm

CH3653A f3.9mm F1.1 1/3" IR850nm

CH3653B f3.9mm F1.1 1/3" IR940nm

CH3654A f5.0mm F1.1 1/3″ IR850nm

CH3654B f5.0mm F1.1 1/3″ IR940nm