TOF10120
Time-of-Flight ranging Sensor
描述/Descripti
TOF10120测距传感器提供了精确和可重复的远距离测量用于高速自动对焦(AF).创新的TOF time-of-flight
技术使该传感器性能独立于目标物体的反射率 .
TOF10120的TOF(time-of-flight)测量技术用夏普独创的低成本的 CMOS工艺的SPAD (单光子雪崩二极管) 来实现 .
它使测量结果准确 ,对环境光具有更高的抗干扰性 .
TOF10120 range sensor provides accurate and repeatable long range distance measurement for high-speed autofocus (AF). The innovative time-of-flight technology allows
performance independent of object reflectance.
TOF10120’s time-of-flight sensing technology is realized by Sharp’s original SPAD (Single Photon Avalanche Diodes ) using low-cost standard CMOS process. It enables accurate
ranging result, higher immunity to ambient light and better robustness to cover-glass optical cross-talk by special optical package design.
特性/Features
・940nm激光符合IEC 60825-1:2014第3版规定的1类操作条件
・传感器尺寸(20×13.2×2.0mm)
・最大测量距离室内可达 1.8米精度在5%以内
・测量的范围与目标物体的反射率无关
・可工作在高红外光的环境下
・高光学串扰补偿
・测量时间小于30ms
・符合标准的回流焊工艺
・不需要额外的光学器件
・单电源供电
・标准的TTL电平串口
・无铅,符合RoHS标准
应用/Applications
・高速自动对焦
・视频连续自动对焦
・电脑等设备的用户检测
・障碍物检测
・白色家电的手势自动识别
(如水龙头,冰箱等)
・High-speed AF
・Continuous AF for video
・User detection for Personal Computers/
Laptops/Tablets
・Robotics (obstacle detection)
・White goods (hand detection in automatic
・940nm laser classified as class 1 under operation condition
Faucets, refrigerator etc.)
by IEC 60825-1:2014-3rd edition
・Small ceramic package(20×13.2×2.0mm)
・Long range absolute range measurement up to 1.8m
within 5% accuracy at indoor
・Reported range is independent of the target reflectance
・Operates in high infrared ambient light levels
・Advanced optical cross-talk compensation
・High speed ranging MAX 30ms
・Standard solder reflow compatible
・No additional optics
・Single power supply
・Txd interface for device control and data transfer
・Lead-free, RoHS compliant
1 ~ 7
TOF10120
2.1 推荐工作条件 / Recommended Operating Conditions
项目
Items
测量范围 Ranging Range
工作电压 VCC
工作电流 ICC_VDD
工作温度 Topr
储存温度 Tstg
2.2 引脚描述 / Pin Description
额定
Rating
100 ~ 1800
3 ~ 5
35
- 20 + 70
- 40 + 85
引脚名称
Pin name
条件
Condition
单位
Unit
mm
V
mA
°C
°C
功能
Function
电源地 GND
电源正极 3~5V
引脚
Pin
①
②
③
④
⑤
⑥
GND
VDD
RXD
TXD
SDA
SCL
输入 INPUT
输出 OUTPUT
串口输入 TTL电平 RXD OUTPUT TTL
串口输出 TTL电平 TXD OUTPUT TTL
输入/ 输出INPUT/OUTPUT
I2C数据 TTL电平 I2C DATA I/O TTL
输出 OUTPUT
I2C时钟 TTL电平 I2C CLK OPUTPUT TTL
2.3 通讯协议 / Communication protocol
波特率 Bits per Second:
数据位 Data Bits :
校验位无 Parity :
停止位 Stop bits :
流控制 Flow Control :
9600
8
None
1
None
2 ~ 7
TOF10120
2.4.1 数据发送格式 / Data delivery format
⒈
① 读取偏差值
② 读取串口发送间隔
③ 读取距离模式
④ 读取最大距离
⑤ 读取距离发送方式
⑥ 读取距离
命令
命令
命令
命令
命令
命令
⑦ 读取模块I2C从机ID 命令
⑧ 读取xtal校准参数
命令
r1#
r2#
r3#
r4#
r5#
r6#
r7#
r8#
返回值 D=xx
说明 xx=00~99mm 未校准前为 0
返回值 T=xxxx 说明 xxxx=10~9999ms 默认100ms
返回值 M=x
说明 x=0 滤波后距离 x=1实时距离 默认=0滤波后距离
返回值 Max=x 说明 xxxx=100~2000mm 默认不限制最大距离>2000mm
返回值 S=x
说明 x=0 主动发送(UART) x=1被动读取 (UART/I2C)默认=0主动发送
返回值 L=xxxx 说明 xxxx=100~2000mm 只有在发送方式为被动读取才有效
返回值 I=xxx
说明 xxx=1~254(0x01~0xFE) 默认164(0xA4)
返回值 X=xxx 说明 xx=0~200 未校准前为0
2.4.2 写命令 / Write a command
⒉
① 设置偏差值正负偏差 命令 s1+xx#
返回信息>设置成功: ok 设置失败: fail
命令 s1-xx#
s1+xx#(正偏差) 或者s1-xx#(负偏差)
说明 xx=00~99mm s1+0#或者s1-0# 偏差清0
② 设置串口发送间隔
命令 s2-xxxx#
返回信息>设置成功: ok 设置失败: fail
说明 xxxx=10~9999ms 默认100ms
③ 设置距离模式
命令 s3-x#
返回信息> 设置成功:ok 设置失败: fail
说明 x=0 滤波后距离 x=1实时距离 默认=0滤波后距离
④ 设置最大距离
命令 s4-xxxx#
返回信息>设置成功: ok 设置失败: fail
说明 xxxx=100~2000mm xxxx=0为不限制最大距离
⑤ 设置距离发送方式
命令 s5-x#
返回信息>设置成功: ok 设置失败: fail
说明 x=0 主动发送 x=1被动读取
⑥ 设置I2C从机ID
命令 s7-xxx#
返回信息>设置成功: ok 设置失败: fail
说明 xxx=1~254(0x01~0xFE) 默认164(0xA4)
⑦ 校准命令
命令 s8-x#
校准成功: x=0 返回>offset 偏差值 x=1 返回>xtalk 偏差参数设置失败: fail
说明 offset偏差值(-99~99mm) xtalk偏差参数0~200
2.4.3 例程 / Routine
3
命令
字符串输入框
发送
s4-1000#
说明
OK
返回信息
设置成功: ok 说明距离设置最大1000mm
3 ~ 7
TOF10120
2.5 测距特性 / Ranging Characteristics
符合
Symbol
Rmin
Rminacc
最小值
Min.
-
-
典型
Typ.
10
-
Rinw
120
180
最大值
Max.
单位
Unit
条件
Condition
-
±5
-
±4
-
±7
-
±7
-
±12
cm
%
cm
%
cm
%
cm
%
cm
%
33
msec
※ Condition ①
※ Condition ②
※ Condition ③
※ Condition ④
※ Condition ⑤
Rinaccw
Ring
Rinaccw
Routw
Routaccw
Routg
Routaccg
-
70
-
60
-
40
-
-
-
80
-
-
-
-
-
-
参数
Parameter
最小距离和精度(室内白色)
Min Range distance & accuracy
(White indoor)
最大范围距离与精度(室内白色)
Max Range distance & accuracy
(White indoor)
最大范围距离与精度(室内灰色)
Max Range distance & accuracy
(White indoor)
最大范围距离与精度(白色户外)
Max Range distance & accuracy
(White outdoor)
最大范围距离与精度(灰色户外)
Max Range distance & accuracy
(Gray outdoor)
测距速度
Ranging speed
Trange
2.5.1 ※ 测距条件 / Ranging condition
条件
Condition
①
②
③
④
⑤
目标与反射率
Target & Reflectance
白卡 White 88%
白卡 White 88%
灰卡 Gray 17%
白卡 White 88%
灰卡 Gray 17%
环境
Environment
室内: 无红外线
Indoor : no infrared
室内: 无红外线
Indoor : no infrared
室内: 无红外线
Indoor : no infrared
室外: 相当于5KLUX日光
Outdoor : equivalent to 5kLux daylight
室外: 相当于5KLUX日光
Outdoor : equivalent to 5kLux daylight
4 ~ 7
距离精度和偏移条件
Range Accuracy & Offset condition
10cm
120cm
70cm
60cm
40cm
TOF10120
2.6 电气和光学特性 / Electrical and Optical Characteristics
参数
Parameter
垂直腔面发射激光器 峰值波长
VCSEL peak wavelength
垂直腔面发射激光器 峰值电流
VCSEL peak current
符合
Symbol
λP_PS
Ivcsel
最小值
Min.
-
典型
Typ.
940
59
最大值
单位
Max.
Unit
-
nm
mA
备注
Remarks
2.7 带盖玻片/ with cover window
保持盖窗表面光洁度非常重要。
It is important to keep the cover window surface finish smooth.
5 ~ 7
TOF10120
2.8 外形尺寸 / Outline Dimensions
PIN
信号名称 Signal Name
①
②
③
④
⑤
⑥
GND
VDD
RXD
TXD
SDA
SCL
Unit : mm
产品重量 : 约1.0克
Product mass : Approx. 1.0g
6 ~ 7
TOF10120
深圳市弘成基科技有限公司
地址:深圳市福田区深南中路佳和华强大厦 A座13楼1311
Tel:0755-83788789 / 83783789
Fax:0755-83662789
E-mail:hcj@ichcj.com
7 ~ 7