光传感器是什么?光传感器的六大指标

来源:网络整理 作者:2017年06月07日 14:04
[导读] 光传感器是一种将光信号转换成电信号的设备,属传感器的一种。最常用的光传感器就应是光控开关了,其核心元件是光敏电阻,因光强弱的变化而引起电阻阻值的变化,进而引起电流的变化,这样光信号就转换成了电信号。
关键词:传感器

   光传感器是什么?

         光传感器是一种将光信号转换成电信号的设备,属传感器的一种。最常用的光传感器就应是光控开关了,其核心元件是光敏电阻,因光强弱的变化而引起电阻阻值的变化,进而引起电流的变化,这样光信号就转换成了电信号。

  光传感器六大指标

光传感器是什么?光传感器的六大指标

  选择光传感器时,最重要的一点是理解哪项规格参数是最为关键的。一般来说,在选择一个光传感器时,需要着重考虑的因素包括光谱响应/IR抑制、最大勒克斯数、光敏度、集成的信号调节功能、功耗以及封装大小等6个重要规格。这6个规格的具体描述如下:

  1、光谱响应/IR抑制:环境光传感器应该仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。

  2、最大勒克斯数:大多数应用为1万勒克斯。

  3、光敏度:根据光传感器的镜片类别,光线通过镜片后,光衰减可以在25[[%]]-50[[%]]之间。低光敏度非常关键(《5勒克斯),必须选择可以在这个范围内工作的光传感器。

  4、集成的信号调节功能(即放大器和ADC):一些传感器可能提供非常小的封装,但是却需要一个外部放大器或无源元件来获取所需的输出信号。具有更高集成度的光传感器省去了外部元件(ADC、放大器、电阻器、电容器等),具有更多的优势。

  5、功耗:对于要承受高勒克斯(》1万勒克斯)的光传感器来说,最好采用非线性模拟输出或数字输出。  6、封装大小:对于大多数应用来说,封装都是越小越好。现在可提供的较小封装尺寸约为2.0mm&TImes;2.1mm。而尺寸为1.3mm&TImes;1.5mm的4引脚封装则是下一代封装。光传感器在汽车中的应用 从便携式消费类市场(智能电话、PDA、台式计、便携式音乐播放器等等)到消费类电视机市场(TFT-LCD、等离子、尾部投影、CRT等等),再到医疗、工业及汽车市场,光传感器可谓无所不在位移传感器。

  在汽车环境中,主要的应用如下:车载娱乐/导航/DVD系统背光控制,以便在所有的环境光条件下都可以显示出理想的背光亮度;后座娱乐用显示器背光控制;仪表组背光控制(速度计/转速计);自动后视镜亮度控制(通常要求两个传感器,一个是前向的,一个是后向的);自动前大灯和雨水感应控制(专用,根据需求进行变化);后视相机控制(专用,根据需求进行变化)称重传感器。

  光传感器在提供更舒适的显示质量方面已经成为最有效的解决方案之一,它具有与人眼相似的特性,这对于汽车应用而言至关重要,因为这些应用要求在所有环境光条件下都能达到完全的背光效果。例如,在白天,用户需要最大的亮度来实现最佳的可见度,但是这种亮度在对于夜间条件而言则是过亮的,因此带有良好光谱响应 (良好的IR衰减)的光传感器、适当的动态范围和整体的良好输出信号调节可以很容易地自动完成这些应用。现在终端用户可以设置几个阈值水平(如低、中、亮光),或能够随意地动态地改变传感器的背光亮度压力传感器  这也适用于汽车后视镜亮度控制,当镜子变暗和/或变亮时需要智能的亮度管理,可以通过环境光传感器来完成角度传感器。光传感器市场的最新走向 采用小型封装的光传感器多种多样,而且价格合理。数十年来,无源器件一直活跃市场,随着光敏电阻、光电二极管及光电晶体管等变得越来越普通和便宜,它们被从夜间照明灯到数码相机的众多消费产品广泛采用。而登场不久的集成器件把一个光电晶体管或光电二极管与电流放大器集成起来,以实现片上校准、过滤和更高的分辨率。当分辨率较高时,低光能力、电源抑制等功能发挥作用,这类器件正在扩大环境光传感器的应用范围和有效性。

  最简单的光传感器是光敏电阻,可以通过两个终端之间的通道来对其鉴别。低端版本使用CdS(硫化镉)制造,而比较昂贵的类型则使用GaAs制造。GaAs 的能带隙较小,使其能够吸收红外光中的低能光子,使电子跃迁到传导带。参考元件的数据显示,其照度范围是1~100lux,但具有各种阻值。

  光传感器在便携产品上的应用

  ISL29001能达到15bit的分辨率。

  光传感器的应用对象非常普遍。有些应用利用光学探测的反射光来对位置进行感应,其中包括条形码阅读器、激光打印机和自动聚焦显微镜。数码相机、手机和笔记本电脑等便携电子产品等应用则利用光传感器来测量环境光量。我们将进一步讨论上述的第二类应用。

  笔记本电脑中的环境光传感器,用于调整屏幕的背光,使之达到看着舒适的水平。背光的舒适范围取决于房间的光线情况,可想而知,屏幕的亮度需要随着环境光线亮度增加,而在光线较弱的情况下,为了看着舒服和延长电池寿命,屏幕亮度则需要下降。

  在笔记本电脑设计中,环境光传感器通常挨着扬声器,而不是在其上面,机器在扬声器的位置有一个开口,光线可以进入内部。这些音频端口通常覆盖着网状物,以保护扬声器,由于这种保护,光线被阻断,这使得可测量到的光量减少,因此需要采用具有良好的暗光精度的解决方案。为了获得低光条件下所需的精度,最好选择具有ADC的集成式光电二极管。同时,采用高通滤波器可以把电源噪声降至最低水平,防止其耦合进入背光照明。  另一个普遍应用是手机中的环境光感应。在这种应用中,每节省一个毫安,都意味着电池寿命延长和客户满意度的增加。利用光传感器调节背光照明,电池寿命至少延长6倍(假定在没有光传感器反馈时背光保持在全功率状态)。

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