光学センサーは光線を電子信号に変換します。光学センサーの目的は、物理量の光を測定し、センサーのタイプに応じて、統合された測定デバイスで読み取り可能な形式に変換することです。オプティカルセンサーを使用部品の非接触検出、カウント、または位置決め用。光学センサーは、内部または外部のいずれかにすることができます。外部センサーは必要な量の光を集めて送信しますが、内部センサーは曲がりやその他の方向の小さな変化を測定するために最もよく使用されます。

さまざまな光学センサーで可能な測定値は、温度、速度液面、圧力、変位（位置）、振動、化学種、力放射、pH値、ひずみ、音場、電場です。

光学センサーの種類

光学センサーにはさまざまな種類があり、以下に示すように、実際のアプリケーションで使用している最も一般的なタイプです。

入射光の変化を抵抗の変化に変換することによって抵抗を測定するために使用される光伝導デバイス。
太陽電池（太陽電池）は、入射光の量を出力電圧に変換します。
フォトダイオード入射光の量を出力電流に変換します。

フォトトランジスタは、ベース-コレクタ接合が光にさらされるタイプのバイポーラトランジスタです。これにより、フォトダイオードと同じ動作が得られますが、内部ゲインがあります。

動作原理は、光学センサーでの光の送受信であり、検出されるオブジェクトは反射または中断します 発光ダイオードから発信される光線 。デバイスの種類に応じて、光線の遮断または反射が評価されます。これにより、オブジェクトを構成する材料（木材、金属、プラスチックなど）に関係なく、オブジェクトを検出できます。特殊なデバイスを使用すると、透明なオブジェクトや、色やコントラストの変化が異なるオブジェクトを検出することもできます。以下に説明するさまざまなタイプの光学センサー。

さまざまな種類の光学センサー

スルービームセンサー

このシステムは、送信機と受信機が互いに反対側に配置された2つの別個のコンポーネントで構成されています。送信機は光ビームを受信機に投射します。光ビームの中断は、受信機によってスイッチ信号として解釈されます。中断が発生する場所は関係ありません。

利点： 長い動作距離を実現でき、認識はオブジェクトの表面構造、色、反射率に依存しません。

高い動作信頼性を保証するには、オブジェクトが光ビームを完全に遮断するのに十分な大きさであることを保証する必要があります。

再帰反射センサー

送信機と受信機は両方とも同じ家にあり、反射器を通して放出された光線は受信機に戻されます。光ビームが遮断されると、スイッチング動作が開始されます。中断が発生する場所は重要ではありません。

利点： 再帰反射センサーは、スイッチングポイントで大きな動作距離を可能にします。これは、取り付け作業をほとんど必要とせずに正確に再現可能です。光ビームを遮るすべての物体は、その表面構造や色に関係なく正確に検出されます。

拡散反射センサー

送信機と受信機の両方が1つのハウジングにあります。透過光は、検出対象物で反射されます。

利点： 受信機での拡散光強度がスイッチング条件として機能します。感度設定に関係なく、後部は常に前部よりもよく反射します。これは、誤ったスイッチング操作の結果につながります。

光学センサー用のさまざまな光源

沢山あります光源の種類 s。トーチの炎を燃やす太陽と光は、光学を研究するために使用された最初の光源でした。実際のところ、特定の（排出された）物質（たとえば、ヨウ素、塩素、水銀イオン）からの光は、依然として光スペクトルの基準点を提供します。光通信の重要な要素の1つは、単色光源です。光通信では、光源は単色でコンパクトで長持ちする必要があります。ここに2つの異なるタイプの光源があります。

1. LED（発光ダイオード）

nドープ半導体とpドープ半導体の接合部にある正孔と電子の再結合プロセス中に、エネルギーが光の形で放出されます。励起は外部電圧を印加することによって行われ、再結合が行われる場合もあれば、別の光子として刺激される場合もあります。これにより、カップリングが容易になります LED 光学デバイスで光。

LEDは、2つの端子間に電圧が印加されると発光するp-n半導体デバイスです。

2.レーザー（誘導放出放射による光増幅）

レーザー特殊なガラス、結晶、またはガスの原子内の電子が電流からエネルギーを吸収すると、それらが励起されます。励起された電子は、原子核の周りの低エネルギー軌道から高エネルギー軌道に移動します。それらが通常の状態または基底状態に戻ると、これにより電子が光子（光の粒子）を放出します。これらの光子はすべて同じ波長でコヒーレントです。通常の可視光は複数の波長を含み、コヒーレントではありません。

LASAR発光プロセス

光学センサーの応用

これらの光学センサーの用途は、コンピューターからモーションディテクターまで多岐にわたります。光学センサーが効果的に機能するためには、測定する特性に対する感度を維持できるように、アプリケーションに適したタイプである必要があります。光学センサーは、コンピューター、コピー機（xerox）、暗闇で自動的に点灯するランプなど、多くの一般的なデバイスの不可欠な部分です。また、一般的なアプリケーションには、アラームシステム、写真用フラッシュのシンクロ、オブジェクトの存在を検出できるシステムなどがあります。

周囲光センサー

ほとんどの場合、このセンサーは携帯電話で見られます。バッテリーの寿命を延ばし、環境に合わせて最適化された見やすいディスプレイを実現します。

周囲光センサー

生物医学的応用

光学センサーは、生物医学分野で強力なアプリケーションを持っています。調整可能なダイオードレーザーを使用した呼気分析の例のいくつか、光学式心拍数モニター光学式心拍数モニターは、光を使用して心拍数を測定します。 LEDが皮膚を通して光り、光学センサーが反射して戻ってきた光を調べます。血液はより多くの光を吸収するため、光レベルの変動は心拍数に変換できます。このプロセスは、フォトプレチスモグラフィーと呼ばれます。

光学センサーベースの液面計

光学センサーベース液面インジケーターライトトランジスタと結合された赤外線LEDと前面の透明なプリズムチップの2つの主要部分で構成されています。 LEDは赤外線を外側に投射します。センサーの先端が空気に囲まれていると、光はトランジスタに戻る前に先端内で跳ね返って反応します。センサーを液体に浸すと、光は全体に分散し、トランジスタに戻る量は少なくなります。トランジスタへの反射光量が出力レベルに影響し、ポイントレベルの検出が可能になります

“ラジオを一から作る方法 ”

光学式レベルセンサー

光学センサーの基本情報はありますか？上記の情報は、関連する画像やさまざまなリアルタイムアプリケーションを備えた光学センサーの概念の基本を明らかにしていることを認識しています。さらに、この概念に関する疑問やセンサーベースのプロジェクトを実装する、下のコメントセクションに書けるこの記事についての提案やコメントをお願いします。ここにあなたへの質問があります、光学センサーの異なる光源は何ですか？