Was ist ein Fotomikrosensor?
Fotomikrosensoren sind Geräte, die mit Hilfe von Licht die An- oder Abwesenheit und die Position von Objekten feststellen. Sie sind eine Art optischer Sensor und zeichnen sich durch ihre winzige Größe und ihre hochempfindliche Lichterfassungsfähigkeit aus.
Fotomikrosensoren sind extrem klein und lassen sich leicht in eine Vielzahl von Geräten integrieren. Dies ermöglicht ein besseres Gerätedesign und eine bessere Funktionalität. Sie sind außerdem in der Lage, Licht mit hoher Geschwindigkeit zu erfassen, wodurch sie sich für Hochgeschwindigkeitssensoren eignen.
Darüber hinaus sind sie in der Lage, geringe Lichtstärken zu erkennen und in dunklen Umgebungen effektiv zu arbeiten. Dies macht sie ideal für Anwendungen wie die Fotografie im Dunkeln und die Umweltüberwachung.
Sie werden im Allgemeinen in transmissive Photointerrupter und reflektierende Photoreflektoren unterteilt. Infrarot-LEDs werden in der Regel als lichtemittierende Elemente verwendet. Sie sind auch deshalb weit verbreitet, weil sie im Verhältnis zu ihrer Leistung kostengünstig sind.
Anwendungen von Fotomikrosensoren
Fotomikrosensoren werden aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und Miniaturisierung in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Im Folgenden sind Beispiele für Anwendungen von Fotomikrosensoren aufgeführt:
1. Kameras
Sie werden in Digitalkameras und Smartphone-Kameras eingesetzt. Diese Sensoren sind für die Erkennung von Licht und die Aufnahme von Bildern zuständig. Aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und Miniaturisierung sind sie in der Lage, Bilder in dunklen Bereichen zu erfassen und qualitativ hochwertige Bilder aufzunehmen.
Sie werden manchmal zur Erkennung von Objekten eingesetzt, die eine hohe Genauigkeit erfordern, wie z. B. Bargeld oder Fahrkarten.
2. Fahrerassistenzsysteme
In Fahrerassistenzsystemen für Fahrzeuge werden Fotomikrosensoren zur Überwachung der Umgebungsbeleuchtung eingesetzt. Dies ermöglicht eine angemessene Scheinwerfersteuerung und Fahrunterstützung.
Das System wird eingesetzt, um die Scheinwerfer in dunklen Umgebungen, z. B. bei Nacht oder in Tunneln, automatisch einzuschalten. Es wird auch häufig in Erkennungssystemen eingesetzt, die umliegende Fahrzeuge und Hindernisse erkennen und zum richtigen Zeitpunkt Warnungen ausgeben.
3. Medizinische Geräte
Sie werden auch im medizinischen Bereich für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Sie werden häufig in Endoskope und Endoskope eingebaut, um die Beobachtung und Operation im Körperinneren zu erleichtern. Sie werden auch zur Messung der optischen Eigenschaften von Geweben verwendet und helfen bei der Diagnose von Gewebezuständen und Krankheiten.
Funktionsweise der Fotomikrosensoren
Fotomikrosensoren sind Sensorgeräte, die Licht erkennen und in elektrische Signale umwandeln. Wenn Licht auf den Sensor trifft, wird die Lichtenergie von dem Halbleitermaterial im Sensor absorbiert und eine elektrische Ladung erzeugt. Dieser Prozess der Ladungserzeugung und -umwandlung ermöglicht es, Informationen über die Intensität und die Eigenschaften des Lichts als elektrisches Signal zu erfassen.
Halbleitermaterialien sind häufig für einen bestimmten Wellenlängenbereich des Lichts empfindlich. Wenn Licht in den Sensor eintritt, wird die Lichtenergie von Elektronen im Halbleiter absorbiert.
Die durch die Lichtenergie angeregten Elektronen bewegen sich vom Energieband zum Leitungsband. Diese angeregten Elektronen können sich als freie Elektronen im Leitungsband verhalten. Gleichzeitig führt die Anregung zur Abwesenheit von Elektronen im Valenzband.
Die Bewegung dieser Elektronen wird als elektrisches Signal erfasst. Dieses Signal kann in analoger oder digitaler Form ausgelesen werden. Die Menge der erzeugten Ladung ändert sich je nach Intensität und Eigenschaften des Lichts, und die Stärke und das Muster des elektrischen Signals ändern sich entsprechend.
Arten von Fotomikrosensoren
Es gibt zwei Arten von Fotomikrosensoren: transmissive und reflektive.
1. Transmissive Fotomikrosensoren
Diese Methode sendet Licht von einer Seite aus und empfängt Licht auf der anderen Seite. Sie werden auch Photointerrupter genannt. Wenn ein Objekt zwischen ihnen hindurchgeht, wird das Licht aufgefangen und die An- oder Abwesenheit des Objekts kann festgestellt werden.
Diese Methode ist einfach aufgebaut und sehr genau. Allerdings wird der Abstand zwischen dem lichtemittierenden und dem lichtempfangenden Teil durch das Messgerät bestimmt, so dass die Größe des Objekts, das zwischen ihnen hindurchgeht, begrenzt ist. Um dieses Problem zu lösen, gibt es auch separate Fotomikrosensoren, bei denen der lichtemittierende und der lichtempfangende Teil getrennt sind.
2. Reflektierende Fotomikrosensoren
Hierbei handelt es sich um eine Messmethode, bei der das Licht auf das zu messende Objekt zurückgeworfen wird. Auch Fotoreflektor genannt. Das ausgestrahlte Licht wird vom Messobjekt reflektiert und vom Empfänger empfangen.
Die Position des Messobjekts kann auch durch den Unterschied in der Menge des zurückgeworfenen Lichts gemessen werden. Messungen können auch dann durchgeführt werden, wenn ein gewisser Abstand zwischen dem Gerät und dem Messobjekt besteht.