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BALLUFF巴魯夫光電傳感器市場應(yīng)用領(lǐng)域詳述

時間:2022/12/28閱讀:505
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BALLUFF巴魯夫光電傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域:

車載娛樂/導(dǎo)航/DVD系統(tǒng)背光控制,以便在所有的環(huán)境光條件下都可以顯示出理想的背光亮度;后座娛樂用顯示器背光控制;儀表組背光控制(速度計/轉(zhuǎn)速計);自動后視鏡亮度控制(通常要求兩個傳感器,一個是前向的,一個是后向的);自動前大燈和雨水感應(yīng)控制(專用,根據(jù)需求進行變化);后視相機控制(專用,根據(jù)需求進行變化)。在提供更舒適的顯示質(zhì)量方面已經(jīng)成為有效的解決方案之一,它具有與人眼相似的特性,這對于汽車應(yīng)用而言至關(guān)重要,因為這些應(yīng)用要求在所有環(huán)境光條件下都能達(dá)到全的背光效果。例如,在白天,用戶需要最大的亮度來實現(xiàn)優(yōu)良的可見度,但是這種亮度在對于夜間條件而言則是過亮的,因此帶有良好光譜響應(yīng) (良好的IR衰減)的光傳感器、適當(dāng)?shù)膭討B(tài)范圍和整體的良好輸出信號調(diào)節(jié)可以很容易地自動完成這些應(yīng)用。終端用戶可以設(shè)置幾個閾值水平(如低、中、亮光),或能夠隨意地動態(tài)地改變傳感器的背光亮度。這也適用于汽車后視鏡亮度控制,當(dāng)鏡子變暗和/或變亮?xí)r需要智能的亮度管理,可以通過環(huán)境光傳感器來完成。

對于便攜式應(yīng)用,如果用戶不改變系統(tǒng)設(shè)置(通常是亮度控制),那么一個顯示器總是消耗同樣多的能量。在室外等特別亮的區(qū)域,用戶傾向于提高顯示器的亮度,這就會增加系統(tǒng)的功耗。而當(dāng)條件變化時,如進入建筑物,大多數(shù)用戶都不會去改變設(shè)置,因此系統(tǒng)功耗仍然保持很高。但是,通過使用一個光傳感器,系統(tǒng)能夠自動檢測條件變化并調(diào)節(jié)設(shè)置,以保證顯示器處于優(yōu)良的亮度,進而降低總功耗。在一般的消費類應(yīng)用中,這也能夠延長電池壽命。筆計本電腦、PAD和數(shù)碼相機,通過采用環(huán)境光傳感器反饋,可以自動進行亮度控制,從而延長了電池壽命。

并不是一個新的構(gòu)想。在數(shù)十年前就已經(jīng)利用光電二極管和光敏電阻來實現(xiàn)這一構(gòu)想。所謂新構(gòu)想,是指對環(huán)境光感應(yīng)的同時還能消減無用的紅外線和紫外線光,而且在支持汽車規(guī)格AECQ-1000嚴(yán)格要求的同時還可以實現(xiàn)小封裝,尤其是能夠保證在-40度至+105度(2級)溫度范圍內(nèi)的操作,以滿足其余的規(guī)格要求。如何保持工作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并滿足AECQ-1000的2級工作要求,這是當(dāng)今在所有光設(shè)計解決方案中所面臨的挑戰(zhàn)。采用一個光傳感器或LED發(fā)射器或接收器時,任何的光學(xué)解決方案都會面臨著暴露在恒定高溫下(>+85度)而出現(xiàn)的封裝變色問題(會變暗或變成淡黃)。同樣值得一提的是,到目前為止,所有環(huán)境光傳感器的應(yīng)用都限于車艙內(nèi),在發(fā)動機艙或戶外環(huán)境中還沒有出現(xiàn)光傳感器應(yīng)用。事實上,即使出現(xiàn)了這樣的應(yīng)用,光封裝也不是針對這樣的苛刻條件(+125或+150度的條件)而設(shè)計,因此,在當(dāng)前的光學(xué)封裝技術(shù)下,它們很可能還不能夠承受這樣的條件。

半導(dǎo)體相似傳感器和封裝開發(fā)的新進展使得終端用戶在光傳感器上具有了更廣泛的選擇。小封裝、低功耗、高集成和簡單易用性是設(shè)計者更多地采用光傳感器的原因,其應(yīng)用范圍涉及消費類電子、工業(yè)應(yīng)用以及汽車領(lǐng)域。


BALLUFF巴魯夫光電傳感器市場應(yīng)用領(lǐng)域詳述

新技術(shù)和應(yīng)用

1、用于目標(biāo)跟蹤和坐標(biāo)定位256光電管陣列四象限CMOS光電傳感器

將傳統(tǒng)的象限傳感器與當(dāng)前迅速發(fā)展的CMOS圖象傳感器相結(jié)合,提出了使用有源傳感陣列感光的256單元光電管陣列四象限CMOS光電傳感器。

該傳感器的感光單元采用了CMOS圖象傳感器中使用的有源像素傳感器(Active Pixel Sensor,APS)設(shè)計,在感光單元內(nèi)部由光電信號預(yù)處理電路直接將傳感產(chǎn)生的光電信號轉(zhuǎn)化為幅度較大的電信號輸出,避免了對微弱信號的處理,降低了噪聲的影響。傳感器應(yīng)用陣列采集光信號,可以直接確定目標(biāo)光源的坐標(biāo)位置并實現(xiàn)一步到位的快速調(diào)整。傳感器使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝制造,將傳感陣列與信號處理電路集成在同一芯片上,可以實現(xiàn)傳感器的SOC集成和智能化(Smart Sensor)設(shè)計。廣泛應(yīng)用于激光的瞄準(zhǔn)、制導(dǎo)、跟蹤,搜索裝置,精密測量,如激光微定位、位移監(jiān)控、精密機床的光電控制等領(lǐng)域。是一種用于目標(biāo)跟蹤和坐標(biāo)定位的新型集成陣列四象限CMOS光電傳感器。

2、光敏象限陣列與磁敏線陣列兼容CMOS數(shù)模混合傳感器集成電路

基于硅光電傳感的象限傳感器廣泛應(yīng)用于激光的跟蹤制導(dǎo)、位移監(jiān)控、精密機床等控制等領(lǐng)域。基于硅的半導(dǎo)體磁敏傳感器廣泛應(yīng)用于測量磁場強度的各種磁場計、讀出磁介質(zhì)上信息的各類磁頭以及非磁信號的探測器等。

3、應(yīng)用光電二極管陣列的SPR生物傳感器微弱信號檢測

以提升表面等離子共振生物醫(yī)學(xué)傳感器的檢測能力為目標(biāo),用高性能光電二極管陣列為光電轉(zhuǎn)換器件,論證并實現(xiàn)一種可高效抑制噪聲的檢測方法,利用光電二極管陣列器件可輸出參考噪聲信號的特性,通過相干消噪結(jié)合小波軟閾值消噪,使SPR傳感器輸出信噪比從40dB左右提高到52dB以上。用SPR傳感器檢測人體免疫球蛋白(IgG)分子特異性結(jié)合的實驗表明,該方法顯著提高了SPR傳感器的分辨率,使之可精確檢測樣液中IgG含量10~(-3)mg/mL量級的微弱變化,精度和分辨率提升一個數(shù)量級以上。

4、光電檢測傳感器陣列在運動物體檢測中的應(yīng)用

一個基于覆蓋理論和卡爾曼濾波算法的光電檢測傳感器陣列,該陣列具有采集和處理陣列覆蓋區(qū)域中所感知對象信息的功能,即檢測和描述感知對象的存在、運動及其運動軌跡等情況。


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