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2014-10-28文章來源:股感知識庫   圖片來源:股感知識庫

光感測器大致可以分類為紅外線光感測器、紫外線光感測器、影像感測器、深度感測器。

光感測器的原理即是藉由光敏感元件將接收的各種光波轉換成電訊號。光感測也是目前應用最廣的一種感測方式,主要範圍大多集中於肉眼可見光(380nm~780nm)的頻段附近,由於光有反射、折射等特性,感測器可由發射端射出光線,再經反射由接收端探知波長的變化,稱為主動式光感測。若是只有接收端直接測量外在的光能量,則是被動式光感測。

紅外線光感測器

紅外線是肉眼看不到的安全光線,因此在感測應用上非常廣,在工業生產鏈上要測量物體的通過或是保全警報系統,都可以採用紅外線感測器,利用光的折射與反射特性來完成感測訊號,當有發射端、與接收端,紅外線也可以作短距離訊號的傳遞,如搖控器、紅外線傳輸介面等。然而一般紅外線的穿透性並不高,主動式紅外線加上光反射原理還可以用在距離的探測上,打在人體皮膚上可以透過微血管變化計算心跳、心律。

在「黑體幅射定律」中,物體溫度高於絕對零度(攝氏-273.15K)就會產生紅外線的輻射光能量;因此對於溫度的感測也常常與紅外線相關,熱視鏡、熱追縱系統、熱感應式監視器,就是被動式紅外線感測的應用。這類型感測器也常與我們日常生活息息相關,舉例還有防盜系統、火災警報器、耳溫槍等。

紫外線光感測器

紫外線的波長短、頻率高使穿透力較強,對人體有一定的傷害,當木材、化纖織物、紙張、油、塑料、等可燃氣體燃燒時,都會產生紫外光反應,另外太陽光放射出的紫外線能穿透石英、玻離、水和空氣。綜合以上特性,紫外線感測器多被用在與燃燒陽光相關的感測應用上,如引擎控制、火焰感測器、太陽紫外線監測、紫外線天文學、光源校正系統等,以被動感測為主。主動放射紫外線的應用一般在醫療上使用,紫外線常被用來殺菌消毒。

紫外線對人體有一定的破壞性,當環境汙染(臭氧層破壞)造成紫外線數值越來越高,罹患皮膚癌的機率也相對增加,UV紫外線感測器將被置入到許多運動型的穿戴裝置,來提醒使用者目前的紫外線指數,是紫外線感測器置入行動裝置目前的主要應用。

影像感測器

影像感測器是光感測器中製程最複雜、也是最先進的主流產品,感測的輻射光大多集中在可見光附近,配合人眼可辨識成像的應用,最廣為人知的例子是取代傳統底片的數位相機,靠的就是影像感測器的發展。

影像感測器一般都需要搭配鏡頭使用,模擬人眼對RGB紅綠藍三原色的反應,為了避免紅外線的干擾還會加上一層紅外線濾光片;在CCD、CMOS兩種半導體晶片製作技術的進步下,影像感測器能解讀的畫質像素(Pixel)非常細微,iPhone有一款App是只要將手指壓在鏡頭前用補光燈照射,就能以接收微血管的變化來測量心跳。

現在的影像感測器能夠捕捉靜態或動態中的影像,並分析影像作出各種判斷,例如相機的自動對焦功能、手機APP的微笑拍照功能、保全系統的人臉辨識,

深度感測器

將感測畫面由平面推向3D立體,是人機介面中虛擬實境、手勢操控最主要的感測器,未來應用非常具有潛力。3D深度感測方案主要係由CMOS影像感測器、演算法、輔助感測效果的外部元件(如主動式光源(紅外光IR)及主處理器所組合而成。紅外線能捕捉人體的熱幅射,使感測時可以聚焦在主控者身上,不被混亂的背景干擾;也能用來作距離的運算,與影像感測器配合來實現3D掃描的功能。

在應用方面,微軟的Kinect產品絕對是代表作,不僅在體感遊戲中實現了人體動態操控,不需穿戴任何搖控設備,也能被應用開發在許多人機互動平台上。

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