光电传感器主要是由传送光线的投光部位和接收光线的受光部位所组成。

当投射的光线被检测物体制遮蔽，或是反射回来时，到达受光部位的受光量就会产生变化。受光部位只要检测到任何变化，就会将其转换为电子信号并加以输出。一般所使用的光线以可视光（主要为红色，绿色、红色则用来判别颜色）和红外线占绝大部分。

如下图所示，光电传感器主要可分为3大类。

1.光的性质

•直线前进

当光线进入空气或水中，经常以直线方式前进。

对照型传感器使用狭缝板来检测微小物体，就是运用光线的此种原理。

1.依检测方式分类

(1) 对照型

检测方式

投光器应设置于受光器的对面，以利投光器的光线投射进入受光器。

当检测物体被放置于投光器与受光器之间，且光线被遮蔽时，进入受光器的光量就会减少。

此外，检测方式与对照型相同，在传感器的形状方面，投光部位一体成型，即称之为“沟型”。

特点

•动作稳定度高，检测距离长（数cm～数十m）

•即使检测物体的通过路径改变，检测位置仍不变

•不易受到检测物体的光泽、颜色及倾斜度所影响

(2) 扩散反射型

检测方式

投光器与受光器一体成型，光线不会回到通常受光部位。当投光部位所投射出来的光线一碰到检测物体，检测物体所反射出来的光线就会进入受光部位，并让受光量增加。

特点

•检测距离为数cm～数m

•安装调整更简便

•根据检测物体的表面状态（颜色、凹凸面），反射光量、检测稳定性及距离皆不相同

(3) 回归反射型

检测方式

采用投光器、受光器一体成型的方式，通常投光器所投射出来的光线会被反射到设置于对面的反射板上，然后再回到受光部位。当检测物体的光线被遮蔽时，进入受光部位的光量就会减少。

特点

•检测距离为数cm～数m

•配线及光轴调整更轻松（减少工时）

•不易受到检测物体的颜色、倾斜度影响

•光线会通过检测物体2次，因此适合用来检测透明物体

•当检测物体的表面为镜面时，一旦表面接收到反射光，就如同未放置检测物体状态，如此将造成传感器无法检测。这时候，只要利用MSR功能，问题即可迎刃而解

•近距离具有盲区

(4) 距离设定型

检测方式

传感器的受光元件采用两分割光电二极体或位置检测元件。从检测物体反射过来的投光光束会在受光元件上成像，且成像位置随检测物体的距离而改变、也就是利用“三角测距”原理来进行检测。

下图所示的是使用两分割光电二极体的检测方式。两分割光电二极体的其中一端（靠近外壳端）称之为N（Near）侧，另一端则称之为F（Far）侧。当所设定距离的位置内存在检测物体时，反射光会在N侧和F侧的中间点成像，此时两侧的光电二极体所接收到的光量相等。当检测物体被放置于比设定距离更靠近传感器的位置时，反射光则会在N侧成像。反之，当检测物体存在于比设定距离更远的位置时，反射光会在F侧成像。此时，只要计算传感器通过计算N侧受光量和F侧受光量的差值，即可判断出检测物体的位置。

特点

・不易受到检测物体表面状态或颜色影响

・不易受到背景物体的颜色影响

BGS与FGS

BackgroundSuppression &ForegroundSuppression

BGS功能指的是不检测大于设定距离的背景物（输送带）。

FGS功能指的是不检测小近设定距离的物体，以及返回受光器的光量小于规定值的物体，反过来说就是只检测传送带的一种功能。

返回受光器的光量较少的物体大致可分为以下三类：

1.检测物体的反射率极低，也就是比黑纸更黑的物体

2.反射光几乎会全部回到投光侧，如镜面物体

3.反射光量大，且朝任意方向散射的凹凸光泽面等物体。在第C的情况下，当检测物体移动时，可能暂时会有反射光回到受光侧，这时必须使用OFF延迟计时器等以避免发生颤振（chattering）等情形。

BGS模式、FGS模式的特点

•可检测出微小的高度差（BGS、FGS）

•不易受到检测物体的颜色所影响（BGS、FGS）

•不易受到背景物体的影响（BGS）

•有可能因检测物体个别差异而受到影响（BGS、FGS）

(5) 限定反射型

检测方式

与扩散反射型一样，采用接收来自检测物体的反射光的方式来进行检测。拥有限定投射光束与受光区域的光学系统，因此传感器只能检测与传感器之间保持固定距离（投光光束及受光区域重叠的范围）的检测物体。如右图所示，（A）的位置无法检测到检测物体，但是（B）的位置则否。

特点

•可检测出微小的高度差

•可限定与传感器之间的距离，并只在此范围内有检测物体时进行检测

•不易受到检测物体的颜色所影响

•不易受到检测物体光泽、倾斜度影响

2.依结构分类

光电传感器通常由投光部位、受光部位、放大部位、控制部位及电源部位等所组成，根据其构成状态，可分为以下几类：

(1) 增幅器分离型

只将投光部和受光部分离，分别架构投光器和受光器（对照型），或者制作成一体成型的投光器受光器（反射型）。其他放大部位和控制部位则制作成一体成型的放大器单元。

特点

•投光器受光器仅由投光元件、受光元件以及光学系统等组成，因此体积更精巧

•投光器、受光器即使被设置于狭小的场所，也能在远端进行感度调整

•投光、受光部位与放大器单元之间的讯号线易受干扰所影响

(2) 放大器内建型

电源部位以外为一体型（对照型分为包含投光部位的投光器和包含受光部位、放大部位及控制部位的受光器）。电源部位则单独制作成电源模组。

特点

•受光部位、放大部位及控制部位采一体成型方式，负责微小讯号接收的讯号线不需要迂回绕接，因此不易受到干扰影响

•配线工时低于放大器分离型

•一般来说，体积虽然大于放大器分离型，但无感度调整功能型的体积轻巧，毫不逊于前者

(3) 电源内建型

从投光器、受光器到电源部位皆采一体成型方式。

特点

•可直接连接商用电源，且受光器可以提供直接容量较大的控制输出

•投光器、受光器内置电源变压器等，因此与其他类型相比，体积更为庞大

(4) 区域传感器

投光部、受光部为多光轴（对照型）配合用途可以选择传感器的检测幅度

特点

•可以感测大范围

•适合用于拣选零组件

光电传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，广泛应用于军事、宇航、通信、智能家居、智能交通、安防、LED照明、玩具、检测与工业自动化控制等多种领域。

• 光电传感器烟尘浊度监测

防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染，首先要知道烟尘排放量，因此必须对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，到达光检测器的光减少，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。

烟雾报警器也是用光电传感器作为核心部件，可以用来测量烟的浓度，它由红外发光二极管及光电三极管组成，但二者不在同一平面上(有一定角度)。在无烟状态时，光电三极管接收不到红外线；当烟雾进入到感应室后，烟雾粒子会将部分光束散射到光电三极管上，当烟雾的浓度逐渐加大时，就会有更多的光束被散射到感应器上，当到达传感器的光束达到一定的程度，蜂鸣器就会发出报警信号。

• 条形码扫描笔中的光电传感器

当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截止状态。当遇到白色间隔时，发 光二极管所发出的光线，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。整个条形码被扫描过之后，光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信 号经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，完成对条形码信息的识别。

• 光电传感器在点钞机中计数作用

点钞机中必不可少的组成之一就是光电传感器。点钞机的计数器采用非接触式红外光电检测技术，具有结构简单、精度高和响应速度快等优点。

点钞机的计数器采用两组红外光电传感器。每一个传感器由一个红外发光二极管和一个接收红外光的光敏三极管组成，两者之间留有适当距离。

当无钞票通过时，接收管受光照而导通，输出为0。当有钞票通过瞬间，挡住红外光，接收管光通量不足，输出为1。钞票通过后，接收管又接收到红外光导通。这样就在该部分电路输出端产生一个脉冲信号，这些信号经后续电路整形放大后输入单片机，单片机驱动执行电机，并相应完成计数和显示。点钞机之所以采用两组光电传感器，是为了检测纸币的完整性，避免残币被计入。

通过光电传感器来检测钞票的计数情况进而实现钞票数目的累计，最后用液晶及外部显示部分直观地将钞票数显示给用户，并且在出现异常时可自动向用户报警。

• 光电传感器在自动抄表系统应用

随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及现代通讯技术的发展，可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转。采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。

如：在旋转的光亮的铝盘上局部涂黑，再配以反射式光电发射接收对管，则当铝盘旋转时，在局部涂黑处便产生脉冲，并可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数，并经光电耦合隔离电路，送至CPU的T0端口进行计数处理。采用光电耦合隔离器可有效地防止干扰信号进入微机。再结合其它传输方式便可以形成自动抄表系统。

• 光电传感器在自动化生产线上应用

光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，在轻工自动机上广泛应用。

• 光电传感器在激光武器上应用

由于光电传感器对红外辐射或可见光都特别灵敏，因而就更加容易成为激光攻击的目标。此外，电子系统及传感器本身还极易受到激光产生的热噪声和电磁噪声的干扰而无法正常工作。

战场上的激光武器攻击光电传感器的方式主要有以下几种：用适当能量的激光束将传感器"致盲"，使其无法探测或继续跟踪已经探测到的目标。或者，如果传感器正在导引武器飞向目标，则致盲将使其失去目标。综上所述，由于传感器在战场上发挥的作用越来越重要，同时又很容易遭受激光攻击，它们已成为低能激光武器的首选目标。

• 光电传感器在汽车上应用

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）。

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。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。

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。

• 光电传感器在消费类电子产品上应用

半导体相似传感器和封装开发的最新进展使得终端用户在光传感器上具有了更广泛的选择。小封装、低功耗、高集成和简单易用性是设计者更多地采用光传感器的原因，更多地应用于消费类电子。

对于便携式应用，如果用户不改变系统设置（通常是亮度控制），那么一个显示器总是消耗同样多的能量。在室外等特别亮的区域，用户倾向于提高显示器的亮度，这就会增加系统的功耗。而当条件变化时，如进入建筑物，大多数用户都不会去改变设置，因此系统功耗仍然保持很高。但是，通过使用一个光传感器，系统能够自动检测条件变化并调节设置，以保证显示器处于最佳的亮度，进而降低总功耗。

在一般的消费类应用中，这也能够延长电池寿命。对于移动电话、笔计本电脑、PAD和数码相机，通过采用环境光传感器反馈，可以自动进行亮度控制，从而延长了电池寿命。