Soorten optische sensoren

Al tientallen jaren vinden optische sensoren hun weg naar een toenemend aantal toepassingen. De ontwikkeling van halfgeleiders in de jaren '40 en '50 leidde tot goedkopere, compacte en efficiënte lichtgevoelige apparaten. Fotodetectoren werden gebruikt in cameralichtmeters, straatverlichting en verkeerstellers. Glasvezel liet gevoelige apparatuur werken in elektrisch lawaaierige omgevingen. Sensoren verpakt met kleine geïntegreerde schakelingen leverden detectoren op die eenvoudiger te gebruiken waren. Optische sensoren hebben de efficiëntie en betrouwbaarheid van besturingssystemen tegen redelijke kosten verbeterd.

Lichtgevoelige halfgeleidermaterialen zijn gebruikt in een verscheidenheid aan elektronische componenten. Fotodetectoren variëren van eenvoudige resistieve fotocellen tot fotodiodes en transistors. De detector moet deel uitmaken van een schakel- of versterkingscircuit; op zichzelf kunnen ze slechts kleine hoeveelheden stroom vervoeren. Ze worden gebruikt voor het aansturen van liftdeursluiters, onderdelentellers aan de lopende band en veiligheidssystemen.

Glasvezel heeft voor sommige omgevingen voordelen ten opzichte van standaard elektrische bekabeling. De vezels voeren geen stroom, dus ze zijn immuun voor elektrische interferentie. Ze vormen geen gevaar voor vonken of schokken als de kabel beschadigd is. Afhankelijk van de uitvoering kan het licht in de vezel zelf als sensor worden gebruikt of als signaalpad voor een apart sensorpakket.

Objecten stralen licht uit volgens hun temperatuur en produceren dezelfde kleuren bij dezelfde temperaturen. Een pyrometer schat de temperatuur van een object door de kleur van het licht dat het afgeeft te voelen. Een optische pyrometer is een ouder apparaat; de operator vergelijkt een gloeiende gloeidraad in een zoeker met een heet object om de temperatuur te bepalen. Elektronische pyrometers gebruiken een lichtgevoelige halfgeleider om de temperatuur automatisch te meten. Pyrometers worden gebruikt wanneer direct contact ongemakkelijk, onveilig of onmogelijk is. Toepassingen zijn onder meer het monitoren van smeltovens en het bepalen van de temperatuur van sterren.

Miniatuur naderingsdetectoren gebruiken licht om te voelen wanneer objecten in de buurt zijn. Ze bevatten een LED-bron en een detector om gereflecteerd licht te meten. Ze meten een paar millimeter aan een kant en zijn klein genoeg om te worden gebruikt in kleine elektronische apparaten en mobiele telefoons. Ze hebben een bereik van enkele centimeters, handig voor het bepalen van de uitlijning van papier in een kopieerapparaat, bijvoorbeeld de aanwezigheid van je hand, of als een laptoptas open of gesloten is.

Infraroodsensoren worden gebruikt in situaties waar zichtbaar licht onhandig of contraproductief zou zijn. Ze kunnen worden gebruikt om te zien of iemand in een kamer is, door de warmte die wordt afgegeven door het lichaam van een persoon. Infrarood is ook nuttig voor signalering en vormt de basis van afstandsbedieningen voor video en audio.