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光センサーの動作のしくみ

光センサーとは

光センサーとは、簡単に言うと、光が当たることで電気を発生する素子のことで、半導体や一部の化学物質にそのような性質があるのを利用した電子部品のことをいいます。物の大きさや、長さや幅・高さなどの物理量、位置や段差、変位、外観などを、光によって検知することができます。


光を検知する方法として、透過光の遮光の有無を検出する透過型フォトセンサ(フォトインタラプター)があります。透過型フォトセンサーとは、発光素子の光が受光素子にあたるように双方の素子が向かい合った構造の光センサーのことをいい、発光素子の光が遮光されることにより変化する受光素子の出力をとらえセンサーとするものです。


光センサーの原理は、光によって引き起こされる電気現象の光起電力効果を利用し、光量に比例した逆電流が流れる性質を利用したものです。その特徴としては、・光量と出力の直線性が良好 ・応答速度が速い ・400〜900nmの広帯域で検出可能 ・温度変動が小さい ・振動衝撃に強い ・小型軽量である 、などが挙げられます。


我々の生活の身近なところに、沢山の光センサーが使われています。代表的な物に自動ドアがあり、他にもATMで紙幣の有無の検知に使われていたり、偽札の判別などにも使用されています。さらに、もっと身近な自動販売機、駅の自動改札など、数多くの身近な物に光センサーが使用されています。


光エネルギーを電気エネルギーに変換

光センサーとは、光によって物の大きさや、長さや幅・高さなどの物理量、位置や段差、変位、外観を検知する、発光・受光素子を組み合わせた複合電子部品のことをいいます。光エネルギーを電気エネルギーに変換するために使用される、半導体素子の一種のことです。


この光センサーをフォトセンサと呼ぶのが一般的で、フォトダイオードの仲間としてフォトトランジスター、フォトIC、太陽電池、CdSセル、CdSeセル、PbSセル、光電管、光電子倍増管などがあります。光起電力効果を利用したもの、光導電効果を利用したもの、光電子放出効果を利用したものに分類されます。


ダイオードとかトランジスタの半導体には、N型とP型との2種類があります。このN型の半導体とP型の半導体を張り合わせて光を当てると、N型とP型それぞれに+と−の電荷が発生します。この仕組みや原理を応用してできたのが光センサーで、光量に比例した逆電流が流れます。


これらの光センサーが、我々の生活のいたるところでたくさん使われています。例えば、ATM(カード検知・紙幣検知・内部機構検知)・釣銭機(カード検知・硬貨検知)・金銭識別気(バーコード検知)・券売機(硬貨検知・切符検知・紙幣検知)などで使用されています。


光を検知する方法

光センサーとは、光によって物の大きさや、長さや幅・高さなどの物理量、位置や段差、変位、外観を検知する、発光・受光素子を組み合わせた複合電子部品のことをいいます。光エネルギーを電気エネルギーに変換するために使用される、半導体素子の一種のことです。


光を検知する方法として、透過光の遮光の有無を検出する透過型フォトセンサ(フォトインタラプター)と、反射光を検出する反射型フォトセンサ(フォトリフレクタ)があります。発光素子から出た光を直接受光するのか、反射させた光を受光するのかということの検知方法の違いです。


ダイオードとかトランジスタの半導体には、N型とP型との2種類があります。このN型の半導体とP型の半導体を張り合わせて光を当てると、N型とP型それぞれに+と−の電荷が発生します。この仕組みや原理を応用してできたのが光センサーで、光量に比例した逆電流が流れます。


私たちの身近なところで、光センサーが使われています。珍しいところでは、果実傷つけず、糖度が分かる光センサーです。光センサー選果機は、果実非破壊品質測定装置とも呼ばれ、果汁の中に溶けている糖分や酸の成分が多いほど光の屈折率が大きくなるという原理を応用して、糖度が計れます。