日本歐姆龍OMRON光電傳感器新技術(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(jì),,在感光單元內(nèi)部由光電信號(hào)預(yù)處理電路直接將傳感產(chǎn)生的光電信號(hào)轉(zhuǎn)化為幅度較大的電信號(hào)輸出,避免了對(duì)微弱信號(hào)的處理,,降低了噪聲的影響,。傳感器應(yīng)用陣列采集光信號(hào),可以直接確定目標(biāo)光源的坐標(biāo)位置并實(shí)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(hào)處理電路集成在同一芯片上,可以實(shí)現(xiàn)傳感器的SOC集成和智能化(Smart Sensor)設(shè)計(jì),。廣泛應(yīng)用于激光的瞄準(zhǔn),、制導(dǎo)、跟蹤,,搜索裝置,,精密測(cè)量,如激光微定位,、位移監(jiān)控,、精密機(jī)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(jī)床等控制等領(lǐng)域?;诠璧陌雽?dǎo)體磁敏傳感器廣泛應(yīng)用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的各種磁場(chǎng)計(jì),、讀出磁介質(zhì)上信息的各類磁頭以及非磁信號(hào)的探測(cè)器等。
3,、應(yīng)用光電二極管陣列的SPR生物傳感器微弱信號(hào)檢測(cè)
以提升表面等離子共振生物醫(yī)學(xué)傳感器的檢測(cè)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(shí)現(xiàn)一種可高效抑制噪聲的檢測(cè)方法,,利用光電二極管陣列器件可輸出參考噪聲信號(hào)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(cè)人體免疫球蛋白(IgG)分子特異性結(jié)合的實(shí)驗(yàn)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(cè)樣液中IgG含量10~(-3)mg/mL量級(jí)的微弱變化,精度和分辨率提升一個(gè)數(shù)量級(jí)以上,。
4,、光電檢測(cè)傳感器陣列在運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)中的應(yīng)用
一個(gè)基于覆蓋理論和卡爾曼濾波算法的光電檢測(cè)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(duì)象信息的功能,,即檢測(cè)和描述感知對(duì)象的存在,、運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)軌跡等情況。
國(guó)內(nèi)外光電傳感器的研究現(xiàn)狀
由于光電傳感器的應(yīng)用涉及的領(lǐng)域非常廣泛,,其研究和開發(fā)在世界上引起了高度重視,,各國(guó)更是競(jìng)相研究開發(fā)并引起激烈的競(jìng)爭(zhēng)。從最初的應(yīng)用于軍事逐漸發(fā)展到民事,,而且與我們的生活息息相關(guān),,應(yīng)該說現(xiàn)代化的生活離不開光電傳感器的參與,復(fù)印機(jī),、掃描儀,、打印機(jī)、車庫(kù)開門器,、液晶顯示器,、色度計(jì)、分光計(jì),、汽車和醫(yī)療診斷儀器等等不勝枚舉,。
美國(guó)是研究光電傳感器起步最早、水平最高的國(guó)家之一,,在軍事和民用領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展得十分迅速,。在軍事應(yīng)用方面,研究和開發(fā)主要包括:水下探測(cè),、航空監(jiān)測(cè),、核輻射檢測(cè)等。美國(guó)也是最早將光電傳感器用于民用領(lǐng)域的國(guó)家,。如運(yùn)用光電傳感器監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的電流,、溫度等重要參數(shù),檢測(cè)肉類和食品的細(xì)菌和病毒等,。美國(guó)擁有健全的光電傳感器產(chǎn)品線,,超過12000種產(chǎn)品包括自含式或放大器分離型,限位開關(guān)外型或小型傳感器,,精密檢測(cè)或長(zhǎng)距離檢測(cè)傳感器,,檢測(cè)距離長(zhǎng)達(dá)305m。大部分產(chǎn)品防護(hù)等級(jí)達(dá)到NEMA6P和IP67,。日本和西歐各國(guó)也高度重視并投入大量經(jīng)費(fèi)開展光電傳感器的研究與開發(fā),。20世紀(jì)90年代,研究開發(fā)出多種具有水平的民用光電傳感器,,日本的電器以價(jià)格適中質(zhì)量好而響譽(yù)全球,。西歐各國(guó)的大型企業(yè)和也積極參與了光電傳感器的研發(fā)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)對(duì)光電傳感器研究的起步時(shí)間與國(guó)際相差不遠(yuǎn),。已有上百個(gè)單位在這一領(lǐng)域開展工作,,主要是在光電溫度傳感器、壓力計(jì),、流量計(jì),、液位計(jì)、電流計(jì)等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究,,取得了上百項(xiàng)科研成果,。
但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)的研究水平還有不小的差距,,主要表現(xiàn)在商品化和產(chǎn)業(yè)化方面,,大多數(shù)品種仍處于實(shí)驗(yàn)研制階段,還無法投入批量生產(chǎn)和工程化應(yīng)用,。
如您對(duì)此文章感興趣請(qǐng)見:日本歐姆龍OMRON光電傳感器