テクノロジー概要

変調光 – 投光器が発する光は各センサファミリーに固有の周波数でパルス化されています。 受光器はこの周波数に変調された光を検出し、他の光源からの周囲光を無視するように調整されています。

スイッチング周波数 – ターゲットが検出フィールドに進入して退出するときに、センサが離散パルスを提供する最高速度。簡単に言えば、ターゲットが通過する際にセンサがどの程度のスピードでオンオフできるかということです。

コントラスト – 2つのオブジェクト間の色と明るさの差。 白が最も検出が簡単で、黒は最も検出が困難です。

ビームスポット（または光スポット） – 発射された光の所定の距離での直径。 この寸法は通常、最大距離での値がデータシートに示され、投光器のレンズの開口角度の関数です。

有効ビーム – センサ出力が状態を変更するために完全に中断される必要がある光ビームのエリア。光ビームが途切れた時にオンになるセンサ（すなわち 透過型光電センサおよびミラー反射型光電センサ）には有効ビームがあります。光を直接ターゲットに跳ね返すセンサ（すなわち 拡散反射型光電センサ）には有効ビームはありません。

入光動作（またはライトオン） – 受光器が光を検出すると出力の状態が変化します。

遮光動作（またはダークオン） – 受光器が光を検出しないときに出力の状態が変化します。

余裕度 – センサが実際に受信した光エネルギーの、出力状態を変更するために必要な光エネルギーに対する比率。ゲインの値1は、出力を切替えるために必要な最小値です。このしきい値より上の場合は余裕度とみなされます。汚染されたエリアでセンサが適切に動作するかどうかを判断するのに役立ちます。

有効ビームは直径が均一で投光器および受光器のレンズ直径とほぼ同じです。ターゲットが有効ビームと同じ大きさであれば、ターゲットがビームを遮断したときに出力がスイッチします。

透過型光電センサの出力：

• 入光動作の出力は、ターゲットが存在しない場合にオンになります。
• 遮光動作の出力は、ターゲットが存在する場合にオンになります。

複数の透過型センサを取付ける場合は、ある投光器が発射したビームが他の受光器に干渉しないように注意してください。簡単な解決策は、図に示すように投光器と受光器を交互にすることです。

反射率の高い検出体がビームを通過すると、無関係な受光器に光を反射して誤った信号が生じることがあります。簡単な解決策は、センサ間に遮蔽物を置いて、逸れた反射光をブロックすることです。

日光には投光器の光と同じ波長が含まれるため、周囲光が非常に強いと受光器が誤動作することがよくあります。これは一般的に、光電センサが家庭用ガレージドアオープナーに使用され、特定の角度の日光がドアの動作を干渉する場合に見られます。考えられる解決法には、センサの角度をつける、遮蔽物を追加する、投光器と受光器を入れ替える、などがあります。

ミラー反射型光電センサの有効ビームは円錐形です。 センサ近辺ではビームは投光器レンズのサイズとほぼ同じです。反射ミラーの近辺では、反射ミラーのサイズです。つまり、小さい検出体はセンサに近い場合に検出できますが、反射ミラーに近い場合は必ずしも検出できるわけではありません。

ミラー反射型光電センサの出力：

• 入光動作の出力は、ターゲットが存在しない場合にオンになります。
• 遮光動作の出力は、ターゲットが存在する場合にオンになります。

ミラー反射型光電センサには反射ミラーが必要です。設計上、これらの反射ミラーは入射光を90度回転させます。 センサにはレンズの上に偏光フィルターが設置されているため、光波は1方向のみに向いています。 反射ミラーは受光器のフィルターに一致するように光波を回転させます。

光沢のあるターゲットは高い輝度の光をセンサに返す場合がありますが、光が適切な方向でないため、光沢のあるターゲットによる誤信号は発生しません。

ターゲットの影響：

大きい検出体はより多くの光を反射し、検出範囲が大きくなります。

赤色可視光センサでは、明るい色の方が暗い色より長い距離で検出できます。赤外線センサではターゲットの色の影響ははるかに少なくなります。光沢面は、平坦または艶消し面よりも長い距離で検出できます。

滑らかな表面は粗い表面よりも反射品質が良くなります。たとえば滑らかな青いプラスチックのターゲットは、青いベルベットのターゲットより多くの光を反射します。

センサに対して直角な平坦なターゲットは、角度のついた平坦なターゲットより多くの光を反射します。また、平坦でないターゲットは光をセンサからそれるように屈折させる傾向があり、エネルギーと検出範囲の損失につながります。

このタイプのセンサは、ターゲットの後ろの背景による誤ったスイッチングを排除する、特別に設計された拡散反射型センサです。次のようにいくつかの背景抑制テクノロジーがあります。 固定範囲、三角測量原理、ダイオードアレイ、PMDタイムオブフライト

三角測量原理
このテクノロジーでは、2つの受光素子を使用して背景抑制を行います。ポテンショメータを調整に使用して、1つの受光器がターゲットを検出し、他方が背景を検出するように、ミラーが機械的に位置付けされます。次にセンサはこれら2つのポイントの中間に調整されます。センサは受信した光の角度を評価して、光がターゲットから来たのか、背景から来たのかを判断します。

PMDタイムオブフライト
PMD（フォトニックミキサーデバイス）は、光がセンサからターゲットに到達して戻ってくるのにかかる時間を測定することで、センサと検出体（およびセンサと背景）との間の距離を判定します。

レーザダイオードが変調されたレーザビームを生成します。ターゲットが反射した光はレンズを経由して受光チップ（PMDスマートピクセル）に向けられます。次にチップが入射光波を比較してターゲットの距離に関する結論を引出します。