Что такое фото ИС?

Что такое фото ИС?

Фото ИС — это устройство, которое включает в себя светоприемный элемент, который принимает свет, и ИС, которая обрабатывает сигналы в одном корпусе и является компонентом с функциями, которые соответствуют потребностям приложения.

Фото ИС классифицируются на монокремниевые и гибридные типы в соответствии с их структурой. Монокремниевый тип, в котором светоприемный элемент и схема обработки сигнала сформированы на одном кристалле, не требует проводки между светоприемным элементом и обработкой сигнала и обладает высокой устойчивостью к шуму.

Гибридный тип состоит из светоприемного элемента и схемы обработки сигнала на независимых чипах, и они содержатся в одном корпусе. Поскольку каждый чип соединен проводами, преимущество заключается в том, что форма светочувствительного элемента и спектральные характеристики отклика могут быть оптимизированы в соответствии с применением.

Применение фото ИС

Фото ИС используются для обнаружения света, и существует широкий спектр устройств для различных целей. Основные области применения фото ИС следующие:

• Измерители освещенности для измерения яркости освещения и экспонометры камер
• Приемники для связи с использованием оптоволокна
• Модули кодировщиков для обнаружения движения и углов поворота
• Датчики цвета, которые разлагаются на RGB для обнаружения цвета
• Фотопрерыватели фотоприемников для обнаружения объектов по свету
• Дистанционное устройство для измерения расстояния до объекта с помощью треугольной дальномерной системы

Принцип работы фото ИС

Фото ИС состоит из фотодиода, фототранзистора или PSD (Position Sensitive Detector), который принимает свет и генерирует ток, схемы, которая усиливает выходной ток, и схемы обработки сигнала, которая использует усиленный выход для обработки сигналов. Схема приема света используется для усиления выходного тока и обработки усиленного выходного сигнала. Доступно большое разнообразие продуктов, объединяющих различные фотодатчики и схемы обработки в зависимости от предполагаемого использования.

Существуют также фотоИС, выход которых может быть получен в частоте, хотя это специальные устройства. Они состоят из фотоИС и схемы преобразования тока в частоту и обладают широким динамическим диапазоном.

Фотодетекторы имеют различные спектральные характеристики отклика в зависимости от устройства, но ни один из них не соответствует характеристикам чувствительности человеческого зрения. Обычно используемый кремниевый фотодиод имеет пиковую чувствительность в диапазоне от 900 нм до 1000 нм, но характеристика чувствительности человеческого зрения находится в диапазоне от 400 нм до 700 нм, а пиковая чувствительность составляет около 550 нм, поэтому сигнал яркости, обнаруженный фотодиодом, и яркость, воспринимаемая человеком Сигнал яркости, обнаруженный фотодиодом, отличается от яркости, воспринимаемой человеком.

Поэтому для приложений, которые должны соответствовать чувствительности человека, таких как измерители освещенности, необходимо корректировать спектральные характеристики отклика фотодиодов с помощью фильтра коррекции визуальной чувствительности.

Типы фото ИС

Фото ИС доступны с различными функциями и возможностями. Основные типы следующие:

1. Фото ИС для измерения расстояния

Фото ИС используются для измерения расстояния до объекта, а PSD и фотосенсорные матрицы используются в качестве светоприемных элементов. В сочетании с излучателем света, таким как светодиод ближнего инфракрасного диапазона, расстояние до объекта рассчитывается на основе положения прожектора, проецируемого излучателем света, который отражается от объекта и достигает фотосенсора, используя принцип треугольного ранжирования.

2. Цветовой датчик RGB

Эта фото ИС анализирует цвет падающего света, сравнивая выходные данные трех фотодатчиков, каждый из которых имеет оптический фильтр на своей поверхности, который пропускает только красный (R) свет, синий (B) свет и зеленый (G) свет. Выходной сигнал каждого датчика разбивает падающий свет на его компоненты RGB, и основное применение — в измерительных приборах, таких как измерители цветовой освещенности.

3. Датчик освещенности

Эти датчики используются для измерения яркости света освещения и т. д. Это фото ИС, оснащенные светоприемными элементами, которые аппроксимируют характеристики спектральной реакции человека с помощью фильтров компенсации визуальной чувствительности и т. д. Основные применения — измерители освещенности и фотографическое оборудование. Он в основном используется в измерителях освещенности и экспонометрах для фотографического оборудования.

4. Фотодатчик для оптической связи

Это устройство для приема оптической связи с использованием оптического волокна. Устанавливается на торце оптического волокна, принимает передаваемые оптические сигналы и преобразует их в электрические. Для улучшения характеристик сбора света перед фотодатчиком имеются устройства с выпуклой линзой.

5. Фотоэлектрический переключатель

Фото ИС используется для настройки фотоэлектрического переключателя в сочетании со светоизлучающим устройством, таким как светодиод. Фотопрерыватели и фотоприемники фотоотражателей также включены в эту категорию.

6. Фото ИС для кодировщика

Как правило, эта фото ИС имеет 4-канальную фотодиодную матрицу. Она настроена на определение направления и величины вращения и обеспечивает 2-фазные цифровые выходы в соответствии с состоянием светового входа в фотодиодную матрицу. В сочетании со светоизлучающим элементом фотопрерыватель с функцией кодировщика может быть легко настроен.

7. Пульт дистанционного управления приемником света

Это приемник ИС для дистанционного управления с использованием инфракрасных лучей, который используется в системах дистанционного управления, широко используемых в телевизорах, записывающих устройствах, кондиционерах и т. д. Он характеризуется тем, что покрыт смолой, имеющей характеристики отсечки видимого света, и имеет крутой полосовой фильтр, соответствующий частоте мигания передатчика (от 30 кГц до 40 кГц). Он принимает командный сигнал передатчика и выводит его в схему обработки самого устройства.