Vishay | 反射传感器简化光电开关设计反射传感器是设计微型光电开关的得力助手。
它们精巧直观，可用来简化人机交互。
这些传感器通常隐藏在红外 ( IR ) 透镜盖后面，当手指或其他物体接触镜盖表面时，传感器会迅速做出响应。
唯样商城为您提供威世元器件方案光学传感器或反射传感器可用来简化设计过程，便于设计直观、智能且操作可靠的按钮，是一种既简单又高效的结构：1. 传感器一端装有发射红外光的发射器2. 当手指或任何物体靠近时，会受到这种光束的照射3. 反射信号在另一端的探测器产生光电流这些传感器的工作是无形的，没有运动部件或摩擦，几乎没有磨损。
此外，光学传感器可以进行修正和微调，避免镜盖表面湿气、水、污垢和划痕的影响。
即使带着手套操作，它们也可以高效运行。
需要特别注意的是，与应用集成的传感器一样，要想取得理想的结果，必须考虑各种严峻挑战。
对于光学传感器来说，这些挑战主要是应用环境和机械条件的限制。
环境挑战想象一下：阳光和典型光源等外部干扰会造成探测器环境噪声，这是需要解决的问题。
这种情况下，我们要考虑由外围孔径反射，以及镜盖表面污垢、水、湿气或划痕所引起的偏移电流。
这种偏移电流会增大接近信号，提高输出信号的总振幅。
如果设计阶段不考虑这些因素，噪声信号强度会增大到超过设定的阈值，从而导致误测。
为防止这种情况，设计传感器时应最大限度减少这些环境因素的影响，以保持正常的信噪比。
机械挑战为美观起见，传感器通常隐藏在红外透镜盖下面，或者光学传感器观测孔保持最小尺寸。
此外，为了给紧密排列在一起的多个按钮留出空间，传感器占位面积应尽可能小。
这样一来，一方面传感器封装尺寸受到严格的机械约束，另一方面对发射角度/观测特性有严格要求。
应用场景了解了采用反射传感器设计光电开关涉及的环境和机械挑战，接下来我们深入探讨三个具体应用场景。
01阳光直射下工作的车载触控开关由于体积小巧，光学传感器按钮可以放在车内任何地方。
不过，为了适应车辆可变条件，必须达到高标准可靠性。
同时，需要考虑温度波动和阳光的影响等因素。
 传感器可通过优化孔径保证正确定向，以遮挡破坏性的阳光。
此外，传感器封装设计要消除所有引起麻烦的光波长。
这意味着，传感器只对发射器波长范围内的光做出响应，已滤除大部分环境噪声。
您可以在探测器一端配置 DC 光抑制电路和高通滤波器，进一步增强传感器的功能，如图 1 所示。
这种电路确保只探测和放大脉冲发射器信号。
02密闭空间光学按钮面板当设计需要在有限空间配置多个按钮时，非常适合使用配有发射器的传感器，这种发射器可利用光照强度高，光输出强的垂直腔面发射激光器 ( VCSEL )。
VCSEL 窄发射角大大减小了镜盖造成的偏移，使传感器特别适合在透明材料下工作。
此外，传感器的光照模式和紧凑尺寸允许其极为紧密地并排放置。
事实上，排列密度仅受手指宽度的限制。
得益于 VCSEL 的光照模式，您可以为镜盖找一个产生偏移最小的位置。
这个最佳点最好由距离曲线来确定。
距离曲线（ 图 2 ）表示传感器的相对输出信号与透镜或镜片距离的关系。
大约 2 mm 距离内信号足够低。
这表明理想情况下，镜片应保持在这个范围内，最大距离不超过 2 mm，以最大限度减小偏移，从而提高之前提到的信噪比。
I  Crel - 相对集电极电流                                                               z - 距离图 2 ：距离曲线表示传感器相对输出信号与透镜或镜片距离的关系。
 03适用于恶劣工业或医疗环境的按钮如您的目标是设计坚固耐用的按钮，用于严苛的工业或医疗应用。
光电按钮表面光滑，没有藏污纳垢的缝隙，因此便于清洁。
然而，关键是传感器不能因液体或污垢触发。
而且，即使手指定位不准，不是直接落在传感器上方，也可以识别按压动作。
由于红外发射器的发射角宽，光电按钮对镜盖表面污垢的敏感度下降。
这种广角发射扩大了光照功率的分布区域。
此外，广角发射便于探测未直接放在传感器上的手指。
重要的是，这种环境中经常使用的手套不会造成问题，传感器很容易探测。
  图 3 模型是一种满足这些标准的简化版实用按钮设计。
传感器在距传感器顶部 3 mm 、厚度为 2 mm 的红外透镜聚碳酸酯盖下工作。
孔径设计足够大，适应传感器广角发射，从而最大限度减小偏移噪声。
  图 3为使其对阳光不敏感，设计采用图 1 所示电路拓扑结构。
发射器的脉冲频率为 5 kHz 。
增加的高通滤波器使截止频率低于脉冲频率，且有效抑制 50 Hz 典型市电交流声。
  输出信号可直接连接模-数转换器做进一步处理。
通过校准，传感器可以忽略孔径引起的偏移。
这种设计非常稳定，对外部因素造成的误触发具有很高的抵抗能力，性能极为可靠。