超小型VCSEL*反射式光电传感器的应用潜力

[导读]以“点”的形式使用VCSEL发光器件，实现超小型、高指向性的检测方案

反射式光电传感器是一种利用光的反射来检测物体有无的传感器，其应用非常广泛。在可穿戴设备等与我们日常生活密切相关的产品中，反射式光电传感器的应用不断增加。但是，如果要更方便地将其应用于工业设备等领域，则需要精度更高、响应速度更快的反射式光电传感器产品。一般来说，反射式光电传感器多被用于开关用途，但如果能够将其特性更有效地利用起来，那么这类器件还有很大的应用潜力。本文将会介绍这种光学器件的最新信息，并探讨其未来的发展前景。

*Vertical Cavity Surface Emitting Laser（垂直腔面发射激光器）的缩写。

以往多用于通信领域，近年来也被用于感测系统发光单元的光源。

1．什么是反射式光电传感器？

反射式光电传感器是一种利用光的反射、主要用来检测位置的器件。通常，这种器件被用于开关用途。近年来，受新冠疫情等的影响，市场对于操作过程中无需接触的相关应用的需求不断扩大。在我们的日常生活中，无需接触即可测量体温的体温计、只要伸手就能出水的水龙头、零接触的电梯按钮等应用不断增多，这些应用的核心器件就是反射式光电传感器。

除此之外，反射式光电传感器还被广泛运用于智能手机和可穿戴设备等应用，比如通过接近检测功能，控制手机液晶屏幕的亮屏息屏；通过脱戴检测功能，检测可穿戴设备的穿戴和脱下；在开和关之间进行切换等。

2．反射式光电传感器在工业设备领域的应用

在工业设备领域，反射式光电传感器也开始大显身手。过去，在开关应用中，通常使用简单的机械开关或者磁性开关进行开和关的控制。但是近年来，随着工业设备的自动化和无人化程度的提升，性能优异且支持高性能设备的反射式光电传感器开始崭露头角。

与机械开关和磁性开关相比，反射式光电传感器的封装尺寸更小，所以如果需要在细小的位置或狭窄的位置配备开关功能，或者需要在狭窄的场所乃至几乎没有空间的场所配备物体检测功能，那么反射式光电传感器可以充分发挥其优势。

另外，光学开关有数字式开关和模拟式开关两种。模拟式开关虽然操作困难，但具有设计灵活性高的优点，而数字式开关则设计灵活性有限，但具有操作简单的优点。

3．反射式光电传感器在开关用途之外的众多应用方向

反射式光电传感器的应用并不仅仅局限于“开关”这一单一用途。通过设计创意，还可以用于更广泛的领域，因此发展潜力非常大。比如，利用血液中的血红蛋白可以吸收紫外线这一性质，反射式光电传感器被广泛用于测量脉搏和心率的应用及设备中。此外，由于反射式光电传感器能够对光的反射情况做出反应，所以除了用来检测“有/无”之外，还可以用来检测“黑/白”。在工业领域，反射式光电传感器还被用于电机的旋转检测等应用。

4．ROHM开创的反射式光电传感器的新应用

以往的反射式光电传感器通常使用LED作为发光器件。然而ROHM使用自主生产的比LED功耗更低、指向性更出色的VCSEL作为发光器件，同时还使用自主生产的数字输出光电IC作为光接收器件，成功开发出超小型反射式光电传感器“RPR-0720”。

RPR-0720的特点1　VCSEL

反射式光电传感器“RPR-0720”最大的特点就在于使用VCSEL作为发光器件。通常来说，VCSEL多用于车载应用等大型设备，所以很难买到低功率的VCSEL。ROHM利用可以自主生产VCSEL的优势，通过以“点”的形式（而非“面”的形式）使用VCSEL发光器件，成功地开发出非常适用于反射式光电传感器的低功率VCSEL。它的光不会像LED那样发散，因此相比以往的反射式光电传感器，可以实现更高的检测精度。