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四象限感測器與光電位置感測器的原理 , 應用及比較

四象限感測器與光電位置感測器的原理 , 應用及比較. 班級 : 車輛三乙 學號 :49715031 姓名 : 林鈺軒 老師 : 朱志良老師. 摘要.

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四象限感測器與光電位置感測器的原理 , 應用及比較

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  1. 四象限感測器與光電位置感測器的原理,應用及比較四象限感測器與光電位置感測器的原理,應用及比較 • 班級:車輛三乙 • 學號:49715031 • 姓名:林鈺軒 • 老師:朱志良老師

  2. 摘要 • 光電科技是一門把光學和電子學結合在一起的科學，利用把光轉成電訊號或電轉成光訊號的方法，廣泛地應用在各種領域。簡單說是一種電子能階轉移所激發的光子,不同材質所激發的波長不同,就會呈現不一樣的光，如LED發光元件、OLED有機發光元件、TFT螢幕或背光版模組或是光感應器SENSOR、CD、雷射、數位像機、MP4等等都屬於光電產業至於UV紫外膠、導電薄膜，因為與光電業配合產品，也可以算是光電附屬產業，多數光電業也會用到PCB所以光電業下有些也都有PC版著週邊，例如友達光電,大立光電等。其實，光的很多特性相對於電來說是很優越的，諸如較不受雜訊干擾、傳輸穩定、傳輸距離長、速度快等，只是人類對於光的認識相對於電來說是很少的，因此光電是很有潛力的一門學問。

  3. 概述-何謂四象限感測器與光電位置感測器 • 四象限光偵測器主要是透過光斑偏移的情形，進而分析出微粒子微小的偏移情形。四象限光偵測器是由四個光偵測器 1、2、3、4所組合而成。當光照射在四個偵測器上，經過放大器後分別產生V1、V2 、V3 、V4 的電壓訊號。其中光強度與電壓訊號成正比。當光斑往水平方向偏移時，四個光偵測器所偵測到的電壓訊號會產生改變。 • 光電位置感測器(Tensor)的原理為透過圓板依重力方向因旋轉而改變位置，造成雙光電晶體遮蔽紅外光，改變光的偵測強度，做出偵測裝置旋轉的動作。可應用於數位相機、行動電話、PDA、GPS、數位相框、e-pc、MID、E-BOOK、保全、無線滑鼠、遙控器 等數位消費性產品，以及電熨斗、電暖爐、與玩具等家電產品。

  4. 四象限感測器和光電位置感測器（PSD） • 一、四象限感測器 • 四象限感測器可以用來確定光點在二維平面上的位置座標，一般用於準直、定位、跟蹤等方面，它是利用積體電路光蝕刻技術，將一個圓形或方形的光敏面窗口分隔成幾個（圖6-51）面積相等、形狀相同、位置對稱的區域（背面仍為整片），

  5. 1.和差電路形式 • 圖6-52給出了和差電路的連接方法 • 按圖6-52連接後，由運算電路輸出偏離信號和，它們是： • 通常為了消除光斑自身總能量變化採用和差比幅電路，其輸出電壓為：(6.55)

  6. 2.直差電路形式 • 圖6-53給出了直差電路的連接方式。 • 圖中元件的座標線和基準線間成45°角安裝，在這種情況下，輸出偏移量為(6.56)

  7. 二、光電位置感測器（PSD） • 1.PSD的工作原理和位置表達式 • 圖6-54是一個PIN型PSD的斷面結構示意圖 • 若以PSD的中心點位置作為原點時，光點離中心點的距離為xA，如圖6-54所示，於是(6.57)

  8. 2.一維位置感測器和等效電路 • 圖6-55是S1544（一維PSD）的結構示意圖 • 圖⒝為一維PSD等效電路 • 根據公式（6.57）就可寫出入射光點位於點的座標位置：(6.58) • 而總電流(6.59)

  9. 3.二維PSD和等效電路 • 二維PSD用來測定光點在平面上的二維（x,y）座標，它的感光面是方形的，比一維PSD多一對電極，按其結構可分為兩種形式。 • (1)兩面分離型PSD如圖6-56所示。 • (2)表面分離型PSD如圖6-57所示

  10. 改進表面分離型的光敏面及電極的導線電阻如圖6-58所示。改進表面分離型的光敏面及電極的導線電阻如圖6-58所示。 • 二維PSD的光點能量中心位置表達式不難從一維PSD位置表達式中得到，即(6.60) • 從等效電路可見，與表面分離型相比又多了四個電阻，此時，入射光點A的位置（x,y ）表達式（推導從略）是(6.61)

  11. 4.PSD轉換電路 • 圖6-59和圖6-60是一種一維PSD和二維PSD轉換電路原理圖

  12. 5.PSD的主要特性 • 表6-4列出了部份一維PSD和二維PSD元件的特性。

  13. 參考文獻 • 奇摩網路知識家

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