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接近检测和光学镜头

2023/04/25
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TAOS TSL277x、TSL267x 和 TCS377x 系列接近检测器与外部 LED 配合使用,提供了一种强大且经济高效的感应接近方法。最大感应距离取决于各种因素,例如目标尺寸、反射率、LED 功率、探测器和 LED 设备上方的覆盖材料、LED 半功率角以及使用的 LED 数量。在探测器上方使用透镜会增加复杂性和成本;但是,镜头可以显着延长接近检测距离。

所有 TAOS 接近检测器都提供了一个内部开关晶体管,能够吸收高达 100mA 的电流,为外部 LED 供电。如果 LED 串联连接,则多个 LED 可以由同一晶体管驱动。这可能需要更高的电压(即 V> V),以克服多个 LED 的正向压降。虽然接近检测器可以与可见光 LED 一起使用,但它通常与 IR(红外)LED 一起使用;例如欧司朗 SFH4650 或其他高功率 LED。

此外,接近检测器可以驱动一个外部开关晶体管,从而允许其将 LED 驱动到更高的 IR 功率水平。在这篇设计师的笔记本中,主要关注的是光学方面的考虑因素,例如将透镜与接近检测器结合使用,但还将讨论系统孔径对接近系统角度响应的影响,以及具有各种角度光束特性的 LED 的选择。

LED 具有广泛的功率水平和半功率光束角。建议使用光学聚焦 LED 以延长最大接近检测距离,并且通常使用透镜结构或曲面反射器进行聚焦。例如,欧司朗 SFH 系列 LED 的半功率光束角为 5、10、12、15 和 20°。Vishay LED还提供各种半功率光束角。较小的光束宽度可在 LED 光束轴上或附近提供更高的辐射水平。辐射度以瓦特/球面度为单位。

LED 光束宽度是根据接近传感器的角视场和目标尺寸选择的。例如,当考虑一个无限大的目标时,接近传感器的响应会下降,因为函数 1/d,其中 d 是目标和传感器之间的距离。但是,当考虑使用广角 LED 光束的小目标时,LED 红外灯可能会使目标溢出。如果目标偏离 LED 的轴线,则尤其如此。因此,随着目标距离从传感器增加到 LED 照明溢出目标的点,接近响应最终将以 1/d 而不是 1/d 的形式下降。出于这个原因,具有较小半功率角的 LED 可以通过牺牲传感器的可用视野来增强最大接近检测距离。

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C2012X7R1E475K(125AB) 1 TDK Corporation CAPACITOR, CERAMIC, MULTILAYER, 25 V, X7R, 4.7 uF, SURFACE MOUNT, 0805, CHIP, ROHS COMPLIANT
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ams OSRAM Group 母公司是 ams AG 的上市公司 OSRAM Licht AG,是全球领先的光学解决方案供应商。公司在全球约有 27,000 名员工,专注于传感、照明和可视化方面的创新,以使旅程更安全、医疗诊断更准确,并帮助人位在日常交流中获得更丰富的体验。公司拥有超过 110 年的综合历史,凭借其超凡的想象力、深厚的工程专业知识以及在传感器和光技术方面提供全球工业产品的能力,确立了其牢不可破的地位。

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