反射式光電傳感器是一種利用光的反射來檢測(cè)物體有無的傳感器，其應(yīng)用非常廣泛。在可穿戴設(shè)備等與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的產(chǎn)品中，反射式光電傳感器的應(yīng)用不斷增加。但是，如果要更方便地將其應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域，則需要精度更高、響應(yīng)速度更快的反射式光電傳感器產(chǎn)品。一般來說，反射式光電傳感器多被用于開關(guān)用途，但如果能夠?qū)⑵涮匦愿行У乩闷饋恚敲催@類器件還有很大的應(yīng)用潛力。本文將會(huì)介紹這種光學(xué)器件的最新信息，并探討其未來的發(fā)展前景。

*Vertical Cavity Surface Emitting Laser（垂直腔面發(fā)射激光器）的縮寫。

以往多用于通信領(lǐng)域，近年來也被用于感測(cè)系統(tǒng)發(fā)光單元的光源。

1．什么是反射式光電傳感器？

反射式光電傳感器是一種利用光的反射、主要用來檢測(cè)位置的器件。通常，這種器件被用于開關(guān)用途。近年來，受新冠疫情等的影響，市場(chǎng)對(duì)于操作過程中無需接觸的相關(guān)應(yīng)用的需求不斷擴(kuò)大。在我們的日常生活中，無需接觸即可測(cè)量體溫的體溫計(jì)、只要伸手就能出水的水龍頭、零接觸的電梯按鈕等應(yīng)用不斷增多，這些應(yīng)用的核心器件就是反射式光電傳感器。

除此之外，反射式光電傳感器還被廣泛運(yùn)用于智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等應(yīng)用，比如通過接近檢測(cè)功能，控制手機(jī)液晶屏幕的亮屏息屏；通過脫戴檢測(cè)功能，檢測(cè)可穿戴設(shè)備的穿戴和脫下；在開和關(guān)之間進(jìn)行切換等。

2．反射式光電傳感器在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，反射式光電傳感器也開始大顯身手。過去，在開關(guān)應(yīng)用中，通常使用簡(jiǎn)單的機(jī)械開關(guān)或者磁性開關(guān)進(jìn)行開和關(guān)的控制。但是近年來，隨著工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化和無人化程度的提升，性能優(yōu)異且支持高性能設(shè)備的反射式光電傳感器開始嶄露頭角。

與機(jī)械開關(guān)和磁性開關(guān)相比，反射式光電傳感器的封裝尺寸更小，所以如果需要在細(xì)小的位置或狹窄的位置配備開關(guān)功能，或者需要在狹窄的場(chǎng)所乃至幾乎沒有空間的場(chǎng)所配備物體檢測(cè)功能，那么反射式光電傳感器可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

另外，光學(xué)開關(guān)有數(shù)字式開關(guān)和模擬式開關(guān)兩種。模擬式開關(guān)雖然操作困難，但具有設(shè)計(jì)靈活性高的優(yōu)點(diǎn)，而數(shù)字式開關(guān)則設(shè)計(jì)靈活性有限，但具有操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

3．反射式光電傳感器在開關(guān)用途之外的眾多應(yīng)用方向

反射式光電傳感器的應(yīng)用并不僅僅局限于“開關(guān)”這一單一用途。通過設(shè)計(jì)創(chuàng)意，還可以用于更廣泛的領(lǐng)域，因此發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆１热纾醚褐械难t蛋白可以吸收紫外線這一性質(zhì)，反射式光電傳感器被廣泛用于測(cè)量脈搏和心率的應(yīng)用及設(shè)備中。此外，由于反射式光電傳感器能夠?qū)獾姆瓷淝闆r做出反應(yīng)，所以除了用來檢測(cè)“有/無”之外，還可以用來檢測(cè)“黑/白”。在工業(yè)領(lǐng)域，反射式光電傳感器還被用于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)等應(yīng)用。

4．ROHM開創(chuàng)的反射式光電傳感器的新應(yīng)用

以往的反射式光電傳感器通常使用LED作為發(fā)光器件。然而ROHM使用自主生產(chǎn)的比LED功耗更低、指向性更出色的VCSEL作為發(fā)光器件，同時(shí)還使用自主生產(chǎn)的數(shù)字輸出光電IC作為光接收器件，成功開發(fā)出超小型反射式光電傳感器“RPR-0720”。

RPR-0720的特點(diǎn)1 VCSEL

反射式光電傳感器“RPR-0720”最大的特點(diǎn)就在于使用VCSEL作為發(fā)光器件。通常來說，VCSEL多用于車載應(yīng)用等大型設(shè)備，所以很難買到低功率的VCSEL。ROHM利用可以自主生產(chǎn)VCSEL的優(yōu)勢(shì)，通過以“點(diǎn)”的形式（而非“面”的形式）使用VCSEL發(fā)光器件，成功地開發(fā)出非常適用于反射式光電傳感器的低功率VCSEL。它的光不會(huì)像LED那樣發(fā)散，因此相比以往的反射式光電傳感器，可以實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)精度。

另外，通過優(yōu)化由光束發(fā)散角更窄的VCSEL和光電IC組成的模塊，大幅降低了產(chǎn)品的尺寸，相比使用LED作為發(fā)光器件的以往反射式光電傳感器，新產(chǎn)品的封裝面積減小了約78%。

RPR-0720的特點(diǎn)2 無需升壓電路

以往的反射式光電傳感器支持的電壓范圍通常為2.9V～3.6V，需要配置升壓電路和降壓電路。而ROHM的反射式光電傳感器由于使用的是VCSEL，驅(qū)動(dòng)范圍更廣，支持的電壓范圍寬達(dá)2.7V～4.5V，因此無需配置升壓電路。

這不僅使反射式光電傳感器本身的體積更小，還可以削減用于升壓的外圍元器件數(shù)量，從而進(jìn)一步節(jié)省空間。正是因?yàn)榫邆溥@些特點(diǎn)，ROHM的反射式光電傳感器產(chǎn)品可支持使用鋰離子電池（2.7V），因而非常適用于需要脫戴檢測(cè)的可穿戴設(shè)備和小型電子設(shè)備。

5．VCSEL反射式光電傳感器在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

除了可穿戴設(shè)備之外，ROHM也在積極研究將這種采用了VCSEL的超小型反射式光電傳感器用于工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，以取代傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)和磁性開關(guān)。

比如，在位置狹窄或者空間受限的場(chǎng)所進(jìn)行物體的檢測(cè)、電機(jī)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)等場(chǎng)景中，通過使用ROHM的超小型反射式光電傳感器，可以完成過去無法實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)需求，或者進(jìn)一步提升傳統(tǒng)檢測(cè)方式的便利性。

目前，除了數(shù)字式的RPR-0720之外，ROHM還在研發(fā)模擬式的新產(chǎn)品，以進(jìn)一步完善產(chǎn)品體系，滿足客戶的多樣化需求。

【關(guān)于羅姆（ROHM）】

羅姆（ROHM）成立于1958年，由起初的主要產(chǎn)品-電阻器的生產(chǎn)開始，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已成為世界知名的半導(dǎo)體廠商。羅姆的企業(yè)理念是：“我們始終將產(chǎn)品質(zhì)量放在第一位。無論遇到多大的困難，都將為國(guó)內(nèi)外用戶源源不斷地提供大量?jī)?yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并為文化的進(jìn)步與提高作出貢獻(xiàn)”。

羅姆的生產(chǎn)、銷售、研發(fā)網(wǎng)絡(luò)分布于世界各地。產(chǎn)品涉及多個(gè)領(lǐng)域，其中包括IC、分立式元器件、光學(xué)元器件、無源元器件、功率元器件、模塊等。在世界電子行業(yè)中，羅姆的眾多高品質(zhì)產(chǎn)品得到了市場(chǎng)的許可和贊許，成為系統(tǒng)IC和先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)方面的主導(dǎo)企業(yè)。

【關(guān)于羅姆（ROHM）在中國(guó)的業(yè)務(wù)發(fā)展】

銷售網(wǎng)點(diǎn)：為了迅速且準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)不斷擴(kuò)大的中國(guó)市場(chǎng)的要求，羅姆在中國(guó)構(gòu)建了與總部同樣的集開發(fā)、銷售、制造于一體的垂直整合體制。作為羅姆的特色，積極開展“密切貼近客戶”的銷售活動(dòng)，力求向客戶提供周到的服務(wù)。目前在中國(guó)共設(shè)有20處銷售網(wǎng)點(diǎn)，其中包括上海、深圳、北京、大連、天津、青島、南京、合肥、蘇州、杭州、寧波、西安、武漢、東莞、廣州、廈門、珠海、重慶、香港、臺(tái)灣。并且，正在逐步擴(kuò)大分銷網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)中心：在上海和深圳設(shè)有技術(shù)中心和QA中心，在北京設(shè)有華北技術(shù)中心，提供技術(shù)和品質(zhì)支持。技術(shù)中心配備精通各類市場(chǎng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)支持人員，可以從軟件到硬件以綜合解決方案的形式，針對(duì)客戶需求進(jìn)行技術(shù)提案。并且，當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生不良情況時(shí)，QA中心會(huì)在24小時(shí)以內(nèi)對(duì)申訴做出答復(fù)。

生產(chǎn)基地：1993年在天津（羅姆半導(dǎo)體（中國(guó)）有限公司）和大連（羅姆電子大連有限公司）分別建立了生產(chǎn)工廠。在天津進(jìn)行二極管、LED、激光二極管、LED顯示器和光學(xué)傳感器的生產(chǎn)，在大連進(jìn)行電源模塊、熱敏打印頭、接觸式圖像傳感器、光學(xué)傳感器的生產(chǎn)，作為羅姆的主力生產(chǎn)基地，源源不斷地向中國(guó)國(guó)內(nèi)外提供高品質(zhì)產(chǎn)品。

社會(huì)貢獻(xiàn)：羅姆還致力于與國(guó)內(nèi)外眾多研究機(jī)關(guān)和企業(yè)加強(qiáng)合作，積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的研發(fā)活動(dòng)。2006年與清華大學(xué)簽訂了產(chǎn)學(xué)聯(lián)合框架協(xié)議，積極地展開關(guān)于電子元器件先進(jìn)技術(shù)開發(fā)的產(chǎn)學(xué)聯(lián)合。2008年，在清華大學(xué)內(nèi)捐資建設(shè)“清華-羅姆電子工程館”，并已于2011年4月竣工。2012年，在清華大學(xué)設(shè)立了“清華-羅姆聯(lián)合研究中心”，從事光學(xué)元器件、通信廣播、生物芯片、SiC功率器件應(yīng)用、非揮發(fā)處理器芯片、傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（結(jié)構(gòu)設(shè)施健康監(jiān)測(cè)）、人工智能（機(jī)器健康檢測(cè)）等聯(lián)合研究項(xiàng)目。除清華大學(xué)之外，羅姆還與國(guó)內(nèi)多家知名高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)合作，不斷結(jié)出豐碩成果。

羅姆將以長(zhǎng)年不斷積累起來的技術(shù)力量和高品質(zhì)以及可靠性為基礎(chǔ)，通過集開發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的扎實(shí)的技術(shù)支持、客戶服務(wù)體制，與客戶構(gòu)筑堅(jiān)實(shí)的合作關(guān)系，作為扎根中國(guó)的企業(yè)，為提高客戶產(chǎn)品實(shí)力、客戶業(yè)務(wù)發(fā)展以及中國(guó)的節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出積極貢獻(xiàn)。