光傳感器進(jìn)步極大改變車身電子應(yīng)用

中心論題：

光傳感器在雨水檢測中的應(yīng)用

光傳感器在環(huán)境光檢測中的應(yīng)用

光傳感器在溫度控制中的應(yīng)用

光傳感器在隧道檢測中的應(yīng)用

解決方案：

Valeo雨水傳感器

環(huán)境光傳感器利用380nm～780nm的敏感度可見波長，復(fù)制了人眼的敏感度

光電二極管在溫度控制中發(fā)揮了重要作用

隧道檢測由“向上看”傳感器和“向前看”傳感器共同控制

三十年前，第一個硫化鎘光電阻在客車上得到了應(yīng)用，用于通過檢測環(huán)境光自動打開及關(guān)閉車大燈。當(dāng)今，用于檢測光線的主流技術(shù)已變成硅光電二極管和光電晶體管，從而使車身電子應(yīng)用得到了極大擴(kuò)展。

在大多數(shù)情況下，汽車應(yīng)用中采用光電二極管，因為在-40°C～+85°C的典型車身電子溫度范圍內(nèi)，這些器件的光電流及波長敏感度呈線性。與光電二極管相比，光電晶體管的直流電流增益及暗電流具有更高的溫度依賴性。光電晶體管與光電二極管相比的優(yōu)勢是，光線量相同時，前者的輸出電流遠(yuǎn)高于后者，從而可能無需進(jìn)行放大。

雨水檢測

安裝在擋風(fēng)玻璃上并成為后視鏡裝置一部分的Valeo雨水傳感器，該傳感器由紅外線發(fā)射二極管與光電二極管組成，光電二極管用于檢測玻璃反射的已發(fā)射光線量。紅外線通過該傳感器裝置以精確角度發(fā)射出去，在擋風(fēng)玻璃內(nèi)部進(jìn)行反射，然后返回到光電二極管。當(dāng)天開始下雨時，雨滴落在擋風(fēng)玻璃上，一些光線將發(fā)生折射，從而使反射回光電二極管的光線量減少。當(dāng)降雨量增加時，反射回檢測器表面的光線量將減少。

最終，輸出電流會降到定義的閾值以下，該傳感器會指示“下雨”。通過這種到微控制器的輸入，該傳感器會打開刮水器，并調(diào)整刮水器的速度。

環(huán)境光檢測

在車身電子應(yīng)用中，環(huán)境光傳感器用于調(diào)節(jié)儀表盤的背光強(qiáng)度，以及導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)、溫度控制及DVD屏幕中的LCD背光強(qiáng)度。這對于像BMW的iDrive及Prius的Multi-Info等顯示屏而言尤其重要。例如，當(dāng)日光變得昏暗并且漆黑一片時，儀表盤背光將進(jìn)行不同程度地調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳可見度，并降低可能對駕駛者造成的強(qiáng)光。使用這些傳感器可消除在白天打開車大燈時煩人的顯示屏自動亮度調(diào)節(jié)等程序，環(huán)境光傳感器的關(guān)鍵功能是利用380nm～780nm的敏感度可見波長，復(fù)制了人眼的敏感度。

溫度控制

通過確定日光的角度并連同熱敏電阻調(diào)整風(fēng)扇速度和溫度，光電二極管在溫度控制中發(fā)揮了重要作用。確定日光的角度是光電二極管上的照明功能，在光電二極管中，峰值照明可轉(zhuǎn)變成處于最高點的日光。具有集成NTC熱敏電阻的光電二極管最適合這種類型的應(yīng)用。

隧道檢測

隧道檢測需要兩個傳感器的輸入。第一個傳感器具有“向上看”的較寬視野，以及相對較長的平均移動時間段，長時間段可防止車燈打開和關(guān)閉。第二個傳感器具有“向前看”的較窄視野，以及相對較短的平均移動時間段。這可使隧道傳感器對突然的日光變化做出快速反應(yīng)，并打開車大燈，以及在進(jìn)入隧道時可調(diào)節(jié)顯示屏的背光亮度。前向傳感器消除了在進(jìn)入橋下或遮天蔽日的大樹下時打開及關(guān)閉車燈。在這些情況下，該傳感器仍將“看到”前方的光線。

當(dāng)進(jìn)入隧道時，隧道傳感器信號將下降，而寬視野傳感器的信號將仍保持高強(qiáng)度;車大燈將打開。當(dāng)出了隧道時，隧道傳感器信號將加強(qiáng)，而寬視野傳感器信號將下降;車大燈將關(guān)閉。憑借不同的平均移動時間段，控制器可做出明確的區(qū)別。

結(jié)論

光傳感器，尤其是光電二極管和光電晶體管，在車身電子應(yīng)用中的使用增加了消費者所需的安全性和便捷性。這些功能當(dāng)前可能僅應(yīng)用于高端汽車中，但如同汽車應(yīng)用的一般情況，這些功能很快將應(yīng)用于各個價位的汽車。

Jim Toal為Vishay Optoelectronics傳感器與IrDA部門高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理。Vishay是為汽車制造商提供光檢測器的主要供應(yīng)商，該公司提供有眾多無源及有源元件供選擇。