土曜日, 4月 20, 2024

明るさや色を検知するセンサー

光センサー

周囲が明るいか暗いなどの検知をすることができます。
センサーに光を当てると電子が発生して電気が流れやすくなります。

光センサーの種類

CdS

光をセンサーに照射することで抵抗値が変化します。光量が多いと抵抗値は下がり、光量が少ないと抵抗値は上がります。この抵抗値から光量を割り出します。
比較的安価ですがセンサー感度の個体差が大きいため正確な光量は計測できません。
カメラの露出や室内の照度測定などに使われています。

フォトダイオード

光をセンサーに照射することで流れる電流値が変化します。光量が多いと流れる電流は増加します。光量が少ないと流れる電流は減少します。
電流の変化が微量なので使う製品によってはアンプ(増幅器)を使用して電流値の変化量を拡大する必要があります。
光りの強度測定や照度測定などに使われています。

フォトトランジスタ

光をセンサーに照射することで流せる電流量が変化します。光量が多いと流せる電流量は増加します。光量が少ないと流せる電流量は減少します。
電流量の変化が大きいため、電流値から光量を測定することができます。
光源の強度測定、赤外線リモコンなどに使われています。

カラーセンサー

上記のセンサーは光の強弱を認識していましたが、カラーセンサーは光の三原色と言われる「赤・緑・青」を個別に認識をすることで計測をすることができます。

イメージセンサー

イメージセンサーは入ってきた光を電気信号に変換する半導体(撮像素子)です。
スマートフォンのカメラやデジタル一眼レフに使われています。

イメージセンサー種類

CCD

CCDには前述したフォトダイオードが多数配置されており(デジタルカメラなどで200万画素という場合には200万個!)それぞれが受光することで光の濃淡を検出しています。白黒写真のような「暗いところと明るいところを細かな点で検出している」ようなイメージです。
カラーCCDの場合、色ごとにカラーフィルタをフォトダイオードに組み込み、各色ごとに濃淡を検出しています。

それぞれのフォトダイオードが検出する電流値はとても小さいので、増幅器で増幅して信号を利用します。 

CMOS

CCDと原理はほぼ同じですが、CCDが最後に一括して電流増幅しているのに対し、CMOSでは各素子ごとに電流値を増幅して画像処理部へ送ります。
CMOSイメージセンサーは構造的に1個の半導体に作り込むことができるため、高性能の製品が安価に作られるようになってきました。

市販されている主な光センサー製品

uxcell フォトレジスタ 30個 LDR 2ピン ライトセンサー 光依存性抵抗 GL5528

出力/通信方式 : 抵抗変化

新日本無線 照度センサー NJL7502L

出力/通信方式 : コレクター/エミッター

TEMT6000明るさセンサ・モジュール

出力/通信方式 : アナログ

SeeedStudio GROVE - I2C デジタル光センサー 101020030

出力/通信方式 : I2C

Adafruit GUVA-S12SD アナログ紫外線センサ

出力/通信方式 : アナログ

Conta™ 照度・近接一体型センサモジュール RPR-0521RS搭載

出力/通信方式 : I2C

TCS34725使用 カラーセンサーモジュール(白色LED搭載)

出力/通信方式 : I2C

ISL29125 RGBカラーライトセンサー赤、緑、青の三色の光センサモジュール

出力/通信方式 : I2C

HiLetgo 2個セット 3.3V APDS-9960 APDS9960 RGB I2C ジェスチャーセンサーモジュール 赤外線移動センサー [並行輸入品]

出力/通信方式 : I2C

商品名

出力/通信方式 : ここに書く

もしもコード

商品名・データシートはこちら(外部リンク)