光電傳感器的發(fā)展：中國光電傳感發(fā)展歷程、產(chǎn)業(yè)鏈、競爭格局及趨勢深度分析！
原標題：中國光電傳感發(fā)展歷程、產(chǎn)業(yè)鏈、競爭格局及趨勢深度分析！
2 中國光電傳感器行業(yè)市場綜述
2.1 光電傳感器定義與分類
光電傳感器（Photoelectric Sensor）又稱光傳感器，是一種以光電元件為檢測元件的傳感器。光電傳感器工作主要依托“光電效應”，將可見光波信號轉(zhuǎn)化為電信號，可在光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化功能，并完成信息的傳輸、處理、儲存、顯示及記錄等工作。光電傳感器不局限于光探測，還可作為其它傳感器的探測元件直接用于檢測引起光量變化的非電量，如光照強度、輻射溫度、氣體成分等，也可檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如物體的直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度及工作狀態(tài)等。由于光電傳感器具有信號響應速度快、非接觸測量、性能可靠、探測精度和分辨率高等特點，且體積小、重量輕、能耗低，目前廣泛應用于多個領(lǐng)域，如航空航天、通信、智能產(chǎn)品、LED 及自動化控制等。
按照光電傳感器自身可接收信號波長分類，可分為 X 射線傳感器、紫外傳感器、可見光傳感器、紅外傳感器等（見圖 2-1）。
（1）X 射線傳感器：接收 X 射線并轉(zhuǎn)化輸出可用電信號的傳感器。目前，X 射線傳感器多用于 X 射線成像設備中，如 CT 斷層掃描中 X 射線拍照、牙科 X 射線成像及安檢中的X 射線掃描成像；
（2）紫外傳感器：接收紫外信號并轉(zhuǎn)化為電信號的傳感器。根據(jù)應用領(lǐng)域不同，紫外傳感器通常又可細分為可見光盲紫外傳感器和太陽光盲紫外傳感器；
（3）可見光傳感器：其測量對象為可見光，可將接收到的可見光轉(zhuǎn)換成輸出電信號?？梢姽獾牟ㄩL范圍在 380mm 至 760mm，該范圍是電磁波譜中人眼可識別波段。根據(jù)組成傳感器的關(guān)鍵元件不同，可見光傳感器又可分為低端傳感器、中端傳感器及高端傳感器三種（見圖 2-2）。
（4）紅外傳感器：其測量主要基于紅外線的物理性質(zhì)。按照探測原理分類，紅外傳感器可分為以下幾類（見圖 2-3）：
2.2 光電傳感器檢測模式分析
光電傳感器檢測作為光電傳感器制造的重要環(huán)節(jié)，決定著光電傳感器產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性。光電傳感器的檢測模式一般分為對射式、反射式、偏振式、鏡面式、漫反射式、會聚式、光幕及激光掃描器八種。其中，對射式是最早出現(xiàn)的一種光電檢測模式，具有簡單易操作的特點。該模式下發(fā)射器的光直接對準接收器，當被檢測物體移動并擋住光路時，傳感器輸出信號發(fā)生變化表明探測到待測物體。目前，反射式是應用較多的一種常用檢測模式。該模式中，發(fā)射器以多種角度發(fā)射光線至待測物體表面，同時光線在待測物體表面以多角度將入射光反射至接收器。由于不同待測物體表面材質(zhì)及光滑度不同導致對光的吸收率不同，接收器所接收的反射光強度也不同，因此反射式在判斷待測物表面性質(zhì)方面具有固有優(yōu)勢。
2.3 中國光電傳感器行業(yè)發(fā)展歷程
光電傳感器作為傳感器行業(yè)發(fā)展歷程中的重要產(chǎn)物，其行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷以下三個階段（見圖 2-4）。
（1） 起步階段（1970-2000 年）
中國傳感器行業(yè)始于 20 世紀 50 年代，但在第一代結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展并應用 20 年后，國家才開始意識到發(fā)展新型傳感器的重要性。因此，1989 年 10 月，敏感元器件與傳感器分會主辦首屆全國敏感元器件與傳感器學術(shù)會議，會議吸引當時中國傳感器領(lǐng)域?qū)＜覍W者、企業(yè)家等人士。此外，在原電子工業(yè)部及敏感元器件與傳感器分會的積極響應下，在“八五”期間，國家大力支持并建設中國敏感元器件與傳感器生產(chǎn)基地?！鞍不栈亍弊鳛槿蠡刂唬饕l(fā)展力學、光學敏感元器件與傳感器，建立了力、光敏規(guī)模經(jīng)濟?！熬盼濉逼陂g，國家大力投資傳感器技術(shù)的研發(fā)建設，建立“傳感技術(shù)國家重點實驗室”及“國家傳感技術(shù)工程中心”在內(nèi)的多個技術(shù)研究開發(fā)基地，促進光電傳感器技術(shù)不斷突破，自此，光電傳感器在中國得到快速發(fā)展，光電傳感器產(chǎn)業(yè)鏈開始建立。
（2） 快速發(fā)展階段（2001-2015 年）
伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，光電傳感器在信息行業(yè)發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。“十五”期間，光電傳感器作為區(qū)別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)式傳感器的新型傳感器，被列入研發(fā)重點。由于國外的傳感器行業(yè)中國來說發(fā)展成熟，且處于領(lǐng)先地位。因此，提升傳感器技術(shù)等級、穩(wěn)定性及應用水平成為中國光電傳感器增強競爭力、縮小差距的攻關(guān)目標。自 2002 年起，國家計委開始組織并實施新興電子元器件產(chǎn)業(yè)化政策，其中新型光敏元器件獲得產(chǎn)業(yè)化政策支持，該政策推動光電傳感器行業(yè)快速發(fā)展，為中國光電傳感器企業(yè)開發(fā)新一代高、精、尖傳感器產(chǎn)品奠定基礎。2006 年，“十一五”規(guī)劃綱要獲得通過，主要強調(diào)開展推進工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的工作。此外，加速發(fā)展電子信息制造業(yè)、推動發(fā)展航空航天產(chǎn)業(yè)、促進發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)等計劃相繼提出，為中國光電傳感器行業(yè)提供了技術(shù)研發(fā)動力及巨大的市場開發(fā)空間。到 2011年，光電傳感器相關(guān)材料、器件、系統(tǒng)等方面的發(fā)展不斷進步，中國光電傳感器行業(yè)已形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈。
（3） 智能化發(fā)展階段（2016 年至今）
伴隨信息時代的成熟發(fā)展，工業(yè)自動化發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)加速發(fā)展。2017 年 1 月，工信部發(fā)布《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)分冊（2016-2020 年）》，明確提出中國物聯(lián)網(wǎng)加速進入“跨界融合、集成創(chuàng)新和規(guī)?；l(fā)展”新階段。由于光電傳感器是信息、航空航天、自動化等領(lǐng)域的核心部件，該規(guī)劃為現(xiàn)有光電傳感器向小型化、集成化、智能化及系統(tǒng)化發(fā)展提供有力支持。智能交通、智能家居、智能工業(yè)生產(chǎn)等物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域發(fā)展壯大，中國光電傳感器行業(yè)為適應新時代發(fā)展，已進入智能化發(fā)展階段。
2.4 中國光電傳感器行業(yè)市場規(guī)模
過去五年，得益于中國汽車行業(yè)和物流行業(yè)的高速發(fā)展，中國光電傳感器行業(yè)市場規(guī)模以 8.3%的年復合增長率持續(xù)增長。2014 年至 2018 年，中國光電傳感器市場規(guī)模由 25.9億元增長至 35.6 億元。由于光電傳感器可廣泛應用于智能工業(yè)、智能交通、智能電網(wǎng)、智能可穿戴設備等領(lǐng)域，伴隨中國物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)等高新產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，這些領(lǐng)域?qū)⒊蔀橹袊怆妭鞲衅餍袠I(yè)未來市場的主要增長點，帶動中國光電傳感器行業(yè)市場規(guī)模進一步增加（見圖 2-5）。中國光電傳感器行業(yè)發(fā)展受下游汽車制造行業(yè)和物流行業(yè)發(fā)展及國家政策推動，預計未來五年市場規(guī)模將以 9.6%年復合增長率持續(xù)增長，并于 2023 年達到 56.4億元人民幣。
2.5 中國光電傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
中國光電傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分為三部分：產(chǎn)業(yè)鏈上游主要參與者是光電傳感器核心電子元件的原料供應商，產(chǎn)業(yè)鏈中游主體是光電傳感器制造企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈下游主要分散在汽車制造、智慧物流及食品檢測、煙霧報警器等其他應用領(lǐng)域（見圖 2-6）。
2.5.1 上游分析
中國光電傳感器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要參與者為光電傳感器核心電子元件的原料供應商。核心電子元件的原材料主要包括制備第一代半導體的硅（Si）、第二代半導體的砷化鎵（GaAs）及第三代半導體的氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）材料。
（1） Si 材料：作為第一代半導體的原材料，廣泛應用于中低端的光電轉(zhuǎn)換、傳統(tǒng)半導體器件。如在可見光傳感器中硅光敏二極管是目前常見的電子元件，由于硅光敏二極管較傳統(tǒng)光敏電阻對光源的響應速度更快、穩(wěn)定性更高，因此其已取代傳統(tǒng)光敏電阻成為新一代中低端光電傳感器的核心電子元件。
（2） GaAs 材料：相較于傳統(tǒng)的硅半導體材料，砷化鎵半導體材料具有高頻、抗輻射、耐高壓等優(yōu)異性能。因此，采用砷化鎵半導體材料制作的光電傳感器多用于集成化、智能化的光通訊設備、先進國防設備、航空設備及衛(wèi)星傳感設備中。
（3） GaN 和 SiC 材料：繼硅半導體材料和砷化鎵半導體材料后的第三代高端半導體材料。得益于 GaN 和 SiC 材料的寬帶隙特點，其具有高擊穿電場、高飽和電子速率、高熱導率、高電子密度及高遷移率等優(yōu)異的物理性質(zhì)。因此，GaN 和 SiC半導體不僅具有高頻、耐高壓和輻射的特點，還可實現(xiàn)高溫、大功率、短波長的工作性能。此外，GaN 和 SiC 半導體的傳導和開關(guān)特性表現(xiàn)約為硅半導體的10 倍。因此，采用 GaN 和 SiC 半導體制作的光電傳感器具有傳感效率更快、更穩(wěn)定且工作環(huán)境更復雜的特點，主要用于對工作環(huán)境、傳感效率、工作穩(wěn)定性要求較高的高、精、尖領(lǐng)域，如航空航天復雜環(huán)境下的傳感系統(tǒng)、智能汽車、智能機器人、智能家居等。
硅在自然界是豐度最高的元素之一，占地殼的 25%，中國境內(nèi)的高純度硅礦含量至少在 140 億噸以上，儲量豐富。而受高質(zhì)量制備合成技術(shù)被美、日壟斷的限制，GaA、GaN和 SiC 的價格比硅昂貴。以第三代 GaN 半導體材料為例，截至目前，大部分 GaN 材料的國際專利申請主要來源于日本、美國、韓國，日本在美國的相關(guān)專利申請比例達 34.5%，美國在 WO 和日本的相關(guān)專利申請比例分別為 37.4%和 24.9%，韓國在美國的相關(guān)專利申請比例高達 48.1%。而中國在國際范圍內(nèi)的相關(guān)專利申請與上述三個國家相差甚遠。因此，目前中國光電傳感器行業(yè)中硅材料半導體的使用量占比仍高達 90%，高端光電傳感器所用的第二代和第三代高質(zhì)量半導體材料多依靠進口，在高端市場中，中國半導體材料供應商不具備議價能力。
2.5.2 中游分析
產(chǎn)業(yè)鏈中游主體是光電傳感器制造企業(yè)。中國是光電傳感器制造大國，但本土企業(yè)光電傳感器核心技術(shù)掌握程度低，本土企業(yè)以作坊式和 OEM 生產(chǎn)為主要生產(chǎn)模式，生產(chǎn)產(chǎn)品多為中低端產(chǎn)品。本土光電傳感器的制造生產(chǎn)需引進歐美及日本先進技術(shù)和原材料，企業(yè)對上游缺乏議價能力。同時，中游企業(yè)生產(chǎn)以中低端產(chǎn)品為主，低廉的勞動力和低價原材料是本土企業(yè)優(yōu)勢，產(chǎn)品價格為高端傳感器價格的 20%左右，附加值低于高端傳感器，加之中游光電傳感器代工企業(yè)較多，使得中低端產(chǎn)品價格競爭激烈，中游企業(yè)缺乏市場定價權(quán)。由于大型跨國企業(yè)制造技術(shù)先進，規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢顯著，產(chǎn)品的市場價格與本土企業(yè)價格相差較小，但跨國企業(yè)掌握了高端核心技術(shù)，加之價值檢測工藝嚴謹，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品競爭力高于本土企業(yè)產(chǎn)品，因此，跨國企業(yè)掌握了市場定價權(quán)。
2.5.3 下游分析
光電傳感器行業(yè)鏈下游主要涉及汽車行業(yè)、智慧物流行業(yè)、食品檢測行業(yè)、煙霧報警器（見圖 2-7），具體分析如下：
（1） 汽車制造行業(yè)
汽車行業(yè)是光電傳感器應用最廣泛的下游行業(yè)。光電傳感器主要應用于自動擋汽車的自動控制系統(tǒng)中，可發(fā)揮車轉(zhuǎn)向、車速調(diào)整及光量傳感等作用。光電傳感器是自動擋汽車自動控制系統(tǒng)中的核心零件，以自動變速箱的配合零件光電車速傳感器為例，光電車速傳感器通常安裝在汽車的輸入軸，將檢測到的車速數(shù)據(jù)以電信號形式輸出至汽車中控系統(tǒng)中，中控電腦運算變矩器傳動比等數(shù)據(jù)并快速響應至自動變速箱等動力部件，從而實現(xiàn)優(yōu)化整車控制、自動換擋及提高騎車行駛性能的過程。
目前，中國自動擋汽車市場規(guī)模穩(wěn)步擴大，自 2013 至 2018 年中國自動擋汽車消費比例從約 35%上升至 55%左右，已超過手動擋并穩(wěn)步上升。此外，數(shù)據(jù)顯示，中國自動變速箱的市場滲透率在 2018 年已超過 60%。因此，目前中國汽車行業(yè)對光電傳感器的需求量正逐年增加，汽車智能化實現(xiàn)全自動駕駛也將提高行業(yè)對高端光電傳感器的需求。未來汽車行業(yè)仍是光電傳感器主要應用的下游領(lǐng)域。
（2） 智慧物流行業(yè)
光電傳感器在智慧物流行業(yè)中的應用占比僅次于汽車行業(yè)。智慧物流的本質(zhì)在于實現(xiàn)智能、全自動的物流體系。光電傳感器作為智能設備外部環(huán)境信息的檢測裝置，可采集和傳輸數(shù)據(jù)及信息，是智慧物流體系中的核心設備。以機場物流為例，伴隨中國航空運輸業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，機場物流逐步建立智慧物流體系。機場物流體系主要包括：行李處理系統(tǒng)、航空貨運處理系統(tǒng)和航空配餐系統(tǒng)。由于機場旅客流量大，行李數(shù)量多且尺寸和種類不一，導致行李處理成為機場物流系統(tǒng)中占用機場空間和資源最多、流程最復雜的系統(tǒng)。而采用高精度光電傳感器進行行李檢測，能大幅增加行李分揀和運輸?shù)男?。高精度光電傳感器以其具有響應速度快、?shù)據(jù)采集和傳輸精度高、節(jié)能環(huán)保等特點迅速取代傳統(tǒng)的機場物流系統(tǒng)核心元件。因此，目前機場行李處理系統(tǒng)對高精度光電傳感器的需求量持續(xù)增加。此外，2018 年中國智慧物流行業(yè)的市場規(guī)模已突破 1,000 億元大關(guān)，復合增速高達 25%。可見，智慧物流在未來將為高端光電傳感器提供更多的市場發(fā)展空間。
（3） 食品檢測
伴隨國民經(jīng)濟水平的提高，食品有害物質(zhì)超標等事件頻發(fā)，食品安全問題備受關(guān)注，光電傳感器在食品檢測領(lǐng)域需求成為行業(yè)下游應用的重點。伴隨科技水平提升，食品檢測技術(shù)升級，快速檢測食品中有害物質(zhì)是食品檢測行業(yè)發(fā)展的重要方向，光電傳感器檢測快速準確，可滿足行業(yè)需求。目前，中國食品檢測行業(yè)市場規(guī)模逐步擴大，據(jù)中國食品安全網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2016 年中國食品檢測行業(yè)市場規(guī)模不足 500 億元，2018 年食品檢測行業(yè)規(guī)模已達 665 億元。此外，2017 年 2 月《“十三五”國家食品安全規(guī)劃》發(fā)布，對食品安全檢測提出了更高要求，促進檢食品測技術(shù)向尖端技術(shù)、集成化、快速檢測、便攜化檢測等方面發(fā)展。預計到 2020 年，中國食品檢測行業(yè)市場規(guī)模將突破 1,000 億大關(guān)，中國食品安全水平將大幅提升，同時促進光電傳感器的需求量大幅上漲，推動中國光電傳感器行業(yè)向好發(fā)展。
（4） 煙霧報警器
中國煙霧報警器行業(yè)發(fā)展較晚，且依托光電傳感器的智能煙霧報警器應用率較低，加之中國尚未完善居民安裝報警器的法律法規(guī)，光電傳感器在煙霧報警器行業(yè)尚未全面應用，但伴隨中國基建項目及“智慧城市”的快速發(fā)展，未來應用占比有望持續(xù)增長。目前，中國煙霧報警器行業(yè)內(nèi)中低端企業(yè)數(shù)量眾多但規(guī)模較小，行業(yè)集中度低，導致競爭力匱乏。反觀發(fā)達國家的煙霧報警器市場已形成寡頭企業(yè)壟斷的格局，主要原因在于中國消防條例尚不完善，導致煙霧報警器生產(chǎn)企業(yè)不愿投資尖端技術(shù)研發(fā)，銷售的產(chǎn)品多為中低端的傳統(tǒng)報警器。集成光電傳感器的智能煙霧報警器與傳統(tǒng)報警器相比，具有壽命長、響應速度快、安全可靠等特點。因此，智能煙霧報警器是改善中國消防系統(tǒng)和建設“智慧城市”的重要元素。目前，中國城市化進程加速發(fā)展，居民的安全意識不斷提升，政府對消防部門的監(jiān)管力度大幅提升，從而刺激中國煙霧報警器行業(yè)的智能化發(fā)展，將促進光電傳感器在該領(lǐng)域廣泛應用。
3 中國光電傳感器行業(yè)驅(qū)動因素分析
3.1 高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展提升市場需求
伴隨物聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)等高新產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中國光電傳感器行業(yè)獲得機遇（見圖 3-1）。各產(chǎn)業(yè)集成化、信息化、智能化進程的推進，為中國光電傳感器行業(yè)帶來廣闊的市場發(fā)展空間，光電傳感器將廣泛應用于智能工業(yè)、智能交通、智能電網(wǎng)、智能可穿戴設備等領(lǐng)域。目前，中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)已初步形成較完善的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)體系，行業(yè)規(guī)模不斷增大。2014 年中國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為 5960.3 億元，2018 年中國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模高達 13,976.3億元，年復合增扎率高達 23.8%。正處在高速發(fā)展階段的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)將催生大量新技術(shù)、新產(chǎn)品，如自動控制、信息傳感、射頻識別等技術(shù)，而光電傳感器是實現(xiàn)這些技術(shù)的關(guān)鍵器件。因此，中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，為光電傳感器行業(yè)發(fā)展提供了巨大的市場空間。根據(jù)專家預測，2022 年中國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的市場規(guī)模將突破 7 萬億元，屆時光電傳感器的需求量將大幅上漲，促進光電傳感器的消費數(shù)量，推動中國光電傳感器行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。
3.2 上下游行業(yè)聯(lián)動提升供給能力
中國光電傳感器行業(yè)上下游企業(yè)在多項利好政策加持下增速發(fā)展，提升光電傳感器技術(shù)含量，促進光電傳感器在各行業(yè)應用占比上漲，推動中國光電傳感器行業(yè)快速發(fā)展?！笆濉逼陂g國家密集出臺智能化物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相關(guān)的政策，光電傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵功能器件，其研發(fā)目標提升至新高度。2011 年，工信部出臺《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，強調(diào)“提升全行業(yè)傳感技術(shù)水平，重點支持行業(yè)下游超高頻和微波 RFID 標簽、智能傳感器、位置感知技術(shù)、基于 MEMS 的智能化傳感器等關(guān)鍵設備和技術(shù)的研發(fā)”，其中智能傳感器包含智能光電傳感器。下游應用企業(yè)產(chǎn)能擴大，促進智能傳感器市場需求量上漲，同時為傳感器制造企業(yè)提供研發(fā)方向和資金支持。
實現(xiàn)智能光電傳感器的制造，高性能半導體材料是核心。2017 年中國電子元件行業(yè)協(xié)會發(fā)布《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展線路圖》提出重視新材料、新工藝的研發(fā)、重點開發(fā)高端產(chǎn)品、企業(yè)由粗放式向精細化管理升級，擴大國際合作，占領(lǐng)國際市場等發(fā)展目標，為行業(yè)上游材料研發(fā)和中游企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展明確了思路。因此，國家政策將推動中國光電傳感器行業(yè)上中下游同時發(fā)展，促進光電傳感器產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化、集成化發(fā)展，提高中國光電傳感器行業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力，有望結(jié)束國際寡頭企業(yè)對高性能新半導體材料、高端光電傳感器的長期壟斷局面（見圖 3-2）。
4 中國光電傳感器行業(yè)制約因素分析
4.1 低端產(chǎn)能過剩，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重
中國光電傳感器市場存在低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、低端產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重、傳感器制造企業(yè)國際競爭力低等問題（見圖 4-1）。低端光電傳感器產(chǎn)能過剩、同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重的主要原因涉及四個方面：（1）目前，中國光電傳感器企業(yè)雖數(shù)量眾多，但中小型企業(yè)數(shù)量占比超90%，受限于核心技術(shù)和規(guī)模水平，大部分企業(yè)采取求穩(wěn)的經(jīng)營方式，集中于傳統(tǒng)光電傳感器的生產(chǎn)制造，對產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)投入較小；（2）下游應用領(lǐng)域正向高端化、集成化、智能化發(fā)展，市場對低端光電傳感器的需求量逐漸減少，但由于中國光電傳感器長期以來專注于生產(chǎn)制造低端光電傳感器，因此無法快速轉(zhuǎn)入高端傳感器的研發(fā)制造中，導致中國光電傳感器行業(yè)內(nèi)低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩；（3）上游企業(yè)議價能力弱，中國光電傳感器行業(yè)內(nèi)上游多為中小型生產(chǎn)企業(yè)，其規(guī)模遠小于國際龍頭生產(chǎn)企業(yè)，加之缺乏對高性能半導體材料的核心制造技術(shù)，不具備上游原材料議價優(yōu)勢，高端產(chǎn)品的生產(chǎn)成本高于國際龍頭企業(yè)的產(chǎn)品；（4）品控能力不足，中國光電傳感器企業(yè)檢測流程時間短，導致品控能力弱，從而導致產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。以德國企業(yè)為例，其傳感器檢測時間通常為 6 個月左右，而本土品牌傳感器檢測時間通常少于一個月。
中國光電傳感器行業(yè)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)失衡，高端市場由國際寡頭企業(yè)壟斷，本土由低端產(chǎn)能占據(jù)主導地位，上游及下游的議價能力偏弱。中游光電傳感器生產(chǎn)企業(yè)利潤空間低，承擔風險能力弱，阻礙行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴大。此外，受中美貿(mào)易摩擦影響，信息和通信技術(shù)、航天航空、機器人、醫(yī)藥、機械等行業(yè)的產(chǎn)品出口受到限制，本土低端光電傳感器作為其上游產(chǎn)品之一同樣受到不利影響，導致產(chǎn)能過剩，將進一步削弱中國光電傳感器企業(yè)的盈利能力及其競爭力，制約其發(fā)展。
4.2 核心技術(shù)與國際一流水平存在差距
中國光電傳感器行業(yè)上游及中游企業(yè)缺乏對核心、高端技術(shù)的掌握，導致行業(yè)發(fā)展與國際發(fā)展水平存在差距，嚴重阻礙中國光電傳感器行業(yè)智能化發(fā)展及國際競爭力的提升（見圖 4-2）。高性能半導體新材料的制備技術(shù)與國際一流水平差距較大，是制約中國光電傳感器行業(yè)搶占高端市場份額的核心因素。新材料被稱為支撐國民經(jīng)濟的先導產(chǎn)業(yè)、發(fā)展高端技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎產(chǎn)業(yè)。先進半導體材料是具有高附加值的新材料。目前，大部分國際企業(yè)占據(jù)高附加值新材料的主導地位，如日本的日立電工、住友電工、三菱化學和德國 FCM 等著名半導體生產(chǎn)廠商占據(jù)近 90%的砷化鎵半導體材料市場份額。同時，美國科銳（Cree）公司掌握第三代 SiC 半導體材料的核心制備技術(shù)，在 SiC 半導體材料市場中具有核心競爭力。反觀中國半導體材料發(fā)展，盡管改革開放以來半導體材料行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，制造企業(yè)數(shù)量不斷增加，但由于缺乏對新型半導體材料的核心制備技術(shù)，企業(yè)盈利基本依靠生產(chǎn)和出售技術(shù)較為成熟、成本低廉的傳統(tǒng)半導體材料，行業(yè)內(nèi)高技術(shù)含量的光電傳感器主要依賴進口，嚴重影響中國光電傳感器行業(yè)的健康發(fā)展。因此，核心技術(shù)的缺失影響光電傳感器性能、應用潛力和價值提升，制約中國光電傳感器行業(yè)的改革升級進程發(fā)展，阻礙其進入高端市場，導致中國光電傳感器行業(yè)長期處于中低端領(lǐng)域發(fā)展，國際競爭力弱。
5 中國光電傳感器行業(yè)政策及監(jiān)管分析
中國政府通過頒布一系列政策支持、規(guī)范光電傳感器行業(yè)發(fā)展（見圖 5-1）。2014 年 6月，中國工業(yè)和信息化部發(fā)布的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》指出到 2020 年，集成電路產(chǎn)業(yè)與國際水平的差距進一步縮小，行業(yè)銷售收入年均增速超過 20%，將促進行業(yè)發(fā)展集成電路，為光電傳感器拓展應用空間。到 2030 年，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)達到世界先進水平，一大批先進公司進入世界第一生產(chǎn)梯隊。2016 年末，國務院印發(fā)了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。規(guī)劃中提出，推動智能傳感器等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，促進全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，為光電傳感器行業(yè)發(fā)展提供動力。2017 年 4 月，中國科技部發(fā)布的《“十三五”先進制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》強調(diào)傳感器等制造行業(yè)將通過應用微電子、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，提高產(chǎn)品的智能化水平，提升研發(fā)設計、生產(chǎn)制造和經(jīng)營管理的技術(shù)水平，打造高端產(chǎn)品，指明了光電傳感器行業(yè)的發(fā)展方向。2017 年 11 月，中國工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布《智能傳感器制造指南（2017-2019 年）》，該指南強調(diào)在戰(zhàn)略發(fā)展的關(guān)鍵期，聚焦智能終端、物聯(lián)網(wǎng)、汽車制造和汽車電子等重點發(fā)展領(lǐng)域，推動智能傳感器發(fā)展。2018年 12 月，中國工業(yè)和信息部印發(fā)了《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2018 年版）》，確定 166 種需要重點發(fā)展的新型材料，其中光電傳感器所需的多晶硅、集成電路用光刻膠等多種光電傳感器原材料均被列入，為高端光電傳感器的研發(fā)提供有力支持。
6 中國光電傳感器行業(yè)發(fā)展趨勢分析
6.1 投資企業(yè)與高校、研究所合作，發(fā)揮產(chǎn)學研優(yōu)勢
中國光電傳感器行業(yè)中，上游一體化半導體材料產(chǎn)業(yè)園優(yōu)勢凸顯。產(chǎn)業(yè)園利于發(fā)揮產(chǎn)學研優(yōu)勢，提高中國光電傳感器行業(yè)自主研發(fā)能力，推進高端傳感器研發(fā)發(fā)展。上游半導體材料產(chǎn)業(yè)園逐漸取代處在低端市場的小型半導體材料生產(chǎn)廠商，由高校、研究所等相關(guān)研究機構(gòu)提供最新的實驗室前沿研究成果，產(chǎn)業(yè)園項目投資方提供科研資金支持，將尖端的科研成果產(chǎn)業(yè)化，提升中國光電傳感器行業(yè)的創(chuàng)新能力，擺脫國際寡頭企業(yè)對核心技術(shù)的壟斷。2016 年北京大學光電研究院、吳江區(qū)人民政府聯(lián)合大豐投資等投資商共同建立產(chǎn)學研第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)園，有望在 2020 年初形成中國第一個以 GaN 為主、百億級規(guī)模的第三代半導體材料產(chǎn)學研基地，將為中國光電傳感器行業(yè)中游制造企業(yè)提供高性價比的第三代半導體材料，提升行業(yè)整體的國際競爭力。
產(chǎn)學研理念深入中國光電傳感器行業(yè)鏈上游是行業(yè)持續(xù)發(fā)展的趨勢，同時是中國光電傳感器行業(yè)上游企業(yè)提升核心競爭力和占據(jù)國際高端市場份額的有力手段。目前，上游制造企業(yè)不具備高端半導體材料的核心制備能力，一體化產(chǎn)業(yè)園的產(chǎn)學研優(yōu)勢將有望改善這一問題。此外，投資企業(yè)直接提供科研資金支持有利于高校和研究所專注于培養(yǎng)頂尖的技術(shù)人才，提高該領(lǐng)域頂尖技術(shù)人才比重，同時鼓勵人才到上游其它中小型生產(chǎn)企業(yè)就業(yè)，提升上游企業(yè)整體技術(shù)發(fā)展水平，增強議價能力，推動行業(yè)整體高端化發(fā)展，預計未來產(chǎn)學研發(fā)展趨勢將進一步加深，促進行業(yè)快速發(fā)展。
6.2 光電傳感器呈現(xiàn)智能化、微型化、多功能化發(fā)展趨勢
中國光電傳感器將朝著智能化、微型化及多功能化方向發(fā)展，推動其下游應用領(lǐng)域范圍不斷擴大（見圖 6-1）。伴隨國民經(jīng)濟的不斷增長及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展，物流、汽車、家居、LED、航空航天、軍事等領(lǐng)域?qū)Ω叨斯怆妭鞲衅鞯男枨罅侩S之上漲，下游應用領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品的性能提出更高要求：
（1）智能化發(fā)展趨勢：光電傳感器的智能化是在傳感器中內(nèi)置微處理器，使其具有自動檢測、自動補償、數(shù)據(jù)存儲、邏輯判斷等交互功能。居民消費水平不斷提高，對下游產(chǎn)品的體驗要求隨之提升，光電傳感器要求具有保密性高、傳輸距離遠、抗干擾性強、自適應性強、通信功能強等特點。國內(nèi)企業(yè)以海伯森為代表的企業(yè)，將研發(fā)重點和突破方向集中于智能化光電傳感器，海伯森產(chǎn)品可應用于智能交通、工業(yè)自動化、機器人、無人機以及安防監(jiān)控等高速發(fā)展行業(yè)，伴隨以上行業(yè)市場持續(xù)擴張，智能化光電傳感器的市場需求將吸引更多企業(yè)投入資金進行相關(guān)研發(fā)，因此，智能化是光電傳感器發(fā)展的必然趨勢；
（2）微型化發(fā)展趨勢：傳統(tǒng)光電傳感器體積較大，應用領(lǐng)域受限，無法應用于便攜設備、可穿戴設備等領(lǐng)域。精密加工、微電子、集成電路等技術(shù)、新材料的發(fā)展及應用，將使光電傳感器中電子元器件由毫米級轉(zhuǎn)向微米級甚至納米級，推動光電傳感器的微型化趨勢。以歐姆龍、基恩士為代表的跨國企業(yè)資本實力雄厚，已擁有超小型、內(nèi)置型光電傳感器系列產(chǎn)品，中國便攜、智能、可穿戴設備制造行業(yè)快速發(fā)展，對微型和超小型光電傳感器需求將不斷上漲，刺激本土光電傳感器行業(yè)向微型化發(fā)展；
（3）多功能化發(fā)展趨勢：單個光電傳感器僅能完成單一測量任務，光電傳感器在實際應用通常需要同時測量多種被測變量，以全面、準確地反映客觀事物和環(huán)境。因此，實現(xiàn)多功能化是當前光電傳感器技術(shù)發(fā)展中一個重要的研究方向。伴隨光電傳感器應用領(lǐng)城的不斷增加，借助半導體的蒸鍍、擴散、光刻、精密微加工及組裝等技術(shù)，將多種敏感元件整合在同一基板上成為可能。目前已研制出的多功能傳感器應用較少，傳感器功能為溫度與濕度同時檢測，或是壓差、靜壓和溫度同時檢測，此外，仿生傳感器將觸感、刺激和試聽辨別檢測已有部分研究成果問世，未來還將有更多多功能傳感器將被研發(fā)出來。
7 中國光電傳感器行業(yè)競爭格局分析
7.1 中國光電傳感器行業(yè)競爭格局概述
（1）中國光電傳感器企業(yè)主要分布在長江三角洲地區(qū)，以上海、無錫、南京為中心，形成了光電、熱敏、圖像、溫度等較為完備的傳感器生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)配套體系，產(chǎn)品以低端傳感器為主。中國是光電傳感器制造大國，本土企業(yè)光電傳感器核心技術(shù)掌握程度低。本土企業(yè)以作坊式和 OEM 生產(chǎn)為主要生產(chǎn)模式，生產(chǎn)產(chǎn)品多為中低端產(chǎn)品。中低端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)以成本為主要優(yōu)勢，導致中低端產(chǎn)品價格競爭激烈?？鐕髽I(yè)則掌握核心制造技術(shù)，加之檢測工藝嚴謹，產(chǎn)品質(zhì)量高于本土產(chǎn)品。激光紅外傳感器等高端傳感器的核心技術(shù)的掌握賦予了德國和日本企業(yè)高競爭力，導致高端傳感器市場份額主要由德國和日本企業(yè)占據(jù)（見圖 7-1）。由此，光電傳感器行業(yè)形成了中低端市場以價格競爭為主、高端市場以品牌競爭為主的競爭格局。
（2）光電傳感器屬于資金密集和技術(shù)密集型產(chǎn)品，需要大量的科研投入和長期的技術(shù)積累，美國、日本、德國等國家通過近 80 年的發(fā)展，掌握了全球領(lǐng)先的傳感器技術(shù)。特別在智能汽車傳感器制造領(lǐng)域，美國、日本、德國等國家實現(xiàn)車用高端傳感器技術(shù)壟斷，在光電傳感器性能和穩(wěn)定性方面擁有較大優(yōu)勢。以博世為例，博世年均生產(chǎn)傳感器 2 億 5 千萬個，中國新車中約 30%的輪速傳感器來自博世。相比之下，中國車身感知傳感器廠家以小型公司為主，生產(chǎn)的產(chǎn)品多為低端傳感器器件。此外，由于全球自動駕駛傳感器發(fā)展歷程短，中國與國外技術(shù)水平差距相對小，近五年受光電傳感器需求上漲推動，中國本土光電傳感器發(fā)展速度較快，核心技術(shù)突破將成為行業(yè)新進入企業(yè)發(fā)展的重要方向。
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探索公園區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)研究合作伙伴
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2022杭州國際傳感器與微系統(tǒng)技術(shù)及應用展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 157 瀏覽
2022杭州國際傳感器與微系統(tǒng)技術(shù)及應用展覽會，將于2022年3月30日-4月1日在“杭州國際博覽中心”隆重舉行，本屆展會秉承著"創(chuàng)造客戶價值與引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展"的宗旨，強化以"采購商協(xié)約式邀請"為核心的買家組織手段，打造以展覽展示與貿(mào)易洽談為核心的實效活動體系，全力以赴打造高規(guī)格、品質(zhì)高、高實效的交流貿(mào)易盛會！
2022中國（重慶）國際機器視覺技術(shù)及工業(yè)應用展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 113 瀏覽
近年來，機械視覺行業(yè)正以34%的比例快速增長。人們正逐步將焦點集中在機械視覺行業(yè)的更高價值區(qū)域。越來越多的中國機械視覺技術(shù)開發(fā)商希望能在行業(yè)內(nèi)分一杯羹。
2022中國（重慶）國際嵌入式系統(tǒng)展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 139 瀏覽
重慶國際嵌入式系統(tǒng)展覽會將于2022年7月31-8月2日 重慶 ? 重慶國際博覽中心由上海昶文展覽服務有限公司主辦，30余行業(yè)協(xié)會及40多個國際使館商會的鼎力支持。將深度挖掘西部及周邊制造業(yè)市場需求，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，深度學習與AI人工智能技術(shù)在各行業(yè)開始應用，嵌入式技術(shù)的發(fā)展將備受矚目。以展示“智能化、自動化、信息化、數(shù)字化”等新技術(shù)新理念，匯聚來自世界各地科研及工業(yè)領(lǐng)域的專
2022重慶國際AGV小車暨智能倉儲應用技術(shù)展覽會
新物聯(lián)號：昶文展覽 2021-8-26 共有: 145 瀏覽
《中國制造2025》提出了實現(xiàn)中國從制造大國到制造強國的目標，本質(zhì)上是要大力發(fā)展以先進制造業(yè)為基礎的實體經(jīng)濟，否則無法實現(xiàn)真正的大國崛起。而制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵點是智能工廠物流與智能供應鏈，智能化和自動化是降低全社會物流費用率的終極解決方案。國內(nèi)企業(yè)在智能物流領(lǐng)域的技術(shù)積累較好，并且正在加速吸收國外先進技術(shù)，有望快速切入中高端市場、實現(xiàn)高速成長。工業(yè)4.0的核心組成部分——智能物流倉儲裝備行業(yè)將成
安森美(onsemi)將收購GT Advanced Technologies
新物聯(lián)號：科技前沿 2021-8-26 共有: 123 瀏覽
領(lǐng)先的智能電源和感知技術(shù)供應商安森美(onsemi，美國納斯達克股票代號：ON)和碳化硅 (SiC) 生產(chǎn)商GT Advanced Technologies ("GTAT") 于美國時間8月25日宣布已達成最終協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，安森美將以4.15億美元現(xiàn)金收購GTAT。
SF6氣體泄漏監(jiān)測的重要意義
新物聯(lián)號：上海高傳電子 2021-8-26 共有: 192 瀏覽
SF6氣體泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測開關(guān)室內(nèi)SF6濃度。當SF6濃度大于或等于1000ppm時，自動報警并啟動風機。
光電傳感器的發(fā)展：光電傳感器的應用與發(fā)展趨勢
?
二、光電效應
?
光照射到某些物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化，也就是光能量轉(zhuǎn)換成
電能。這類光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應（
Photoelectric?effect
）
，
一般包括外光電效應、光導效應與光生伏特效應。
?
根據(jù)愛因斯坦的光電子效應，光子是運動著的粒子流，每種光子的能量為
hv(v
為光波頻率，
h
為普朗克常數(shù)，
h
＝
6.63*10-34?J/HZ)
，由此可見不同頻率
的光子具有不同的能量，
光波頻率越高，
光子能量越大。
假設光子的全部能量交
給光子，
電子能量將會增加，
增加的能量部分將克服正離子束縛，
另一部分將轉(zhuǎn)
換成電子能量。
根據(jù)能量守恒定律：
1/2mv
2
=hv-A(m
為電子質(zhì)量
,v
為電子逸出的
初速度
,A
微電子所做功
)
，要使光電子逸出陰極表面的必要條件是
h>A
。由于不
同材料具有不同的逸出功，
因此對每一種陰極材料，
入射光都有一個確定的頻率
限，當入射光的頻率低于此頻率限時，不論光強多大，都不會產(chǎn)生光電子發(fā)射。
?
?
當受到光照射時，
吸收電子能量，
其電阻率降低的導電現(xiàn)象稱為光導效應。
它屬于內(nèi)光電效應。
當光照在半導體上，
若電子的能量與半導體禁帶的能級寬度，
則使電子從價帶躍遷到導帶形成電子。
同時，
價帶留下相應的空穴，
導致電子空
穴仍留在半導體內(nèi)，并參與導電在外電場作用形成的電流。
?
除金屬外，
多數(shù)絕緣體和半導體都有光電效應，
半導體尤為顯著，
根據(jù)光導
效應制造的光電元件的固有入射光頻率，當其光照在光電阻上時，導電性增強，
電阻值下降。光強度愈強，其阻值愈小，若停止光照，其阻值恢復到原阻值。
?
半導體受光照射產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應，
據(jù)此效應制造的光電
器件有光電池，光電二極管，管控晶閘管和光耦合器等。
?
光電傳感器的發(fā)展：光電傳感器的現(xiàn)狀及發(fā)展與應用
《光電傳感器的現(xiàn)狀及發(fā)展與應用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《光電傳感器的現(xiàn)狀及發(fā)展與應用（5頁珍藏版）》請在人人文庫網(wǎng)上搜索。
1、光電傳感器的現(xiàn)狀及發(fā)展與應用學院： *學院專業(yè)班級： * 姓名： *學號： 201*8201*年4月15日摘要時代在進步，社會在發(fā)展，光電子已經(jīng)變成人們生活中不可缺少的一部分，近年來光電傳感器的發(fā)展也十分迅速，現(xiàn)在，本文將介紹光電傳感器的基礎知識和它的現(xiàn)狀、發(fā)展還有應用。關(guān)鍵字：光電傳感器 知識 發(fā)展 應用引言在科學技術(shù)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，人類已經(jīng)入瞬息萬變的信息時代，人們在日常生活，生產(chǎn)過程中，十分依靠光電子器件。由于微電子技術(shù)，光電半導體技術(shù)，光導纖維技術(shù)以及光柵技術(shù)的發(fā)展，使得光電傳感器的技術(shù)不斷取得突破,應用也越來越廣泛。一、光電傳感器的基礎知識1、光電傳感器的含義光電傳感器是采用光
2、電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。2、結(jié)構(gòu)3、概述光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此,光電傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。光電傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如
3、零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。近年來，新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是CCD圖像傳感器的誕生，為光電傳感器的進一步應用開創(chuàng)了新的一頁。4、光電傳感器的工作原理光電傳感器是通過把光強度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管
4、、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。此外，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回，具有實用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回。5、光電傳感器的分類和工作方式光電元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管、發(fā)光二極管（LED）、光電倍增管、光電池、光電耦合器件等。由光通量對光電元件的作用原理不同所制成的光學測控系統(tǒng)是多種多樣的，按光電元件（光學測控系統(tǒng)
5、）輸出量性質(zhì)，光電式傳感器可分二類，即模擬式光電傳感器和脈沖（開關(guān)）式光電傳感器；模擬式光電傳感器按被測量（檢測目標物體）方法又可分為透射（吸收）式、漫反射式、遮光式（光束阻擋）三大類。二、光電傳感器的現(xiàn)狀及應用1、發(fā)展及現(xiàn)狀1839年A.E.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)當光線落在浸沒于電介液中的兩個金屬電極上，它們之間就產(chǎn)生電勢，后來稱這種現(xiàn)象為光生伏特效應2。1873年W.史密斯和Ch.梅伊發(fā)現(xiàn)硒的光電導效應2。1887年H.R.赫茲發(fā)現(xiàn)外光電效應2?；谕夤怆娦墓怆姽芎凸怆姳对龉軐僬婵针娮庸芑螂x子管器件，曾在5060年代廣泛應用，直到目前仍在某些場合繼續(xù)使用。光電傳感器(光電開關(guān))市場在過去的三年里
6、經(jīng)歷了猶如過山車般的跌宕起伏。如今該市場回到了類似之前平穩(wěn)的發(fā)展狀態(tài)。雖然光電傳感器市場極其依賴的投資環(huán)境近來已經(jīng)變得愈發(fā)惡劣，但ARC依然對該市場在未來幾年的發(fā)展持樂觀態(tài)度。2、應用實例、條形碼掃描筆當掃描筆頭在條形碼上移動 時，若遇到黑色線條，發(fā)光二極管的光線將被黑線吸收，光敏三 極管接收不到反射光，呈高阻抗， 處于截止狀態(tài)。當遇到白色間隔 時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線， 被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產(chǎn)生光電流而導通。 整個條形碼被掃描過之后，光敏三極管將條形碼變形一個個電脈沖信號，該信號經(jīng)放大、整 形后便形成脈沖列，再經(jīng)計算機 處理，完成對條形碼信息的識別。、測量工件表面的缺陷用光
7、電傳感器測量工件表面缺陷的工作原理如圖1 所示，激光管1 發(fā)出的光束經(jīng)過透鏡2 和3 變?yōu)槠叫泄馐?，再由透鏡4 把平行光束聚焦在工件7的表面上，形成寬約0.1mm 的細長光帶。光欄5 用于控制光通量。如果工件表面有缺陷( 粗糙、裂紋等) ，則會引起光束偏轉(zhuǎn)或散射，這些光被硅光電池6 接收，即可轉(zhuǎn)換成電信號輸出。、產(chǎn)品計數(shù)器 產(chǎn)品在傳送帶上運行時，不斷地遮擋光源到光敏器件 間的光路，使光電脈沖電路產(chǎn)生一個個電脈沖信號。產(chǎn)品每遮光一次，光電脈沖電路便產(chǎn)生一個脈沖信號，因此，輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目。該脈沖經(jīng) 計數(shù)電路計數(shù)并由顯示電路顯示出來。、光電式煙霧報警器沒有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線直
8、線傳播，光電三極管沒有接收信號，沒有輸出;有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線被煙霧顆粒折射，使三極管接受到光線，有信號輸出，發(fā)出報警。、測量轉(zhuǎn)速 在電動機的旋轉(zhuǎn)軸上涂上黑白兩種顏色，當電動機轉(zhuǎn)動時，反射光與不反射光交替出現(xiàn)，光電元件1相應地間斷接收光的反射信號，并輸出間斷的電信號，再經(jīng)放大器及整形電路2放大整形輸出 方波信號，最后由電子數(shù)字顯示器輸出電機的轉(zhuǎn)速。三、光電傳感器的新發(fā)展1、用于目標跟蹤和坐標定位256光電管陣列四象限CMOS光電傳感器2、光敏象限陣列與磁敏線陣列兼容CMOS數(shù)?；旌蟼鞲衅骷呻娐?、光電檢測傳感器陣列在運動物體檢測中的應用4、應用光電二極管陣列的SPR生物傳感器微弱信號檢測四、結(jié)束語總之，近年來光電傳感器的發(fā)展越來越迅速，它的種類、性能都在變多變好；光電傳感器的研究及產(chǎn)品的開發(fā)應用在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)受到了極大關(guān)注和重視。有理由相信：當光電傳感器技術(shù)產(chǎn)生較快的發(fā)展時，必將為信息技術(shù)領(lǐng)域及其他技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展、新進步帶來新的動力與活力。參考文獻【1】 光電傳感器的工作原理【2】光電傳感器技術(shù)的新發(fā)展及應用謝望，天津工業(yè)大學機電學院 【3】光電傳感器應用領(lǐng)域介紹 中國移動物聯(lián)網(wǎng)【4】光電檢測傳感器陣列在運動物體檢測中的應用 維普期刊資源【5】傳感器原理及工程應用 常健 程繼紅 西安電子科技大學出版社
