سنسور نوری و تصویربرداری (Optical, Light and Imaging Sensors)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور نوری و تصویربرداری (Optical, Light and Imaging Sensors) :
این دسته گسترده از سنسورها شامل تمامی حسگرهایی می شود که از نور (در طیف های مختلف) برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی یا ایجاد تصویر استفاده می کنند. این سنسورها قلب تپنده بسیاری از فناوری های مدرن از دوربین های دیجیتال گرفته تا ارتباطات فیبر نوری و حسگرهای پزشکی هستند. اصول کار آنها بر اساس برهمکنش نور با ماده (جذب، بازتاب، شکست، پراش، گسیل) و تبدیل نور به سیگنال الکتریکی (اثر فوتوالکتریک) استوار است.
زیرمجموعه های اصلی این دسته:
آشکارسازهای نقطه ای (Single-element detectors): مانند فوتودیود، فوتوترانزیستور، مقاومت نوری (LDR)، و فوتومولتیپلایر (PMT). این سنسورها شدت کل نوری که به سطح آنها می تابد را اندازه گیری می کنند و برای کاربردهایی مانند اندازه گیری نور محیط، تشخیص حضور نور، و ارتباطات فیبر نوری استفاده می شوند.
سنسورهای تصویر (Image Sensors): آرایه های دوبعدی از فتودیودها (پیکسل ها) که قادر به تشکیل تصویر هستند. دو نوع اصلی: CCD (با کیفیت تصویر بالا، نویز کم) و CMOS (کم مصرف تر، ارزان تر و با سرعت بالاتر، رایج در تلفن های همراه). این سنسورها در دوربین های دیجیتال، تلفن ها، دوربین های امنیتی و بسیاری دستگاه های دیگر به کار می روند.
سنسورهای طیفی (Spectral Sensors): مانند سنسورهای رنگ (color sensors) که شدت نور را در چند باند طول موج (معمولا قرمز، سبز، آبی) اندازه می گیرند، و سنسورهای فراطیفی (hyperspectral) که صدها باند باریک را ثبت می کنند. کاربرد در تشخیص رنگ، سنجش از دور، و صنایع غذایی.
سنسورهای فروسرخ (Infrared Sensors): برای تشخیص حرارت و تصویربرداری حرارتی (ترموویژن). شامل بولومترها، میکروبولومترها و سنسورهای پیروالکتریک.
سنسورهای فرابنفش (UV Sensors): برای اندازه گیری شدت نور فرابنفش، کاربرد در شعله یاب ها، دستگاه های ضدعفونی کننده و ستاره شناسی.
سنسورهای مبتنی بر فیبر نوری (Fiber Optic Sensors): از فیبر نوری به عنوان عنصر حسگر استفاده می کنند و برای اندازه گیری دما، کرنش، فشار و ... در محیط های سخت کاربرد دارند.
پارامترهای مهم در این سنسورها شامل پاسخ دهی طیفی، حساسیت، نویز (جریان تاریکی)، سرعت پاسخ، و دامنه دینامیکی است.
\[ I_{ph} = R(\lambda) \cdot P_{opt} \]کاربردهای این دسته تقریبا در همه علوم و صنایع یافت می شود: عکاسی، فیلمبرداری، اسکنر، تجهیزات پزشکی (پالس اکسیمتر، آندوسکوپ)، ستاره شناسی، ارتباطات، اتوماسیون صنعتی، و امنیت.
