医疗创新和定制光学传感器

　　物联网 （IoT） 与医疗行业严格的半导体标准相结合，继续推动光学传感器作为综合解决方案的基准构建块的重要性。在组件级别，医疗设备和解决方案必须提供比其他行业中许多其他高度工程化系统更高的性能和可靠性。医疗应用已经很复杂且任务关键，还面临着各种各样的性能场景，无论是在患者家中、在急救车上、在手术室中、在偏远或崎岖的地理区域，还是在繁忙的大都会医院不间断。

　　由于每个应用都是独一无二的，因此集成商用现货（COTS）传感器组件通常不会产生预期的结果，从而导致读数错误或结果不一致。在患者诊断和护理中不可接受。设计具有适当灵敏度范围、光电性能和尺寸的最佳传感器解决方案对于确保精确、稳定和可靠的性能至关重要。这些定制的光学传感器解决方案通过兼容的 LED、传感器和护套进行微调，提供工厂匹配的测试和配置，以产生高效的交钥匙解决方案。添加电缆、连接器、无源电路元件和定制 PCB 可补充并增强解决方案的灵活性和可靠性。应对所有这些技术挑战，同时将应用程序性能放在首位，绝非易事。

　　将光学传感器视为构建块

　　用于创建优化传感器解决方案的选项非常广泛。它们的范围从简单地采购成对的分立式 COTS 发射器和传感器组件到更高级别的定制组件。

　　分立元件，多种选择

　　分立式传感器是传感器解决方案的最基本元素。即便如此，必须对随附的组件进行深思熟虑的考虑。最终，传感器的选择取决于特定的应用需求，以及波长、灵敏度、器件尺寸等性能要求。分立发射极通常也是设计的一部分。发射器和传感器配对受波长、功率水平和对机械对准灵敏度的影响。

　　外壳影响整体性能

　　传感器解决方案外壳（或封装）是设计过程的下一阶段，其应用要求推动了一系列光学和机械外壳选择。设计人员必须注意每个设计中固有的机械堆叠公差，以及传感器和发射器之间的间距、定义传感器分辨率的孔径尺寸、通孔与表面贴装以及安装支架等考虑因素。定制光学传感器解决方案设计的开发必须适应一系列设计选择和性能要求，从安装位置和检测距离的变化，到检测到的介质类型和环境条件。

　　通过预连接的接线和连接器增加价值

　　光学传感器通常安装在远离系统主印刷电路板（PCB）或微控制器的位置，因此正确的连接对于输入电源和通信至关重要。在这些情况下，电线长度和连接器类型是重要的考虑因素。采购带有预连接接线和连接器的定制组件可提高即插即用兼容性。这简化了最终产品装配过程，通过提高制造效率和加快上市时间来降低成本。

　　应用程序可能需要更高级别的程序集

　　医疗应用的光学传感器要求可能超出了简单的探测器和发射器设计方法。多个传感器和/或发射器、其他无源和有源元件（如稳压器）甚至其他机械元件都可能涉及放置在公共PCB上。补充布线和连接器，或者可能是具有多个分立芯片组件的公共基板，将是必要的。更高级别的程序集可以采用许多不同的形式，受应用程序对功能、性能和大小的要求的影响。

　　据估计，全球安装了300 亿台物联网连接设备，为特定的光学传感器应用找到现成的解决方案极具挑战性。它需要光学、电气和机械工程专业知识来设计一个解决方案，该解决方案在各种操作条件下始终如一地可靠地运行。在这种情况下，对定制光电传感器解决方案的需求不仅是现实，而且由于集成兼容的光发射器和传感器、管理光功率和灵敏度的权衡以及平衡堆叠公差和总体成本的复杂性，因此需要定制光电传感器解决方案。即使在小批量、高混合应用中，可靠的定制性能也能在以增长和全球对互联健康应用创新的需求为特征的市场中增加竞争价值和投资回报率。

　　审核编辑：郭婷