光電開關（也有人叫光電傳感器、光眼等的，因為今天說的都是開關量的，姑且就稱之為光電開關吧），顧名思義，就是利用光學原理工作的傳感器。目前市場上光電類傳感器成千上萬種，比較出名的外資品牌就有西克、勞易測、邦納、倍加福、堡盟、歐姆龍、松下……如此多的品牌都往這個領域進攻，可見其市場之龐大。那麼作為項目設計者或傳感器使用者的我們該怎麼區分這千差萬別的光電傳感器呢？下面我們就一起來詳細瞭解光電傳感器的各種設計原理吧。
無論外形、尺寸及性能如何，光電開關的工作原理無非分為這四大類：鏡反射式傳感器、對射式傳感器、普通漫反射傳感器、背景抑制性漫反射式傳感器、。
四種原理
一，鏡反射式傳感器比較好理解，傳感器自身帶有一個發射器一個接收器，傳感器發射器發射一束光到反光鏡上，光束經過反光鏡全反射後再回到傳感器的接收器，這就形成了一條封閉的光束迴路，當中間有物體遮住光束的時候（無論是遮住發射光、還是遮住鏡面反射回的光，接收器都會因接收不到光束而給出一個開關量的信號。需要補充的一點是：有些發射出線光斑配合反光帶使用的線陣式傳感器其原理也是鏡反射的原理。只是這個傳感器的發射器會發射出很多個點的光束，由於這些點比較密集，所以我們看起來像是連在一起的線。（此外很多透明物檢測的光電開關都會使用鏡反射原理）
二，對射式傳感器更容易理解，如下圖所示，一個發射器、一個接收器。正常情況下接收器是可以接收到發射器發出的光的，當中間有物體遮擋住的時候，接收器接收不到光束就會給出信號輸出。對於對射式需要注意的有兩點：1，對射式光電的信號輸出點在接收器上。2，開關量輸出的安全光幕類產品、L型光電、U型光電這些產品也都是用的對射式原理。
三，普通漫反射傳感器：也叫強度差檢測型漫反射式傳感器，普通漫反傳感器也有一個發射器、一個接收器。我們都知道，當一束光打到一個非鏡面的物體上的時候，光會向四面八方發生漫反射，而這些漫反射的光總有一部分會進入傳感器的接收器，接收器會判斷其接收到的光的強度，當接收到的光量超過設定的閥值時，傳感器就會給出開關量的信號。這種傳感器特別適用於區分反光強度不同的物體，比如從黑色物體中找白色的物體。（很多公司色標傳感器使用的就是這種強度差原理的，並非全部，因為有的色標傳感器會使用RGB原理），對於普通漫反射傳感器需要注意的是：這種傳感器檢測物體是以物體反光性強弱為判斷依據的，所以檢測距離會受物體反光性影響很大。
四，背景抑制型漫反射式傳感器，該傳感器也是一個發射鏡頭一個接收鏡頭。有的時候我們會在傳感器的參數表上檢測原理中看到BGS原理，指的就是這個，英文全稱是background suppression , BGS原理利用的是三角測量原理，（三角測量原理是光學類傳感器中非常重要的一個原理，即使很多高端性能的傳感器也是以此為基礎的，後期會有一篇文章專門介紹此原理的），這種類型的傳感器不僅能測量目標物反射回來的光的強度，還能確定目標物反射回的光的角度，繼而判斷目標物與傳感器之間的距離，所以其判斷被測物的標準主要是距離的數據，因此當被測物處於設定的動作範圍之內時，無論其表面顏色如何，傳感器都可以輸出。應用中當被測物顏色不同而又要穩定檢測時，可以選擇這種原理的傳感器。（在很多需要BGS原理的場合，有些傳感器公司為了增強跟競爭對手的競爭力，會推薦價格成本較低的普通漫反射式傳感器，這也就是很多應用檢測起來不穩定的原因）。
補充的一點是，很多應用場合地方比較小、對探頭尺寸要求比較高的時候，會用到光纖傳感器，光纖傳感器上一般至少會有一組雙插孔，當使用的光纖是一個探頭（即發射接收鏡頭在一起）時，傳感器是做普通漫反射使用的，當使用的是兩個獨立光纖時，傳感器是做對射使用的。
當然，有的人可能還遇到過FGS原理的傳感器，這個是前景抑制的（foreground suppression），但因為其使用時限制較多，所以普及度不高，故而沒做介紹。
就是光電開關的幾種基本原理（基於三角測量原理的BGS技術會在後期做詳細介紹），希望有助於大家增強對光電開關的瞭解。如有錯誤之處，歡迎批評指正。
謝謝大家的閱讀。
（下一期內容將著重介紹激光測距傳感器的原理及應用，歡迎屆時閱覽）
閱讀更多 工控與傳感器達人 的文章
