光电传感器的技术主要体现在研发和精细化生产工艺方面。光电传感器，也是国内的短板，不亚于芯片光刻机，自动化领域的刚需。国产光电传感器产品存在工艺粗糙、一致性差、寿命短等等一系列问题，导致国产传感器口碑不佳，客户们比较趋向购买西克、松下、基恩士、欧姆龙等等进口的品牌。

那么，光电传感器的工作原理是怎么样的？有哪些不同的类型？就全球范围而言，光电传感器技术区域竞争格局和申请人竞争格局的情况是怎么样的？

1、光电传感器工作原理

光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。

发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。

三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。

2、分类和工作方式

⑴槽型光电传感器

把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。

⑵对射型光电传感器

若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。

⑶反光板型光电开关

把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。

⑷扩散反射型光电开关

它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。

3、全球光电传感器技术区域竞争格局情况

——全球光电传感器行业技术来源国分布：中国专利申请数量占比最高

目前，全球光电传感器第一大技术来源国为中国，光电传感器专利申请量占全球光电传感器专利总申请量的45.45%;其次是美国，光电传感器专利申请量占全球光电传感器专利总申请量的21.95%。日本和韩国分别排名第三和第四。

统计说明：①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计，若无优先权，则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家，则按照最早优先权国家计算。

2)全球光电传感器行业专利申请趋势：2015年中国专利申请数量超越美国

从趋势上看，2015年起，中国光电传感器专利申请数量超过美国并在之后的时间里遥遥领先。2020年，中国光电传感器专利申请量为66151项，美国光电传感器专利申请量10446项。

日本和韩国光电传感器专利申请量分别位列第三第四。2020年，日本光电传感器专利申请量为5744项，韩国光电传感器专利申请量为3809项。

统计说明：①按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，并选择公开日最新的文本计算。②按照专利优先权国家进行统计，若无优先权，则按照受理局国家计算。如果有多个优先权国家，则按照最早优先权国家计算。

3)中国光电传感器据区域专利申请分布：广东专利申请数量最多

中国方面，广东为中国当前申请光电传感器专利数量最多的省份，累计当前光电传感器专利申请数量高达75908项。其次为江苏申请光电传感器专利数量为41379项。中国当前申请省(市、自治区)光电传感器专利数量排名前十的省份还有浙江、北京、山东、上海、安徽、河南和福建。

统计口径说明：按照专利申请人提交的地址统计。

趋势方面，2010-2021年期间，十大光电传感器专利申请量省市之间专利申请数量走势基本一致，，其中广东光电传感器专利申请数量一直位居榜首。其次为江苏省，后三名省市光电传感器在2010-2020年的光电传感器专利申请量差距不大。

4、全球光电传感器技术申请人竞争格局情况

——全球光电传感器行业专利申请人集中度：市场集中度不高，CR10波动下降

2010-2021年，全球光电传感器专利申请人CR10呈现波动下降趋势，由2010年的13.05%波动下降至2021年12月的4.29%。整体来看，全球光电传感器专利申请人集中度不高，且集中度呈现下降趋势。

2)全球光电传感器行业TOP10专利申请人分析

(1)全球光电传感器行业专利申请人专利总量及趋势：维沃移动通信有限公司夺得桂冠，三星电子紧跟其后

全球光电传感器行业专利申请数量TOP10申请人分别是维沃移动通信有限公司、三星电子株式会社、株式会社大一商会、LG电子株式会社、株式会社三共、OPPO广东移动通信有限公司、努比亚技术有限公司、株式会社索菲亚、腾讯科技(深圳)有限公司和佳能株式会社。

其中，维沃移动通信有限公司光电传感器专利申请数量最多，为6916项。三星电子株式会社排名第二，其光电传感器专利申请数量6797项。

趋势方面，2010-2017年，全球前十大光电传感器专利申请人申请的光电传感器专利数竞争激烈，尚未有绝对胜出者，直到2018年，维沃移动通信有限公司开始出类拔萃，2019年国际商业机器公司光电传感器专利申请量达到2598项，是排名第二的珠式会社大一商社的光电传感器专利申请量的1倍多。

不过，2020年维沃移动通信有限公司光电传感器专利申请量急速下降，光电传感器专利申请数量为989项。

(2)全球光电传感器行业申请人专利技术分布：A63F7细分领域布局较多

目前，全球光电传感器行业专利申请数量TOP10申请人技术主要布局在A63F7细分领域，其中全球光电传感器专利申请量第一的株式会社大一商会在该细分领域专利申请量达到6387项。

3)全球光电传感器行业市场价值最高TOP10专利的申请人：均为外资企业

全球光电传感器市场价值最高TOP10专利中，均为外资企业，其中光电传感器中专利价值最高的为“图像处理设备和图像处理方法”，价值1437万美元。

4)全球光电传感器行业专利申请新进入者：爱惜康有限责任公司

全球新进入者有爱惜康有限责任公司，并且该新进入者在2018年申请光电传感器专利较为活跃，申请的光电传感器专利数量最多，为135项。

新进入者定义：仅在过去5年内才提交专利申请的申请人。

来源：前瞻产业研究院，仪商网 ，DASS大深传感器，兆恒机械