向來感測器元件在工業與自動化控制用途上，具有十分重要的地位，其種類繁多，包括光感測器、磁感測器、溫度感測器、濕度感測器、超音波感測器、壓力感測器及加速度感測器等。
近來隨著各種數位行動裝置以及液晶顯示器的大量普及，各種感應器元件在消費性產品上的應用也越來越鮮明。其中，照度感應器可以檢測出可見光的有無或強度，可自動調節照明設備或液晶面板的明亮度，尤其在液晶電視或行動電話產品上，更受到高度重視。
照度感應器重要性日增
要活用這類照度感應器，攸關攝影的採光，因為，光的強度決定攝影時曝光量的多少。
所謂照度(Illumination)或說照明度，是泛指光線在一定距離時，散布在單位面積上的光量，其單位為呎燭光(Foot-candle)，或是流明(Lumen)/呎2。也有人用勒克斯(Lux)為單位，勒克斯為拉丁文，意指光。一個單位勒克斯相當於一流明平均分布於一平方公尺面積時的亮度，因此，有人就乾脆將「照度」，解釋為「光通量」與「被照面」之比值。
照度在測光領域中，有一個重要的平方反比定律，其數學式為︰
其中，E為照度(單位：呎燭光)，I為點光源亮度(單位：燭光)，D為受光面離點光源的距離(單位︰呎)。也就是說，光源在某一距離上的照度與光源的亮度成正比，而與距離的平方成反比。
照度感應器由於能夠抑制紅外線領域的感度，一般與矽光二極體等光感應器有所區別。只是這類元件的應用之所以變得如此熱門呢，最重要的關鍵引爆點是歐洲於2006年7月所開始實施的RoHS指令以及節能課題。
過去，無論是街頭路燈的自動調節光線還是照相機的曝光計等，由於價格及方便性的考量，廠商往往採用光敏電阻(CdS Cell)元件。光敏電阻的特徵是沒有光線時電阻值較大，而有光線照射時電阻值變得很小的可變電阻元件。其分光感度的峰值波長為520奈米，對於紅外線不會有所反應。
但是光敏電阻元件中含有鎘(Cd)元素，不僅無法通過RoHS指令，也難以應付未來各種綠色環境之規範，也就是說，光敏電阻在未來會面臨不能使用的狀況。在這個環境背景下，商機乍現，廠商便積極卡位，以半導體的產品來搶攻市場，甚至連過去不是光敏電阻的生產廠商，也積極加入此戰局。
照度感應器分三種半導體形式
所謂半導體形式的照度感應器，一般是用三大類來區別：
若單從產品面來觀察，可發現歐美廠商率先使用半導體形式的照度感應器，例如蘋果的Powerbook系列筆記型電腦早就導入這種元件，以節省電力的消耗(圖1)。
飛機頭等艙的照明、高級轎車的自動調光，或是高級車所採用的自動空調系統，當陽光照入車內時，汽車內部的溫度會上升，照度感應器可以檢測出強光而啟動空調，防止車內溫度上升。
值得注意的是，日本則是多數使用光敏電阻，由於局勢所逼，目前也轉移到半導體形式的元件，是典型的實際產品範例。日本的One-Segment Broadcasting行動電視，結合數位地上波電視廣播以及行動電話，於2006年4月1日開播，不僅手機廠商看準該商機，筆記型電腦製造商以及周邊廠商，都陸續推出相關方案。
在手機方面，Vodaphone的905SH為極佳範例，其中就利用夏普(Sharp)製造的照度感應器元件GA1A1S200WP(圖2～4)。當身處於較暗的場合，液晶面板的背光會跟著變暗，以節省電力。在大白天屋外非常明亮的場合，寧可利用反射型液晶面板。不僅如此，在明亮的環境下，按鍵的背光也跟著消失。
上述的運用範例只是開端，爾後的感應器運用將如火如荼地展開，例如無線標籤(RFIC Tag)搭載光敏電阻的替代方案，無線標籤搭載溫度感應器也有實際的成績，尤其是物品搬運或倉庫保管時，在陽光不足的場合，附有照度感應器的無線標籤，自然有其必要。
就元件選擇的觀點而論，過去使用光敏電阻的設計人員，除了要認識半導體樣式的照度感應器外，首先要克服的心理障礙便是成本的提高。
光電晶體、光二極體與光IC等三者，會因為內部構成的差異，造成價格上的不同。其中，以光電晶體的價格最為接近光敏電阻，但是，輸出電流在100Lux 時，約達數十到數百微安培的程度，晶體的放大機能偏差也比較大，同時與溫度的依存性比較高。因此，較適合運用在像電視等大型家電產品上。
其次，光二極體元件的輸出電流僅約光電晶體的百分之一，偏差比較小，須利用運算放大器來做訊號放大之用。
而光IC其實就是將光二極體以及電流放大器整合在單一晶片上的元件，價格當然最高，然而，該類元件的輸出樣式最為豐富，因此，最近產品的發展多朝此方向來推進。而輸出的形式是隨著照度的比例增加電流量，可以利用對數放大器的對數輸出形式，甚至，可整合類比數位轉換器(ADC)，直接將數位訊號輸出。
分光感度特性趨近肉眼視感度
若是從技術層面向來看，照度感應器的重要選擇參數之一就是此類元件的分光感度特性，圖5為先前所提及夏普的照度感應器元件GA1A1S200WP的分光感度特性曲線。
當前競爭廠商的技術開發角逐的重心，就是如何將分光感度特性盡可能接近人類眼睛的視感度(Photopic Luminous Efficiency)，同時，可以抑制紅外線領域的感度。畢竟，家電產品尤其是電視、錄影機及放大器等，都會提供採紅外線的遙控器，為了避免不必要的干擾，特別去抑制紅外線領域的感度為重要考量。觀察新一代的家庭遊戲機，新力的PS3、任天堂的Wii，都不約而同地採用藍牙無線技術開發遙控器，想必也是基於同樣的考量。
多數的光電晶體與光二極體，多採用成本較低的矽材料，然而，採用矽材料的光二極體會涵蓋的紅外線800～900奈米波長，而對紅外線領域有所感，當光源是電燈泡或日光燈時，輸出便有所差別。因此，努力去實現接近人類眼睛的視感度是元件分光感度特性進化的方向。電燈泡可用來做為判斷元件視感度是否卓越的指標，與日光燈輸出的比值，比值越接近於1，就代表越接近視感度，2006年時，比值接近1的產品已逐漸增多。
至於分光感度的實現方式便看各家本領，採用光學濾光片(Filter)是傳統主流的運用方式，這是在光二極體上施以特定波長帶的反射薄膜層來抑制紅外線的感度，此種方式對於光學濾光片法線方向的紅外線入射抑制效果相當不錯，但是，對於斜面或側面的入射光，效果就會打折扣。況且，在晶片上累積多層的薄膜，是複雜的製造工程，會提高元件成本。因此，新興的替代方式是在照度感應器並列兩個分光感度不同的二極體，然後取其差分，進而消除紅外線領域的感度。
有些廠商則從光二極體的格子狀配置下手，或是開發覆蓋晶片，以遮蔽紅外線的樹脂，還有一些廠商則是採用非結晶矽。
外型尺寸小型化
當在評估照度感應器所應留意的要點時，除價格以及分光感度特性外，其餘的細節考量因素還有外型尺寸、輸出電流的大小、對應照度的動態範圍、暗電流的大小以及動作的電壓等。
例如在行動電話或是可攜式小型裝置上應用時，其外型尺寸就必須小型化，同時還要顧及封裝的形式。往往同一個晶片具有不同的封裝形式，就是為了滿足不同應用產品的需求。當然，表面黏著式(SMD)的款式最具有低元件高度的魅力，受到工程人員的喜愛。TDK就開發出極薄的光二極體，厚度僅有0.25毫米。
因此，除分光感度之外，小型化的達成也是廠商競爭的焦點，舉Kodenshi為例，其產品實際封裝面積約1.6毫米×1.0毫米×0.5毫米，非常小巧；此外，有些廠商則以取代光敏電阻的成本為優先考量，這時候的用途就比較傾向於一般照明或是防犯用途，而非像電視機這類要求嚴格的產品。例如松下電工的「NaPiCa」照度感應器，其表面封裝款式的外型尺寸為3.2毫米×2.0毫米×1.0毫米，而電燈泡與日光燈的輸出比也約1.9的程度，稍為大一些，不過，已足以應付一般用途。
照度感應器整合對數放大器
而光IC元件在最近也進步神速，夏普與歐司朗光電半導體(OSRAM Opto Semiconductor)都推出對數輸出的產品，也就是說內部整合對數放大器，根據光的照度輸出對數電流。此方式可讓元件更為接近人類的眼睛。人類眼睛的感度在較暗的場所，對於照度的敏感反應略為不同，在明亮的地方則相同，而對數輸出的照度感應器比較接近這個特性。
過去，在寬廣的照度範圍，如何確保類比式輸出的照度感應器維持其輸出的直線性，始終是一個問題。從100Lux程度的屋內場所到屋外10,000Lux的環境，輸出電流的動態範圍過大，直線性特徵難以確保，因此過去的設計方針是屋內歸屋內的用途，屋外歸屋外的產品來設計，可是像手機這類的產品在屋內與屋外皆能夠利用是必要的。由此可知，對數型元件的發展也是有邏輯可尋。
另一方面，數位輸出的產品也逐漸熱絡起來，如日商松的照度－頻率變換型照度感應器，會依據照度的比例輸出方形波，優點是可以直接連到微控制器元件上。
而數位輸出產品還有一個特徵，即多值化的進展，過去「0」與「1」的兩值輸出產品已經不合潮流，8～12位元明亮度階調的利用已逐漸嶄露頭角。
此外，當前數位輸出產品，多數也內建I2C控制匯流排，這是因應多數電視製造商在基板上有I2C介面要求之故。不過，數位輸出的照度感應器並非沒有缺點，價格貴姑且不談，內建的類比數位轉換器，若是處理的延遲時間過長，將無法用於對反應速度要求嚴苛的數位相機。
總之，照度感應器的使用，可降低電力的消耗、確保面板顯示的可見度及產品品質，用途相當廣泛，如何運用就看各家本領。