Diseños de emisor y receptor de infrarrojos para sensores personalizados

Tengo dificultades para diseñar una placa de circuito impreso para una matriz de sensores que necesita detectar si hay un objeto reflectante pequeño (sección de 3-20 mm) en el camino. Ese objeto puede girar lentamente alrededor de un eje.

He probado varios sensores, sharp GP2Y0A21YK0F, EE-SY410, HSDL-9100-021... y todos tienen algunas zonas donde mi uC no puede detectar si hay un objeto o no porque la mayor parte de la luz se refleja. Todavía tengo que probar opb9000 (aún no hecho debido al protocolo de comunicación) y vl530x (sensor TOF), pero espero obtener resultados similares.

Con la PCB personalizada, he usado emisores / receptores discretos . El emisor está optoaislado con una pequeña barrera. Hay algo de diafonía, pero puedo detectar en la mayoría de los casos si hay una clave con un umbral decente. Soy capaz de hacer medidas analógicas y filtrarla por software, prefiero hacerme la vida más fácil y pulsar el emisor IR a 10 kHz, hacer un filtro de paso de banda angosto analógico y recuperar la señal sin el componente de CC, ruido inducido y amplificado. a la gama completa de mi ADC.

Ahora las preguntas: ¿Alguien puede recomendarme un diseño rentable/efectivo para detectar el objeto sin agregar sensores en un plano diferente? Sé que hay algunas matemáticas y óptica involucradas para hacerlo exactamente bien, pero algunas ideas de diseño podrían ayudar. Puedo pulsar hasta cuatro emisores IR de forma independiente.

¿Debería probar un método de detección diferente? Creo que el paso de banda es un método bastante bueno para mejorar la inmunidad al ruido a bajo costo.

Imagen para ayudar a entender la pregunta. Cuando el lado pequeño del objeto está en el área roja, el sensor no puede determinar si el objeto está allí. (La medida es demasiado cercana o igual que la que no tiene el objeto)