西克传感器——颜色传感器的工作原理及应用

颜色传感器的应用有哪些？

　　1.具有滤色器的分立型光电二极管

　　感测色彩的传统方法是采用把三至四个光电二极管组合在一块芯片上的结构，而将红、绿、蓝滤色器置于光电二极管的表面。独立的跨阻抗放大器将每个光电二极管的输出馈送到具有8——12位典型分辨率的A/D转换器中。A/D转换器的输出随后被馈送至一个微控制器或其他类型的数字处理器中。

　　这种方法的主要优点是灵活性高，因为能够使放大器的增益和带宽以及A/D转换器的速度和分辨率适合具体应用的要求，进而可以对设计进行调整以实现性能与成本的折中。为得到这种灵活性所付出的代价是增多了设计复杂性，另外也使模拟电路的电路板布局变得十分苛刻。

　　2.集成光-电压转换器

　　另一种方法是将用于单一色彩谱带的一个光电二极管、滤色器和跨阻抗放大器组合在一块芯片上。与分离型实现方案一样，三个元件的输出被馈送到一个外部三通道A/D转换器中，接着进行数字处理。这种方法所需的元件数量比分立型光电二极管的要少，因为对噪声敏感的模拟电路位于芯片之上，所以压缩了电路板的占用空间，减少了安装成本，同时简化了设计和电路板布局。

　　3.集成光-频率转换器

　　第三种方法是将光强度直接转换为频率分别与每个红、绿、蓝通道的红、绿、蓝光分量的强度成正比的一个脉冲序列。给微处理器或另一个数字处理器提供一个直接接口就可以无需增设A/D转换器。TAOS公司的TCS230便是此类器件的一个实例。它把红、绿和蓝传感器-滤波器组合划分为栅格状。

　　颜色传感器工作原理

　　说起颜色传感器的工作原理，我们还是要从颜色的特性了解起，因为颜色传感器的工作原理正是基于颜色的三基色原理。

　　一、颜色的特性

　　（1）色调（hue）以波长为基础，是划分不同颜色的特征属性。

　　（2）饱和度（saturation）反映颜色的纯度，任意某种颜色都可以看作某种光谱色与白色混合的结果，光谱色所占百分比越大，颜色的饱和度越高。

　　（3）亮度（lightness）是描述颜色亮暗的某种属性，是某种光强度的测量方法，与光的能量有关。

　　二、三基色原理

　　适当选取三种基色（红，绿，蓝），将它们按不同百分比进行合成，就可以造成不同的颜色感觉，合成彩色光的亮度由三个基色的亮度之和决定，色度由三基色分量的百分比决定，三基色彼此独立，任某种基色不可以由其他两种颜色配出。

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