關(guān)鍵要點:

?顏色傳感器是一種能夠感知光線的傳感器（光電傳感器、光傳感器的一種）。

?通過光電二極管接收環(huán)境光，分別檢測RGB的強度，從而識別目標(biāo)物體的顏色。

?通過檢測環(huán)境光，可以將顯示或拍攝的色彩校正到更佳狀態(tài)。

?還可用于工廠等生產(chǎn)工藝的管理環(huán)節(jié)中，對產(chǎn)品顏色或液體顏色進行判定。

什么是顏色傳感器

顏色傳感器是一種能夠感知光線的傳感器（光電傳感器、光傳感器的一種）。

該傳感器可以通過光電二極管接收環(huán)境光，并分別檢測色彩三原色——R（紅色）、G（綠色）、B（藍色）的強度，從而識別目標(biāo)物體的顏色。

顏色傳感器的檢測原理

當(dāng)向物體照射含有RGB分量的光線時，會反射與物體自身顏色對應(yīng)的顏色分量。例如，當(dāng)物體為紅色時，其反射光分量主要為紅光（R）。物體的顏色由其反射的色光（RGB）分量的比例決定。顏色傳感器通過光電二極管接收反射光，并計算RGB的強度比例來實現(xiàn)顏色識別。

下圖展示了反射光與物體顏色的關(guān)系。物體為白色時，會反射RGB三原色光。物體為黃色時，會反射R色光和G色光，且兩者的比例會改變黃色的色調(diào)深淺。物體為黑色時，無反射光。

顏色傳感器IC的結(jié)構(gòu)

顏色傳感器通常以IC的形式實現(xiàn)。右圖是顏色傳感器IC的簡化結(jié)構(gòu)示意圖，其內(nèi)部配備有彩色濾光片（Color filter）和紅外截止濾光片（Ir cut filter）。通過彩色濾光片增強RGB的分光特性，并利用紅外截止濾光片的紅外線阻隔功能，可實現(xiàn)高精度的顏色識別。

顏色傳感器的應(yīng)用實例

BH1749NUC是一款16bit串行輸出型數(shù)字顏色傳感器IC，它能夠檢測光的顏色分量（RGB）和紅外光，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。該IC具備更高的靈敏度、更寬的檢測范圍以及優(yōu)異的紅外光阻隔特性，能夠輕松且精確地獲取環(huán)境光的照度和色溫。通過檢測照度和色溫，可實現(xiàn)高級顯示屏顯色、相機和視頻拍攝圖像調(diào)節(jié)等功能。該IC的功能框圖及封裝如下所示：

如上述結(jié)構(gòu)圖所示，該IC內(nèi)部不僅配備了彩色濾光片（RGB）和紅外截止濾光片（Ir cut filter），還具備其特色之一的紅外光檢測單元。光電二極管檢測到的各色光分量通過ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，經(jīng)由I2C接口傳輸至微控制器。

該IC的封裝尺寸為2.1×2.0×0.6mm，體積小，功耗低，非常適用于電池驅(qū)動的多種應(yīng)用場景。其主要電氣規(guī)格如下：

?電源電壓范圍：2.3V～3.6V

?照度檢測范圍：80 klx(Typ)

?工作時的消耗電流：190μA(typ)

?斷電時的消耗電流：0.8μA(typ)

?工作溫度范圍：-40℃～+85℃

下圖展示了BH1749NUC的波長和比例特性參考數(shù)據(jù)，以及與以往產(chǎn)品的性能對比數(shù)據(jù)。性能對比數(shù)據(jù)表明，在日光色（5000K）和燈泡色（2800K）的色溫檢測中，BH1749NUC的測量結(jié)果非常準(zhǔn)確。

顏色傳感器的應(yīng)用示例

通過顏色傳感器檢測環(huán)境光（周圍光），可以將顯示或拍攝的色彩校正到更佳狀態(tài)。這使得顯示屏能夠輸出更接近自然的圖像，并提升拍攝畫質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用于液晶電視、智能手機、平板電腦、掌上游戲機等應(yīng)用產(chǎn)品中。

另外，顏色傳感器還可用于工廠等生產(chǎn)工藝的管理環(huán)節(jié)中，對產(chǎn)品顏色或液體顏色進行判定。