美國邦納BANNER顏色傳感器產(chǎn)品描述：色彩傳感器在終端設(shè)備中起著極其重要的作用，比如色彩監(jiān)視器的校準(zhǔn)裝置；彩色打印機(jī)和繪圖儀；涂料、紡織品和化妝品制造，以及醫(yī)療方面的應(yīng)用，如血液診斷、尿樣分析和牙齒整形等。色彩傳感器系統(tǒng)的復(fù)雜性在很大程度上取決于其用于確定色彩的波長譜帶或信號通道的數(shù)量。此類系統(tǒng)種類繁多，從相對簡單的三通道色度計(jì)到多頻帶頻譜儀不一而足。
美國邦納BANNER顏色傳感器分類：
1.具有濾色器的分立型光電二極管
感測色彩的傳統(tǒng)做法是采用把三至四個(gè)光電二極管組合在一塊芯片上的結(jié)構(gòu)，而將紅、綠、藍(lán)濾色器置于光電二極管的表面(通常將兩個(gè)藍(lán)濾色器組合在一起以補(bǔ)償硅片對于藍(lán)光的低靈敏度)。獨(dú)立的跨阻抗放大器將每個(gè)光電二極管的輸出饋送到具有8～12 位典型分辨率的A/D 轉(zhuǎn)換器中。A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出隨后被饋送至一個(gè)微控制器或其他類型的數(shù)字處理器中。
這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是靈活性高，因?yàn)槟軌蚴狗糯笃鞯脑鲆婧蛶捯约?/span>A/D 轉(zhuǎn)換器的速度和分辨率適合具體應(yīng)用的要求，從而可以對設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)性能與成本的折中。為獲得這種靈活性所付出的代價(jià)是增加了設(shè)計(jì)復(fù)雜性，另外也使模擬電路的電路板布局變得非?？量?。該方案的主要應(yīng)用包括：工業(yè)控制中需要短暫響應(yīng)時(shí)間的高速過程檢驗(yàn)，或因光照條件不定而要求隨意調(diào)節(jié)增益和速度的應(yīng)用。
2.集成光-電壓轉(zhuǎn)換器
另一種方法是將用于單一色彩譜帶的一個(gè)光電二極管、濾色器和跨阻抗放大器組合在一塊芯片上。與分離型實(shí)現(xiàn)方案一樣，三個(gè)元件的輸出被饋送到一個(gè)外部三通道A/D 轉(zhuǎn)換器中，接著進(jìn)行數(shù)字處理。Texas Advanced Optoelectronic Solutions(TAOS)公司推出的TSLR257、TSLG257 和TSLB257(見圖1)就是這些元件的實(shí)例。這種方法所需的元件數(shù)量比分立型光電二極管的要少，由于對噪聲敏感的模擬電路位于芯片之上，因此壓縮了電路板的占用空間，降低了安裝成本，并且簡化了設(shè)計(jì)和電路板布局。缺點(diǎn)是傳感器的增益和靈敏度不能動(dòng)態(tài)地改變。該方法的應(yīng)用實(shí)例包括：具有定義明確的光照條件、空間約束條件、靈敏度要求的系統(tǒng)或那些對面市時(shí)間或設(shè)計(jì)周期有著較高要求的系統(tǒng)。
3.集成光-頻率轉(zhuǎn)換器
第三種方法是將光強(qiáng)度直接轉(zhuǎn)換為頻率分別與每個(gè)紅、綠、藍(lán)通道的紅、綠、藍(lán)光分量的強(qiáng)度成正比的一個(gè)脈沖序列。給微處理器或另一個(gè)數(shù)字處理器提供一個(gè)直接接口就可以無需增設(shè)A / D 轉(zhuǎn)換器。TAOS 公司的TCS230 就是此類器件的一個(gè)實(shí)例。它把紅、綠和藍(lán)傳感器- 濾波器組合(和一個(gè)沒有濾波器的額外“干凈"傳感器)劃分為柵格狀，從而將元素?cái)U(kuò)散到整個(gè)感測區(qū)域，因此不再需要光擴(kuò)散器。將每種顏色的光電二極管并聯(lián)起來最終可使任何不均勻的照度達(dá)到平衡。該方案取消了跨阻抗放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，處理器只是簡單地測量周期或計(jì)算一個(gè)周期內(nèi)來自傳感器的脈沖數(shù)。傳感器和數(shù)字處理器之間的直接接口還提供了高水平的抗噪聲度，為將傳感器放置在遠(yuǎn)處創(chuàng)造了條件。RGB- 頻率轉(zhuǎn)換法的局限性會在光強(qiáng)度較低的應(yīng)用中顯現(xiàn)出來。光強(qiáng)度較低，產(chǎn)生的頻率也會隨之降低，從而增加了轉(zhuǎn)換時(shí)間。該方案的應(yīng)用實(shí)例包括：空間因素至關(guān)重要的便攜式系統(tǒng)和需要以低成本來實(shí)現(xiàn)更高分辨率的系統(tǒng)。
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