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浅谈罗姆颜色传感器IC的原理

发表于2020-06-16

  1.   在某些项目中,通常需要感应物体的颜色。为了让我们的项目“看到”事物,最直接的方法当然是为其安装CMOS图像传感器。但是,如果我们只需要简单地识别对象的颜色,而不是实际执行诸如图像识别之类的高级功能,则使用CMOS图像传感器会使事情复杂化。此时,一个简单的颜色传感器可以帮助我们解决问题。这次,我们将讨论颜色传感器的工作原理以及如何使用它们。

      人类是所谓的“三色”动物,这意味着我们的色觉主要由三种颜色主导。至此,许多读者可能已经猜到这三种颜色是我们一直在谈论的R,G和B。

      在人眼的视网膜中,有两种类型的细胞:可以感知颜色的圆锥形细胞和无法感知颜色但对光敏感并且可以在低照度下工作的杆状细胞。锥分为三种,分别称为S,M和L锥,S,M和L表示对不同波长的光具有不同灵敏度的不同锥。

     不同波长的光进入人眼并在不同视锥中产生不同强度的信号。这些信号通过神经系统到达大脑,在大脑中被处理成我们看到的颜色。

      人眼确实无法分辨黄色是单一波长的黄光还是红色和绿色的混合光。这种现象称为“同色性”,这意味着不同的光谱成分对人眼来说似乎是相同的颜色。尽管人眼看起来是相同的颜色,但是如果用分光光度计测量,它们的光谱组成仍然不同。为了使机器看到光线,最常用的组件之一就是所谓的光电转换模块。

    光电效应告诉我们,每个光子所携带的能量仅取决于其波长,而不取决于光的强度。不同物质在光电效应下发出信号的波长范围仅取决于其电子构型。

      在20世纪半导体技术爆炸之后,最常用的半导体材料是硅,并且硅的电子结构使由它制成的光电二极管能够感应400-1100 nm波长的光,该光覆盖整个可见光。人眼的波长,带有一点近红外光。这种美好的巧合使我们能够使用硅半导体制造各种光敏元件,而不必寻找其他特殊材料和工艺。