近些年，受手机上、显示器及特殊照明灯具生产制造商的要求促进，高精密、精确的射频收发器色调感应器和光谱仪感应器销售市场提高明显。因而，电子光学半导体材料生产商开发设计出差异系列产品感应器，以达到特殊类别的使用要求。

文中详细介绍了现阶段较常用的光学传感器和探测器的种类，并对各种种类的适用范围开展了评定。

酶活性测定

酶活性测定，即色调精确测量，在消費、诊疗、工业生产和行业运用中的必要性日益提升。颜色传感器IC在提升智能化手机屏幕和监控摄像头特性层面充分发挥着非常重要的功效。颜色传感器IC也是园艺花卉改革的关键，根据技术专业LED光源輸出，提升聚集“垂直农场”的生产量，在严控的标准下种植蔬菜等农作物。与此同时，颜色传感器的新运用仍在层出不穷。

颜色传感器IC的初期运用根据简易的RGB（红/绿/蓝）感应器。现如今，感应器或探测仪的需求更加繁杂，一般 必须系统软件开发者具有专业技能。

人们对色彩的认知不但取决于肯定物理学值（如电流量或标准气压），与此同时也会遭受主观性或生理学要素危害。这代表着，尽管还可以根据统计分析得到色调认知的“均值”规范，但每一个人的双眼生理学特点不一样，而且群体中的非常值与均值有非常大区别。

人们对色调认知的敏感性危害了对颜色传感器测量精度的规定，因而必须理解二种数据库的特点：CIE1931仿人的眼睛认知国家标准实体模型和分离出来光/色到独立光谱仪的实体模型。

这两类实体模型，色度运用都必须一致的基础系统软件元器件和感应器设备：

感应器、过滤器 电子产品 照明灯具 校正总体目标

灯源的挑选、系统软件的运作及过滤器的特征确定了感应器控制模块的检验工作能力范畴。感应器IC中的电源电路对感应器数据信号的产品质量和运转速率有关键危害。

不一样种类的色调测量设备在作用和功能上具有差别：

XYZ或真彩色感应器 多光谱仪感应器IC RGB感应器IC 小型光谱分析仪

颜色传感器和探测器的种类

色度运用一般采用这两种类别的机器设备。一种是将传统式光谱分析仪做为参照和校正设备，另一种是颜色传感器IC，它能以降低成本完成优异的色调测量精度。

在某种情形下，小型光谱分析仪还可以变成 一种适合的挑选。艾迈斯半导体材料在根据使用的设定中开展精确测量检测，以对不一样种类的机器设备特性开展有效较为，

图1：具有干预滤色片的真彩色感应器的典型性光谱仪特点

真彩色感应器

真彩色感应器可用以平方根色调精确测量。他们应用干预滤光器，为色调规范精确测量给予技术应用基本。这种感应器IC能够模仿人的眼睛视觉效果精准地精确测量标值（如图所示1）。

干预滤光器为每一个色调安全通道的每一个光波长分派指定的敏感度值。校正后，可将精确测量到的颜色值展现为XYZ值（色度坐标），将其做为变换到别的颜色空间的基值（XYZ座标根据CIE1931年“规范观测者”的均值人的眼睛特点）。因而，真彩色感应器IC可以用标值来叙述纺织物或宣传品的色调，与人们视觉冲击同样。

多光谱仪感应器

做为下一代感应器，多光谱仪感应器应用多路来利润最大化信息内容輸出，且价格实惠。有时候仅精确测量色调座标不足精确，则可根据精确测量物质的光谱仪构成，该基本原理可赔偿同色系异谱状况（不正确的色彩配对）。多光谱仪感应器能够精确鉴别出，表明为橘色的试品到底是红色和黄色的中间色，或是真实的橘色。

图2：典型性多光谱仪感应器的光谱仪敏感度

多光谱仪感应器将选取的光谱仪分离出来成不一样的光谱仪安全通道。过滤器的排布方法使其限定范畴两端对齐，在选定的能见光或NIR光谱仪中基本上沒有空隙（参照图2）。

在可见光范围内，多光谱仪感应器的精确测量产生在辐射源水准，而不是色度水准。这代表着感应器会輸出试品的光谱仪，并根据这种光谱仪值明确色点。在NIR光谱仪范畴内，精确测量的光谱仪还能够用于观查特殊的带通与离子键，以鉴别水份、人体脂肪和蛋白。NIR检验范畴越宽（乃至超出集成ic范畴），就越易于鉴别指定的化学物质。

图3：根据消化吸收过滤器的RGB感应器的常见特点

传统式的RGB技术性能够看做是光谱仪感应器的非空子集。他们由可见光谱中的三个滤波器构成（参照图3）。光谱图的最高值并不是依照特殊光波长设成一致的，只是在设计过程中依据精确测量每日任务和费用的需要来确认的。

这类色调测量法不符人的眼睛认知色调的一切规范或实体模型。殊不知，RGB感应器能够依据需要的精密度进行色度每日任务。可是，即便 应用繁杂的校对方式 ，RGB感应器的色调测量精度也仅限三个带通的信息内容。

小型光谱分析仪

小型光谱分析仪是一种规格精巧、经久耐用的感应器解决方法，能够精确测量光谱仪值并适用色彩空间的表述。与试验室级光谱分析仪对比，其屏幕分辨率比较比较有限，但假如光谱仪扫描仪点较少，速率则会迅速。

特性较为

应用一个或好几个样版做好检测并做为标准值，对各种颜色传感器IC开展较为。最先，必须对RGB（相对性精确测量）或色度XYZ值设置限定值，如ΔEL*a*b*（肯定精确测量）。

为较为各种各样感应器和探测器，艾迈斯半导体材料依据具体运用配备检测设备。

应用RGB或真彩色感应器的LED照明精确测量和操纵

一些LED灯具或显示器必须严苛特定的led色温或特殊色点。除此之外，很有可能必须赔偿因为溫度飘移或脆化造成的色泽改变等危害。

表1：在D65精确测量中RGB和真彩色感应器的较为

一般人的眼睛能够见到?u’v’≤0.005的颜偏色异。实际上，训练有素的人的眼睛乃至能够认知到?值最少为0.003的色彩差别。表1中的检测結果叙述了RGB和真彩色感应器在精确测量D65乳白色灯源时的精确测量結果。

在测验中，大家设定了2个应用意见反馈控制电路的系统软件，一个应用RGB感应器，另一个应用真彩色感应器，并在40°C(104°F)的环境温度下开展校正。下面，更改LED的溫度，造成色调飘移，并由意见反馈控制电路开展赔偿。由表1得知，RGB感应器系统软件在20°C(104°F)下的线性度为>0.007，在高些的溫度下能进一步飘移。殊不知，在包括真彩色感应器的意见反馈控制回路中，色调误差做到0.0011，依然不能被肉眼发觉。

根据真彩色感应器和小型光谱分析仪开展显示器管理方法

在医疗服务行业，确诊机器设备显示屏务必具备较负色，便于于观查关键点，这就规定表明测量设备具备较高的精密度和敏感度。

传统式的显示器校正试验室方式 须要较高成本费，而如今颜色传感器变成 了一种更廉价、更便捷、更便捷且一样合理的代替品。

为认证这一见解，艾迈斯半导体材料建立了第二种检测。在这里检测中，在常温下，直射含有LED灯的漫反射板，LED的操作温度为20℃（104℃），并精确测量色点。将真彩色感应器IC和小型光谱分析仪造成的检测值与光谱分析仪给予的数值开展较为（参照图4）。

精确测量结果显示，感应器IC和小型光谱分析仪解决数据信号的效率比参照光谱分析仪快，但其偏差和精密度值不尽相同。小型光谱分析仪的检测值表明色点精确测量的平均偏差范畴为?u’v’0.01-0.03——人的眼睛可察觉。

真彩色感应器的精确测量数据显示，平均偏差范畴为?u’v’0.001-0.005，远低于人的眼睛认知范畴（参照表2）。

图4：小型光谱分析仪与真彩色感应器的特性较为。选用试验室级光谱分析仪开展参照精确测量。图上的值以xy方式（色度坐标）表明。

表2：小型光谱分析仪和真彩色感应器检测值的较为

包装印刷领域：真彩色和多光谱仪感应器IC

在包装印刷领域中，对光谱测量有一定的规定。根据生产流水线精确测量来调节全部包装印刷全过程，这显然是一项挑戰。

在具体检测中，应用X-Rite ColorChecker开展肯定色调精确测量。此外，艾迈斯半导体材料应用了多光谱仪颜色传感器，含有多路跨特性阻抗放大仪和灵活性的变大等级来实行光谱测量，并应用乳白色LED做为规范灯源。

选用多光谱仪感应器精确测量ColorChecker的24个色彩空间，并与光谱分析仪的数值开展了较为。光谱仪的类似线性回归方程说明，ColorChecker的大概精密度为?E00=0.72（参照图5）。

同样情况下的真彩色感应器的大概精密度为?E00=1.57。

ColorChecker总体目标

图5：多光谱测量結果点评

多光谱仪感应器的优势取决于高精度，而且能为光谱仪类似方式 给予比较广泛的范畴。假如已经知道包装印刷色调，则还可以利用对特殊色调的校正来改善实际效果。因而，有可能不借助单独于观察规范和规范灯源而完成?E00<1的絕對精密度，

与光谱分析仪对比，感应器的差值为青绿色?E00=0.3，品红?E00=0.9，淡黄色?E00=0.3。

结果

之上全部检测中的检测全是在历经校正的体系中完成的，包含灯源、被测总体目标和感应器均已依据参照光谱分析仪开展校正。这种测试表明，真彩色感应器在开展色调精确测量时可以做到小型光谱分析仪的精密度，乃至在一些运用时会更精确。在决策应用哪种色精确测量技术性时，必须了解色调或光谱信息及其如何处理这种数据信息。

比如，小型光谱分析仪不可以对PWM操纵的LED灯的色彩开展一致的精确测量，因而，不适感用作这类运用。因为RGB和真正颜色传感器不给予光谱测量，因而不可以用以必须光谱仪值的运用，而应挑选多光谱仪感应器或小型光谱分析仪。

表3汇总了感应器和探测器种类的较为。该表每一项得分均选用五分制。

测试表明，每一个运用都是有最好的感应器解决方法。RGB感应器是方便快捷式色调检查的满意挑选。真彩色感应器适用肯定色调精确测量。多光谱仪感应器或小型光谱分析仪适用肯定或光谱测量。

表3：不一样种类感应器和检测仪器的特性汇总

汇总

受手机上、显示器及特殊照明灯具生产商的要求促进，高精密、精确的射频收发器颜色传感器和光谱仪感应器销售市场提高明显。因而，电子光学半导体材料生产商开发设计出差异系列产品感应器，以达到特殊类别的使用要求。

文中详细介绍了现阶段较常用的光学传感器和探测器的种类，并详细介绍评定每一种种类在特殊运用中可用性的方法，及其怎样特定需要的特点和特性。
? ? ? ?文中创作者：艾迈斯半导体材料，Kevin Jensen

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