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光谱传感器相较颜色传感器优势在哪

2023-06-07 23:41:00

据报道,光谱传感在许多消费、工业和医疗领域都有应用,可以完成色彩提取、认证、物质、材料和流体的光谱分析等许多新应用。说到光谱,人们很容易想到昂贵的光谱设备,但事实并非如此。在芯片级光谱技术的支持下,光谱传感器BQ24705RGER已经被广泛使用。

光谱是什么?

光谱的定义是通过分光设备将复合光分成单色光,然后根据波长排列在一起。光谱与电磁波密不可分,电磁波大家都很熟悉。电磁波是一个具有周期性变化的电磁场,在空间中传输。我们都知道电磁场可以电生磁磁生电,两者是相互依赖的关系。换句话说,电磁波是一种在空间中传输的能量,这种能量的频率有大有小。因为速度是光速,频率的不同导致波长的不同。从最小波长到最大波长,从伦琴平然射线到X射线。

根据其形成方法的不同,光谱可分为三种类型。首先是发射光谱,它主要是由热或电激励形成的,被热和电激励后可以自己发光,比如我们生活中的光源。发射光谱可分为连续光谱、线性光谱和带状光谱。连续光谱的整个光谱没有缺失,很容易理解。线性光谱只显示特定波长的光谱特征,其他部分没有光谱特征。最后一种带状光谱带状方法在每个连续波段都有光谱,但在特定波长中没有光谱。

二是吸收光谱,利用紫外线、可见性和红外线对外界光源进行摄入。自然界中的所有物质都有独特的吸收光谱,大多数情况下,吸收光谱用于分析有机化合物的成分。第三种光谱是散射光谱,也需要紫外线、可见性或红外线作为额外的光源进行照射。散色光谱的信号很弱,不容易检测到这种光谱,需要一些特定的技术。

与颜色传感器相比,光谱传感器有什么优点?怎样使用?

颜色传感器可以检测颜色。众所周知,XYZ颜色传感器和RGB传感器可以直接检测颜色。事实上,光谱传感器也可以显示颜色。与颜色传感器相比,光谱传感器在检测上能发挥什么优势?

我们知道基本的三原色可以根据不同的比例合成其他颜色。例如,黄色可以由红色和绿色混合,但这种混合颜色没有单波长黄色的真正光谱特征。混合颜色看起来和单波长光一样,但实际上它们的光谱完全不同。光谱传感器可以匹配颜色和光谱,消除同色异谱的错误。色彩检测是光谱传感器应用广泛的一种场景,在工业和医疗场景中一直非常实用,尤其是在医疗诊断方向。

物质分析也是光谱传感器的一种常用应用,例如检测某些水果中的糖分含量,检测某些化学物质中的成分。通过比较光谱检测到的光谱信息和标准光谱信息来判断某些物质的含量。当然,这也需要配套的检测算法来实现。

当前,光谱传感器广泛应用于智能家居、智能照明、医疗保健、工业检测等领域。

光谱传感器加持下的光谱传感器

光谱传感器芯片的出现大大降低了实现光谱技术应用的成本和技术难度,不再需要昂贵的光谱仪等设备。目前,国外光学传感器制造商在光谱传感器芯片方面的技术实力将处于领先地位。著名的像艾迈斯这样的光谱传感器技术在光谱传感器芯片方面创新了纳米光学干涉滤光器技术,可以在宽温范围内长时间正常使用,保持光谱稳定性。在高精度技术的加持下,可以创建带通和遮光滤光片,以优化不同的光谱传感要求。

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艾迈斯 多光谱传感器

光谱传感器可以检测的通道越多,其设计就越复杂,还涉及到许多芯片级的技术校准和光学级的技术校准。目前,领先的光学传感器制造商可以在光谱传感器芯片上提供11个测量通道。多通道也意味着匹配多个平行ADC,稳定实现信号处理,实现高分辨率、高波长精度和帧率。

这种多通道高性能光谱传感器芯片可以帮助实现更好的自动白平衡和更可靠的光源识别,集成光源闪烁检测功能,更准确地再现颜色,最大限度地减少环境光源失真,从而获得更清晰、更逼真的照片。

小结

由于光谱传感芯片在微型化方向上的快速发展,目前光谱传感在便携设备领域发展迅速。光谱传感器可以在尽可能小的尺寸下提供更多通道的光谱测量,在许多新领域打开应用空间。


传感器光谱混合空间特征检测

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