超灵敏!让图像呈现“完美”色彩,全新真彩颜色传感器问世

感知触角 2023-07-17
2148 字丨阅读本文需 6 分钟

光是自然界最美妙的艺术。它的存在让世界拥有了色彩,为万物标注了独特的谱线,指引我们对光明与温暖的追求。

作为光学技术的研发领军者,艾迈斯欧司朗不断探索新的可能,为客户提供优质、创新的解决方案,创造属于未来的光明世界。从移动设备、可穿戴装置到各种应用,公司创新光学技术让数字化的趋势更加深入人心,其环境光传感器、颜色传感器和光谱传感器在越来越广泛的领域得到应用,为世界注入更多的亮彩。

近期,艾迈斯欧司朗推出全新真彩颜色传感器,使摄像头图像与显示器呈现出近乎完美的色彩。

什么是颜色传感器?

颜色传感器是“光电传感器”的一种形式,它使用发射器发射光,并使用接收器检测反射回的光波长。通常,颜色传感器能够检测属于红色、蓝色或绿色光谱的波长组合。这三个波长的组合分析给出了物体或光的实际颜色。颜色传感器用于产生具有对应于入射光能量的能量的输出信号,即它测量接收到的光的波长。

色彩传感器在终端设备中起着极其重要的作用,比如色彩监视器的校准装置;彩色打印机和绘图仪;涂料、纺织品和化妆品制造,以及医疗方面的应用,如血液诊断、尿样分析和牙齿整形等。色彩传感器系统的复杂性在很大程度上取决于其用于确定色彩的波长谱带或信号通道的数量。此类系统种类繁多,从相对简单的三通道色度计到多频带频谱仪不一而足。

感测色彩的传统做法是采用把三至四个光电二极管组合在一块芯片上的结构,而将红、绿、蓝滤色器置于光电二极管的表面(通常将两个蓝滤色器组合在一起以补偿硅片对于蓝光的低灵敏度)。独立的跨阻抗放大器将每个光电二极管的输出馈送到具有8~12 位典型分辨率的A/D 转换器中。A/D 转换器的输出随后被馈送至一个微控制器或其他类型的数字处理器中。

这种方法的主要优点是灵活性高,因为能够使放大器的增益和带宽以及A/D 转换器的速度和分辨率适合具体应用的要求,从而可以对设计进行调整以实现性能与成本的折中。为获得这种灵活性所付出的代价是增加了设计复杂性,另外也使模拟电路的电路板布局变得非常苛刻。该方案的主要应用包括:工业控制中需要短暂响应时间的高速过程检验,或因光照条件不定而要求随意调节增益和速度的应用。

另一种方法是将光强度直接转换为频率分别与每个红、绿、蓝通道的红、绿、蓝光分量的强度成正比的一个脉冲序列。给微处理器或另一个数字处理器提供一个直接接口就可以无需增设A / D 转换器。TAOS 公司的TCS230 就是此类器件的一个实例。它把红、绿和蓝传感器- 滤波器组合划分为栅格状,从而将元素扩散到整个感测区域,因此不再需要光扩散器。将每种颜色的光电二极管并联起来最终可使任何不均匀的照度达到平衡。

该方案取消了跨阻抗放大器和A/D转换器,处理器只是简单地测量周期或计算一个周期内来自传感器的脉冲数。传感器和数字处理器之间的直接接口还提供了高水平的抗噪声度,为将传感器放置在远处创造了条件。RGB- 频率转换法的局限性会在光强度较低的应用中显现出来。光强度较低,产生的频率也会随之降低,从而增加了转换时间。该方案的应用实例包括:空间因素至关重要的便携式系统和需要以低成本来实现更高分辨率的系统。

全新真彩颜色传感器,呈现完美色彩

全新TCS3530是一款可媲美人眼对可见光响应的超灵敏颜色传感器;它可高精准测量色度和照度,帮助摄像头实现卓越的自动白平衡,以及先进的显示器颜色管理;完全集成的光学组件以及内置匀光片,辅以产线端(end-of-line)校准功能,简化制造商的生产过程和光学设计。

全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗表示:全新TCS3530,可以使智能手机摄像头在任何光照条件下,均能呈现出近乎完美的色彩,达到更加自然的图像质量。TCS3530同时还具备完全集成的全新光学组件,可简化智能手机、摄像头和显示器制造商的设计难度。

TCS3530颜色传感器可产生XYZ三刺激响应值,这意味着其三通道输出非常接近一般人眼的三组感色光受体的响应。这是艾迈斯欧司朗有史以来最敏感的XYZ颜色传感器,可在所有光照条件下,无论是明亮日光下还是接近黑暗的环境中,都可实现色度和照度的精确测量。

该传感器的XYZ光测量值在芯片中被转换为色度,精准定位于CiE色彩空间坐标。实现摄像头的超精确自动白平衡,可在所有光照条件下实现物体颜色的自然再现,包括:在畸变光源,如荧光灯或LED下拍摄的图像;由大块非白光为主要光源的图像。在屏幕、显示器和电视中,TCS3530可在所有环境光条件下,实现卓越的颜色管理——算法可使用传感器的输出调节显示屏的白点,使其与环境光白点相匹配,再现更加精准、悦目的颜色,以及可感知的高画质。

TCS3530全新光学组件包括一个内置匀光片。因此,终端产品制造商在设计和制造光学组件时,无需再考虑外部匀光片,这极大地简化了光学设计工作和制造。因TCS3530组件的匀光片位置精密,其在传感器与孔径之间的距离设计十分精确。结合100%的产线端校准,TCS3530的集成架构,使各个传感器光学性能极为一致。同时帮助制造商无需在工厂开展大量、复杂传感器系统校准的工作。

百年历史,用感知体验生活

艾迈斯欧司朗集团是光学解决方案的全球领导者。公司为光赋予智能,将热情注入创新,丰富人们的生活。这就是“传感即生活”的意义所在。

公司拥有超过110年的发展历史,以对未来科技的想象力为引,结合深厚的工程专业知识与强大的全球工业产能,长期深耕于传感与光学技术领域,持续推动创新。在汽车、消费、工业与医疗健康领域,且致力于为客户提供具有竞争力的解决方案,在健康、安全与便捷方面,致力于提高生活质量,推动绿色环保。

截至目前,艾迈斯欧司朗在全球范围拥有约2.2万名员工,专注于传感、照明和可视化领域的创新,使旅程更安全、医疗诊断更准确、沟通更便捷;致力于开发突破性的应用创新技术,目前已授予和已申请专利超过15,000项。

文章来源: 中电网,艾迈斯欧司朗,快懂百科

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来自:感知触角
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