
色彩传感器是由单晶硅和非单晶态硅制成的半导体器件。物体的颜色是由照射物体的光源和物体本身的光谱反射率决定的。在光源一定的条件下,物体的颜色取决于反射的光谱(波长),能测定物体反射的波长,就可以测定物体的颜色。色彩传感器有两种:双PN结光电二极管和非晶态集成色彩传感器。


人眼主导颜色识别越来越多的被相应的色标传感器代替。

双结型色彩传感器
在一块单晶硅基片上作了两个PN结的三层结构,如下图所示。两个光电二极管PD1及PD2反向连接。光电二极管的光谱特性与PN结的厚薄有很大关系。PN结的面做得薄一点对蓝光的灵敏度高。PD1与PD2的厚薄不同所以光谱特性也不同,如下图所示。



PD1接近表面,所以对蓝光(波长430~460nm)、绿光(波长490~570nm)有较高的灵敏度。 PD2则对红光(波长650~760nm)及红外线有较高的灵敏度。分别测PD1及PD2的短路电流,ISC1、ISC2,可得下图所示的特性。

根据色彩传感器检测的短路电流比,由图4-20可以求出对应的波长,即可分辨出不同的颜色。
由上图可知,不同的温度,其特性有所变动。因此在作精密测量时要在电路上加温度补偿,或者在计算机中用软件进行补偿。
非晶态集成色彩传感器
如图4-21 所示,在非晶态的硅的基片上,平排做了三个光电二极管。
在各个光电二极管上分别加上红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色镜,将来自物体的反射光分解为三种颜色。
根据R、G、B滤色镜下光电二极管输出的短路电流大小,通过电子线路及计算机,可以识别十二种以上的颜色。


AM3301系列集成色彩传感器的三色相对灵敏度与波长特性如下图所示。

非晶态色彩传感器的入射光照度与输出电压的关系如下图所示。

传感器上有时并联一个100KΩ电阻,以保证良好的线性度。放大电路如下图所示。



