颜色
传感器概述
颜色传感器是一种能够感知光线的传感器,属于光电传感器、光传感器的范畴。它通过光电
二极管接收环境光,并分别检测色彩三原色 ——R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)的强度,以此来识别目标物体的颜色。
颜色传感器的检测原理
当向物体照射含有 RGB 分量的光线时,物体表面会反射与自身颜色对应的颜色分量。例如,若物体为红色,其反射光分量主要为红光(R)。物体的颜色是由其反射的色光(RGB)分量的比例所决定的。颜色传感器利用光电二极管接收反射光,并计算 RGB 的强度比例,从而实现颜色识别。

从图中可以清晰看到,当物体为白色时,会反射 RGB 三原色光;物体为黄色时,会反射 R 色光和 G 色光,且两者的比例会改变黄色的色调深浅;而物体为黑色时,则无反射光。
颜色传感器 IC 的结构
颜色传感器通常以 IC 的形式实现。其内部配备有彩色滤光片(Color filter)和红外截止滤光片(Ir cut filter)。彩色滤光片能够增强 RGB 的分光特性,而红外截止滤光片则可阻隔红外线,二者协同作用,实现高精度的颜色识别。

颜色传感器的应用实例 ——BH1749NUC
BH1749NUC 是一款 16bit 串行输出型数字颜色传感器 IC。它不仅能够检测光的颜色分量(RGB)和红外光,还能将其转换为数字信号。该 IC 具备更高的灵敏度、更宽的检测范围以及优异的红外光阻隔特性,能够轻松且地获取环境光的照度和色温。

从结构图可知,该 IC 内部不仅有彩色滤光片(RGB)和红外截止滤光片(Ir cut filter),还具备特色的红外光检测单元。光电二极管检测到的各色光分量通过 ADC(模数转换器)转换为数字信号后,经由 I2C 接口传输至
微控制器。
其封装尺寸为 2.1×2.0×0.6mm,体积小,功耗低,非常适用于
电池驱动的多种应用场景。主要电气规格如下:
电源电压范围:2.3V~3.6V
照度检测范围:80 klx (Typ)
工作时的消耗电流:190μA (typ)
断电时的消耗电流:0.8μA (typ)
工作温度范围: - 40℃~ + 85℃

性能对比数据表明,在日光色(5000K)和灯泡色(2800K)的色温检测中,BH1749NUC 的测量结果非常准确。
颜色传感器的应用示例
颜色传感器的应用十分广泛。一方面,通过检测环境光,它可以将显示或拍摄的色彩校正到更佳状态。这使得
显示屏能够输出更接近自然的图像,并提升拍摄画质,因此被广泛应用于液晶电视、智能手机、平板电脑、掌上游戏机等产品中。另一方面,它还可用于工厂等生产工艺的管理环节,对产品颜色或液体颜色进行判定。例如,在食品加工行业,可通过颜色传感器检测食品的颜色,判断其成熟度和品质;在纺织行业,可对布料颜色进行检测和分类。