XYZ三刺激傳感器

　　RGB(紅綠藍(lán))三色傳感器要過時了，XYZ顏色傳感器正登場，可用于檢測蘋果成熟度、牛奶是否新鮮等。相比RGB的三通道、10%～15%精度誤差，XYZ有更多通道、1%～5%誤差、頻譜更豐富(如下圖中間一行比對)。

　　圖1 接近光(ALS)傳感器、顏色傳感器、頻譜傳感器的比較

　　XYZ色彩工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已于1931年推出，即CIE1931“標(biāo)準(zhǔn)觀察者”XYZ三刺激模型，是根據(jù)人的三種神經(jīng)元設(shè)立的XYZ標(biāo)準(zhǔn)，但遺憾的是此后一直沒有大范圍用起來。

　　前兩年蘋果的高端平板電腦iPad Pro具有紙質(zhì)顯示效果，就有XYZ顏色傳感器的功勞。那么，為何調(diào)整顯示屏的白點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)“紙質(zhì)”效果?手機(jī)也有很大的應(yīng)用潛力。如夏圖，在室外6500K色溫進(jìn)入室內(nèi)，如果有XYZ顏色傳感器，從6500K跳到室內(nèi)3000K時，色彩更自然(如圖2和圖3中的左側(cè)手機(jī))。調(diào)節(jié)方法是根據(jù)色溫K值調(diào)節(jié)紅綠藍(lán)光的比例。

　　圖2 6500K色溫時，左側(cè)帶有XYZ顏色傳感器的手機(jī)與右側(cè)RGB手機(jī)差別不大

　　圖3 從6500K到3000K色溫切換時，可見帶有XYZ傳感器(左側(cè))的手機(jī)還原色彩更真實(shí)

　　XYZ傳感器在手機(jī)和平板電腦上的應(yīng)用潛力大，例如可以檢測室內(nèi)的燈是熒光燈、LED燈還是鹵素?zé)?，以進(jìn)行合理的光纖。此外，還能檢測蘋果、牛奶等，還可以用于網(wǎng)購，例如衣服色彩的精細(xì)辨別、裝修材料色彩的選擇等，還可用于投影儀。

　　世面上已經(jīng)有一些XYZ傳感器，但是體積較大。近日，艾邁斯(ams)半導(dǎo)體針對真彩消費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)布迄今為止最小的XYZ三刺激傳感器--TCS3430。因?yàn)榘褳V色片做在了硅片上，因此不僅集成度更高，而且因?yàn)槟軐?shí)現(xiàn)大規(guī)模硅片生產(chǎn)，成本也大為降低。其核心技術(shù)——XYZ濾色片生產(chǎn)在ams的奧地利工廠和新加坡工廠生產(chǎn)，硅片外包給TSMC生產(chǎn)。ams先進(jìn)光學(xué)解決方案高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理David Moon告訴電子產(chǎn)品世界的編輯。

　　照片：ams先進(jìn)光學(xué)解決方案高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理David Moon展示TCS3430

　　據(jù)悉，手機(jī)的光傳感器競爭激烈，如圖1，接近傳感器和RGB傳感器像爬行，XYZ傳感器像是在走，而光譜傳感器將是跑。

　　另外，ams即將推出光譜傳感器。光譜傳感器價格會比XYZ便宜20%左右。光譜傳感器的頻譜比XYZ更寬泛，可以檢測牛奶等食品/物質(zhì)的營養(yǎng)成分，除了傳感器外，還需要數(shù)據(jù)庫/大數(shù)據(jù)支撐。

　　ams的微型傳感器 TCS3430介紹

　　以下是ams的官方新聞稿。

　　采用領(lǐng)先光學(xué)濾波技術(shù)的微型傳感器 TCS3430的光譜響應(yīng)幾乎與人眼的一致,從而實(shí)現(xiàn)高精度的照度和CCT測量。

　　艾邁斯半導(dǎo)體公司(ams)7月20日宣布推出首款基于XYZ三刺激的真彩傳感器IC —— TCS3430。新款傳感器占用空間小，適用于筆記本、智能手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品。

　　色彩領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是CIE1931“標(biāo)準(zhǔn)觀察者”XYZ三刺激模型。TCS3430數(shù)字化的輸出結(jié)果是XYZ三刺激的比例輸出，與CIE1931 XYZ三刺激模型相一致，因此小型化的TCS3430可以用于顯示器管理、自動白平衡或色彩管理等應(yīng)用。

　　原始設(shè)備制造商從RGB顏色傳感器轉(zhuǎn)向全新且極具成本效益的TCS3430傳感器可以顯著改善相機(jī)和顯示器的性能：

　　· 根據(jù)環(huán)境的相關(guān)色溫(CCT)和亮度調(diào)節(jié)顯示屏的色溫(變暖或變冷)和亮度

　　· 通過高質(zhì)量的校準(zhǔn)提升顯示器的白平衡和圖像逼真度

　　· 相機(jī)可得到更逼真的、幾乎零顏色失真的圖像，白平衡性能可與專業(yè)級攝影設(shè)備媲美

　　TCS3430采用了艾邁斯半導(dǎo)體專有的光學(xué)干涉濾波器技術(shù)。干涉濾波器可直接沉積在晶圓上，且能模擬人眼的光譜響應(yīng)的特性。TCS3430的濾波器具有五個通道，包括X、Y、Z通道以及兩個紅外通道。兩個紅外通道可用于推斷光源類型。Y通道則為可見光光譜中的綠光部分提供照度測量，使得TCS3430可同時用作環(huán)境光傳感器與顏色傳感器。

　　TCS3430的封裝尺寸為2.41毫米x 1.75毫米 x 1.00毫米。傳感器光學(xué)孔徑上需要覆蓋一個擴(kuò)散膜。TCS3430具有高靈敏度和寬動態(tài)范圍，可安裝在深色或透明的蓋玻片后面。此外，它可在1.8V的電源下運(yùn)行，主處理器通過I2C接口訪問TCS3430。

　　艾邁斯半導(dǎo)體顏色傳感器市場高級營銷經(jīng)理Kevin Jensen表示：“TCS3430作為迄今為止最小的真彩傳感器，能夠使消費(fèi)類產(chǎn)品的的色彩和亮度與環(huán)境的光照和色彩更匹配。消費(fèi)者越來越有色彩概念。根據(jù)最近的調(diào)查顯示，消費(fèi)者愈發(fā)覺得在商店里或者在在線購物時商品的顏色與商品在家里時的顏色很難匹配起來。精確的白平衡不僅可以幫助設(shè)計師和專業(yè)人士提高圖像質(zhì)量，還可以幫助普通消費(fèi)者作出購買決定從而降低整體產(chǎn)品退貨情況。”

　　TCS3430現(xiàn)已上市，亦可獲取評估套件。咨詢或了解更多技術(shù)信息，請訪問www.ams.com/Color-Sensors/TCS3430。