色彩传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种色彩传感器，包括能分别提供至少２种颜色相异的光的照射光源、光电传感器、具有Ａ／Ｄ转换功能的微控制器、显示组件、光源控制电路和通信接口；所述微控制器通过光源控制电路与所述照射光源连接，所述微控制器通过光电传感器接收所述照射光源照射在待测物体上产生的反射光的光强信号，所述显示组件与所述微控制器连接；所述通信接口与所述微控制器连接。本发明专利技术可以准确地检测待测物体的颜色，可以应用于一般工业生产中的颜色测量与识别；且操作方便、结构简单，成本较低，适于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种色彩检测装置，具体涉及一种色彩传感器，应用于一般 工业生产中的颜色测量与识别。
技术介绍
随着现代工业化生产向髙速化、自动化方向的发展，生产过程中长期以 来由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被相应的色彩传感器所 替代。例如图书馆使用不同颜色对文献进行分类，能够提高排架管理和统 计等工作效率；在包装行业，产品包装利用不同的颜色或装潢表示其不同的 性质或用途；此外，色彩传感器在涂料、纺织品和化妆品制造，以及医疗方 面也有着广泛的应用。现有的色彩传感器比较少见，直到最近随着微电子技术的发展，彩色CCD作为图像传感器应用于工业、民用与特殊领域。然而，由于彩色CCD并不是作为色彩传感器而使用的，要得到对象的色彩信息还要经过复杂的信号处理。TAOS(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)公司最新推出的色彩传感器TCS230,能够实现颜色的识别与检测。TCS230把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上，同时在单一芯片上集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器；其输出信号是数字量，因而无需外接额外的A/D转换电路。然而这种基于三基色检测的色彩传感器的局限性会在光强度较低的应用中显现出来，且该色彩传感器的价格昂贵，难以推广应用。另一种常用的色彩检测仪器是分光光度色度计，其基本原理是利用不同波长的光源照射被测物体，通过检测穿过或从被测物体反射回来的光通量，并进行一定的数据处理后得到检测结果。该仪器的精度和分辨率均很高，但对于使用环境有着较为严格的要求，因此该仪器一般用于实验室分析，不适用于 工业生产中的颜色测量与识别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种价格低廉的色彩传感器，以应用于一般工业生产中的颜色测量与识别。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是 一种色彩传感器，包 括能分别提供至少2种颜色相异的光的照射光源、光电传感器、具有A/D转 换功能的微控制器、显示组件、光源控制电路和通信接口；所述微控制器通 过光源控制电路与所述照射光源连接，所述微控制器通过光电传感器接收所 述照射光源照射在待测物体上产生的反射光的光强信号，所述显示组件与所 述微控制器连接；所述通信接口与所述微控制器连接。上文中，所述微控制器通过光源控制电路与所述照射光源连接，是为了 控制产生多个颜色相异的单色光源以便进行测量；所述微控制器通过光电传 感器接收所述照射光源照射在待测物体上产生的反射光的光强信号，是指采 用照射光源对待测物体进行照射，利用光电传感器检测待测物体的反射光强 度，再转化为电信号输送给微控制器；所述显示组件是现有技术，可以采用 LED显示、数码管显示或者液晶显示器等等。在检测待测物体之前，需要对 具有标准颜色的标准检测样本进行标定，标准检测样本的数量和颜色根据实 际应用情况确定。所述通信接口是现有技术，可以将检测结果以规定格式传 送给其它的设备。所述照射光源的产生可以有以下几种方法(1)采用白色光源+滤色片； (2)采用白色光源+分光棱镜；(3)采用不同颜色的发光器件，例如多个单色光 LED; (4)采用能够轮流发出不同颜色光的单个LED。优选的技术方案，所述照射光源为LED发光器件。此外，可以采用多 个同一颜色的照射光源并列设置，利用无影灯的原理，以提髙光线的均匀性， 减少外界光线的干扰。优选的技术方案，所述光电传感器为光敏三极管。所述光电传感器是现 有技术，也可以采用常规的光敏二极管、光敏电阻或光电池。本专利技术同时同求保护一种色彩检测方法，包括如下步骤(1) 利用照射光源产生的至少2种颜色相异的光分别照射至少2个标准 检测样本，通过光电传感器接收照射在标准检测样本上的反射光的光强信 号，得到至少2个标准检测样本的检测数据；(2) 再利用照射光源产生的至少2种颜色相异的光分别照射待测物体， 通过光电传感器接收照射在待测物体上的反射光的光强信号，得到待测物体的检测数据；(3)分别将步骤(1)中的标准检测样本的检测数据和步骤(2)中的待测物 体的检测数据进行离差平方和计算，并比较大小，其中最小值所对应的标准 检测样本的颜色即为待测物体的颜色。上文中，所述步骤(l)相当于传感器标定，可由生产厂商事先做好。本专利技术的工作原理如下采用不同波长(颜色)的照射光源对待测物体 进行照射，同时利用光电传感器检测待测物体的反射光强度，由于不同颜色 的待测物体表面对于不同波长的光线反射强度是不一样的，因此根据对于不 同波长的照射光的检测结果，就能够判断出待测物体的颜色。在进行正式检 测前，需要先进行标定，即先将每个标准检测样本在不同波长的照射光下进 行照射，然后记录检测光的强度；对待测物体进行检测时，将检测数据与样本数据进行 对比，取与标准检测样本最为接近的数据所对应的颜色作为检测结果。以两个标准检测样本(红色、绿色)的情况为例，分别用红色和绿色光 源照射标准检测样本，并检测标定标准检测样本的反射光强度，可以分别得 到相应的两组检测数据C1 = [C11， C21，C2=[C12， C22再分别用红色和绿色光源照射待测物体，得到一组检测数据 S=[S1， S2定义待测物体颜色与标准检测样本颜色的距离如下 Dl2= (Sl國Cll) 2 + (S2-C21)2 D22 = (S1-C12) 2+ (S2-C22) 2如果DKD2，则判定待测物体颜色为红色(CI);反之，则判定待测物 体颜色为绿色(C2)。对于一般情况，设标准检测样本数为ii，对标准检测样本进行照射的光 源种类(波长)数为m。则可以得到n个标准检测样本CI, C2...， Cii的检 测数据为C1 = [C11，…，CmlC2=[C12，…，Cm2Cn=Cln,…，Cmn再分别用m个进行标定的光源照射待测物体，得到一组检测数据.-S=分别计算待测物体颜色与标准检测样本颜色的距离 Dl2= (Sl-Cll) 2+ (S2-C21) 2+...+ (Sm-Cml) 2 D22 = (S1-C12) 2+ (S2-C22) 2+ + (Sm誦Cm2) 2Dn2= (Sl-Cln) 2+ (S2-C2n) 2+...+ (Sm-Cmn) 2 比较Dl， D2， ...Dn，取其中最小者所对应的标准检测样本颜色，即为 待测物体颜色的测量结果。由于上述技术方案的采用，与现有技术相比，本专利技术具有如下优点1. 本专利技术利用照射光源、光电传感器和微控制器等器件制备了色彩传 感器，可以准确地检测待测物体的颜色，可以应用于一般工业生产中的颜色 测量与识别。2. 本专利技术对于颜色的识别准确度较髙，且操作方便、结构简单，成本 较低，适于推广应用。附图说明图1是本专利技术实施例一的组成结构示意图图2是本专利技术实施例一中具有2个LED照射光源的检测示意图。具体实施方式 下面结合实施例对本专利技术作进一步描述 实施例一参见附图1 2所示， 一种色彩传感器，包括能分别提供至少2种颜色相 异的光的照射光源、至少2个标准检测样本、光电传感器、具有A/D转换功 能的微控制器、显示组件、光源控制电路和通信接口；所述微控制器通过光 源控制电路与所述照射光源连接，所述微控制器通过光电传感器接收所述照 射光源照射在标准检测样本或待测物体上产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色彩传感器，其特征在于：包括能分别提供至少２种颜色相异的光的照射光源、光电传感器、具有Ａ／Ｄ转换功能的微控制器、显示组件、光源控制电路和通信接口；所述微控制器通过光源控制电路与所述照射光源连接，所述微控制器通过光电传感器接收所述照射光源照射在待测物体上产生的反射光的光强信号，所述显示组件与所述微控制器连接；所述通信接口与所述微控制器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王富东，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]