[发明专利]色彩传感器

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

随着现代工业化生产向高速化、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。

发明内容

本发明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。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：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，以提高光线的均匀性，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。

本发明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(1)相当于传感器标定，可由生产厂商事先做好。