光譜傳感在很多消費、工業(yè)和醫(yī)療領域被采用，可以完成很多新興的應用，如顏色提取、認證以及物質(zhì)、材料、流體的光譜分析。提到光譜大家很容易想到造價昂貴的光譜儀設備，其實不然，現(xiàn)在芯片級的光譜技術支持下的光譜傳感器已經(jīng)有了很多用例。

什么是光譜？

光譜的定義是將復合光經(jīng)過分光設備分成單色光，然后按波長大小排列在一起的圖譜。光譜和電磁波是密不可分，電磁波大家很熟悉，電磁波是在空間中傳輸?shù)那揖哂兄芷谛宰兓碾姶艌?。而電磁場我們都知道可以電生磁磁生電，它們兩個是一種相互依賴的關系。換句話說，電磁波是在空間中傳輸?shù)囊环N能量，而這種能量它的頻率有大有小。因為速度都是光速，所以頻率的不同導致了其波長不同。從最小波長到最大波長，是從倫琴射線到X射線到紫外，然后是我們平?？梢姽?，然后紅外、微波最后是無線波。每種波長都有其適合的應用。 光譜根據(jù)它的形成方式的不同，被分為三種類型。第一種是發(fā)射光譜，它主要是靠熱或者是電激勵而形成的，被熱和電激勵之后能自發(fā)光，譬如我們生活中的光源。發(fā)射光譜可以分為連續(xù)光譜、線性光譜和帶狀光譜。連續(xù)光譜整個的光譜是沒有任何缺失的，很好理解。線性光譜只在某一個特定的波長顯現(xiàn)光譜特征，在其他的部分是沒有光譜特征的。最后一種帶狀光譜帶狀方式在每個連續(xù)的波段是有光譜的，但是在某一個特定的波長，它是沒有光譜。 第二種是吸收光譜，利用紫外、可見、紅外對一個外界的光源做一個攝能。自然界所有物質(zhì)都有著獨一無二的吸收光譜，吸收光譜大多數(shù)時候用來進行有機化合物的成分分析。第三種光譜是散射光譜，同樣需要紫外、可見或者是紅外來作為額外的光源來照。散色光譜的信號非常的弱，檢測這種光譜并不是很容易，需要一些特定的技術。

光譜傳感器相較顏色傳感器優(yōu)勢在哪？又如何應用？

顏色傳感器可以檢測顏色，為大家所熟知的是XYZ顏色傳感器和RGB傳感器，這種傳感器能直接檢測出顏色。光譜傳感器其實也是能夠顯示顏色的。那較之顏色傳感器，光譜傳感器能夠在檢測上發(fā)揮什么樣的優(yōu)勢呢？ 我們知道基礎的三原色可以按照不同配比合成其他各種顏色，比如黃色可以由紅色和綠色調(diào)合出來，但是這種調(diào)合出來的顏色是沒有真正單波長黃色的光譜特征的。調(diào)合而來的顏色和單波長光的顏色看起來相同，但其實二者的光譜完全不同。光譜傳感器能夠匹配顏色還能匹配光譜，消除同色異譜的差錯。顏色檢測是光譜傳感器應用很多的一類場景，在工業(yè)和醫(yī)療場景，尤其是醫(yī)療診斷方向一直很實用。 物質(zhì)分析也是光譜傳感器很常用一類應用，比如檢測某類水果中的糖分含量，檢測某類化學品中的組成成分。光譜檢測出來的光譜信息跟標準光譜信息去做比對，來判斷某類物質(zhì)的含量。當然，這也需要配套的檢測算法共同實現(xiàn)。 目前，在智能家居、智能照明、醫(yī)療保健、工業(yè)檢測領域，光譜傳感器有著廣泛的應用。

光譜傳感芯片加持下的光譜傳感器

光譜傳感芯片的出現(xiàn)大大降低了實現(xiàn)光譜技術應用的成本和技術難度，不再需要昂貴的光譜儀等設備。目前國外光學傳感器廠商在光譜傳感芯片上技術實力會領先一些，比較知名的像艾邁斯的光譜傳感技術，在光譜傳感芯片上創(chuàng)新了納米光學干涉濾光片技術，可在寬溫度范圍內(nèi)長時間正常使用和保持光譜穩(wěn)定性。在高精度工藝技術加持下，可以創(chuàng)建針對不同光譜傳感要求進行優(yōu)化的帶通和遮光濾光片。

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多光譜傳感器，艾邁斯 光譜傳感器能夠檢測的通道越多，其設計就越復雜，還涉及很多芯片級的技術校準和光學級的技術校準。目前領先的光學傳感廠商能在光譜傳感芯片上能做提供11個測量通道，多通道也意味著匹配了多個并行ADC來穩(wěn)定地實現(xiàn)信號處理，達到高分辨、高波長精度和幀率。 這種多通道高性能的光譜傳感器芯片有助于實現(xiàn)更出色的自動白平衡、更可靠的光源識別，并且集成光源閃爍檢測功能，更準確地再現(xiàn)色彩，最大限度地減少環(huán)境光源失真，從而獲得更清晰逼真的照片。

小結

目前光譜傳感在便攜設備領域進展很快，這也得益于光譜傳感芯片在微型化方向上的快速發(fā)展。在盡可能小的尺寸下提供更多通道的光譜測量，光譜傳感器能夠在很多新領域打開應用空間。

編輯：黃飛

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