【導讀】在某些電子領域，技術可以模擬某些人類操作
，而無需匹配人類豐富的能力。例如，人工智能 (AI) 具ju有you執zhi行xing有you限xian類lei型xing思si維wei的de非fei凡fan能neng力li，使shi機ji器qi能neng夠gou在zai國guo際ji象xiang棋qi等deng遊you戲xi中zhong擊ji敗bai人ren類lei。但dan沒mei有you人ren期qi望wang人ren工gong智zhi能neng能neng夠gou取qu代dai人ren腦nao進jin行xing複fu雜za的de操cao作zuo，例li如ru寫xie小xiao說shuo、研製冠狀病毒疫苗或設計建築物等。

在某些電子領域
，技術可以模擬某些人類操作，而無需匹配人類豐富的能力。例如，人工智能 (AI) 具ju有you執zhi行xing有you限xian類lei型xing思si維wei的de非fei凡fan能neng力li
，使shi機ji器qi能neng夠gou在zai國guo際ji象xiang棋qi等deng遊you戲xi中zhong擊ji敗bai人ren類lei。但dan沒mei有you人ren期qi望wang人ren工gong智zhi能neng能neng夠gou取qu代dai人ren腦nao進jin行xing複fu雜za的de操cao作zuo，例li如ru寫xie小xiao說shuo、研製冠狀病毒疫苗或設計建築物等。

然而，在光電子領域，傳感器技術發展到現在，已經超過了人類眼睛（人類的光學傳感器）denengli。zaihendachengdushangshouyidongdianhuaxingyedetuidong，guangheyansechuanganqishichangzaiguoquwunianzhongxunsukuoda。zhexiyinleyuelaiyueduodebandaotizhizaoshangdeguanzhu，bingcuishenglexinxingguangxuechuanganqidekaifa
，tuokuanleguangxueyuanjiandeyingyongfanwei。

這些傳感器的能力以各種方式超越了人眼的能力：一些傳感器可以實現和人眼一樣的功能，並且做得更好；其他傳感器能夠完成人眼無法完成的功能。

在每種情況下，這些超人的能力都為增強現有產品的功能和創造全新類型的產品創造了令人興奮的新可能性。

像人眼一樣 – 並且超越人眼

人眼是一個 RGB（紅/綠/藍）可見光傳感器。視網膜包含三種類型的“視錐細胞”
，它們在 564 nm 至 580 nm 的可見光譜紅色部分、534 nm 至 545 nm 的綠色部分和 420 nm 至 440 nm 的藍色部分附近具有峰值靈敏度，如圖 1 所示。在視力正常的人中，大腦解釋這三組顏色感測元件輸出的相對強度，以及來自視網膜“視杆”的光強度信息，以構建世界的全彩色視圖。

圖 1：普通人眼的光譜靈敏度（圖片來源：OpenStax College
，知識共享許可協議）

許多顏色傳感器使用相同的 RGB 架構
，使電子設備能夠像人類一樣“看”世界。大量 RGB 顏色傳感器部署在手機、平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao)和(he)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)中(zhong)
，提(ti)供(gong)顏(yan)色(se)感(gan)應(ying)輸(shu)入(ru)
，以(yi)實(shi)現(xian)顯(xian)示(shi)亮(liang)度(du)和(he)顏(yan)色(se)管(guan)理(li)。在(zai)用(yong)戶(hu)從(cong)明(ming)亮(liang)的(de)室(shi)外(wai)陽(yang)光(guang)環(huan)境(jing)移(yi)至(zhi)光(guang)線(xian)昏(hun)暗(an)的(de)室(shi)內(nei)空(kong)間(jian)時(shi)，該(gai)功(gong)能(neng)可(ke)調(tiao)暗(an)手(shou)機(ji)屏(ping)幕(mu)，並(bing)根(gen)據(ju)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)的(de)環(huan)境(jing)光(guang)線(xian)條(tiao)件(jian)來(lai)調(tiao)節(jie)色(se)彩(cai)平(ping)衡(heng)。

zaizhezhongleixingdeyingyongzhong，monirenyanduiwaibuguangcijidefanyingfangshidenenglijuyouhengaodejiazhi，gaimonifangfashitongguozaichuanganqideguangdianerjiguanshangpeizhilvguangpian，shizhidingbochangdeguangtongguo，bingyongruanjianlaibuchangyu 1931 年國際照明委員會 (CiE) 人眼光譜靈敏度標準模型的差異。

雖然對於視力正常的人來說，視力的天賦是美妙的，但是人眼在很多方麵表現不佳或無法勝任。這一事實促使了意法半導體在 2021 年發布增強型 RGB 傳感器 VD6283TX。據意法半導體稱，這是世界上最小的 RGB + 紅外 (IR) 傳感器，尺寸為 1.83 mm x 1.0 mm x 0.55 mm。 與人眼一樣，它對 RGB 波長很敏感
，但在波長稍長於人眼可見光譜的紅色部分具有峰值靈敏度，如圖 2 所示。

圖 2：六通道 VD6283TX 顏色傳感器的光譜靈敏度

與人眼一樣，VD6283TX 對閃爍也很敏感。但是，眼睛對頻率在 50 Hz 到 90 Hz 之間的閃爍光失去敏感性
，因此在更高頻率下看到的是連續光，而 VD6283TX 能夠在 100 Hz 至 2 kHz 範圍內保持對閃爍的靈敏度。由於 LED 燈的閃爍通常發生在 100 Hz 至 500 Hz 之間，因此意法半導體傳感器可以檢測所有常見的閃爍光源。使用來自 VD6283TX 的閃爍頻率檢測信號
，相機係統可以應用對策來消除在閃爍光下捕獲的視頻或靜止圖像上看到的不需要的條帶效應。

人ren眼yan可ke見jian的de閃shan爍shuo讓rang人ren不bu舒shu服fu，甚shen至zhi對dui健jian康kang有you害hai，有you些xie人ren發fa生sheng頭tou痛tong或huo惡e心xin。但dan事shi實shi上shang，研yan究jiu也ye發fa現xian了le相xiang對dui較jiao低di頻pin率lv的de不bu可ke見jian閃shan爍shuo對dui幸xing福fu感gan的de類lei似si影ying響xiang。使shi用yong VD6283TX 使照明或樓宇管理係統能夠檢測到潛在有害的不可見閃爍的存在，並向居住者提供適當的指示。

VD6283TX 光電二極管的高靈敏度意味著它可以在低至 1 lux 的昏暗光線條件下保持閃爍檢測能力。它不僅檢測閃爍，還提供精確到 ±3% 的閃爍頻率測量。

VD6283TX 可以使用獨立板 X-NUCLEO-6283A1 輕鬆進行評估，或者作為使用 P-NUCLEO-6283A1 、包括 STM32F401 微控製器板的開發係統的一部分進行評估。

超越人眼能力

作為一個三通道傳感器，人眼是一種用於區分一種顏色和另一種顏色的相對粗糙的硬件設備。事實上，它依賴於複雜的“軟件”，即大腦的感官知覺功能，來解釋來自眼睛的原始 RGB 信號，並對視野中的場景進行光譜分析。

這種解釋功能有時會被其輸入信號所迷惑。大腦無法解釋任何關於紫外線和紅外線的信息，因為眼睛對低於 380 nm 左右和高於 750 nm 的波長不敏感。

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，beichengweiguangpuchuanganqidexinyidaiguangxuechuanganqitigongdeyingjiangongnengchaoyueleyanjingsuozhixingdeyouxiangongneng。aodilizhizaoshangaimaisiousilangshigailingyudexianqu，zheyaoguigongyuqikaifadeyongyuzaijingyuanshangzhizaoganshelvboqidedutejishu。zhezhongzhizaonenglishiqinenggoutongguoyingyongdapiliangbandaotizhizaogongyi、以非常小的尺寸和低成本製造具有均勻濾波特性的光譜傳感器。

AS7341 是艾邁斯歐司朗光譜傳感器中首款在多種應用中獲得廣泛采用的傳感器。這種 11 通道器件將可見光譜分成八個波段，還包括一個紅外通道、一個透明通道和一個閃爍通道
，如圖 3 所示。

圖 3：艾邁斯歐司朗的 AS7341 傳感器的光譜靈敏度

與人眼的三個可見光通道相比，AS7341 的八個可見光通道支持更詳細的光譜分析，在現實世界中有著無數用途。

其中一種用途是可靠的色彩分析和配色，這是時裝、化妝品、家具、塗料



、紡織

、廣播
、電dian影ying和he其qi他ta行xing業ye的de重zhong要yao功gong能neng。如ru上shang所suo述shu，人ren眼yan可ke能neng會hui被bei解jie釋shi來lai自zi視shi網wang膜mo的de信xin號hao的de大da腦nao所suo欺qi騙pian。例li如ru，對dui於yu人ren眼yan來lai說shuo
，紅hong光guang和he黃huang光guang的de混hun合he在zai大da多duo數shu光guang線xian下xia呈cheng現xian橙cheng色se，並bing且qie看kan起qi來lai與yu飽bao和he的de“純”橙色相同。

然而

，在某些光線下
，紅黃色物體會呈現出與橙色不同的顏色，這種現象稱為同色異譜。基於 AS7341 的(de)手(shou)持(chi)式(shi)光(guang)譜(pu)儀(yi)能(neng)夠(gou)正(zheng)確(que)區(qu)分(fen)紅(hong)黃(huang)色(se)物(wu)體(ti)和(he)純(chun)橙(cheng)色(se)物(wu)體(ti)，避(bi)免(mian)將(jiang)兩(liang)個(ge)樣(yang)本(ben)等(deng)同(tong)的(de)風(feng)險(xian)，這(zhe)兩(liang)個(ge)樣(yang)本(ben)在(zai)參(can)考(kao)光(guang)下(xia)看(kan)似(si)相(xiang)同(tong)，但(dan)用(yong)戶(hu)在(zai)不(bu)同(tong)光(guang)線(xian)下(xia)觀(guan)察(cha)時(shi)可(ke)能(neng)會(hui)發(fa)現(xian)它(ta)們(men)顏(yan)色(se)不(bu)同(tong)。

11通道AS7341出chu色se的de色se彩cai辨bian別bie力li在zai不bu涉she及ji色se彩cai匹pi配pei的de領ling域yu也ye有you應ying用yong。在zai傳chuan統tong的de家jia用yong和he商shang用yong煙yan霧wu報bao警jing器qi中zhong，光guang學xue傳chuan感gan器qi用yong於yu檢jian測ce室shi內nei何he時shi被bei煙yan霧wu占zhan據ju
，而er煙yan霧wu會hui遮zhe擋dang室shi內nei光guang電dian二er極ji管guan的de視shi野ye，探tan測ce器qi也ye可ke能neng被bei其qi他ta汙wu染ran物wu觸chu發fa
，例li如ru蒸zheng汽qi水shui滴di，從cong而er導dao致zhi誤wu報bao。

通過用 AS7341 替換標準光電二極管，煙霧報警器可以得到顯著升級
，可提供區分煙霧和蒸汽的能力。它還可以檢測不同類型燃料（例如木材
、塑料和油）煙霧的獨特光譜“特征”。智能煙霧報警器不僅可以提醒急救人員火災的存在，而且還可以指示滅火所需的滅火器類型。

這種光譜特征的概念還有許多其他潛在應用：艾邁斯歐司朗已經展示了芯片級光譜傳感器的使用，可以對獼猴桃等農作物的成熟度進行非接觸式
、feipohuaixingceshi。zheduiyuxuyaochangtuyunshuqiebixuzaiwanquanchengshuzhiqiancaizhaicainengwanhaowusundidaodachaoshihuojiadexuduoleixingdenongchanpinlaishuofeichangyoujiazhi。duishuiguobiaomianfansheguangdeguangpufenxitigongleguanyushuiguotangfenheganwuzhihanliangdejingqueshuju
，zhexieshujudianyouzhuyuquedingshuiguoshifouchengshu。

這些新一代片上光譜儀提供了實驗室級儀器的大部分功能，而且單價通常低於 10 美元
，隨著業界發現這些器件的功能，更多此類應用正在湧現。隨著具有超過 11 個通道的新器件的推出，並且能夠更精確地表征物體的光譜特征，將出現更複雜的應用。

在板級設計中實現頻譜分析功能

最新的顏色和光譜傳感器提供的新功能將吸引許多設計工程師首次進入光電子領域。VD6283TX 和 AS7341 在許多方麵與任何其他板級組件一樣，為主機控製器提供熟悉的 I2C 接(jie)口(kou)。富(fu)昌(chang)電(dian)子(zi)機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)和(he)光(guang)電(dian)專(zhuan)家(jia)的(de)支(zhi)持(chi)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)初(chu)次(ci)使(shi)用(yong)的(de)用(yong)戶(hu)掌(zhang)握(wo)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)光(guang)學(xue)要(yao)素(su)
，例(li)如(ru)必(bi)要(yao)時(shi)參(can)考(kao)光(guang)源(yuan)的(de)選(xuan)擇(ze)，以(yi)及(ji)透(tou)鏡(jing)的(de)選(xuan)擇(ze)和(he)應(ying)用(yong)。

富昌電子還可以通過提供和支持 VD6283TX 的評估和開發套件
，以及來自艾邁斯歐司朗的用於 AS7341 的 AS7341 EVAL KIT
，以幫助初次使用的用戶。

評估板

型號：X-NUCLEO-6283A1

X-NUCLEO-6283A1 是一款與意法半導體 STM32 Nucleo 微控製器開發板兼容的擴展板。該板提供了一個完整的套件，用於使用 VD6283 顏色傳感器開發應用。意法半導體為 X-NUCLEO-6283A1 提供完整的係統軟件，包括代碼示例和圖形用戶界麵。

型號：AS7341 EVAL KIT

AS7341 評估板是用於評估艾邁斯歐司朗 AS7341 11 通道光譜傳感器的平台。它隨附一個在 Windows 操作係統上運行的 AS7341 軟件 GUI。

（作者：Davide Osto，EMEA 垂直細分市場經理（傳感器））

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