傳感器、顯示裝置、控制程序和記錄介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】顏色傳感器(1)包括特定顏色檢測(cè)區(qū)域和紅外檢測(cè)區(qū)域(D(IR))，上述特定顏色檢測(cè)區(qū)域包括第一特定顏色濾光片(CF(R)、CF(G)、CF(B))、截止該光的紅外成分的紅外截止濾光片(IRCutF)和受光元件部(PDS)，紅外檢測(cè)區(qū)域(D(IR))包括藍(lán)色濾光片(CF(B))、紅外截止濾光片(IRCutF)和受光元件部(PDS)。
【專利說明】傳感器、顯示裝置、控制程序和記錄介質(zhì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)置對(duì)光的顏色成分進(jìn)行檢測(cè)的顏色傳感器和設(shè)置有該顏色傳感器的顯 示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 即使房間的照明的色溫不同，人眼也不怎么感覺到顏色的變化，一般將這種特性 稱為顏色適應(yīng)。例如，當(dāng)從泛藍(lán)色（色溫高）的熒光燈照明的房間進(jìn)入泛黃色（色溫低） 的白熾燈照明的房間時(shí)，房間的白色的墻壁最初看起來泛黃色。但是，過一會(huì)后，看起來泛 黃色的墻壁變得看起來為白色。此外，相反，當(dāng)從泛黃色的白熾燈照明的房間進(jìn)入泛藍(lán)色的 熒光燈照明的房間時(shí)，白色的墻壁看起來泛藍(lán)色。但是，過一會(huì)后，泛藍(lán)色的墻壁看起來為 白色。
[0003] 這樣，由于人的視覺存在顏色適應(yīng)這樣的特性，因此當(dāng)房間的照明的顏色不同時(shí)， 即使電視機(jī)的圖像的顏色相同，該圖像看起來也為不同的顏色。因此，為了使得圖像的色感 看起來固定，有必要根據(jù)房間的色溫，使圖像的色感變化。近年來，伴隨著液晶電視機(jī)的高 圖像清晰度化，對(duì)于以下功能的要求也變得強(qiáng)烈起來，即，根據(jù)房間的照明的種類來改變圖 像的色感，由此使得即使房間的照明的色溫發(fā)生變化，也能夠看起來為自然的圖像的功能。 如果能夠檢測(cè)房間的色溫，控制圖像的色感以應(yīng)對(duì)眼睛的顏色適應(yīng)，就能夠使得即使照明 光的顏色發(fā)生變化，影像看起來也自然。
[0004] -般的液晶電視機(jī)構(gòu)成為：通過手動(dòng)操作在初始設(shè)定輸入照明的種類，以使得在 該照明下圖像為最佳的色感的方式進(jìn)行控制。關(guān)于大型液晶電視機(jī)這樣被固定設(shè)置在以 白熾燈和/或熒光燈為照明的房間中來使用的液晶電視機(jī)，由于房間的照明的色溫的變化 少，因此如上所述在液晶電視機(jī)的設(shè)置時(shí)以手動(dòng)的方式將照明的種類設(shè)置一次即可。但是， 在搭載于移動(dòng)電話、可移動(dòng)PC等這樣能夠移動(dòng)的設(shè)備中的液晶畫面的情況下，周圍的照明 根據(jù)視聽場(chǎng)所而時(shí)刻發(fā)生變化。此外，關(guān)于設(shè)置在如近年的LED照明這樣能夠自由改變照 明的色溫的照明的房間的液晶電視機(jī)，照明的色溫也同樣大幅度地發(fā)生變化。因此，關(guān)于以 手動(dòng)設(shè)定照明的種類的現(xiàn)有的方法，在每次改變照明的色溫時(shí)，需要再次設(shè)定照明的種類， 很麻煩。
[0005] 進(jìn)一步，近年來，通過對(duì)于移動(dòng)電話、液晶電視機(jī)等的背光源的明亮度，按照周圍 的明亮度自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而抑制移動(dòng)電話的電池消耗、液晶電視機(jī)的消耗電力的要求 變得強(qiáng)烈起來。此外，為了提高液晶圖像的視覺辨認(rèn)度，與人的視覺靈敏度特性相近的照度 傳感器的需要急劇增加。
[0006] 此外，在可移動(dòng)PC用途中，也使用包括光傳感器的諸多傳感器，從而能夠顯示與 使用環(huán)境相適合的圖像。也預(yù)計(jì)：在電子書等中，進(jìn)行與環(huán)境相適的最佳的圖像顯示，提高 顯示器的視覺辨認(rèn)度的要求越來越強(qiáng)烈。進(jìn)一步，在液晶背光源自動(dòng)調(diào)光用和顯示器的色 感調(diào)整用的顏色傳感器中，不僅要求基于數(shù)字化的高功能化和高精度化，而且要求更好使 用、低成本的希望也變得強(qiáng)烈起來。
[0007] 在專利文獻(xiàn)1和2中，提案了能夠檢測(cè)出顏色信息的技術(shù)。
[0008] 首先，在專利文獻(xiàn)1中，在N型半導(dǎo)體襯底上的厚度方向使進(jìn)深不同地進(jìn)行雙重?cái)U(kuò) 散，構(gòu)成以形成在較淺的位置的第一受光元件（光電二極管）檢測(cè)可見光的特定顏色（紅 色R、綠色G、藍(lán)色B)的區(qū)域，并且構(gòu)成以形成在較深的位置的第二受光元件檢測(cè)紅外光的 區(qū)域。在檢測(cè)紅外光的受光元件的上部，設(shè)置有綠色G或藍(lán)色B的濾光片。
[0009] 圖13是表示專利文獻(xiàn)2中提案的顏色傳感器100的重要部分的結(jié)構(gòu)的電路圖。如 圖13所示，顏色傳感器100在光電二極管上設(shè)置有用于檢測(cè)可見光的顏色檢測(cè)區(qū)域D(C) 和用于檢測(cè)紅外光的紅外檢測(cè)區(qū)域D(IR)。顏色檢測(cè)區(qū)域D(C)由用于對(duì)紅色（R)、綠色（G) 和藍(lán)色（B)分別進(jìn)行檢測(cè)的紅色檢測(cè)區(qū)域D(R)、綠色檢測(cè)區(qū)域D(G)和藍(lán)色檢測(cè)區(qū)域D(B) 構(gòu)成。進(jìn)一步，顏色傳感器100還包括多路轉(zhuǎn)換器MUX和減法電路SUB。
[0010] 此處，令從紅外檢測(cè)區(qū)域D(IR)輸出的紅外成分的信號(hào)信息為S(IR)。此外，令在 紅色檢測(cè)區(qū)域D(R)檢測(cè)出的僅純紅色的信號(hào)信息為S(R)，令在紅色檢測(cè)區(qū)域D(R)檢測(cè)出 的紅外成分的信號(hào)信息為S(IRr)。同樣，令在綠色檢測(cè)區(qū)域D(G)檢測(cè)出的僅純綠色的信號(hào) 信息為S(G)，令在綠色檢測(cè)區(qū)域D(G)檢測(cè)出的紅外成分的信號(hào)信息為S(IRg)。同樣，令在 藍(lán)色檢測(cè)區(qū)域D(B)檢測(cè)出的僅純藍(lán)色的信號(hào)信息為S(B)，令在藍(lán)色檢測(cè)區(qū)域D(B)檢測(cè)出 的紅外成分的信號(hào)信息為S(IRb減法運(yùn)算）。
[0011] 由此，從紅色檢測(cè)區(qū)域D(R)輸出的信號(hào)成為S(R)+S(IRr)。以下同樣，從綠色 檢測(cè)區(qū)域D(G)輸出的信號(hào)成為S(G)+S(IRg)，從藍(lán)色檢測(cè)區(qū)域D(B)輸出的信號(hào)成為 S(B)+S(IRb)。來自各個(gè)顏色的檢測(cè)區(qū)域的輸出信號(hào)被輸入至多路轉(zhuǎn)換器MUX，任一信號(hào)被 選擇并被輸入至減法電路SUB。
[0012] 減法電路SUB從多路轉(zhuǎn)換器MUX的輸出信號(hào)減去來自紅外檢測(cè)區(qū)域D(IR)的信號(hào) S(IR)。由此，能夠?qū)碜詼p法電路SUB的輸出信號(hào)看作不包含紅外成分的純紅色S(R)、綠 色S(G)、藍(lán)色S(B)的顏色信息。
[0013] 此外，對(duì)于顯示裝置的色感調(diào)整用的顏色傳感器要求能夠如上所述檢測(cè)出正確的 色溫和照度的功能。
[0014] 此處，一般而言，為了計(jì)算色溫和照度，需要將由R、G、B表示的各個(gè)顏色的輸出信 號(hào)轉(zhuǎn)換為由X、Y、Z表示三刺激值。
[0015] [數(shù) 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種傳感器，其特征在于，包括： 對(duì)于可見光中的特定顏色的光具有靈敏度的特定顏色檢測(cè)區(qū)域；和 對(duì)于紅外光具有靈敏度的紅外檢測(cè)區(qū)域， 所述特定顏色檢測(cè)區(qū)域包括： 使第一特定顏色的光透射的第一特定顏色濾光片； 截止該光的紅外成分的紅外截止濾光片；和 第一受光元件部，其接收透射所述第一特定顏色濾光片和所述紅外截止濾光片的光， 所述紅外檢測(cè)區(qū)域包括： 使第二特定顏色的光透射的第二特定顏色濾光片； 所述紅外截止濾光片；和 第二受光元件部，其接收透射所述第二特定顏色濾光片和所述紅外截止濾光片的光， 根據(jù)所述第二受光元件部的輸出信號(hào)，從所述第一受光元件部的輸出信號(hào)減去紅外成 分。
2. 如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于： 所述第二特定顏色是藍(lán)色。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其特征在于： 所述第一特定顏色是紅色、綠色或藍(lán)色。
4. 如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于： 在光從外部照射的方向上，依次配置有所述特定顏色濾光片、所述紅外截止濾光片和 所述受光元件部。
5. 如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于： 各個(gè)受光元件部包括：在可見光區(qū)域具有靈敏度的峰的可見光受光元件；和在紅外光 區(qū)域具有靈敏度的峰的紅外光受光元件， 在所述第一受光元件部，所述可見光受光元件的陰極與所述紅外光受光元件的陰極連 接， 在所述第二受光元件部，所述可見光受光元件的陰極與陽(yáng)極短路。
6. 如權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于： 所述傳感器設(shè)置有4n個(gè)以上的由特定顏色相互不同的3個(gè)所述特定顏色檢測(cè)區(qū)域和 所述紅外檢測(cè)區(qū)域組成的組， 該n是自然數(shù)， 在所述組中，各特定顏色檢測(cè)區(qū)域和所述紅外檢測(cè)區(qū)域的面積相互相等， 各組相對(duì)于預(yù)先設(shè)定的受光中心點(diǎn)呈點(diǎn)對(duì)稱地配置， 對(duì)于相同特定顏色的光具有靈敏度的所述特定顏色檢測(cè)區(qū)域相互不相鄰， 所述紅外檢測(cè)區(qū)域相互不相鄰。
7. 如權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于： 所述特定顏色檢測(cè)區(qū)域和所述紅外檢測(cè)區(qū)域輸出與接收到的光相應(yīng)的電流信號(hào)， 所述傳感器還包括：將所述電流信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；和保存與 各數(shù)字信號(hào)的大小成比例的數(shù)字值的存儲(chǔ)電路部。
8. 如權(quán)利要求7所述的傳感器，其特征在于： 所述存儲(chǔ)電路部包括： 根據(jù)各數(shù)字值和校正矩陣來運(yùn)算三刺激值的三刺激值運(yùn)算單元；和 保存所述校正矩陣的存儲(chǔ)器。
9. 如權(quán)利要求8所述的傳感器，其特征在于： 所述存儲(chǔ)電路還包括： 根據(jù)所述三刺激值來運(yùn)算色溫的色溫運(yùn)算單元； 根據(jù)所述三刺激值來運(yùn)算照度的照度運(yùn)算單元；和 選擇所述三刺激值、所述色溫或所述照度向外部發(fā)送的輸出選擇單元。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的傳感器，其特征在于： 所述存儲(chǔ)器還保存基準(zhǔn)值，該基準(zhǔn)值為在基準(zhǔn)時(shí)取得的針對(duì)基準(zhǔn)標(biāo)本的數(shù)字值， 所述三刺激值運(yùn)算單元將所述基準(zhǔn)值和基準(zhǔn)時(shí)之后取得的針對(duì)基準(zhǔn)標(biāo)本的數(shù)字值進(jìn) 行比較，從而進(jìn)行自診斷。
11. 如權(quán)利要求7所述的傳感器，其特征在于： 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其包括： 積分電路，其包括存儲(chǔ)與所述電流信號(hào)相應(yīng)的電荷的積分電容器，輸出與該積分電容 器存儲(chǔ)的電荷量對(duì)應(yīng)的電壓； 比較電路，其將所述積分電路的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓的相互的高低加以比較，將其比 較結(jié)果作為2值的脈沖信號(hào)來輸出； 輸出電路，其包括與時(shí)鐘信號(hào)同步地取入該脈沖信號(hào)并輸出位流信號(hào)的觸發(fā)器、和對(duì) 該位流信號(hào)的有源脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，將該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果作為所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 的輸出值來輸出；和 放電電路，其在所述位流信號(hào)的有源脈沖期間輸出電流，使所述積分電容器放電。
12. 如權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于： 所述可見光受光元件和所述紅外光受光元件不被施加偏置電壓。
13. -種顯示裝置，其特征在于，包括： 顯示圖像的顯示面板； 照射所述顯示面板的背光源； 控制所述背光源的背光源控制部；和 權(quán)利要求1?12中任一項(xiàng)所述的傳感器， 所述背光源控制部基于從所述傳感器輸出的信號(hào)控制所述背光源的色彩。
14. 如權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其特征在于： 所述傳感器基于所述特定顏色檢測(cè)區(qū)域的輸出信號(hào)和所述紅外檢測(cè)區(qū)域的輸出信號(hào) 輸出照度信息， 所述背光源控制部基于所述照度信息控制所述背光源的亮度。
15. -種控制程序，其特征在于： 使計(jì)算機(jī)作為權(quán)利要求8?10中任一項(xiàng)記載的存儲(chǔ)電路部所具備的各個(gè)單元發(fā)揮作 用。
16. -種計(jì)算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)，其特征在于： 記錄有權(quán)利要求15所述的控制程序。
【文檔編號(hào)】G01J3/51GK104395716SQ201380034396
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】木村直正, 井上高廣 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社