[發(fā)明專利]有集成染料濾波器的三原色比色計

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580045325.0
• 申請日: 2005-11-16
• 公開（公告）號: CN101095036A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 布萊恩·萊維;科爾曼·沙農(nóng);大衛(wèi)·斯羅庫姆
• 申請（專利權(quán)）人: 數(shù)據(jù)色彩控股股份公司
• 主分類號: G01J3/46
• 分類號: G01J3/46
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 蔣世迅

技術(shù)領(lǐng)域

[0002]本發(fā)明一般涉及光學(xué)和比色法，具體涉及有集成染料濾波器的三原色比色計，該比色計測量光的彩色含量，其響應(yīng)模仿人眼對彩色的響應(yīng)，它可以用國際照明委員會(CIE)的彩色匹配函數(shù)表示。

背景技術(shù)

[0003]光學(xué)濾波器可用在許多彩色相關(guān)的裝置中，其中包括各種彩色測量系統(tǒng)，例如，比色計。有許多類型的濾波器，包括吸收型濾波器，干涉濾波器，等等。光電三原色比色計可用于測量從光源發(fā)射的光的彩色，例如，計算機(jī)顯示屏。這是發(fā)射型彩色測量裝置，但是還有反射型彩色測量裝置。發(fā)射型光電比色計引導(dǎo)被測量的光源的光通過光學(xué)系統(tǒng)到達(dá)三個或多個光電檢測裝置。在每個光電檢測裝置之前放置基色濾波器。每個基色濾波器盡可能使光電檢測裝置的光譜靈敏度符合各自的彩色匹配函數(shù)。為了響應(yīng)入射光，連接到光電檢測裝置的測量裝置讀出或測量各個基色值或三原色(tristimulus)值。

[0004]雖然理論上可以設(shè)計出準(zhǔn)確對應(yīng)于理想值的基色濾波器，但是實際上不可能制造其傳輸因數(shù)與理想值準(zhǔn)確對應(yīng)的基色濾波器。這是因為在測量彩色樣本的基色值或三原色值中存在固有的誤差。這種誤差是由基色濾波器的實際傳輸因數(shù)與理論傳輸因數(shù)之差造成的。

[0005]用于校正這種誤差的以往嘗試涉及改變基色濾波器的傳輸因數(shù)特性，其中利用多個重疊的彩色板制成基色濾波器。然而，因為彩色板的光譜特性取決于彩色板所用的材料成分，它通常是玻璃，一般不可能準(zhǔn)確地匹配理論的傳輸因數(shù)。特別困難的是在基色值或三原色值的整個波長范圍內(nèi)準(zhǔn)確地復(fù)制理論的傳輸值。這些以往的嘗試可以增加彩色板的數(shù)目，不可避免地減小通過基色濾波器被接收或傳輸?shù)墓饬俊４送猓圃旎珵V波器的以往嘗試需要仔細(xì)地重疊多個彩色板，為的是匹配理論的傳輸因數(shù)，這種制作方法是耗費時間和昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容

[0006]本發(fā)明包括有集成染料濾波器的各個比色計實施例。

[0007]一個實施例是包含光檢測器和著色劑的固態(tài)彩色測量裝置。著色劑被永久地沉積到固態(tài)測量裝置上。著色劑包括光濾波器，因此，光傳輸通過濾波器并使光檢測器產(chǎn)生輸出。該輸出有光譜響應(yīng)，這些光譜響應(yīng)的線性組合用于逼近一組類似CIE(CIE-like)彩色匹配函數(shù)。

[0008]另一個實施例是包含半導(dǎo)體基片的比色計，半導(dǎo)體基片上有三個或多個光電檢測器以及被永久沉積到光電檢測器上的三個或多個濾波器。每個濾波器有一個或多個單層，而一個或多個濾波器有一個雙層。集成濾波器和光電檢測器的響應(yīng)逼近一組類似CIE目標(biāo)彩色匹配函數(shù)。通道包含光電檢測器和濾波器，因此，這些通道光譜響應(yīng)的線性組合可以逼近一組類似CIE目標(biāo)彩色匹配函數(shù)。

[0009]其他的實施例包括以下有這種比色計的系統(tǒng)：計算機(jī)監(jiān)測器定標(biāo)系統(tǒng)，家庭影院顯示定標(biāo)系統(tǒng)，投影儀定標(biāo)系統(tǒng)，環(huán)境光測量系統(tǒng)，以及LED測量和控制裝置。

附圖說明

[0010]通過研究以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以容易地理解本發(fā)明的內(nèi)容，其中：

[0011]圖1是在有光電檢測器的半導(dǎo)體芯片上的染料濾波器層的典型實施例配置頂視圖；

[0012]圖2A是在有光電檢測器的半導(dǎo)體芯片上的染料濾波器層的另一個典型實施例配置頂視圖；

[0013]圖2B是圖2A的側(cè)視圖；

[0014]圖3A是在有光電檢測器的半導(dǎo)體芯片上的染料濾波器層的另一個典型實施例配置頂視圖；

[0015]圖3B是圖3A的側(cè)視圖；

[0016]圖4是在圖2A和2B的典型實施例中典型濾波器傳輸值的曲線圖；

[0017]圖5是在圖2A和2B的典型實施例中典型紫外(UV)和紅外(IR)濾波器傳輸值以及歸一化硅光電監(jiān)測器響應(yīng)的曲線圖；

[0018]圖6是在圖2A和2B的典型實施例中典型歸一化濾波器檢測器響應(yīng)的曲線圖；

[0019]圖7是圖2A和2B的典型實施例中響應(yīng)函數(shù)的最佳擬合與目標(biāo)CIE?19312度彩色匹配函數(shù)的比較；

[0020]圖8A是利用圖2A和2B的典型實施例用于計算三原色值的一組典型公式；

[0021]圖8B是利用圖8A的公式計算圖7中最佳擬合的典型系數(shù)表；

[0022]圖9A是一個典型實施例的計算機(jī)監(jiān)測定標(biāo)系統(tǒng)的方框圖；

[0023]圖9B是另一個典型實施例的圖9A中計算機(jī)監(jiān)測定標(biāo)系統(tǒng)的方框圖，其中比色計芯片及其控制微處理器被嵌入在測試中的計算機(jī)監(jiān)測器內(nèi)；