[发明专利]有集成染料滤波器的三原色比色计

说明书

技术领域

[0002]本发明一般涉及光学和比色法，具体涉及有集成染料滤波器的三原色比色计，该比色计测量光的彩色含量，其响应模仿人眼对彩色的响应，它可以用国际照明委员会(CIE)的彩色匹配函数表示。

背景技术

[0003]光学滤波器可用在许多彩色相关的装置中，其中包括各种彩色测量系统，例如，比色计。有许多类型的滤波器，包括吸收型滤波器，干涉滤波器，等等。光电三原色比色计可用于测量从光源发射的光的彩色，例如，计算机显示屏。这是发射型彩色测量装置，但是还有反射型彩色测量装置。发射型光电比色计引导被测量的光源的光通过光学系统到达三个或多个光电检测装置。在每个光电检测装置之前放置基色滤波器。每个基色滤波器尽可能使光电检测装置的光谱灵敏度符合各自的彩色匹配函数。为了响应入射光，连接到光电检测装置的测量装置读出或测量各个基色值或三原色(tristimulus)值。

[0004]虽然理论上可以设计出准确对应于理想值的基色滤波器，但是实际上不可能制造其传输因数与理想值准确对应的基色滤波器。这是因为在测量彩色样本的基色值或三原色值中存在固有的误差。这种误差是由基色滤波器的实际传输因数与理论传输因数之差造成的。

[0005]用于校正这种误差的以往尝试涉及改变基色滤波器的传输因数特性，其中利用多个重叠的彩色板制成基色滤波器。然而，因为彩色板的光谱特性取决于彩色板所用的材料成分，它通常是玻璃，一般不可能准确地匹配理论的传输因数。特别困难的是在基色值或三原色值的整个波长范围内准确地复制理论的传输值。这些以往的尝试可以增加彩色板的数目，不可避免地减小通过基色滤波器被接收或传输的光量。此外，制造基色滤波器的以往尝试需要仔细地重叠多个彩色板，为的是匹配理论的传输因数，这种制作方法是耗费时间和昂贵的。

发明内容

[0006]本发明包括有集成染料滤波器的各个比色计实施例。

[0007]一个实施例是包含光检测器和着色剂的固态彩色测量装置。着色剂被永久地沉积到固态测量装置上。着色剂包括光滤波器，因此，光传输通过滤波器并使光检测器产生输出。该输出有光谱响应，这些光谱响应的线性组合用于逼近一组类似CIE(CIE-like)彩色匹配函数。

[0008]另一个实施例是包含半导体基片的比色计，半导体基片上有三个或多个光电检测器以及被永久沉积到光电检测器上的三个或多个滤波器。每个滤波器有一个或多个单层，而一个或多个滤波器有一个双层。集成滤波器和光电检测器的响应逼近一组类似CIE目标彩色匹配函数。通道包含光电检测器和滤波器，因此，这些通道光谱响应的线性组合可以逼近一组类似CIE目标彩色匹配函数。

[0009]其他的实施例包括以下有这种比色计的系统：计算机监测器定标系统，家庭影院显示定标系统，投影仪定标系统，环境光测量系统，以及LED测量和控制装置。

附图说明

[0010]通过研究以下结合附图的详细描述，可以容易地理解本发明的内容，其中：

[0011]图1是在有光电检测器的半导体芯片上的染料滤波器层的典型实施例配置顶视图；

[0012]图2A是在有光电检测器的半导体芯片上的染料滤波器层的另一个典型实施例配置顶视图；

[0013]图2B是图2A的侧视图；

[0014]图3A是在有光电检测器的半导体芯片上的染料滤波器层的另一个典型实施例配置顶视图；

[0015]图3B是图3A的侧视图；

[0016]图4是在图2A和2B的典型实施例中典型滤波器传输值的曲线图；

[0017]图5是在图2A和2B的典型实施例中典型紫外(UV)和红外(IR)滤波器传输值以及归一化硅光电监测器响应的曲线图；

[0018]图6是在图2A和2B的典型实施例中典型归一化滤波器检测器响应的曲线图；

[0019]图7是图2A和2B的典型实施例中响应函数的最佳拟合与目标CIE 19312度彩色匹配函数的比较；

[0020]图8A是利用图2A和2B的典型实施例用于计算三原色值的一组典型公式；

[0021]图8B是利用图8A的公式计算图7中最佳拟合的典型系数表；

[0022]图9A是一个典型实施例的计算机监测定标系统的方框图；

[0023]图9B是另一个典型实施例的图9A中计算机监测定标系统的方框图，其中比色计芯片及其控制微处理器被嵌入在测试中的计算机监测器内；