(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のピクセル化された光検出構造及び第２のピクセル化された光検出構造を含む光検出層と、
第１の色フィルタ構造及び第２の色フィルタ構造を含む、前記光検出層上の色フィルタ層であって、前記第１の色フィルタ構造が、前記第１のピクセル化された光検出構造に整合され、前記第２の色フィルタ構造が、前記第２のピクセル化された光検出構造に整合される、色フィルタ層と、
前記色フィルタ層上の透明伝導電極層と、
前記透明伝導電極層上の第１のガラス基板と、
前記第１のガラス基板上の液晶層であって、前記液晶層が、前記第１のピクセル化された光検出構造に整合する第１の液晶部分と、前記第２のピクセル化された光検出構造に整合する第２の液晶部分とを含む液晶層と、
前記液晶層上の第２のガラス基板と、
第１のピクセル化された電極構造及び第２のピクセル化された電極構造を含む電極層であって、前記第１のピクセル化された電極構造が、前記第１の色フィルタ構造に整合され、前記第２のピクセル化された電極構造が、前記第２の色フィルタ構造に整合される、電極層と、を備え、
前記透明伝導電極層と前記第１のピクセル化された電極構造との間に第１の電圧を印加することによって、第１の三次元電場プロファイルが前記第１の液晶部分に入る第１の光を前記第２の色フィルタ構造へ曲げるように、前記第１の液晶部分に前記第１の三次元電場プロファイルを発生させる、画像検出デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の画像検出デバイスであって、
前記光検出層は、第３のピクセル化された光検出構造を更に含み、
前記液晶層は、前記第３のピクセル化された光検出構造に整合する第３の液晶部分を含み、
前記色フィルタ構造は、前記第３の液晶部分に整合する第３の色フィルタ構造を含み、
前記電極層は、前記第３の液晶部分に整合する第３のピクセル化された電極構造を含み、
前記透明伝導電極層と前記第３のピクセル化された電極構造との間に第２の電圧を印加することによって、第２の三次元電場プロファイルが前記第３の液晶部分に入る第２の光を前記第２の色フィルタ構造へ曲げるように、前記第３の液晶部分に前記第２の三次元電場プロファイルを発生させる、画像検出デバイス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の画像検出デバイスであって、
前記透明伝導電極層と前記第２のピクセル化された電極構造との間に第３の電圧を印加することによって、第３の三次元電場プロファイルが前記第２の液晶部分に入る第３の光を前記第２の色フィルタ構造の中に入ることを可能にするように、前記第２の液晶部分に前記第３の三次元電場プロファイルを発生させる、画像検出デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の画像検出デバイスであって、
前記第２の色フィルタ構造は、前記第３の光を透過させる、画像検出デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の画像検出デバイスであって、
前記第１の色フィルタ構造又は前記第２の色フィルタ構造は、前記第３の光を透過させない、画像検出デバイス。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のうち何れか１項に記載の画像検出デバイスであって、
前記第１、第２、及び第３の色フィルタ構造の何れか一つは、赤色光、緑色光、又は青色光を透過させる、画像検出デバイス。
【請求項７】
画像検出デバイスを用いて画像検出するための方法であって、
前記画像検出デバイスは、
第１のピクセル化された光検出構造及び第２のピクセル化された光検出構造を含む光検出層と、
第１の色フィルタ構造及び第２の色フィルタ構造を含む、前記光検出層上の色フィルタ層であって、前記第１の色フィルタ構造が、前記第１のピクセル化された光検出構造に整合され、前記第２の色フィルタ構造が、前記第２のピクセル化された光検出構造に整合される、色フィルタ層と、
前記色フィルタ層上の透明伝導電極層と、
前記透明伝導電極層上の第１のガラス基板と、
前記第１のガラス基板上の液晶層であって、前記液晶層が、前記第１のピクセル化された光検出構造に整合する第１の液晶部分と、前記第２のピクセル化された光検出構造に整合する第２の液晶部分とを含む液晶層と、
前記液晶層上の第２のガラス基板と、
第１のピクセル化された電極構造及び第２のピクセル化された電極構造を含む電極層であって、前記第１のピクセル化された電極構造が、前記第１の色フィルタ構造に整合され、前記第２のピクセル化された電極構造が、前記第２の色フィルタ構造に整合される、電極層と、を備え、
前記方法は、
前記第１の液晶部分に入る第１の光を前記第２の色フィルタ構造へ曲げる第１の三次元電場プロファイルが前記第１の液晶部分に発生するように、前記透明伝導電極層と前記第１のピクセル化された電極構造との間に第１の電圧を印加することと、
前記第２のピクセル化された光検出構造を用いて前記第１の光を検出することと、
を備える方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記光検出層は、第３のピクセル化された光検出構造を更に含み、
前記液晶層は、前記第３のピクセル化された光検出構造に整合する第３の液晶部分を含み、
前記色フィルタ構造は、前記第３の液晶部分に整合する第３の色フィルタ構造を含み、
前記電極層は、前記第３の液晶部分に整合する第３のピクセル化された電極構造を含み、
前記方法は、
前記第３の液晶部分に入る第２の光を前記第２の色フィルタ構造へ曲げる第２の三次元電場プロファイルが前記第３の液晶部分に発生するように、前記透明伝導電極層と前記第３のピクセル化された電極構造との間に第２の電圧を印加することと、
前記第２のピクセル化された光検出構造を用いて前記第２の光を検出することと、
を更に備える方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の方法であって、
前記第２の液晶部分に入る第３の光を前記第２の色フィルタ構造の中に入ることを可能にする第３の三次元電場プロファイルを前記第２の液晶部分に発生させるように、前記透明伝導電極層と前記第２のピクセル化された電極構造との間に第３の電圧を印加することと、
前記第２のピクセル化された光検出構造を用いて前記第３の光を検出することと、
を更に備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記第２の色フィルタ構造は、前記第３の光を透過させる、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記第１の色フィルタ構造又は前記第２の色フィルタ構造は、前記第３の光を透過させない、方法。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のうち何れか１項に記載の方法であって、
前記第１、第２、及び第３の色フィルタ構造の何れか一つは、赤色光、緑色光、又は青色光を透過させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００９年８月２６日に出願したインド特許出願第２０４７／ＣＨＥ／２００９号の優先権を主張するものであり、その内容が全体として参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２００９年１２月２８日に出願した米国特許出願第１２／６４８，０８１号の優先権も主張する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、通常の液体の特性と固体結晶の特性との間の特性を示す相を含む異なる物質相を有する物質の一種である。たとえば、液晶は、結晶の秩序構造の特徴の一部を保ちつつ液体のように流れ得る。これらの相のそれぞれは、異なる光学的特性によって区別することができる。偏光源を用いた顕微鏡によって見ると、異なる液晶相は、違ったテクスチャを有するように現れる。構造の対照的なエリアは、液晶分子が異なる方向に向けられる領域に対応する。
【０００３】
普及している液晶の応用の１つは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、ＬＣＤは、表示画像を生成するために、電場の有無におけるある種の液晶物質の光学的特性に頼る。普通の液晶ディスプレイ装置では、２つの直交する偏光子の間に液晶層が位置し、その緩和相（relaxed phase）が捻じれた相であるように液晶配向が選ばれる。この捻じれた相は、第１の偏光子を通過した光の向きを変え、光が第２の偏光子を通じて透過することを可能にし、光が反射されて観察者に戻ることをさらに可能にする。この構成の下で、液晶デバイスは、透き通って見える。
【０００４】
液晶層の両端に電圧が印加されると、電場が液晶層内で生じ、液晶分子が、電場に平行に配向し始め、液晶層の中央で次第に捻じれが戻る。この状態では、液晶分子は、光の向きを変えず、そこで第１の偏光子で偏光された光は、第２の偏光子で吸収され、それに応じてこのデバイスは、透明性を損失する。この透明性の損失は、液晶層の両端の電圧を増加させるにつれて増加する。そのため、液晶層の両端に印加される電圧が、透明と不透明との間でピクセルを切り換えるために使用され得る。カラーＬＣＤシステムは、カラーピクセルを発生させるために使用される色フィルタを用いる同様の技法に従う。
【発明の概要】
【０００５】
光学的インテリジェント画像検出デバイス（optically intelligent image sensing device）を提供する。画像検出デバイスは、光検出層と、光検出層上の色フィルタ層と、伝導電極層上の第１のガラス基板と、第１のガラス基板上の液晶層と、液晶層上の第２のガラス基板と、透明抵抗層と、電極層とを備え、伝導電極層と電極層との間に電圧を印加することによって、液晶層に三次元電場プロファイルを発生させる。本実施形態では、伝導電極層と電極層との間に第１の電圧を印加することによって、液晶層に入る光が第１の角度で曲げられるように液晶層に第１の三次元電場プロファイルを発生させる。さらに、伝導電極層と電極層との間に第２の電圧を印加することによって、液晶層に入る光が第２の角度で曲げられるように液晶層に第２の三次元電場プロファイルを発生させる。
【０００６】
別の実施形態では、画像検出デバイスは、第１のピクセル化された（pixilated）光検出構造および第２のピクセル化された光検出構造を含む光検出層と、第１の色フィルタ構造および第２の色フィルタ構造を含む、光検出層上の色フィルタ層であって、第１の色フィルタ構造が、第１のピクセル化された光検出構造に整合され、第２の色フィルタ構造が、第２のピクセル化された光検出構造に整合される色フィルタ層と、色フィルタ層上の透明伝導電極層と、透明伝導電極層上の第１のガラス基板と、第１のガラス基板上の液晶層と、液晶層内のスペーサであって、液晶層を第１のピクセル化された光検出構造に整合した第１の液晶部分および第２のピクセル化された光検出構造に整合した第２の液晶部分に分割するスペーサと、液晶層上の第２のガラス基板と、第１のピクセル化された抵抗構造および第２のピクセル化された抵抗構造を含む透明抵抗層であって、第１のピクセル化された抵抗構造が、第１の色フィルタ構造に整合され、第２のピクセル化された抵抗構造が、第２の色フィルタ構造に整合される透明抵抗層と、第１のピクセル化された電極構造および第２のピクセル化された電極構造を含む電極層であって、第１のピクセル化された電極構造が、第１の色フィルタ構造に整合され、第２のピクセル化された電極構造が、第２の色フィルタ構造に整合され、透明伝導電極層と第１のピクセル化された電極構造との間に電圧を印加することによって、第１の液晶部分に三次元電場プロファイルを発生させる電極層とを備える。画像検出デバイスは、第２のスペーサも備え、スペーサおよび第２のスペーサが、液晶層を第１のピクセル化された光検出構造に整合した第１の液晶部分、第２のピクセル化光検出構造に整合した第２の液晶部分、および第３の液晶部分に分割し、光検出層が、第３の液晶部分に整合した第３のピクセル化光検出構造をさらに備え、色フィルタ構造が、第３の液晶部分に整合した第３の色フィルタ構造をさらに備え、透明抵抗層が、第３の液晶に整合した第３のピクセル化抵抗構造をさらに備え、電極層が、第３の液晶層に整合した第３のピクセル化された電極構造をさらに備えており、透明伝導電極層と第１のピクセル化された電極構造との間に電圧を印加することによって、第１の液晶部分に三次元電場プロファイルを発生させる。
【０００７】
本実施形態では、透明伝導電極層と第２のピクセル化された電極構造との間に第２の電圧を印加することによって、第２の液晶部分に第２の三次元電場プロファイルを発生させ、透明伝導電極層と第３のピクセル化された電極構造との間に第３の電圧を印加することによって、第３の液晶部分に第３の三次元電場プロファイルを発生させる。三次元電場プロファイルは、第１の液晶部分に入る光が通過して第１の色フィルタ構造に入ることを可能にする。さらに、第２の三次元電場プロファイルが、第２の液晶部分に入る光を第１のスペーサに向けて曲げ、第１の色フィルタ構造の中に入れる。加えて、第２の三次元電場プロファイルは、第２の液晶部分に入る光を第２のスペーサに向けて曲げ、第３の色フィルタ構造の中に入れる。
【０００８】
画像検出のための方法も提供される。この方法は、入射光を電極層で受け取ることと、電極層を通じて電極層の下の液晶層に光を通すことであって、液晶層が三次元電場プロファイルを有し、三次元電場プロファイルが、電極層と液晶層の下の伝導電極層との間に電圧を印加することによって発生させられる、光を通すことと、光を色フィルタを通じて通すことと、光を色フィルタから光検出層の中に通すこととを含む。
【０００９】
この方法は、電極層と伝導電極層との間に第２の電圧を印加することによって、第２の三次元電場プロファイルを発生させ、それにより、光を第２の色フィルタを通じて通し、光を第２の色フィルタから第２の光検出層の中に通すことも含む。
【００１０】
前述の概要は、例示に過ぎず、決して限定しているものではない。例示的な態様、実施形態、および上記の特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴が、図面および下記の詳細な説明を参照することによって明らかになろう。
【００１１】
実施形態は、以下の説明および添付図面によってさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】電極層と伝導電極層との間に電位が印加された画像検出デバイス構造の一例の説明図である。
【図１Ｂ】電極層と伝導電極層との間に異なる電位が印加された図１Ａの画像検出デバイス構造の例の説明図である。
【図２】三色画像検出デバイスのためのピクセル構造の一例の説明図である。
【図３】画像検出ピクセルの一例についての回路ブロック図の説明図である。
【図４】３×３形式で配列された９つの画像検出ピクセルを含む画像検出ピクセルのアレイの一例の説明図である。
【図５】光学的インテリジェント画像検出デバイスを用いて光学効率を最適化するための流れ図である。
【図６】光学効率を最適化するために電極および伝導電極のペアの両端の適切な電位を計算し印加するように構成されたコンピューティング装置の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明では、その一部を形成する添付図面の参照がなされる。添付図面では、文脈上別段の定めがない限り、典型的には、同様の符号は、同様の構成要素を特定する。詳細な説明、図面および特許請求の範囲に記載した例示的な実施形態は、限定するものではない。本明細書に提示した主題の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、他の変更がなされてもよい。本明細書に全体的に記載すると共に図に示した本開示の態様は、幅広い種類の様々な構成にアレンジ、置換、組み合わせ、分離および設計されてもよく、それらの全ては、本明細書において明示的に熟考されていることが容易に理解されよう。
【００１４】
図１Ａは、電極層１０２、抵抗層１０４、第１のガラス基板１０６、液晶層１０８、第２のガラス基板１１０、伝導電極層１１２、色フィルタ層１１４、および光検出層１１６を有する画像検出デバイス構造１００を示す。色フィルタ層１１４は光検出層１１６の上に配置され、伝導電極層１１２は色フィルタ層１１４の上に配置され、第２のガラス基板１１０は伝導電極層１１２の上に配置され、液晶層１０８は、第２のガラス基板１１０の上に配置され、第１のガラス基板１０６は、液晶層１０８の上に配置され、抵抗層１０４は、第１のガラス基板１０６の上に配置され、電極層１０２は、抵抗層１０４の上に配置される。
【００１５】
液晶層１０８は、第１のガラス基板１０６と第２のガラス基板１１０間に収容される。一実施形態では、電極層１０２、抵抗層１０４、および伝導層は、光に対して透明であり、電極層は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）材料であってもよい。電位は、液晶層１０８内の電場プロファイルを制御するために電極層１０２と伝導層１１２との間に印加され得る。図１Ａでは、電極層１０２と伝導電極層１１２との間に印加される電位は、画像検出デバイス１００に入る光が、曲げられることなく液晶層１０８を真っ直ぐに通過し、光検出層１１６に入るように、液晶層１０８内の電場プロファイルを生成する。一実施形態では、光検出層１１６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）層であってもよい。色フィルタ層１１４は、赤フィルタ、緑フィルタ、または青フィルタであってもよい。
【００１６】
図１Ｂは、同じ電極層１０２、抵抗層１０４、第１のガラス基板１０６、第２のガラス基板１１０、伝導電極層１１２、色フィルタ層１１４、および光検出層１１６を含む図１Ａの画像検出デバイス１００に類似している構造を有する第２の画像検出デバイス１５０を示す。第２の画像検出デバイス１５０では、しかし、異なる電位が、電極層１０２と伝導電極層１１２との間に印加されている。電極層１０２と伝導電極層１１２との間に印加される異なる電位は、異なる電場プロファイルを有する液晶層１０８’をもたらす。異なる電場プロファイルにより、画像検出デバイス１５０に入る光は曲がり、光検出層１１６に入らない。図示のように、電極層１０２と伝導電極層１１２との間に印加される異なる電位は、異なる電場プロファイルを液晶層１０８中に生成し、それによって、液晶層１０８を通過するときに、画像検出デバイス１００に入る光の曲がり方を制御する。
【００１７】
図２は、三色画像検出デバイス２００用のピクセル構造を示す。ピクセル構造２００の各色成分は、画像検出デバイス１００に類似している。ピクセル構造２００は、第１の電極部分２０２Ａ、第２の電極部分２０２Ｂ、および第３の電極部分２０２Ｃを有する電極層を含む。ピクセル構造２００は、第１の電極部分２０２Ａに整合した第１の抵抗部分２０４Ａ、第２の電極部分２０２Ｂに整合した第２の抵抗部分２０４Ｂ、および第３の電極部分２０２Ｃに整合した第３の抵抗部分２０４Ｃを有する、電極層の下に位置する抵抗層をさらに備える。第１のガラス基板２０６と第２のガラス基板２１０との間に収容された液晶層２０８は、抵抗層の下に位置する。第２のガラス基板２１０の下には伝導層２１２があり、伝導層２１２の下には、第１の抵抗部分２０４Ａに整合した第１の色フィルタ部分２１４Ａ、第２の抵抗部分２０４Ｂに整合した第２の色フィルタ部分２１４Ｂ、および第３の抵抗部分２０４Ｃに整合した第３の色フィルタ部分２１４Ｃを含む色フィルタ層がある。色フィルタ層の下には、第１の色フィルタ部分２１４Ａに整合した第１の光検出部分２１６Ａ、第２の色フィルタ部分２１４Ｂに整合した第２の光検出部分２１６Ｂ、および第３の光検出部分２１４Ｃに整合した第３の光検出部分２１６Ｃを含む光検出層がある。
【００１８】
液晶層２０８は、第１のスペーサ２１８および第２のスペーサ２２０を含むこともできる。第１のスペーサ２１８は、第１のスペーサ２１８が第１の光検出部分２１６Ａと第２の光検出部分２１６Ｂとの間の交わりに整合されるように位置することができる。同様に、第２のスペーサ２２０は、第２のスペーサ２２０が、第２の光検出部分２１６Ｂと３の光検出部分２１６Ｃとの間の交わりに整合されるように位置することができる。第１のスペーサ２１８および第２のスペーサ２２０の配置は、液晶層２０８を第１の光検出部分２１６Ａに整合した第１の液晶部分２０８Ａ、第２の光検出部分２１６Ｂに整合した第２の液晶部分２０８Ｂ、および第３の光検出部分２１６Ｃに整合した第３の液晶部分２０８Ｃに仕切る。一実施形態では、第１のスペーサ２１８および２のスペーサ２２０は、凸レンズ形状のスペーサであり得る。図１Ａの画像検出デバイス構造１００と同様、色フィルタ部分２１４Ａ、２１４Ｂおよび２１４Ｃは、赤フィルタ、緑フィルタ、および／または青フィルタであってもよい。
【００１９】
上述の通り、三色画像検出デバイス２００の各整合された部分は、構造的および機能的に、図１Ａの画像検出デバイス構造１００に類似している。三色画像検出デバイス２００の一実施形態では、第１のスペーサ２１８および第２のスペーサ２２０は、凸レンズ形状であり、色フィルタ部分２１４Ａ、２１４Ｂおよび２１４Ｃは、それぞれ赤フィルタ、緑フィルタ、および青フィルタである。光が三色画像検出デバイス２００に入るときに、全ての光が、曲げられることなく液晶部分２０８Ａ、２０８Ｂおよび２０８Ｃを通過し、フィルタ２１４Ａ、２１４Ｂおよび２１４Ｃを介して光検出部分２１６Ａ、２１６Ｂおよび２１６Ｃにそれぞれ入るように、デフォルトの電位が、第１の電極部分２０２Ａ、第２の電極部分２０２Ｂ、および第３の電極部分２０２Ｃのそれぞれと伝導電極層２１２との間に印加されてもよい。
【００２０】
三色画像検出デバイス２００に入る光が、緑色光であると共に、デフォルトの電位が、光が液晶部分２０８Ａ、２０８Ｂおよび２０８Ｃのそれぞれを通過するように印加される場合、緑色光は、赤の色フィルタ２１４Ａおよび青の色フィルタ２１４Ｃによってフィルタ除去され、緑の色フィルタ２１４Ｂだけを通過し、第２の光検出部分２１６Ｂに入る。したがって、光のほぼ３分の１だけが通過され、第２の光検出部分２１６Ｂによって受け取られ、緑色光の残りのほぼ３分の２は、赤の色フィルタ２１４Ａおよび青の色フィルタ２１４Ｃによって単純に失われる。
【００２１】
三色画像検出デバイス２００に入る光が緑色光であるときと同様の場合、図１Ｂに示される第２の画像検出デバイス１５０の場合と同様に、第１の電位が、第１の電極部分２０２Ａと伝導電極２１２との間に印加され、液晶部分２０８Ａ内に電場を発生させ、液晶部分２０８Ａを通過する緑色光を曲げることができる。しかし、この場合には、緑色光は、第１のスペーサ２１８に向かって第２の液晶部分２０８Ｂの方向に故意に曲げられ、それによって第２の液晶部分２０８Ｂに入り、緑の色フィルタ２１４Ｂを通じて第２の光検出部分２１６Ｂの中に入ることができる。同様に、液晶部分２０８Ｃを通過する緑色光が、第２のスペーサ２２０に向かって曲げられ、緑の色フィルタ２１４Ｂを通じて第２の光検出部分２１６Ｂの中に入るように、第２の電位が、第３の電極部分２０２Ｃと伝導電極２１２との間に印加されてもよい。第２の電極部分２０２Ｂおよび伝導電極２１２の両端のデフォルトの電位をさらに維持することによって、液晶層２０８に入る全ての緑色光が、緑の色フィルタ２１４Ｂに向かって向けられ、第２の光検出部分２１６Ｂに入る。したがって、緑色光を検出するための三色画像検出デバイス２００の光学効率が、デフォルトの電位が電極部分２０２Ａ、２０２Ｂおよび２０２Ｃのそれぞれと伝導電極２１２との間に印加されるときの約３００％まで増加する。
【００２２】
同様に、電極部分２０２Ａ、２０２Ｂおよび２０２Ｃと伝導電極２１２との間に適切な電位を印加することによって、赤色光および／または青色光を検出することについても三色画像検出デバイス２００の光学効率を改善することができる。第１のスペーサ２１８および第２のスペーサ２２０が凸レンズ形状のスペーサである場合、スペーサを通過する曲げられた光は集束されて、三色画像検出デバイス２００の光学効率をさらに改善することができる。
【００２３】
図３は、入力３２２、３２４、３２６、３２８および３３０、電極３５２Ａ、３５２Ｂ、３５２Ｃおよび３５２Ｄ、ならびにトランジスタ３５４Ａ、３５４Ｂ、３５４Ｃおよび３５４Ｄを含む画像検出ピクセル３００の一例についての回路ブロック図を示す。電極３５２Ａおよびトランジスタ３５４Ａは、図２の第１の電極部分２０２Ａのように実装することができる。同様に、電極３５２Ｂおよびトランジスタ３５４Ｂ、ならびに電極３５２Ｃおよびトランジスタ３５４Ｃは、図２の第２の電極部分２０２Ｂおよび第３の電極部分２０２Ｃのようにそれぞれ実装することができる。トランジスタ３５４Ａ、３５４Ｂ、３５４Ｃおよび３５４Ｄのゲートは入力３２６に接続され、一方、トランジスタ３５４Ａのソースは入力３２４に接続され、トランジスタ３５４Ａのドレインは電極３５２Ａに接続されており、トランジスタ３５４Ｂのソースは入力３２２に接続され、トランジスタ３５４Ｂのドレインは電極３５２Ｂに接続されており、トランジスタ３５４Ｃのソースは入力３２８に接続され、トランジスタ３５４Ｃのドレインは電極３５２Ｃに接続されており、ならびにトランジスタ３５４Ｄのソースは入力３３０に接続され、トランジスタ３５４Ｄのドレインは電極３５２Ｄに接続されている。
【００２４】
図３に配列される通り、画像検出ピクセル３００は、４つの異なる色部分まで収めることができる。一実施形態では、画像検出ピクセル３００に実装された４つの色フィルタは、赤、緑、青および白であってもよく、電極部分２０２Ａは、赤色光を検出するための画像検出ピクセル３００の一部であり、電極部分２０２Ｂは、緑色光を検出するための画像検出ピクセル３００の一部であり、電極部分２０２Ｃは、青色光を検出するための画像検出ピクセル３００の一部であり、電極部分２０２Ｄは、白色光、または全ての光を検出するための画像検出ピクセル３００の一部である。緑色光が画像検出ピクセル３００に入るときの場合、赤色光検出部分、青色光検出部分および白色光検出部分からの光が、緑色光を検出するための画像検出ピクセル３００の部分に向かって曲げられるように、適切な信号が、入力３２２、３２４、３２６、３２８および３３０に印加されてもよい。したがって、画像検出ピクセル３００における色フィルタリングによる光の損失は低減され、光学効率が改善される。代替実施形態では、画像検出ピクセル３００が、様々な個数の色の選択に対応するように設計されてもよい。たとえば、ちょうど三原色の赤、緑および青のためのフィルタを有することは、全ての色の組み合わせを検出するのに十分であり得る。
【００２５】
図４は、３×３形式で配列された９つの画像検出ピクセルを含む画像検出ピクセル４００のアレイの一例を示す。図３の画像検出ピクセル３００の例に類似しているピクセル構造が、９つの画像検出ピクセルのうちの１つまたは複数として使用されてもよい。画像検出ピクセル３００と同様に、画像検出ピクセルごとに４つの色フィルタが、赤、緑、青および白色を検出するために実装されてもよい。画像検出ピクセルの代替の配列も可能であり、それに応じて異なる接続および制御の実行が必要とされる。
【００２６】
上記の画像検出デバイスの実施形態では、各ピクセルに入る光に関する予備情報を有することは、光検出デバイスの光学効率を改善するために有益である。図５は、光学効率を最適化するための流れ図を示しており、画像情報取得ステップ５０２と、所望電位決定ステップ５０４と、所定電位印加ステップ５０６と、画像取り込みステップ５０８とを含む。画像情報取得ステップ５０２は、最適化なしで画像検出デバイスを用いて予備画像を取得することを含む。情報取得ステップ５０２の後、所望電位決定ステップ５０４は、画像検出デバイス中のピクセルの光学効率を最適化するために、どのくらいの電位をピクセル電極に印加すべきか決定することを含む。印加すべき電位の決定後、所定電位印加ステップ５０６が行われる。決定した電位が印加されると、画像検出デバイスが、光学的に最適化され、画像が取り込まれてもよい。
【００２７】
デジタルカメラは、この光学的インテリジェント画像検出デバイスから利益を受け得る応用例の一例である。デジタルカメラの光学効率を改善することにより、カメラが、追加レンズを必要とせずに（様々な形態の補間を利用するデジタルズームとは対照的に）より大きい光学ズームを有することを可能にする。一実施形態では、画像情報取得ステップ５０２は、画像を取り込む直前に、カメラがそのターゲットに焦点が合ったときに行われてもよい。
【００２８】
図６は、光学効率を最適化するために電極および伝導電極のペアの両端の適切な電位を決定し印加するように構成されたコンピューティング装置６００の一例を示すブロック図である。とても基本的な構成６０１では、典型的には、コンピューティング装置６００は、１つまたは複数のプロセッサ６１０と、システムメモリ６２０とを備える。メモリバス６３０が、プロセッサ９１０とシステムメモリ６２０の間の通信のために使用されてもよい。
【００２９】
所望の構成に応じて、プロセッサ６１０は、マイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意の種類のものであってもよいが、これらに限定されない。プロセッサ６１０は、一次キャッシュ６１１や二次キャッシュ６１２などの一次以上のキャッシュと、プロセッサコア６１３と、レジスタ６１４とを含むことができる。プロセッサコア６１３は、演算論理装置（ＡＬＵ）、浮動小数点演算ユニット（ＦＰＵ）、デジタル信号処理コア（ＤＳＰコア）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。メモリコントローラ６１５は、プロセッサ６１０と共に使用することもでき、またはいくつかの実施では、メモリコントローラ６１５は、プロセッサ６１０の内部部品であり得る。
【００３０】
所望の構成に応じて、システムメモリ６２０は、揮発性メモリ（ＲＡＭなど）、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリ等など）、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意の種類のものであってもよいが、これらに限定されない。典型的には、システムメモリ６２０は、オペレーティングシステム６２１、１つまたは複数のアプリケーション６２２、およびプログラムデータ６２４を含む。アプリケーション６２２は、光学効率を最適化するために、電極および伝導電極のペアの両端の適切な電位を計算しこの電位を印加するために配される画像解釈アルゴリズム６２３を含む。プログラムデータ６２４は、以下にさらに説明するように、光学効率を最適化するために、電極と伝導電極のペアの間に印加される適切な電位を計算するのに役立つ画像解釈データ６２５を含む。いくつかの実施形態の例では、光学効率を最適化するために、電極および伝導電極のペアの両端の適切な電位が決定および印加され得るように、アプリケーション６２２は、オペレーティングシステム６２１上のプログラムデータ６２４を用いて動作するように構成されてもよい。この説明した基本的な構成は、破線６０１内のこれらの構成要素によって図６に示されている。
【００３１】
コンピューティング装置６００は、追加の特徴または機能、ならびに基本的な構成６０１と任意の必要なデバイスおよびインタフェースとの間の通信を助けるための追加のインタフェースを有することができる。たとえば、バス／インタフェースコントローラ６４０は、ストレージインタフェースバス６４１を介して基本的な構成６０１と１つまたは複数のデータストレージデバイス６５０の間の通信を助けるために使用することができる。データストレージデバイス６５０は、リムーバブルストレージデバイス６５１、ノンリムーバブルストレージデバイス６５２、またはそれらの組み合わせであってもよい。リムーバブルストレージデバイスおよびノンリムーバブルストレージデバイスの例には、いくつか例を挙げると、フレキシブルディスクドライブおよびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスク装置、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブまたはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブなどの光ディスクドライブ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、およびテープドライブが含まれる。コンピュータ記憶媒体の例には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術において実装される揮発性および不揮発性のリムーバブルおよびノンリムーバブル媒体が含まれ得る。
【００３２】
システムメモリ６２０、リムーバブルストレージ６５１、およびノンリムーバブルストレージ６５２は、いずれもコンピュータ記憶媒体の例である。コンピュータ記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、または他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、または他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気ストレージデバイス、あるいは所望の情報を記憶するために使用できると共にコンピューティング装置６００によってアクセスできる他の任意の媒体が含まれるが、これらに限定されない。任意のそのようなコンピュータ記憶媒体は、装置６００の一部であってもよい。
【００３３】
コンピューティング装置６００は、様々なインタフェース装置（たとえば、出力インタフェース、周辺インタフェース、および通信インタフェース）からバス／インタフェースコントローラ６４０を介して基本的な構成６０１への通信を助けるためにインタフェースバス６４２を備えることもできる。出力インタフェース６６０の例には、グラフィック処理装置６６１および音声処理装置６６２が含まれ、グラフィック処理装置６６１および音声処理装置６６２は、１つまたは複数のＡ／Ｖポート６６３を介してディスプレイまたはスピーカなどの様々な外部装置と通信するように構成することができる。周辺インタフェース６６０の例には、シリアルインタフェースコントローラ６７１またはパラレルインタフェースコントローラ６７２が含まれ、シリアルインタフェースコントローラ６７１またはパラレルインタフェースコントローラ６７２は、入力装置（たとえば、キーボード、マウス、ペン、音声入力装置、タッチ入力装置等）、または他の周辺機器（たとえば、プリンタ、スキャナ等）などの外部装置と１つまたは複数のＩ／Ｏポート６７３を介して通信するように構成することができる。通信インタフェース６８０の例には、ネットワークコントローラ６８１が含まれ、ネットワークコントローラ６８１は、１つまたは複数の通信ポート６８２を介してネットワーク通信によって１つまたは複数の他のコンピューティング装置６９０と通信するのを助けるように配置することができる。通信接続は、通信媒体の一例である。典型的には、通信媒体は、搬送波または他の移送機構などの変調データ信号中のコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータによって具体化することができ、任意の情報送達媒体を含む。「変調データ信号」は、信号の特性のうちの１つまたは複数を、情報を信号に符号化するように設定または変更させた信号であり得る。限定するものではない例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接配線接続などの有線媒体、ならびに音響、高周波（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、および他の無線媒体などの無線媒体を含み得る。本明細書において用いられる場合のコンピュータ可読媒体なる用語は、記憶媒体と通信媒体の両方を含み得る。
【００３４】
コンピューティング装置６００は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルメディアプレイヤ装置、無線ウェブウォッチ装置（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｗｅｂ−ｗａｔｃｈ  ｄｅｖｉｃｅ）、パーソナルヘッドセット装置、特定用途向け装置、または上記機能のうちのいずれかを含むハイブリッド装置などの小さいフォームファクタのポータブル（またはモバイル）電子装置の一部として実現することができる。コンピューティング装置６００は、ラップトップコンピュータと非ラップトップコンピュータの両方の構成を含むパーソナルコンピュータとして実現することもできる。
【００３５】
様々な態様および実施形態が本明細書に開示されてきたが、他の態様および実施形態が当業者には明らかであろう。本明細書に開示した様々な態様および実施形態は、例示のためであり、限定しているものではなく、真の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【００３６】
本開示は、本出願に記載した特定の実施形態の観点に限定されるものではなく、種々の態様を例示するものと意図される。当業者に明らかであるような多くの修正形態および変更形態が、本開示の精神および範囲から逸脱することなくなされ得る。本開示の範囲内の機能的に均等な方法および装置が、本明細書に列挙されたものに加えて、前述の記載から当業者に明らかであろう。そのような修正形態および変更形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるものとする。本開示は、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるべきであり、均等の全範囲とともに、それらに対してそうした特許請求の範囲は権利付与される。本開示は、特定の方法、反応物、化合物、組成物または生体系に限定されるものではなく、それらは当然ながら変更可能であることを理解されたい。本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定するものではないことも理解されたい。
【００３７】
本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。さまざまな単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。
【００３８】
通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（たとえば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（たとえば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ  ｂｕｔ  ｉｓ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（たとえば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（たとえば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ  ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステ���を含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ  ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
【００３９】
さらに、本開示の特徴または態様が、マーカッシュ群の観点で記載されている場合、本開示は、マーカッシュ群の複数の要素のうちの任意の個々の要素またはサブグループの観点でもそれによって記載されていることを当業者は理解するであろう。
【００４０】
当業者に理解されるように、記述を行う観点など、いずれかおよび全ての目的のため、本明細書に開示した全ての範囲は、任意のおよび全部の可能性がある部分的範囲およびその部分的範囲の組み合わせも包含する。任意の挙げた範囲は、同一の範囲が、少なくとも二等分、三等分、四等分、五等分、十等分などに分解されることを十分に説明し、それらを十分に可能にするものとして容易に認識できよう。限定されない例として、本明細書に述べた各範囲は、３分の１の下側、３分の１の中央、および３分の１の上側などに容易に分解することができる。また、当業者に理解されるように、「まで」、「少なくとも」、「より大きい」、「未満」等などの全ての文言は、記載した数を含むと共に、上記の部分的範囲に続いて分解できる範囲を指している。最後に、当業者によって理解されるように、ある範囲は、各個々の要素を含む。したがって、たとえば、１〜３個のセルを有する群は、１個、２個または３個のセルを有する群を指す。同様に、１〜５個のセルを有する群は、１個、２個、３個、４個または５個のセルを有する群を指すなどである。
【００４１】
本明細書中に様々な態様および実施形態が開示されたが、当業者には他の態様および実施形態が明らかであろう。本明細書中に開示した様々な態様および実施形態は、例示のためのものであり、限定であることを意図しておらず、本来の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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