(57)【要約】【課題】スペース効率及び温度依存の問題に係る欠点を克服したカラーセンサ回路を提供する。【解決手段】カラーセンサ回路は、ａ）光を受け、受けた光に依存する信号を生成する為の光検出器（１２０）であって、第一のノードに結合する第一の電極と、第二の所定信号（１２２）へと結合する第二の電極とを含む光検出器（１２０）と、ｂ）第一の電極と、第二の所定信号（１２２）へと結合する第二の電極とを含む記憶装置（１３０）と、ｃ）電荷蓄積制御信号（１４４）に基づいて第一のノードを記憶装置の第一の電極へと選択的に結合する第一のスイッチ（１４０）と、ｄ）第一の電極と、光検出器が受けた光を表す信号を生成する為の出力を含む信号処理回路（１６０）と、ｅ）評価制御信号（１５４）に基づいて記憶装置の第一の電極を信号処理回路の第一の電極へと選択的に結合する第二のスイッチ（１５０）とを具備し、信号処理回路が電荷蓄積制御信号と評価制御信号を選択的にアサートする。【選択図】図１
2006010686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受け、受けた光に依存する信号を生成する為の光検出器であって、第一のノードに結合する第一の電極と、第二の所定信号へと結合する第二の電極とを含む前記光検出器と、
第一の電極と、前記第二の所定信号へと結合する第二の電極とを含む記憶装置と、
電荷蓄積制御信号に基づいて前記第一のノードを前記記憶装置の前記第一の電極へと選択的に結合する第一のスイッチと、
第一の電極と、前記光検出器が受けた前記光を表す信号を生成する為の出力を含む信号処理回路と、
評価制御信号に基づいて前記記憶装置の前記第一の電極を前記信号処理回路の前記第一の電極へと選択的に結合する第二のスイッチとを具備し、前記信号処理回路が前記電荷蓄積制御信号と前記評価制御信号を選択的にアサートするものであることを特徴とするカラーセンサ回路。
【請求項２】
前記電荷記憶装置がキャパシタで実現されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項３】
前記第一のスイッチが、電流源の第二のノードへと結合する第一の電極と、前記電荷記憶装置の前記第一のノードへと結合する第二の電極と、前記電荷蓄積制御信号を受ける為の第三の電極とを含むトランジスタを更に含み、該トランジスタの前記第一の電極及び前記第二の電極が電流経路を構成するものであり、前記電荷蓄積制御信号がアサートされた場合に前記電流経路に電流が流れることになることを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項４】
前記第二のスイッチが、前記電荷記憶装置の前記第一のノードへと結合する第一の電極と、前記信号処理回路の前記第一のノードへと結合する第二の電極と、前記評価制御信号を受ける為の第三の電極とを含むトランジスタを含み、該トランジスタの前記第一の電極及び前記第二の電極が電流経路を構成するものであり、前記評価制御信号がアサートされた場合には前記電流経路に電流が流れることになることを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項５】
前記光検出器が、光を受け、前記受けた光に対応するフォトダイオード電流を生成する為のフォトダイオードと、所定波長の光のみを通過させるカラーフィルタとを含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項６】
前記信号処理回路が、電荷蓄積（ＣＨＡＲＧＥ）状態及び評価（ＥＶＡＬＵＡＴＥ）状態を含む状態マシンを含み、前記電荷蓄積制御信号が前記電荷蓄積状態時にアサートされ、前記評価制御信号が前記評価状態時にアサートされ、そしてリセット信号が前記評価状態時にアサートされることを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項７】
前記カラーセンサ回路が、色検出アプリケーション、色計測アプリケーション、色制御アプリケーション、屋内照明制御アプリケーション、バックライト制御アプリケーション、イメージング・アプリケーション、医療／ライフサイエンス・アプリケーション、カメラ・アプリケーション、化学分析アプリケーション、化粧品及び繊維分野における色制御アプリケーション、オフィスオートメーション・アプリケーション、携帯電話のバックライト制御アプリケーション、携帯用コンピュータ・ディスプレイのバックライト制御アプリケーション、ＰＤＡディスプレイのバックライト制御アプリケーション、コンピュータ・モニタのバックライト制御アプリケーション及びテレビのバックライト制御アプリケーションのうちのいずれか１つとして実現されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項８】
前記第一のノードに結合し、リセット制御信号に基づいて前記第一のノードにおける電圧を選択的に第一の所定電圧へとリセットするリセット回路を更に具備し、前記信号処理回路が前記リセット制御信号を選択的にアサートするものであることを特徴とする請求項１に記載のカラーセンサ回路。
【請求項９】
前記リセット回路が、バイアス電流を生成する為の電流源であって、前記第一の所定電圧へと結合する第一の電極と、前記第一のノードへと結合する第二の電極を含む前記電流源と、前記第一の所定電圧へと結合する第一の電極と、前記電流源の前記第二の電極へと結合する第二の電極と、前記リセット制御信号を受ける為の第三のノードを持つリセット・トランジスタとを含んでおり、前記リセット制御信号がアサートされている場合に、前記第一のノードにおける電圧を前記第一の所定電圧へと選択的にリセットするものであることを特徴とする請求項８に記載のカラーセンサ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の照明他の応用に用いられるカラーセンサのための回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーセンサは普及が進み、利用や応用が可能な潜在的領域も多い。これらのアプリケーションには、例えば食品、繊維、塗料、組立及びパッケージング、環境照明、民生用製品、薬品、医療研究及び自動車といった産業分野におけるオフィス・オートメーション、品質管理及びカラーコーディングが含まれる。
【０００３】
図５は、プリント回路基板１０の上に設けられた従来のカラーセンサ２を描いたものである（例えば、特許文献１参照）。従来のカラーセンサ２は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１０上に搭載されたフォトダイオード４、トランスインピーダンスアンプ６及び外部部品（例えば抵抗器）８を含んでいる。フォトダイオード４はカラー光を、入射光を表す対応電流へと変換する。オペアンプ６はトランスインピーダンスアンプとして作動し、フォトダイオード４が受けた光を表す出力電圧（Ｖ＿ＯＵＴ）を生成する。例えばフィードバック抵抗器とすることが出来る外部部品８は、アンプ６用に適正な利得が得られるように調整することが出来る。
【０００４】
図６は、図５に示した従来のカラーセンサ２の回路図を示している。フォトダイオード４はフィルタとフォトダイオードを含んでいる。これらのフィルタ及びフォトダイオードがカラーセンサと呼ばれるものである。トランスインピーダンスアンプは負の入力端子、正の入力端子及び出力電圧（Ｖ＿ＯＵＴ）を生成する為の出力を含んでいる。負の入力端子はフォトダイオードの１端子に結合しており、正の入力端子はグラウンド電位に結合したフォトダイオードの第二の端子に結合している。アンプの負の入力端子及び出力端子は、フィードバック抵抗器（Ｒ＿Ｆ）とフィードバックキャパシタ（Ｃ＿Ｆ）を通じて結合している。換言すれば、フィードバック抵抗器（Ｒ＿Ｆ）とフィードバックキャパシタ（Ｃ＿Ｆ）は、トランスインピーダンスアンプの負の入力端子と出力端子の間に並列に結合しているということである。
【０００５】
この従来の手法は外部部品（外部抵抗器）を使用している為、カラーセンサのノイズ感度を下げる（外部部品を持つカラーセンサを設計する際に考慮しなければならない重要事項）には、より高い光電流を必要とする。より高い光電流を得るには、より大きなフォトダイオード面積を要する。更に、トランスインピーダンスアンプ６がこれらの大きい電流を対応する出力電圧へと変換する為には、大型の外部フィードバック抵抗器８も必要となる。この結果、従来のカラーセンサにおける１つの欠点として、空間の浪費が生じることになる。例えば、従来のデザインにおいて使われている大型フォトダイオード及び大型抵抗器が占める面積により、スペース効率が非常に悪くなっているのである。
【０００６】
更に、従来のカラーセンサの他の欠点として、温度に非常に左右されやすい動作特性を持つ大型の外部抵抗器がセンサ・デザインに採用されているということが挙げられる。動作温度が変化すると、温度依存性素子の動作特性も変化し、これにより回路デザインが複雑化し、変化する温度範囲にわたり、一定の出力をいかに維持するのか、という問題が出てくる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明は、上述したスペース効率及び温度依存の問題に係る欠点を克服したカラーセンサ回路を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例によれば、カラーセンサ回路は光を受け、受けた光に応じた信号を生成する光検出器を含んでいる。光検出器は、第一のノードに結合した第一の電極と、第二の所定信号に結合した第二の電極を含んでいる。第一のノードと、第二の所定信号へと結合する第二のノードを含む記憶（ストレージ）装置が設けられている。電荷蓄積制御信号に基づいて第一のノードを記憶装置の第一の電極と選択的に結合する第一のスイッチが設けられている。第一の電極と、光検出器が受けた光を表す出力信号を生成する為の出力を含む信号処理回路が設けられている。更に、評価制御信号に基づいて記憶装置の第一の電極を信号処理回路の第一の電極へと選択的に結合する第二のスイッチも設けられている。信号処理回路は、電荷蓄積制御信号と評価制御信号を選択的にアサートするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、添付図に示した実施例を使って説明しているが、これに限定されるものではなく、また、複数の図にわたって同様の符号は同様の要素を示すものである。
【００１０】
電荷記憶装置（ストレージ装置）を使ったカラーセンサ回路について説明する。以下の説明においては、本発明の完全な理解を得る上で、便宜上、数々の具体的詳細が設定されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明はこれらの具体的詳細に則することなく実現することも可能である。他の事例においては、本発明を不必要に曖昧としない為に周知の構造及び素子をブロック図形式で示した。
【００１１】
カラーセンサ回路１００について
図１は本発明の一実施例に基づくカラーセンサ回路１００を描いたブロック図である。カラーセンサ回路１００は、原色である赤色、緑色、及び青色を、個々の比例的アナログ電圧へと変換するものである。一実施例においては、カラーセンサ回路１００はフォトダイオードアレイと関連アンプを、電源入力と赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）出力電圧用のケーブル及びコネクタのついた単一パッケージへとまとめたものである。
【００１２】
カラーセンサ回路１００はリセット回路１１０、光検出器１２０、記憶装置１３０、第一のスイッチ１４０、第二のスイッチ１５０及び信号処理回路１６０を含んでいる。以下に図２を参照しつつ、カラーセンサ回路１００の一例の回路図について、その詳細を説明する。
【００１３】
リセット回路１１０は、第一の所定信号１１２（例えば第一の所定電圧ＶＤＤ）に結合する第一の電極と、第一のノード１１６へと結合する第二の電極を含んでいる。リセット回路１１０はリセット制御信号１１４を受信する。リセット制御信号１１４がアサートされている場合、第一のノード１１６が第一の所定信号１１２へと設定される。一実施例においては、第一の所定信号１１２は所定電圧信号であり、リセット回路１１０は第一のノード１１６を所定電圧（例えば２．５Ｖ）へと選択的にリセットするものである。
【００１４】
光検出器１２０は光（入射光）を受け、受けた光を表す信号（例えば電流Ｉ＿ｌｉｇｈｔ）を生成する。一実施例においては、光検出器１２０に所定波長又は所定波長範囲を持つ光を検出するカラーフィルタが設けられており、これにより光検出器１２０に色の違いに対する感度が提供されている。例えば、光検出器１２０はカラー光（例えば赤色光、緑色光、青色光）を検出することが出来る。光検出器１２０は、バイアス電流生成器１１０の第二の電極に結合する第一の電極と、第二の所定信号１２２（例えば所定電圧信号）に結合する第二の電極を含んでいる。一実施例においては、第二の所定電圧信号１２２はグラウンド電位（ＶＧＮＤ）である。
【００１５】
記憶装置１３０は、第一のノード１１６及び第二の所定電圧１２２（例えばＶＧＮＤ）に結合した第二の電極へと選択的に結合させることが出来る第一の電極を含んでいる。記憶装置１３０は光検出器１２０が受けた、或いは光検出器１２０へと入射した光の量を表す信号（例えば電荷、電流又は他の電気信号）を一時的に格納する。
【００１６】
第一のスイッチ１４０は、電荷蓄積制御信号（ＣＣＳ）１４４に基づいて第一のノード１１６（例えばバイアス電流生成器１１０の第二の電極及び光検出器１２０の第一の電極）を、記憶装置１３０の第一の電極へと選択的に結合する。
【００１７】
信号処理回路１６０は、記憶装置１３０の第一の電極及び出力へと選択的に結合させることが出来る第一の電極（例えば入力ノード）を含んでいる。信号処理回路１６０は光検出器が受けた光を表す出力信号１６４を生成する。例えば信号処理回路１６０は、光検出器１２０が受けた光を表す信号を生成する為の出力ピンを複数含んでいても良い。一実施例においては、出力信号１６４は、複数のカラー光信号（例えば各カラーチャネルＲ、Ｇ、Ｂ用の出力カラー光信号）を含んでいる。信号処理回路１６０は、状態マシンとして実現することが出来る。信号処理回路１６０を状態マシンとして実現した場合における状態図例は、図２を参照しつつ以下に詳細にわたり説明する。
【００１８】
第二のスイッチ１５０は、評価制御信号（ＥＣＳ）１５４に基づいて記憶装置１３０の第一の電極を信号処理回路１６０の第一の電極へと選択的に結合する。以下、図４を参照しつつ電荷蓄積制御信号（ＣＣＳ）１４４、評価制御信号（ＥＣＳ）１５４及びリセット制御信号（ＲＣＳ）１１４のタイミングチャートの詳細について説明する。
【００１９】
一実施例においては、本発明に基づくカラーセンサ回路は３つのカラーセンサ（Ｒ、Ｇ及びＢセンサ）を含んでおり、単一の集積回路（ＩＣ）、即ち「チップ」上に組み込まれている。
【００２０】
更に本発明に基づくカラーセンサ回路は、透過型カラーセンサ・アプリケーション及び反射型カラーセンサ・アプリケーションに実現することが出来る。
【００２１】
一実施例においては、カラーセンサ回路は、自己照明型アプリケーション等の透過型アプリケーション向けに設計されたものである。これらのアプリケーションにおいては、カラーセンサ回路は光源を含んでいない。代わりに、光源は周辺光、白熱電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は自己発光型ディスプレイとすることが出来る。
【００２２】
他の実施例においては、カラーセンサ回路は反射型アプリケーション向けに設計されたものである。この実施例においては、本発明に基づくカラーセンサ回路は更に光源１７０と反射光をカラーセンサ上に収束させる光学レンズ１８０を含んでいる。カラーセンサ回路が光源１７０及び光学レンズ１８０と共にパッケージングされているこの実施例は、光がターゲット表面又はターゲット物体から反射されるという反射型アプリケーションに好適である。光源１７０は、例えば高輝度白色発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることが出来る。
【００２３】
一実施例においては、透過型カラーセンサ回路は側面がコンパクトな単一の集積回路（ＩＣ）として実現されており、この回路は、代表的な電流消費量が約２０ｍＡ以下で単一の５ＶＤＣ電源で作動するものである。他の実施例においては、反射型カラーセンサ回路は側面がコンパクトな単一の集積回路（ＩＣ）として実現されており、この回路は、単一の５ＶＤＣ電源で作動し、ＬＥＤ光源を作動させる為に更に約２５ｍＡの電流を要するものである。これらの実施例においては、Ｒ、Ｇ及びＢ出力は所定範囲（例えば０〜３Ｖ）にある電圧信号とすることが出来るが、これに限られたものではない。
【００２４】
カラーセンサ回路の回路図について
図２は、本発明の一実施例に基づく図１のカラーセンサ回路１００の回路図である。光検出器１２０は、フォトダイオード２０２及びカラーフィルタ２０４で実現されたカラーセンサとすることが出来る。一実施例においては、光検出器１２０は、特定波長の光のみに通過を許容する為のカラーフィルタ２０４を含んでいる。フォトダイオード２０２とフィルタ２０４の組み合わせは、本願においては「フィルタ付フォトダイオード」、又は「カラーセンサ」と呼ぶものとする。他の実施例においては、光検出器１２０はフォトトランジスタとして実現することも出来る。
【００２５】
一実施例においては、リセット回路１１０は、バイアス電流（Ｉ＿ｂｉａｓ）を生成する為のバイアス電流発生器２１２とリセット・トランジスタ（Ｐ１）２１４を含んでいる。バイアス電流発生器２１２は、バイアス電流を生成する電流源で実現することが出来る。電流源は第一の所定電圧に結合する第一の電極と、第一のノード１１６に結合する第二の電極を含んでいる。リセット・トランジスタは第一の所定電圧に結合する第一の電極と、電流源の第二の電極へと結合する第二の電極と、リセット制御信号（ＲＣＳ）１１４を受ける為の第三のノードとを含んでいる。リセット・トランジスタは、リセット制御信号（ＲＣＳ）１１４がアサートされた場合、選択的に第一のノード１１６における電圧を第一の所定電圧へとリセットする。
【００２６】
一実施例においては、記憶装置１３０は電荷記憶装置（例えばキャパシタ２３０）として実現することが出来る。記憶装置１３０は他の種類の電気信号（例えば電流、電圧等）或いはそれらの組み合わせを記憶する他の周知の電気素子（例えばインダクタ、抵抗器等）として実現することも可能であることは言うまでもない。第一のスイッチ１４０は、トランジスタ（Ｎ１）２４０として実現される。トランジスタ２４０は第一のノード１１６へと結合する第一の電極、記憶装置１３０の第一の電極へと結合する第二の電極、そして電荷蓄積制御信号１４４を受ける為の第三の電極を含んでいる。このトランジスタの第一の電極及び第二の電極は電流経路を形成しており、電荷蓄積制御信号１４４がアサートされた場合に電流がその電流経路を通る。トランジスタ２４０はＭＯＳトランジスタとすることが出来る。
【００２７】
第二のスイッチ１５０もまた、トランジスタ（Ｎ２）２５０として実現することが出来る。トランジスタ２５０は、電荷記憶装置の第一の電極と結合した第一の電極、信号処理回路１６０の第一の電極と結合した第二の電極、そして評価制御信号１５４を受ける為の第三の電極を含んでいる。このトランジスタの第一の電極及び第二の電極は電流経路を形成しており、評価制御信号１５４がアサートされた場合に電流がその電流経路を通る。トランジスタはＭＯＳトランジスタとすることが出来る。信号処理回路１６０は選択的に制御信号１１４、１４４、１５４をアサートする為の状態マシン２６２を含んでいる。信号処理回路１６０は、当業者には周知の他の信号２６０（例えばクロック信号、基準信号等）を受ける為の入力を含んでいても良い。
【００２８】
一実施例においては、本発明に基づくカラーセンサ回路はカラーセンサ前部と、これに続くポスト・センサ回路を含んでいる。カラーセンサはフィルタ付フォトダイオードを含んでおり、光の原色成分である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）を光電流へと変換する。ポスト・センサ回路は光電流を、赤色、緑色、青色（ＲＧＢ）の色成分各々に関するアナログ電圧へと変換する。これらの出力は、それぞれにＶＲＯＵＴ、ＶＧＯＵＴ及びＶＢＯＵＴと呼ぶものとする。例えば出力信号２６４は、色チャネルの各々に１つの出力信号として３つの出力信号を含んでいる可能性がある。図２に示した部品群（例えば１１０、１３０、１４０、１５０、１６０）は各色チャネルについて重複して存在し得ることは言うまでもない。
【００２９】
状態マシン２６２の状態図について
図３は、本発明の一実施例に基づく図１の信号処理回路１６０の状態図３００を示している。状態マシン２６２の状態図３００は、第一の状態３１０及び第二の状態３２０を含んでいる。第一の状態３１０は、以下、ＣＨＡＲＧＥ状態３１０と呼ぶものとする。ＣＨＡＲＧＥ状態３１０にある場合、信号処理回路１６０は電荷蓄積制御信号１４４をアサートし、評価制御信号１５４のアサートを解除する。また、リセット制御信号１１４のアサートも解除される。ＣＨＡＲＧＥ状態３１０にある間、正味電流（Ｉ＿ｂｉａｓ−Ｉ＿ｌｉｇｈｔ）が電荷へと変換され記憶装置１３０中に格納される。上述したように、この状態時には第一のスイッチ１４０はオンとなっており、第一のノード１１６から記憶装置１３０への電荷の流れが許容されている。
【００３０】
所定時間（例えば１００μｓ）の後、信号処理回路１６０の状態図３００はＣＨＡＲＧＥ状態３１０から第二の状態３２０へと遷移する。第二の状態３２０のことを、以下、ＥＶＡＬＵＡＴＥ状態３２０と呼ぶものとする。ＥＶＡＬＵＡＴＥ状態３２０にある場合、信号処理回路１６０は評価制御信号１５４をアサートし、電荷蓄積制御信号１４４のアサートを解除する。また、リセット制御信号１１４のアサートも解除される。
【００３１】
タイミングチャートについて
図４は、本発明の一実施例に基づく図１に示した制御信号のタイミングチャート例である。タイミングチャートは電荷蓄積制御信号１４４、評価制御信号１５４及びリセット制御信号１１４を示している。電荷蓄積制御信号１４４及び評価制御信号１５４は、言うまでもなく重なり合わないものであることが推奨される。第一のスイッチ１４０と第二のスイッチ１５０を同時にオン出来ないようにすることにより、信号処理回路１６０は電荷−評価経路に沿ったフィードバック又はフィードを低減又は回避している。
【００３２】
本発明に基づくカラーセンサ回路は、幾つかのスイッチ（例えばトランジスタ）と、カラーセンサ素子と、そして記憶装置（例えば電荷記憶装置）とを用いたものである。本発明に基づくカラーセンサ回路はオペアンプを必要とはせず、従ってオペアンプに付随して生じていた問題を回避することが出来る。例えば、本発明に基づくカラーセンサ回路は飽和したオペアンプに起因するオフセット問題が生じない。更に、本発明に基づくカラーセンサ回路は、アンプを使用したデザインに使われている外部部品（例えばフィードバック抵抗器）を要さず、従ってカラーセンサ機能群を単一の集積回路へと統合化するという難問の１つも解消しているのである。
【００３３】
また、本発明に基づくカラーセンサ回路に使用される温度依存性デバイスはより少数であり、従来のカラーセンサに用いられていた温度依存性デバイスに起因する問題も回避されている。例えば、本発明に基づくカラーセンサ回路は、従来のセンサが使用していた大型のフィードバック抵抗器を用いていないことから、温度変化への耐性が従来のカラーセンサよりも高いのである。
【００３４】
更に、本発明に基づくカラーセンサ回路は、従来のカラーセンサが使う電流よりも小さい光電流を利用するものである為、本発明に基づくカラーセンサ回路の空間効率は、従来のカラーセンサよりも高い（例えばより小さなダイ面積しか使用しない）。
【００３５】
更に、本発明に基づくカラーセンサ回路においては、蓄積される電荷量は、プログラミング可能な、或いはディジタル回路及びスイッチにより容易に制御可能なＣＨＡＲＧＥ及びＥＶＡＬＵＡＴＥ状態により制御されている為、より大きな照明／放射照度範囲を提供している。加えて、光電流により生成される電荷は増幅される、又は評価される以前に所定時間にわたり蓄積されることから、本発明に基づくカラーセンサ回路は、従来のセンサよりも感度の高い色検出方式を提供するものである。
【００３６】
本発明に基づくカラーセンサ回路は、色を検出する為の様々な異なるアプリケーションにおいて実現することが出来る。その幅広いアプリケーション範囲には、例えば屋内照明やバックライトの制御（例えばＬＣＤのバックライト）、化学分析、化粧品及び繊維分野における色の制御、そしてプリンタの色出力制御やイメージスキャナの色校正といったオフィス・オートメーション等のアプリケーションが含まれる。
【００３７】
また、本発明に基づくカラーセンサ回路は、イメージング・アプリケーション（例えばインク検出）、医療／ライフサイエンス・アプリケーション（例えば血液検査）、カメラ・アプリケーション（例えばカメラの校正）、及びバックライト・アプリケーション（例えばバックライト制御システム）においても利用することが出来る。例えば、本発明に基づくカラーセンサ回路を携帯電話機のディスプレイ、ポータブル・コンピュータのディスプレイ、ＰＤＡのディスプレイ、コンピュータのモニタ又はディスプレイ、及びテレビ中に実現することが出来る。
【００３８】
本発明に基づくカラーセンサ回路は、色検出アプリケーション、色計測アプリケーション、及び色制御アプリケーションを含むが、これらに限られないアプリケーションに利用することが出来る。色検出アプリケーションとは、特定の色が存在するかしないかを判別するものである。色計測アプリケーションは、色をその赤色、緑色及び青色成分に基づいて識別するものである。色制御アプリケーションでは、カラーセンサは要求される色を生成して維持する為にクローズドループ・フィードバック・システムの一部として用いられる。
【００３９】
上述においては、本発明を、その特定の実施例に基づいて説明した。しかしながら、本発明の範囲から離れることなく、様々な改変や変更を加えることが可能であることは明らかである。よって本明細書及び図は、限定的なものとしてではなく、説明目的のものとして捉えられるべきものである。
【００４０】
上述の実施形態に即して本発明を説明すると、本発明は、ａ）光を受け、受けた光に依存する信号を生成する為の光検出器（１２０）であって、第一のノードに結合する第一の電極と、第二の所定信号（１２２）へと結合する第二の電極とを含むことを特徴とする前記光検出器（１２０）と、ｂ）第一の電極と、前記第二の所定信号（１２２）へと結合する第二の電極とを含む記憶装置（１３０）と、ｃ）電荷蓄積制御信号（１４４）に基づいて前記第一のノードを前記記憶装置の前記第一の電極へと選択的に結合する第一のスイッチ（１４０）と、ｄ）第一の電極と、前記光検出器が受けた前記光を表す信号を生成する為の出力を含む信号処理回路（１６０）と、ｅ）評価制御信号（１５４）に基づいて前記記憶装置の前記第一の電極を前記信号処理回路の前記第一の電極へと選択的に結合する第二のスイッチ（１５０）とを具備し、前記信号処理回路が前記電荷蓄積制御信号と前記評価制御信号を選択的にアサートするものであることを特徴とするカラーセンサ回路を提供する。
【００４１】
好ましくは、前記電荷記憶装置（１５０）がキャパシタ（２５０）で実現されている。
【００４２】
好ましくは、前記第一のスイッチ（１４０）が、電流源の第二のノードへと結合する第一の電極と、前記電荷記憶装置（１３０）の前記第一のノードへと結合する第二の電極と、前記電荷蓄積制御信号（１４４）を受ける為の第三の電極とを含むトランジスタ（２４０）を更に含み、前記第一の電極及び前記第二の電極が電流経路を構成するものであり、前記電荷蓄積制御信号（１４４）がアサートされた場合に前記電流経路に電流が流れる。
【００４３】
好ましくは、前記第二のスイッチ（１５０）が、前記電荷記憶装置の前記第一のノードへと結合する第一の電極と、前記信号処理回路（１６０）の前記第一のノードへと結合する第二の電極と、前記評価制御信号（１５４）を受ける為の第三の電極とを含むトランジスタ（２５０）を含み、前記第一の電極及び前記第二の電極が電流経路を構成するものであり、前記評価制御信号（１５４）がアサートされた場合には前記電流経路に電流が流れることになる。
【００４４】
好ましくは、前記光検出器（１２０）が、光を受け、前記受けた光に対応するフォトダイオード電流を生成する為のフォトダイオード（２０２）と、所定波長の光のみを通過させるカラーフィルタ（２０４）とを含む。
【００４５】
好ましくは、前記信号処理回路（１６０）が、電荷蓄積（ＣＨＡＲＧＥ）状態及び評価（ＥＶＡＬＵＡＴＥ）状態を含む状態マシン（２６２）を含み、前記電荷蓄積制御信号が前記電荷蓄積状態時にアサートされ、前記評価制御信号が前記評価状態時にアサートされ、そしてリセット信号が前記評価状態時にアサートされる。
【００４６】
好ましくは、前記カラーセンサ回路が、色検出アプリケーション、色計測アプリケーション、色制御アプリケーション、屋内照明制御アプリケーション、バックライト制御アプリケーション、イメージング・アプリケーション、医療／ライフサイエンス・アプリケーション、カメラ・アプリケーション、化学分析アプリケーション、化粧品及び繊維分野における色制御アプリケーション、オフィスオートメーション・アプリケーション、携帯電話のバックライト制御アプリケーション、携帯用コンピュータ・ディスプレイのバックライト制御アプリケーション、ＰＤＡディスプレイのバックライト制御アプリケーション、コンピュータ・モニタのバックライト制御アプリケーション及びテレビのバックライト制御アプリケーションのうちのいずれか１つとして実現される。
【００４７】
好ましくは、前記第一のノードに結合し、リセット制御信号に基づいて前記第一のノードにおける電圧を選択的に第一の所定電圧へとリセットするリセット回路（１１０）を更に具備し、前記信号処理回路が前記リセット制御信号を選択的にアサートする。
【００４８】
好ましくは、前記リセット回路（１１０）が、バイアス電流を生成する為の電流源（２１２）であって、前記第一の所定電圧へと結合する第一の電極と、前記第一のノードへと結合する第二の電極を含む前記電流源（２１２）と、前記第一の所定電圧へと結合する第一の電極と、前記電流源の前記第二の電極へと結合する第二の電極と、前記リセット制御信号を受ける為の第三のノードを持つリセット・トランジスタ（２１４）とを含んでおり、前記リセット制御信号がアサートされている場合に、前記第一のノードにおける電圧を前記第一の所定電圧へと選択的にリセットする。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に基づくカラーセンサ回路のブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に基づく図１のカラーセンサ回路の回路図である。
【図３】本発明の一実施例に基づく図１に示した信号処理回路の状態図である。
【図４】本発明の一実施例に基づく図１に示した制御信号のタイミングチャート例である。
【図５】プリント回路基板上に実現された従来のカラーセンサを描いた図である。
【図６】図５に示した従来のカラーセンサの回路図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００：カラーセンサ回路
１１０：リセット回路
１２０：光検出器
１２２：第二の所定信号
１３０：記憶装置
１４０：第一のスイッチ
１４４：電荷蓄積制御信号
１５０：第二のスイッチ
１５４：評価制御信号
１６０：信号処理回路
２０２：フォトダイオード
２０４：カラーフィルタ
２１２：電流源
２１４：リセット・トランジスタ
２４０：トランジスタ
２５０：キャパシタ
２６２：状態マシン
【図１】
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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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