CN104395716B - 传感器、显示装置 - Google Patents

Abstract

颜色传感器(1)包括特定颜色检测区域和红外检测区域(D(IR))，上述特定颜色检测区域包括第一特定颜色滤光片(CF(R)、CF(G)、CF(B))、截止该光的红外成分的红外截止滤光片(IRCutF)和受光元件部(PDS)，红外检测区域(D(IR))包括蓝色滤光片(CF(B))、红外截止滤光片(IRCutF)和受光元件部(PDS)。

Description

传感器、显示装置

技术领域

本发明设置对光的颜色成分进行检测的颜色传感器和设置有该颜色传感器的显示装置。

背景技术

即使房间的照明的色温不同，人眼也不怎么感觉到颜色的变化，一般将这种特性称为颜色适应。例如，当从泛蓝色(色温高)的荧光灯照明的房间进入泛黄色(色温低)的白炽灯照明的房间时，房间的白色的墙壁最初看起来泛黄色。但是，过一会后，看起来泛黄色的墙壁变得看起来为白色。此外，相反，当从泛黄色的白炽灯照明的房间进入泛蓝色的荧光灯照明的房间时，白色的墙壁看起来泛蓝色。但是，过一会后，泛蓝色的墙壁看起来为白色。

这样，由于人的视觉存在颜色适应这样的特性，因此当房间的照明的颜色不同时，即使电视机的图像的颜色相同，该图像看起来也为不同的颜色。因此，为了使得图像的色感看起来固定，有必要根据房间的色温，使图像的色感变化。近年来，伴随着液晶电视机的高图像清晰度化，对于以下功能的要求也变得强烈起来，即，根据房间的照明的种类来改变图像的色感，由此使得即使房间的照明的色温发生变化，也能够看起来为自然的图像的功能。如果能够检测房间的色温，控制图像的色感以应对眼睛的颜色适应，就能够使得即使照明光的颜色发生变化，影像看起来也自然。

一般的液晶电视机构成为：通过手动操作在初始设定输入照明的种类，以使得在该照明下图像为最佳的色感的方式进行控制。关于大型液晶电视机这样被固定设置在以白炽灯和/或荧光灯为照明的房间中来使用的液晶电视机，由于房间的照明的色温的变化少，因此如上所述在液晶电视机的设置时以手动的方式将照明的种类设置一次即可。但是，在搭载于移动电话、可移动PC等这样能够移动的设备中的液晶 画面的情况下，周围的照明根据视听场所而时刻发生变化。此外，关于设置在如近年的LED照明这样能够自由改变照明的色温的照明的房间的液晶电视机，照明的色温也同样大幅度地发生变化。因此，关于以手动设定照明的种类的现有的方法，在每次改变照明的色温时，需要再次设定照明的种类，很麻烦。

进一步，近年来，通过对于移动电话、液晶电视机等的背光源的明亮度，按照周围的明亮度自动地进行调节，从而抑制移动电话的电池消耗、液晶电视机的消耗电力的要求变得强烈起来。此外，为了提高液晶图像的视觉辨认度，与人的视觉灵敏度特性相近的照度传感器的需要急剧增加。

此外，在可移动PC用途中，也使用包括光传感器的诸多传感器，从而能够显示与使用环境相适合的图像。也预计：在电子书等中，进行与环境相适的最佳的图像显示，提高显示器的视觉辨认度的要求越来越强烈。进一步，在液晶背光源自动调光用和显示器的色感调整用的颜色传感器中，不仅要求基于数字化的高功能化和高精度化，而且要求更好使用、低成本的希望也变得强烈起来。

在专利文献1和2中，提案了能够检测出颜色信息的技术。

首先，在专利文献1中，在N型半导体衬底上的厚度方向使进深不同地进行双重扩散，构成以形成在较浅的位置的第一受光元件(光电二极管)检测可见光的特定颜色(红色R、绿色G、蓝色B)的区域，并且构成以形成在较深的位置的第二受光元件检测红外光的区域。在检测红外光的受光元件的上部，设置有绿色G或蓝色B的滤光片。

图13是表示专利文献2中提案的颜色传感器100的重要部分的结构的电路图。如图13所示，颜色传感器100在光电二极管上设置有用于检测可见光的颜色检测区域D(C)和用于检测红外光的红外检测区域D(IR)。颜色检测区域D(C)由用于对红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)分别进行检测的红色检测区域D(R)、绿色检测区域D(G)和蓝色检测区域D(B)构成。进一步，颜色传感器100还包括多路转换器MUX和减法电路SUB。

此处，令从红外检测区域D(IR)输出的红外成分的信号信息为S(IR)。此外，令在红色检测区域D(R)检测出的仅纯红色的信号信 息为S(R)，令在红色检测区域D(R)检测出的红外成分的信号信息为S(IRr)。同样，令在绿色检测区域D(G)检测出的仅纯绿色的信号信息为S(G)，令在绿色检测区域D(G)检测出的红外成分的信号信息为S(IRg)。同样，令在蓝色检测区域D(B)检测出的仅纯蓝色的信号信息为S(B)，令在蓝色检测区域D(B)检测出的红外成分的信号信息为S(IRb减法运算)。

由此，从红色检测区域D(R)输出的信号成为S(R)+S(IRr)。以下同样，从绿色检测区域D(G)输出的信号成为S(G)+S(IRg)，从蓝色检测区域D(B)输出的信号成为S(B)+S(IRb)。来自各个颜色的检测区域的输出信号被输入至多路转换器MUX，任一信号被选择并被输入至减法电路SUB。

减法电路SUB从多路转换器MUX的输出信号减去来自红外检测区域D(IR)的信号S(IR)。由此，能够将来自减法电路SUB的输出信号看作不包含红外成分的纯红色S(R)、绿色S(G)、蓝色S(B)的颜色信息。

此外，对于显示装置的色感调整用的颜色传感器要求能够如上所述检测出正确的色温和照度的功能。

此处，一般而言，为了计算色温和照度，需要将由R、G、B表示的各个颜色的输出信号转换为由X、Y、Z表示三刺激值。

[数1]

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{C}_{11}& C_{12}& C_{13}\\ C_{21}& C_{22}& C_{23}\\ C_{31}& C_{32}& C_{33}\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\end{array}\right)\·\·\·\left(1\right)$

由上述的C_xx记载的是用于从各个颜色的输出信号向三刺激值转换的校正矩阵。该校正矩阵依赖于各种光源下的各个颜色的输出信号而决定，例如能够利用对具有3种不同色温的光源进行测量并计算反矩阵，或者测量3种以上的光源根据回归计算进行计算的方法决定。

此处，三刺激值一般认为依赖于红外成分，因此预计应当从特定颜色检测区域的信号(R、G、B)减去来自红外区域的信号(IR)而进行计算。因此，上述(1)式需要进行如下的变更。

[数2]

$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}{C}_{11}& C_{12}& C_{13}& C_{14}\\ C_{21}& C_{22}& C_{23}& C_{24}\\ C_{31}& C_{32}& C_{33}& C_{34}\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{c}R\\ G\\ B\\ \mathrm{IR}\end{array}\right)\·\·\·\left(2\right)$

此处，数学式(2)中的C₁₄、C₂₄和C₃₄预计成为负的系数。

此外，根据数学式(2)，Y值(照度值)能够通过以下的数学式(3)计算出。

Y＝C₂₁×R+C₂₂×G+C₂₃×B+O₂₄×IR …(3)

此处，在红外检测区域的灵敏度比颜色检测区域的灵敏度变高的情况下，校正矩阵的C_×4×IR项变大。因此，在计算三刺激值时，减法运算项变大，因此伴随减法运算的误差变大，在基于利用该计算式的颜色传感器中，色温和照度的输出精度变差。

即，在显示装置的用于色感调整的颜色传感器中，为了计算出正确的色温和照度，需要降低红外检测区域的灵敏度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利公报“特开平9-210793号公报(1997年8月15日公开)”

专利文献2：日本公开专利公报“专利第4098237号公报(2003年3月20日公开)”

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在专利文献1记载的结构中，为不利用红外截止滤光片的结构，因此在Si光电二极管的特性上，由于特定颜色检测区域的输出信号，红外光检测信号变大。即，红外检测区域的灵敏度变大。因此，专利文献1记载的结构存在不能计算正确的色温、照度的问题。

此外，专利文献2记载了如下结构：使各个颜色的检测区域(受光元件)的面积增加，使S(IRr)、S(IRg)和S(IRb)的各个信号 与来自红外检测区域D(IR)的信号S(IR)相等，由此相对地降低红外检测区域的灵敏度，避免检测精度下降。但是，由于S(IRr)、S(IRg)和S(IRb)相互不同，因此对应的颜色检测区域的面积也变得相互不同。即，在专利文献2中，由于需要对颜色检测区域的面积仔细地进行设计，因此存在结构复杂的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的是提供一种能够以简单的结构正确地检测光的颜色成分，计算正确的色温和照度的传感器。

用于解决问题的技术手段

为了解决上述课题，本发明的一个方式的传感器的特征在于，包括：对于可见光中的特定颜色的光具有灵敏度的特定颜色检测区域；和对于红外光具有灵敏度的红外检测区域，上述特定颜色检测区域包括：使第一特定颜色的光透射的第一特定颜色滤光片；截止该光的红外成分的红外截止滤光片；和第一受光元件部，其接收透射上述第一特定颜色滤光片和上述红外截止滤光片的光，上述红外检测区域包括：使第二特定颜色的光透射的第二特定颜色滤光片；上述红外截止滤光片；和第二受光元件部，其接收透射上述第二特定颜色滤光片和上述红外截止滤光片的光，根据上述第二受光元件部的输出信号，从上述第一受光元件部的输出信号减去红外成分。

发明的效果

如上所述，根据本发明的一个方式，能够提供一种能以简单的结构正确地检测光的颜色成分，计算正确的色温和照度的传感器。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的颜色传感器的结构的示意图。

图2是表示特定颜色检测区域和红外检测区域的一个例子的纵结构图。

图3是表示特定颜色检测区域和红外检测区域的其他例子的纵结构图。

图4是表示浅的接合的光电二极管和深的接合的光电二极管的分光灵敏度特性的一例的图表。

图5是表示一般的彩色滤光片的分光灵敏度特性的图表。

图6是表示一般的红外截止滤光片的分光灵敏度特性的图表。

图7是表示红色检测区域、绿色检测区域、蓝色检测区域和红外检测区域的分光灵敏度特性的图表。

图8是表示各种颜色的检测区域的配置方法的俯视图。

图9是表示模数转换电路ADC的结构的图。

图10是表示模数转换电路ADC的动作的波形图。

图11是表示本发明的第二实施方式的显示装置的概略结构的框图。

图12是表示本发明的第三实施方式的存储电路部的概略结构的框图。

图13是表示专利文献2中提案的颜色传感器100的主要部位的结构的电路图。

具体实施方式

[实施方式1]

以下，基于图1～图10对本发明的第一实施方式进行详细说明。

另外，在以下的说明中，对于相同的部件和构成要素标注相同的附图标记。它们的名称和功能也相同。因此，对它们不反复进行详细的说明。

(颜色传感器1的结构)

图1是表示本发明的第一实施方式的颜色传感器(传感器)1的结构的示意图。如图1所示，颜色传感器1包括：用于检测可见光的颜色检测区域D(C)和用于检测红外光的红外检测区域D(IR)。此处，颜色检测区域D(C)由用于检测红色(R)的红色检测区域(特定颜色检测区域)D(R)、用于检测绿色(G)的绿色检测区域(特定颜色检测区域)D(G)和用于检测蓝色(B)的蓝色检测区域(特定颜色检测区域)D(B)构成。

此处，红色检测区域D(R)、绿色检测区域D(G)、蓝色检测区域D(B)和红外检测区域D(IR)的面积相互相等。此外，该4个检测区域例如也可以在矩形区域配置成田字形。在后面详细说明各个检 测区域的合适的配置。

模数转换电路ADC包括：对来自上述的检测区域的电流输出进行模数转换，将数字信号输入到存储电路部11的功能。各个模数转换电路ADC优选为相同的电路结构，通过使积分时间为10msec以上，能够有效地除去由一般的AC电源驱动的人工光源(荧光灯和白炽灯灯)的50Hz/60Hz的频率成分。

存储电路部11具备：记录与对来自各个检测区域的电流输出进行模数转换而得到的数字信号的大小成比例的数字值的功能。此处，存储电路部11也可以由一般的寄存器电路、闪存存储器构成，但是不限定于此结构。此外，也可以采用如下方式：在存储电路部11的内部设置运算电路，将来自各个检测区域的输出值转换成上述的三刺激值(XYZ)，进一步记录(保存)到存储电路部11中，或者也可以进行色度图变换，运算并记录相关色温。进一步，也可以将在该运算电路运算得到的结果输出到外部。

外部输出电路部12是用于将由存储电路部11存储(保存)的数据输出到搭载有颜色传感器1的显示设备等的电路。该输出既可以是一般的I2C的串行数据输出，也可以是并行数据输出，并不限定于此结构。

此外，为了使模数转换电路ADC、存储电路部11、外部输出电路部12动作，也可以另外使用振荡器、DSP等控制电路。

(特定颜色检测区域和红外检测区域的结构)

图2是表示特定颜色检测区域和红外检测区域的一个例子的纵结构图。此处，特定颜色检测区域和红外检测区域形成在半导体衬底上。

如图2所示，特定颜色检测区域是红色检测区域D(R)、绿色检测区域D(G)和蓝色检测区域D(B)中的任一个。此处，在特定颜色检测区域是红色检测区域D(R)时，特定颜色检测区域包括：红外截止滤光片IRCutF、层间膜IM、红色滤光片(第一特定颜色滤光片)CF(R)、和受光元件部(第一受光元件部)PDS，光从外部依此顺序入射。

此外，在特定颜色检测区域是绿色检测区域D(G)时，上述红色滤光片CF(R)为绿色滤光片(第一特定颜色滤光片)CF(G)。此外， 在特定颜色检测区域是蓝色检测区域D(B)时，上述红色滤光片CF(R)为蓝色滤光片(第一特定颜色滤光片)CF(B)。

此外，如图2所示，红外检测区域D(IR)包括：红外截止滤光片IRCutF、层间膜IM、红色滤光片(第二特定颜色滤光片)CF(B)、和受光元件部(第二受光元件部)PDS，光从外部依此顺序入射。

此处，各个检测区域包括受光元件部PDS。该受光元件部PDS如后所述，能够看作光电二极管(PD：PhotoDiode)的组合。

此外，红色滤光片CF(R)、绿色滤光片CF(G)和蓝色滤光片CF(B)的各种滤光片，从成本方面考虑优选由集成在芯片上(on chip)的一般的色素类滤光片构成。

另外，红色滤光片CF(R)是透射红色(第一特定颜色)的光的滤光片。此外，绿色滤光片CF(G)是透射绿色(第一特定颜色)的光的滤光片。此外，蓝色滤光片CF(B)是透射蓝色(第一特定颜色、第二特定颜色)的光的滤光片。

红外截止滤光片IRCutF既可以是集成在芯片上的结构，也可以是红外截止玻璃等的结构，但是优选特定颜色检测区域和红外检测区域D(IR)的整个面被同样地覆盖的结构。此外，本发明的颜色传感器设想为由集成在芯片上的红外截止滤光片IRCutF构成，如后所述，在容易制造的方面也进行了设计。

红外检测区域D(IR)是蓝色滤光片CF(B)和红外截止滤光片IRCutF被纵向叠层的结构。此外，光电二极管的分光灵敏度特性的特征在于，在红外成分具有峰灵敏度。由于一般的Si的光电二极管在红外成分具有峰灵敏度，因此如果利用栅极多晶硅等在例如Si的光电二极管的上表面遮光，则能够阻挡可见光，能够简单地制作一定程度透射红外光的光电二极管。

通过以上的结构，在特定颜色检测区域和红外检测区域中，光透射红外截止滤光片IRCutF和特定颜色检测滤光片，该光到达受光元件部PDS，通过构成受光元件部PDS的光电二极管(可见光受光元件、红外光受光元件)进行光电转换，输出与受光相应的电流(电流信号)。该输出既可以作为模拟的电流信号被利用，也可以受到模数转换而作为数字信号被利用。

另外，红外截止滤光片IRCutF和特定颜色滤光片的结构不限定于上述的结构。

例如，红外截止滤光片IRCutF与特定颜色滤光片相比较昂贵，因此优选被保护。于是，如图3所示，也可以将红外截止滤光片IRCutF和特定颜色滤光片的叠层顺序，与图2的结构相比较，形成为与从外部入射的光的入射方向为反方向。即，在各个检测区域中，也可以为如下结构：光从外部依次入射特定颜色滤光片、层间膜IM、红外截止滤光片IRCutF和受光元件部PDS。

将特定颜色检测区域的结构与红外检测区域的结构比较时，除了光电二极管的电连接以外没有不同之处，大致共通。由此，在各个区域的制造中，能够使制造工序共通，能够抑制各个区域的品质的偏差。

此外，如上所述，作为红外检测区域的特定颜色滤光片，并不限定于利用蓝色滤光片CF(B)的结构。例如，也可以利用叠层有红色滤光片CF(R)和蓝色滤光片CF(B)的黑色滤光片。但是，在该情况下，在红外检测区域D(IR)中红色滤光片CF(R)和蓝色滤光片CF(B)重叠，与此相应地在红外检测区域D(IR)的截面结构和特定颜色检测区域的截面结构产生不同。由此，例如存在如下问题：红外截止滤光片IRCutF中产生变形，从外部射入的光的入射位置的匹配性变差。也就是说，当一部分的检测区域的截面的宽度增加时，在相邻的检测区域中串扰可能增加。进一步，考虑到追加叠层的特定颜色滤光片的成本，并且在其叠层体的最上部涂覆红外截止滤光片IRCutF之前，例如在形成层间膜IM时，还需要进行层间膜IM的平坦化处理，因此制造上的成本可能增加。

本发明的实施方式的颜色传感器1，由于在红外检测区域D(IR)的截面结构和特定颜色检测区域的截面结构上不产生不同，因此上述的串扰以及制造上的成本不会增加。

(受光元件部PDS)

以下，对各个检测区域的受光元件部PDS的结构进行详细说明。

受光元件部PDS包括P衬底(Psub)。在该P衬底形成有N阱(Nwell)和形成在N阱中的P扩散层(Pdif)。此处，在P衬底与N阱的接合区域，形成有光电二极管(红外光受光元件)PDir。此外， 在N阱与P扩散层的接合区域，形成有光电二极管(可见光受光元件)PDvis。

此处，从由外部向受光元件部入射的光的入射方向看，在P衬底的深的位置形成有光电二极管PDir，因此将这称为深的接合。另一方面，从该入射方向看，在P衬底的浅的位置形成有光电二极管PDvis，因此将这称为浅的接合。

以下，将来自外部的光所入射的P衬底的面称为P衬底面。在该P衬底面，涂覆有红色滤光片CF(R)、绿色滤光片CF(G)、蓝色滤光片CF(B)、或红外截止滤光片IRCutF。另外，在P衬底面与上述的特定颜色滤光片之间，设置有未图示的层间膜和配线层等。即，图2所示的光电二极管PDir的配线和光电二极管PDvis的线的连结，在该配线层进行。

特定颜色检测区域中的光电二极管PDir的阳极以及光电二极管PDvis的阳极与GND连接。此外，光电二极管PDir的阴极和光电二极管PDvis的阴极相互连接。由此，在光电二极管PDir的阴极和光电二极管PDvis的阴极的连接点，流动将光电二极管PDir的受光电流Iir和光电二极管PDvis的受光电流Ivis合在一起的电流Iall。即，接合的深度不同的光电二极管PDvis和光电二极管PDir的各个受光电流被合计而从特定颜色检测区域输出。

另一方面，红外检测区域D(IR)，代替将光电二极管PDvis的阳极接地，而将光电二极管PDvis的阳极与光电二极管PDir的阴极连接。这样，通过使光电二极管PDvis的阳极与阴极短路，使得从红外检测区域D(IR)仅输出光电二极管PDir的受光电流Iir。

而且，如果光仅从P衬底的上部入射，则在接合形成在浅的部分的光电二极管PDvis和接合形成在深的部分的光电二极管PDir中，其分光灵敏度特性一般不同。以下，对该分光灵敏度特性的不同进行说明。

(分光灵敏度特性)

图4是表示浅的接合的光电二极管PDvis和深的接合的光电二极管PDir的分光灵敏度特性的一例的图表。

细实线表示光电二极管PDvis的分光灵敏度特性。此外，虚线表 示光电二极管PDir的分光灵敏度特性。此外，粗实线表示光电二极管PDvis的分光灵敏度特性和光电二极管PDir的分光灵敏度特性的合计。

这样，浅的接合的光电二极管PDvis具有以可见光区域为峰的直至红外成分的灵敏度，深的接合的光电二极管PDir在红外光区域具有峰灵敏度。

图5是表示一般的彩色滤光片的分光灵敏度特性的图表。

实线表示红色滤光片CF(R)的分光灵敏度特性。此外，虚线表示绿色滤光片CF(G)的分光灵敏度特性。此外，粗虚线表示蓝色滤光片CF(B)的分光灵敏度特性。

图6是表示一般的红外截止滤光片IRCutF的分光灵敏度特性的图表。

实线表示将红外光(IR)完全截止的情况下的红外截止滤光片IRCutF的分光灵敏度特性。另一方面，虚线表示透射10％的红外成分的情况下的红外截止滤光片IRCutF的分光灵敏度特性。

图7是表示红色检测区域D(R)、绿色检测区域D(G)、蓝色检测区域D(B)和红外检测区域D(IR)的分光灵敏度特性的图表。

通过将具有图5所示的分光灵敏度特性的红色滤光片CF(R)和具有图6中虚线所示的透射10％的红外成分的情况下的分光灵敏度特性的红外截止滤光片IRCutF叠层，能够得到具有图7所示的红色检测特性的分光灵敏度特性的叠层体。此处，对具有红色检测特性的分光灵敏度特性的叠层体进行了说明，但是对于绿色检测特性和蓝色检测特性也能够同样地得到叠层体。

如图7所示，红色检测特性在红色成分具有峰灵敏度。此外，绿色检测特性在绿色成分具有峰灵敏度。此外，蓝色检测特性在蓝色成分具有峰灵敏度。

此外，通过将具有图5所示的分光灵敏度特性的蓝色滤光片CF(R)和具有图6中虚线所示的透射10％的红外成分的情况下的分光灵敏度特性的红外截止滤光片IRCutF叠层，能够得到抑制红外的峰灵敏度、并且具有图7所示的红外检测特性的分光灵敏度特性的叠层体。

如图7所示，各个特定颜色检测区域的灵敏度特性和红外检测区域D(IR)的分光灵敏度特性，具有与各个特定检测区域的各自的红 外成分的分光灵敏度特性相似的分光灵敏度特性。由此，通过从各个特定颜色检测区域的输出信号减去红外检测区域D(IR)的输出信号，能够仅获得红外成分。

即，例如，即使在由于红外截止滤光片IRCutF的制造偏差而导致在红外截止滤光片IRCutF的红外波长区域(775nm～1100nm)增加10％左右的灵敏度的情况下，另外，即使在被设置到显示装置中时在颜色传感器1的前表面配置的面板的分光透射率在可见区域和红外区域不同的情况下，通过对来自特定颜色检测区域的输出信号和来自红外检测区域D(IR)的信号进行运算，也能够输出正确的色温和照度。

以上，对各个检测区域的纵结构和分光灵敏度特性进行了说明。以下，对各个检测区域的平面的配置方法进行说明。

(检测区域的配置)

图8是表示各个颜色的检测区域的配置方法的俯视图。

本发明的实施方式的颜色传感器1如果设置一个如下组，就能够进行最低限度的动作，该组是：由红色、绿色和蓝色这3个特定颜色相互不同的特定颜色检测区域和红外检测区域的合计4个种类不同的检测区域组成的组。

但是，入射到颜色传感器1的光并不是如从面光源射出的光那样均匀地照射，而是如从点光源射出的光那样不均匀地照射、并且形成一个角度(指向角)地照射。在颜色传感器1中，当收到该不均匀的光的照射时，存在最终通过运算而输出的色温和照度不正确的问题。

以下，对以下方式进行说明：以相对于预先设定的受光中心点为点对称的方式，将上述的由4个不同种类的检测区域组成的组配置4n个，由此，使得即使对于不均匀地照射的光，也能够正确地得到色温和照度，其中，n为自然数。

在图8的(a)～(c)中，R表示红色检测区域D(R)。此外，G表示绿色检测区域D(G)。此外，B表示蓝色检测区域D(B)。此外，IR表示红外检测区域D(IR)。在图8(a)中，如虚线所示，1个红色检测区域D(R)、1个绿色检测区域D(G)、1个蓝色检测区域D(B)和1个红外检测区域D(IR)配置成2行2列，形成一个组S。而且，4n个(n为自然数)的组S配置成相对于受光中心点成点对称。

此外，距离受光中心点最近的各个检测区域虽然按顺时针方向配置成R、G、B、IR，但是并不限定于该结构。例如，相对于受光中心点，也可以使各个检测区域旋转配置，或者也可以将R和B、G和IR这样为对角关系的检测区域替换，进一步也可以将相邻的检测区域替换。即，相对于受光中心点确保上述的组的对称性很重要，接近中心的4种检测区域的配置没有限制。在以上方式的基础上，这时，只要配置成相邻的检测区域的种类相互不重叠即可。

如上所述，为了相对于受光中心呈点对称地配置各组，组S存在4n个，其中n是自然数。

图8(a)是表示n＝1的情况下的各个检测区域的配置的俯视图。如图8(a)所示，各个检测区域配置成4行4列。

此外，G和IR配置在从左上朝向右下的倾斜的线上，R和B配置在从由上朝向左下的倾斜的线上。此外，在任意的行或任意的列，存在将R、G、B和IR各组1个的图案。

图8(b)是表示n＝2的情况下的各个检测区域的配置的俯视图。如图8(a)所示，各个检测区域配置成4行8列。此处，根据颜色传感器1由4种检测区域构成的方式，也可以说：由各行、各列均为4的倍数个的检测区域构成的方式对上述的光的均匀化很重要。注目于受光中心点的4行×4列(图8的(b)中由虚线包围的区域)，各个检测区域与n＝1的情况同样地配置。由此，与n＝1的情况同样，如果进一步按照位于倾斜的线上的方式追加配置检测区域，则为相对于受光中心点呈点对称的配置。

图8(c)是表示n＝4的情况下的各个检测区域的配置的俯视图。如图8(c)所示，各个检测区域配置成8行8列。此处，各个检测区域优选配置成所配置的整体的形状成为正方形。如上所述，在受光中心点的4行×4列，各个检测区域与n＝1的情况同样地配置。由此，与n＝1的情况同样，如果进一步按照位于倾斜的线上的方式追加配置检测区域，则为相对于受光中心点呈点对称的配置。

以下，对接收具备上述的结构的各个检测区域输出的信号并进行模数转换的模数转换电路ADC进行详细说明。

(模数转换电路ADC的结构)

图9是表示模数转换电路ADC的结构的图。如图9所示，模数转换电路ADC包括充电电路(积分电路)15、放电电路16、比较电路17、和控制电路(输出电路)18。以下，对这些属于模数转换电路ADC的各个构成要素进行详细说明。

另外，如图1所示，模数转换电路ADC与各个特定颜色检测区域和红外检测区域对应地存在多个，它们具有相同的结构。但是，并不限定于该结构，例如，也可以改变一部分的模数转换电路ADC的结构。

(充电电路15)

充电电路15包括：构成积分器的放大器AMP1；和电容器(积分电容器)C1。电容器C1中存储与输入电流Iin相应的量的电荷。

(放电电路16)

放电电路16包括：电源Vdd；产生用于使存储在电容器C1中的电荷放电的基准电流IREF的基准电流源Iref；和用于切换放电的导通/断开(ON/OFF)的开关SW2。

(比较电路17)

比较电路17包括比较器CMP1和开关SW1。此处，比较器CMP1对充电电路15的输出电压Vsig与基准电压源V1供给的基准电压Vref的相互的高低进行比较，输出输出信号comp。

此外，通过开关SW1的导通/断开，决定将输入的输入电流Iin转换为数字值ADCOUT的数据转换期间。

首先，当开关SW1导通时，基准电压源V1与充电电路15连接，基准电压Vref供给到电容器C1，电容器C1被充电。此外，当开关SW1断开时，充电电路15的输出电压Vsig与基准电压Vref通过比较器CMP1进行比较。该比较结果的输出信号comp作为“高”(High)和“低”(Low)的2值的脉冲信号被输入到控制电路。开关SW1断开期间输入的输入电流Iin，转换为数字值ADCOUT。

(控制电路18)

控制电路18具备触发器FF(flip flop：双稳态多谐振荡器)和计数器COUNT。通过触发器FF，比较电路17的输出信号comp被闩锁。由此，位流(bit stream)信号charge分别输入到放电电路16和计数器COUNT。此处，计数器COUNT对位流信号charge的低电平(LOWlevel)次数(放电次数)进行计数。即，计数器COUNT对有源脉冲(active pulse)进行计数。此外，将该计数结果作为与输入的输入电流Iin相应的模数转换值、即数字值ADCOUT而输出。

此处，放电电路16的开关SW2基于位流信号charge进行导通/断开。首先，当放电电路16的开关SW2导通时，通过放电电路16，充电电路15的电容器C1中存储电荷。当开关SW2断开时，与输入的输入电流Iin相应，充电电路15的电容器C1的电荷被放电。

以下，对具有上述结构的模数转换电路ADC的动作进行说明。

(模数转换电路ADC的动作)

图10是表示模数转换电路ADC的动作的波形图。

首先，当高电平(High level)的信号输入到开关SW1时，开关SW1断开，开始向输入的输入电流Iin的数字值ADCOUT的转换。

此外，当高电平的信号输入到开关SW2时，该开关SW2断开，与输入电流Iin相应，存储在充电电路15的电容器C1中的电荷被放电(预充电动作)。由此，充电电路15的输出电压Vsig下降。由于在最初充电电路15的输出电压Vsig与基准电压Vref设定为相同，因此在此期间，充电电路的输出电压Vsig低于基准电压Vref。

之后，当低电平的信号输入到开关SW2时，开关SW2导通，通过放电电路16，电荷被充电到充电电路15的电容器C1中。由此，充电电路15的输出电压Vsig增加。在某时刻，充电电路15的输出电压Vsig高于基准电压Vref。充电电路15的输出电压Vsig和基准电压Vref由比较器CMP1进行比较，当充电电路15的输出电压Vsig高于基准电压Vref时，从比较器CMP1输出高电平的输出信号comp。

当高电平的输出信号comp输入到控制电路18的触发器FF时，触发器FF将输出信号comp闩锁，与下一个时钟信号clk的上升沿同步地输出高电平的位流信号charge。

当高电平的位流信号charge输入到开关SW2时，开关SW2断开，存储在充电电路15的电容器C1中的电荷被放电。由此，充电电路15的输出电压Vsig下降。在某时刻，充电电路15的输出电压Vsig低于基准电压Vref。当充电电路15的输出电压Vsig低于基准电压Vref时，作为表示比较器CMP1的输出位于有源电平(active level)的有源脉冲 的、低电平的输出信号comp被输出。其中，可以将该有源脉冲设定为低电平和高电平的任一个，能够根据电路的动作逻辑适当地进行选择。

当低电平的输出信号comp输入到控制电路18的触发器FF时，该触发器FF将输出信号comp闩锁，由此，控制电路18取入输出信号comp，触发器FF与下一个时钟信号clk的上升沿同步，输出低电平的位流信号charge。

当低电平的位流信号charge输入到开关SW2时，该开关SW2导通。此处，位流信号charge为低电平信号(有源脉冲)的时间序列的排列，在低电平期间(有源脉冲期间)开关SW2导通。

模数转换电路ADC反复进行上述那样的动作，在开关SW1断开期间、即数据转换期间t_conv，计数器COUNT对放电电路16的放电次数count进行计数，由此能够输出与输入的输入电流Iin相应的数字值ADCOUT。

此处，当以时钟信号clk的周期为t_clk时，在数据转换期间t_conv通过输入电流Iin被充电的电荷量为Iin×t_conv，根据流入放电电路16的基准电流IREF而被放电一次的电荷量为IREF×t_clk。由于充电电荷量Iin×t_conv与在数据转换期间t_conv被放电的电荷量的合计相等，因此成为下式(4)。

lin×t_conv＝IREF×t_clk×count …(4)

根据上述式(1)，导出下式(5)。

count＝(lin×t_conv)/(IREF×t_clk) …(5)

模数转换电路ADC的最小分辨率由(IREF×t_clk)决定。此处，当令最小分辨率为n时，充电期间t_conv设定为下式(6)，

t_conv＝t_clk×2ⁿ …(6)

因此导出下式(7)。

count＝(lin/IREF)×2ⁿ …(7)

例如，在分辨率为n＝16位的情况下，计数器COUNT在0～65535的范围输出与输入电流Iin相应的值。由此，积分型模数转换电路ADC能够实现宽广的动态范围和高的分辨率的模数转换。

图1所示的存储电路部11也可以构成为：在所设定的积分时间结 束的时刻取入(记录)ADCOUT的输出信号。

(总结)

如上所述，在本发明的实施方式的颜色传感器1中，利用由模数转换电路ADC直接进行模数转换而得到的、红色、绿色和蓝色的各个颜色的信号输出值和来自红外区域的输出信号值，由此能够以简单的结构计算出高精度的色温或照度。

此外，在图9所示的模数转换电路ADC中，能够将输向放大器AMP1的非反转输入端子的输入电压设定为0V。由此，能够令光电二极管的两端电压(偏置电压)为0V(不施加偏置电压)。因此，能够降低光电二极管的暗电流，在低的光量也能够正确地进行测定。也就是说，能够正确地进行低灵敏度的测定。

此外，在图1所示的颜色传感器1中，通过构成为以时间序列控制并输出颜色信息输出和红外信息输出，能够削减电路规模。例如，将来自各个区域的输出与多路转换器连接，与1个ADC的输入连接。每10msec，利用多路转换器选择并依次输出输出电流，将其信息记录在内部寄存器。由此，颜色传感器能够获得所有的正确的颜色信息。

[实施方式2]

以下，基于图11对本发明的第二实施方式进行详细的说明。在本实施方式中，对将本发明的实施方式1的颜色传感器1应用到显示装置的例子进行说明。

(显示装置2)

图11是表示本实施方式的显示装置2的概略结构的框图。显示装置2包括颜色传感器1、背光源控制部21、背光源22和显示面板25。

背光源22是用于从背面对显示图像的显示面板25进行照射的光源，例如具有红色LED、绿色LED和蓝色LED。颜色传感器1接收显示装置2的周围光，对周围光的颜色成分进行测定，作为测定结果将数字信号DOUT输出到背光源控制部21。即，颜色传感器1基于颜色检测区域(特定颜色检测区域)D(C)的输出信号和红外检测区域D(IR)的输出信号输出照度信息。接着，背光源控制部21根据数字信号(照度信息)DOUT进行运算，计算颜色成分和/或照度。

而且，通过根据计算出的信息对背光源22的红色LED、绿色LED 和蓝色LED的各个亮度进行控制，能够按照上述周围光的颜色成分控制背光源22的色彩或控制背光源22的亮度。

例如，在周围光的照度大的情况下，背光源控制部21以提高背光源22的亮度的方式进行控制，在周围光的照度小的情况下，背光源控制部21以降低背光源22的亮度的方式进行控制。由此，能够抑制背光源22的消耗电力，并且能够正确地控制显示面板25的色感，以使得能够应对眼睛的颜色适应性。

[实施方式3]

以下，基于图12对本发明的第三实施方式进行说明。在本实施方式中，对于本发明的实施方式1的颜色传感器1的存储电路部11的详细结构例和颜色传感器1的自诊断进行说明。

图12是表示本实施方式的存储电路部11的概略结构的框图。如图12所示，存储电路部11大致分为包括存储电路控制部110、存储器111、通信部112和输入部113。此处，存储电路控制部110是存储电路部11的主要构成要素，从图1所示的模数转换电路ADC接收各个颜色的数字值，进行运算，向外部输出电路部12输出三刺激值、色温或照度。此外存储器111中保存校正矩阵数据1111等。此外，存储器111中也可以保存各个颜色的数字值。

存储电路控制部(存储电路控制单元)110包括：三刺激值运算部(三刺激值运算单元)1101、校正矩阵设定部1102、色温运算部(色温运算单元)1103、照度运算部(照度运算单元)1104和输出选择部(输出选择单元)1105。

以下，对存储电路控制部110的各个构成要素进行详细说明。

(三刺激值运算部1101)

三刺激值运算部1101基于从图1所示的模数转换电路ADC输出的R、G、B和IR的数字值对三刺激值进行运算。三刺激值，如上述的数学式(2)所示，能够通过将校正矩阵与由各数字值构成的矢量相乘而进行运算。此处，三刺激值运算部1101与校正矩阵设定部1102连接，从该校正矩阵设定部1102接收该校正矩阵，用于三刺激值的运算。

此外，三刺激值运算部1101与色温运算部1103、照度运算部1104 以及输出选择部1105连接。

(校正矩阵设定部1102)

校正矩阵设定部1102设定用于在三刺激值运算部1101进行三刺激值的运算的校正矩阵。此处，校正矩阵设定部1102与存储器111连接，从存储器111接收所保存的校正矩阵。

此外，也可以采用如下方式：校正矩阵设定部1102与通信部112连接，经通信部112从外部网络3接收校正矩阵数据。进一步，也可以将接收到的该校正矩阵数据保存在存储器111中。

此外，也可以采用如下方式：校正矩阵设定部1102与输入部113连接，接收来自输入部113的输入，通过手动来更新校正矩阵。此外，也可以将更新后的该校正矩阵的数据保存在存储器111中。

另外，校正矩阵设定部1102并不限定于上述的结构，也可以被统合在三刺激值运算部1101的内部。

(色温运算部1103和照度运算部1104)

色温运算部1103根据从三刺激值运算部1101得到的三刺激值运算色温。照度运算部1104根据从三刺激值运算部1101得到的三刺激值运算照度。

色温运算部1103和照度运算部1104分别与输出选择部1105连接。

(输出选择部1105)

输出选择部1105选择从三刺激值运算部1101得到的三刺激值、从色温运算部1103得到的色温、或者从照度运算部1104得到的照度。此外，输出选择部1105与外部输出电路部12连接，发送该选择的值。

此处，在三刺激值运算部1101，通过将与单元矩阵类似的矩阵用作校正矩阵，能够将从图1所示的模数转换电路ADC输出的R、G和B的数字值作为三刺激值直接(保持原样)地发送到输出选择部1105。此处，与单元矩阵类似的矩阵是指，在数学式(2)中，C₁₁、C₂₂和C₃₃为1，其他系数为0的矩阵。这样，输出选择部1105能够向外部输出电路部12发送R、G和B的数字值、三刺激值、色温和照度。

(颜色传感器1的自诊断)

伴随颜色传感器1的构成要素的劣化，即使对于相同的传感对象，输入到存储电路部11的数字值也会发生变化。根据本实施方式的结构， 颜色传感器1能够对这样的构成要素的劣化进行自诊断。以下，对颜色传感器1在从工厂出货时(基准时)的状态劣化的情况下进行自诊断的结构进行说明。

首先，存储器111还保存有基准标本的各颜色的数字值的工厂出货值(基准值)1112。基准标本是指在较长期间能够作为基准的、能够呈现一定的三刺激值、色温或照度的标本。此外，工厂出货值1112是指，在利用工厂出货时的颜色传感器1对基准标本进行感测时取得的各个颜色的数字值。

在本实施方式中，将利用工厂出货时的颜色传感器1针对基准标本进行感测时取得的数字值、与利用工厂出货后经过规定时间后的颜色传感器1针对基准标本进行感测时取得的数字值进行比较，如果结果发生变化，则能够判定颜色传感器1的构成要素发生了劣化。

即，能够将保存在存储器111中的工厂出货值与针对基准标本的数字值加以比较，从而进行自诊断。

[实施方式的总括]

在上述的各个实施方式中，为了检测周围光的色温，颜色传感器设置红色、绿色和蓝色的各个检测区域作为对可见光中的特定光具有灵敏度的特定颜色检测区域，但是本发明不限于此。也可以代替红色、绿色和蓝色的各个检测区域，设置对青色、品红色和黄色的各个颜色进行检测的区域。

此外，特定颜色检测区域的数量没有特别限定。例如，能够仅设置一个特定颜色检测区域，基于从特定颜色检测区域的输出信号到红外检测区域的输出信号和该特定颜色的信号，能够得到表示该特定颜色的真正的颜色信息的信号。由此，能够正确地检测周围光的特定的颜色成分，并且能够提供廉价且小型的颜色传感器。

此外，本发明的方式1的传感器的特征在于，包括：对于可见光中的特定颜色的光具有灵敏度的特定颜色检测区域；和对于红外光具有灵敏度的红外检测区域，上述特定颜色检测区域包括：使第一特定颜色的光透射的第一特定颜色滤光片；截止该光的红外成分的红外截止滤光片；和第一受光元件部，其接收透射上述第一特定颜色滤光片和上述红外截止滤光片的光，上述红外检测区域包括：使第二特定颜 色的光透射的第二特定颜色滤光片；上述红外截止滤光片；和第二受光元件部，其接收透射上述第二特定颜色滤光片和上述红外截止滤光片的光，根据上述第二受光元件部的输出信号，从上述第一受光元件部的输出信号减去红外成分。

其中，特定颜色滤光片例如也可以是红色滤光片、绿色滤光片或蓝色滤光片等。

根据上述的结构，从特定颜色检测区域输出与特定颜色的光相应的信号，并且从红外检测区域输出与红外光相应的信号。此处，特定颜色检测区域的输出信号中不仅包含特定颜色的成分，而且也包含在红外截止滤光片没有完全阻断的红外成分。而且，在这样的颜色传感器中，当存在这样的红外成分时，不能输出正确的色温和照度的信息。

但是，按照红外检测区域的第二受光元件的输出信号，通过减法运算从特定颜色检测区域的第一受光元件的输出信号去除红外成分，由此，能够获得真正的特定颜色的颜色信息，由此能够输出正确的色温和照度的信息。

因此，能够提供一种传感器，该传感器能够以简单的结构正确地检测光的颜色成分，计算正确的色温和照度。换言之，即使在不得不利用使红外成分一定程度地透射这样的红外截止滤光片的情况下，也能够正确地计算色温和照度。

此外，在特定颜色检测区域和红外检测区域中，通过形成为利用与各个特定颜色检测区域对应的特定颜色滤光片和红外截止滤光片的同样的结构，能够使滤光片的叠层装置均匀化。由此，在传感器的制造中，例如不需要进行平坦化处理，能够抑制成本。

进一步，通过在特定颜色检测区域和红外检测区域中，利用共同的红外截止滤光片，在传感器的制造中，能够连续地涂覆红外截止滤光片。由此，能够使红外截止滤光片的厚度均匀化，能够使照射到特定颜色检测区域和红外检测区域中的受光元件部的光的红外成分均匀化。

此外，在本发明的方式2的传感器中，优选为，在上述方式1中，上述第二特定颜色是蓝色。

根据上述的结构，由于第二特定颜色是蓝色，因此能够将蓝色滤 光片作为红外检测区域的特定颜色滤光片加以利用。

一般而言，作为红外检测区域的特定颜色滤光片，除了蓝色滤光片之外，例如还能够考虑利用红色滤光片或绿色滤光片。

但是，红色滤光片的分光灵敏度特性中包含与红外成分相近的红色成分。此外，已知绿色滤光片的分光灵敏度特性中不包含红外成分。

因此，认为：在将红色滤光片或绿色滤光片用作红外检测区域的特定颜色滤光片的情况下，红外检测区域的输出信号不正确地反映红外成分。也就是说，认为：不能如上所述那样，利用红外检测区域的输出信号，从特定颜色检测区域的输出信号去除红外成分，得到真正的特定颜色的颜色信息。

另一方面，在将蓝色滤光片用作红外检测区域的特定颜色滤光片的情况下，与利用红色滤光片或绿色滤光片的情况相比，能够使红外检测区域的红色的检测灵敏度下降，成为仅对红外成分具有灵敏度的结构。

即，红外检测区域的输出信号，在利用蓝色滤光片的情况下，与利用其它的特定颜色滤光片的情况相比较，能够更正确地反映红外成分。

此外，在本发明的方式3的传感器中，优选为，在上述方式1或2中，上述第一特定颜色是红色、绿色或蓝色。

根据上述的结构，能够提供能够检测红色、绿色或蓝色的颜色成分的传感器。

此外，在本发明的方式4的传感器中，优选为，在上述方式1～3的任一方式中，在光从外部照射的方向上，依次配置有上述特定颜色滤光片、上述红外截止滤光片和上述受光元件部。

此处，滤光片由于照射的光中包含的紫外线和物理的外力而劣化。此外，红外截止滤光片与特定颜色滤光片相比价格高，因此优选被保护。

根据上述的结构，从外部照射的光在透射红外截止滤光片之前透射特定颜色滤光片。因此，紫外线首先被特定颜色滤光片吸收，因此能够抑制该紫外线导致的红外截止滤光片的劣化。此外，物理的外力首先作用于特定颜色滤光片，因此能够抑制该物理的外力导致的红外 截止滤光片的劣化。

此外，在本发明的方式5的传感器中，优选为，在上述方式1～4的任一方式中，各个受光元件部包括：在可见光区域具有灵敏度的峰的可见光受光元件；和在红外光区域具有灵敏度的峰的红外光受光元件，在上述第一受光元件部，上述可见光受光元件的阴极与上述红外光受光元件的阴极连接，在上述第二受光元件部，上述可见光受光元件的阴极与阳极短路。

根据上述的结构，可见光受光元件的阴极与红外光受光元件的阴极连接，由此，将可见光受光元件的受光电流和红外受光元件的受光电流合计在一起的电流，从第一受光元件部被输出。如上所述，特定颜色检测区域包括第一受光元件部。由此，该电流从特定颜色检测区域输出。

此外，通过使可见光受光元件的阴极与阳极短路，仅红外受光元件的受光电流从第二受光元件部输出。如上所述，红外检测区域包括第二受光元件部。由此，该受光电流从红外检测区域输出。

因此，从特定颜色检测区域输出与特定颜色的光相应的电流信号，并且从红外检测区域输出与红外光相应的电流信号。由此，能够利用红外检测区域的电流信号，从特定颜色检测区域的电流信号去除红外成分，获得真正的特定颜色的颜色信息。

此外，在本发明的方式6的传感器中，优选为，在上述方式1～5的任一方式中，上述传感器设置有4n个以上的由特定颜色相互不同的3个上述特定颜色检测区域和上述红外检测区域组成的组，该n是自然数，在上述组中，各特定颜色检测区域和上述红外检测区域的面积相互相等，各组相对于预先设定的受光中心点呈点对称地配置，对于相同特定颜色的光具有灵敏度的上述特定颜色检测区域相互不相邻，上述红外检测区域相互不相邻。

根据上述结构，由于形成组的各个检测区域的面积相等，因此能够使各个检测区域接收的光均匀化，能够正确地检测颜色成分。

此外，通过使各组相对于受光中心呈点对称地配置，能够相对于入射到传感器的光，使各个特定颜色检测区域和红外检测区域接收的光的光量均匀。此外，在各组中，对于相同特定颜色的光具有灵敏度 的特定颜色检测区域相互不相邻，红外检测区域也相互不相邻，因此能够使各个特定颜色检测区域和红外检测区域接收的光的光量更均匀。

进一步，能够使传感器相对于入射至传感器的光的入射角度不敏感(反应迟钝)，使得不依赖于该入射角度。

另外，各特定颜色检测区域和红外检测区域合计的个数至少为16个以上。该个数是能够使各特定颜色检测区域和红外检测区域接收的光的光量充分地均匀化的个数。

此外，在本发明的方式7的传感器中，优选为，在上述方式1～6的任一方式中，上述特定颜色检测区域和上述红外检测区域输出与接收到的光相应的电流信号，上述传感器还包括：将上述电流信号模数转换为数字信号的模数转换电路；和保存与各数字信号的大小成比例的数字值的存储电路部。

根据上述的结构，例如使模数转换电路为积分型，令积分时间为10msec以上，由此，能够使一般由AC电源50Hz/60Hz驱动的光源的波动成分平均化，能够得到高精度的输出结果。

此外，一般搭载本发明的传感器的显示装置包括CPU，多能够进行数字信号处理。即，通过利用本发明的传感器，能够削减在模数转换电路等中所需的用于进行数字信号处理的部件的数量。即，本发明的传感器适合用作搭载在显示装置上的传感器。

进一步，能够将由存储电路保存的数字值通过数字处理转换成例如三刺激值、相关色温等，进一步加以保存。其中，相关色温也可以利用色温图来转换。

此外，在本发明的方式8的传感器中，优选为，在上述方式7中，上述存储电路部包括：根据各数字值和校正矩阵来运算三刺激值的三刺激值运算单元；和保存上述校正矩阵的存储器。

根据上述结构，存储器将保存的校正矩阵提供给三刺激值运算单元。而且，三刺激值运算单元将根据各数字值得到的矢量与该校正矩阵相乘，由此能够得到三刺激值的矢量。

此外，在本发明的方式9的传感器中，优选为，在上述方式8中，上述存储电路还包括：根据上述三刺激值来运算色温的色温运算单元； 根据上述三刺激值来运算照度的照度运算单元；和选择上述三刺激值、上述色温或上述照度向外部发送的输出选择单元。

根据上述结构，色温运算单元能够根据从三刺激值运算单元得到的三刺激值运算色温。此外，照度运算单元能够根据该三刺激值运算照度。而且，输出选择单元能够选择三刺激值、色温或照度向外部发送。此处，在三刺激值运算单元中，作为上述校正矩阵利用与单元矩阵类似的矩阵，由此，将各个颜色(R、G和B)的数字值作为三刺激值保持原样地(直接地)发送给输出选择单元。由此，输出选择单元能够选择各个颜色的数字值、三刺激值、色温和照度向外部输出电路部发送。

此外，在本发明的方式10的传感器中，优选为，在上述方式8或9中，上述存储器还保存基准值，该基准值为在基准时取得的针对基准标本的数字值，上述三刺激值运算单元将上述基准值和基准时之后取得的针对基准标本的数字值进行比较，从而进行自诊断。

伴随传感器的构成要素的劣化，即使对于相同的感测对象，输入到存储电路部的数字值也变化。

根据上述的结构，在基准时利用传感器对基准标本进行感测时得到的数字值(基准值)被保存在存储器。而且，将该基准值与从基准时经过时间时利用传感器对基准标本进行感测时得到的数字值进行比较，由此能够把握伴随传感器的构成要素的劣化而发生的数字值的变化，从而进行自诊断。

例如，通过令基准时为工厂出货时，能够把握工厂出货后的传感器的构成要素的劣化程度，进行自诊断。此外，例如，将基准时和某个时刻的数字值进行比较，当超过规定的判定基准时，通过自诊断能够判定为需要进行修理。

此外，在本发明的方式11的传感器中，优选为，在上述方式7中，上述模数转换电路是积分型模数转换电路，其包括：积分电路，其包括存储与上述电流信号相应的电荷的积分电容器，输出与该积分电容器存储的电荷量对应的电压；比较电路，其将上述积分电路的输出电压与基准电压的相互的高低加以比较，将其比较结果作为2值的脉冲信号来输出；输出电路，其包括与时钟信号同步地取入该脉冲信号并 输出位流信号的触发器、和对该位流信号的有源脉冲进行计数的计数器，将该计数器的计数结果作为上述模数转换电路的输出值来输出；和放电电路，其在上述位流信号的有源脉冲期间输出电流，使上述积分电容器放电。

根据上述的结构，有源脉冲期间的合计的长度成为与电流信号的大小相应的长度。而且，通过利用积分电路对输出电路的输出脉冲电流进行积分(即，平均化)，能够以简单的结构正确地获得进行模数转换而得到的信号。

此外，在本发明的方式12的传感器中，优选为，在上述方式5中，上述可见光受光元件和上述红外光受光元件不被施加偏置电压。

根据上述的结构，能够抑制可见光受光元件和红外光受光元件的暗电流，能够正确地进行低灵敏度的测定。

此外，本发明的方式13的显示装置的特征在于，包括：显示图像的显示面板；照射上述显示面板的背光源；控制上述背光源的背光源控制部；和上述传感器，上述背光源控制部基于从上述方式1～12中任一方式的传感器输出的信号控制上述背光源的色彩。

根据上述的结构，显示装置包括能够正确地检测周围光的颜色成分的传感器，因此能够正确地抑制显示面板的图像的色感，以使得能够应对眼睛的颜色适应性。

此外，在本发明的方式14的显示装置中，优选为，在上述方式13中，上述传感器基于上述特定颜色检测区域的输出信号和上述红外检测区域的输出信号输出照度信息，上述背光源控制部基于上述照度信息控制上述背光源的亮度。

根据上述的结构，显示装置包括能够正确地检测周围光的颜色成分(照度信息)的传感器，因此能够按照周围光的照度，正确地控制图像的明亮度。

另外，能够通过控制程序，使计算机作为上述方式8～10中任一方式中的存储电路部所具备的各个单元发挥作用。进一步，通过使计算机能够读取的记录介质存储该控制程序，能够在通用的计算机上执行上述控制程序。

[控制程序和记录介质]

颜色传感器1的存储电路部11的各个部位、特别是存储电路控制部110，既可以通过硬件逻辑构成，也可以如下所述那样使用CPU通过软件实现。

即，存储电路部11包括：执行实现各个功能的控制程序的命令的CPU、存储上述程序的ROM、展开上述程序的RAM、以及存储上述程序和各种数据的存储器等记录装置(记录介质)等。而且，本发明的目的，通过将一种记录介质供给至存储电路部11，其中，该记录介质记录有计算机能够读取的作为实现上述功能的软件的存储电路部11的控制程序的程序码(执行形式程序、中间码程序、源程序)，使该计算机(或CPU、MPU)读取并执行记录在记录介质中的程序码，从而能够实现。

作为上述记录介质，例如能够使用磁带、盒式带等带类、包括软盘(注册商标)/硬盘等磁盘、以及CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盘的盘类、IC卡(包括存储卡)/光卡等卡类、或者掩模ROM/EPROM/EEPROM(注册商标)/闪存ROM等半导体存储器类等。

此外，也可以将存储电路部11构成为能够与通信网络连接，将上述程序码经通信网络进行供给。作为该通信网络，没有特别限定，例如能够利用国际互联网、内部网、外部网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网(virtual private network)、电话线路网、移动通信网、卫星通信网等。此外，作为构成通信网络的输送介质，没有特别限定，例如能够利用IEEE1394、USB、电线输送、同轴电缆TV线路、电话线、ADSL线路等有线、IrDA和遥控器这样的红外线、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、802.11无线、HDR、移动电话网、卫星线路、地面波数字网等无线。

[附注事项]

本发明并不限定于上述的各个实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种改变，将不同的实施方式中公开的技术方式适当组合得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

本发明的颜色传感器由于能够高精度地检测色度，因此能够合适地利用到显示装置中。

附图标记的说明

1 颜色传感器(传感器)

2 显示装置

11 存储电路部

12 外部输出电路部

15 充电电路(积分电路)

16 放电电路

17 比较电路

18 控制电路(输出电路)

21 背光源控制部

22 背光源

25 显示面板

1101 三刺激值运算部(三刺激值运算单元)

1103 色温运算部(色温运算单元)

1104 照度运算部(照度运算单元)

1105 输出选择部(输出选择单元)

111 存储器

1112 工厂出货值(基准值)

ADC 模数转换电路

C1 电容器(积分电容器)

CF(R) 红色滤光片(第一特定颜色滤光片)

CF(G) 绿色滤光片(第一特定颜色滤光片)

CF(B) 蓝色滤光片(第一特定颜色滤光片、第二特定颜色滤光片)

CMP1 比较器

COUNT 计数器

D(R) 红色检测区域(特定颜色检测区域)

D(G) 绿色检测区域(特定颜色检测区域)

D(B) 蓝色检测区域(特定颜色检测区域)

D(IR) 红外检测区域(红外检测区域)

FF 触发器

IRCutF 红外截止滤光片

PDS 受光元件部(第一受光元件部、第二受光元件部)

PDir 光电二极管(红外光受光元件)

PDvis 光电二极管(可见光受光元件)

Vref 基准电压

Vsig 输出电压

charge 位流信号

comp 输出信号(脉冲信号)

Claims (13)

1.一种传感器，其特征在于，包括：

对于可见光中的特定颜色的光具有灵敏度的特定颜色检测区域；和

对于红外光具有灵敏度的红外检测区域，

所述特定颜色检测区域包括：

使第一特定颜色的光透射的第一特定颜色滤光片；

截止该光的红外成分的红外截止滤光片；和

第一受光元件部，其接收透射所述第一特定颜色滤光片和所述红外截止滤光片的光，

所述红外检测区域包括：

使第二特定颜色的光透射的1块第二特定颜色滤光片；

所述红外截止滤光片；和

第二受光元件部，其接收透射所述第二特定颜色滤光片和所述红外截止滤光片的光，

根据所述第二受光元件部的输出信号，从所述第一受光元件部的输出信号减去红外成分，

所述第二特定颜色是蓝色。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：

所述第一特定颜色是红色、绿色或蓝色。

3.如权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

在光从外部照射的方向上，依次配置有所述特定颜色滤光片、所述红外截止滤光片和所述受光元件部。

4.如权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

各个受光元件部包括：在可见光区域具有灵敏度的峰的可见光受光元件；和在红外光区域具有灵敏度的峰的红外光受光元件，

在所述第一受光元件部，所述可见光受光元件的阴极与所述红外光受光元件的阴极连接，

在所述第二受光元件部，所述可见光受光元件的阴极与阳极短路。

5.如权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

所述传感器设置有4n个以上的由特定颜色相互不同的3个所述特定颜色检测区域和所述红外检测区域组成的组，

该n是自然数，

在所述组中，各特定颜色检测区域和所述红外检测区域的面积相互相等，

各组相对于预先设定的受光中心点呈点对称地配置，

对于相同特定颜色的光具有灵敏度的所述特定颜色检测区域相互不相邻，

所述红外检测区域相互不相邻。

6.如权利要求1或2所述的传感器，其特征在于：

所述特定颜色检测区域和所述红外检测区域输出与接收到的光相应的电流信号，

所述传感器还包括：将所述电流信号模数转换为数字信号的模数转换电路；和保存与各数字信号的大小成比例的数字值的存储电路部。

7.如权利要求6所述的传感器，其特征在于：

所述存储电路部包括：

根据各数字值和校正矩阵来运算三刺激值的三刺激值运算单元；和

保存所述校正矩阵的存储器。

8.如权利要求7所述的传感器，其特征在于：

所述存储电路还包括：

根据所述三刺激值来运算色温的色温运算单元；

根据所述三刺激值来运算照度的照度运算单元；和

选择所述三刺激值、所述色温或所述照度向外部发送的输出选择单元。

9.如权利要求7或8所述的传感器，其特征在于：

所述存储器还保存基准值，该基准值为在基准时取得的针对基准标本的数字值，

所述三刺激值运算单元将所述基准值和基准时之后取得的针对基准标本的数字值进行比较，从而进行自诊断。

10.如权利要求6所述的传感器，其特征在于：

所述模数转换电路是积分型模数转换电路，其包括：

积分电路，其包括存储与所述电流信号相应的电荷的积分电容器，输出与该积分电容器存储的电荷量对应的电压；

比较电路，其将所述积分电路的输出电压与基准电压的相互的高低加以比较，将其比较结果作为2值的脉冲信号来输出；

输出电路，其包括与时钟信号同步地取入该脉冲信号并输出位流信号的触发器、和对该位流信号的有源脉冲进行计数的计数器，将该计数器的计数结果作为所述模数转换电路的输出值来输出；和

放电电路，其在所述位流信号的有源脉冲期间输出电流，使所述积分电容器放电。

11.如权利要求4所述的传感器，其特征在于：

所述可见光受光元件和所述红外光受光元件不被施加偏置电压。

12.一种显示装置，其特征在于，包括：

显示图像的显示面板；

照射所述显示面板的背光源；

控制所述背光源的背光源控制部；和

权利要求1～11中任一项所述的传感器，

所述背光源控制部基于从所述传感器输出的信号控制所述背光源的色彩。

13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于：

所述传感器基于所述特定颜色检测区域的输出信号和所述红外检测区域的输出信号输出照度信息，

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。