DE112016000710T5

DE112016000710T5 - Elektronische Vorrichtung mit Farberkennungsumgebungslichtsensor

Info

Publication number: DE112016000710T5
Application number: DE112016000710.8T
Authority: DE
Inventors: Zhang Jia; Christopher S. Erickson
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2016-01-13
Publication date: 2017-11-09
Also published as: AU2016218434B2; CN107250744A; AU2016218434A1; WO2016130267A1; CN205508354U; US10580341B2; US20160232828A1

Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer in einem Gehäuse angebrachten Anzeige bereitgestellt werden. Ein Farberkennungsumgebungslichtsensor kann die Farbe von Umgebungslicht messen. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann in Ausrichtung mit einem in einem inaktiven Bereich der Anzeige ausgebildeten Umgebungslichtsensorfenster angebracht sein. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann aus Detektoren auf einem Halbleitersubstrat gebildet sein. Die Detektoren können Detektoren einschließen, die Spektralempfindlichkeitsprofile aufweisen, welche denen der Farbabstimmungsfunktionen entsprechen. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann einen Infrarotlichtdetektor einschließen. Licht umlenkende Strukturen, wie etwa ein Diffusor, eine Prismenfolie, eine Zerstreuungslinsenschicht oder eine Sichtschutzfolie können verwendet werden, um Licht in den Umgebungslichtsensor zu lenken. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann durch Exposition des Sensors gegenüber Lichtquellen unterschiedlicher Arten kalibriert werden.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der US-Patentanmeldung Nr. 14/870,924, eingereicht am 30. September 2015, und der vorläufigen Patentanmeldung Nr. 62/114,918, eingereicht am 11. Februar 2015, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
HINTERGRUND
Dies betrifft allgemein elektronische Vorrichtungen und insbesondere Lichtsensoren für elektronische Vorrichtungen.
Elektronische Vorrichtungen, wie etwa Laptop-Computer, Mobiltelefone, und sonstige Geräte werden manchmal mit Lichtsensoren bereitgestellt. Umgebungslichtsensoren können zum Beispiel in eine Vorrichtung integriert werden, um der Vorrichtung Informationen zu den aktuellen Lichtverhältnissen bereitzustellen. Umgebungslichtmesswerte können zur Steuerung der Vorrichtung verwendet werden. Falls zum Beispiel helle Tageslichtverhältnisse ermittelt werden, kann eine elektronische Vorrichtung zur Kompensation die Helligkeit der Anzeige erhöhen.
Umgebungslichtverhältnisse weisen manchmal erhebliche Farbveränderungen auf. Eine elektronische Vorrichtung kann zum Beispiel in einer kühlen Farbtemperaturumgebung, wie etwa Schatten im Außenbereich, oder einer warmen Farbtemperaturumgebung, wie etwa einem mit Glühlampenlicht erleuchteten Innenraum, verwendet werden. Inhalte, die auf einer Anzeige in einer dieser Umgebungen korrekt dargestellt erscheinen, können in der anderen Umgebung einen unschönen Farbstich aufweisen. Eine Anzeige, die korrekt an eine Außenumgebung angepasst ist, kann zum Beispiel unter Glühlampenlicht übermäßig kühl erscheinen.
Es wäre daher wünschenswert, dass die Präsentation von farbigen Bildern verbessert werden kann, oder dass andere geeignete Maßnahmen aufgrund der Eigenschaften der Umgebungsbeleuchtung, wie etwa Farbinformationen zum Umgebungslicht, ergriffen werden können.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine elektronische Vorrichtung kann mit einer in einem Gehäuse angebrachten Anzeige bereitgestellt werden. Ein Farberkennungsumgebungslichtsensor kann die Farbe von Umgebungslicht messen. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann in Ausrichtung mit einem in einem inaktiven Bereich der Anzeige oder an anderer Stelle im Gehäuse ausgebildeten Umgebungslichtsensorfenster angebracht sein.
Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann aus einem Array von Lichtdetektoren auf einem Halbleitersubstrat gebildet sein. Einige der Detektoren können Spektralempfindlichkeitsprofile aufweisen, die vollständig oder teilweise denjenigen der Farbabstimmungsfunktionen entsprechen. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann ebenfalls einen Infrarotlichtdetektor einschließen.
Licht umlenkende Strukturen, wie etwa ein Diffusor, eine Prismenfolie, eine Zerstreuungslinsenschicht oder eine Sichtschutzfolie können verwendet werden, um Licht in den Umgebungslichtsensor zu lenken. Ein Sensorgehäuse kann den Umgebungslichtsensor umgeben und eine Öffnung aufweisen, die zulässt, dass Umgebungslicht mit einem eingeschränkten Sichtwinkel auf den Umgebungslichtsensor trifft.
Während des Betriebs der Vorrichtung kann der Farberkennungsumgebungslichtsensor Messungen vornehmen, um die Art der Lichtquelle zu ermitteln, die aktuell im Umkreis der Vorrichtung angewendet wird. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann zum Beispiel feststellen, ob die Vorrichtung einer Infrarot- oder Nicht-Infrarot-Lichtquelle ausgesetzt ist, und kann zwischen verschiedenen Arten von Lichtquellen mit unterschiedlichen entsprechend zugeordneten Farbtemperaturen unterscheiden. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann durch Exposition des Sensors gegenüber Lichtquellen unterschiedlicher Arten kalibriert werden. Während des Betriebs können die Kalibrierdaten abgefragt und beim Kalibrieren des Sensors, das auf dem aktuell ermittelten Lichtquellentyp gründet, verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichten elektronischen Vorrichtung mit einem Umgebungslichtsensor gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Anzeige einer elektronischen Vorrichtung, in welcher ein Umgebungslichtsensor gemäß einer Ausführungsform angebracht worden ist.
3 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichten Lichtsensors, der gemäß einer Ausführungsform Umgebungslicht ausgesetzt ist.
4 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichten Lichtdiffusors für einen Umgebungslichtsensor gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichten inneren Einfassung mit einer Öffnung, durch die Licht mit einer Reihe von gewünschten Winkelausrichtungen zu einem Umgebungslichtsensor gemäß einer Ausführungsform gelangen kann.
6 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichten Prismenfolie zum Lenken von Licht in einen Umgebungslichtsensor gemäß einer Ausführungsform.
7 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichten Mikrolamellen-Sichtschutzfolie, die gemäß einer Ausführungsform über einem Umgebungslichtsensor platziert werden kann.
8 ist eine Querschnittsseitenansicht einer veranschaulichten optischen Schicht mit einem Muster von Zerstreuungslinsen zum Lenken von Licht in Richtung eines Umgebungslichtsensors gemäß einer Ausführungsform.
9 ist eine Grafik, in welcher gemäß einer Ausführungsform eine exemplarische Tinten-Übertragungscharakteristik eines Umgebungslichtsensorfensters in Abhängigkeit von der Wellenlänge grafisch dargestellt wird.
10 ist eine Draufsicht eines veranschaulichten mehrkanaligen Umgebungslichtsensors gemäß einer Ausführungsform.
11 ist eine Grafik, in welcher die Spektralempfindlichkeit jedes Fotodetektors in einem veranschaulichten Farberkennungsumgebungslichtsensor gemäß einer Ausführungsform grafisch dargestellt wird.
12 ist eine Matrixgleichung, die das Verhältnis zwischen den Farbkoordinaten für eine Reihe von Lichtquellen und einer Farbumwandlungsmatrix sowie gemessene Signale des Farberkennungsumgebungslichtsensors für die Reihe von Lichtquellen gemäß einer Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Flussdiagramm veranschaulichter Schritte beim Kalibrieren eines Farberkennungsumgebungslichtsensors gemäß einer Ausführungsform.
14 ist ein Flussdiagramm veranschaulichter Schritte, die bei der Durchführung von Farbmessungen mit einem Farberkennungsumgebungslichtsensor während des Betriebs einer elektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform erforderlich sind.
15 und 16 sind Draufsichten veranschaulichter mehrkanaliger Umgebungslichtsensoren mit kreisförmig angeordneten Fotodetektoren zur Verbesserung der Winkelleistung der Umgebungslichtsensoren gemäß einer Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine veranschaulichte elektronische Vorrichtung des Typs, der mit einer oder mehreren Lichtsensoren bereitgestellt wird, ist in 1 dargestellt. Die elektronische Vorrichtung 10 kann eine Rechenvorrichtung wie beispielsweise ein Laptop-Computer, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, ein Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere, handgehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtung, eine kleinere Vorrichtung wie beispielsweise eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, ein Kopfhörer oder eine Hörelementvorrichtung, eine Vorrichtung, die in einer Brille oder anderen Ausrüstung, die am Kopf eines Benutzers getragen wird, eingebettet ist, oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein Fernseher, eine Computeranzeige, die keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein eingebettetes System, wie beispielsweise ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung mit einer Anzeige in einem Kiosksystem oder Automobil montiert ist, eine Ausrüstung, welche die Funktionalität von zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen implementiert, oder eine andere elektronische Ausrüstung sein.
Wie in 1 dargestellt, kann die elektronische Vorrichtung 10 Steuerschaltungen 16 aufweisen. Die Steuerschaltungen 16 können Speicher- und Verarbeitungsschaltungen zur Unterstützung des Betriebs der Vorrichtung 10 einschließen. Die Speicher- und Verarbeitungsschaltungen können eine Speichereinrichtung, z. B. eine Festplattenlaufwerk-Speichereinrichtung, nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der so gestaltet ist, dass er ein Halbleiterlaufwerk bildet), einen flüchtigen Speicher (z. B. statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. aufweisen. Die Verarbeitungsschaltungen in der Steuerschaltungen 16 können verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Die Verarbeitungsschaltungen können auf einem oder mehreren Mikroprozessoren, Mikrosteuereinheiten, digitalen Signalprozessoren, Basisbandprozessoren, Energieverwaltungseinheiten, Audio-Chips, anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen usw. beruhen.
Eine Eingabe-Ausgabe-Schaltung kann in Vorrichtung 10, wie etwa Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 12, können verwendet werden, um es zu ermöglichen, dass der Vorrichtung 10 Daten geliefert werden, und dass Daten aus der Vorrichtung 10 für externe Vorrichtungen bereitgestellt werden. Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 12 können beispielsweise Schaltflächen, Joysticks, Bildlaufräder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Lautsprecher, Tongeneratoren, Wechselrichter, Kameras, lichtemittierende Dioden und andere Statusanzeigen, Datenanschlüsse usw. einschließen. Ein Anwender kann den Betrieb der Vorrichtung 10 steuern, indem er über die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 12 Befehle bereitstellt, und er kann unter Verwendung der Ausgaberessourcen der Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 12 Statusinformationen und andere Ausgaben von der Vorrichtung 10 erhalten.
Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 12 können eine oder mehrere Anzeigen, wie beispielsweise Anzeige 14, einschließen. Anzeige 14 kann eine Touchscreen-Anzeige sein, die einen Berührungssensor zur Erfassung einer Berührungseingabe von einem Anwender einschließen kann, oder die Anzeige 14 kann unempfindlich gegenüber Berührungen sein. Ein Berührungssensor für Anzeige 14 kann auf einem Array von kapazitiven Berührungssensor-Elektroden, akustischen Berührungssensor-Strukturen, resistiven Berührungskomponenten, kraftbasierten Berührungssensor-Strukturen, einem lichtbasierten Berührungssensor oder anderen geeigneten Berührungssensor-Einrichtungen basieren.
Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 12 können außerdem Sensoren 18 einschließen. Sensoren 18 können einen Umgebungslichtsensor und andere Sensoren einschließen (z. B. einen kapazitiven Näherungssensor, einen lichtbasierten Näherungssensor, einen magnetischen Sensor, einen Beschleunigungsmesser, einen Kraftsensor, einen Berührungssensor, einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen Kompass, ein Mikrofon oder sonstigen Schallsensor oder andere Sensoren).
Ein Umgebungslichtsensor für Vorrichtung 10 kann ein Array von Detektoren aufweisen, von denen jeder mit einem unterschiedlichen entsprechenden Farbfilter versehen ist. Informationen von den Detektoren können zur Messung der Gesamtmenge an Umgebungslicht, die im Umkreis von Vorrichtung 10 vorhanden ist, verwendet werden. Zum Beispiel kann der Umgebungslichtsensor verwendet werden, um zu bestimmen, ob sich Vorrichtung 10 in einer dunklen oder hellen Umgebung befindet. Aufgrund dieser Informationen können die Steuerschaltungen 16 die Anzeigehelligkeit für Anzeige 14 anpassen oder andere geeignete Maßnahmen ergreifen.
Das Array der farbigen Detektoren kann ebenso verwendet werden, um Farbmessungen vorzunehmen (d. h. bei dem Umgebungslichtsensor kann es sich um einen Farberkennungsumgebungslichtsensor handeln). Farbmessungen können als Farbkoordinaten, Farbtemperatur oder korrelierte Farbtemperatur erfasst werden. Verarbeitungsschaltungen können auf Wunsch zum Konvertieren dieser verschiedenen Typen von Farbinformationen in andere Formate verwendet werden (z. B. kann eine Gruppe von Farbkoordinaten bearbeitet werden, um eine zugeordnete korrelierte Farbtemperatur usw. zu erzeugen). Konfigurationen, bei denen es sich bei den durch den Umgebungslichtsensor erfassten Farbinformationen um eine Gruppe von Farbkoordinaten handelt, werden hierin mitunter als Beispiel beschrieben. Dies ist jedoch lediglich veranschaulichend. Der Farberkennungsumgebungslichtsensor kann jegliche geeigneten Farbinformationen von Umgebungslicht erfassen. Gesamthelligkeit (Umgebungslichtintensität) kann ebenfalls gemessen werden.
Farbinformationen aus dem Farberkennungsumgebungslichtsensor (und/oder Helligkeitsinformationen) können zum Einstellen des Betriebs der Vorrichtung 10 verwendet werden. Zum Beispiel kann der Farbstich der Anzeige 14 entsprechend der Farbe der Umgebungslichtbedingungen eingestellt werden. Falls ein Anwender zum Beispiel Vorrichtung 10 aus einer kühlen Beleuchtungsumgebung in eine warme Beleuchtungsumgebung (z. B. eine Glühlampenlichtumgebung) bewegt, kann die Wärme der Anzeige 14 entsprechend erhöht werden, sodass der Anwender der Vorrichtung 10 die Anzeige 14 nicht als übermäßig kalt empfindet. Auf Wunsch kann der Umgebungslichtsensor einen Infrarotlichtsensor einschließen. Allgemein können aufgrund von Farbmessungen und/oder Messungen der Gesamtlichtintensität (z. B. Anpassen der Anzeigehelligkeit, Anpassen des Anzeigeinhalts, Ändern der Audio- und/oder Videoeinstellungen, Anpassen der Sensormessungen von anderen Sensoren, Einstellen, welche Bildschirmoptionen einem Anwender von Vorrichtung 10 präsentiert werden, Anpassen drahtloser Schaltkreiseinstellungen usw.) geeignete Maßnahmen ergriffen werden.
Eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer veranschaulichten elektronischen Vorrichtung ist in 2 dargestellt. Im Beispiel von 2 schließt die Vorrichtung 10 eine Anzeige, wie beispielsweise eine im Gehäuse 22 montierte Anzeige 14 ein. Das Gehäuse 22, das manchmal als „Einfassung” oder „Kapselung” bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium usw.), anderen geeigneten Materialien oder aus einer Kombination aus zwei oder mehreren dieser Materialien ausgebildet sein. Das Gehäuse 22 kann unter Verwendung einer einstückigen Konfiguration ausgebildet sein, in der manches des oder das gesamte Gehäuse 22 als eine einzige Struktur maschinell hergestellt oder geformt ist oder unter Verwendung mehrerer Strukturen ausgebildet sein kann (z. B. einer internen Rahmenstruktur, einer oder mehreren Strukturen, die äußere Gehäuseoberflächen bilden usw.).
Anzeige 14 kann unter Verwendung einer Anzeigedeckschicht wie einer Schicht aus transparentem Glas, durchsichtigem Kunststoff, Saphir oder einer anderen durchsichtigen Schicht bedeckt sein. Öffnungen können in der Anzeigedeckschicht gebildet sein. Zum Beispiel kann eine Öffnung in der Anzeigedeckschicht gebildet sein, um eine Schaltfläche, einen Lautsprecheranschluss oder andere Komponenten aufzunehmen. Öffnungen können in dem Gehäuse 22 ausgebildet sein, um Kommunikationsanschlüsse (z. B. einen Audiobuchsenanschluss, einen digitalen Datenanschluss usw.) auszubilden, um Öffnungen für Schaltflächen auszubilden usw.
Die Anzeige 14 kann ein Array von Anzeigepixeln, die aus Flüssigkristallanzeigekomponenten (LCD-Komponenten) gebildet sind, ein Array von elektrophoretischen Pixeln, ein Array von Plasmapixeln, ein Array von Pixeln organischer lichtemittierender Dioden oder anderen lichtemittierenden Dioden, ein Array von elektrobenetzenden Pixeln oder Pixeln, die auf anderen Anzeigetechnologien beruhen, aufweisen. Das Array von Pixeln von Anzeige 14 bildet einen aktiven Bereich AA. Der aktive Bereich AA wird zum Anzeigen von Bildern für einen Anwender von Vorrichtung 10 verwendet. Der aktive Bereich AA kann rechtwinklig sein oder kann andere geeignete Formen aufweisen. Der inaktive Randbereich IA kann entlang eines oder mehrerer Ränder des aktiven Bereichs AA verlaufen. Der inaktive Randbereich IA kann Schaltkreise, Signalleitungen und andere Strukturen enthalten, die kein Licht zur Bildung von Bildern emittieren. Um den inaktiven Schaltkreis und andere Komponenten im Randbereich IA vor der Sicht eines Anwenders von Vorrichtung 10 zu verbergen, kann die Unterseite der äußersten Schicht von Anzeige 14 (z. B. die Anzeigedeckschicht oder eine andere Anzeigeschicht) mit einem lichtundurchlässigen Abdeckmaterial wie einer Schicht schwarzer Tinte überzogen sein. Optische Komponenten (z. B. eine Kamera, ein lichtbasierter Näherungssensor, ein Umgebungslichtsensor, Statusanzeige-Leuchtdioden, Kamerablitz-Leuchtdioden usw.) können unter dem inaktiven Randbereich IA angebracht sein. Eine oder mehrere Öffnungen (mitunter als Fenster bezeichnet) können in der lichtundurchlässigen Abdeckschicht des IA ausgebildet sein, um die optischen Komponenten aufzunehmen. Zum Beispiel kann ein Lichtkomponentenfenster, wie etwa ein Umgebungslichtsensorfenster, in einem peripheren Abschnitt von Anzeige 14, wie etwa Bereich 20, im inaktiven Randbereich IA ausgebildet sein. Umgebungslicht aus dem Außenbereich von Vorrichtung 10 kann nach dem Durchlaufen von Bereich 20 und der Anzeigedeckschicht durch einen Umgebungslichtsensor in Vorrichtung 10 gemessen werden.
3 ist eine Querschnittsseitenansicht von Anzeige 14 von 2 entlang Linie 24 und in Richtung 25 von 2 gesehen. Wie in 3 dargestellt, kann der Lichtsensor 26 in Ausrichtung mit Fenster 20 angebracht werden. Fenster 20 kann eine kreisförmige Form, eine Rechteckform, eine Form mit gebogenen und/oder geraden Rändern, eine kreisförmige Ringform mit einem zentralen lichtundurchlässigen Bereich oder eine andere geeignete Form aufweisen. Der Lichtsensor 26 kann ein Farberkennungsumgebungslichtsensor sein, der zur Messung des Umgebungslichts im Umkreis von Vorrichtung 10 verwendet wird. Wie in 3 dargestellt, kann Anzeige 14 eine äußerste Schicht, wie etwa eine Anzeigedeckschicht 30, aufweisen. Die Anzeigedeckschicht 30 weist eine äußere Oberfläche, wie etwa Oberfläche 34, auf. Die Flächennormale n verläuft rechtwinklig zu Oberfläche 34. Die Strahlen von Umgebungslicht 28 sind durch verschiedene Einfallswinkel A (gemessen mit Bezug auf Flächennormale n) gekennzeichnet.
Fenster 20 kann aus einer Öffnung in der lichtundurchlässigen Abdeckschicht 28 auf der Innenfläche 32 der Anzeigedeckschicht 30 im inaktiven Bereich IA gebildet sein. Schicht 30 kann aus Glas, Kunststoff, Keramik, Saphir oder anderen transparenten Materialien gebildet und Teil eines Anzeigenmoduls für Anzeige 14 oder eine getrennte Schutzschicht sein, die aktive Anzeigestrukturen bedeckt. Die mit Fenster 20 verbundene Öffnung kann mit optischen Strukturen wie Umgebungslichtsensortinte 54 und Licht umlenkenden Strukturen 56 angefüllt sein.
Umgebungslichtsensortinte 54 kann hinreichende Transparenz bei sichtbaren und Infrarot-Wellenlängen aufweisen, sodass der Sensor 26 betrieben werden kann, während gleichzeitig das äußere Erscheinungsbild von Fenster 20 verbessert wird (z. B. durch teilweises Verbergen des Vorhandenseins von Fenster 20 gegenüber einem Anwender von Vorrichtung 10, indem Fenster 20 ein visuelles Erscheinungsbild erhält, das dem Abschnitt von Schicht 30, der Schicht 28 einschließt, nicht zu unähnlich ist). Auf Wunsch kann Umgebungslichtsensortinte 54 entfallen.
Sensor 26 kann mehrere Lichtdetektoren 60 aufweisen (z. B. Fotodioden, Fototransistoren oder andere Halbleiter-Fotodetektor-Strukturen). Lichtdetektoren 60 können in einem Array auf einem gebräuchlichen Halbleitersubstrat, wie etwa Substrat 62, oder unter Verwendung zweier oder mehrerer Substrate ausgebildet sein. Jeder der Lichtdetektoren 60 kann mit einem entsprechenden Farbfilter 58 versehen sein. Um Sensor 26 mit der Fähigkeit zur genauen Messung von Farben zu versehen, kann Sensor 26 zwei oder mehrere Detektoren 60 einschließen (z. B. 2–10 Detektoren, 3–8 Detektoren, 4–7 Detektoren, 5–7 Detektoren, nur 4 Detektoren oder mehr als 4 Detektoren, nur 5 Detektoren oder mehr als 5 Detektoren, nur 6 Detektoren oder mehr als 6 Detektoren, nur 7 Detektoren oder mehr als 7 Detektoren, nur 8 Detektoren oder mehr als 8 Detektoren, weniger als 8 Detektoren oder eine andere geeignete Anzahl von Detektoren). Bei Filtern 58 kann es sich um Dünnschicht-Interferenzfilter und/oder um gefärbte Schichten aus Polymer oder andere Farbfilterelemente handeln (z. B. aus Farbstoffen und/oder Pigmenten gebildete Farbfilter).
Licht umlenkende Strukturen 56 können verwendet werden, um Licht 52 aus verschiedenen Einfallswinkeln A zu sammeln und dieses Licht wirksam zu Sensor 26 zu leiten. Licht umlenkende Strukturen 56 können Strukturen, wie etwa Diffusoren und/oder strukturierte Linsen, einschließen, um beim Umlenken von außeraxialen Umgebungslichtstrahlen in den Sensor 26 in einem Winkel zu unterstützen, der sich nahezu rechteckig zur Oberfläche von Substrat 62 verhält, und dadurch die Abhängigkeit von Umgebungslichtmesswerten auf der relativen Ausrichtung zwischen Vorrichtung 10 und den Quellen des Umgebungslichts reduzieren.
4 veranschaulicht, wie Licht umlenkende Strukturen 56 aus einer Schicht Diffusorfolie gebildet werden können. Mit dieser Art von Anordnung können einfallende Strahlen, wie etwa Strahl 52, innerhalb der Diffusorfolie gestreut werden, um Streustrahlen 52' zu erzeugen, die von Sensor 26 gemessen werden. Die Verwendung einer Diffusorstruktur, wie etwa des Diffusors von 4, hilft, durch Umlenken einfallenden außeraxialen Lichts zurück in Richtung Sensor 26 Licht zu sammeln. Bei der Diffusorfolie kann es sich um einen Diffusor handeln, der ein Lambertsches Streuprofil (Strahlung durch den Diffusor unabhängig vom Winkel des einfallenden Lichts) oder ein Streuprofil aufweist, das bei jedem Lichteinfallswinkel auf dem Diffusor um weniger als 20% von einem Lambertschen Streuprofil bei diesem Lichteinfallswinkel abweicht (als Beispiele).
Es kann zweckmäßig sein, oberhalb des Sensors 26 eine Aussparung unter Verwendung einer Sensoreinfassung mit Innenaussparung bereitzustellen. Zum Beispiel kann Sensor 26 in einer inneren Einfassung, wie etwa Einfassung 64, innerhalb des Gehäuses 22 angebracht werden. Einfassung 64 kann aus Kunststoff, Metall, Keramik und/oder anderen Materialien oder Kombinationen dieser Materialien gebildet sein. Die Öffnung (Aussparung 66) kann in der Oberseite der Einfassung 64 ausgebildet sein, um einen eingeschränkten Blickwinkel für Sensor 26 innerhalb des Gehäuses 22 zu erzeugen. Diese Art der Anordnung kann helfen, die Abhängigkeit der Empfindlichkeit von Sensor 26 von seiner Ausrichtung in Bezug auf Umgebungslichtquellen zu reduzieren und gleichzeitig ein großes Sichtfeld zur Sammlung einfallenden Umgebungslichts durch Licht umlenkende Strukturen 56 zu erhalten.
Wie in 6 dargestellt, können Licht umlenkende Strukturen 56 aus Prismenfolien gebildet werden. Prismenfolien nutzen dreieckige Kanten, pyramidenförmige Strukturen oder andere Ausbuchtungen, um einfallendes außeraxiales Licht 52 nach unten auf den Sensor 26 zu richten (siehe z. B. umgelenkter Lichtstrahl 52' in dem Beispiel von 6). Prismenfolien helfen, über ein breites Spektrum von Einfallswinkeln empfangene Lichtstrahlen zu krümmen und zu bündeln. Prismenfolien können Ausbuchtungen auf einer oder beiden Seiten eines transparenten Substrats aufweisen.
Falls gewünscht, können Licht umlenkende Strukturen 56 Sichtschutzfolien einschließen. Wie in 7 dargestellt, kann eine Sichtschutzfolie Strukturen, wie etwa Mikrolamellen 70, einschließen, die enge Sichtwinkel-Lichtdurchgangskanäle, wie etwa die Kanäle 72, definieren. Mikrolamellen 70 können aus lichtundurchlässigen Polymeren, Metall, mehreren Polymer- und/oder Metallschichten (z. B. doppelten Schichten aus Metall mit ausgerichteten Öffnungen) oder anderen lichtundurchlässigen Strukturen gebildet sein. Außeraxiale Lichtstrahlen, wie etwa Lichtstrahl 52B, treffen auf Mikrolamellen 70 und werden daran gehindert, Sensor 26 zu erreichen. Auf der Achse liegende Strahlen, wie etwa Strahl 52A, verlaufen durch einen der Kanäle 72 und werden durch den Sensor 26 erkannt. Sichtschutzfilterstrukturen helfen, Lichtstrahlen mit großem Einfallswinkel zu vermeiden.
In dem Beispiel von 8 wurden Licht umlenkende Strukturen 56 aus einer Schicht eines eindimensionalen oder zweidimensionalen Arrays von Zerstreuungslinsen 74 gebildet (z. B. Zerstreuungslinsenstrukturen auf der Innenfläche einer transparenten Schicht). Linsen 74 können helfen, einfallende außeraxiale Lichtstrahlen, wie etwa Strahl 52, auf Sensor 26 umzulenken, wie durch den veranschaulichten umgelenkten Lichtstrahl 52' dargestellt. Zerstreuungslinseneffekte in dieser Art Struktur helfen, Licht in Richtung Sensor 26 zu krümmen und dadurch den Einfallswinkel der Lichtstrahlen, wenn sie auf Sensor 26 treffen, zu verringern.
Falls gewünscht, können andere Arten von Licht umlenkenden Strukturen verwendet werden. Darüber hinaus können zwei oder mehrere unterschiedliche Arten Licht umlenkender Strukturen kombiniert werden, um Licht umlenkende Strukturen 56 zu bilden. Zum Beispiel kann ein Diffusor als Beschichtung auf der Oberfläche einer Zerstreuungslinsenschicht ausgebildet sein, eine Diffusorfolie kann mit einer Prismenfolie und/oder einer Mikrolamellenschicht usw. übereinander angeordnet sein.
9 ist eine Grafik, in welcher Tinten-Lichtübertragung T_ink eingetragen wurde in Abhängigkeit von der Wellenlänge für eine veranschaulichte Umgebungslichtsensortinte, wie etwa Tinte 54 von 3. Wie durch die veranschaulichte Übertragungskurve 76 dargestellt, kann Tinte 54 eine Übertragung ungleich Null bei Wellenlängen sichtbaren Lichts (VIS) aufweisen und kann gegebenenfalls eine zunehmende Übertragung in Richtung Infrarot-Wellenlängen (IR) aufweisen. Die Übertragung von Tinte 54 ist vorzugsweise ausreichend, um zu ermöglichen, dass Sensor 26 Umgebungslichtmesswerte in hellem und gedämpftem Licht erfasst.
Um zu ermöglichen, dass Sensor 26 Farbmessungen vornimmt, kann Sensor 26 ein Array von Lichtdetektoren 60 aufweisen, von welchen jeder ein unterschiedliches Spektralprofil zur Erfassung von Licht aufweist. Es kann eine geeignete Anzahl von Detektoren für sichtbares Licht in Sensor 26 vorliegen (z. B. zwei oder mehr, drei oder mehr, vier oder mehr, fünf oder mehr, sechs oder mehr, drei oder weniger, vier oder weniger, fünf oder weniger, sechs oder weniger, weniger als 10, mehr als 5, 2–10, 2–15, 4–9 usw. In dem Beispiel von 10 gibt es sechs Detektoren für sichtbares Licht 60 (PD1, PD2, PD3, PD4, PD5 und PD6) und einen Infrarotlichtdetektor PD7. Dies ist lediglich veranschaulichend. Zum Beispiel können weniger als sechs (z. B. fünf, vier oder drei oder weniger) oder mehr als sechs (z. B. sieben, acht oder mehr als acht) Detektoren für sichtbares Licht vorliegen. Infrarotlichtdetektor PD7 kann entfallen oder Infrarotlicht-Erkennungsfunktionen können durch Erweiterung der Empfindlichkeit eines Rotlichtdetektors im langen Wellenlängenbereich bereitgestellt werden, sodass der Rotlichtdetektor ein Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, das infrarotnahe Wellenlängen überschneidet. Beispielsweise kann PD7 entfallen und PD6 kann ein Rotlichtdetektor mit einem erweiterten Spektralprofil sein, das empfindlich auf Infrarot-Wellenlängen reagiert. In dieser Art Konfiguration kann die IR-Reaktion von PD6 verwendet werden, um bei der Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten von Lichtquellen (z. B. IR oder nicht-IR usw.) zu unterstützen und kann einen sichtbaren Spektralprofilbeitrag (z. B. Rotempfindlichkeit) für Sensor 26 bereitstellen, der Sensor 26 dabei unterstützt, die Farbe des Umgebungslichts zu messen.
Veranschaulichende Spektralempfindlichkeiten für Detektoren 60 von 10 sind in 11 dargestellt. Wie in 11 dargestellt, kann PD1 eine blaue Spektralreaktion aufweisen, Detektor PD6 eine rote Spektralreaktion aufweisen und die Spektralempfindlichkeiten der Detektoren PD2, PD3, PD4 und PD5 können entsprechende Wellenlängenbereiche zwischen dem blauen und dem roten Ende des sichtbaren Spektrums abdecken. Detektor PD7 kann Infrarot-Wellenlängen abdecken (z. B. Wellenlängen, die Wellenlängen über 700 nm, zwischen 800–900 nm usw. einschließen).
Um die Genauigkeit der Farberkennung zu verbessern, kann es zweckmäßig sein, die Spektralempfindlichkeiten von Detektoren 60 so zu konfigurieren, dass einer oder mehrere der Detektoren 60 eine Spektralempfindlichkeit aufweisen, die einer Farbabstimmungsfunktion entspricht (z. B. einer der drei CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktionen x , y und z ). Die Farbabstimmungsfunktionen stellen die Spektralempfindlichkeit eines Standardbeobachters dar. In der exemplarischen Konfiguration von 11 entspricht die Spektralempfindlichkeit von Detektor PD1 der Spektralform der Farbabstimmungsfunktion z , entspricht die Spektralempfindlichkeit von Detektor PD3 der Spektralform der Farbabstimmungsfunktion y und entspricht die Spektralempfindlichkeit von Detektor PD4 der oberen Hälfte der Farbabstimmungsfunktion x (d. h. der oberen Aufwölbung der Reaktion von zwei Aufwölbungen für x , welche zwischen 500 und 700 nm liegt). Falls gewünscht, kann einer der Detektoren 60 vollständig dem Spektrum von entsprechen. Das Beispiel von 11, in welchem das Spektralempfindlichkeitsprofil für PD4 teilweise Farbabstimmungsfunktion x ist lediglich veranschaulichend.
Falls gewünscht, kann das Spektralempfindlichkeitsprofil eines oder mehrerer der Detektoren einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion gleichen, ohne tatsächlich einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion zu entsprechen. Beispielsweise kann es sich bei einem Spektralempfindlichkeitsprofil um dasselbe wie das für eine Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion x , aber mit unterschiedlichen Wellenlängen handeln (d. h. die Kurvenform des Spektralempfindlichkeitsprofil kann dem der Farbabstimmungsfunktion entsprechen, während die Lage in der Wellenlänge der Kurve sich um plus oder minus 15 nm oder eine andere geeignete Höhe unterscheiden kann). Als weiteres Beispiel kann die Kurvenform des Spektralempfindlichkeitsprofils sich ein wenig von der Farbabstimmungsfunktion unterscheiden (bei demselben Satz von Wellenlängen oder einem verschobenen Satz von Wellenlängen). Es kann zweckmäßig sein, eines oder mehrere Spektralempfindlichkeitsprofile zu verwenden, die sich innerhalb einer 20%igen mittleren quadratischen Abweichung von einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion befinden (ohne Berücksichtigung von Wellenlängenunterschieden zwischen dem Spektralempfindlichkeitsprofil und der Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion).
Optische Sensoren mit Filtern, die im sichtbaren Bereich (380–780 nm) ansprechen, können sich überschneidende Spektralempfindlichkeiten aufweisen. Form und Positionen einiger der Kanäle können (z. B. innerhalb der 20%igen mittleren quadratischen Abweichung) Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktionen gleichen (mit denselben Wellenlängen oder ohne Berücksichtigung der Wellenlänge). Die Spektralempfindlichkeiten können derart konfiguriert sein, dass lineare Kombinationen dieser Mehrkanal-Spektren (z. B. innerhalb 20%iger Fehlerabweichung oder sonstiger geeigneter Abweichung) den Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktionen gleichen oder entsprechen können.
Zusätzlich zu den Spektralempfindlichkeiten der Detektoren 60, die den Farbabstimmungsfunktionen gleichen (oder im Falle von PD4 und
Farbabstimmungsfunktion x der Farbabstimmungsfunktion aufgrund der Entsprechung der oberen Hälfte Farbabstimmungsfunktion teilweise entsprechen), können Detektoren 60 andere Spektralbereiche abdecken (z. B. Bereiche, welche die Abdeckbereiche anderer Detektoren teilweise überschneiden und helfen, Abdeckung über das gesamte sichtbare Spektrum bereitzustellen) um dadurch die Genauigkeit der Farbmessung verbessern. Gleichzeitig kann die Verwendung einer übermäßigen Anzahl unterschiedlicher Detektoren vermieden werden, um übermäßige Kosten, Komplexität und Energieverbrauch zu vermeiden. Messwerte von Infrarotdetektor PD7 können verwendet werden, um die Genauigkeit der Erfassung sichtbaren Lichts zu verbessern (z. B. durch Entfernung der Infrarotbeiträge zu den Detektoren sichtbaren Lichts) und/oder können verwendet werden, um den Sensor 26 bei der Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Arten von Lichtquellen zu unterstützen. Als ein Beispiel können Lichtquellen mit wenig oder keinem Infrarotlicht als Nicht-IR-Quellen charakterisiert werden, während Lichtquellen, die signifikantes, durch Detektor PD7 erkanntes Licht enthalten, als IR-Quellen charakterisiert werden können.
Die Fähigkeit, Lichtquellen nach Typ zu klassifizieren, kann die Genauigkeit verbessern, wenn Farbkoordinaten für gemessene Lichtquellen berechnet werden. Während des Kalibriervorgangs kann Farbsensor 26 unter Verwendung unterschiedlicher Arten von Lichtquellen kalibriert werden. Zum Beispiel können Kalibriermessungen durch Trainieren des Sensors 26 mittels mehrerer Infrarotlichtquellen und mehrerer Nicht-Infrarotlichtquellen vorgenommen werden. Bei der Durchführung von Farbmessungen mit Sensor 26, während ein Anwender Vorrichtung 10 verwendet, kann Vorrichtung 10 Informationen darüber verwenden, welche Art Umgebungslichtquelle vorhanden ist (IR- oder Nicht-IR in diesem Beispiel), um festzustellen, ob Kalibrierdaten für IR- oder Nicht-IR-Sensor bei der Verarbeitung der Sensormessungen verwendet werden sollten. Falls gewünscht, können andere Arten von Sensorkalibriermaßnahmen angewendet werden (z. B. durch Durchsuchen einer einzigen schmalbandigen Referenzlichtquelle über alle Wellenlängen von Interesse, während Messungen mit jedem der Detektoren in Sensor 26 vorgenommen werden usw.). Konfigurationen, bei denen Sensordaten mittels von der Art der Lichtquelle abhängigen Kalibriertechniken verarbeitet werden, werden hierin mitunter als Beispiel beschrieben.
Wie in 12 dargestellt, kann eine Farbumwandlungsmatrix A in Matrixgleichung P = AQ unter Bezug der Farbkoordinaten (Matrix P) auf Sensorausgaben (Sensor-Spektralempfindlichkeitsmatrix Q) verwendet werden. In der Gleichung von 12 bezieht sich jede Spalte von Matrix Q auf die Ausgabe von Sensor 26, wenn er einer unterschiedlichen entsprechenden Lichtquelle ausgesetzt ist. In dem Beispiel von 12 weist Sensor 26 sechs sichtbare Lichtsensoren auf, sodass jede Spalte von Matrix Q sechs Detektorausgaben umfasst: PD1 bis PD6. Die erste Spalte von Matrix Q umfasst die Ausgaben PD1₁ bis PD6₁, die Ergebnis der Exposition des Sensors 26 gegenüber Licht aus einer ersten Lichtquelle waren, die zweite Spalte von Matrix Q umfasst die Ausgaben PD1₂ bis PD6₂, die Ergebnis der Exposition des Sensors 26 gegenüber Licht aus einer zweiten Lichtquelle waren usw. Die Ausgaben von Sensor 26 wurden gemessen, während der Sensor 26 durch m unterschiedliche Lichtquellen beleuchtet wurde, sodass Matrix Q m Spalten umfasst. Matrix P umfasst Spalten der Farbkoordinaten X, Y und Z. Jede Spalte von Matrix P entspricht den Farbkoordinaten einer unterschiedlichen gemessenen Farbe. Zum Beispiel umfasst die erste Spalte von Matrix P die Farbkoordinaten X1, Y1, Z1, entsprechend der Farbe, die gemessen wird, wenn Sensor 26 Licht aus Lichtquelle Nummer 1 ausgesetzt ist (was zu den Ausgaben PD1₁ bis PD6₁ des Sensors 26 führte), die zweite Spalte von Matrix P umfasst die Farbkoordinaten X2, Y2, Z2, entsprechend der Farbe, die gemessen wird, wenn Sensor 26 Licht aus Lichtquelle Nummer 2 ausgesetzt ist (was zu den Ausgaben PD1₂ bis PD6₂ des Sensors 26 führte) usw.
In dem Beispiel von 12, handelt es sich bei Matrix P um eine 3×m-Matrix, bei Matrix Q um eine 6×m-Matrix und bei Matrix A um eine 3×6-Matrix. Während der Kalibrierung können unterschiedliche entsprechende A-Matrizen für unterschiedliche Arten von Lichtquellen berechnet werden. Beispiele für unterschiedliche Arten von Lichtquellen sind beispielsweise infrarot (IR) und nicht-IR. Die Nicht-IR-Art kann gegebenenfalls in hoch und niedrig korrelierte Farbtemperaturarten (Hoch-CCT und Niedrig-CCT) unterteilt werden. Bei einer geeigneten Anordnung werden hohe CCT-Lichtverhältnisse durch CCT-Werte über 4500 K und niedrige CCT-Lichtverhältnisse durch CCT-Werte unter 4500 K gekennzeichnet. Diese Lichttypen (oder jegliche anderen geeigneten Lichttypen) können jeweils mit einer unterschiedlichen entsprechenden Version der Farbumwandlungsmatrix A in Verbindung gebracht werden (d. h. für jeden Lichttyp kann eine unterschiedliche Farbumwandlungsmatrix A erstellt werden, um die Genauigkeit der Farbmessung zu verbessern). Glühlampenlicht und Halogenlicht können dem IR-Lichttyp zugerechnet werden. Sonnenlicht ist ein Beispiel für eine Lichtquelle des Hoch-CCT-Nicht-IR-Lichttyps. Einige Leuchtstofflampen und Licht von lichtemittierenden Dioden (LED) können vom Hoch-CCT-Nicht-IR-Lichttyp sein. Andere Leuchtstofflampen und LED-Lichter können vom Niedrig-CCT-Nicht-IR Lichttyp sein. Das Verfahren der Kalibrierung unterschiedlicher Arten von Licht zum Erstellen von entsprechenden unterschiedlichen Versionen der Farbumwandlungsmatrix A wird mitunter als segmentierte Kalibrierung bezeichnet.
An der Kalibrierung von Sensor 26 beteiligte veranschaulichte Schritte unter Verwendung eines Ansatzes der segmentierten Kalibrierung werden in 13 dargestellt.
Bei Schritt 110 wird eine Lichtquelle für eine Gruppe von Lichtquellen einer bestimmten Art ausgewählt. Zum Beispiel können eine Glühlichtquelle oder Halogenlichtquelle gewählt werden, wenn es zweckmäßig ist, Kalibrierverfahren zur Erstellung einer Version der Farbumwandlungsmatrix A durchzuführen, die sich auf IR-Lichtquellen beziehen.
Nach der Auswahl einer Lichtquelle, für welche Kalibriermessungen vorgenommen werden sollen, kann ein Referenzspektrometer zur Durchführung einer Farbmessung auf der ausgewählten Lichtquelle verwendet werden. Zum Beispiel kann das Spektrometer die Farbkoordinaten X, Y und Z für die Lichtquelle messen (Schritt 102). Diese Informationen können verwendet werden, um die Werte für eine Spalte von Matrix P, die der ausgewählten Lichtquelle entsprechen, zu bestimmen.
Sobald die Farbkoordinaten für die aktuell ausgewählte Lichtquelle erfasst und gespeichert wurden, kann Sensor 26 dem Licht aus der aktuell ausgewählten Lichtquelle ausgesetzt werden (oder einer simulierten Version dieser Lichtquelle, die durch eine abstimmbare lichtemittierende Diode, eine auf einem abstimmbaren Flüssigkristallfilter basierte abstimmbare Quelle usw. erzeugt wird). Insbesondere kann Sensor 26 bei Schritt 104 eine Messung an der aktuellen Lichtquelle vornehmen und kann entsprechende Detektorsignale erzeugen (d. h. jeder der Detektoren PD1 bis PD6 kann ein Ausgabesignal erzeugen). Diese Informationen können gespeichert werden, um eine der Spalten von Matrix Q von 11 zu erstellen.
Wie durch Linie 106 angezeigt, kann die Bearbeitung zu Schritt 100 zurückkehren, falls es zweckmäßig ist, Daten aus einer oder mehreren zusätzlichen Lichtquellen in derselben Gruppe von Lichtquellen zu erfassen (d. h. zusätzliche IR-Lichtquellen in dem veranschaulichten Szenario, in welchem Sensor 26 mithilfe einer Gruppe von IR Lichtquellen kalibriert wird).
Sobald einer repräsentativen Auswahl von Lichtquellen in der aktuellen Gruppe entsprechende Sensordaten erfasst wurden (d. h. sobald Daten aus sämtlichen m IR-Lichtquellen zum Ausfüllen der Spalten der Matrizen P und Q in dem vorliegenden Beispiel verwendet wurden), kann Matrix A aus Matrix Q und P bei Schritt 108 berechnet werden. Durch Berechnung der Farbumwandlungsmatrix A kann eine Matrixinversionstechnik, wie etwa die Technik der Pseudoinverse, angewendet werden, um die Sensorspektralempfindlichkeitsmatrix Q umzukehren. Die Farbumwandlungsmatrix A kann anschließend durch Multiplizieren von Matrix P und pseudoinverser Matrix Q^–1 entsprechend der Gleichung 1 errechnet werden. A = PQ^–1 (1)
Falls es zweckmäßig ist, weitere Kalibrierverfahren durchzuführen (z. B. um eine Gruppe von Lichtquellen des Nicht-IR-Hoch-CCT-Typs oder eine Gruppe von Lichtquellen des Nicht-IR-Niedrig-CCT-Typs zu kalibrieren), kann ein neuer Lichttyp ausgewählt werden, und die Bearbeitung kann zu Schritt 100 zurückkehren, wie durch Linie 110 angezeigt. Nachdem für jeden gewünschten Lichttyp Daten erfasst wurden, können die Werte der Matrix A, die für alle gewünschten Lichttypen erstellt wurden, in Vorrichtung 10 gespeichert werden, um Sensor 26 und Vorrichtung 10 zu kalibrieren (Schritt 112).
Eine Vorrichtung mit einem Sensor, der unter Verwendung dieser Art segmentierter Kalibriermaßnahmen kalibriert wurde, kann gemäß dem Flussdiagramm von 14 betrieben werden. Bei Schritt 114 kann Vorrichtung 10 Umgebungslicht mit einem Spektrum von x₀ ausgesetzt sein. Wenn er Eingangslicht x₀ ausgesetzt ist, erzeugt Sensor 26 eine Ausgabe x₀Q, die durch Vorrichtung 10 erfasst und gespeichert werden kann (z. B. mittels Steuerschaltungen 16).
Nach der Erfassung der Detektorausgabesignale von Sensor 16 bei Schritt 114 kann Vorrichtung 10 bei Schritt 116 ermitteln, welche Art der Lichtquelle aktuell zur Beleuchtung von Vorrichtung 10 verwendet wird. Wenn zum Beispiel IR-Detektor PD7 erkennt, dass mehr als eine vorgegebene Menge Infrarotlicht im Verhältnis zum gesamten Umgebungslichtmesswert vorhanden ist, können die aktuellen Lichtverhältnisse als unter den IR-Lichttyp fallend gekennzeichnet werden. Falls kein IR-Licht vorhanden ist (d. h. falls das IR-Signal geringer als eine vorgegebene Menge im Verhältnis zu den anderen Lichttypen ist), kann die Lichtquelle als eine vom Nicht-IR-Typ charakterisiert werden. Eine korrelierte Farbtemperaturmessung kann dann verwendet werden, um zu bestimmen, ob es sich bei der Nicht-IR-Lichtquelle, die Vorrichtung 10 beleuchtet, um eine Lichtquelle mit hoch oder niedrig korrelierter Farbtemperatur handelt.
Nach der Ermittlung der Art der Lichtquelle, die aktuell zur Erzeugung von Umgebungslicht 52 im Umkreis von Vorrichtung 10 und Umgebungslichtsensor 26 verwendet wird, können Steuerschaltungen 16 eine geeignete Farbumwandlungsmatrix A für diesen Lichtquellentyp aus dem Speicher abrufen (Schritt 118). Zum Beispiel können Steuerschaltungen 16 die IR-Lichtquellenversion von Matrix A in Reaktion auf die Ermittlung der vorliegenden Lichtverhältnisse als vom Typ IR abrufen.
Bei Schritt 120 kann die Farbe (d. h. die Farbkoordinaten) des gemessenen Umgebungslichts durch Multiplizieren der gemessenen Sensorausgabe mit der abgerufenen Version von A bestimmt werden. Falls gewünscht, können Farbinformationen des Umgebungslichtsensors von Sensor 26 erfasst oder umgewandelt werden, um Farbtemperaturdaten, korrelierte Farbtemperaturdaten oder andere Farbinformationen zusätzlich zu den oder anstatt der Farbkoordinaten zu erzeugen. Die Verwendung von Sensor 26 zur Durchführung von Farbmessungen, die als Farbkoordinaten gespeichert werden, ist lediglich veranschaulichend. Alle Umgebungslichtfarbinformationen (und Intensitätsinformationen) können gegebenenfalls durch Vorrichtung 10 erfasst und verwendet werden.
Bei Schritt 120 kann Vorrichtung 10 Steuerschaltungen 16 anwenden, um geeignete Maßnahmen aufgrund der gemessenen Farbe des Umgebungslichts (und, falls gewünscht, aufgrund der Lichtintensität) zu ergreifen. Zum Beispiel kann Vorrichtung 10 die Farbe der auf Anzeige 14 angezeigten Bilder anpassen, kann weitere Anpassungen an Anzeige 14 vornehmen, usw.
Falls gewünscht, kann Umgebungslichtsensor 26 mittels Durchsuchung einer abstimmbaren Lichtquelle über einen Wellenlängenbereich von Interesse für die Kalibrierung (z. B. das sichtbare Spektrum) kalibriert werden. Bei der abstimmbaren Lichtquelle kann es sich um einen Monochromator, um eine abstimmbare lichtemittierende Diode, um eine breitbandige Lichtquelle mit einem abstimmbaren Filter, wie etwa einen abstimmbaren Flüssigkristallfilter, oder um eine andere abstimmbare Lichtquelle handeln. Während die abstimmbare Lichtquelle über den Wellenlängenbereich von Interesse durchsucht wird, kann die Antwort von Sensor 26 verfolgt werden und Sensorantwortdaten können bearbeitet und zur Verwendung beim Kalibrieren von Sensor 26 in Vorrichtung 10 gespeichert werden. Falls gewünscht, kann der abstimmbare Sensor das Spektrum von einer oder mehreren Lichtquellen unterschiedlicher Typen simulieren.
In dem Beispiel von 10 wurden Fotodioden in Zeilen und Spalten angeordnet. Falls gewünscht, können die Fotodioden in kreisförmigen Mustern oder anderen zentralsymmetrischen Mustern angeordnet sein (d. h. in Formen, die eine Struktur mit gemeinsamem Zentrum aufweisen, in welcher Fotodioden sich paarweise um einen gemeinsamen Punkt gruppieren und einander über den zentralen Punkt hin gegenüberliegen). Diese Strukturen mit gemeinsamen Zentren können zweifache Symmetrie aufweisen (Fotodioden liegen einander paarweise gegenüber) oder können vierfache Symmetrie aufweisen (erste, zweite, dritte und vierte Fotodiode sind derart um einen gemeinsamen Punkt angeordnet, dass die erste und zweite Fotodiode einander über den zentralen Punkt gegenüberliegen, und dass die dritte und vierte Fotodiode einander über den zentralen Punkt gegenüberliegen. Die Verwendung von Anordnungen mit gemeinsamen Zentren für die Fotodioden hilft, die Wirkung der Winkelausrichtung von einfallendem Umgebungslicht auf die Ausgabe von Sensor 26 zu reduzieren. In der veranschaulichten Konfiguration von 15 weist Sensor 26 zum Beispiel Fotodioden 60 mit sechs unterschiedlichen Spektralempfindlichkeiten auf (PD1, PD2, PD3, PD4, PD5 und PD6). Bei diesen Fotodioden kann es sich um Fotodioden für sichtbares Licht und/oder Fotodioden mit Spektralempfindlichkeiten handeln, die bis in den Infrarot-Wellenlängenbereich hineinreichen. Zum Beispiel kann jede der sechs Fotodioden einem entsprechenden der Spektren sichtbaren Lichts in 11 oder anderen geeigneten Spektren zugeordnet werden.
Die Fotodioden können jeweils in ein Paar erste und zweite Fotodiodenabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten des zentralen Punkts 150 aufgeteilt werden und stellen so die Fotodioden von Sensor 36 mit zentraler Symmetrie bereit. Zum Beispiel ist Fotodiode PD1 in einen ersten Fotodiodenabschnitt PD1-1 und einen entsprechenden zweiten Fotodiodenabschnitt PD1-2 auf der gegenüberliegenden Seite von Punkt 150 aufgeteilt. Dieses selbe Muster kann für jede der Fotodioden 60 verwendet werden, sodass jede Fotodiode einen Abschnitt auf der einen Seite von Punkt 150 und auf der gegenüberliegenden Seite von Punkt 150 aufweist.
Durch Anordnung der Fotodiodenbereiche auf diese Weise weisen die Fotodioden zentrale Symmetrie und eine reduzierte Winkelempfindlichkeit auf. Durch das Streuprofil des einfallenden Umgebungslichts, wenn es die Lichtumlenkungsstruktur passiert, wird winkelversetztes Umgebungslicht (z. B. Licht, das sich nicht parallel zu der normalen Oberfläche von Sensor 26 befindet) die Ausgabe der einen Hälfte jeder Fotodiode eher erhöhen und die Ausgabe der anderen Hälfte dieser Fotodiode eher verringern. Zum Beispiel könnte außeraxiales Licht die Ausgabe des ersten Fotodiodenabschnitts PD1-1 von Fotodiode PD1 erhöhen, aber die Ausgabe des zweiten Fotodiodenabschnitts PD1-2 von Fotodiode PD1 in entsprechendem Umfang eher verringern, sodass die gesamte Ausgabe aus jeder Fotodiode relativ unabhängig vom Winkel des einfallenden Lichts bleibt. Nicht-kreisförmige Muster können ebenfalls zur Reduzierung der Winkelempfindlichkeit in Konfigurationen mit aufgeteilten Fotodioden verwendet werden (z. B. quadratische Ausführungen mit gemeinsamen Zentren usw.). Die Verwendung einer zentralsymmetrischen, kreisförmigen Fotodiodenanordnung (mit gemeinsamem Zentrum) in dem Beispiel von 15, ist lediglich veranschaulichend. Die Fotodiodenanordnung mit gemeinsamem Zentrum kann zweifache Symmetrie oder vierfache Symmetrie aufweisen (als Beispiele).
In der Anordnung von 15 wurden die Lichtsensor-Verarbeitungsschaltungen 26' auf derselben Gussform wie die Fotodioden 60 an einer von den Fotodioden 60 versetzten Stelle eingesetzt. 16 ist ein Diagramm, auf dem dargestellt wird, wie der kreisringförmige Fotodiodenbereich für Fotodioden 60 die Verarbeitungsschaltungen 26' oder andere Steuerschaltungen 16 umgeben kann (z. B. zur Verbesserung der Effizienz der Anordnung). Gegebenenfalls können andere Anordnungen verwendet werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die Umgebungslicht ausgesetzt ist, das eine Umgebungslichtfarbe aufweist, wobei die elektronische Vorrichtung eine Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung, die von einem Anwender Eingaben empfängt, eine Anzeige, die dem Anwender Bilder anzeigt, ein Gehäuse, in welchem die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung und die Anzeige angebracht sind, und Steuerschaltungen in dem Gehäuse sowie ein Farberkennungsumgebungslichtsensor in dem Gehäuse umfasst, mit welchem die Steuerschaltungen eine Umgebungslichtfarbe messen, wobei die Steuerschaltungen die Anzeige mindestens teilweise aufgrund der gemessenen Umgebungslichtfarbe anpassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Farberkennungsumgebungslichtsensor mindestens fünf Lichtdetektoren auf, die jeweils über ein entsprechendes Spektralempfindlichkeitsprofil verfügen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Farberkennungsumgebungslichtsensor ein Halbleitersubstrat und mindestens fünf Lichtdetektoren in dem Substrat auf, die jeweils über ein entsprechendes Spektralempfindlichkeitsprofil verfügen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei mindestens einem der Spektralempfindlichkeitsprofile um eine Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion und bei mindestens einem der Spektralempfindlichkeitsprofile um ein Spektralempfindlichkeitsprofil für sichtbares Licht, das keine Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform befindet sich mindestens eines der Spektralempfindlichkeitsprofile innerhalb einer 20%igen mittleren quadratischen Abweichung von einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion, ohne Berücksichtigung von Wellenlängenunterschieden zwischen dem mindestens einen der Spektralempfindlichkeitsprofile und der Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer z CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion und entspricht eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer y CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer oberen Hälfte einer x CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Farberkennungsumgebungslichtsensor weniger als sieben Detektoren für sichtbares Licht auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform entspricht eine lineare Kombination von zwei oder mehreren der Spektralempfindlichkeitsprofile einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Farberkennungsumgebungslichtsensor weniger als sieben Detektoren für sichtbares Licht auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung ein Umgebungslichtsensorfenster in der Anzeige und eine Lichtumlenkungsstruktur in dem Umgebungslichtsensorfenster ein, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor das Umgebungslicht durch das Umgebungslichtsensorfenster und die Lichtumlenkungsstruktur empfängt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die elektronische Vorrichtung in dem Umgebungslichtsensorfenster Tinte ein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die Lichtumlenkungsstruktur eine Struktur ein, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Diffusorfolie, einer Prismenfolie, einer Sichtschutzfolie und einer Zerstreuungslinsenfolie.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die Lichtumlenkungsstruktur einen Diffuser mit einem Lambertschen Streuprofil ein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt die Lichtumlenkungsstruktur einen Diffuser mit einem Streuprofil ein, das sich bei einem jeweiligen Lichteinfallswinkel auf den Diffuser um weniger als 20% von einem Lambertschen Streuprofil bei diesem Lichteinfallswinkel unterscheidet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerschaltungen dazu konfiguriert, Sensordaten von dem Farberkennungsumgebungslichtsensor zu verwenden, um einen Lichtquellentyp im Zusammenhang mit dem Umgebungslicht zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Steuerschaltungen dazu konfiguriert, Sensordaten von dem Farberkennungsumgebungslichtsensor unter Verwendung einer Farbumwandlungsmatrix zu bearbeiten, die aufgrund des ermittelten Lichttyps ausgewählt ist, und die elektronische Vorrichtung ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem tragbaren Computer, einem Tablet-Computer, einem Mobiltelefon und einer Armbanduhrvorrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Farberkennungsumgebungslichtsensor Lichtdetektoren auf, die jeweils über ein entsprechendes Spektralempfindlichkeitsprofil verfügen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtdetektoren in einer Anordnung mit gemeinsamem Zentrum angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung mit gemeinsamem Zentrum vierfache Symmetrie auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Anordnung mit gemeinsamem Zentrum zweifache Symmetrie auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt jeder der Lichtdetektoren mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf gegenüberliegenden Seiten eines zentralen Punkts ein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jeder der Lichtdetektoren einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, um die Winkelempfindlichkeit für den Farberkennungsumgebungslichtsensor zu reduzieren.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Kalibrieren eines Farberkennungsumgebungslichtsensors bereitgestellt, das für jede einer Vielzahl von Umgebungslichtquellen Lichttypen einschließt, die Farbkoordinaten für jede von mehreren Umgebungslichtquellen mit einem Referenzspektrometer messen und Sensordaten von dem Farberkennungslichtsensor erfassen, während der Farberkennungsumgebungslichtsensor Umgebungslicht aus jeder der mehreren Umgebungslichtquellen von diesem Lichttyp der Umgebungslichtquellen ausgesetzt ist, und die erfassten Sensordaten und die gemessenen Farbkoordinaten verarbeitet, um eine Vielzahl von Farbumwandlungsmatrizen zu erzeugen, wobei jede Farbumwandlungsmatrix jeweils einem der Vielzahl von Lichttypen der Umgebungslichtquellen entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst Verarbeitung der erfassten Sensordaten und der gemessenen Farbkoordinaten Multiplizieren einer Farbkoordinatenmatrix, welche die gemessenen Farbkoordinaten und eine Pseudoinverse einer Sensor-Spektralempfindlichkeitsmatrix in Verbindung mit dem Farberkennungsumgebungslichtsensor enthält.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Farberkennungsumgebungslichtsensor für eine tragbare elektronische Vorrichtung, die eine Anzeige mit einer Farbe aufweist, die aufgrund der Farbmessungen durch den Farberkennungsumgebungslichtsensor angepasst wird, bereitgestellt, der ein Halbleitersubstrat und mindestens fünf Detektoren für sichtbares Licht in dem Halbleitersubstrat umfasst, von denen jeder ein unterschiedliches Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, wobei mindestens einer der fünf Detektoren für sichtbares Licht ein Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, das einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht, und mindestens einer der fünf Detektoren für sichtbares Licht ein Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, das einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion nicht entspricht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt der Farberkennungsumgebungslichtsensor einen Infrarotlichtsensor in dem Halbleitersubstrat ein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließen die Detektoren für sichtbares Licht einen Rotlichtdetektor ein, der Infrarotlicht misst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeder der Detektoren für sichtbares Licht aus einem ersten und zweiten Abschnitt auf gegenüberliegenden Seiten eines gemeinsamen zentralen Punkts gebildet.
Das Vorhergehende ist lediglich veranschaulichend, und verschiedene Modifikationen können durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die vorhergehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.

Claims

Elektronische Vorrichtung, die Umgebungslicht ausgesetzt ist, das eine Umgebungslichtfarbe aufweist, umfassend: eine Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung, die Eingaben von einem Anwender empfängt; eine Anzeige, welche dem Anwender Bilder anzeigt; ein Gehäuse, in welchem die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung und die Anzeige angebracht sind, und Steuerschaltungen in dem Gehäuse und einen Farberkennungsumgebungslichtsensor in dem Gehäuse, mit welchem die Steuerschaltungen eine Umgebungslichtfarbe messen, wobei die Steuerschaltungen die Anzeige mindestens teilweise aufgrund der gemessenen Umgebungslichtfarbe anpassen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor mindestens fünf Lichtdetektoren aufweist, die jeweils ein entsprechendes Spektralempfindlichkeitsprofil aufweisen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor ein Halbleitersubstrat und mindestens fünf Lichtdetektoren in dem Substrat aufweist, die jeweils ein entsprechendes Spektralempfindlichkeitsprofil aufweisen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei es sich bei mindestens einem der Spektralempfindlichkeitsprofile um eine Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion und bei mindestens einem der Spektralempfindlichkeitsprofile um ein Spektralempfindlichkeitsprofil für sichtbares Licht handelt, das keine Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion ist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei sich mindestens eines der Spektralempfindlichkeitsprofile innerhalb einer 20%igen mittleren quadratischen Abweichung von einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion befindet, ohne Berücksichtigung von Wellenlängenunterschieden zwischen dem mindestens einen der Spektralempfindlichkeitsprofile und der Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer z CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht, und wobei eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer y CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eines der Spektralempfindlichkeitsprofile einer oberen Hälfte einer x CIE-Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor weniger als sieben Detektoren für sichtbares Licht aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine lineare Kombination aus zwei oder mehreren der Spektralempfindlichkeitsprofile einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor weniger als sieben Detektoren für sichtbares Licht aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner umfassend: ein Umgebungslichtsensorfenster in der Anzeige und eine Lichtumlenkungsstruktur im Umgebungslichtsensorfenster, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor das Umgebungslicht durch das Umgebungslichtsensorfenster und die Lichtumlenkungsstruktur empfängt.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, ferner Tinte in dem Umgebungslichtsensorfenster umfassend.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lichtumlenkungsstruktur eine Struktur umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Diffusorfolie, einer Prismenfolie, einer Sichtschutzfolie und einer Zerstreuungslinsenschicht.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lichtumlenkungsstruktur einen Diffusor umfasst, der ein Lambertsches Streuprofil aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Lichtumlenkungsstruktur einen Diffusor mit einem Streuprofil umfasst, das sich bei jedem Lichteinfallswinkel auf den Diffusor um weniger als 20% von einem Lambertschen Streuprofil bei diesem Lichteinfallswinkel unterscheidet.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerschaltungen dazu konfiguriert sind, Sensordaten von dem Farberkennungsumgebungslichtsensor zu verwenden, um einen Lichtquellentyp im Zusammenhang mit dem Umgebungslicht zu bestimmen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Steuerschaltungen dazu konfiguriert sind, Sensordaten von dem Farberkennungsumgebungslichtsensor unter Verwendung einer Farbumwandlungsmatrix zu bearbeiten, die aufgrund des ermittelten Lichttyps ausgewählt ist, und wobei die elektronische Vorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem tragbaren Computer, einem Tablet-Computer, einem Mobiltelefon und einer Armbanduhrvorrichtung.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Farberkennungsumgebungslichtsensor Lichtdetektoren aufweist, die jeweils über ein entsprechendes Spektralempfindlichkeitsprofil verfügen.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Lichtdetektoren in einer Anordnung mit gemeinsamem Zentrum angeordnet sind.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Anordnung mit gemeinsamem Zentrum vierfache Symmetrie aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Anordnung mit gemeinsamem Zentrum zweifache Symmetrie aufweist.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei jeder der Lichtdetektoren mindestens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf gegenüberliegenden Seiten eines zentralen Punkts umfasst.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei jeder der Lichtdetektoren einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, um die Winkelempfindlichkeit für den Farberkennungsumgebungslichtsensor zu reduzieren.
Verfahren zum Kalibrieren eines Farberkennungsumgebungslichtsensors, umfassend: für jede einer Vielzahl von Lichttypen der Umgebungslichtquellen Messen der Farbkoordinaten für jede von mehreren Umgebungslichtquellen mit einem Referenzspektrometer und Erfassen der Sensordaten von dem Farberkennungslichtsensor, während der Farberkennungsumgebungslichtsensor Umgebungslicht aus jeder der mehreren Umgebungslichtquellen von diesem Lichttyp der Umgebungslichtquellen ausgesetzt ist, und Verarbeiten der erfassten Sensordaten und der gemessenen Farbkoordinaten, um eine Vielzahl von Farbumwandlungsmatrizen zu erzeugen, wobei jede Farbumwandlungsmatrix jeweils einem der Vielzahl von Lichttypen der Umgebungslichtquellen entspricht.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei Verarbeitung der erhobenen Sensordaten und der gemessenen Farbkoordinaten Multiplizieren einer Farbkoordinatenmatrix umfasst, welche die gemessenen Farbkoordinaten und eine Pseudoinverse einer Sensor-Spektralempfindlichkeitsmatrix enthält, die mit dem Farberkennungsumgebungslichtsensor assoziiert ist.
Farberkennungsumgebungslichtsensor für eine tragbare elektronische Vorrichtung, die eine Anzeige mit einer Farbe aufweist, die aufgrund von Farbmessungen von dem Farberkennungsumgebungslichtsensor angepasst wird, umfassend: ein Halbleitersubstrat und mindestens fünf Detektoren für sichtbares Licht in dem Halbleitersubstrat, von denen jeder ein unterschiedliches Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, wobei mindestens einer der fünf Detektoren für sichtbares Licht ein Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, das einer Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht, und wobei mindestens einer der fünf Detektoren für sichtbares Licht ein Spektralempfindlichkeitsprofil aufweist, das keiner Standardbeobachter-Farbabstimmungsfunktion entspricht.
Farberkennungsumgebungslichtsensor nach Anspruch 27, ferner umfassend einen Infrarotlichtsensor in dem Halbleitersubstrat.
Farberkennungsumgebungslichtsensor nach Anspruch 27, wobei die Detektoren für sichtbares Licht einen Rotlichtdetektor einschließen, der Infrarotlicht misst.
Farberkennungsumgebungslichtsensor nach Anspruch 27, wobei jeder der Detektoren für sichtbares Licht aus einem ersten und zweiten Abschnitt auf gegenüberliegenden Seiten eines gemeinsamen zentralen Punkts gebildet ist.