JPH07318423A - 光センサ - Google Patents
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- JPH07318423A JPH07318423A JP6216588A JP21658894A JPH07318423A JP H07318423 A JPH07318423 A JP H07318423A JP 6216588 A JP6216588 A JP 6216588A JP 21658894 A JP21658894 A JP 21658894A JP H07318423 A JPH07318423 A JP H07318423A
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 所望のスペクトル応答特性を有する光センサ
を提供すること。 【構成】 本発明の光センサは、各々が特定のスペクト
ル領域の光の透過率を選択的に低減する複数のフィルタ
・エレメント１８、２０、２２、２４から構成されるフ
ィルタ手段１４と、該フィルタ手段に隣接して配置され
た複数の光感応領域２８、３０、３２、３４を含み、該
光感応領域の各々が対応する上記フィルタ・エレメント
からの光を電気信号に変換する光感応手段２６と、該光
感応手段からの上記電気信号を夫々増幅した複数の増幅
出力を発生する増幅手段３６〜４２と、上記複数の増幅
出力を夫々独立に調整する調整手段５６〜６２と、上記
複数の増幅出力を加算し、所望のスペクトル応答の出力
を発生する加算手段４４とを具えることを特徴とする。
を提供すること。 【構成】 本発明の光センサは、各々が特定のスペクト
ル領域の光の透過率を選択的に低減する複数のフィルタ
・エレメント１８、２０、２２、２４から構成されるフ
ィルタ手段１４と、該フィルタ手段に隣接して配置され
た複数の光感応領域２８、３０、３２、３４を含み、該
光感応領域の各々が対応する上記フィルタ・エレメント
からの光を電気信号に変換する光感応手段２６と、該光
感応手段からの上記電気信号を夫々増幅した複数の増幅
出力を発生する増幅手段３６〜４２と、上記複数の増幅
出力を夫々独立に調整する調整手段５６〜６２と、上記
複数の増幅出力を加算し、所望のスペクトル応答の出力
を発生する加算手段４４とを具えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光センサに関する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】フォト・
メーターやラジオ・メーターのような光測定機器は、物
体により、放射、反射、伝搬される電磁スペクトルの紫
外線領域から赤外線領域までの輻射領域及びスペクトル
品質を測定するのに使用される。このスペクトル領域に
おける測定対象の殆どは、２つの範疇の何れかに分類さ
れる。すなわち、表面によって吸収される輻射スペクト
ルと、表面により放射又は散乱される輻射スペクトルで
ある。フォト・メーターは、可視光線スペクトルを測定
し、センサとして肉眼又はそれに等価なものを使用す
る。ラジオ・メーターは、紫外線領域から赤外線領域ま
での光を測定するもので、できるだけ広い範囲の波長に
応答し得るように設計されている。
メーターやラジオ・メーターのような光測定機器は、物
体により、放射、反射、伝搬される電磁スペクトルの紫
外線領域から赤外線領域までの輻射領域及びスペクトル
品質を測定するのに使用される。このスペクトル領域に
おける測定対象の殆どは、２つの範疇の何れかに分類さ
れる。すなわち、表面によって吸収される輻射スペクト
ルと、表面により放射又は散乱される輻射スペクトルで
ある。フォト・メーターは、可視光線スペクトルを測定
し、センサとして肉眼又はそれに等価なものを使用す
る。ラジオ・メーターは、紫外線領域から赤外線領域ま
での光を測定するもので、できるだけ広い範囲の波長に
応答し得るように設計されている。
【０００３】フォト・メーターには２つの基本的な設計
形態がある。一方は、人間の目をセンサとして使用し、
他方では、真空フォト・セル、光導電セル、シリコン・
フォト・ダイオードの如き光感応装置を使用するもので
ある。人間の目のスペクトル感度は、光の色の変化に応
じて変化する。人間の目の最大感度は、イエローからグ
リーンの領域の光に対してである。特定の波長の光に対
する人間の目の相対的感度を測定する実験に基づき、Ｃ
ＩＥ（国際照明委員会）の定めた標準比視感度曲線は、
平均的な人間の目のスペクトル感度の曲線として一般に
認められている。
形態がある。一方は、人間の目をセンサとして使用し、
他方では、真空フォト・セル、光導電セル、シリコン・
フォト・ダイオードの如き光感応装置を使用するもので
ある。人間の目のスペクトル感度は、光の色の変化に応
じて変化する。人間の目の最大感度は、イエローからグ
リーンの領域の光に対してである。特定の波長の光に対
する人間の目の相対的感度を測定する実験に基づき、Ｃ
ＩＥ（国際照明委員会）の定めた標準比視感度曲線は、
平均的な人間の目のスペクトル感度の曲線として一般に
認められている。
【０００４】フォト・メーターに使用される光感応装置
のスペクトル応答は、ＣＩＥの標準比視感度曲線で定義
される平均的な人間の目の感度と一致しない。これらの
光感応装置をフォト・メーターに使用するには、その装
置の前にフィルタを配置し、光の波長を選択的に吸収
し、装置のスペクトル応答を平均的な人間の目の感度に
合わせるようにしている。フォト・メーターの光センサ
に使用されている光フィルタには、２つの基本的なタイ
プがある。１つは、均質フィルタ（減算フィルタ）であ
り、もう１つは、モザイク・フィルタ（加算フィルタ）
である。均質フィルタは、２つ又はそれ以上の吸収ガラ
ス・フィルタを張り合わせた構造である。これらのガラ
ス・フィルタは、全表面の透過率が一様なものである。
フィルタの入射光は、各スペクトル選択フィルタのガラ
スを通過する際に一部のスペクトル成分が吸収により除
去される。モザイク・フィルタは、均質ガラスを使用
し、ＣＩＥの標準比視感度曲線にある程度合うように構
成される。ガラス小片のフィルタを均質ガラスの表面に
張り合わせて、特定のスペクトル領域の光の透過を低減
させる。ガラス・フィルタ小片の位置及び大きさを調整
することにより、モザイク・フィルタの透過特性を標準
比視感度曲線により正確に合わせることができる。この
ように光透過特性を精度良く調整可能である点がモザイ
ク・フィルタが均質フィルタよりも優れている点であ
る。
のスペクトル応答は、ＣＩＥの標準比視感度曲線で定義
される平均的な人間の目の感度と一致しない。これらの
光感応装置をフォト・メーターに使用するには、その装
置の前にフィルタを配置し、光の波長を選択的に吸収
し、装置のスペクトル応答を平均的な人間の目の感度に
合わせるようにしている。フォト・メーターの光センサ
に使用されている光フィルタには、２つの基本的なタイ
プがある。１つは、均質フィルタ（減算フィルタ）であ
り、もう１つは、モザイク・フィルタ（加算フィルタ）
である。均質フィルタは、２つ又はそれ以上の吸収ガラ
ス・フィルタを張り合わせた構造である。これらのガラ
ス・フィルタは、全表面の透過率が一様なものである。
フィルタの入射光は、各スペクトル選択フィルタのガラ
スを通過する際に一部のスペクトル成分が吸収により除
去される。モザイク・フィルタは、均質ガラスを使用
し、ＣＩＥの標準比視感度曲線にある程度合うように構
成される。ガラス小片のフィルタを均質ガラスの表面に
張り合わせて、特定のスペクトル領域の光の透過を低減
させる。ガラス・フィルタ小片の位置及び大きさを調整
することにより、モザイク・フィルタの透過特性を標準
比視感度曲線により正確に合わせることができる。この
ように光透過特性を精度良く調整可能である点がモザイ
ク・フィルタが均質フィルタよりも優れている点であ
る。
【０００５】しかし、種々のガラス・フィルタ小片の大
きさ及び配置を調整しなければならないので、熟練した
人間により手作業で組み上げなければならないという点
は、モザイク・フィルタの主要な欠点である。更に、種
々のガラス・フィルタ小片を加えていく過程で、そのフ
ィルタと検出器を組み合わせた光センサの特性をＣＩＥ
標準曲線と比較して何度も再測定する必要もある。
きさ及び配置を調整しなければならないので、熟練した
人間により手作業で組み上げなければならないという点
は、モザイク・フィルタの主要な欠点である。更に、種
々のガラス・フィルタ小片を加えていく過程で、そのフ
ィルタと検出器を組み合わせた光センサの特性をＣＩＥ
標準曲線と比較して何度も再測定する必要もある。
【０００６】従って、光センサの特性を標準曲線の特性
に合わせる為にガラス・フィルタ小片の大きさや配置を
選択的に調整する必要のない光測定用の光センサの実現
が待たれている。また、従来のように、ガラス・フィル
タ小片を加えていく毎に何度もセンサの特性を測定する
必要がなく、容易に組立可能な光センサの実現が待たれ
ている。
に合わせる為にガラス・フィルタ小片の大きさや配置を
選択的に調整する必要のない光測定用の光センサの実現
が待たれている。また、従来のように、ガラス・フィル
タ小片を加えていく毎に何度もセンサの特性を測定する
必要がなく、容易に組立可能な光センサの実現が待たれ
ている。
【０００７】本発明の目的は、電気的に光透過特性を調
整可能なモザイク・フィルタを有する光センサを提供す
ることである。
整可能なモザイク・フィルタを有する光センサを提供す
ることである。
【０００８】本発明の他の目的は、光フィルタの小片の
大きさや配置を選択する必要がないモザイク・フィルタ
を有する光センサを提供することである。
大きさや配置を選択する必要がないモザイク・フィルタ
を有する光センサを提供することである。
【０００９】本発明の別の目的は、所望のスペクトル応
答に応答特性を一致させることが可能な光センサを提供
することである。
答に応答特性を一致させることが可能な光センサを提供
することである。
【００１０】本発明の更に他の目的は、平均的な人間の
目の特性に合った応答特性を有する光センサを提供する
ことである。
目の特性に合った応答特性を有する光センサを提供する
ことである。
【００１１】本発明の別の目的は、広範囲の周波数領域
にわたり、平坦なスペクトル応答特性を有する光センサ
を提供することである。
にわたり、平坦なスペクトル応答特性を有する光センサ
を提供することである。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】本発明は、所望のスペクト
ル応答特性を有する光センサを提供する。この光センサ
は、各々が特定のスペクトル領域の光の透過率を選択的
に低減する複数のフィルタ・エレメント１８、２０、２
２、２４から構成されるフィルタ手段１４と、該フィル
タ手段に隣接して配置された複数の光感応領域２８、３
０、３２、３４を含み、該光感応領域の各々が対応する
上記フィルタ・エレメントからの光を電気信号に変換す
る光感応手段２６と、該光感応手段からの上記電気信号
を夫々増幅した複数の増幅出力を発生する増幅手段３６
〜４２と、上記複数の増幅出力を夫々独立に調整する調
整手段５６〜６２と、上記複数の増幅出力を加算し、所
望のスペクトル応答の出力を発生する加算手段４４とを
具えることを特徴とする。
ル応答特性を有する光センサを提供する。この光センサ
は、各々が特定のスペクトル領域の光の透過率を選択的
に低減する複数のフィルタ・エレメント１８、２０、２
２、２４から構成されるフィルタ手段１４と、該フィル
タ手段に隣接して配置された複数の光感応領域２８、３
０、３２、３４を含み、該光感応領域の各々が対応する
上記フィルタ・エレメントからの光を電気信号に変換す
る光感応手段２６と、該光感応手段からの上記電気信号
を夫々増幅した複数の増幅出力を発生する増幅手段３６
〜４２と、上記複数の増幅出力を夫々独立に調整する調
整手段５６〜６２と、上記複数の増幅出力を加算し、所
望のスペクトル応答の出力を発生する加算手段４４とを
具えることを特徴とする。
【００１３】本発明の他の実施例の光センサは、各々が
特定のスペクトル領域の光の透過率を選択的に低減する
複数のフィルタ・エレメント１８〜２４から構成される
フィルタ手段１４と、該フィルタ手段に隣接して配置さ
れた複数の光感応領域２８〜３４を含み、該光感応領域
の各々が対応する上記フィルタ・エレメントからの光を
電気信号に変換する光感応手段２６と、該光感応手段か
らの上記電気信号を夫々増幅した複数の増幅出力を発生
する増幅手段３６〜４２と、上記複数の増幅出力を順次
選択的に出力する選択手段７０と、該選択手段の出力を
デジタル値に変換するアナログ・デジタル変換手段７６
と、上記デジタル値に順次乗算する複数の補正値を発生
し、該複数の補正値を調整することにより、所望のスペ
クトル応答を表す総合デジタル出力を発生するデジタル
制御手段７２とを具えることを特徴とする。
特定のスペクトル領域の光の透過率を選択的に低減する
複数のフィルタ・エレメント１８〜２４から構成される
フィルタ手段１４と、該フィルタ手段に隣接して配置さ
れた複数の光感応領域２８〜３４を含み、該光感応領域
の各々が対応する上記フィルタ・エレメントからの光を
電気信号に変換する光感応手段２６と、該光感応手段か
らの上記電気信号を夫々増幅した複数の増幅出力を発生
する増幅手段３６〜４２と、上記複数の増幅出力を順次
選択的に出力する選択手段７０と、該選択手段の出力を
デジタル値に変換するアナログ・デジタル変換手段７６
と、上記デジタル値に順次乗算する複数の補正値を発生
し、該複数の補正値を調整することにより、所望のスペ
クトル応答を表す総合デジタル出力を発生するデジタル
制御手段７２とを具えることを特徴とする。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明に係る光センサを使用した光
測定システムの一実施例の構成を示すブロック図であ
る。光センサ１２は、複数の光フィルタ・エレメント１
８、２０、２２及び２４が設けられた光学基板１６から
成るモザイク・フィルタ１４を含んでいる。このモザイ
ク・フィルタ１４に隣接して、複数の光感応領域２８、
３０、３２及び３４を有する光感応装置２６が設けられ
ている。この装置２６の各領域２８、３０、３２及び３
４は、夫々光フィルタ１８、２０、２２及び２４で表面
が覆われている。これら光感応領域２８〜３４は、夫々
対応する可変利得増幅器３６、３８、４０、４２に接続
され、これらの増幅器の出力は、加算器４４で加算され
る。加算器４４の出力は、処理回路４６に供給される。
この処理回路４６は、積分器、サンプル・ホールド回路
及びアナログ・デジタル変換器を含む回路である。この
処理回路４６の出力は、表示装置４８に供給される。処
理回路４６及び表示装置４８は、共にフロント・パネル
５０に接続されている。
測定システムの一実施例の構成を示すブロック図であ
る。光センサ１２は、複数の光フィルタ・エレメント１
８、２０、２２及び２４が設けられた光学基板１６から
成るモザイク・フィルタ１４を含んでいる。このモザイ
ク・フィルタ１４に隣接して、複数の光感応領域２８、
３０、３２及び３４を有する光感応装置２６が設けられ
ている。この装置２６の各領域２８、３０、３２及び３
４は、夫々光フィルタ１８、２０、２２及び２４で表面
が覆われている。これら光感応領域２８〜３４は、夫々
対応する可変利得増幅器３６、３８、４０、４２に接続
され、これらの増幅器の出力は、加算器４４で加算され
る。加算器４４の出力は、処理回路４６に供給される。
この処理回路４６は、積分器、サンプル・ホールド回路
及びアナログ・デジタル変換器を含む回路である。この
処理回路４６の出力は、表示装置４８に供給される。処
理回路４６及び表示装置４８は、共にフロント・パネル
５０に接続されている。
【００１５】モザイク・フィルタ１４は、均質ガラスの
基板１６を有し、光センサとして所望の応答曲線にある
程度一致した特性を有する。図２は、そのような所望の
特性曲線の例を示す特性図であり、ＣＩＥで定義した曲
線５２を示している。この曲線５２は、平均的な人間の
目の標準スペクトル感度を示している。別の曲線５４
は、紫外線領域から赤外線領域まで略平坦な特性を示し
ている。基板１６に設けられた光フィルタ・エレメント
１８〜２４は、特定のスペクトル領域の光の透過を減少
させる。モザイク・フィルタ１４は、図示のように直方
体で、４つの光フィルタ・エレメント１８〜２４を含ん
でいる。本発明を実施する場合、モザイク・フィルタ１
４は、特定の形状に限定されるものではない。モザイク
・フィルタの形状は、各光フィルタ・エレメントが対応
する光感応領域を覆っている限り、円形フィルタ等でも
同様の機能を達成できる。更に、本発明の光センサ１２
は、モザイク・フィルタ１４の中に４つの光フィルタ・
エレメント１８〜２４場合に限定されるものではない。
モザイク・フィルタ１４の中に含める光フィルタ・エレ
メントの数は、同じ数の光感応領域を設ければ、いくつ
でも構わない。使用する光フィルタ・エレメントの数を
増加させると、所望のスペクトル応答に対する光センサ
１２の出力の精度も向上させることができる。
基板１６を有し、光センサとして所望の応答曲線にある
程度一致した特性を有する。図２は、そのような所望の
特性曲線の例を示す特性図であり、ＣＩＥで定義した曲
線５２を示している。この曲線５２は、平均的な人間の
目の標準スペクトル感度を示している。別の曲線５４
は、紫外線領域から赤外線領域まで略平坦な特性を示し
ている。基板１６に設けられた光フィルタ・エレメント
１８〜２４は、特定のスペクトル領域の光の透過を減少
させる。モザイク・フィルタ１４は、図示のように直方
体で、４つの光フィルタ・エレメント１８〜２４を含ん
でいる。本発明を実施する場合、モザイク・フィルタ１
４は、特定の形状に限定されるものではない。モザイク
・フィルタの形状は、各光フィルタ・エレメントが対応
する光感応領域を覆っている限り、円形フィルタ等でも
同様の機能を達成できる。更に、本発明の光センサ１２
は、モザイク・フィルタ１４の中に４つの光フィルタ・
エレメント１８〜２４場合に限定されるものではない。
モザイク・フィルタ１４の中に含める光フィルタ・エレ
メントの数は、同じ数の光感応領域を設ければ、いくつ
でも構わない。使用する光フィルタ・エレメントの数を
増加させると、所望のスペクトル応答に対する光センサ
１２の出力の精度も向上させることができる。
【００１６】モザイク・フィルタ１４に隣接して設けら
れた光感応装置２６は、フィルタ１４の通過光を電気信
号に変換する。光感応装置２６は、複数の光感応領域２
８〜３４を含み、これらの各領域は、光フィルタ・エレ
メント１８〜２４に夫々覆われている。モザイク・フィ
ルタ１４について述べたように、光感応装置２６の光感
応領域の数は、光フィルタ・エレメントの数の関数であ
る。この数は、上述のように４つに限定されるものでは
ない。光感応装置２６は、４つ１組のフォト・ダイオー
ドでも、フォト・ダイオード配列でも、個別のダイオー
ドでも良い。装置２６の各光感応領域２８〜３４は、光
が通過した特定の光フィルタ・エレメントのスペクトル
応答に比例する電流信号を発生する。これらの電流信号
は、トランスインピーダンス増幅器３６〜４２の入力端
に夫々供給される。各トランスインピーダンス増幅器３
６〜４２は、入力電流に比例した出力電圧を発生する。
各増幅器３６〜４２に夫々設けられた帰還可変抵抗器５
６〜６２に応じて、各増幅器の出力は調整される。トラ
ンスインピーダンス増幅器３６〜４２の出力電圧は、加
算回路４４で加算され、加算回路４４の出力は、処理回
路４６に供給され、処理された後、表示装置４８に表示
される。
れた光感応装置２６は、フィルタ１４の通過光を電気信
号に変換する。光感応装置２６は、複数の光感応領域２
８〜３４を含み、これらの各領域は、光フィルタ・エレ
メント１８〜２４に夫々覆われている。モザイク・フィ
ルタ１４について述べたように、光感応装置２６の光感
応領域の数は、光フィルタ・エレメントの数の関数であ
る。この数は、上述のように４つに限定されるものでは
ない。光感応装置２６は、４つ１組のフォト・ダイオー
ドでも、フォト・ダイオード配列でも、個別のダイオー
ドでも良い。装置２６の各光感応領域２８〜３４は、光
が通過した特定の光フィルタ・エレメントのスペクトル
応答に比例する電流信号を発生する。これらの電流信号
は、トランスインピーダンス増幅器３６〜４２の入力端
に夫々供給される。各トランスインピーダンス増幅器３
６〜４２は、入力電流に比例した出力電圧を発生する。
各増幅器３６〜４２に夫々設けられた帰還可変抵抗器５
６〜６２に応じて、各増幅器の出力は調整される。トラ
ンスインピーダンス増幅器３６〜４２の出力電圧は、加
算回路４４で加算され、加算回路４４の出力は、処理回
路４６に供給され、処理された後、表示装置４８に表示
される。
【００１７】光センサ１２の校正は、光センサ１２の所
望のスペクトル応答曲線を含む出力を発生する光源を使
用して行う。例えば、光センサ１２の特性を平均的な人
間の目の標準応答に一致させるように校正するには、そ
の標準曲線のスペクトルをカバーする走査型光源を使用
する。この光源は、タングステン・ハロゲン・ランプ
と、モノクロメーターを含んでいる。タングステン・ハ
ロゲン・ランプは、標準曲線のスペクトルをカバーする
白色光を発生する。モノクロメーターは、５〜１０ｎｍ
の間隔で光源のスペクトルを走査する。走査した光は、
光センサ１２に供給され、各光フィルタ・エレメントを
通過する光を表す電気信号に変換される。光フィルタ・
エレメント１８〜２４の各々は特定のスペクトル領域の
光の透過を選択的に減少させるので、各スペクトル領域
用の光感応領域２８〜３４の電流出は、各フィルタ・エ
レメント１８〜２４のスペクトル透過率の関数として変
化する。光感応領域２８〜３４からの電流信号は、トラ
ンスインピーダンス増幅器３６〜４２により電圧信号に
変換され、それらの電圧信号は、加算回路４４により加
算される。加算回路４４の出力は、コンピュータやスト
レージ・オシロスコープのような表示機器により表示さ
れる。離散した帯域の表示出力は、光センサ１２のスペ
クトル応答を表している。この応答は、所望のスペクト
ル応答と比較され、その結果に応じて帰還可変抵抗器５
６〜６２の調整を行う。別の表示データの取り込みを行
い、この光センサ１２の補正したスペクトル応答を所望
のスペクトル応答曲線と比較する。光感応領域の増幅出
力の調整及びそれらの加算出力と所望のスペクトル応答
曲線との比較操作が繰り返し実行され、光センサ１２の
最適なスペクトル応答が実現される。
望のスペクトル応答曲線を含む出力を発生する光源を使
用して行う。例えば、光センサ１２の特性を平均的な人
間の目の標準応答に一致させるように校正するには、そ
の標準曲線のスペクトルをカバーする走査型光源を使用
する。この光源は、タングステン・ハロゲン・ランプ
と、モノクロメーターを含んでいる。タングステン・ハ
ロゲン・ランプは、標準曲線のスペクトルをカバーする
白色光を発生する。モノクロメーターは、５〜１０ｎｍ
の間隔で光源のスペクトルを走査する。走査した光は、
光センサ１２に供給され、各光フィルタ・エレメントを
通過する光を表す電気信号に変換される。光フィルタ・
エレメント１８〜２４の各々は特定のスペクトル領域の
光の透過を選択的に減少させるので、各スペクトル領域
用の光感応領域２８〜３４の電流出は、各フィルタ・エ
レメント１８〜２４のスペクトル透過率の関数として変
化する。光感応領域２８〜３４からの電流信号は、トラ
ンスインピーダンス増幅器３６〜４２により電圧信号に
変換され、それらの電圧信号は、加算回路４４により加
算される。加算回路４４の出力は、コンピュータやスト
レージ・オシロスコープのような表示機器により表示さ
れる。離散した帯域の表示出力は、光センサ１２のスペ
クトル応答を表している。この応答は、所望のスペクト
ル応答と比較され、その結果に応じて帰還可変抵抗器５
６〜６２の調整を行う。別の表示データの取り込みを行
い、この光センサ１２の補正したスペクトル応答を所望
のスペクトル応答曲線と比較する。光感応領域の増幅出
力の調整及びそれらの加算出力と所望のスペクトル応答
曲線との比較操作が繰り返し実行され、光センサ１２の
最適なスペクトル応答が実現される。
【００１８】モザイク・フィルタ１４を有する光センサ
１２を電気的に調整するのは、基板１６上の光フィルタ
・エレメント１８〜２４の大きさや配置を繰り返し調整
し、適当なスペクトル応答が得られたか否かを試験する
よりも遥かに容易でコストも低減できる。
１２を電気的に調整するのは、基板１６上の光フィルタ
・エレメント１８〜２４の大きさや配置を繰り返し調整
し、適当なスペクトル応答が得られたか否かを試験する
よりも遥かに容易でコストも低減できる。
【００１９】図３は、本発明に係る光センサ１２のデジ
タル技術に基づく他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。この実施例では、図１と同様の要素には、同じ参
照符号を付している。モザイク・フィルタ１４と光感応
装置２６は、図１の実施例と図３の実施例において同様
である。光感応領域からの電流出力は、夫々トランスイ
ンピーダンス増幅器３６〜４２の入力端に供給される。
各トランスインピーダンス増幅器３６〜４２入力電流信
号に比例した出力電圧を発生する。これらの増幅器３６
〜４２の伝達関数は、入出力端間の帰還抵抗器５６′〜
６２′により決まる。図１の実施例と図３の実施例との
間の１つの相違点は、デジタル技術に基づく図３の実施
例では、光感応領域の増幅出力は、帰還抵抗器５６′、
５８′、６０′及び６２′の関数として変化しないとい
うことである。トランスインピーダンス増幅器３６〜４
２の電圧出力は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）７０の別々
の入力端に供給される。ＭＵＸ７０は、コントローラ７
２から制御ライン７４を介して供給される制御信号に応
じてこれらの入力を選択出力する。ＭＵＸ７０への入力
電圧は、コントローラ７２からの制御信号に応じて選択
的にＭＵＸ７０の出力端に出力される。ＭＵＸ７０の出
力は、Ａ／Ｄ変換器７６に供給され、各電圧の瞬時値を
表すデジタル値に変換される。Ａ／Ｄ変換器７６は、コ
ントローラ７２から制御ライン７８を介して制御信号を
受ける。Ａ／Ｄ変換器７６の出力は、データ・バス８０
を介してコントローラ７２に供給される。コントローラ
７２は、プログラム制御に基づき、データ・アドレス・
バス８４を介してデジタル値をＲＡＭ８２に記憶してそ
の後の処理の際に検索できるようにする。光測定機器の
動作を制御するプログラム及び不変データは、ＲＯＭ８
６に記憶されている。ＲＯＭ８６は、データ・アドレス
・バス８８を介してコントローラ７２に接続されてい
る。光感応領域の増幅出力を表すデジタル・データは、
プログラム制御の下で、コントローラ７２の中で変化
し、加算される。この際に、校正期間中に予めＲＯＭ８
６に記憶しておいた補正ファクタを使用し、光センサ１
２のスペクトル応答を所望のスペクトル応答曲線に一致
させる。表示器９０がバス９２を介してコントローラ７
２に接続されており、処理済のデジタル・データに基づ
く表示を行う。オペレータは、光測定器１０の制御を行
い、フロント・パネル９４がバス９６を介してコントロ
ーラ７２に接続されている。
タル技術に基づく他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。この実施例では、図１と同様の要素には、同じ参
照符号を付している。モザイク・フィルタ１４と光感応
装置２６は、図１の実施例と図３の実施例において同様
である。光感応領域からの電流出力は、夫々トランスイ
ンピーダンス増幅器３６〜４２の入力端に供給される。
各トランスインピーダンス増幅器３６〜４２入力電流信
号に比例した出力電圧を発生する。これらの増幅器３６
〜４２の伝達関数は、入出力端間の帰還抵抗器５６′〜
６２′により決まる。図１の実施例と図３の実施例との
間の１つの相違点は、デジタル技術に基づく図３の実施
例では、光感応領域の増幅出力は、帰還抵抗器５６′、
５８′、６０′及び６２′の関数として変化しないとい
うことである。トランスインピーダンス増幅器３６〜４
２の電圧出力は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）７０の別々
の入力端に供給される。ＭＵＸ７０は、コントローラ７
２から制御ライン７４を介して供給される制御信号に応
じてこれらの入力を選択出力する。ＭＵＸ７０への入力
電圧は、コントローラ７２からの制御信号に応じて選択
的にＭＵＸ７０の出力端に出力される。ＭＵＸ７０の出
力は、Ａ／Ｄ変換器７６に供給され、各電圧の瞬時値を
表すデジタル値に変換される。Ａ／Ｄ変換器７６は、コ
ントローラ７２から制御ライン７８を介して制御信号を
受ける。Ａ／Ｄ変換器７６の出力は、データ・バス８０
を介してコントローラ７２に供給される。コントローラ
７２は、プログラム制御に基づき、データ・アドレス・
バス８４を介してデジタル値をＲＡＭ８２に記憶してそ
の後の処理の際に検索できるようにする。光測定機器の
動作を制御するプログラム及び不変データは、ＲＯＭ８
６に記憶されている。ＲＯＭ８６は、データ・アドレス
・バス８８を介してコントローラ７２に接続されてい
る。光感応領域の増幅出力を表すデジタル・データは、
プログラム制御の下で、コントローラ７２の中で変化
し、加算される。この際に、校正期間中に予めＲＯＭ８
６に記憶しておいた補正ファクタを使用し、光センサ１
２のスペクトル応答を所望のスペクトル応答曲線に一致
させる。表示器９０がバス９２を介してコントローラ７
２に接続されており、処理済のデジタル・データに基づ
く表示を行う。オペレータは、光測定器１０の制御を行
い、フロント・パネル９４がバス９６を介してコントロ
ーラ７２に接続されている。
【００２０】デジタル技術に基づく光センサ１２の校正
は、スペクトロラジオメーターを光センサの光源として
使用するアナログ技術の校正手順と類似している。しか
し、技術者が手作業で帰還抵抗器５６〜６２の帰還利得
を制御することはなく、光感応領域の２８〜３４の増幅
出力を表す加算データ・データが、パーソナル・コンピ
ュータの如き外部プロセッサに接続される。この外部プ
ロセッサ（コンピュータ）は、光センサ１２のための所
望のスペクトル応答曲線のデータを記憶している。アナ
ログ校正の場合と同様に、離散的なスペクトル帯域を表
すデジタル値がコンピュータ上で加算され、表示され
る。校正アルゴリズムにより、離散的スペクトル帯域の
デジタル値を、記憶された所望のスペクトル応答曲線の
データと比較し、夫々のデジタル値に乗算される補正フ
ァクタを生成する。離散的スペクトル帯域のデジタル・
データの取り込みと、記憶したスペクトル応答曲線のデ
ータ値との比較とにより、光センサ１２のスペクトル応
答が所望のスペクトル応答曲線に実質的に一致するま
で、校正動作が継続する。その後、この補正ファクタの
データは、ＲＯＭ８６に不変データとして記憶される。
は、スペクトロラジオメーターを光センサの光源として
使用するアナログ技術の校正手順と類似している。しか
し、技術者が手作業で帰還抵抗器５６〜６２の帰還利得
を制御することはなく、光感応領域の２８〜３４の増幅
出力を表す加算データ・データが、パーソナル・コンピ
ュータの如き外部プロセッサに接続される。この外部プ
ロセッサ（コンピュータ）は、光センサ１２のための所
望のスペクトル応答曲線のデータを記憶している。アナ
ログ校正の場合と同様に、離散的なスペクトル帯域を表
すデジタル値がコンピュータ上で加算され、表示され
る。校正アルゴリズムにより、離散的スペクトル帯域の
デジタル値を、記憶された所望のスペクトル応答曲線の
データと比較し、夫々のデジタル値に乗算される補正フ
ァクタを生成する。離散的スペクトル帯域のデジタル・
データの取り込みと、記憶したスペクトル応答曲線のデ
ータ値との比較とにより、光センサ１２のスペクトル応
答が所望のスペクトル応答曲線に実質的に一致するま
で、校正動作が継続する。その後、この補正ファクタの
データは、ＲＯＭ８６に不変データとして記憶される。
【００２１】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。
【００２２】
【発明の効果】本発明の光センサでは、所望のスペクト
ル応答特性を得るようにフィルタの校正を電気的に行え
るので、フィルタ・エレメントの大きさや配置を手作業
により調整する必要がない。これにより、手間及びコス
トを大幅に省くことができる上に光センサの設計も簡単
になる。
ル応答特性を得るようにフィルタの校正を電気的に行え
るので、フィルタ・エレメントの大きさや配置を手作業
により調整する必要がない。これにより、手間及びコス
トを大幅に省くことができる上に光センサの設計も簡単
になる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の光センサで実現する所望のスペクトル
応答特性を示す特性曲線図である。
応答特性を示す特性曲線図である。
【図３】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
１４ フィルタ手段 １６ 基板 １８、２０、２２、２４ フィルタ・エレメント ２６ 光感応手段 ２８、３０、３２、３４ 光感応領域 ３６、３８、４０、４２ 増幅器 ４４ 加算器 ５６、５８、６０、６２ 調整手段（可変帰還抵抗器） ７０ 選択手段（マルチプレクサ） ７２ 制御手段（コントローラ）
Claims (3)
- 【請求項１】 各々が特定のスペクトル領域の光の透過
率を選択的に低減する複数のフィルタ・エレメントから
構成されるフィルタ手段と、 該フィルタ手段に隣接して配置された複数の光感応領域
を含み、該光感応領域の各々が対応する上記フィルタ・
エレメントからの光を電気信号に変換する光感応手段
と、 該光感応手段からの上記電気信号を夫々増幅した複数の
増幅出力を発生する増幅手段と、 上記複数の増幅出力を夫々独立に調整する調整手段と、 上記複数の増幅出力を加算し、所望のスペクトル応答の
出力を発生する加算手段とを具えることを特徴とする光
センサ。 - 【請求項２】 上記調整手段は、上記増幅手段を構成す
る複数の増幅器の入出力端間に夫々接続された複数の可
変帰還抵抗器であることを特徴とする請求項１記載の光
センサ。 - 【請求項３】 各々が特定のスペクトル領域の光の透過
率を選択的に低減する複数のフィルタ・エレメントから
構成されるフィルタ手段と、 該フィルタ手段に隣接して配置された複数の光感応領域
を含み、該光感応領域の各々が対応する上記フィルタ・
エレメントからの光を電気信号に変換する光感応手段
と、 該光感応手段からの上記電気信号を夫々増幅した複数の
増幅出力を発生する増幅手段と、 上記複数の増幅出力を順次選択的に出力する選択手段
と、 該選択手段の出力をデジタル値に変換するアナログ・デ
ジタル変換手段と、 上記デジタル値に順次乗算する複数の補正値を発生し、
該複数の補正値を調整することにより、所望のスペクト
ル応答を表す総合デジタル出力を発生するデジタル制御
手段とを具えることを特徴とする光センサ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8/108353 | 1993-08-17 | ||
| US08/108,353 US5406067A (en) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | Electrically adjusted mosaic filter for use as an optical sensor in an optical measurement instrument |
| US08/108353 | 1993-08-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318423A true JPH07318423A (ja) | 1995-12-08 |
| JP2762390B2 JP2762390B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=22321717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6216588A Expired - Fee Related JP2762390B2 (ja) | 1993-08-17 | 1994-08-17 | 光センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5406067A (ja) |
| JP (1) | JP2762390B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010112807A (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Hioki Ee Corp | 光パワーメータ |
| JP2010112808A (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Hioki Ee Corp | 光パワーメータ |
| JP2012163482A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | System Instruments Kk | 光量子計 |
Families Citing this family (15)
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| US5563406A (en) * | 1995-03-23 | 1996-10-08 | Northrop Grumman Corporation | Optical sensor and a method of operating an optical sensor having an electronic switching circuit |
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| US5808297A (en) * | 1996-07-22 | 1998-09-15 | Xerox Corporation | Reflective test patches for translucent color filters in photosensitive semiconductor chips |
| JPH10246672A (ja) * | 1997-03-05 | 1998-09-14 | Minolta Co Ltd | 受光部構造及び測光機器 |
| US20030048263A1 (en) * | 2001-03-19 | 2003-03-13 | Wolters Rolf Holger | Mosaic filter multi-spectral imaging |
| US20090027038A1 (en) * | 2002-10-23 | 2009-01-29 | Elsa Garmire | Systems And Methods That Detect Changes In Incident Optical Radiation |
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1993
- 1993-08-17 US US08/108,353 patent/US5406067A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-17 JP JP6216588A patent/JP2762390B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2762390B2 (ja) | 1998-06-04 |
| US5406067A (en) | 1995-04-11 |
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