JPS6262233A - Color sensor - Google Patents
Color sensorInfo
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- JPS6262233A JPS6262233A JP20270885A JP20270885A JPS6262233A JP S6262233 A JPS6262233 A JP S6262233A JP 20270885 A JP20270885 A JP 20270885A JP 20270885 A JP20270885 A JP 20270885A JP S6262233 A JPS6262233 A JP S6262233A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、作用する電界によって透過光の波長分離を行
うアクティブカラーフィルタを用いたカラーセンサに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a color sensor using an active color filter that performs wavelength separation of transmitted light by an applied electric field.
(従来技術)
入射光の色判別を行うカラーセンサは、従来は、各素子
上に3色分離用のカラーフィルタを付加し、入射光の色
判別をするのが一般的であった。(Prior Art) Conventionally, a color sensor that discriminates the color of incident light has generally added a color filter for separating three colors onto each element to discriminate the color of the incident light.
最近、強誘電材料の電気光学効果を利用したアクティブ
カラーフィルタを用いて、単一のカラーセンサで色判別
を行うことが可能になってきた。Recently, it has become possible to perform color discrimination with a single color sensor using active color filters that utilize the electro-optic effect of ferroelectric materials.
ジルコン酸チタン酸鉛ランタン(PLZT)は、適当な
組成において、ポッケルス効果、カー効果、メモリー効
果等の電気光学効果を示し、又、その電気光学係数が大
きく、光デバイスへの応用面からみて、非常に魅力のあ
る材料である。第5図に、PLZT板1を用いたアクテ
ィブカラーフィルタの原理を示す。PLZT板lにくし
形電極2.3を深さCまで設けて(第6図に断面を示す
)、両電極2,3の間に駆動電源4を接続する。一方、
偏光子5と検光子6とをPLZT板lの両側に配置する
。偏光子5と検光子6の偏光方向は、互いに直交させる
。電界Eが電極2.3間に印加された場合、レターディ
ジョンrは、
r−Δn−ρ
で表される。ここに、
Δn−−−n3・Rc−E2
であり、nはPLZTの屈折率、Rcはカ一定数である
。したがって、透過率1/Ioは、次の式で表わされる
。Lead lanthanum zirconate titanate (PLZT) exhibits electro-optic effects such as the Pockels effect, Kerr effect, and memory effect in an appropriate composition, and its electro-optic coefficient is large, making it an attractive material from the perspective of application to optical devices. It is a very attractive material. FIG. 5 shows the principle of an active color filter using the PLZT board 1. Comb-shaped electrodes 2.3 are provided on the PLZT plate 1 to a depth C (a cross section is shown in FIG. 6), and a driving power source 4 is connected between the electrodes 2 and 3. on the other hand,
A polarizer 5 and an analyzer 6 are placed on both sides of the PLZT plate l. The polarization directions of the polarizer 5 and the analyzer 6 are made perpendicular to each other. If an electric field E is applied between the electrodes 2.3, the letter direction r is expressed as r-Δn-ρ. Here, Δn---n3·Rc-E2, n is the refractive index of PLZT, and Rc is a constant number. Therefore, the transmittance 1/Io is expressed by the following formula.
I / I o=sin’(2yr I’ /λ)−s
in2(πn3RoE’Q/λ)
すなわち、I/1.は、E、L λの関数である。I/I o=sin'(2yr I'/λ)-s
in2(πn3RoE'Q/λ), that is, I/1. is a function of E, L λ.
第7図(a)、(b)、(c)に、それぞれ、Qが20
μm。In Fig. 7 (a), (b), and (c), Q is 20, respectively.
μm.
30μm、40μmのときの透過率の波長依存性を示す
。また、第8図(a) 、 (b) 、 (c)に、そ
れぞれ、σが20μm、30μm、40μmのときの3
色(430゜550.640nm)の透過率の電圧依存
性を示す。The wavelength dependence of transmittance at 30 μm and 40 μm is shown. In addition, Fig. 8(a), (b), and (c) show 3 when σ is 20 μm, 30 μm, and 40 μm, respectively.
The voltage dependence of transmittance of color (430° 550.640 nm) is shown.
これらの光学特性より、適当なE、Qの値を用いると、
また、必要により複数個のフィルタを直列に並べて、バ
ンドパスフィルタ等の各種のフィルタとして用いること
ができることがわかる。また、Eを可変に制御すること
により、透過波長の変化、波長掃引を行うことができる
。Based on these optical characteristics, using appropriate values of E and Q,
It is also understood that a plurality of filters can be arranged in series and used as various filters such as a bandpass filter, if necessary. Further, by variably controlling E, it is possible to change the transmission wavelength and sweep the wavelength.
このような電気光学材料を用いたアクティブカラーフィ
ルタは、すでに、特開昭57−198434号公報と特
開昭60−103330号公報に開示されている。Active color filters using such electro-optic materials have already been disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 57-198434 and 60-103330.
アクティブカラーフィルタと受光素子とを組み合わせた
カラーセンサは、単一の受光素子で色判別できるので、
入射光束の均一化を図ることができ、色判別の精度が向
上する。A color sensor that combines an active color filter and a light-receiving element can distinguish colors with a single light-receiving element.
It is possible to make the incident light beam uniform, and the accuracy of color discrimination is improved.
アクティブカラーフィルタに印加する電圧によって、透
過光の波長を可視光の範囲中で任意に選択できるので、
単一カラーセンサとしても使用可能であり、一つのセン
サで多色対応が可能である。The wavelength of transmitted light can be arbitrarily selected within the visible light range by changing the voltage applied to the active color filter.
It can also be used as a single color sensor, and one sensor can handle multiple colors.
(発明の解決すべき問題点)
特開昭57−198434号公報の第19図には、電気
光学効果を用いたアクティブカラーフィルタと光電変換
素子とを組み合わせたカラーセンサが開示されている。(Problems to be Solved by the Invention) FIG. 19 of Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-198434 discloses a color sensor that combines an active color filter using an electro-optic effect and a photoelectric conversion element.
このカラーセンサの入射側には、集光のためのレンズの
他に、計測対象外の波長光をカットするフィルタを備え
ている。(具体的な説明はなされていないが、光電変換
素子として例えば単結晶シリコンフォトダイオードを用
いると、赤外カットフィルタが必要になる。)アクティ
ブカラーフィルタとしては、印加電圧を掃引して透過波
長を可変にできるタイプのものが用いられている。On the incident side of this color sensor, in addition to a lens for condensing light, a filter is provided to cut out wavelengths of light not to be measured. (Although no specific explanation is given, if a single crystal silicon photodiode, for example, is used as a photoelectric conversion element, an infrared cut filter is required.) As an active color filter, the transmitted wavelength is determined by sweeping the applied voltage. A variable type is used.
ところで、計測対象外の波長の光をカットするフィルタ
を省略できると、さらに簡素な構成のカラーセンサが提
供できる。By the way, if a filter that cuts off light of wavelengths other than those to be measured can be omitted, a color sensor with a simpler configuration can be provided.
本発明の目的は、簡素な構成のカラーセンサを提供する
ことである。An object of the present invention is to provide a color sensor with a simple configuration.
(問題点を解決するための手段)
本発明に係るカラーセンサは、基板上に、電極層、光電
変換層、透明電極層、検光子、電気光学効果を有する強
誘電材料層、および、偏光子を順次積層してなり、上記
の強誘電材料層に電圧を印加するための第一電極と第二
電極を設け、かつ、上記の光電変換層を視感度曲線にほ
ぼ一致した分光特性を有する材料で構成することを特徴
とする。(Means for Solving the Problems) A color sensor according to the present invention includes, on a substrate, an electrode layer, a photoelectric conversion layer, a transparent electrode layer, an analyzer, a ferroelectric material layer having an electro-optic effect, and a polarizer. A material formed by sequentially laminating the above-mentioned ferroelectric material layers, provided with a first electrode and a second electrode for applying a voltage to the above-mentioned ferroelectric material layer, and having the above-mentioned photoelectric conversion layer having spectral characteristics that substantially match the luminous efficiency curve. It is characterized by consisting of.
(作 用)
偏光子、強誘電材料、第一電極、第二電極および検光子
は、アクティブカラーフィルタを構成する。電極層、光
電変換層および透明電極層は、フォトセンサを構成する
。このフォトセンサは、視感度曲線にほぼ一致した分光
特性を有する。したがっ=4−
て、赤外カットフィルタが不要になり、カラーセンサの
構成を簡素化できる。(Function) The polarizer, ferroelectric material, first electrode, second electrode, and analyzer constitute an active color filter. The electrode layer, photoelectric conversion layer, and transparent electrode layer constitute a photosensor. This photosensor has spectral characteristics that approximately match the visibility curve. Therefore, an infrared cut filter becomes unnecessary, and the configuration of the color sensor can be simplified.
(実施例) 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第1図に、本発明に係るカラーセンサの実施例の図式的
な断面図を示す。基板II上に、電極12、アモルファ
スシリコン(a−8t)層13および透明電極(ITO
)14を順次積層する。これにより、a −S iフォ
トセンサ(フォトダイオード)が形成される。a−8t
フオトセンサは、光起電力型でも光導電型でもよい。FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of a color sensor according to the present invention. On the substrate II, an electrode 12, an amorphous silicon (a-8t) layer 13 and a transparent electrode (ITO
) 14 are sequentially stacked. This forms an a-Si photosensor (photodiode). a-8t
The photo sensor may be of the photovoltaic or photoconductive type.
さらに、PLZTカラーフィルタを積層する。Furthermore, a PLZT color filter is laminated.
PLZTカラーフィルタは、透明電極14に接する検光
子15、検光子15に接するPLZT板16板形6ZT
板16板形6した電極17.18およびPLZT板16
板形6る偏光子19からなる。The PLZT color filter includes an analyzer 15 in contact with the transparent electrode 14, a PLZT plate 16 in contact with the analyzer 15, and a plate-shaped 6ZT
Plate 16 Plate-shaped electrode 17.18 and PLZT plate 16
It consists of a plate-shaped polarizer 19.
第2図は、このセンサの分光感度特性を示す。FIG. 2 shows the spectral sensitivity characteristics of this sensor.
分光感度は、PLZTカラーフィルタの電極17゜18
に所定の電圧を印加し、単色光を透過させ、a−8iフ
オトダイオードに流れる電流値を電流計により測定して
得られる。ここに、破線は、a −8iフオトダイオー
ド自身の分光感度である。(a−8iの分光感度は視感
度にほぼ一致する。)この結果より、PLZTの電極に
かける電圧を抑制することにより、3色の分離が可能で
あり、カラーセンサとして使用可能であることがわかる
。The spectral sensitivity is 17°18° for the electrodes of the PLZT color filter.
It is obtained by applying a predetermined voltage to the a-8i photodiode, transmitting monochromatic light, and measuring the value of the current flowing through the a-8i photodiode with an ammeter. Here, the broken line is the spectral sensitivity of the a-8i photodiode itself. (The spectral sensitivity of a-8i almost matches the visual sensitivity.) From this result, it is possible to separate the three colors by suppressing the voltage applied to the PLZT electrode, and it can be used as a color sensor. Recognize.
第3図と第4図は、それぞれ、本実施例のカラーセンサ
を入射光の色判別に応用するときのシステム図である。FIGS. 3 and 4 are system diagrams when the color sensor of this embodiment is applied to color discrimination of incident light.
第3図では、光起電力型a−S+フォトダイオード21
を、第4図では光導電型a−3iフォトセル22を用い
ている。フォトセル22には、バイアス電源23が接続
される。アクティブカラーフィルタであるPLZT板1
6には、印加電圧制御部24により適切な電圧が印加さ
れる。In FIG. 3, a photovoltaic a-S+ photodiode 21
In FIG. 4, a photoconductive type a-3i photocell 22 is used. A bias power supply 23 is connected to the photocell 22 . PLZT board 1 which is an active color filter
6, an appropriate voltage is applied by the applied voltage control section 24.
信号演算部25は、カラーセンサの出力信号から、色を
判別し、その結果を出力する。いずれのシステムにおい
ても、アクティブカラーフィルタの電極に印加する電圧
を変化させ、透過波長を選択的に制御し、それぞれの印
加電極に対する光電流を比較演算することにより、色判
別を行うことができる。The signal calculation unit 25 determines the color from the output signal of the color sensor and outputs the result. In either system, color discrimination can be performed by varying the voltage applied to the electrodes of the active color filter, selectively controlling the transmitted wavelength, and comparing and calculating the photocurrents for each applied electrode.
(発明の効果)
a−Si等の分光感度が視感度に近い光電変換素子を用
いるので、赤外カットフィルタが不要であり、カラーセ
ンサの構成が簡単になる。したがって、製造工程の簡略
化が図れる。(Effects of the Invention) Since a photoelectric conversion element such as a-Si whose spectral sensitivity is close to the visual sensitivity is used, an infrared cut filter is not required, and the configuration of the color sensor is simplified. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
第1図は、カラーセンサの構成を図式的に示す断面図で
ある。
第2図は、カラーセンサの分光感度特性のグラフである
。
第3図と第4図は、それぞれ、カラーセンサを用いた色
判別システムのブロック図である。
第5図は、電気光学効果を用いたアクティブカラーフィ
ルタの原理を示す図である。
第6図は、PLZT層の断面図である。
第7図(a) 、 (b) 、 (c)は、それぞれ、
透過率のE依存性を示すグラフである。
第8図(a) 、 (b) 、 (c)は、それぞれ、
透過率の波長依存性を示すグラフである。
II・・・基板、12・・・電極、13・・・光電変換
層、14・・透明電極、 15 ・検光子、16
・・強誘電材料層、 17.18・・・電極、19・
・・偏光子。
特 許 出 願 人 ミノルタカメラ株式会社代 理
人 弁理士 前出 葆 ほか2名=8−
第1図
第2図
人+nm+FIG. 1 is a sectional view schematically showing the configuration of a color sensor. FIG. 2 is a graph of the spectral sensitivity characteristics of the color sensor. FIGS. 3 and 4 are block diagrams of color discrimination systems using color sensors, respectively. FIG. 5 is a diagram showing the principle of an active color filter using the electro-optic effect. FIG. 6 is a cross-sectional view of the PLZT layer. Figures 7(a), (b), and (c) are, respectively,
It is a graph showing the E dependence of transmittance. Figures 8(a), (b), and (c) are, respectively,
It is a graph showing wavelength dependence of transmittance. II... Substrate, 12... Electrode, 13... Photoelectric conversion layer, 14... Transparent electrode, 15 - Analyzer, 16
... Ferroelectric material layer, 17.18... Electrode, 19.
...Polarizer. Patent applicant Representative of Minolta Camera Co., Ltd. Patent attorney Mr. Aoki and 2 others = 8- Figure 1 Figure 2 Person + nm +
Claims (1)
光子、電気光学効果を有する強誘電材料層、および、偏
光子を順次積層してなり、上記の強誘電材料層に電圧を
印加するための第一電極と第二電極を設け、かつ、上記
の光電変換層を視感度曲線にほぼ一致した分光特性を有
する材料で構成することを特徴とするカラーセンサ。(1) An electrode layer, a photoelectric conversion layer, a transparent electrode layer, an analyzer, a ferroelectric material layer having an electro-optic effect, and a polarizer are sequentially laminated on a substrate, and a voltage is applied to the ferroelectric material layer. 1. A color sensor, comprising: a first electrode and a second electrode for applying a voltage, and wherein the photoelectric conversion layer is made of a material having spectral characteristics substantially matching a visibility curve.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20270885A JPS6262233A (en) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | Color sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20270885A JPS6262233A (en) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | Color sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6262233A true JPS6262233A (en) | 1987-03-18 |
Family
ID=16461836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20270885A Pending JPS6262233A (en) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | Color sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6262233A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63307323A (en) * | 1987-05-20 | 1988-12-15 | アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニー | Color identification method and apparatus |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP20270885A patent/JPS6262233A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63307323A (en) * | 1987-05-20 | 1988-12-15 | アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カムパニー | Color identification method and apparatus |
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