(57)【要約】【課題】  フィルタおよび伝達関数を用いずに色度を得る。【解決手段】    光源（５１〜５９）からの光（２９）の色を制御する為の光学的フィードバックを提供する方法であって、前記光（２９）の入射光エネルギーを波長の離散階級の関数として検出するステップと、前記波長の離散階級の各々についてＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を生成するステップと、全ての前記離散階級についての前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を合計して前記光（２９）のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値を生成するステップと、前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激値を、前記光源（５１〜５９）が生成した前記光（２９）の色を制御する為のフィードバックとして利用するステップとを有することを特徴とする方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射光エネルギーを波長の離散階級の関数として検出するステップと、
前記波長の離散階級の各々についてＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を生成するステップと、
前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激補助値それぞれを、全ての前記離散階級について合計して前記光のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値を生成するステップと、
前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激値を、光源が生成した前記光の色を制御する為のフィードバックとして利用するステップと
を含む、光源からの光の色を制御する為の光学的フィードバックを提供する方法。
【請求項２】
前記光の前記入射光エネルギーを前記波長の離散階級の関数として検出する前記ステップが、前記入射光エネルギーが波長の関数として空間的に分離されるように、前記光のスペクトルを離散階級として生成するステップを含むものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光の前記入射光エネルギーを前記波長の離散階級の関数として検出する前記ステップが、前記入射光エネルギーが波長の関数として空間的に分離されることになるように、前記光のスペクトルを離散階級として生成する為に回折格子を利用するステップと、前記光の異なる離散階級が受光されるように感光素子のアレイを配置するステップとを含むものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記波長の離散階級の各々についてＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を生成する前記ステップが、前記波長の離散階級の各々についてＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値を取得するステップと、前記波長の離散階級の各々について取得した前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激関数値を、検出された前記光の強度を表す波長離散階級の値で乗算するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激関数値が、ＣＩＥ１９３１等色関数値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
光の入射光エネルギーを波長の離散階級の関数として検出するディテクタと、
検出された前記光のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値を生成する為に、全ての前記波長の離散階級についてＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を加算する計算機と
を具備する、光の色に関する光学的フィードバックを提供するシステムであって、
前記Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激値を、光源で生成される前記光の色を制御する為のフィードバックとして使用するシステム。
【請求項７】
前記ディテクタが、前記入射光エネルギーが波長の関数として空間的に分離されるように、前記光のスペクトルを離散階級として生成する為に利用される回折格子と、異なる離散階級の前記光が受光されるように配置された感光素子のアレイとを含むものであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ディテクタが、前記入射光エネルギーが波長の関数として空間的に分離されるように、前記光のスペクトルを離散階級として生成する為に利用されるプリズムと、異なる離散階級の前記光が受光されるように配置された感光素子のアレイとを含むものであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記計算機が、前記波長の離散階級の各々について取得したＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値を、前記光の検出された強度を表す波長の離散階級についての値で乗算することにより、前記波長離散階級の各々についてＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を生成するものであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記計算機により取得したＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値を格納するテーブルを更に具備した請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の色に関する光学的フィードバックを提供する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源からの光の色を検出及び判定する場合、光の成分を分離する為にカラーフィルタを利用する。光の色を判定する為には、得られた各成分の強度を検出する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、国際照明委員会（ＣＩＥ）１９３１等色関数（ＣＭＦ）を用いて色の照合を試みる場合、赤色フィルタを使った光センサと、緑色フィルタを使った光センサと、青色フィルタを使った光センサとを利用して光の赤色と緑色と青色ＭＰ成分を検出する。検出された赤色、緑色及び青色の成分をＣＩＥ１９３１ＣＭＦで使われているＸ、Ｙ及びＺ三刺激値へと変換する為に伝達関数を使う。このシステムの欠点は、フィルタが高価であり、経時により劣化するという点である。加えて、フィルタはＣＩＥ１９３１ＣＭＦが採用するＸ、Ｙ及びＺ三刺激値に正確に対応するものではないことから、検出された色成分をＸ、Ｙ及びＺ値へと変換するには、中間色空間と伝達関数を使わなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、光源からの光の色を制御する為の光学的フィードバックが提供される。光の入射における光学的エネルギーは、波長に関する離散的な階級（step）の関数として検出される。波長の離散階級の各々について、Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激補助値が生成される。全ての波長離散階級についてのＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値は、合算されることにより、検出された光のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値が生成されるものである。Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激値は、光源で生成される光の色を制御する為のフィードバックに使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は本発明の一実施形態における光の色に関する光学的フィードバックを提供する方法を説明する簡略化したブロック図である。基本的に、光学的フィードバック・システムはフィードバック・スペクトルコンテンツ信号を生成するデバイスと共に利用される。スペクトルコンテンツを知ることにより、フィードバック・システムは等色関数（ＣＭＦ）を使って標準ＣＩＥのＸ、Ｙ及びＺ三刺激値を計算することが出来る。これによりカラーフィルタ特性に依存性しないフィードバック・プロセスが可能となり、フィルタ校正の必要性も解消されるのである。
【０００６】
赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライバ４１は赤色ＬＥＤ５１、５２及び５３へと駆動電流を供給する。緑色ＬＥＤドライバ４２は緑色ＬＥＤ５４、５５及び５６へと駆動電流を供給する。青色ＬＥＤドライバ４３は、青色ＬＥＤ５７、５８及び５９へと駆動電流を供給する。ＬＥＤ５１〜５９は、説明用に示した例である。例えば、異なる数のＬＥＤを使うことも出来る。同様に、光の供給にＬＥＤ以外の発光デバイスを利用することも可能である。加えて、赤色、緑色及び青色に代えて、或いはこれらに加えて異なる色のＬＥＤを使用しても良い。
【０００７】
ＬＥＤフィードバック・コントローラ４４は赤色ＬＥＤドライバ４１、緑色ＬＥＤドライバ４２及び青色ＬＥＤドライバ４３を制御する。ＬＥＤフィードバック・コントローラ４４は、ＬＥＤ５１〜５９の生成する色がユーザー入力４５により選択された色と一致することになるように、赤色ＬＥＤドライバ制御信号６１、緑色ＬＥＤドライバ制御信号６２及び青色ＬＥＤドライバ制御信号６３の値を制御するのである。例えばフィードバック・コントローラ４４は、離散階級光センサ２１により計測されたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値と、ＬＥＤフィードバック・コントローラ４４がユーザー入力４５から受けたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値との間の誤差に基づいて赤色ＬＥＤドライバ制御信号６１を計算する。フィードバック・コントローラ４４は、離散階級光センサ２１により計測されたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値と、ＬＥＤフィードバック・コントローラ４４がユーザー入力４５から受けたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値との間の誤差に基づいて緑色ＬＥＤドライバ制御信号６２を計算する。フィードバック・コントローラ４４は、離散階級光センサ２１により計測されたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値と、ＬＥＤフィードバック・コントローラ４４がユーザー入力４５から受けたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値との間の誤差に基づいて青色ＬＥＤドライバ制御信号６３を計算する。離散階級光センサ２１は、光の入射エネルギーが波長の関数として空間的に分離するように、離散的な階級に区切られた光スペクトルを生成する。波長の離散階級のそれぞれについて、離散階級光センサ２１は光度を検出するのである。例えば、離散階級光センサ２１は、異なる波長の離散階級の光を受けるように配置された感光素子のリニアアレイへと光を回折する回折格子により実現される。代わりに、離散階級光センサ２１は異なる波長離散階級の光を受けるように配置された感光素子のリニアアレイへと光を拡げるプリズムにより実現することも出来る。また代わりに、離散階級光センサ２１は波長に対する波長離散階級の関数として入射光エネルギーを検出することが出来る他の何らかのデバイスにより実現しても良い。
【０００８】
図２は、本発明の一実施形態に基づく色合わせ法を説明する簡略化されたフローチャートである。ブロック１１においては、光を光源から受ける。例えば、光源はＬＥＤ５１〜５９である。ブロック１２においては、入射した光エネルギーが波長の関数として空間的に分離されることになるように、波長の離散階級に分けられた光スペクトルが生成される。上述したように、これは、例えばプリズム又は回折格子により実現された離散階級光センサ２１により実施することが出来る。
【０００９】
ブロック１３においては、波長の全離散階級について光度が検出される。例えば、これは離散階級光センサ２１中のフォトダイオード又は他の感光性素子のリニアアレイにより実施することが出来る。フォトダイオード又は他の感光性素子のリニアアレイは、異なる波長の離散階級の光を受けるように配置されている。
【００１０】
ブロック１４においては、各波長離散階級について、対応する波長に対するＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値が取得される。これはＬＥＤフィードバック・コントローラ４４により、例えばルックアップテーブルを使って実施される。様々な光波長についてのＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値がリストされたテーブルの一例としては、例えばＰ．Ａ．Ｋｅｌｌｅｒ著“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ−Ｃｏｎｃｅｐｔｓ，  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ”、ＩＳＢＮ０−４７１−１４８５７−１発行者：Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ、１９９７年９月、ｐｐ２９４−３０１が挙げられる。各波長離散階級について、取得されたＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値が検出された光の強度と乗算され、その波長の離散階級についてのＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値が生成される。
【００１１】
ブロック１５においては、Ｘ、Ｙ及びＺ三刺激補助値が波長の離散階級全てについて加算され、光源から受けた光のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値が生成される。
【００１２】
上述の光源からの光のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値の決定法は、検出された赤色、緑色及び青色成分をＣＩＥ１９３１ＣＭＦで使われているＸ、Ｙ及びＺ三刺激値へと変換する為に伝達関数を使用する従来の色合わせ法と比べて大きく改良されたものである。その改良点には、ＣＩＥ標準のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値と的確に一致したものを得る能力を得た点、フィルタの必要性を排除した点、そして中間色空間及び伝達関数を使うことなくＸ、Ｙ及びＺ三刺激値への直接変換が可能な点が含まれる。
【００１３】
図３は、ＬＥＤフィードバック・コントローラ４４中にある色合わせシステム２０の概略ブロック図である。ＣＭＦテーブル２３はＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値の格納に使用されている。例えば、ＣＭＦテーブル２３はＰ．Ａ．Ｋｅｌｌｅｒ著“Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ−Ｃｏｎｃｅｐｔｓ，  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ”、ＩＳＢＮ０−４７１−１４８５７−１発行者：Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ、１９９７年９月、ｐｐ２９４−３０１に記載されたもののような、ＣＩＥ１９３１ＣＭＦを記憶するリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）とすることが出来る。
【００１４】
離散階級光センサ２１は光源から矢印２９が示す光を受ける。光源は例えばＬＥＤ５１〜５９である。離散階級光センサ２１は入射した光エネルギーが波長の関数として空間的に分離することになるように、波長の離散階級において光のスペクトルを生成する。離散階級光センサ２１は波長の離散階級それぞれについて光の強度を検出する。後処理ブロック２２は離散階級光センサ２１から、検出された入射光エネルギーを波長離散階級の関数として受ける。その後、後処理ブロック２２は所定アプリケーション向けに必要とされる後処理を実施する。アプリケーションにもよるが、後処理としては、例えば正規化、補間、補外、切捨て、平均化及び／或いは必要とされる、又は望ましいとされる種類の光検出後処理が含まれる。
【００１５】
後処理の結果は演算ブロック２４へと送られる。演算ブロック２４は各波長離散階級について、ＣＭＦテーブル２３から対応波長のＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値を取得する。演算ブロック２４は各波長離散階級について、取得したＸ、Ｙ及びＺ三刺激関数値を、後処理ブロック２２からの検出した光強度を表す値と乗算することにより、その波長離散階級のＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を生成する。演算ブロック２４は、波長の離散階級全てについてのＸ、Ｙ及びＺ三刺激補助値を合算し、離散階級光センサ２１が光源から受けた光のＸ、Ｙ及びＺ三刺激値を生成する。
【００１６】
色合わせシステム２０が別個のチップとして実現されている場合、更なる機能が色合わせシステム２０へと組み込まれる。色合わせシステム２０がＬＥＤフィードバック・コントローラ４４と同じチップ上に含まれている場合、この更なる機能はＬＥＤフィードバック・コントローラ４４の他の部分中に既に存在しているため、それを色合わせシステム２０中に特に含む必要は無い。この更なる機能は図４に示した。
【００１７】
図４においては、演算ブロック２４が計算されたＸ、Ｙ及びＺ三刺激値をデータ記憶ブロック２５へと送る。データ記憶ブロック２５は、例えばレジスタ・バンク、或いはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）ブロックを使用して実現される。
【００１８】
データ処理ブロック２６は、何らかの所望される追加処理を実施する。その追加処理としては、異なる色座標への変換（例えばｘ、ｙ又はｕ’、ｖ’色座標）等が含まれる。
【００１９】
外部インターフェースブロック２７は、色合わせシステム２０と他の外部要素（例えば別個に実現されているＬＥＤフィードバック・コントローラ）間の通信及びデータ転送を提供する。外部インターフェースブロック２７は、例えばシリアルＩ2Ｃプロトコル、μ−ｗｉｒｅプロトコル、無線通信プロトコル又は他の何らかの通信プロトコルを使った通信を提供するものである。
【００２０】
上述の説明は、単に本発明の方法及び実施形態の一部の例を開示し説明したものに過ぎない。当業者には明らかなように、本発明はその精神又は本質的特性から離れることなく他の具体的な形態で実現することが可能である。よって本発明の開示は、説明目的を意図したものであり、添付請求項に定められた本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に基づく光の色に関する光学的フィードバックを提供する方法を説明する概略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に基づく色合わせ方法を説明する概略フローチャートである。
【図３】色合わせを実施する為の本発明の一実施形態に基づくシステムの概略ブロック図である。
【図４】色合わせを実施する為の本発明の他の実施形態に基づくシステムの概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００２２】
２１：ディテクタ
２３：テーブル
２４：計算機
２９：光
５１〜５９：光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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