(57)【要約】  セグメント化されたＬＥＤアレイのための色誤差補正の方法が開示されている。方法は、初期輝度パターンに基づいて、セグメント化されたＬＥＤ内のＬＥＤセグメントについての目標輝度を計算し、目標輝度に基づいて輝度率を決定し、輝度率は、一次ＬＥＤセグメントの一次輝度値の、隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントの二次輝度値に対する比率として定義され、輝度率を所定の閾値率と比較する、ことを含む。輝度率が所定の率以上である場合、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は維持される。輝度率が所定の率未満である場合、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は増加する。
2021504892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤセグメントを含むセグメント化されたＬＥＤアレイのための色誤差補正の方法であって、
各ＬＥＤセグメントは、シーンの相関部分を照明するように選択的に制御されることができ、前記方法は、
（ａ）  初期輝度パターンを検出し、前記初期輝度パターンはシーンの明るさプロファイルを含み、
（ｂ）  前記セグメント化されたＬＥＤアレイのＬＥＤセグメント当たりの目標輝度を計算し、前記目標輝度は、前記シーン内で生成されるべき目標明るさプロファイルに相応し、
（ｃ）  前記目標輝度に基づいて輝度率を決定し、前記輝度率は、一次ＬＥＤセグメントの一次輝度値の、一次ＬＥＤセグメントに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントの二次輝度値に対する比率として定義され、
（ｄ）  前記輝度率を所定の閾値率と比較し、
（ｉ）  前記輝度率が前記所定の率以上である場合、前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値は維持され、
（ｉｉ）  前記輝度率が前記所定の率未満である場合、前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は増加される、
方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値は、前記輝度率が前記所定の閾値率に等しくなるまで、ステップ（ｄ）（ｉｉ）において増加する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記所定の閾値率は、少なくとも３％であり、かつ５％未満である、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記所定の閾値率は、約４％である、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記セグメント化されたＬＥＤアレイは、蛍光体層及びサファイア層を含む、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記セグメント化されたＬＥＤアレイは、２×１のＬＥＤアレイである、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記セグメント化されたＬＥＤアレイは、３×３のＬＥＤアレイである、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントは、
少なくとも１つの直接隣接するＬＥＤセグメントと、
少なくとも１つの斜めに隣接するＬＥＤセグメントと、を含み、
前記少なくとも１つの斜めに隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値は、前記少なくとも１つの直接隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値の４０〜６０％である、
請求項１記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｂ）の間に適応フラッシュプロセスが実行される、
請求項１記載の方法。
【請求項１０】
セグメント化されたＬＥＤアレイの色誤差補正のためのシステムであって、前記システムは、
輝度パターンを検出するように構成されたユーザインタフェースと、
シーンの相関部分を照明するために個別に制御可能なＬＥＤセグメントを含むセグメント化されたＬＥＤアレイと、
前記輝度パターン及び所定の閾値率を受信するように構成されたＣＰＵであって、前記ＣＰＵは、前記所定の閾値率を輝度率と比較するように構成され、前記輝度率は、前記輝度パターンに基づいており、一次ＬＥＤセグメントの一次輝度値を前記一次ＬＥＤセグメントに隣接する少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値と比較した比率として定義される、ＣＰＵと、
前記セグメント化されたＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤセグメントを選択的に照明するように構成され、前記所定の閾値率の前記輝度率との比較に基づいて、前記セグメント化されたＬＥＤアレイ内の前記個別のＬＥＤセグメントに様々な入力信号を提供するように構成されたドライバと、を有し、
前記ＣＰＵは、前記輝度率が前記所定の閾値率に等しくなるまで、前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値を増加させるために、前記ドライバに入力信号を送信する、
システム。
【請求項１１】
前記システムは、前記所定の閾値率を動的に決定する、
請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムは、前記所定の閾値率で予めプログラムされており、
前記所定の閾値率は、前記セグメント化されたＬＥＤアレイの少なくとも１つの特性に基づいて選択される、
請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値は、前記一次ＬＥＤセグメントの前記一次輝度値の少なくとも３％であり、
前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値は、前記一次ＬＥＤセグメントの前記一次輝度値の５％未満である、
請求項１０記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントは、
少なくとも１つの直接隣接するＬＥＤセグメントと、
少なくとも１つの斜めに隣接するＬＥＤセグメントと、を含み、
前記少なくとも１つの斜めに隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値は、前記少なくとも１つの直接隣接するＬＥＤセグメントの前記二次輝度値の４０〜６０％である、
請求項１０記載のシステム。
【請求項１５】
前記セグメント化されたＬＥＤアレイは、蛍光体層及びサファイア層を含む、
請求項１０記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１１月２１日に出願された米国特許出願第１５／８１９，４１３号、及び２０１８年１月３１日に出願された欧州特許出願第１８１５４３４２．２号の利益を主張するものであり、これらの内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）に関するものであり、より詳細には、ＬＥＤアレイの色誤差補正に関する。
【背景技術】
【０００３】
写真撮影において、ＬＥＤアレイからのカメラフラッシュは、不所望な色温度破壊を引き起こし得る。色調整可能なフラッシュユニットを有する従来のカメラフラッシュシステムが知られている。例えば、参照により組み込まれる米国特許第８，８１７，１２８号は、カメラフラッシュシステムの色温度を制御するために照明を調整することを開示している。物理的環境の周囲光に対応するデータが、例えばカメラに含まれる色温度計によって、収集される。周囲光は、一定期間にわたって循環する色温度の分布を有する。フラッシュの要求が受信された場合、フラッシュユニットがいつフラッシュするかを決定するために、時間サイクルが計算される。色温度は色温度の分布から識別され、フラッシュユニットがフラッシュするときに物理的環境に存在する周囲光に対して色温度が予測される。その後、フラッシュユニットの色温度が識別された色温度に設定される。
【０００４】
ＬＥＤアレイのための色温度選択も公知である。例えば、参照により組み込まれる米国出願公開２００５／０１６８９６５には、フラッシュデバイスにおいて使用されるＬＥＤアレイが記載されている。この開示では、個々の照明フィールドが互いに異なるように、ＬＥＤマトリクスアレイを使用して、写真シーン内の被写体に向かって光がフラッシュする。選択的励起回路が、ＬＥＤを選択的に点灯する（illuminating）ために使用され、その結果、強度が異なる投影フラッシュ光が生成される。
【０００５】
適応フラッシュフィーチャを有するセグメント化されたＬＥＤアレイも公知である。これらのＬＥＤアレイは、フラッシュシステムが、不均一な明るい領域及び暗い領域を生じることなく、シーンをより均一に照明する（illuminate）ことを可能にする。適応フラッシュＬＥＤは、ＬＥＤアレイ内の特定のＬＥＤセグメントを選択的に減光し及び／又は強化する（dimming  and/or  enhancing）ことによって、過剰露光を回避するために使用されることができる。シーン照明において満足のいくコントラストを保証するために、光学系は、選択されたシーン上にＬＥＤアレイを効果的に画像化する（image）ことができる。しかしながら、白色ＬＥＤについては、光の局所的な過剰変換（over-conversion）のために、色変化（color  variations）が依然として存在する。過剰変換は、ＬＥＤアレイ内の局所的により厚い蛍光体層のために、黄色光を生成し得る。セグメント化されたＬＥＤでは、選択的照明の間、ＬＥＤアレイの単一のＬＥＤが点灯し、一方、直接隣接する（directly  adjacent）又は近傍の（neighboring）ＬＥＤは点灯しれない。モノリシックマトリクスＬＥＤアレイでは、サファイア層又は蛍光体層が、単一ピース又は単一層として、活性発光部位を覆う。この配置は、マトリックスブロック内の光の偏向を導く。抽出効率（即ち、青色又は蛍光体に変換された光がＬＥＤからどのくらい投射されるか）が異なるため、単一の照明ＬＥＤセグメント（illuminated  LED  segment）は、一般に、隣接するスイッチオフされたＬＥＤセグメントにおいて黄色リムを引き起こし得る。
【０００６】
ＬＥＤアレイ内の不所望な色誤差を低減又は排除するＬＥＤアレイを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
簡単に述べると、一次照明ＬＥＤセグメントを取り囲む近傍ＬＥＤセグメントを選択的に照射し、密接してパックされたＬＥＤアレイにおいて、さもなければ生じる色誤差を効果的に低減する、改良されたＬＥＤアレイシステムが提供される。
【０００８】
一実施形態では、ＬＥＤアレイシステムにおける色誤差を補正するための方法が提供され、一次照明ＬＥＤセグメントの周囲の近傍ＬＥＤセグメントを選択的に照明する。一次照明ＬＥＤセグメントの周囲の近傍ＬＥＤセグメントの選択的照明は、さもなければ、過剰変換された光及びＬＥＤアレイ内のリーク光のために近傍ＬＥＤセグメントによって導入される色誤差を補正する。
【０００９】
近傍ＬＥＤセグメントの照明は、比較的低い。例えば、一実施形態では、ＬＥＤセグメント間のコントラストが減少しないように、又は負の影響を受けないように、近傍ＬＥＤセグメントの照明は、一次照明ＬＥＤセグメントの照明の１０％未満である。近傍ＬＥＤセグメントの照明レベルは、ダイ構造、層厚、層組成などのＬＥＤアレイの物理的特性に基づいて較正される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
前述の概要及び以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むときに最もよく理解されるであろう。
【図１】図１は、セグメント化されたＬＥＤアレイの側面図である。
【図２】図２は、特定のＬＥＤセグメントが点灯している、セグメント化されたＬＥＤアレイの側面図である。
【図３】図３は、典型的なＬＥＤアレイのパワー対波長のグラフである。
【図４】図４は、単一のＬＥＤセグメントが点灯するセグメント化されたＬＥＤアレイの上面図である。
【図５】図５は、一実施形態による、一次ＬＥＤセグメントが点灯し、近傍ＬＥＤセグメントが選択的に点灯する、セグメント化されたＬＥＤアレイの上面図である。
【図６】図６は、一実施形態によるＬＥＤアレイシステムの概略図である。
【図７】図７は、一実施形態による、セグメント化されたＬＥＤアレイの色誤差補正方法のフローチャートである。
【図８】図８は、ＬＥＤアレイの相対輝度値に対する輝度閾値を示すグラフである。
【図９】図９は、変化する近傍相対フラックス値における色変化とコントラストを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ＬＥＤアレイシステム及びＬＥＤアレイシステムのための色誤差を補正する方法のための図面及び説明は、明確な理解に関連する要素を図示するために簡略化されていおり、一般的な電子機器パッケージングに見られる他の多くの要素は、明確にするために排除されていることが理解されるべきである。当業者は、他の要素及び／又はステップが、本発明を実施する上で望ましい及び／又は必要とされることを認識し得る。しかしながら、かかる要素及びステップは当技術分野において周知であり、かつそれらは本発明のより良い理解を促進しないため、このようなエレメント及びステップの議論は本明細書では提供されない。
【００１２】
図１及び２は、ダイ層１２、２２、サファイア層１４、２４、及び蛍光体層１６、２６を含むＬＥＤアレイ１０、２０を示す。当業者は、ＬＥＤアレイ１０、２０の代替材料を使用することができることを認識するであろう。図２に概略的に示すように、青色光（直線経路を進む２つの矢印線によって示される）は、進行経路の長さとともに蛍光体に変換される確率が増加するため、蛍光体層２６内であまり遠くには伝搬しない。しかしながら、蛍光体変換された光は、図２に概略的に示すように、複数の角度線によって蛍光体層２６内を伝搬することができ、これは望ましくない色誤差を生じさせる可能性がある。層の伝搬特性の差異は、ＬＥＤアレイ１０、２０にわたって色の変化をもたらす。サファイア層１４、２４の厚さ、蛍光体層１６、２６の厚さ、ＬＥＤアレイ１０、２０に層を追加すること、蛍光体濃度、及び他の特性などのＬＥＤアレイ１０、２０の特性は、ＬＥＤアレイ１０、２０の輝度及び色特性を変化させる。これらの変化のために、ＬＥＤアレイは不所望な色誤差及び変化を経験し、結果として、撮影されたシーンにおける色むら（color  shading）を生じる。図３は、白色ＬＥＤの発光スペクトル電力密度対波長の例示的特性を示すグラフであり、青色ダイ（例えばポンプ）及び蛍光体変換光の黄色スペクトルのそれぞれの位置を示す。
【００１３】
図４は、ＬＥＤアレイ３０の輝度パターンの１つのタイプを示す。この輝度パターンは、適応フラッシュの１つのタイプに対応する。適応フラッシュは、周囲光によって十分に照明されている他の領域と比較して、より多くの照度を必要とするシーンの部分のみを選択的に照明する。そのような適応フラッシュ構成の１つは、引用により本明細書に組み込まれるＷＯ２０１７／０８０８７５に開示されている。
【００１４】
適応フラッシュを実現する一つの方法は、共通レンズの下でＬＥＤアレイを使用することである。ＬＥＤアレイのセグメントは、選択的にオンにすることができ、シーンの相関部分のみを照明する。この輝度パターンでは、一次ＬＥＤセグメント３２は点灯するが、近傍二次ＬＥＤセグメント３４ａ〜３４ｈは全て点灯しない。この輝度パターンでは、漏れた光は、単一の一次ＬＥＤセグメント３２の周囲に望ましくないハロー（halo）又はリム効果を引き起こす可能性がより高い。
【００１５】
図５は、ＬＥＤアレイ４０の一実施形態を示す。図５に示すように、一次ＬＥＤセグメント４２が点灯する。このモードでは、直接隣接する二次ＬＥＤセグメント４４ａ〜４４ｄも点灯するが、一次ＬＥＤセグメント４２よりはるかに低い程度である。本明細書で使用される場合、直接隣接する二次ＬＥＤセグメントという用語は、１つの側壁全体を一次ＬＥＤセグメントと共有するＬＥＤセグメントを指す。好ましい実施形態では、直接隣接する二次ＬＥＤセグメント４４ａ〜４４ｄは、照明強度「Ｘ」で照射される。この照明強度は、色変化及びコントラストの折り合い（a  compromise）に基づいて決定される。
【００１６】
本実施形態では、対角線上に隣接する二次ＬＥＤセグメント４６ａ〜４６ｄは、直接隣接する二次ＬＥＤセグメント４４ａ〜４４ｄよりも低いレベルに点灯する。本明細書で使用される場合、用語「斜めに隣接する二次ＬＥＤセグメント」は、点又は角においてのみ一次ＬＥＤセグメントに接触するＬＥＤセグメントを指す。一実施形態では、対角線上に隣接する二次ＬＥＤセグメント４６ａ〜４６ｄは、照明強度「Ｘ／２」、即ち、直接隣接する二次ＬＥＤセグメント４４ａ〜４４ｄの強度レベルの半分で点灯する。当業者であれば、本出願から、対角線上に隣接する二次ＬＥＤセグメント４６ａ〜４６ｄの強度レベルがＸ／２を上回るか下回ることができることを認識するであろう。例えば、一実施形態において、少なくとも１つの斜めに隣接するＬＥＤセグメントの輝度値は、少なくとも１つの直接隣接するＬＥＤセグメントの輝度値の４０〜６０％である。
【００１７】
図５では単一の一次ＬＥＤセグメントのみが点灯しているが、当業者は、近傍ＬＥＤセグメントの選択的な比較的低い照明の概念が、種々の照明プロファイルにおいて使用され得ることを認識するであろう。例えば、複数の一次ＬＥＤセグメントがあることができ、それぞれが比較的低レベルの照明強度を有する隣接する二次ＬＥＤセグメントを含む。
【００１８】
図６は、セグメント化されたＬＥＤアレイの色誤差補正のためのシステム１００である。システム１００は、デジタル画像キャプチャデバイス１１０を含む。当業者であれば、デジタル画像キャプチャデバイス１１０は、スマートフォンカメラ、ビデオカメラ、コンパクトカメラ、デジタル一眼レフカメラ（ｄＳＬＲ）、又は他のタイプの画像キャプチャデバイスであってもよいことを本開示から認識するであろう。
【００１９】
一実施形態では、デバイス１１０は、センサ１２０、ＣＰＵ１３０、及びＬＥＤアレイ１６０を含む。一実施形態において、センサ１２０は、ユーザインタフェースである。一実施形態では、センサ１２０は、キーボード又はタッチスクリーンも含む。ユーザインタフェースでモードを選択することにより、ユーザは適応照明のための特定の設定を選択することができる。代替的な実施形態では、センサ１２０は、当業者によって理解される任意のタイプの光学センサを含むことができる。一実施形態では、センサ１２０は、光学画像を、センサ１２０によってキャプチャされる周囲光の強度及び輝度を表す電気信号に変換することができる。センサ１２０は、さらなる処理及び分析のためにこれらの信号をＣＰＵ１３０に供給することができる。
【００２０】
ＬＥＤアレイ１６０は、ＬＥＤアレイに関して上述したフィーチャのいずれかを含むことができる。ＬＥＤアレイ１６０は、図６において３×４アレイとして図示されているが、当業者であれば、ＬＥＤアレイ１６０のサイズ及び構成が変化し得ることを本開示から認識するであろう。
【００２１】
ＣＰＵ１３０は、好ましくは、プロセッサ１４０及びドライバ１５０を含む。プロセッサ１４０は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、シングルコア又はマルチコアプロセッサ、汎用プロセッサ、特定用途的プロセッサ、従来のプロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＤＳＰコアに関連する１つ以上のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は一連の命令を実行することができる任意の他のユニット、モジュール、又は機械であってもよいが、これらに限定されない。ドライバ１５０は、本明細書に完全に記載されているかのように参照により組み込まれている米国特許公開第２００５／０１６８９６５号公報に開示され、米国特許公開第２００５／０１６８９６５号公報の特に図２に図示された、選択的励起回路、励起制御回路、電源回路、入出力回路などの任意の既知の選択的励起／照明素子を含むことができる。ドライバ１５０は、ＬＥＤアレイ１６０の特定のＬＥＤセグメント１６２を点灯させるために、ＬＥＤアレイ１６０に様々な入力信号を提供するように構成される。また、ドライバ１５０は、ＬＥＤアレイ１６０の特定のＬＥＤセグメント１６２の照明値に関して、ＬＥＤアレイ１６０に様々な入力信号を提供するように構成される。メモリユニット又は他のデータ記憶ユニットを介して、様々な輝度パターンをＣＰＵ１３０に記憶することができる。
【００２２】
センサ１２０は、シーンの明るさプロファイル及び光学特性を検出するように構成される。明るさプロファイルは、特定のシーンにおける相対的な入射光を表す。ＣＰＵ１３０は、シーンの明るさプロファイル及び特性に関するセンサ１２０からの入力を受け取る。ＣＰＵ１３０は、シーンの明るさプロファイルに関して、センサ１２０から受け取った入力に画像処理及びアルゴリズムを実行する。この情報に基づいて、ＣＰＵ１３０は、ＬＥＤアレイ１６０内のＬＥＤセグメント１６２の目標輝度を計算する。
【００２３】
ＣＰＵ１３０にはまた、所定の閾値率が設けられている。所定の閾値率は、隣接するＬＥＤセグメントの輝度と比較した、ＬＥＤアレイ内の単一のＬＥＤセグメントの相対輝度によって定義される。所定の閾値率は、広範囲のＬＥＤアレイのテスト及びデータに基づいて選択される。色誤差を最小限に抑えるために、所定の閾値率が選択される。図８及び図９は、以下により詳細に説明されるが、最適な所定の閾値率の決定に関する光学的シミュレーションデータを提供する。一実施形態によれば、所定の閾値率は、少なくとも３％であり、かつ５％未満である。より好ましい実施形態では、所定の閾値率は４％である。
【００２４】
ＣＰＵ１３０には所定の閾値率が与えられ、この所定の閾値率を用いて、検出された明るさプロファイルの所定の閾値率との比較に基づいて、ＬＥＤアレイ１６０内の特定のＬＥＤセグメント１６２を点灯すべきかどうかを決定する。ＣＰＵ１３０は、ＬＥＤアレイ１６０内の各個別のＬＥＤセグメント１６２に供給される電流を調整する。ドライバ１５０は、どのＬＥＤセグメント１６２を点灯するか、及びＬＥＤアレイ１６０内の各ＬＥＤセグメント１６２の相対光度に関して、入力信号をＬＥＤアレイ１６０に提供する。
【００２５】
一実施形態では、ＣＰＵ１３０には、外部ソース、即ち、デバイス１１０から外部のソースから所定の閾値率が提供される。例えば、一実施形態では、複数のＣＰＵは、複数のＬＥＤアレイを代表する特定のタイプのＬＥＤアレイがテストされ較正された後に、製造中にプログラムされる。複数のＬＥＤアレイの特性は、複数のＣＰＵのそれぞれに接続されたメモリに記憶される。ＬＥＤアレイの特性は、実験的に決定され、その後、メモリに記憶することができ、その結果、それらは、特定のＬＥＤアレイの特性に基づいて、特定の所定の閾値率でＬＥＤアレイを駆動させるために、ＣＰＵによって使用することができる。
【００２６】
入力デバイス１７０は、特定の所定の閾値率でデバイス１１０を符号化又はプログラムすることができる。一実施形態では、所定の閾値率は、特定のＬＥＤアレイ、特定のモデルのＬＥＤアレイ、特定のロットのＬＥＤアレイ、又はＬＥＤアレイの他のクラス若しくはサブセットに固有である。当業者は、ＬＥＤアレイの特性が、ダイ構造、ＬＥＤアレイ内の層の厚さ及び内容、及び他の要因に依存することを認識するであろう。当業者は、シーン内の光学系及び許容可能な色誤差が閾値率を変化させ得ることも認識するであろう。複数のデバイス１１０の組み立て中に、複数のデバイス１１０のそれぞれにインストールされている複数のＬＥＤアレイ１６０のために、単一の所定の閾値率を選択することができる。その後、入力デバイス１７０は、デバイス１１０内のそれぞれのＣＰＵ１３０を、所定の閾値率でプログラム又は符号化することができる。
【００２７】
別の実施形態では、デバイス１１０は、所定の閾値率を動的に決定することができる。一実施形態では、ＣＰＵ１３０は、所定の閾値率を決定するように構成された集積入力デバイス１７０を備える。この実施形態の入力デバイス１７０は、その場で、即ちユーザがデバイス１１０を操作している間、所定の閾値率を決定する。一実施形態では、アルゴリズムは、各ＬＥＤセグメントが経験する色誤差を決定し、近傍ＬＥＤセグメントの強度を反復的に加算する。所定のターゲットに従って色誤差が十分に低くなった後、閾値が決定される。このアルゴリズムは、複数のデバイスのユーザに提供することができ、又は、デバイスの製造中に実装することができる。
【００２８】
一実施形態では、所定の閾値率の動的な決定は、ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤセグメントによる色誤差経験を決定すること、及び、近傍ＬＥＤセグメントを繰り返しオンに切り替えることを要求する。色誤差が一旦十分に小さくなると、閾値は既知である。このアルゴリズムは、デバイス１１０のユーザに与えられ得るか、又は工場出荷時の較正として実行され得る。
【００２９】
所定の輝度閾値は特定のＬＥＤアレイについてテストされることができ、許容可能な色誤差を決定することができる。図８は、点灯している一次ＬＥＤセグメント（ｐ）を有する特定のＬＥＤアレイによって提供される照明についての色誤差と、点灯している近傍ＬＥＤセグメントを有する照明についての色誤差を示す。偽色プロットにおいて図８に示されるように、比較的許容可能な色誤差は青（ｂ）領域によって示され、一方、中程度に許容可能な色誤差は緑（ｇ）によって示され、許容不可能な色誤差は赤（ｒ）領域によって示される。図８の凡例は、概して、０．０９５〜０．１の値を有する色誤差については赤、０．０８５〜０．０９の値を有する色誤差についてはオレンジ、０．０７５〜０．０８の色値を有する誤差については黄、０．０５５〜０．０６の値を有する色誤差については黄緑、０．０４〜０．０４５の値を有する色誤差については緑、０．０２５〜０．０３の値を有する色誤差については青、０．０１５〜０．０２の値を有する色誤差については水色、０．０１〜０．０１５の値を有する色誤差については青、０〜０．００５の値を有する色誤差については紺を示す。中間の色合いは、ここでは明示的に特定されていない値で表される。色誤差を決定するために、いくつかのメトリックを使用することができる。ここで適用されるかかるメトリックの一つは、ｕ’、ｖ’空間における色差である。一実施形態では、色差は、次の計算によって定義することができる：
ｓｑｒｔ（（ｕ’−ｕ’ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）２＋（ｖ’−ｖ’ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）２）
ここで、ｕ’、ｖ‘は、色空間（Ｌ＊、ｕ＊、ｖ＊）における線源上の色座標であり、ｕ’ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ及びｖ’ｒｅｆｅｒｅｎｃｅは、目標色点である。これらの値は、当業者によれば、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって説明されるように理解される。
【００３０】
図８に示されるように、０％輝度閾値及び０％相対輝度値の近傍セグメントについて、画像の大部分は緑（ｇ）であり、プロットの外縁は赤（ｒ）であり、一次ＬＥＤセグメント（ｐ）は青（ｂ）である。輝度閾値がＹ軸上で１％まで増加すると、緑（ｇ）領域の相対的なサイズは減少し、プロットのより大きな部分は青（ｂ）である。輝度閾値が５％まで増加すると、プロットの大部分は青（ｂ）であり、緑（ｇ）の小さなハローが一次ＬＥＤセグメントの周囲（ｐ）に残る。最後に、輝度閾値が１０％まで増加すると、一次ＬＥＤセグメント（ｐ）の周囲にバンドを形成する小さな緑（ｇ）のハローが存在するだけであり、プロットの大部分は青（ｂ）である。この図は、最も高い色誤差が、この場合には小さな輝度に対してのみ存在するが、注意深い観察者に対しては依然として存在し（即ち、０％輝度閾値における緑色の領域）、目に見えることを示している。本開示は、低電流で近傍セグメントをスイッチオンすることにより、色誤差を中和する。この効果は、Ｘ軸に沿った結果によって示される。近傍セグメントの相対輝度値が２％まで増加すると、緑（ｇ）のパッチは画像の左側に残り、一次ＬＥＤセグメント（ｐ）の周囲の緑（ｇ）の円は、その周辺の青（ｂ）部分を含む。４％の相対輝度において、画像の左側の緑（ｇ）バンドは残るが、一次ＬＥＤセグメント（ｐ）の周囲の緑（ｇ）円は消え、一次ＬＥＤセグメント（ｐ）の周囲の領域の大部分は青（ｂ）である。最後に、８％の相対輝度で、緑（ｇ）バンドは画像の左側に残り、一次ＬＥＤセグメント（ｐ）の周囲の青色（ｂ）は、水色から水色−緑色に変わった。図８に示すように、４％の相対輝度は、最も小さい全体的な色誤差を有する。輝度の相対値は、図８のグラフからのデータに基づいて変化することができる。当業者であれば、このグラフは、特定の輝度パターンを有するＬＥＤアレイの１つのタイプに対するものであることを認識する。代替的なグラフは、ＬＥＤアレイ構造の特性に基づいて変化する、他のタイプのＬＥＤアレイ及び輝度パターンに対して生成することができる。
【００３１】
図９は、変化する近傍相対フラックス値に基づく画像の色変化とコントラストのグラフを示す。近傍相対フラックス値は、本明細書で使用される輝度率に対応する。近傍相対フラックスは、ＬＥＤアレイの１つのＬＥＤセグメントの輝度値を、ＬＥＤアレイの第２近傍ＬＥＤセグメントの輝度値と比較する。図９に示されるように、０％の近傍相対フラックスにおいて、色変化は０．０７２〜０．０７５の間であり、  コントラストは約９２％〜９４％である。近傍相対フラックスが２％に増加すると、色変化は約０．０５０〜０．０５２に低下し、コントラストは約８８％に低下する。近傍相対フラックスが４％に増加すると、色変化は減少し続けるが、０．０４５〜０．０４７付近まで低い速度であり、コントラストは着実に８５％付近まで減少する。近傍フラックスが６％に増加すると、色変化は約０．０４８〜０．０５０に増加し始め、コントラストは約８１％に減少し始める。結局、８％の近傍相対フラックスでは、色変化は約０．０５６〜０．０５８に増加し、コントラストは約７７％〜７８％に減少する。図９に示すように、近傍セグメントに電力を供給することによって色誤差は減少するが、コントラストは減少する。図８に示すように、コントラスト比は連続的に低下するが、色誤差は４％で最小を示す。特定のアプリケーションがコントラスト比又は色誤差に割り当てる特定の重みファクタに応じて、近傍に対する最良の相対フラックスを選択することができる。
【００３２】
一実施形態では、図７を参照すると、セグメント化されたＬＥＤアレイに対する色誤差補正の方法２００が提供される。方法２００によれば、初期照度パターンが測定又は捕捉される２１０。このステップは、概して、写真を撮ることを要求する。その後、写真はシーンの明るさプロファイルとして使用される。画像の目標明るさ以下の明るさレベルを有するシーン内の領域は、適応フラッシュ明るさプロファイルによって充填される。一実施形態では、このプロファイルは、既存の画像明るさの逆数（即ち、可能な限りフラッシュからの利用可能なフラックスに基づく）であり得る。次に、セグメント化されたＬＥＤアレイのＬＥＤセグメント当たりの目標輝度が計算され、これは、生成されるべきシーン内の前述の目標明るさプロファイルに対応する。この値は、本明細書に記載されるように、適応フラッシュアルゴリズムに従って決定される。
【００３３】
方法２００は、セグメント化されたＬＥＤアレイの隣接するＬＥＤセグメント間の輝度率を決定すること２３０を含む。輝度率は、一次ＬＥＤセグメントの一次輝度値の、隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントの二次輝度値に対する比率として定義される。方法２００は、輝度率を所定の閾値率と比較すること２４０を含む。この比較の結果に基づいて、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの輝度は、維持される２５０か又は変更される２６０。好ましい実施態様においては、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの輝度は、維持又は増加される。輝度率が所定の比率以上の場合、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は維持される２５０。輝度率が所定の率未満の場合、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は増加する２６０。一実施形態において、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は、輝度率が所定の閾値率に等しくなるまで、増加する。
【００３４】
一実施形態において、複数のＬＥＤセグメントを含むセグメント化されたＬＥＤアレイのための色誤差補正の方法であって、各ＬＥＤセグメントは、シーンの相関部分を照明するように選択的に制御されることができる。方法は、（ａ）初期輝度パターンを検出し、初期輝度パターンはシーンの明るさプロファイルを含み、（ｂ）セグメント化されたＬＥＤアレイのＬＥＤセグメント当たりの目標輝度を計算し、目標輝度は、シーン内で生成されるべき目標明るさプロファイルに相応し、（ｃ）目標輝度に基づいて輝度率を決定し、輝度率は、一次ＬＥＤセグメントの一次輝度値の、一次ＬＥＤセグメントに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントの二次輝度値に対する比率として定義され、（ｄ）輝度率を所定の閾値率と比較して、（ｉ）輝度率が所定の比率以上である場合、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は維持され、（ｉｉ）輝度率が所定の率未満である場合、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値は増加される。
【００３５】
一実施形態において、セグメント化されたＬＥＤアレイの色誤差補正のためのシステムが開示されている。システムは、輝度パターンを検出するように構成されたユーザインタフェースと、シーンの相関部分を照明するために個別に制御可能なＬＥＤセグメントを含むセグメント化されたＬＥＤアレイと、輝度パターン及び所定の閾値率を受信するように構成されたＣＰＵであって、ＣＰＵは、所定の閾値率を輝度率と比較するように構成されており、輝度率は、輝度パターンに基づいており、一次ＬＥＤセグメントに隣接する少なくとも１つの隣接ＬＥＤセグメントの二次輝度値と比較した一次ＬＥＤセグメントの一次輝度値として定義される、ＣＰＵと、セグメント化されたＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤセグメントを選択的に照明するように構成され、所定の閾値率の輝度率との比較に基づいて、セグメント化されたＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤセグメントに様々な入力信号を提供するように構成されたドライバと、を有し、ＣＰＵは、輝度率が前記所定の閾値率に等しくなるまで、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの二次輝度値を増加させるために、ドライバに入力信号を送信する。
【００３６】
ＬＥＤアレイシステムのための本明細書に記載される非限定的な方法及び実施形態及びＬＥＤアレイシステムのための色誤差を補正する方法は、特許請求の範囲の趣旨及び範囲内にとどまりながら、種々の用途及び使用のために修正されてもよい。本明細書に記載されている、及び／又は図面に示されている実施形態及び変形例は、単なる例示として示されており、範囲及び精神を制限するものではない。本明細書に記載される説明は、本明細書に記載される方法及びシステムの全ての実装に適用可能であるが、特定の実装に関して説明することができる。
【００３７】
本明細書に記載されるように、本明細書に記載される方法は、いずれかの特定の（複数の）機能を実施する任意の特定の（複数の）要素に限定されず、提示される方法のいくつかのステップは、必ずしも示される順序で生じる必要はない。例えば、いくつかの場合には、２つ以上の方法ステップが異なる順序で、又は同時に起こり得る。さらに、記載された方法のいくつかのステップは、（たとえ明示的に記載されていなくても、任意であっても）任意であり得、したがって、省略され得る。本明細書に開示される方法のこれら及び他の変形は、特に、本明細書に記載される発光デバイスにおいて層を成長させるためにスパッタリング堆積を使用する方法の説明を考慮して、容易に明らかとなり、本発明の全範囲内であると考えられる。
【００３８】
いくつかの実装のいくつかのフィーチャは、他の実装と共に省略又は実装され得る。本明細書に記載されるデバイス要素及び方法要素は、交換可能であり得、本明細書に記載される実施例又は実装のいずれかにおいて使用されてもよく、又は省略されてもよい。
【００３９】
複数のフィーチャ及び要素は、特定の組み合わせで上述されているが、各フィーチャ又は要素は、他のフィーチャ及び要素なしで単独で、又は他のフィーチャ及び要素と共に、又は他のフィーチャ及び要素なしで、種々の組み合わせで、使用され得る。
【図１】
2021504892.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月15日(2020.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別に制御可能な発光ダイオードセグメント（ＬＥＤセグメント）を含むセグメント化された発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）と、
少なくとも１つのプロセッサであって、
特定の輝度パターンを受信し、
前記輝度パターンから、前記ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤセグメントに対する輝度率を決定し、前記輝度率は、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの輝度値と比較した前記ＬＥＤセグメントのうちの各々の輝度値を表し、さらに、
前記輝度率を特定の閾値率と比較する、
ように構成されたプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたドライバであって、前記ドライバは、前記特定の閾値率と前記輝度率の比較に基づいて、前記ＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤセグメントに選択的に給電するように構成されている、ドライバと、を有する
システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのプロセッサはさらに、前記ＬＥＤアレイ内の第１ＬＥＤセグメントについて、前記第１ＬＥＤセグメントの輝度率が前記特定の閾値率に等しくなるまで、前記第１ＬＥＤセグメントに隣接するＬＥＤセグメントの輝度値を増加させるように、信号を前記ドライバに送信するように構成されている、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも一つのプロセッサはさらに、前記特定の閾値率を動的に決定するように構成されている、
請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記特定の閾値率は、不変である、
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記ＬＥＤアレイの第１ＬＥＤセグメントについて、
前記第１ＬＥＤセグメントは、第１輝度値を有するように構成されており、
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、前記第１輝度値の約３％と前記第１輝度値の５％との間の輝度値を有するように構成されている、
請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記ＬＥＤアレイの第１ＬＥＤセグメントについて、
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに直接隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、第１輝度値を有するように構成されており、
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに斜めに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、前記第１輝度値の約４０％と前記第１輝度値の６０％との間の輝度値を有するように構成されている、
請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記ＬＥＤアレイは、
青色光を生成するように構成されたダイ層と、
前記青色光の少なくとも一部を吸収して、蛍光体変換光を発するように構成された蛍光体層と、
前記青色光が前記ダイ層から前記蛍光体層までサファイア層を通って伝播するように、前記ダイ層と前記蛍光体層との間に配置されたサファイア層と、を有する、
請求項１記載のシステム。
【請求項８】
適応照明のためのパラメータの選択を受け入れることによって、前記輝度パターンを特定するように構成されたユーザインタフェースをさらに有する、
請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記輝度パターンを特定するように構成されたユーザインタフェースをさらに有し、
前記ユーザインタフェースは、シーンの輝度パターンを検出するように構成された光学センサを含む、
請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記シーン上に前記ＬＥＤアレイの画像を形成するように構成されたレンズをさらに有する、
請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
個別に制御可能な発光ダイオードセグメントを含むセグメント化されたＬＥＤアレイと、
少なくとも１つのプロセッサであって、
前記ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤセグメントについて、初期輝度パターンに基づいて目標輝度を計算し、
前記ＬＥＤアレイの各ＬＥＤセグメントについて、前記目標輝度に基づいて輝度率を決定し、前記輝度率は、第１ＬＥＤセグメントについて、第１ＬＥＤセグメントの一次輝度値の、前記第１ＬＥＤセグメントに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントの二次輝度値に対する比率として定義され、
前記ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤセグメントについて、前記輝度率を特定の閾値率と比較し、
前記初期輝度パターン及び前記輝度率の前記特定の閾値率との前記の比較に基づいて、変更された輝度パターンを決定し、したがって、
前記変更された輝度パターンは、輝度率が前記特定の閾値率以上のＬＥＤセグメントについての初期輝度パターンと同じに設定され、
前記変更された輝度パターンは、輝度率が前記特定の閾値率未満のＬＥＤセグメントについての前記初期輝度パターンをこえて増加する、
ように構成されたプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたドライバであって、前記変更された輝度パターンに基づいて、前記ＬＥＤアレイ内の前記ＬＥＤセグメントに選択的に給電するように構成されたドライバと、を有する
システム。
【請求項１２】
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントについて、前記少なくとも１つのプロセッサッはさらに、前記輝度率が前記特定の閾値率と等しくなるまで、前記初期輝度パターンを増加させることによって、前記変更された輝度パターンを形成するように構成されている、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記特定の閾値率は、約３％と約５％との間にある。
請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記特定の閾値率は、約４％である、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＬＥＤアレイは、
青色光を生成するように構成されたダイ層と、
前記青色光の少なくとも一部を吸収して、蛍光体変換光を発するように構成された蛍光体層と、
前記青色光が前記ダイ層から前記蛍光体層までサファイア層を通って伝播するように、前記ダイ層と前記蛍光体層との間に配置されたサファイア層と、を有する、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＬＥＤアレイは、２×１アレイに配置されたＬＥＤセグメントを含む、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＬＥＤアレイは、３×３アレイに配置されたＬＥＤセグメントを含む、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１８】
前記ＬＥＤアレイの第１ＬＥＤセグメントについて、
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに直接隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、第１輝度値を有するように構成されており、
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに斜めに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、前記第１輝度値の約４０％と前記第１輝度値の６０％との間の輝度値を有するように構成されている、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１９】
周囲照明下のシーンの輝度パターンを検出するように構成された光学センサと、
前記シーンの部分をそれぞれ選択的に照明するように構成された、個別に制御可能な発光ダイオードセグメントを含むセグメント化されたＬＥＤアレイと、
少なくとも１つのプロセッサであって、
前記輝度パターンを受信し、
前記輝度パターンから、前記ＬＥＤアレイ内の各ＬＥＤセグメントに対する輝度率を決定し、前記輝度率は、少なくとも１つの隣接するＬＥＤセグメントの輝度値と比較した前記ＬＥＤセグメントのうちの各々の輝度値を表し、
特定の閾値率と前記輝度率を比較する、
ように構成されたプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたドライバであって、前記ドライバは、前記特定の閾値率と前記輝度率の比較に基づいて、前記ＬＥＤアレイ内の個別のＬＥＤセグメントに選択的に給電するように構成されている、ドライバと、を有する
システム。
【請求項２０】
前記ＬＥＤアレイの第１ＬＥＤセグメントについて、
前記第１ＬＥＤセグメントは、第１輝度値を有するように構成されており、
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに直接隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、前記第１輝度値の約３％と前記第１輝度値の５％との間の第２輝度値を有するように構成されており、さらに
前記ＬＥＤアレイ内の前記第１ＬＥＤセグメントに斜めに隣接する少なくとも１つのＬＥＤセグメントは、前記第２輝度値の約４０％と前記第２輝度値の６０％との間の第３輝度値を有するように構成されている、
請求項１９記載のシステム。
【国際調査報告】
2021504892.tif 000012
2021504892.tif 000013