(57)【要約】ウェアラブルデバイスを較正するための方法は、ウェアラブルデバイスを使用して、３つの原色毎に複数のピクセルを伴う画像を表示するステップと、複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定するステップとを含む。本方法は、複数のピクセルのサブセットを選択し、グリッド点のグループを形成するステップと、画像をタイル領域のグループに分割するステップであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ステップとを含む。グリッドＸＹＺ値が、対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均するステップに基づいて、グリッド点毎に決定され、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列が、グリッド点毎に決定される。本方法はまた、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、グリッドに関するグリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、グリッド点毎に補正行列を決定するステップを含む。
2021532417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェアラブルデバイスを較正するための方法であって、前記方法は、
前記ウェアラブルデバイスを使用して、３つの原色毎に複数のピクセルを伴う画像を表示することと、
前記複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定することと、
前記複数のピクセルのサブセットを選択し、グリッド点のグループを形成することと、
前記画像をタイル領域のグループに分割することであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ことと、
対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均することに基づいて、グリッド点毎に、グリッドＸＹＺ値を決定することと、
グリッド点毎に、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定することと、
ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、前記グリッド点に関する前記グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、グリッド点毎に、補正行列を決定することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記グリッド点に関する前記補正行列を使用して、グリッド点であるピクセル毎に、補正行列を形成することと、
隣接するグリッド点の補正行列からの補間によって、グリッド点ではないピクセル毎に、補正行列を形成することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補間は、双線形補間を使用して実施される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記補間は、重心補間を使用して実施される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツに関するピクセル毎に、色値を受信することと、
ピクセル毎に、前記補正行列を受信された色値に適用し、補正された色値を生成することと、
前記意図されるコンテンツを表示するために、前記補正された色値を前記ウェアラブルデバイスに送信することと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
受信された色値を線形化することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ガンマを補正された色値に適用することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
補正された色値をスケーリングダウンすることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツに関するピクセル毎に、色値を受信することと、
グリッド点毎に、前記補正行列を受信された色値に適用し、前記グリッド点に関する新しい色値を生成することと、
隣接するグリッド点に関する新しい色値から補間することによって、グリッド点ではないピクセル毎に、新しい色値を生成することと、
前記意図されるコンテンツを表示するために、前記新しい色値を前記ウェアラブルデバイスに送信することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定することは、デジタルカメラを使用して、ＲＧＢ値を捕捉し、前記ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定することは、分光放射計を使用して、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を捕捉することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ウェアラブルデバイスを較正するための方法であって、
ウェアラブルディスプレイデバイスによって、３つの原色毎に、画像を表示することと、
デジタルカラーカメラを使用して、前記画像をＭ×Ｎ個のピクセル内に捕捉することであって、ＭおよびＮは、整数であり、前記デジタルカラーカメラは、ピクセル毎に、ＲＧＢ値を提供する、ことと、
ＲＧＢ値を対応するＸＹＺ値に変換するカメラ変換行列を使用して、前記画像のピクセル毎に、前記ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換することと、
Ｋ×Ｌ個のグリッド点を前記Ｍ×Ｎ個のピクセルから選択することであって、ＫおよびＬは、ＭおよびＮより小さい整数である、ことと、
前記画像をＫ×Ｌタイル領域に分割することであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ことと、
対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均することに基づいて、グリッド点毎に、グリッドＸＹＺ値を決定することと、
グリッド点毎に、前記グリッド点におけるＲＧＢ値を前記グリッド点のＸＹＺ値に変換するグリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定することと、
ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、前記ピクセルに関して前記グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、ピクセル毎に、補正行列を決定することと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記補正行列は、補正されたディスプレイ−ＲＧＢ色値を前記ウェアラブルデバイスに提供するように構成されるｓＲＧＢ／ディスプレイ−ＲＧＢ補正行列である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信することと、
前記ピクセルがグリッド点であるかどうかを決定することと、
前記ピクセルがグリッド点である場合、前記グリッド点に関する前記補正行列を前記ピクセルに関するピクセル補正行列として使用することと、
前記ピクセルが、グリッド点ではない場合、
隣接するグリッド点における補正行列からの補間によって、前記ピクセルに関するピクセル補正行列を決定することであって、前記補正行列の各行列要素は、隣接するグリッド点における補正行列内の対応する行列要素から補間される、ことと、
前記ピクセルに関する前記ピクセル補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成することと、
前記意図されるコンテンツを表示するために、前記新しい色値を前記ウェアラブルデバイスに送信することと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記補間は、双線形補間を使用して実施される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記補間は、重心補間を使用して実施される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
受信された色値を線形化することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
ガンマを前記新しい色値に適用することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記新しい色値をスケーリングダウンすることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
ウェアラブルディスプレイデバイスを較正するためのシステムであって、前記システムは、
前記ウェアラブルディスプレイデバイスによって表示される画像を捕捉するように配置されるデジタルカラーカメラであって、前記デジタルカラーカメラは、前記画像の複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値を提供するように構成される、デジタルカラーカメラと、
第１のプロセッサであって、前記第１のプロセッサは、
前記デジタルカラーカメラによって提供されるＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換することと、
前記複数のピクセルのサブセットを選択し、グリッド点のグループを形成することと、
前記画像をタイル領域のグループに分割することであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ことと、
対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均することに基づいて、グリッド点毎に、グリッドＸＹＺ値を決定することと、
グリッド点毎に、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定することと、
ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、前記ピクセルに関する前記グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、グリッド点毎に、補正行列を決定することと
を行うように構成される、第１のプロセッサと
を備える、システム。
【請求項２１】
前記システムはさらに、隣接するグリッド点の補正行列からの補間によって、グリッド点ではないピクセル毎に、補正行列を形成するように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記システムはさらに、
標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信することと、
前記グリッド点に関するピクセル補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成することと、
前記意図されるコンテンツを表示するために、前記新しい色値を前記ウェアラブルディスプレイデバイスに送信することと
を行うように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
ウェアラブルデバイスを較正するための方法であって、前記方法は、
前記ウェアラブルデバイスを使用して、３つの原色毎に複数のピクセルを伴う画像を表示することと、
前記複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定することと、
ピクセル毎に、ピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定することと、
ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、前記ピクセルに関する前記ピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、ピクセル毎に、補正行列を決定することと、
標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツに関するピクセル毎に、色値を受信することと、
ピクセル毎に、前記補正行列を受信された色値に適用し、補正された色値を生成することと、
前記意図されるコンテンツを表示するために、前記補正された色値を前記ウェアラブルデバイスに送信することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、その内容が、あらゆる目的のために、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１８年８月３日に出願され、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＳＵＢＧＲＩＤ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  Ａ  ＤＩＳＰＬＡＹ  ＤＥＶＩＣＥ」と題された、米国仮特許出願第６２／７１４，５０２号の優先権の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、いわゆる「仮想現実」または「拡張現実」体験のためのシステムの開発を促進しており、デジタル的に再現された画像またはその一部が、現実であるように見える、またはそのように知覚され得る様式で、視認者に提示される。仮想現実（ＶＲ）シナリオは、典型的には、他の実際の実世界の視覚的入力に対する透過性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う。拡張現実（ＡＲ）シナリオは、典型的には、視認者の周囲の実際の世界の可視化に対する拡張としてのデジタルまたは仮想画像情報の提示を伴う。
【０００３】
これらのディスプレイ技術において成された進歩にもかかわらず、当技術分野において、拡張現実システム、特に、ディスプレイシステムに関連する、改良された方法、システム、およびデバイスの必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、概して、拡張現実システム、特に、ディスプレイシステムを対象とする。本発明のいくつかの実施形態は、ＶＲまたはＡＲデバイス内のウェアラブルディスプレイの較正を対象とする。本明細書に説明されるように、サブグリッド分析が、いくつかの実施形態では、導波管ディスプレイを横断して色度均一性を改良するために利用される。
【０００５】
いくつかの実施形態によると、ウェアラブルデバイスを較正するための方法は、ウェアラブルデバイスを使用して、３つの原色毎に複数のピクセルを伴う画像を表示するステップと、複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定するステップとを含む。本方法は、複数のピクセルのサブセットを選択し、グリッド点のグループを形成するステップと、画像をタイル領域のグループに分割するステップであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ステップとを含む。グリッドＸＹＺ値が、対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均するステップに基づいて、グリッド点毎に決定され、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ（ＲＧＢ−ｔｏ−ＸＹＺ）変換行列が、グリッド点毎に決定される。本方法はまた、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列（ｓＲＧＢ−ｔｏ−ＸＹＺ）と、グリッドに関するグリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、グリッド点毎に補正行列を決定するステップを含む。
【０００６】
上記の方法のいくつかの実施形態では、本方法はまた、グリッド点に関する補正行列を使用して、グリッド点であるピクセル毎に、補正行列を形成するステップと、隣接するグリッド点の補正行列からの補間によって、グリッド点ではないピクセル毎に、補正行列を形成するステップとを含む。いくつかの実施形態では、補間は、双線形補間を使用して実施される。代替実施形態では、補間は、重心補間を使用して実施される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信するステップと、ピクセル毎に、補正行列を受信された色値に適用し、補正された色値を生成するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補正された色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとを含む。
【０００８】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、ガンマを補正された色値に適用するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はまた、補正された色値をスケーリングダウンし、強度均一性を改良するステップを含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、本方法は、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信するステップと、グリッド点毎に、補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成するステップと、隣接するグリッド点に関する新しい色値を使用して、ピクセル毎に、ピクセル色値を補間するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補間される新しい色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとを含むことができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定するステップは、デジタルカメラを使用して、ＲＧＢ値を捕捉し、ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換するステップを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定するステップは、分光放射計を使用して、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を捕捉するステップを含む。
【００１２】
上記の方法のいくつかの実施形態では、本方法は、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信するステップと、グリッド点毎に、補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成するステップと、ピクセル毎に、隣接するグリッド点に関する新しい色値を使用して、ピクセル色値を補間するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補間された新しい色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとを含むことができる。
【００１３】
いくつかの実施形態によると、ウェアラブルデバイスを較正するための方法は、ウェアラブルディスプレイデバイスによって、３つの原色毎に、画像を表示するステップと、デジタルカラーカメラを使用して、画像をＭ×Ｎ個のピクセル内に捕捉するステップであって、ＭおよびＮは、整数であって、デジタルカラーカメラは、ピクセル毎に、ＲＧＢ値を提供する、ステップを含む。本方法はまた、ＲＧＢ値を対応するＸＹＺ値に変換する、カメラ変換行列を使用して、画像のピクセル毎に、ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換するステップを含む。本方法はまた、Ｋ×Ｌ個のグリッド点をＭ×Ｎ個のピクセルから選択するステップであって、ＫおよびＬは、ＭおよびＮより小さい整数である、ステップと、画像をＫ×Ｌタイル領域に分割するステップであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ステップとを含む。本方法はさらに、対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均するステップに基づいて、グリッド点毎に、グリッドＸＹＺ値を決定するステップと、グリッド点毎に、グリッド点におけるＲＧＢ値をグリッド点のＸＹＺ値に変換する、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定するステップとを含む。本方法はまた、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、ピクセルに関してグリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、ピクセル毎に、補正行列を決定するステップを含む。
【００１４】
本方法のいくつかの実施形態では、補正行列は、補正されたディスプレイ−ＲＧＢ色値をウェアラブルデバイスに提供するように構成される、ｓＲＧＢ／ディスプレイ−ＲＧＢ補正行列である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信するステップと、ピクセルがグリッド点であるかどうかを決定するステップとを含む。ピクセルが、グリッド点である場合、グリッド点に関する補正行列は、ピクセルに関するピクセル補正行列として使用される。ピクセルが、グリッド点ではない場合、ピクセルに関するピクセル補正行列は、隣接するグリッド点における補正行列からの補間によって決定され、補正行列の各行列要素は、隣接するグリッド点における補正行列内の対応する行列要素から補間される。本方法はさらに、ピクセル点に関するピクセル補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補正された色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとを含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、補間は、双線形補間を使用して実施される。いくつかの実施形態では、補間は、重心補間を使用して実施される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、本方法はまた、受信された色値を線形化するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はまた、ガンマを新しい色値に適用するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はまた、グリッド点色値をスケーリングダウンし、強度均一性を改良するステップを含む。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態によると、ウェアラブルディスプレイデバイスを較正するためのシステムは、ウェアラブルディスプレイデバイスによって画像ディスプレイを捕捉するように配置される、デジタルカラーカメラを含む。デジタルカラーカメラは、画像の複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値を提供するように構成される。本システムはまた、カメラによって提供されるＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換するための第１のプロセッサを有する。第１のプロセッサはまた、複数のピクセルのサブセットを選択し、グリッド点のグループを形成するステップと、画像をタイル領域のグループに分割するステップであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ステップとのために構成される。第１のプロセッサはまた、対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均するステップに基づいて、グリッド点毎に、グリッドＸＹＺ値を決定するステップと、グリッド点毎に、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定するステップとのために構成される。さらに、第１のプロセッサは、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、ピクセルに関してグリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、ピクセル毎に、補正行列を決定するステップのために構成される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本システムはさらに、隣接するグリッド点の補正行列からの補間によって、グリッド点ではないピクセル毎に、補正行列を形成するように構成される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、本システムはさらに、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信するステップと、グリッド点に関するピクセル補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補正された色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとのために構成される。
【００２１】
いくつかの実施形態によると、ウェアラブルデバイスを較正するための方法は、ウェアラブルデバイスを使用して、３つの原色毎に複数のピクセルを伴う画像を表示するステップと、複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定するステップとを含むことができる。本方法は、ピクセル毎に、ピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定するステップを含む。さらに、本方法は、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、ピクセルに関するピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、ピクセル毎に、補正行列を決定することができる。補正をディスプレイに適用するために、本方法は、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツに関するピクセル毎に、色値を受信するステップと、ピクセル毎に、補正行列を受信された色値に適用し、補正された色値を生成するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補正された色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとを含む。
【００２２】
例えば、いくつかの実施形態では、ウェアラブルデバイスを較正するための方法は、ウェアラブルデバイスを使用して、３つの原色毎に複数のピクセルを伴う画像を表示するステップと、複数のピクセル毎に、ＲＧＢ値およびＸＹＺ値を決定するステップとを含むことができる。本方法は、ピクセル毎に、ピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列を決定するステップを含む。さらに、本方法は、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、ピクセルに関するピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列の逆行列とを乗算することによって、ピクセル毎に、補正行列を決定することができる。補正をディスプレイに適用するために、本方法は、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツに関するピクセル毎に、色値を受信するステップと、ピクセル毎に、補正行列を受信された色値に適用し、補正された色値を生成するステップと、意図されるコンテンツを表示するために、補正された色値をウェアラブルデバイスに送信するステップとを含む。
【００２３】
従来の技法に優る多数の利点が、本発明の方法によって達成される。例えば、本発明の実施形態は、低コストデジタルカラーカメラを使用して、ウェアラブルディスプレイデバイスを較正するための、方法およびシステムを提供する。本発明の実施形態は、デジタルカメラ特有ＲＧＢ色空間からＣＩＥ  ＸＹＺ色空間への変換モデルを決定するための、方法およびシステムを提供する。変換モデルは、次いで、仮想画像の絶対色度および輝度を測定するために、デジタルカラーカメラに適用されることができる。較正された低コストデジタルカメラは、多数のウェアラブルディスプレイデバイスの較正のために、大量生産環境において使用されることができる。さらに、本発明の実施形態は、導波管ディスプレイを横断して色度均一性を改良するために、サブグリッド分析のための方法およびシステムを提供する。さらに、グリッド毎補正の複雑性およびコストを低減させ得る、画像タイル化技法が、提供される。
【００２４】
本発明のこれらおよび他の実施形態は、その利点および特徴の多くとともに、下記のテキストおよび添付の図と併せて、さらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、いくつかの実施形態による、例示的拡張現実眼鏡の斜視図である。
【００２６】
【図２】図２は、いくつかの実施形態による、例示的拡張現実眼鏡の上面図である。
【００２７】
【図３】図３は、本発明のいくつかの実施形態による、デジタルまたは仮想画像を視認者に提示するために使用され得る、視認光学系アセンブリ（ＶＯＡ）内の光経路を図示する、概略図である。
【００２８】
【図４Ａ】図４Ａは、ＣＩＥ１９３１色空間色度略図を図示する、略図である。
【００２９】
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、ウェアラブルデバイスを較正するための方法を図示する、簡略化された概略図である。
【００３０】
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ウェアラブルデバイスを較正するためのシステムを図示する、簡略化された概略図である。
【００３１】
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の別の実施形態による、ウェアラブルデバイスを較正するためのシステムを図示する、簡略化された概略図である。
【００３２】
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、デジタルカラーカメラを特性評価するためのシステムを図示する、簡略化されたブロック図である。
【００３３】
【図６】図６は、本発明のいくつかの実施形態による、ウェアラブルデバイスの色較正を実施するための方法を図示する、フローチャートである。
【００３４】
【図７Ａ】図７Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイ画像野内のピクセルを図示する、簡略化された略図である。
【００３５】
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイ画像野内のタイル状領域を図示する、簡略化された略図である。
【００３６】
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイ画像野の一部を図示する、簡略化された略図である。
【００３７】
【図８】図８は、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイデバイスを較正する方法を図示する、フローチャートである。
【００３８】
【図９】図９は、本発明のいくつかの実施形態による、グリッド点ではないピクセル点に関する補正行列の補間を図示する、簡略化された略図である。
【００３９】
【図１０】図１０および１１は、本発明のいくつかの実施形態による、上記に説明される方法を使用した較正結果の実施例を図示する、略図である。
【図１１】図１０および１１は、本発明のいくつかの実施形態による、上記に説明される方法を使用した較正結果の実施例を図示する、略図である。
【００４０】
【図１２】図１２は、本明細書に説明される実施形態による、コンピュータシステムを図示する、簡略化された概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施形態は、ウェアラブルディスプレイデバイスの較正において使用するためのデジタルカメラの特性評価を対象とする。
【００４２】
本来のモードで動作される、ディスプレイは、意図される色を示さない場合がある。典型的には、本デバイスは、赤色、緑色、および青色の３つのチャネルまたは原色を使用して、色を出力し得る。しかし、それらのチャネルのために使用される、３つの原色が、標的色空間（例えば、ｓＲＧＢ）によって使用されるものと異なり得るため、ディスプレイデバイスは、通常、３×３行列を有し、デバイスに送信されると、元々意図される色を出力するであろうように、ディスプレイの赤色、緑色、および青色のために、３つのｓＲＧＢ値を３つの数に色度的に変換する。ディスプレイデバイス内で使用されるＬＥＤは、光学系を通したそのスペクトル通過後、標的の色空間のものと異なる原色だけではなく、色度（ｘ，ｙ）および強度（Ｙ）の両方における色偏移も有し、ディスプレイ上の場所に応じて、色変化を変動させ得る。例えば、ウェアラブルデバイスによって表示される色は、非均一であり得る。例えば、導波管ディスプレイを含む、ウェアラブルデバイスでは、光学コンポーネントは、色スペクトルを狭め、および／または色スペクトルを偏移させ得る。さらに、色偏移は、ユーザのこめかみ側から鼻側でも生じ得る。色変動はまた、他の要因によっても生じ得る。したがって、ピクセル毎に、較正および補正を適用し、視野にわたって均一出力色を取得することが望ましい。
【００４３】
図１は、いくつかの実施形態による、例示的ウェアラブルディスプレイデバイス１００の斜視図である。本実施例では、ウェアラブルディスプレイデバイス１００は、一対の拡張現実眼鏡であることができる。図１に示されるように、ウェアラブルディスプレイデバイス１００は、左導波管接眼レンズ１２０Ｌおよび右導波管接眼レンズ１２０Ｒを支持する、フレーム１１０を含むことができる。各導波管接眼レンズ１２０Ｌおよび１２０Ｒは、入力結合格子（ＩＣＧ）１２１と、直交瞳エクスパンダ（ＯＰＥ）１２２と、射出瞳エクスパンダ（ＥＰＥ）１２３とを含むことができる。入力結合格子は、入力結合ポートとも称される。入力結合格子（ＩＣＧ）１２１、直交瞳エクスパンダ（ＯＰＥ）１２２、および射出瞳エクスパンダ（ＥＰＥ）１２３は、好適な回折光学要素（ＤＯＥ）であることができる。例えば、それらは、光学導波管上に形成される、格子の形態をとることができる。ある実施形態によると、接眼レンズ毎に、単一導波管を提供するのではなく、各接眼レンズは、異なる色に関して、かつ異なる屈折力ＥＰＥを伴って、複数の光学導波管のスタックを有することができる。ＥＰＥは、ユーザの眼位置１３０から視認され得る、画像を投影するように構成される。
【００４４】
図１では、画像光または走査光ビームであり得る、入射光が、各接眼レンズ１２０Ｌ、１２０ＲのＩＣＧ（１２１）上に入射することができる。各ＩＣＧ１２１は、入射光を、ＯＰＥ領域１２２に向かう方向に伝搬する、誘導モードに結合する。接眼レンズは、全内部反射（ＴＩＲ）によって、画像光を伝搬する。各接眼レンズ１２０Ｌ、１２０ＲのＯＰＥ領域１２２はまた、接眼レンズ１２０Ｌ、１２０Ｒ内を伝搬する画像光の一部を結合し、ＥＰＥ領域１２３に向かって再指向する、回折要素を含むことができる。ＥＰＥ領域１２３は、各接眼レンズ１２０Ｌ、１２０Ｒ内を伝搬する光の一部を結合し、接眼レンズ層１２０の平面から外向き方向に視認者の眼位置１３０に向かって指向する、回折要素を含む。本方式では、画像が、視認者によって視認され得る。
【００４５】
入射光は、３つの原色、すなわち、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、および赤色（Ｒ）における光を含み得る。
【００４６】
いくつかの用途では、接眼レンズは、２自由度で走査される、コリメートされた光を受け取ることができる。各瞬間入射角（または入射角の小範囲）は、角度的に定義されたピクセルに対応する。いくつかの実施形態では、光は、仮想オブジェクトをシミュレートするように構成されることができ、これは、ある距離に、例えば、視認者から０．５メートル〜１メートル離れてあるように現れることができる。
【００４７】
図２は、いくつかの実施形態による、例示的ウェアラブルディスプレイデバイス２００の上面図である。本実施例では、ウェアラブルディスプレイデバイス２００は、一対の拡張現実眼鏡であることができる。図２に示されるように、ウェアラブルディスプレイデバイス２００は、フレーム２１０と、接眼レンズ２２０とを含むことができる。各接眼レンズは、図１における接眼レンズ１２０Ｌおよび１２０Ｒに類似することができ、ＩＣＧと、ＯＰＥと、ＥＰＥとを含むことができるが、これらは、上面図では不可視である。ウェアラブルディスプレイデバイス２００はまた、スキャナ筐体２３０を含むことができ、これは、入射光源からの仮想画像を形成する（例えば、無限遠に）ための走査ミラーを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＩＣＧは、光を受光するための入力ポートとして使用される。接眼レンズによって形成される画像は、ユーザの眼位置２４０から視認されることができる。拡張現実眼鏡はまた、左および右スピーカ２５０と、カメラ２６０とを有することができる。
【００４８】
上記に説明されるように、入射光は、３つの原色、すなわち、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、および赤色（Ｒ）における光を含み得る。いくつかの実施形態では、入射光内の光ビームは、光学コンバイナ内で組み合わせられる。ＶＲおよびＡＲ用途のためのウェアラブルデバイスに関して、システム内の光学コンバイナは、コンパクトかつ軽量であることが望ましい。
【００４９】
図３は、本発明のいくつかの実施形態による、デジタルまたは仮想画像を視認者に提示するために使用され得る、視認光学系アセンブリ（ＶＯＡ）内の光経路を図式的に図示する。ＶＯＡは、プロジェクタ３０１と、視認者の眼の周囲に装着され得る、接眼レンズ３００とを含む。いくつかの実施形態では、プロジェクタ３０１は、赤色ＬＥＤのグループと、緑色ＬＥＤのグループと、青色ＬＥＤのグループとを含んでもよい。例えば、プロジェクタ３０１は、実施形態によると、２つの赤色ＬＥＤと、２つの緑色ＬＥＤと、２つの青色ＬＥＤとを含んでもよい。接眼レンズ３００は、１つ以上の接眼レンズ層を含んでもよい。プロジェクタ３０１はまた、ＬＣＯＳ（シリコン上液晶）−ＳＬＭ（空間光変調器）と反射性コリメータおよびプロジェクタ中継等の種々の光学要素とを含むことができる。一実施形態では、接眼レンズ３００は、３つの接眼レンズ層、すなわち、３つの原色、赤色、緑色、および青色毎に１つの接眼レンズ層を含む。別の実施形態では、接眼レンズ３００は、６つの接眼レンズ層、すなわち、仮想画像を１つの深度平面に形成するために構成される、３つの原色毎に１セットの接眼レンズ層と、仮想画像を別の深度平面に形成するために構成される、３つの原色毎に別のセットの接眼レンズ層とを含んでもよい。他の実施形態では、接眼レンズ３００は、３つ以上の異なる深度平面のために、３つの原色毎に、３つ以上の接眼レンズ層を含んでもよい。各接眼レンズ層は、平面導波管層を備え、内部結合格子３０７と、直交瞳エクスパンダ（ＯＰＥ）領域３０８と、射出瞳エクスパンダ（ＥＰＥ）領域３０９とを含んでもよい。
【００５０】
依然として図３を参照すると、プロジェクタ３０１は、画像光を接眼レンズ３００内の内部結合格子３０７上に投影する。内部結合格子３０７は、プロジェクタ３０１からの画像光を平面導波管層の中に結合し、ＯＰＥ領域３０８に向かう方向に伝搬させる。導波管層は、全内部反射（ＴＩＲ）によって、画像光を水平方向に伝搬する。接眼レンズ３００のＯＰＥ領域３０８はまた、導波管層内を伝搬する画像光の一部を結合し、ＥＰＥ領域３０９に向かって再指向する、回折要素を含む。ＥＰＥ領域３０９は、導波管層内を伝搬する画像光の一部を結合し、接眼レンズ３００の平面と略垂直な方向に視認者の眼３０２に向かって指向する、回折要素を含む。本方式では、プロジェクタ３０１によって投影された画像が、視認者の眼３０２によって視認され得る。
【００５１】
上記に説明されるように、プロジェクタによって生成された画像光は、３つの原色、すなわち、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、および赤色（Ｒ）における光を含み得る。そのような画像光は、各構成色における画像光が接眼レンズ内の個別の導波管層に結合され得るように、構成色に分離されることができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、ウェアラブルデバイスによって表示される色は、眼位置における眼プロキシカメラを用いて、ウェアラブル出力を測定することによって、較正され、標的ディスプレイ値と比較されることができる。測定は、より大きいＦＯＶ（視野）で行われることができ、カメラのほぼ完全ＦＯＶであることができる。デジタルカラーカメラは、ＲＧＢ空間内の色を測定する。色のヒト知覚を表すために、カメラのＲＧＢ空間内のデータは、カメラのＲＧＢ空間から、例えば、ＣＩＥ１９３１色空間内に定義されるような眼のＸＹＺ空間または他の絶対色空間に変換されることができる。いったんウェアラブルデバイスの出力が、絶対色空間内で説明されることができると、調節が、色に適用され、所望の仮想画像、例えば、画像全体にわたって均一白色を取得することができる。
【００５３】
図４Ａは、ＣＩＥ１９３１色空間色度略図を図示する、略図である。ＣＩＥ  ＸＹＺ色空間は、平均視力を伴う人物に可視の全ての色感覚を包含する。ＣＩＥ  ＸＹＺ（三刺激値）は、色のデバイス不変量表現である。これは、多くの他の色空間が定義される、標準的基準としての役割を果たす。図４Ａでは、点４０１は、国際照明委員会（ＣＩＥ）によって定義された一般に使用される標準的発光源である、Ｄ６５（またはＣＩＥ標準的発光源Ｄ６５）を示す。これは、世界の異なる部分内の野外における標準的照明条件を描写するために使用される。図４Ａはまた、ｓＲＧＢ色空間４０２を図示する。ｓＲＧＢ（標準的赤緑青）色空間は、モニタ、プリンタ、およびインターネット上で使用するために、Ｈｅｗｌｅｔｔ  ＰａｃｋａｒｄおよびＭｉｃｒｏｓｏｆｔが１９９６年に協働で作成した、ＲＧＢ色空間である。これは、その後、標準化され、多くの場合、画像のための「デフォルト」色空間となっている。しかしながら、他の色空間もまた、本明細書に説明される実施形態と併用されることができることを理解されたい。
【００５４】
図４Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、ウェアラブルディスプレイデバイスを較正するための方法を図示する、簡略化された概略図である。図４Ｂでは、ウェアラブルディスプレイデバイス４００は、図１において上記で図示される例示的ウェアラブルディスプレイデバイス１００に類似する。本実施例では、ウェアラブルディスプレイデバイス４００は、拡張現実用途のための一対の眼鏡であることができる。図４に示されるように、ウェアラブルディスプレイデバイス４００は、左導波管接眼レンズ４２０Ｌおよび右導波管接眼レンズ４２０Ｒを支持する、フレーム４１０を含むことができる。各導波管接眼レンズ４２０Ｌおよび４２０Ｒは、入力結合格子（ＩＣＧ）４２１と、直交瞳エクスパンダ（ＯＰＥ）４２２と、射出瞳エクスパンダ（ＥＰＥ）４２３とを含むことができる。入力結合格子は、入力結合ポートとも称され得る。入力結合格子（ＩＣＧ）４２１、直交瞳エクスパンダ（ＯＰＥ）４２２、および射出瞳エクスパンダ（ＥＰＥ）４２３は、好適な回折光学要素（ＤＯＥ）であることができる。例えば、それらは、光学導波管上に形成される、格子の形態をとることができる。各接眼レンズは、異なる色に関する、かつ異なる屈折力ＥＰＥを伴う、複数の光学導波管のスタックを有することができる。ＥＰＥは、ユーザの眼位置４３０から視認され得る、画像を投影するように構成される。
【００５５】
本発明の実施形態では、ウェアラブルデバイス４００の較正のために、デジタルカラーカメラ４３１および４３２が、ユーザの眼位置４３０に配置される、または位置付けられる、すなわち、ユーザの眼がウェアラブルデバイスの使用の間に位置するであろう場所に位置付けられる。いくつかの実施形態では、分光放射計が、ディスプレイデバイスの表示される画像光を測定し、ＣＩＥ  ＸＹＺ色空間等の絶対色空間内の出力色を決定するために使用されることができる。しかしながら、分光放射計は、多くの場合、図４Ｂに示されるように、ウェアラブルデバイスの測定のために嵩張りすぎる。さらに、分光放射計はまた、高価であって、多数のウェアラブルディスプレイデバイスの較正のための大量生産環境におけるその使用を限定する。さらに、いくつかの方法は、白色光入力を使用して、白色のみを較正する。したがって、従来のシステムおよび方法は、フィールドシーケンシャルカラーディスプレイを使用したウェアラブルデバイスの較正のために好適ではない。
【００５６】
故に、本発明のいくつかの実施形態では、ウェアラブルデバイスによって表示される色は、眼位置に位置する、眼プロキシカメラとも称される、低コストデジタルカラーカメラを用いて、ウェアラブル出力を測定することによって、較正されることができる。故に、眼プロキシカメラは、本発明の実施形態では、大量生産環境に実装され得る、色測定デバイスとして使用される。デジタルカラーカメラは、ＲＧＢ空間内における色測定を提供する。色のヒト知覚を表すために、カメラのＲＧＢ空間内のデータが、カメラのＲＧＢ空間から、例えば、ＣＩＥ１９３１色空間内に定義されるような眼のＸＹＺ空間にマッピングされる。いったんウェアラブルデバイスの出力が、絶対色空間内で説明されると、調節が、入力色データに適用され、仮想画像内の所望の色を取得することができる。
【００５７】
図５Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ウェアラブルデバイスを較正するためのシステムを図示する、簡略化された概略図である。図５Ｂは、本発明の別の実施形態に従って図示されるある機能を伴う、較正システム５００を図示する、簡略化された概略図である。図５Ａおよび５Ｂに示されるように、較正システム５００は、片眼と関連付けられる、ウェアラブルデバイスの片側を測定するために実装される。第２の眼を試験するためのシステムの拡張は、当業者に明白となるであろう。較正システム５００は、眼プロキシカメラ５１０と、較正ワークステーション５２０と、ＧＰＵ５３０とを含むことができる。較正ワークステーションは、第１のプロセッサとも称され、ＧＰＵ（グラフィック処理ユニット）は、第２のプロセッサとも称される。いくつかの実施形態では、第１および第２のプロセッサは、同一コンピュータシステムの一部であることができる。
【００５８】
図５Ａおよび５Ｂを参照すると、較正されるべきウェアラブルデバイス５５０は、眼プロキシカメラ５１０に光学的に結合される。眼プロキシカメラ５１０の出力は、較正ワークステーション５２０に提供される。グリッド点毎に、補正行列ＴＲＡを有する、較正ワークステーションからの出力は、入力としてＧＰＵ５３０に提供される。ＧＰＵ５３０は、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信し、グリッド点毎に、補正行列を受信された色値に適用し、新しい色値を生成するように構成される。さらに、ＧＰＵは、隣接するグリッド点に関する新しい色値を使用して、ピクセル毎に、ピクセル色値を補間するように構成されることができる。ＧＰＵはまた、意図されるコンテンツを表示するために、新しい色値をウェアラブルデバイスに送信する。
【００５９】
眼プロキシカメラ５１０は、デジタルカラーカメラであることができる。例えば、低コストで小型の商業用および産業用のカラーカメラが、使用されることができる。較正の間、カメラは、ステーション内のウェアラブルデバイスに隣接して配設されることができる。２つのカメラが、図４Ｂに図示されるように、並行して、または同時に、左および右眼に関するウェアラブルデバイスのディスプレイ出力を測定するために、並列に使用されてもよい。例証を簡略化するために、１つのみのカメラ５１０が、ウェアラブルデバイス５５０からある共役距離に位置付けられて示される。ウェアラブルデバイス５５０の位置は、カメラに対して異なる位置に偏移され、ユーザの眼位置、瞳孔間距離、および移動の変化等に伴って可能性として考えられる色偏移を考慮することができる。単に、実施例として、ウェアラブルデバイス５５０は、３つの側方場所、すなわち、−３、０、および＋３ｍｍに偏移されるように示される。加えて、カメラに対するウェアラブルデバイスの相対的角度もまた、変動され、付加的較正条件を提供することができる。
【００６０】
ウェアラブルデバイス５５０は、ＬＥＤまたはレーザ等の１つ以上の光源（画像光源とも称される）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＬＣＯＳプロジェクタが、ディスプレイ画像を提供するために使用されることができる。ＬＣＯＳプロジェクタは、ウェアラブルデバイス５５０の中に構築されることができる。しかしながら、図５Ａおよび５Ｂでは、ＬＣＯＳ５５２は、例証目的および明確性のために、ウェアラブルデバイス５５０の外側に示される。較正の間、画像光は、フィールドシーケンシャルカラー順序、例えば、赤色画像、緑色画像、および青色画像のシーケンスにおいて、ウェアラブルデバイス５５０によって投影される。フィールドシーケンシャルカラーシステムでは、原色情報は、連続画像内で伝送され、これは、少なくとも部分的に、連続画像をカラー写真に融合させるヒト視覚系に依拠する。眼プロキシカメラ５１０は、カメラのＲＧＢ色空間内のピクセルとして画像を捕捉し、データを較正ワークステーション５２０に提供する。
【００６１】
意図されるコンテンツのためのウェアラブルデバイス５５０内のピクセルに関する色値は、例えば、コンテンツプロバイダによって、標的色空間内に定義される。本明細書に説明される実施例では、コンテンツは、ｓＲＧＢ（標準的赤緑青）色空間内の色値に規定される。しかしながら、他の色空間も、コンテンツを定義するために使用されることができ、本明細書に提供される説明が、適用可能であることを理解されたい。
【００６２】
本明細書に説明される実施例では、較正ワークステーション５２０は、カメラのＲＧＢ空間内の画像データをＣＩＥ  ＸＹＺ色空間に変換するように構成される。いくつかの実施形態では、較正ワークステーション５２０は、カメラのＲＧＢ空間内の画像と、分光放射計のＸＹＺ空間内の対応する測定値とを捕捉することができる。分光放射計は、例えば、積分球からの光のスペクトルおよび／またはＣＩＥ  ＸＹＺ値を捕捉することができる。いくつかの実施形態では、分光放射計は、ｘｙＹ値を測定し、ＣＩＥ  ＸＹＺ値を導出することができる。分光放射計はまた、スペクトルまたはＸＹＺ値をＣＩＥ  ＸＹＺ（ＣＩＥ  ＸＹＺ色空間）、ＣＩＥ  ｘｙＹ（ＣＩＥ  ｘｙＹ色空間）、ＣＩＥ  ＬＵＶ（ＣＩＥ  １９７６  Ｌ＊、ｕ＊、ｖ＊色空間）、ＣＩＥ  Ｌａｂ（ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間）、またはＬＣｈ（ＣＩＥＬ＊Ｃ＊ｈ＊色空間）、またはある他の適切な絶対色空間に変換することができる。
【００６３】
図５Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、デジタルカラーカメラを特性評価するためのシステムを図示する、簡略化されたブロック図である。図５Ｃに示されるように、較正システム５６０は、光源５２１と、スペクトル修正デバイス５２２と、積分球５２３と、デジタルカラーカメラ５２４と、分光放射計５２５と、較正ワークステーション５２０とを含むことができる。積分球５２３は、ディスプレイデバイスの実施例であって、他の種類のディスプレイデバイスもまた、使用されることができる。分光放射計５２５は、色測定デバイスの実施例であって、他のタイプの色測定デバイスも、分光放射計５２５の代わりに使用されることができる。システム５６０は、デジタルカラーカメラによって捕捉された各表示される色、すなわち、ＲＧＢ値と、絶対色空間内の色測定値、例えば、ＸＹＺ値との間の変換モデルを決定するように構成される。変換モデルは、フィールドシーケンシャルカラー仮想画像内で使用される、３つの原色毎に、変換行列または方程式を含む。
【００６４】
光源５２１およびスペクトル修正デバイス５２２は、ウェアラブルデバイス内の仮想画像の中の光ビームを表すスペクトル性質を有する、原色の入力光ビームで、積分球５２３を照明するように構成される。デジタルカラーカメラ５２４は、ディスプレイデバイスの画像を捕捉し、画像から、原色に関するＲＧＢ値を決定する。分光放射計５２５は、ディスプレイデバイスにおける各対応する原色と関連付けられる、色測定値、例えば、ＸＹＺ値を決定し、それによって、絶対色空間内の色測定値を入手する。較正ワークステーション５２０は、ＲＧＢ値と、異なる照明条件を表す訓練サンプルから決定される、色測定値とを使用して、原色毎に、変換モデルを決定するように構成される。
【００６５】
図５Ｃでは、光源５２１は、原色の光ビームを生成するために、ＬＥＤまたはレーザを含むことができる。代替として、原色の光ビームは、異なる光色を提供するようにフィルタリングされ得る、白色光源を含む、モノクロメータから生成されることができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤは、異なる明度レベルまたはグレーレベルで光を放出するように構成されることができる。ある実施形態では、ＬＥＤは、スケール０〜２５５内の最高グレーレベル２５５で構成される。異なる動作条件におけるデジタルカラーカメラを特性評価するために、スペクトル多様性を伴う広範な訓練サンプルのセットが、異なるＬＥＤを使用することによって、生成されることができる。例えば、ダイの異なるビンからのＬＥＤが、選択されることができる。さらに、光源５２１は、ＬＥＤの温度を変化させ得る、例えば、１０ｍＡ、５０ｍＡ、または１００ｍＡ等のＬＥＤ電流レベルにおいて、ＬＥＤの放出電力を変動させ得る、コントローラを含むことができる。コントローラはまた、種々のデューティサイクル、例えば、０〜１．０におけるパルス幅変調（ＰＷＭ）に伴って、ＬＥＤを変調させることができる。ＰＷＭパルシングは、ＬＥＤの熱特性を変化させることができる。さらに、多様性を追加するために、外れ値訓練サンプルは、異なる色のＬＥＤの組み合わせによって生成されることができる。例えば、修正された赤色の訓練サンプルは、少量の緑色および青色と混合された赤色光で取得されることができる。色混合は、例えば、緑色に関して１．０ＰＷＭデューティサイクルと、赤色および青色に関して０．０５〜０．２ＰＷＭデューティサイクルとを用いて、ＰＷＭ制御によって達成されることができる。さらに下記に説明されるように、余剰色を原色に追加することは、変換行列を決定するための算出プロセスの安定性を改良することができる。訓練サンプルの付加的多様性は、訓練セットの一部を回帰プロシージャのために除外し、異なる部分を別の回帰プロシージャのために除外することによって取得されることができる。
【００６６】
上記に説明されるように、ウェアラブルデバイスは、導波管および回折コンポーネント等の種々の光学コンポーネントを含むことができる。これらの光学コンポーネントは、光ビームスペクトルを修正することができる。ウェアラブルデバイス内の出力光をエミュレートし得る、入力光ビームを提供するために、ウェアラブルデバイスのスペクトル性質が、特性評価される。スペクトル修正デバイス５２２は、光ビームを光源５２１から受光し、ウェアラブルデバイスの仮想画像内の光のスペクトルを表す、光ビームを生成するように構成される。例えば、スペクトル修正デバイス５２２は、入力光ビームの中心放出波長および帯域幅を変化させることができる。実施形態に応じて、スペクトル修正デバイス５２２は、レンズシステム、フィルタ、および拡散器等を含むことができる。例えば、ダイクロイックフィルタが、ＬＥＤスペクトルをさらに狭め、飽和を増加させるために使用されることができる。さらに、フィルタは、異なる色の帯域幅を狭めるために使用されることができる。ある場合には、ダイクロイックフィルタを回転させるステップが、例えば、異なる色のための異なる傾斜角度に位置付けられるフィルタを用いて、スペクトル波長を調整し、ウェアラブル出力をより良好に模倣するために使用されることができる。
【００６７】
図５Ｃでは、積分球５２３は、ディスプレイデバイスの実施例である。代替として、投影画面等の他のディスプレイデバイスもまた、使用されることができる。積分球は、中空球状空洞から成る、光学コンポーネントであって、その内部は、拡散白色反射性コーティングで被覆され、入力および出力ポートのための小孔を伴う。その関連性質は、均一散乱または拡散効果である。積分球は、電力を節約するが、空間情報を破壊する、拡散器と見なされ得る。図５Ｃに示されるように、システム５６０は、積分球５２３をディスプレイデバイスとして使用する。積分球は、光ビームをスペクトル修正デバイス５２２から受光するための入力ポート５２７と、デジタルカラーカメラ５２４および分光放射計５２５による測定のための出力光を提供するための出力ポート５２８とを有することができる。代替として、投影画面はまた、ディスプレイデバイスとして使用されることができる。
【００６８】
デジタルカラーカメラ５２４は、デジタル画像をＮ×Ｍ個のピクセルのアレイ内に捕捉する。具体的実施形態では、デジタルカラーカメラ５２４は、１４００×９６０個のピクセルを有することができる。ピクセル内の色情報は、カメラのＲＧＢ色空間内に表される。例えば、赤色光が、光源５２１から放出されるとき、デジタルカメラ５２４内のセンサは、積分球における光を感知することができ、カメラのＲＧＢ色空間内の各ピクセルにおける赤色、緑色、青色（Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒ）の値を捕捉することができる。同様に、緑色の入力に関して、ＲＧＢデータ（Ｒｇ，Ｇｇ，Ｂｇ）が、ピクセル毎に捕捉される。さらに、青色の入力に関して、ＲＧＢデータ（Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂ）が、ピクセル毎に捕捉される。
【００６９】
システム５６０では、較正ワークステーション５２０は、訓練サンプルを、カメラのＲＧＢ空間内の捕捉された画像と、分光放射計のＸＹＺ空間内の対応する分光放射計測定値とから組み立てるように構成される。較正ワークステーション５２０は、有線または無線接続を通して、分光放射計５２５およびデジタルカメラ５２４に結合される。さらに下記に説明されるように、多様な訓練サンプルのセットが、光源およびスペクトルを変動させることによって、集められることができる。較正ワークステーション５２０は、次いで、変換方法を適用し、ＲＧＢ訓練データからＸＹＺ訓練データへの変換モデルを生成する。最小二乗法、線形回帰、多項式回帰、またはニューラルネットワーク等の種々の変換方法が、使用されることができる。加えて、ｋ−分割交差検証および一個抜き交差検証等の方法もまた、変換ロバスト性および正確度をさらに最適化するために使用されることができる。
【００７０】
例えば、赤色に関する訓練サンプルでは、カメラは、カメラによって感知される赤色、緑色、および青色光を表す、（Ｒｒ，Ｇｒ，Ｂｒ）の形態において、カメラのＲＧＢ空間内の画像を捕捉する。実施形態に応じて、カメラの全てのピクセルまたはピクセルのサブセットからのＲＧＢデータが、訓練セット内に含まれることができる。いくつかの実施形態では、積分球からの出力が実質的に均一であるため、画像毎に、全てのピクセルにわたるＲＧＢ値が、使用される。赤色、緑色、および青色光成分に関するＸＹＺ空間内の（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）の形態における対応する分光放射計測定値が、分光放射計によって生成される。変換行列Ｍｒｅｄが、以下の性質を伴う赤色のための訓練サンプルによって導出されることができる。
【化１】
2021532417.tif 000003
式中、ｋｒ１、ｋｒ２、およびｋｒ３は、赤色に関する随意の最適化パラメータである。
【００７１】
類似プロシージャは、原色毎に、行われることができる。例えば、変換行列Ｍｇｒｎは、以下のように、緑色のための訓練サンプルに関して導出される。
【化２】
2021532417.tif 000004
式中、ｋｇ１、ｋｇ２、およびｋｇ３は、緑色に関する随意の最適化パラメータである。
【００７２】
同様に、変換行列Ｍｂｌｕは、以下のように、青色のための訓練サンプルに関して導出される。
【化３】
2021532417.tif 000005
式中、ｋｂ１、ｋｂ２、およびｋｂ３は、青色に関する随意の最適化パラメータである。
【００７３】
較正ワークステーション５２０はまた、測定された値および意図される色空間に基づいて、色値に対する補正を決定するように構成される。ＧＰＵ５３０は、その補正を色値上に適用するように構成されることができ、これは、次いで、ウェアラブルデバイスに送信される。
【００７４】
ウェアラブルディスプレイデバイスのピクセル毎補正を実施するために、補正行列が、ピクセル毎に使用される。いくつかの実施形態では、プロセスは、以下のように行われることができる。ピクセル点毎に、第１の行列ＮＰＭＤが、上記に説明される行列Ｍｒｅｄ、Ｍｇｒｎ、およびＭｂｌｕに基づいて、形成されることができ、これは、原色、赤色、緑色、および青色毎に、その場所におけるディスプレイのＲＧＢ値からＣＩＥ  ＸＹＺ値に変換する。３×３ＮＰＭＤ行列の実施例が、下記に示される。
【化４】
2021532417.tif 000006
【００７５】
次に、コンテンツ色がｓＲＧＢ空間内に提供されると仮定して、ｓＲＧＢ（標準的赤緑青）値（またはコンテンツのために仮定される別の標的色空間）からＣＩＥ  ＸＹＺ値に変換する、第２の行列ＮＰＭＳが、決定されることができる。変換行列ＮＰＭＳの実施例は、既知のデータから導出されることができる、またはパブリックドメインに見出され得る。３×３ＮＰＭＳ行列の実施例は、下記に示される。
【化５】
2021532417.tif 000007
【００７６】
次に、補正行列、すなわち、変換行列（ＴＲＡ）が、固定ｓＲＧＢ／ＸＹＺ行列ＮＰＭＳをそのグリッド点に関するディスプレイのＲＧＢ／ＸＹＺ行列ＮＰＭＤの逆行列によって乗算することによって、決定されることができる。
【化６】
2021532417.tif 000008
【００７７】
ピクセル毎に決定された補正行列ＴＲＡを用いることで、ｓＲＧＢコンテンツ値［ＲＳ  ＧＳ  ＢＳ］は、本デバイスが正しい画像を表示するための修正または補正されたＲＧＢコンテンツ値［ＲＤ  ＧＤ  ＢＤ］に変換されることができる。本変換は、以下のように示される。
【化７】
2021532417.tif 000009
【００７８】
いくつかの実装では、ディスプレイデバイスの全てのピクセルのためにピクセル毎補正を実施することが望ましい。しかしながら、ピクセル毎に較正プロセスを行うことは、メモリリソースの負担となり得る。したがって、本発明の他の実施形態では、より低い解像度の補正が、画像内の総ピクセルの数より少ない補正点を使用することによって、適用されることができる。例えば、ピクセルのサブセットが、算出のためのグリッド点として選択されることができる。別の実施例として、タイル領域またはタイル矩形が、画像全体にわたって平面充填し、各１つがグリッド点上に中心合わせされるように形成されることができる。ある実施例では、８１×６１個のグリッド点が、角から角まで均一にディスプレイに及ぶように選択されることができる。他の実施例では、４１×２１個のグリッド点、２１×１６個のグリッド点、または他の値が、使用されることができる。各タイル領域にわたって、カラーチャネル毎に個々のＸＹＺ値の平均が、求められる。平均ＸＹＺ値は、グリッド点および関連付けられるタイル領域に関して指定される。したがって、本実施例では、チャネル毎に、それぞれ、ＸＹＺ値に対応する、３つのセットの８１×６１個の点が存在する。
【００７９】
これらの実施形態では、グリッド点毎に決定される補正行列ＴＲＡを用いることで、ｓＲＧＢコンテンツ値［ＲＳ  ＧＳ  ＢＳ］が、本デバイスが正しい画像を表示するための修正または補正されたＲＧＢコンテンツ値［ＲＤ  ＧＤ  ＢＤ］に変換されることができる。本変換は、以下のように行われる。
【化８】
2021532417.tif 000010
これは、意図されるｓＲＧＢ値（ある場所におけるピクセルに関する）を、ディスプレイに送信されると、元々意図される色を実際にもたらすであろう、値に変換するであろう、行列である。光は、それを減少させるようにのみ変調され得るため、行列は、色度が、意図されるものであって、輝度が、非補正色の輝度より低いであろう、そのグリッド点において達成される最大限であり得る値であるように設計されることに留意されたい。これは、線形変換であって、入射データは、線形であるため、全ての色は、そのグリッド点において最大限に達成され得る輝度に比例して変換されるであろう。
【００８０】
本発明のいくつかの実施形態では、ディスプレイデバイス内の色補正は、以下のように行われることができる。所与のピクセルに関して、デバイスは、標的色空間、例えば、ｓＲＧＢ内に定義されるような意図される色（ｒ，ｇ，ｂ）を受信する。これは、コンテンツの意図である。ガンマまたはトーンマッピングがデータに適用されている場合、データは、線形化される。そのコンテンツピクセルが、あるグリッド点に該当することが起こる場合、そのグリッド点に関する補正行列が、（ｒ，ｇ，ｂ）に適用され、新しい色値のセットを形成する。コンテンツピクセルが、グリッド点上にない場合、補正行列は、近隣のグリッド点における行列を使用して、補正行列の各要素を補間することによって形成される。新しい色値のセットが、次いで、補正行列を使用して形成される。ガンマが、本デバイスがそれを予期する場合、新しい色値に適用されることができる。新しい色値のセットは、次いで、画像を表示するために、デバイスに送信される。
【００８１】
補正行列を形成する実施例は、以下のように説明されることができる。最初に、ピクセル毎に本デバイス上の赤色のフル画面（１，０，０）が、デバイス上に示される。結果として生じる画像の部分毎に、ｘｙＹ値（色度および輝度）が、決定される。本データ収集は、緑色および青色カラーチャネルに関しても繰り返される。画像の解像度は、少なくとも所望の最終グリッド解像度（例えば、８１×６１）と同程度であるべきである。分光放射計が、ｘｙＹ値を決定するために使用されることができる。代替として、色カメラが、使用されることができ、そのセンサは、ｘｙＹ値がセンサのＲＧＢ出力から算出され得るように較正される。
【００８２】
行列のグリッドに関して、上記で取得されるｘｙＹ画像より低い解像度が、使用される場合、タイル矩形またはタイル領域が、画像全体にわたって平面充填し、各１つが、グリッド点上に中心合わせされるように形成されることができる（例えば、角から角まで均一にディスプレイに及ぶ、８１×６１個の点）。チャネル毎の値は、各タイル矩形にわたって平均され、平均は、ＸＹＺ空間内で行われる（カメラｒ，ｇ，ｂデータから変換される）。ＸＹＺデータは、続いて、ｘｙＹデータに変換される。したがって、チャネル毎に、結果は、それぞれ、ｘ、ｙ、およびＹに対応する、３つのセットの８１×６１個の点となるであろう。
【００８３】
グリッド点毎に、その場所におけるディスプレイのＲＧＢをＸＹＺに変換する、行列が、形成されることができる。固定ｓＲＧＢ／ＸＹＺ行列が、算出されることができ（デバイスから独立して）、その行列は、そのグリッド点に関するディスプレイのＲＧＢ／ＸＹＺ行列の逆行列に乗算され、ｓＲＧＢ／ディスプレイ−ＲＧＢ行列を形成する。これは、ディスプレイに送信されると、元々意図される色を実際にもたらすであろう、意図されるｓＲＧＢ値（ある場所におけるピクセルに関する）を値に変換するであろう、補正行列である。
【００８４】
デバイスを較正するために、以下のプロセスが、行われることができる。最初に、所与のピクセルに関して、標的空間（ｒ，ｇ，ｂ）に定義されるような意図される色が、受信される。これは、コンテンツの意図である。データは、ガンマまたはトーンマッピングが適用されている場合、線形化されることができる。本明細書に説明される色算出は、線形空間内の数を使用する。そのコンテンツピクセルが、あるグリッド点に該当することが起こる場合、（ｒ，ｇ，ｂ）上のそのグリッド点に関する補正行列を使用して、新しい色値のセットを得る。グリッド点上に該当しない場合、補正行列の各要素は、近隣のグリッド点における行列の補間によって決定されることができる。近隣のグリッド点の選択は、双線形、重心等の補間方法に依存するであろう。本補間される補正行列は、グリッド点ではない、ピクセルのために使用される。補間は、行列の要素毎に行われ、最終行列は、色を修正するために使用される。次に、ガンマが、本デバイスがそれを予期する場合、新しい色値に適用されることができる。本時点で、新しい色値のセットは、デバイスに送信されることができる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、較正方法は、出力の強度をより均一にするための付加的プロセスを含むことができる。上記に説明される方法は、色を補正し、グリッド点における標的のための原色および意図される白色点に合致させる。その結果、そのグリッド点に関する全ての他の色は、その白色点に関連してスケーリングされるであろう。加えて、フィールドの強度を均一にするために、行列は、任意のグリッド点においてある比率だけスケーリングダウンされることができる。本比率は、予期される値（ｘｙＹデータおよびそれから計算される較正行列を使用して計算することによって）と意図される強度との間となるであろう。例えば、行列は、所望の均一性レベルを超える（１，１，１）ｓＲＧＢ入力に関する値を生産する場合、スケーリングダウンされる。例えば、点において予期される値が、較正後、（１，１，１）の入力に関して（０．８，０．８，０．８）であって、明度が、単に、ピークレベルの０．４に設定される場合、行列は、その点に関して２分の１スケーリングダウンされることができ、したがって、最終出力値は、（０．４，０．４，０．４）となるであろう。
【００８６】
いくつかの実施形態では、較正は、ウェアラブルデバイスの複数の深度平面および異なる側のために行われることができる。例えば、均一性較正では、これらのプロセスは、４つの仮想画像（例えば、左近距離、左遠距離、右近距離、右遠距離）毎に、別個に行われることができ、次いで、各深度平面および側のＸＹＺ情報が、可能な限り同一色（色度）および明度（輝度）に近くなるようにそれらの画像を平衡するために使用されることができる。
【００８７】
図６は、本発明のいくつかの実施形態による、ウェアラブルデバイスの色較正を実施するための方法を図示する、簡略化されたフローチャートである。図６に示されるように、ウェアラブルデバイスを較正するための方法６００は、ウェアラブルディスプレイデバイスによって、３つの原色毎に、画像を表示するステップ（６１０および６２０）を含む。本方法はまた、デジタルカラーカメラを使用して、画像をＭ×Ｎ個のピクセル内に捕捉するステップを含み、ＭおよびＮは、整数である。デジタルカラーカメラは、ピクセル毎に、ＲＧＢ値を提供する。本方法はさらに、ＲＧＢ値を対応するＸＹＺ値に変換する、カメラ変換行列を使用して、画像のピクセル毎に、ＲＧＢ値をＸＹＺ値に変換するステップ（６３０）を含む。
【００８８】
本方法はさらに、６４０において、Ｋ×Ｌ個のグリッド点をＭ×Ｎ個のピクセルから選択するステップであって、ＫおよびＬは、ＭおよびＮより小さい整数である、ステップと、画像をＫ×Ｌタイル領域に分割するステップであって、各タイル領域は、グリッド点を含む、ステップとを含む。グリッド点毎に、グリッドＸＹＺ値が、対応するタイル領域内の全てのピクセルのＸＹＺ値を平均するステップに基づいて決定される。６５０では、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列が、グリッド点におけるＲＧＢ値をグリッド点のグリッドＸＹＺ値に変換するように、グリッド点毎に決定される。６６０では、ｓＲＧＢ／ディスプレイ−ＲＧＢ補正行列が、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、グリッド点に関するピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列（ＮＰＭＤ）の逆行列とを乗算することによって、グリッド点毎に決定される。
【００８９】
いくつかの実施形態では、本方法は、ウェアラブルデバイスの１つ以上の深度平面のために、原色、すなわち、赤色、緑色、および青色毎に行われる。これらのステップのうちのいくつかは、下記にさらに詳細に説明される。
【００９０】
６１０および６２０では、画像は、ウェアラブルディスプレイデバイスによって、３つの原色毎に表示される。ディスプレイデバイスの本来のＲＧＢ原色をｓＲＧＢに変換するために、３×３行列が、色を本来の原色からＸＹＺに変換するＣＩＥ色メトリック方法のために使用される。白色点を規定するために、行列は、ＸＹＺから所与の白色点を伴うｓＲＧＢ原色に変換するように形成される。赤色、緑色、および青色フル画像を前提として、表示される画像内の異なるエリアが、検査され、ディスプレイのそのピクセル点の本来の色を識別する。
【００９１】
方法６００における６４０では、Ｋ×Ｌ個のグリッド点が、Ｍ×Ｎ個のピクセルから選択され、ＫおよびＬは、ＭおよびＮより小さい整数である。画像野は、Ｋ×Ｌ個のタイル領域に分割され、各タイル領域は、グリッド点を含む。図７Ａおよび７Ｂは、グリッド点の選択およびタイル領域の形成を図示する。
【００９２】
図７Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイ画像野内のピクセルを図示する、簡略化された略図である。図７Ａに示されるように、画像野７００は、列挙されるピクセルを含む。図７Ａの実施例では、Ｍ＋１行およびＮ＋１列内に配列される、（Ｍ＋１）×（Ｎ＋１）個のピクセルが存在し、各ピクセルは、（１，１）から（Ｍ，Ｎ）まで標識される。例えば、第１の行は、ピクセル（１，１）、（１，２）、（１，３）、．．．、（１，Ｎ−３）、（１，Ｎ−２）、（１，Ｎ−１）、および（１，Ｎ）を含み、第１の列は、ピクセル（１，１）、（２，１）、（３，１）、．．．、（Ｍ−２，１）、（Ｍ−１，１）、および（Ｍ，１）を含む。
【００９３】
ディスプレイのピクセル毎補正を実施するために、変換行列は、ピクセル毎に決定される必要がある。しかしながら、そのようなタスクは、広範な演算能力、ハードウェアおよびソフトウェアリソースを要求し、時間がかかるであろう。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、補正行列は、全てのピクセルのサブセットに関して算出される。例えば、グリッド点のグループが、補正行列を算出するために選択されることができる。図７Ａはまた、ディスプレイ画像野のピクセル内のグリッド点選択の実施例を図示する。図７Ａは、陰影付きピクセル内のＫ×Ｌ個のグリッド点を示し、ＫおよびＬは、ＭおよびＮ未満の整数である。例えば、グリッド点（１，１）は、ピクセル（１，１）、グリッド点（１，２）は、ピクセル（１，４）、グリッド点（１，３）は、ピクセル（１，７）、．．．、グリッド点（１，Ｌ−１）は、ピクセル（１，Ｎ−３）、およびグリッド点（１，Ｌ）は、ピクセル（１，Ｎ）等である。同様に、グリッド点（２，１）は、ピクセル（４，１）、グリッド点（３，１）は、ピクセル（７，１）、．．．であって、グリッド点（Ｋ，１）は、ピクセル（Ｍ，１）である。さらに、本実施例では、グリッド点（Ｋ，Ｌ）は、ピクセル（Ｍ，Ｎ）である。
【００９４】
図７Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイ画像野内のタイル状領域を図示する、簡略化された略図である。図７Ｂに示されるように、画像ディスプレイフィールドは、タイル状領域に分割され、複数のピクセルを伴うそれぞれは、グリッド点と関連付けられる。以下、すなわち、グリッド点（ｉ，ｊ）と関連付けられる、タイル（１，１）、タイル（１，２）、タイル（１，３）、タイル（２，１）、タイル（３，１）、タイル（Ｋ，１）、タイル（Ｋ，２）、およびタイル（ｉ，ｊ）等のタイル領域が、図７Ｂに示される。
【００９５】
方法６００を継続すると、６５０では、グリッドＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列が、グリッド点におけるＲＧＢ値をグリッド点のグリッドＸＹＺ値に変換するように、グリッド点毎に決定される。いくつかの実施形態では、平均ＸＹＺが、グリッド点に関するＸＹＺとして使用される。行列は、グリッド点の測定されたＲＧＢを対応するタイル領域の平均ＸＹＺに変換するように決定される。
【００９６】
６６０では、（ｓＲＧＢ／ディスプレイ−ＲＧＢ）補正行列が、ｓＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列と、グリッド点に関するピクセルＲＧＢ／ＸＹＺ変換行列（ＮＰＭＤ）の逆行列とを乗算することによって、グリッド点毎に決定される。
【００９７】
図７Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイ画像野の一部を図示する、簡略化された略図である。図７Ｃは、グリッド点毎に、補正行列を示し、ここでは、グリッド点は、それが常駐する、ピクセル場所によって識別され、例えば、Ｔ（ｉ，ｊ）は、ピクセル（ｉ，ｊ）に関する補正行列を表し、これは、グリッド点として選択されている。グリッド点に関する補正行列は、下記に説明されるように、ディスプレイデバイスを較正するための基礎を形成する。
【００９８】
図８は、本発明のいくつかの実施形態による、ディスプレイデバイスを較正する方法を図示する、フローチャートである。図８に示されるように、ディスプレイデバイスを較正する方法８００は、８１０において、標的色空間内に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関する色値を受信するステップを含む。８２０では、データは、ガンマまたはトーンマッピングが適用されている場合、線形化される。８３０では、ピクセルが、グリッド点であるかどうかが決定される。ピクセルが、グリッド点である場合、８４０において、上記で決定されたようなグリッド点に関する補正行列が、受信された色値に適用され、補正された色値を生成する。ピクセルが、グリッド点ではない場合、８５０において、ピクセル補正行列は、隣接するグリッド点における補正行列からの補間によって、ピクセル点に関して決定される。ここでは、補正行列の各行列要素は、隣接するグリッド点における補正行列内の対応する行列要素から補間される。８６０では、ピクセルに関するピクセル補正行列は、受信された色値に適用され、新しい色値を生成する。８７０では、ガンマは、必要な場合、新しい色値に適用される。８８０では、新しい色値は、意図されるコンテンツを表示するために、デバイスに送信される。これらのステップのうちのいくつかは、下記にさらに詳細に説明される。
【００９９】
方法８００の８１０では、色値は、標的色空間に定義されるような意図されるコンテンツのためのピクセルに関して受信される。例えば、コンテンツプロバイダからのピクセルに関する色値は、絶対色空間、例えば、ｓＲＧＢ色空間内に規定されてもよい。例えば、ｓＲＧＢ色空間内では、白色は、（１  １  １）として規定され、赤色は、（１  ０  ０）として規定される等となる。
【０１００】
８４０では、ピクセルが、グリッド点である場合、上記で決定されたようなグリッド点に関する補正行列は、受信された色値に適用され、補正された色値を生成する。グリッド点毎に決定される補正行列ＴＲＡを用いることで、ｓＲＧＢコンテンツ値［ＲＳ  ＧＳ  ＢＳ］は、デバイスによって正しい画像を表示するために使用されるための修正されたＲＧＢコンテンツ値［ＲＤ  ＧＤ  ＢＤ］に変換されることができる。本変換は、以下のように行われることができる。
【化９】
2021532417.tif 000011
【０１０１】
８５０では、ピクセルが、グリッド点ではない場合、ピクセル補正行列は、隣接するグリッド点における補正行列からの補間によって、ピクセル点に関して決定される。ここでは、補正行列の各行列要素は、隣接するグリッド点における補正行列内の対応する行列要素から補間される。補間プロセスについてのさらなる詳細は、図９を参照して下記に説明される。
【０１０２】
図９は、本発明のいくつかの実施形態による、グリッド点ではないピクセル点に関する補正行列の補間を図示する、簡略化された略図である。図７は、行ＩからＩ＋ｍ２および列ＪからＪ＋ｎ２に及ぶ、ディスプレイアレイの一部を示す。行および列記号（Ｉ，Ｊ）、（Ｉ，Ｊ＋ｎ２）、（Ｉ＋ｍ２，Ｊ）、および（Ｉ＋ｍ２，Ｊ＋ｎ２）を伴う、４つのピクセルが、図７Ａ−７Ｃに関連して上記に説明されるように、特性評価のために使用されるグリッド点である。上記に説明されるように、グリッド点ピクセルはそれぞれ、対応する補正行列ＴまたはＴＲＡを有する。
【化１０】
2021532417.tif 000012
例えば、ピクセル（Ｉ，Ｊ）は、補正行列Ｔ（Ｉ，Ｊ）を有し、ピクセル（Ｉ，Ｊ＋ｎ２）は、補正行列Ｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ２）を有し、ピクセル（Ｉ＋ｍ２，Ｊ）は、補正行列Ｔ（Ｉ＋ｍ２，Ｊ）を有し、ピクセル（Ｉ＋ｍ２，Ｊ＋ｎ２）は、補正行列Ｔ（Ｉ＋ｍ２，Ｊ＋ｎ２）を有する。
【０１０３】
ピクセル毎補正を実施するために、補正行列は、グリッド点ではないピクセル毎に決定される必要がある。例えば、図９では、ピクセル（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）、（Ｉ＋ｍ１，Ｊ）、（Ｉ＋ｍ１，Ｊ＋ｍ１）、（Ｉ＋ｍ２，Ｊ＋ｍ１）は、グリッド点ではない。本発明の実施形態では、これらのピクセルに関する行列は、近隣のグリッド点における値に基づいて、変換行列の各要素を決定するための補間方法を使用して、導出されることができる。双線形、重心等の補間方法または他の方法も、使用されることができる。双線形方法を使用した処理は、下記に説明される。
【０１０４】
ｔ（Ｉ，Ｊ）が、グリッド点ピクセル（Ｉ，Ｊ）に関する補正行列Ｔ（Ｉ，Ｊ）の要素を表すとし、ｔ（Ｉ，Ｊ）は、補正行列Ｔ（Ｉ，Ｊ）の行列要素Ｔｒｒ、Ｔｒｇ、Ｔｒｂ、Ｔｇｒ、…等のいずれかを表すとする。双線形方法を使用して、非グリッド点ピクセル（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）に関するｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）は、グリッド点ピクセル（Ｉ，Ｊ）における対応する値ｔ（Ｉ，Ｊ）およびグリッド点ピクセル（Ｉ，Ｊ＋ｎ２）におけるｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ２）から補間されることができる。例えば、非グリッド点ピクセル（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）に関する行列要素ｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）は、以下のように表されることができる。
【化１１】
2021532417.tif 000013
上記の方程式は、以下に簡略化されることができる。
【化１２】
2021532417.tif 000014
【０１０５】
補正行列Ｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）の全ての行列要素は、同様に決定されることができ、補正行列Ｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）は、以下のように表されることができる。
【化１３】
2021532417.tif 000015
【０１０６】
同様に、補正行列Ｔ（Ｉ＋ｍ２，Ｊ＋ｎ１）は、双線形補間を使用して決定され、以下のように表されることができる。
【化１４】
2021532417.tif 000016
さらに、補正行列Ｔ（Ｉ＋ｍ１，Ｊ＋ｎ１）は、双線形補間を使用して、Ｔ（Ｉ，Ｊ＋ｎ１）およびＴ（Ｉ＋ｍ２，Ｊ＋ｎ１）からの４つの隣接するグリッド点から決定されることができる。
【化１５】
2021532417.tif 000017
【０１０７】
図８のウェアラブルデバイスを較正するための方法８００に戻って参照すると、８６０では、ピクセルに関するピクセル補正行列が、受信された色値に適用され、新しい色値を生成する。これらの実施形態では、グリッド点毎に決定される補正行列ＴＲＡを用いることで、ｓＲＧＢコンテンツ値［ＲＳ  ＧＳ  ＢＳ］は、本デバイスが正しい画像を表示するための修正されたＲＧＢコンテンツ値［ＲＤ  ＧＤ  ＢＤ］に変換されることができる。本変換は、以下のように行われる。
【化１６】
2021532417.tif 000018
式中、
【化１７】
2021532417.tif 000019
【０１０８】
ピクセル毎補正のために、補正行列は、ピクセル毎に決定される。例えば、ｓＲＧＢコンテンツ値［ＲＳ  ＧＳ  ＢＳ］は、赤色に関して［１００］であり得る。補正プロセスでは、ｓＲＧＢコンテンツ値［ＲＳ  ＧＳ  ＢＳ］は、本デバイスが正しい画像を表示するために、新しい色値、すなわち、修正されたＲＧＢコンテンツ値［ＲＤ  ＧＤ  ＢＤ］、例えば、［０．９、０．２、０．３］に変換され得る。
【０１０９】
図１０および１１は、本発明のいくつかの実施形態による、上記に説明される方法を使用した較正結果の実施例を図示する、略図である。図１０は、較正を伴わない、ウェアラブルディスプレイデバイスからの画像にわたる白色のエミュレートされた出力を示す。赤色、緑色、および青色の陰影は、画像の異なる領域内に存在することが分かる。図１１は、上記に説明される方法を使用して較正後の、白色のエミュレートされた出力の実施例を示す。色が、標的に関する原色および意図される白色点に合致するように補正されていることが分かる。暗度における変動は、強度における非均一性によって生じ、これは、ある範囲外のピクセル点の強度のスケーリングダウン等の較正方法を使用して対処されることができる。
【０１１０】
上記に説明される実施形態では、ウェアラブルディスプレイデバイスによって生成された画像光は、３つの原色、すなわち、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、および赤色（Ｒ）における光を含み得る。ウェアラブルディスプレイデバイスはまた、ディスプレイシステムの天然（最大飽和）源色の混合物である、「原」色を有し得る。例えば、少量の緑色と赤色を混合し、あまり飽和していない赤色原色をディスプレイ内に作成することが望ましくあり得る。これは、赤色ＬＥＤのフィールドシーケンシャル周期の間、緑色ＬＥＤをオンにすることによって遂行されることができる。これはまた、余剰緑色輝度を緑カラーフィールドシーケンシャル色周期に追加することによって、より高いＬＣＯＳグレーレベルを利用することによって、または緑色周期の間、ＬＥＤ屈折力を増加させることによって遂行されることができる。本「混合原色」はまた、白色に近い色（ほぼ等量の赤色、緑色、青色）を有し得る。これらの場合、カメラは、「混合原色」に関するカメラＲＧＢから絶対ＸＹＺへの変換モデルを決定することによって、上記に説明される同一様式で較正されることができる。
【０１１１】
図１２は、本明細書に説明される実施形態による、コンピュータシステム１２００を図示する、簡略化された概略図である。図１２に図示されるようなコンピュータシステム１２００は、本明細書に説明されるようなウェアラブルデバイス１００等のデバイスの中に組み込まれてもよい。図１２は、種々の実施形態によって提供される方法のステップの一部または全部を実施し得る、コンピュータシステム１２００の一実施形態の概略化された例証を提供する。図１２は、種々のコンポーネントの一般化された例証を提供するためだけに意図され、そのいずれかまたは全てが、必要に応じて利用されてもよいことに留意されたい。図１２は、したがって、広義には、個々のシステム要素が比較的に分離された様式または比較的により統合された様式において実装され得る状況を図示する。
【０１１２】
コンピュータシステム１２００は、バス１２０５を介して電気的に結合されることができる、または必要に応じて別様に通信し得る、ハードウェア要素を備えるように示される。ハードウェア要素は、限定ではないが、デジタル信号処理チップ、グラフィック加速プロセッサ、および／または同等物等の、１つ以上の汎用プロセッサおよび／または１つ以上の特殊目的プロセッサを含む、１つ以上のプロセッサ１２１０と、限定ではないが、マウス、キーボード、カメラ、および／または同等物を含むことができる、１つ以上の入力デバイス１２１５と、限定ではないが、ディスプレイデバイス、プリンタ、および／または同等物を含むことができる、１つ以上の出力デバイス１２２０とを含んでもよい。
【０１１３】
コンピュータシステム１２００はさらに、限定ではないが、ローカルおよび／またはネットワークアクセス可能記憶装置を備えることができ、および／または、限定ではないが、プログラム可能である、フラッシュ更新可能である、および／または同等物であることができる、ディスクドライブ、ドライブアレイ、光学記憶デバイス、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）等のソリッドステート記憶デバイス、および／または読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）を含むことができる、１つ以上の非一過性記憶デバイス１２２５を含む、および／またはそれと通信してもよい。そのような記憶デバイスは、限定ではないが、種々のファイルシステム、データベース構造、および／または同等物を含む、任意の適切なデータ記憶を実装するように構成されてもよい。
【０１１４】
コンピュータシステム１２００はまた、限定ではないが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、８０２．１１デバイス、ＷｉＦｉデバイス、ＷｉＭａｘデバイス、セルラー通信設備等、および／または同等物等のモデム、ネットワークカード（無線または有線）、赤外線通信デバイス、無線通信デバイス、および／またはチップセットを含むことができる、通信サブシステム１２１９を含み得る。通信サブシステム１２１９は、１つ以上の入力および／または出力通信インターフェースを含み、データが、一実施例として挙げるために以下に説明されるネットワーク、すなわち、他のコンピュータシステム、テレビ、および／または本明細書に説明される任意の他のデバイス等のネットワークと交換されることを可能にしてもよい。所望の機能性および／または他の実装懸念に応じて、ポータブル電子デバイスまたは類似デバイスは、通信サブシステム１２１９を介して、画像および／または他の情報を通信してもよい。他の実施形態では、ポータブル電子デバイス、例えば、第１の電子デバイスは、コンピュータシステム１２００、例えば、電子デバイスの中に入力デバイス１２１５として組み込まれてもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータシステム１２００はさらに、作業メモリ１２３５を備え、これは、上記に説明されるようなＲＡＭまたはＲＯＭデバイスを含むであろう。
【０１１５】
コンピュータシステム１２００はまた、種々の実施形態によって提供されるコンピュータプログラムを備え得る、および／または本明細書に説明されるような他の実施形態によって提供される方法を実装し、および／またはシステムを構成するように設計され得る、１つ以上のアプリケーションプログラム１２４５等のオペレーティングシステム１２４０、デバイスドライバ、実行可能ライブラリ、および／または他のコードを含む、作業メモリ１２３５内に現在位置するものとして示される、ソフトウェア要素を含むことができる。単に、一例として、上記に議論される方法に関して説明される１つ以上のプロシージャは、コンピュータまたはコンピュータ内のプロセッサによって実行可能なコードおよび／または命令として実装され得、ある側面では、次いで、そのようなコードおよび／または命令は、説明される方法に従って１つ以上の動作を実施するように汎用コンピュータまたは他のデバイスを構成および／または適合するために使用されることができる。
【０１１６】
これらの命令および／またはコードのセットは、上記に説明される記憶デバイス１２２５等の非一過性コンピュータ可読記憶媒体上に記憶されてもよい。ある場合には、記憶媒体は、コンピュータシステム１２００等のコンピュータシステム内に組み込まれ得る。他の実施形態では、記憶媒体は、コンピュータシステムと別個である、例えば、コンパクトディスク等の可撤性媒体である、および／または記憶媒体が、汎用コンピュータをその上に記憶される命令／コードを用いてプログラム、構成、および／または適合するために使用され得るように、インストールパッケージ内に提供され得る。これらの命令は、コンピュータシステム１２００によって実行可能である、実行可能コードの形態をとり得る、および／または、例えば、種々の概して利用可能なコンパイラ、インストールプログラム、圧縮／解凍ユーティリティ等のいずれかを使用したコンピュータシステム１２００上へのコンパイルおよび／またはインストールに応じて、次いで、実行可能コードの形態をとる、ソースおよび／またはインストール可能コードの形態をとり得る。
【０１１７】
実質的な変形例が、具体的要件に従って構成されてもよいことが、当業者に明白となるであろう。例えば、カスタマイズされたハードウェアもまた、使用され得る、および／または特定の要素が、ハードウェア、アプレット等のポータブルソフトウェアを含む、ソフトウェア、または両方内に実装され得る。さらに、ネットワーク入力／出力デバイス等の他のコンピューティングデバイスへの接続も、採用されてもよい。
【０１１８】
上記に述べられたように、一側面では、いくつかの実施形態は、コンピュータシステム１２００等のコンピュータシステムを採用し、本技術の種々の実施形態による方法を実施してもよい。一式の実施形態によると、そのような方法のプロシージャの一部または全部は、プロセッサ１２１０が、オペレーティングシステム１２４０の中に組み込まれ得る、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンス、および／または作業メモリ１２３５内に含有される、アプリケーションプログラム１２４５等の他のコードを実行することに応答して、コンピュータシステム１２００によって実施される。そのような命令は、記憶デバイス１２２５のうちの１つ以上のもの等の別のコンピュータ可読媒体から作業メモリ１２３５の中に読み取られてもよい。単に、一例として、作業メモリ１２３５内に含有される命令のシーケンスの実行は、プロセッサ１２１０に、本明細書に説明される方法の１つ以上のプロシージャを実施させ得る。加えて、または代替として、本明細書に説明される方法の一部は、特殊ハードウェアを通して実行されてもよい。
【０１１９】
用語「機械可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」は、本明細書で使用されるとき、機械を具体的方式で動作させるデータを提供することに関わる、任意の媒体を指す。コンピュータシステム１２００を使用して実装される、ある実施形態では、種々のコンピュータ可読媒体は、実行のための命令／コードをプロセッサ１２１０に提供する際に関わり得る、および／またはそのような命令／コードを記憶および／または搬送するために使用され得る。多くの実装では、コンピュータ可読媒体は、物理的および／または有形記憶媒体である。そのような媒体は、不揮発性媒体または揮発性媒体の形態をとってもよい。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス１２２５等の光学および／または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、限定ではないが、作業メモリ１２３５等の動的メモリを含む。
【０１２０】
一般的形態の物理的および／または有形コンピュータ可読媒体は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、可撓性ディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク読取専用メモリ）、任意の他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを伴う任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読取専用メモリ）、ＦＬＡＳＨ（登録商標）−ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読取専用メモリ）、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、またはコンピュータが命令および／またはコードを読み取ることができる、任意の他の媒体を含む。
【０１２１】
種々の形態のコンピュータ可読媒体が、実行のための１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスをプロセッサ１２１０に搬送する際に関わってもよい。単に、一例として、命令は、最初に、遠隔コンピュータの磁気ディスクおよび／または光学ディスク上で搬送されてもよい。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリの中にロードし、コンピュータシステム１２００によって受信および／または実行される伝送媒体を経由して、命令を信号として送信し得る。
【０１２２】
通信サブシステム１２１９および／またはそのコンポーネントは、概して、信号を受信し、バス１２０５が、次いで、信号および／または信号によって搬送されるデータ、命令等を作業メモリ１２３５に搬送し得、そこから、プロセッサ１２１０が、命令を読み出し、実行する。作業メモリ１２３５によって受信された命令は、随意に、プロセッサ１２１０による実行前または後のいずれかにおいて、非一過性記憶デバイス１２２５上に記憶されてもよい。
【０１２３】
上記に議論される方法、システム、およびデバイスは、実施例である。種々の構成は、必要に応じて、種々のプロシージャまたはコンポーネントを省略、代用、または追加してもよい。例えば、代替構成では、本方法は、説明されるものと異なる順序で実施されてもよく、および／または種々の段階は、追加される、省略される、および／または組み合わせられてもよい。また、ある構成に関して説明される特徴は、種々の他の構成において組み合わせられてもよい。構成の異なる側面および要素は、類似様式で組み合わせられてもよい。また、技術は、進歩するものであって、したがって、要素の多くは、実施例であって、本開示の範囲または請求項を限定するものではない。
【０１２４】
具体的詳細が、実装を含む、例示的構成の完全な理解を提供するために説明に与えられる。しかしながら、構成は、これらの具体的詳細を伴わずに実践されてもよい。例えば、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、および技法は、構成を曖昧にすることを回避するために、不必要な詳細を伴わずに示されている。本説明は、例示的構成のみを提供し、請求項の範囲、可用性、または構成を限定するものではない。むしろ、構成の前述の説明は、当業者に説明される技法を実装するための有効な説明を提供するであろう。種々の変更が、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、要素の機能および配列に行われてもよい。
【０１２５】
また、構成は、概略フローチャートまたはブロック図として描写される、プロセスとして説明され得る。それぞれ、シーケンシャルプロセスとして動作を説明し得るが、動作の多くは、並行して、または同時に実施されることができる。加えて、動作の順序は、再配列されてもよい。プロセスは、図内に含まれない付加的ステップを有してもよい。さらに、本方法の実施例は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、または任意のそれらの組み合わせによって実装されてもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコード内に実装されるとき、必要タスクを実施するためのプログラムコードまたはコードセグメントは、記憶媒体等の非一過性コンピュータ可読媒体内に記憶されてもよい。プロセッサは、説明されるタスクを実施してもよい。
【０１２６】
いくつかの例示的構成が説明されたが、種々の修正、代替構造、および均等物が、本開示の精神から逸脱することなく、使用されてもよい。例えば、前述の要素は、より大きいシステムのコンポーネントであってもよく、他のルールが、本技術の用途に優先する、または別様にそれを修正してもよい。また、いくつかのステップは、前述の要素が検討される前、間、または後に行われてもよい。故に、前述の説明は、請求項の範囲を束縛するものではない。
【０１２７】
本明細書および添付の請求項で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈によって明確に別様に示されない限り、複数参照を含む。したがって、例えば、「ユーザ」の言及は、複数のそのようなユーザを含み、「プロセッサ」の言及は、１つ以上のプロセッサおよび当業者に公知のその均等物等の言及を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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