(57)【要約】【課題】ＲＧＢ  ＬＥＤを使用するディスプレイにおいて、赤、緑、または青の１次色の個別の色ずれに起因する合成光出力の色ずれを防止する。【解決手段】フィールドシーケンシャル照明システム用の色管理システム１００である。色管理システム１００は、複数の光源１０２と、ドライバ回路１０４と、制御装置１０６とを含む。ドライバ回路１０４は複数の光源１０２に結合され、制御装置１０６はドライバ回路１０４に結合される。ドライバ回路１０４は複数の光源１０２を駆動する。制御装置１０６は、サブフレームの時系列の第１サブフレームに第１制御信号および第２制御信号を生成する。第１制御信号は、第１サブフレームの１次色である第１色の第１光源に対応する。第２制御信号は、第１サブフレームの補助色である第２色の第２光源に対応する。色管理システム１００の実施形態は、各サブフレームの１次色の色点を維持する。【選択図】図１
2008268890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
前記複数の光源を駆動するように前記複数の光源に結合されたドライバ回路と、
サブフレームの時系列の第１サブフレームに対して第１および第２制御信号を生成するように前記ドライバ回路に結合された制御装置であって、前記第１制御信号が前記第１サブフレームの１次色である第１色の第１光源に対応し、前記第２制御信号が前記第１サブフレームの補助色である第２色の第２光源に対応するものである制御装置と
を備えてなる、フィールドシーケンシャル照明システム用の色管理システム。
【請求項２】
前記ドライバ回路が、前記第１サブフレームの実質的に全期間中前記第１光源を駆動させるように前記第１制御信号に基づき第１ドライバ信号を生成し、前記サブフレームの小部分期間中前記第２光源を駆動させるように前記第２制御信号に基づき第２ドライバ信号を生成するように構成される、請求項１に記載の色管理システム。
【請求項３】
前記制御装置が、前記サブフレームの時系列の前記第１サブフレームに対して第３制御信号を生成するようにさらに構成され、前記第３制御信号は前記第１サブフレームの別の補助色である第３色の第３光源に対応し、前記ドライバ回路はさらに、第３ドライバ信号に従って前記第１サブフレーム中の前記第２光源より短い時間だけ前記第３光源を駆動させるように構成される、請求項２に記載の色管理システム。
【請求項４】
前記第１ドライバ信号および前記第２ドライバ信号が、ＰＷＭ信号、駆動電流信号、または時分割多重信号である、請求項２に記載の色管理システム。
【請求項５】
前記第１制御信号および前記第２制御信号に対応する第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号を生成するように、前記制御装置および前記ドライバ回路に結合されたパルス幅変調（ＰＷＭ）信号生成装置をさらに備える、請求項１に記載の色管理システム。
【請求項６】
前記複数の光源が複数の発光ダイオードを備え、該複数の発光ダイオードが、赤色、青色、および緑色の発光ダイオードを備える、請求項１に記載の色管理システム。
【請求項７】
前記複数の発光ダイオードがＬＥＤベースの映像壁へと組み込まれている、請求項６に記載の色管理システム。
【請求項８】
前記複数の光源によって生成される光の少なくとも１つの色成分を検知するように、前記制御装置に結合された光センサをさらに備える、請求項１に記載の色管理システム。
【請求項９】
前記制御装置が色処理アルゴリズムを実行して、前記光センサからのセンサ信号に基づいて前記第１制御信号および第２制御信号の少なくとも１つを調整するように構成される、請求項８に記載の色管理システム。
【請求項１０】
前記第１光源および第２光源からの前記第１色および第２色の色混合を促進するように、前記複数の光源と前記光センサとの間に配置された光導体をさらに備える、請求項８に記載の色管理システム。
【請求項１１】
前記光導体に結合される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）をさらに備え、前記光導体が前記ＬＣＤ用のバックライトとして動作するように構成される、請求項１０に記載の色管理システム。
【請求項１２】
前記複数の光源がフィールドシーケンシャル映像投影機へと組み込まれる、請求項１に記載の色管理システム。
【請求項１３】
複数の色を有する複数の光源用の複数の供給信号を生成する信号生成回路と、
前記複数の色の少なくとも１つに対応する少なくとも１つのセンサ信号に基づいて光フィードバック信号を生成する光フィードバック回路と、
各サブフレーム中に前記複数の色のうちの少なくとも２色の色混合を実現するように、前記信号生成回路と前記光フィードバック回路との間に結合された制御回路と
を備えてなる、フィールドシーケンシャル照明システム用の色管理制御装置。
【請求項１４】
前記制御回路はサブフレームの時系列の第１サブフレームに対し第１および第２制御信号を生成するようにさらに構成され、該第１制御信号が前記第１サブフレームの１次色である第１色の第１光源に対応し、該第２制御信号が前記第１サブフレームの補助色である第２色の第２光源に対応する、請求項１３に記載の色管理制御装置。
【請求項１５】
前記制御回路が、以下の色処理アルゴリズムに従って色混合を実現するように構成され、
【数１】
2008268890.tif 000009
ここで、ＣPは前記サブフレームの１サブフレーム期間中に色混合によって生成される混合色であり、Ｋnはデューティファクタ値であり、Ｃn’は１００％デューティファクタ時の色である、請求項１３に記載の色管理制御装置。
【請求項１６】
前記複数の供給信号が前記複数の光源に対応する複数のＰＷＭ信号を備える、請求項１３に記載の色管理制御装置。
【請求項１７】
フィールドシーケンシャル照明システムにおいて色の定色点を維持するための方法であって、
第１サブフレームの実質的に全期間中に、第１光源から１次光信号を生成するステップと、
前記第１サブフレームの第１小部分の期間中に、第２光源から第１補助光信号を生成するステップと、
前記第１サブフレームの第２小部分の期間中に、第３光源から第２補助光信号を生成するステップと、
前記第１サブフレーム中に、前記１次光信号、前記第１補助光信号、および前記第２補助光信号を混合して擬似１次色を生成するステップと
を含んでなる方法。
【請求項１８】
前記第１光源、前記第２光源、および前記第３光源が、赤色、青色、および緑色の発光ダイオードを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
後続するサブフレーム中に、前記１次光源および対応する補助光源として、前記第１光源、前記第２光源、および前記第３光源を交互に入れ替えるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１サブフレーム中に前記擬似１次色を検知するステップと、
前記第１サブフレーム中の前記擬似１次色の検知に基づいて、色処理アルゴリズムに従って前記光信号の少なくとも１つを調整するステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する従来のフィールドシーケンシャル駆動システムでは、２つ以上のＬＥＤが１フレームの期間中に順次駆動される。１フレーム内で異なる色を個別に駆動するために、フレームはサブフレームに分割される。各サブフレームは１色に対応する。したがって、各フレームは、システムが有する異なる色と同じ数のサブフレームを有する。例えば赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）ＬＥＤを使用するシステムでは、３色の各々を受け入れる３つのサブフレームが各フレーム内に存在する。各色は１つのサブフレームに対応する。詳しくは、赤色ＬＥＤは１サブフレーム中に駆動され、緑色ＬＥＤは別のサブフレーム中に駆動され、そして、青色ＬＥＤは残りのサブフレーム中に駆動される。各サブフレーム中に１色しか駆動されない。
【０００２】
合成光出力が光学的に均質化され、かつ駆動周波数が臨界周波数より高い場合には、ヒト視覚系は、異なる基本ＬＥＤ光源を区別しない。換言すると、ヒト視覚系は、単一の色を生じる単一光源を知覚する。知覚される色は、駆動された色の合成である。例えば赤、青、および緑の全部が順次に駆動されると、ヒト視覚系は白色またはそのいくつかのむらを知覚できる。
【０００３】
残念ながら、ＬＥＤ光源は一般的に公称電気および公称温度の条件で不安定であるので、このタイプのシステムは不安定になることがある。サブフレーム中の基本ＬＥＤ光源の色または輝度のずれは、結果的に、合成光出力の知覚される色の変化を引き起こす。
【０００４】
この問題は、ＲＧＢ  ＬＥＤを使用するフィールドシーケンシャル（ＦＳ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）で顕著に現われる。一般的に、従来のＦＳ−ＬＣＤの各画像フレームは３つのサブフレームを含む。各サブフレームでは、１色だけのＬＥＤが駆動、すなわち点灯される。例えば赤色ＬＥＤサブフレームでは、赤色ＬＥＤだけが駆動され、各画素の液晶素子はさらにこの赤色光を１画素単位で変調する。同じ動作が緑色および青色ＬＥＤに対して順次実行される。換言すると、各画素は液晶技術を用いて赤、緑、および青の１次色を１画素単位で変調する。上述の通り、赤、緑、または青の１次色の個別の色ずれは結果的に、各画素の順次合成される色合成に対し知覚される色ずれを引き起こす。
【発明の開示】
【０００５】
システムの実施形態について記載する。一実施形態では、該システムは、フィールドシーケンシャル照明システム用の色管理システムである。色管理システムは、複数の光源と、ドライバ回路と、制御装置とを含む。ドライバ回路は複数の光源に結合され、制御装置はドライバ回路に結合される。ドライバ回路は複数の光源を駆動する。制御装置は、時系列のサブフレームの第１サブフレームに対し、第１制御信号および第２制御信号を生成する。第１制御信号は、第１サブフレームの１次色である第１色の第１光源に対応する。第２制御信号は、第１サブフレームの補助色である第２色の第２光源に対応する。色管理システムの実施形態は、各サブフレームの１次色の色点を維持する。システムの他の実施形態についても記載する。
【０００６】
装置の実施形態についても記載する。一実施形態では、装置はフィールドシーケンシャル照明システム用の色管理制御装置である。色管理制御装置は、信号生成回路と、光フィードバック回路と、制御回路とを含む。信号生成回路は、複数の色を有する複数の光源用の複数の供給信号を生成する。光フィードバック回路は、複数の色の少なくとも１つに対応する少なくとも１つのセンサ信号に基づいて、光フィードバック信号を生成する。制御回路は信号生成回路と光フィードバック回路との間に結合される。制御回路は、色処理アルゴリズムに従って各サブフレーム中に複数の色のうちの少なくとも２色の色混合を実現する。装置の他の実施形態についても記載する。
【０００７】
方法の実施形態について記載する。一実施形態では、この方法は、フィールドシーケンシャル照明システムで色の定色点を維持するための方法である。該方法は、第１サブフレームの実質的に全期間中に第１光源から１次光信号を生成するステップと、第１サブフレームの第１小部分の期間中に第２光源から第１補助光信号を生成するステップと、第１サブフレームの第２小部分の期間中に第３光源から第２補助光信号を生成するステップとを含む。この方法はまた、第１サブフレーム中に、１次光信号、第１補助光信号、および第２補助光信号を混合して、擬似１次色を生成するステップも含む。この方法の他の実施形態についても記載する。
【０００８】
本発明の実施形態の他の態様および利点は、本発明の原理の実施例として図示する添付の図面に関連して掲げる以下の詳細な説明から明らかになる。
【０００９】
説明全体を通して、同様の参照番号は同様の要素を識別するために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、色管理システム１００の実施形態の概略した回路図を示す。図示した色管理システム１００は、複数の光源１０２と、ドライバ回路１０４と、制御装置１０６と、光センサ１０８とを含む。色管理システム１００の実施形態は様々な用途に実現することができる。色管理システム１００を実現することのできる１つの用途として、フィールドシーケンシャル（ＦＳ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）がある。
【００１１】
一実施形態では、複数の光源１０２は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。しかし、他の実施形態は他のタイプの光源１０２を使用することができる。例えば、一部の実施形態はＬＥＤの代わりにレーザを使用する。便宜上、本明細書でＬＥＤに言及するのは、光源１０２の例示的な実施形態として理解されるものであり、そのような例示的な実施形態の説明は、他のタイプの光源１０２を使用する他の実施形態に適用可能である。
【００１２】
ＬＥＤ１０２は異なる色のＬＥＤを含む。例えばＬＥＤ１０２は赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）のＬＥＤを含みうる。各色は、単一ＬＥＤ１０２またはＬＥＤ１０２群（例えば配列）によって生成することができる。ＲＧＢ  ＬＥＤ１０２は、時には、赤色、緑色、および青色光が合成されたときに、白色光を生成するために実現される。様々なＬＥＤ１０２からの光信号は、少なくとも２通りの方法により合成されることに注意すべきである。第一に、ＬＥＤ１０２からの光信号は、ＬＥＤ１０２を同時に駆動することによって合成される。第二に、光信号はＬＥＤ１０２を別々の時間に、しかしヒト視覚系が別々の色を見分ける臨界周波数より高い周波数で、順次に駆動することによって合成される。換言すると、光信号は順次、次から次に、非常に高速で生成されるので、色が実際にはいついかなる時点でも混合されないという事実にもかかわらず、ヒト視覚系は個々の色を合成して、結果的に生じた合成色を知覚する。従来のＦＳ−ＬＣＤシステムは、色混合の知覚を形成するために、この第２シーケンシャル技術を使用する。
【００１３】
ドライバ回路１０４は、ＬＥＤ１０２の駆動を促進する回路構成を含む。ＬＥＤ１０２を使用する実現では、ドライバ回路１０４は、公知のやり方による限流抵抗器を含みうる。他のタイプの光源１０２を使用する実現では、ドライバ回路１０４は、他のタイプのアナログまたはデジタル回路構成によって具現されうる。ドライバ回路１０４は制御装置１０６から１つ以上の供給信号１１０を受け取る。一部の実施形態では、供給信号１１０はＬＥＤ１０２の色および輝度を決定する。ＬＥＤ１０２を使用する場合には、供給信号１１０はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号でありうる。例えばＰＷＭ信号１１０は、赤色ＬＥＤ１０２用のＰＷＭR信号、緑色ＬＥＤ１０２用のＰＷＭG信号、および青色ＬＥＤ１０２用のＰＷＭB信号を含みうる。
【００１４】
制御装置１０６は、異なる色のＬＥＤ１０２の各々からの光の割合を制御するために供給信号１１０を使用する。一実施形態では、制御装置１０６は１つ以上の色処理アルゴリズムを使用して、供給信号１１０を生成する。制御装置１０６の実施形態のより詳細な図解および説明を、図２およびこれに伴う記述に提供する。
【００１５】
光センサ１０８はＬＥＤ１０２から光信号を検知し、１つ以上のセンサ信号１１２を制御装置１０６に提供する。このようにして、光センサ１０８は制御装置１０６に光フィードバックを提供する。一実施形態では、光センサ１０８は、ＬＥＤ１０２によって生成された混合光信号の個別成分（すなわちＲＧＢ）をサンプリングする。光センサ１０８は、これらのサンプリングされたセンサ信号１１２を、アナログ信号またはデジタル信号のいずれかとして制御装置１０６に送ることがある。一例として、光センサ１０８は、３つの異なる色を検出するための３つのチャネルを有する色センサである。例えばチャネルＸは赤色光信号成分を検出してＳＥＮＳＥX信号を生成し、チャネルＹは緑色光信号成分を検出してＳＥＮＳＥY信号を生成し、チャネルＺは青色光信号成分を検出してＳＥＮＳＥZ信号を生成する。他の実施形態は、ＲＧＢおよびＸＹＺの代わりに、他の色および照明規約を使用することができることに注意すべきである。
【００１６】
光センサ１０８から光フィードバック信号１１２を受け取ると、制御装置１０６は、ドライバ１０４への供給信号１１０の１つ以上を変更する。このようにして、制御装置１０６は、光源１０２を制御し、合成光信号の結果的に生じる色を決定する。一実施形態では、制御装置１０６および光センサ１０８を、既知の色相関に合わせて較正することができる。この色相関は、制御装置１０６がＸＹＺ、Ｙｘｙ、Ｙｕ’ｖ’、およびＲＧＢなどの特定の色空間により色を指定できるようにする。
【００１７】
図２は、フィールドシーケンシャル照明システムの色管理システム制御装置１０６の一実施形態の概略図を示す。フィールドシーケンシャル照明システムのあるタイプとして、フィールドシーケンシャル照明ディスプレイがある。特に図２は、図１に示した制御装置１０６のさらに詳細な実施形態を示す。本明細書では特定の構成要素を示して記載するが、制御装置１０６の他の実施形態は、より少数またはより多数の色管理動作を実現するように、より少数またはより多数の回路構成および構成要素を含みうる。加えて、便宜上、かつ明確にするために、本明細書においては、多くの従来の特徴は、示さずかつ記載しないが、制御装置１０６の特定の実現に含みうる。
【００１８】
図示する制御装置１０６は、システム制御装置１１４と、インタフェース制御装置１１６と、１つ以上の内部レジスタ１１８と、色制御装置１２０とを含む。一実施形態では、システム制御装置１１４は、ハウスキーピングや、ブロック間のインタフェーシングや、制御装置信号の生成などの内部機能を実行する。インタフェース制御装置１１６は、システム制御装置１１４に結合され、公知のプロトコルを使用して通信を管理する。一例として、インタフェース制御装置１１６は、Ｉ2Ｃ通信プロトコルを管理するシリアルインタフェース制御装置でありうるが、他のタイプのインタフェースプロトコルを実行することもできる。
【００１９】
インタフェース制御装置１１６は、色管理システム制御装置１０６を構成するための主要な構成要素である内部レジスタ１１８にも結合される。一実施形態では、内部レジスタ１１８は、１列のレジスタ群を含む。レジスタ内の各ビットは、仕様、機能、または動作モードにマッピングされる。内部レジスタ１１８は、周知のやり方により使用される一連の較正レジスタも含みうる。
【００２０】
色制御装置１２０は、内部レジスタ１１８のみならず、システム制御装置１１４にも結合される。一実施形態では、制御信号は、システム制御装置１１４から色制御装置１２０に伝達される。色制御装置１２０は、光センサ１０８からのセンサデータに対して動作する色処理アルゴリズムを含む。アルゴリズムは、光センサ１０８によって計測されたときに所望の色と生成された実際の色との間に不整合が存在する場合には、ＰＷＭ出力デューティファクタを補正する。色制御装置１２０は、入力色座標を内部で理解されるフォーマットにも変換する。一実施形態では、デフォルト入力フォーマットはＣＩＥ  ＲＧＢ（発光体Ｅ）である。
【００２１】
色処理アルゴリズムに関して、色制御装置１２０は、色管理システム制御装置１０６の動作モードに応じて、１つ以上のアルゴリズムを実装することができる。ＬＥＤの時間平均輝度は、デューティファクタと線形的に比例することが知られている。１００％デューティファクタ時のＬＥＤの色Ｎが、そのＣＩＥ３刺激値をベクトルとして解釈することによって次のように定義されると、
【数１】
2008268890.tif 000003
他のデューティファクタ値Ｋに対するＬＥＤ  Ｎの色は、次式によって定義することができる。
【数２】
2008268890.tif 000004
【００２２】
２つのＬＥＤ、ＡおよびＢから放射される光が混合される場合には、混合されたＬＥＤ光源の色Ｍは、次式によって与えられる。
【数３】
2008268890.tif 000005
さらに、１００％デューティファクタ時のＬＥＤ  ＡおよびＢの色は、次式である
【数４】
2008268890.tif 000006
によって与えられるので、結果的に生じる色の方程式は次のように書くことができる。
【数５】
2008268890.tif 000007
ここで、ＫAはＬＥＤ  Ａのデューティファクタ値であり、ＫBはＬＥＤ  Ｂのデューティファクタ値である。一実施形態では、ＲＧＢ輝度値は、１つ以上のＬＥＤ１０２のＬＥＤ駆動電流を変化させることによって調整される。代替的に、ＲＧＢ輝度値は、ＰＷＭ生成装置１２２からのＰＷＭ信号１１０の少なくとも１つを変化させることによって調整される。デューティファクタ調整は、ＬＥＤ駆動電流調整と比較して、ＬＥＤ輝度に対してよりリニアな関係を有することに注意すべきである。
【００２３】
加えて、色は輝度成分および色度成分を含むので、色は代替的に、標準ＣＩＥ３刺激値を使用して３次元ベクトルによって表わすことができる。また、上記説明ではＬＥＤについて言及したが、同様の式および方程式をレーザのような他の光源に対して導出することができる。
【００２４】
ＬＥＤ１０２に対するそのような制御を実現するために、色管理システム制御装置１０６はＰＷＭ生成装置１２２を含む。色制御装置１２０は、各色のＰＷＭ出力デューティファクタを生成し、該ＰＷＭデューティファクタをＰＷＭ生成装置１２２に伝達する。ＰＷＭ生成装置１２２は色制御装置１２０からデューティファクタ値を受け取り、デューティファクタ値に従って１つ以上のＰＷＭ信号１１０を生成する。例えば、ＰＷＭ生成装置１２２は、赤色ＬＥＤ１０２に供給するＰＷＭR信号１１０、緑色ＬＥＤ１０２に供給するＰＷＭG信号１１０、および青色ＬＥＤ１０２に供給するＰＷＭB信号１１０を生成することができる。このようにして、色制御装置１２０は、ＬＥＤ１０２の各色のためのＰＷＭ信号１１０の各々を制御することができる。
【００２５】
図示する色管理システム制御装置１０６は、モード選択モジュール１２４も含む。一実施形態では、モード選択モジュール１２４は、当該分野において知られているように、（例えば、通常、スリープ、内部／外部クロック等の）装置動作モードを決定する。
【００２６】
図示する色管理システム制御装置１０６は、内部発振器１２６も含む。一実施形態では、内部発振器１２６は、論理回路用のクロック信号ＣＬＫを生成する。代替的に、生成されたクロック信号ＣＬＫは、マルチプレクサ１３０を介して選択された外部クロック信号１２８によりバイパスされる。クロック信号の様々な実行がよく知られている。
【００２７】
図示する色管理システム制御装置１０６は、色制御装置１２０に結合されたセンサ回路構成１３２も含む。一実施形態では、センサ回路構成１３２は、センサ信号１１２を受け取り、１つ以上の対応する信号を色制御装置１２０に渡す。例えばセンサ回路構成１３２は、ＳＥＮＳＥX信号１１２、ＳＥＮＳＥY信号１１２、およびＳＥＮＳＥZ信号１１２を受け取ることができる。センサ回路構成１３２の実施形態は異なる実現を含みうるが、ある実施形態は、マルチプレクサと、プログラム可能増幅器と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）とを含む。マルチプレクサは、到来センサ信号１１２の１つを選択し、選択されたセンサ信号１１２をプログラム可能増幅器に渡す。プログラム可能増幅器の利得は、センサ信号１１２をさらなる処理のために増強するように調整することができる。ＡＤＣは、選択されたセンサ信号１１２をアナログ信号から、色制御装置１２０によって使用することのできるデジタル信号に変換する。センサ回路構成１３２の他の実施形態は、他の構成要素または構成を含みうる。センサ回路構成１３２が機能するために、一実施形態では、電圧信号が、基準電圧ＶＲＥＦ１３４または外部ＶＲＥＦ１３６からセンサ回路構成１３２に供給される。内部ＶＲＥＦ１３４または外部ＶＲＥＦ１３６は、マルチプレクサ１３８によって選択することができる。
【００２８】
図３は、フィールドシーケンシャルディスプレイまたは他の照明システムなどのフィールドシーケンシャル照明システムのＬＥＤ１０２を時系列的に駆動するためのＬＥＤ駆動信号の波形図１５０を示す。駆動信号はフレームに対して整列され、各色の駆動信号は対応するサブフレーム中にアサートされる。例えば、赤色ＬＥＤ１０２の駆動信号が第１サブフレーム中にアサート（assert：つまり、アクティブな状態に）される。そして、緑色ＬＥＤ１０２の駆動信号が第２サブフレーム中にアサートされる。最後に、青色ＬＥＤ１０２の駆動信号が第３サブフレーム中にアサートされる。このようにして、観察者が個々のＲＧＢ色を見分けることができなくなる臨界周波数より高いフレーム周波数の場合には、観察者によって知覚される結果色はほぼ白色になる。
【００２９】
別の実施形態では、赤色だけが表示される場合には、赤色ＬＥＤ１０２の駆動信号が第３サブフレーム毎にアサートされ、緑色および青色ＬＥＤ１０２の駆動信号はアサートされない。このようにして、観察者は赤だけを見る。その延長線上で、同様のシーケンシャル方式で駆動信号の１つ以上をアサートすることにより、様々な結果色を生成することができる。
【００３０】
図４Ａは、フィールドシーケンシャルディスプレイまたは他の照明システムなどのフィールドシーケンシャル照明システムであり、１次色の色点を維持するようにＬＥＤ１０２を駆動するためのＬＥＤ駆動信号の波形図１６０を示す。特に、波形図１６０はＰＷＭ駆動信号に対応する。ＬＥＤ１０２の色点が経時的にずれることがあると仮定して、上述の各サブフレーム中の個々の色のアサーションは、結果的に、（例えばＲＧＢの）各１次色の色点の顕著なずれを招くかもしれない。各１次色の色点を維持するために、色制御装置１２０は、センサ回路構成１３２からのデータを利用して、「擬似的な」１次色（「擬似１次色」とも呼ばれる）を生成することができる。擬似１次色は、２色以上のＬＥＤから構成される１次色である。本明細書で使用する場合には、用語「１次色」とは必ずしもＲＧＢの１次色の１つを指すものではなく、むしろそれは各サブフレーム中に主として使用される色に関係することに注意すべきである。このようにして、個々のサブフレームの１つの期間中に主として使用される色であるならば、どのような色でも「擬似的な」１次色とすることができる。
【００３１】
図４Ａは、各サブフレーム中に使用される各１次色の色点を維持するための「擬似１次色」の使用を示す。一例として、ＲＧＢ色空間では、色制御装置１２０は、第１サブフレームの実質的に全ての期間中に、赤色駆動信号をアサートすることができる。また、第１サブフレーム中に、色制御装置１２０は、第１サブフレームの小部分の期間中に、緑色駆動信号をアサートすることができる。さらに、色制御装置１２０は、第１サブフレームの別の小部分の期間中に、青色駆動信号をアサートすることができる。このようにして、第１サブフレーム中の結果色は、対応する駆動信号に比例して生成される赤色、緑色、および青色の混合である。このシナリオでは、緑色および青色は、赤色を補助するために使用されるので、第１サブフレーム中の補助色と表示することができる。緑色および青色ＬＥＤ１０２のアサーション時間は部分的に、または全体的に相互に重なってもよく、あるいはそれらは時間的に離散してもよいことに注意すべきである。加えて、一部の実施形態では、補助色の補助アサーション時間は、所与のサブフレームの１次色のアサーション時間より大きくなることがあることに注意すべきである。第１サブフレームに対し結果的に得られる擬似１次色ＣPRは、次のように表わすことができる。
【数６】
2008268890.tif 000008
ここで、
ＣR’＝１００％デューティファクタ時の赤色ＬＥＤの色、
ＣG’＝１００％デューティファクタ時の緑色ＬＥＤの色、
ＣB’＝１００％デューティファクタ時の青色ＬＥＤの色、
ＫR＝赤色ＬＥＤのデューティファクタ値、
ＫG＝緑色ＬＥＤのデューティファクタ値、そして、
ＫB＝青色ＬＥＤのデューティファクタ値
である。
【００３２】
Ｒ、Ｇ、およびＢは、ともにＣＩＥ１９３１  ＸＹチャート上でＲＧＢ三角形を画定するので、ＣPRはＲＧＢ三角形内の色点である。これにより色制御装置１２０は、基本ＲＧＢ  ＬＥＤ１０２の色ずれに対してＫR、ＫG、およびＫBを調整することによって、擬似１次色ＣPRの色点を維持することが可能になる。他の実施形態では、他の色処理アルゴリズムが実現されうる。
【００３３】
この同じ技術は、第２サブフレーム中および第３サブフレーム中に他の２つの擬似１次色、すなわち擬似緑色および擬似青色にも適用することができる。これらの擬似１次色のずれは、三色センサを使用して、各擬似１次色をそのそれぞれのサブフレーム中にサンプリングすることによって検出することができる。幾つかの公知の光フィードバック技術が存在するが、一部の光フィードバック技術は、米国特許第６，８９４，４４２号公報および米国特許第６，４４８，５５０号公報に詳述されており、それらを引用することによって本明細書の一部をなすものとする。
【００３４】
波形図１６０は、ＲＧＢ  ＬＥＤ１０２を使用する擬似１次色の使用を例証しているが、他の実施形態では他の色合成を使用することがある。例えば、一実施形態は、ＲＧＢおよび白色のＬＥＤ１０２の擬似１次色を実現する。別の実施形態は、ＲＧＢおよびアンバ色のＬＥＤ１０２の擬似１次色を実現する。他の色合成も実現することができる。
【００３５】
さらに、図４ＡはＰＷＭ駆動信号に対応する波形図を示すが、他の実施形態ではＬＥＤ１０２を駆動するために他のタイプの駆動信号を使用することができる。例えば図４Ｂは、ＬＥＤ駆動信号がＬＥＤ駆動電流である場合の波形図１６２を示す。各駆動電流の振幅は、各々のサブフレーム内で変調される。別の実施例として、図４Ｃは、ＬＥＤ駆動信号が時分割多重駆動信号である場合の波形図１６４を示す。各サブフレームは複数のセグメントに分割され、光源の各色はセグメントの１つに対応する。図示する実施形態では、各サブフレームは、赤色セグメントＴR、緑色セグメントＴG、および青色セグメントＴBへと分割される。各セグメント期間中の個々の駆動信号は、そのサブフレームに対し特定の「擬似１次」色を生成するように操作される。
【００３６】
図５は、フィールドシーケンシャルディスプレイまたは他の照明システムのようなフィールドシーケンシャル照明システムのためのサブフレーム期間中、色点を維持する色管理方法１８０の一実施形態を示す。実施例として、色管理方法１８０は図１の色管理システムに関連して実現することができるが、色管理方法１８０は他の色管理システムでも実現することができる。
【００３７】
ブロック１８２では、色管理システム１００は、第１サブフレームの実質的に全期間中に第１光源１０２から１次光信号を生成する。ブロック１８４では、色管理システム１００は、第１サブフレームの第１小部分の期間中に、第２光源１０２から第１補助光信号を生成する。ブロック１８６では、色管理システム１００は、第１サブフレームの第２小部分の期間中に、第２補助光信号を生成する。このようにして、色管理システム１００は、（例えば赤色などの）第１の１次色および（例えば緑色および青色などの）２つの補助色を含む擬似１次色を生成する。色管理方法１８０は第１サブフレーム中に３つの色を合成して擬似１次色を生成するが、他の実施形態ではより少数またはより多数の色を合成して、他の擬似１次色を生成することもある。この技術は、その後のサブフレーム中に他の擬似１次色を生成するためにも適用することができる。そして、図示する方法１８０は終了する。
【００３８】
図６は、色管理システム２００の別の実施形態の概略図を示す。図示する色管理システム２００は、ＲＧＢ  ＬＥＤ１０２と、ＬＥＤドライバ１０４と、制御装置１０６と、光センサ１０８とを含む。これらの成分の各々は、上述の通りに動作する。
【００３９】
色管理システム２００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２０２および光導体２０４も含む。一実施形態では、光導体２０４は、ＲＧＢ  ＬＥＤ１０２からの光信号の色混合を促進する。光混合は、同時にかつ／または順次に行なうことができる。光導体２０４は、混合された光の少なくとも一部をＬＣＤ２０２に向かわせるバックライトとしても機能する。このようにして、光導体２０４からの光は、ＬＣＤ２０２上に画像を表示するために使用することができる。
【００４０】
色管理システムの他の実施形態も実現することができる。特に、いくつかの実施形態は、上述の通り、フィールドシーケンシャル照明を使用する任意のタイプの照明システムとして実現することができる。ある実施例として、図７に示すように映像投影機２１０の一部の実施形態は、上記のフィールドシーケンシャルＬＣＤと同様に動作するフィールドシーケンシャル照明投影を実現することができる。特に図７は、制御装置１０６、ドライバ回路１０４、光源１０２、および光学レンズ２１２を備えた映像投影機２１０を示す。別の実施例として、一般照明用の固体照明モジュールは、上述したフィールドシーケンシャル照明を実現することができる。別の実施形態では、フィールドシーケンシャル色管理システムは、図８に示す通り、ＲＧＢ  ＬＥＤベースの映像壁２２０などの多色ＬＥＤディスプレイに対して実現することができる。一般的に、ＬＥＤベースの映像壁は、画素としてＲＧＢ  ＬＥＤ  １０２のクラスタを使用する。ＬＥＤ１０２は、上述の通り制御装置１０６によって制御されるＬＥＤドライバ１０４によって駆動される。一実施形態では、各画素は特定のサブフレーム中に、同一擬似１次色を出力する。表示される色を変化させるために、各画素の輝度は映像データに従って変調される。換言すると、１サブフレーム中の１画素の合成色は、異なる色にそれらのそれぞれのデューティサイクルおよび変調輝度を掛けたものの和である。色管理システムの他の実施形態は、他の汎用および特殊目的の照明用途で実現される。
【００４１】
本明細書の方法の動作を特定の順序で示して記載してきたが、各方法の動作の順序は、特定の動作を逆の順序で実行するように、または特定の動作を少なくとも部分的に他の動作と同時に実行するように、変更することができる。別の実施形態では、異なる動作の命令または部分動作を断続的に、かつ／または代替的に実現することができる。
【００４２】
本発明の特定の実施形態について記載して例証してきたが、本発明は記載して例証した通りの部品の特定の形または構成に限定されない。本発明の範囲は、本明細書に添付する特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】色管理システムの一実施形態の概略回路図を示す。
【図２】フィールドシーケンシャル照明システムの色管理システム制御装置の一実施形態の概略図を示す。
【図３】フィールドシーケンシャル照明システムのＬＥＤを時系列的に駆動するＬＥＤ駆動信号の波形図を示す。
【図４Ａ】フィールドシーケンシャル照明システムで１次色の色点を維持するようにＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動信号の波形図を示す。
【図４Ｂ】フィールドシーケンシャル照明システムで１次色の色点を維持するようにＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動信号の別の波形図を示す。
【図４Ｃ】フィールドシーケンシャル照明システムで１次色の色点を維持するようにＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動信号の別の波形図を示す。
【図５】フィールドシーケンシャル照明システムのサブフレーム期間中、色点を維持する色管理方法の一実施形態を示す。
【図６】色管理システムの別の実施形態の概略図を示す。
【図７】フィールドシーケンシャル照明を実現する映像投影機の一実施形態を示す。
【図８】フィールドシーケンシャル照明を実現するＬＥＤベースの映像投影壁の一実施形態を示す。
【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４Ｃ】
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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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【外国語明細書】
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