可変色光を発生するデバイス
照明システム（１００）は、ランプアセンブリ（１４）と、コントローラ（１１５）と、ユーザ入力デバイス（１９）と、離散した色点を限定し、１D色相テーブル（１２１）、１D彩度テーブル（１２２）、１D輝度テーブル（１２３）を含むメモリ（１２０）と、色空間の境界を限定する境界メモリ（１２４）とを含む。ユーザ入力デバイスから受信したデータ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）とメモリ内の情報とに基づいて、コントローラはランプアセンブリのための色制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生する。コントローラは、ユーザ入力データと境界メモリ内の情報とを比較する。もしコントローラが、上記点が色空間の境界の外側に位置していることを見出せば、コントローラは境界メモリ（１２４）内に限定されている色空間境界上の置換点を計算し、この置換点に基づいてその制御信号を発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には照明の分野に関する。より特定的には、本発明は可変色光を発生する照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある空間を可変色で照明するための照明システムが広く知られている。一般的に、これらのシステムは複数の光源を含み、各光源が特定の色の光を放出するようになっており、異なる光源のそれぞれの色は相互に異なっている。このシステムが全体として発生する総合光は、幾つかの光源が放出する光の混合である。異なる光源の相対強度を変化させることによって、混合された総合光の色を変化させることができる。
【０００３】
光源は、例えばＴＬランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等のような異なる型であることができることに注目されたい。以下の説明では、単に“ランプ”という語を使用するが、これはＬＥＤを排除する意図がないものと理解されたい。
【０００４】
可変色照明システムの例に、劇場における照明システムがある。ショウの間、照明の色を変化させることが望ましいであろう。しかしながら、家庭、店、レストラン、ホテル、学校、病院等の場合でも、照明の色を変化させ得るようにしておくがことが望ましいかも知れない。劇場等のような場合には、色は、典型的に劇的効果を高めるために展開と共に変化させるが、他の状況では滑らかに且つゆっくりと移行させることがより望ましいであろう。
【０００５】
当業者ならば理解されるように、光の色は色空間内の色点の座標によって表すことができる。このような表現方法においては、色が変化するということは色空間内の１つの色点から別の色点への変位に、またはシステムの色点の設定の変位に対応する。更に、色のシーケンスは色空間内の色点の集まりに対応し、この集まりは経路として表される。従って、色を動的に変化させることは、この経路を“移動”することとして表すことができる。より一般的に言えば、光の色を動的に変化させるということは、色空間を通して“ナビゲート”することとして表されよう。
【０００６】
典型的には、照明システムは３つのランプを含んでいる。通常、これらのランプは近赤（Ｒ）、近緑（Ｇ）、近青（Ｂ）であり、このシステムはＲＧＢシステムと称される。各ランプの光強度は、０（無光）から１（最高強度）までの数で表すことができる。色点は三次元座標（ξ１、ξ２、ξ３）によって表すことができ、０から１までの範囲内の各座標はランプの１つの相対強度に線形に対応する。個々のランプの色点は、それぞれ（１，０，０）、（０，１，０）、（０，０，１）として表すことができる。これらの点は、色空間内の三角形を記述している。この三角形内の全ての色を、システムによって発生させることができる。
【０００７】
理論的には、色空間は連続体であると考えることができる。しかしながら実際には、照明システムのコントローラは、離散した制御信号だけを発生することができるデジタルコントローラである。ユーザが、このようなデジタルコントローラを含むシステムを用いて色空間をナビゲートしたい場合には、彼は座標の１つの方向に向けて離散したステップのみを取ることができる。問題は、ＲＧＢ色空間が線形空間ではなく、従って、色強度座標軸の１つに沿ってあるサイズの離散したステップを進めた時、ユーザが知覚する色変化の量が一定ではなく、色空間内の実際の位置に依存することである。
【０００８】
この問題を解消するために、ＣＩＥＬＡＢ色空間のような異なる色空間表現が提唱されている。この色空間の独立変数は、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ；ＣＩＥＬＡＢでは、Ｓ＝彩度（chroma）／明度（lightness）を用いて計算）、輝度（brightness）（Ｂ；ＣＩＥＬＡＢでは、明度（lightness）から計算）である。明度が均一に知覚されることから（即ち、明度レベルの線形変化が、ユーザには光強度レベルも線形に変化しているものと知覚される）、このパラメータを輝度の代わりに使用すると有利である。しかしながら、記述を一般化するために、以下の説明では“輝度”というパラメータを使用することとし、それらの値も知覚的均一分布を用いて記載される（例えば、ｕ’Ｖ’Ｙ空間では、“Ｙ”が強度（明度）を記述し、知覚的均一輝度分布は対数（Ｙ）である）。ＣＩＥＬＡＢ色空間は、離散した点の三次元空間（３Ｄ格子）と見ることができる。この空間内の各点は座標ｍ、ｎ、ｐで表すことができ、各点における色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、輝度（Ｂ）はそれぞれ特定値Ｈ（ｍ，ｎ，ｐ）、Ｓ（ｍ，ｎ，ｐ）、Ｂ（ｍ，ｎ，ｐ）を有している。ユーザが３つの座標軸の何れかに沿って離散ステップを進めれば、その色が色空間の外側境界（色域）の内側にある限り、それぞれ色相（hue）、彩度（saturation）、または輝度（brightness）の所定の、及び一定の変化を得ることができる。原理的には、変数色相、彩度、及び輝度は互いに独立している。しかしながら、色相、彩度、及び輝度の可能な値の全ての組合せが物理的に可能な色に対応する訳ではない。最新技術のシステムは、色相、彩度、及び輝度のそれぞれのために３つの３Ｄ（３次元）ルックアップテーブルを含んでいる。これらの３Ｄルックアップテーブルを用いた場合、ｍ、ｎ、及びｐの組合せ毎に得られるＨ、Ｓ、及びＢの組合せが物理的に可能な色に対応するのか否かを検討し、もし必要ならばテーブル内にずれ値を入力することが容易に可能である。Ｈ、Ｓ、及びＢの組合せが物理的に不可能な色をもたらすようなメモリ位置について、テーブルは特定のコードを含むか、または異なる色の値（例えば、色空間境界の最寄り値）を含むことができる。
【０００９】
しかしながら、３Ｄルックアップテーブルを用いるこの解決策は、比較的大量のメモリ空間を必要とすることが問題である。例えば、システムは、輝度を25の可能な輝度レベルで、彩度を75の可能な彩度レベルで、そして色相を200の可能な色相レベルで独立的に設定することができる。このような状況では、システムは３*200*75*25＝1125000メモリ位置（１Ｍバイト以上）を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、必要なメモリ空間の量を減少させ、限定されたメモリ空間を有する低コストマイクロコントローラを使用可能にすることを目的としている。本発明のさらなる目的は、（Ｈ，Ｓ，Ｂ）テーブルの色値を格納するためのより効率的な手法を提供し、一定の色相、彩度、または輝度の線に沿って（Ｈ，Ｓ，Ｂ）テーブルを通る簡単なナビゲーション方法を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の重要な面によれば、必要なメモリ空間を大幅に減少させるようにＣＩＥＬＡＢ色テーブルをより効率的な手法で格納する。詳述すれば、色相、彩度、及び輝度のために、一次元独立アレイを使用する。更に、Ｈ、Ｓ、及びＢの有効組合せを定義するために付加的な独立アレイを使用する。上述した例では、36000より少ないメモリ位置でありながら同じ機能を達成することが可能であり、これは所要メモリサイズを30分の１以下まで減少させることを意味する。
【００１２】
本発明のこれらの、及び他の面、特色、及び長所は、以下の添付図面に基づく説明から明白になるであろう。添付図面においては、同一の、または類似の部品に対しては同一の番号を付してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、ＣＩＥ（ｘｙ）色度図を示す。この図は公知であり、従って説明は最小限に留める。点（１，０）、（０，０）、及び（０，１）はそれぞれ、理想的な赤、青、及び緑を表しており、これらは仮想色である。曲線１は、純スペクトル色を表している。波長はナノメートル（ｎｍ）で表されている。破線２は、曲線１の端を結んでいる。曲線１と破線２によって囲まれた領域３は全可視色を含む。曲線１の純スペクトル色に対して、領域３の色は混合色であり、これは２つまたはそれ以上の純スペクトル色を混合することによって得ることができる。反対に、各可視色は、色度図内の座標によって表すことができ、色度図内の点は“色点”として表される。
【００１４】
当業者には明らかなように、例えばＲＧＢ図のような異なる図式的色表現も使用できることに注目されたい。しかしながら、ＲＧＢ空間内の色の分布は完全にデバイス従属である（例えば、あるＲＧＢ値は、一般的に、各々が異なるＲＧＢ原色を有する異なるランプで異なる知覚色を与えよう）。
【００１５】
色は、ＣＩＥＬＡＢ色空間（Ｌ*ａ*ｂ*色空間とも呼ぶ）のような、デバイス独立色空間で表すことが好ましい。ＣＩＥＬＡＢ空間は知覚的に均一であるが故に好ましい。これらの色空間に関係付けられた色定義は当業者には公知であるから、詳細な説明は省略する。これらの空間が、独立変数として色相（後に説明する）、彩度（後に説明する）、及び輝度（総合光強度の測度）を有し、ＲＧＢ空間における色表現を１対１のマトリックス変換を介してＣＩＥＬＡＢ色空間における色表現に、またはその逆に変換することができることに言及すれば十分であろう。
【００１６】
色相、彩度、及び輝度の基本的概念は、ＣＩＥ 1931（ｘ，ｙ）色空間内で最も容易に説明することができるが、他の色空間において他の定義を得ることもできる。簡易化のために、以下ＣＩＥ 1931（ｘ，ｙ）色空間を使用する。
【００１７】
２つの純スペクトル色を混合すると、得られる混合色の色点は２つの純色の色点を結ぶ線上に位置し、得られる色点の正確な位置は混合比（強度比）に依存する。例えば、バイオレットと赤とを混合すると、得られる混合色パープルの色点は破線２上に位置する。もし２つの色を混合して白色光を得ることができれば、これら２つの色を“補色”と呼ぶ。例えば、図１に示す青（480ｎｍ）と黄（580ｎｍ）を結ぶ線４は白色の点を横切る線であり、青色光と黄色光が正確な強度比であれば白色光として知覚されることを表している。このことは他のどのセットの補色にも適用され、対応する強度比が正確であればその混合光は白色光として知覚される。それでも、実際にはこの混合光が、異なる波長の２つのスペクトル貢献部分を含んでいることに注目されたい。
【００１８】
もし２つの補色（ランプ）の光強度をそれぞれＩ１及びＩ２で表せば、混合光の総合強度ＩtotはＩ１＋Ｉ２によって定義され、一方得られる色は比Ｉ１／Ｉ２によって定義さえる。例えば、第１の色が強度Ｉ１の青であり、第２の色が強度Ｉ２の黄であるものとする。もしＩ２＝０であれば、得られる色は純青であり、得られる色点は曲線１上に位置する。もしＩ２を増加させれば、色点は線４上を白色点に向かって移動する。色点が純青と白との間に位置している限り、対応する色は未だ青味がかって見えるが、白色点に接近すると得られる色はより青白く見えるようになる。
【００１９】
以下の説明では、“色”という語はフレーズ“色点”に関連付けて、領域３内の実際の色のために使用する。色の“印象”は“色相”という語によって表される。上例では、色相は青である。色相が曲線１のスペクトル色に関連付けられていることに注目されたい。色点毎にこの色点を、白色点を横切る線に沿って曲線１上に投影することによって、対応色相を見出すことができる。
【００２０】
更に、色が多少なりとも青白い色相であることを“彩度”というフレーズによって表す。もし色点が曲線１上に位置していれば対応する色は純スペクトル色であり、これはまた完全飽和（彩度）色相（彩度＝１）として表される。色点が白色点に向かって移動するにつれて彩度は減少し（彩度の小さい色相、またはより青白い色相）、白色点においては彩度が０であると定義されている。
【００２１】
多くの可視色は２つの色を混合することによって得ることができるが、図１から容易に理解されるように、これが全ての色に適用されるのではないことに注目されたい。如何なる所望の色をも有する光を発生させることができるようにするためには、３つの異なる色を発生する３つのランプが必要である。より多くのランプを使用することはできるが、必須ではない。
【００２２】
図２は、ランプアセンブリ１４を含む照明システム１０のブロックダイアグラムである。ランプアセンブリ１４は複数の（ここでは、３つの）ランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを含み、各ランプは共通コントローラ１５によって制御されるランプドライバ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにそれぞれ組合されている。ユーザ入力デバイスは、参照番号１９で示されている。３つのランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、相互に異なる光色（使用される典型的な色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）である）を有する光１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃをそれぞれ発生する。図１に３つの色点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によってそれぞれ例示してあるように、純赤、純緑、及び純青の代わりに、ランプは近赤光、近緑光、及び近青光を典型的に放出するようになっている。ランプアセンブリ１４が放出する番号１７で示す総合光は個々の光１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの混合であり、端点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって限定される三角形内に色点を有している。システム１０を用いた場合、もし個々のランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの光強度を連続的に変化させることが可能であれば、出力混合光１７の混合色を上記三角形内の如何なる所望位置にも設定することが可能である。しかしながら、典型的には、コントローラ１５はデジタルコントローラであり、個々のランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの光強度は離散したステップでしか変化させることはできない。このような場合、得ることができる色点は、色空間内の格子に沿って位置している。もしこの格子が十分に細かく入り組んでいれば、１つの点から隣の点までのステップの離散を人の眼が見分けることは不可能である。色表現に関して言えば、ＣＩＥＬＡＢ色空間は、２つの隣り合う格子点間の距離がＣＩＥＬＡＢ色空間全体にわたって知覚される色の実質的に等しい差に対応しているので好ましい。
【００２３】
ＣＩＥＬＡＢ色空間においては、色相、彩度、及び輝度は、その色が色空間境界の内側にある限り、互いに独立的に変化させることができる。本発明では、色相、彩度、及び輝度について線形（又は一次の）軸を使用する。これらの線形軸は円柱座標を有する色空間にわたっている。更に、各軸は離散化されている。即ち、各軸に沿って離散したステップでのみ進むことができる。これらのステップは、各軸に沿う色ステップ（ＣＩＥＬＡＢでは、例えば色差値ΔＥで記述される）が知覚的に均一になるように選択される。このような離散化された色空間内の各色は、色相、彩度、及び輝度の３つの各軸に沿う値の組合せによって記述される。このようにして発生された色を通るナビゲーションは、これらの色が色空間境界の内側にある限り、定色相、彩度、及び輝度の線に沿って知覚的にほぼ等距離の色ステップをもたらす。
【００２４】
詳述すれば、輝度Ｂは、最小値Ｂmin（通常は、０より大きい値）から最大値Bmaxまで等距離ステップで変化させることができる。可能輝度レベルの数は、ＮBによって表される。上記知覚等距離ステップのサイズはΔＢで表される。“輝度指標”ｐを使用すれば、輝度Ｂ（ｐ）のＮB可能値は以下の式に従って表すことができる。
Ｂ（ｐ）＝Ｂmin＋ｐ*ΔＢ （１）
但し、指標ｐは０からＮB−１までの整数である。
【００２５】
ΔＢ＝（Ｂmax−Ｂmin）／（ＮB−１）であることは、容易に理解できよう。ＣＩＥＬＡＢ空間を使用する場合には、“輝度（lightness）”の代わりに“輝度（brightness）”が使用され、輝度（lightness）の線形増加も人の観測者には輝度（brightness）の線形増加として知覚される。他の色空間においてこのような分布を得るためには、Ｂを対数（強度）で、強度を〔ルックス〕または対数（フラックス）で、フラックスを〔ルーメン〕で定義すべきである。
【００２６】
同様に、彩度Ｓは、最小値Ｓmin（通常は、０に等しい）から最大値Ｓmax（通常は、１に等しい）まで等距離ステップで変化させることができる。可能彩度レベルの数は、ＮSによって表される。上記等距離ステップのサイズはΔＳで表される。“彩度指標”ｎを使用すれば、彩度Ｓ（ｎ）のＮS可能値は以下の式に従って表すことができる。
Ｓ（ｎ）＝Ｓmin＋ｎ*ΔＳ （２）
但し、指標ｎは０からＮS−１までの整数である。
【００２７】
ΔＳ＝（Ｓmax−Ｓmin）／（ＮS−１）であることは、容易に理解できよう。
【００２８】
同様に、色相Ｈは、適当に選択された最小値Ｈminから、適当に選択された最大値Ｈmaxまで等距離ステップで変化させることができる。可能色相レベルの数は、ＮHによって表される。上記等距離ステップのサイズはΔＨで表される。“色相指標”ｍを使用すれば、色相Ｈ（ｍ）のＮH可能値は以下の式に従って表すことができる。
Ｈ（ｍ）＝Ｈmin＋ｍ*ΔＨ （３）
但し、指標ｍは０からＮH−１までの整数である。
【００２９】
ΔＨ＝（Ｈmax−Ｈmin）／（ＮH−１）であることは、容易に理解できよう。ＣＩＥＬＡＢでは、ΔＨのために、色空間境界の周囲の色相円に沿って
を用いて定義されたメトリック色相差を使用する。但し、
は、それぞれ、２つの順次色の２つの色度値の算術平均、色相角差である。（Ｈmax−Ｈmin）は色空間境界に沿う色相円のメトリック長さである（これは、境界に沿う順次色間の全てのΔＨ差の和として計算される）。
【００３０】
以上から、色空間内の点は、指標ｍ、ｎ、ｐによって規定することができ、またこれらの点内の色は３つの独立パラメータｍ、ｎ、ｐの関数であると考え得ることになる。図２は、ユーザ入力デバイス１９によってユーザがｍ、ｎ、及びｐの値を独立的に選択できることを示している。ユーザ入力デバイス１９は、コントローラ１５に入力値ｍ、ｎ、ｐを独立的に供給する３つの独立入力デバイス１９Ｈ、１９Ｓ、及び１９Ｂの組合せとして示されている。これらの入力値ｍ、ｎ、ｐに基づいて、コントローラはランプアセンブリ１４のドライバ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのための１組の制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生する。
【００３１】
上式は更に、（例えば）色相が指標ｍだけに依存し、他の指標ｎ及びｐには依存しないことを示唆している。実際には、これは若干の色点だけに関してのみ真である。しかしながら、パラメータｍ、ｎ、ｐが物理的に不可能な色の組合せをもたらす値を有しているような色点が存在する。
【００３２】
従来技術では、コントローラ１５内に、それぞれ色相、彩度、及び輝度のための３つの３Ｄテーブルを含むメモリ１８を設けることによってこの問題を解消していた。図２においては、これは、それぞれ３Ｄ色相テーブルＨ（ｍ、ｎ、ｐ）、３Ｄ彩度テーブルＳ（ｍ、ｎ、ｐ）、及び３Ｄ輝度テーブルＢ（ｍ、ｎ、ｐ）を含む３つの独立メモリ１８Ｈ、１８Ｓ、１８Ｂの組合せとして示されている。ユーザが指標ｍを値ｘ１にセットし、指標ｎを値ｘ２にセットし、そして指標ｐを値ｘ３にセットしたものとすれば、コントローラ１５は色相テーブルＨ（ｍ、ｎ、ｐ）から値Ｈ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を取出し、彩度テーブルＳ（ｍ、ｎ、ｐ）から値Ｓ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を取出し、そして輝度テーブルＢ（ｍ、ｎ、ｐ）から値Ｂ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を取出し、これらの値に基づいて制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生する。値ｘ１、ｘ２、ｘ３の全ての可能な組合せについて、これらテーブルは、組合せＨ（ｍ、ｎ、ｐ）、Ｓ（ｍ、ｎ、ｐ）、及びＢ（ｍ、ｎ、ｐ）が常に物理的に可能な色に対応するように充填されている。これは、２つの点（ｘ１、ｘ２、ｘ３）及び（ｘ１、ｘ２、ｘ３＋Δｘ）を比較した時に、色相Ｈ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）が色相Ｈ（ｘ１、ｘ２、ｘ３＋Δｘ）とは異なることを、及び／または彩度Ｓ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）が彩度Ｓ（ｘ１、ｘ２、ｘ３＋Δｘ）とは異なることを意味している。上述したように、このアプローチは、メモリ１８が３*ＮH*ＮS*ＮBメモリ位置を必要とする問題を抱えている。
【００３３】
本発明が提唱する解決策を図３に示す。図３は、本発明による照明システム１００の（図２に類似する）ブロックダイアグラムである。図２の照明システム１０と比較すると、コントローラ１５はコントローラ１１５に置換され、メモリ１８はメモリ１２０に置換されている。メモリ１２０は幾つかのテーブルを含んでいる。参照番号１２１は、ＮHの色相値Ｈ（ｍ）を含む１Ｄ（１次元）色相テーブルを表している。参照番号１２２は、ＮSの彩度値Ｓ（ｎ）を含む１Ｄ（１次元）彩度テーブルを表している。参照番号１２３は、ＮBの輝度Ｂ（ｐ）を含む１Ｄ（１次元）輝度テーブルを表している。これらの３つのテーブルは、合計でもＮH＋ＮS＋ＮBメモリ位置しか必要としない。
【００３４】
彩度及び輝度のための指標ｎ及びｐを一定に保ち、色相指標ｍを０からＮH−１までの範囲にわたって変化させた場合、色相Ｈ（ｍ）を１Ｄ色相テーブル１２１から取出すことができないようなサブレンジが存在し得る。それは、この色相Ｈ（ｍ）と、彩度Ｓ（ｎ）及び輝度Ｂ（ｐ）との組合せが物理的に不可能な色をもたらすからである。
【００３５】
本発明のさらなる面によれば、この問題は以下のようにして解消される。即ち、物理的に可能な色の境界を、各輝度レベルにおける座標（色相 バウンド、Ｓ バウンド（色相 バウンド、Ｂ バウンド）、Ｂ バウンド）を用いて記述する。本質的には色相 バウンド（境界）及びＢ バウンド（境界）だけの関数であるＳ バウンド（境界）によって記述されるこの境界は、（ＮH*ＮB）のメモリ位置を有するメモリ内に格納することができる。３つの線形軸によって発生される色（色相、彩度、輝度）がこの境界の外側にあるとき、彩度Ｓは境界値Ｓ バウンドで置換される。これは、Ｓ軸に平行な線に沿った境界上への（Ｈ、Ｓ、Ｂ）の投影と解釈することができる。
【００３６】
これで、合計メモリ使用は（ＮH＋ＮS＋ＮB）＋ＮH*ＮBになる。ＮH＝200、ＮS＝75、ＮB＝25である前例の場合、これは（200＋75＋25）＋（200*25）＝5300のメモリ位置になる。これは、従来技術の方法に比してメモリを212分の１に低減している。
【００３７】
以下に、さらなる実施の形態を説明する。即ち、指定された色相について指定された彩度Ｓが、レベルＢ バウンドにおける境界の彩度レベルＳ バウンドよりは大きいが、同じ色相におけるより低い（より高い）輝度レベルにおける物理的に可能な彩度よりは小さい場合には、指定された色相において物理的に可能な色空間境界の最寄りのより低い（より高い）輝度レベルにおける彩度及び輝度値を使用することができる。境界上の最寄り点は、色空間境界上の最大輝度を、彩度Ｓ及び色相Ｈと共に有する色点を探索することによって見出すことができる。この解決策の長所は、より飽和した色に向かう容易なナビゲーションを可能にすることである。しかしながら、Ｓ バウンドが最早（色相 バウンド、Ｂ バウンド）の各対のための単一値ではなく、指定されたＳ自体の値に依存するので、（ＮH＋ＮS＋ＮB）＋ＮH*ＮBよりも多くのメモリ使用をもたらし得る。経験から、これによって、置換のためにほぼ0.5*２*ＮH*ＮS*ＮBのメモリ位置を生ずることが推定される。これは、従来技術の方法に比して３分の１までメモリを低減させる。メモリのさらなる低減は、境界点に曲線をフィット（近似）させ（好ましくは、線形補間）、これらの近似をメモリ内に格納することによって得ることができる。
【００３８】
以上に説明した２つの方法はそれぞれ、色相、彩度、及び輝度のための３つの軸によって発生される物理的に不可能な色に対する全ての必要置換を見出すための完全な解決策である。
【００３９】
これらの方法が、従来技術の所要メモリ空間に比して大幅な減少を提供していることに注目されたい。
【００４０】
上述した方法の何れかを実施するために、メモリ１２０は更に、色空間の境界の座標を含む境界メモリ１２４を含む。ユーザ入力（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を受けると、コントローラ１１５は座標（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と境界メモリ１２４内の境界情報とを比較する。もし座標（ｘ１、ｘ２、ｘ３）が色空間の境界の外側の点を規定すれば、コントローラ１１５は境界メモリ１２４内に規定されている境界上のある点の置換座標ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を計算する。
【００４１】
ユーザが入力した指標を有効とし、または修正した後に、コントローラ１１５は１Ｄ色相テーブル１２１から色相値Ｈ（ｘ１）またはＨ（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を取出し、１Ｄ彩度テーブル１２２から彩度値Ｓ（ｘ２）またはＳ（ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を取出し、１Ｄ輝度テーブル１２３から輝度値Ｂ（ｘ３）またはＢ（ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を取出し、これらの値に基づいてその制御信号ξ１、ξ２、ξ３を発生する。
【００４２】
当業者には理解されるように、本発明は上述した例示実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で幾つかの変形及び変更が可能である。
【００４３】
以上に、本発明によるデバイスの機能的ブロックを示しているブロックダイアグラムを参照して本発明を説明した。これらの機能ブロックの１つまたはそれ以上はハードウェアで実現することができる。その場合、このような機能ブロックの機能は個々のハードウェア構成要素によって遂行させるが、これらの機能ブロックの１つまたはそれ以上をソフトウェアで実現し、このような機能ブロックの機能をコンピュータプログラムの１つまたはそれ以上のプログラムラインによって、またはマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ等のようなプログラマブルデバイスによって遂行させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】色度図を示す図である。
【図２】従来技術による照明システムのブロックダイアグラムである。
【図３】本発明による照明システムのブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
【００４５】
１ 曲線
２ 破線
３ 領域
４ 線
１０ 照明システム
１２Ａ−１２Ｃ ランプ
１３Ａ−１３Ｃ ランプドライバ
１４ ランプアセンブリ
１５ コントローラ
１６Ａ−１６Ｃ 光
１７ 出力混合光
１８ メモリ
１８Ｈ，１８Ｓ，１８Ｂ 独立メモリ
１９ ユーザ入力デバイス
１９Ｈ，１９Ｓ，１９Ｂ 独立入力デバイス
１００ 照明システム
１１５ コントローラ
１２０ メモリ
１２１ １Ｄ色相テーブル
１２２ １Ｄ彩度テーブル
１２３ １Ｄ輝度テーブル
１２４ 境界メモリ
ｍ 色相指標
ｎ 彩度指標
ｐ 輝度指標
Ｃ１−Ｃ３ 色点
ξ１−ξ３ 制御信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には照明の分野に関する。より特定的には、本発明は可変色光を発生する照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある空間を可変色で照明するための照明システムが広く知られている。一般的に、これらのシステムは複数の光源を含み、各光源が特定の色の光を放出するようになっており、異なる光源のそれぞれの色は相互に異なっている。このシステムが全体として発生する総合光は、幾つかの光源が放出する光の混合である。異なる光源の相対強度を変化させることによって、混合された総合光の色を変化させることができる。
【０００３】
光源は、例えばＴＬランプ、ハロゲンランプ、ＬＥＤ等のような異なる型であることができることに注目されたい。以下の説明では、単に“ランプ”という語を使用するが、これはＬＥＤを排除する意図がないものと理解されたい。
【０００４】
可変色照明システムの例に、劇場における照明システムがある。ショウの間、照明の色を変化させることが望ましいであろう。しかしながら、家庭、店、レストラン、ホテル、学校、病院等の場合でも、照明の色を変化させ得るようにしておくがことが望ましいかも知れない。劇場等のような場合には、色は、典型的に劇的効果を高めるために展開と共に変化させるが、他の状況では滑らかに且つゆっくりと移行させることがより望ましいであろう。
【０００５】
当業者ならば理解されるように、光の色は色空間内の色点の座標によって表すことができる。このような表現方法においては、色が変化するということは色空間内の１つの色点から別の色点への変位に、またはシステムの色点の設定の変位に対応する。更に、色のシーケンスは色空間内の色点の集まりに対応し、この集まりは経路として表される。従って、色を動的に変化させることは、この経路を“移動”することとして表すことができる。より一般的に言えば、光の色を動的に変化させるということは、色空間を通して“ナビゲート”することとして表されよう。
【０００６】
典型的には、照明システムは３つのランプを含んでいる。通常、これらのランプは近赤（Ｒ）、近緑（Ｇ）、近青（Ｂ）であり、このシステムはＲＧＢシステムと称される。各ランプの光強度は、０（無光）から１（最高強度）までの数で表すことができる。色点は三次元座標（ξ１、ξ２、ξ３）によって表すことができ、０から１までの範囲内の各座標はランプの１つの相対強度に線形に対応する。個々のランプの色点は、それぞれ（１，０，０）、（０，１，０）、（０，０，１）として表すことができる。これらの点は、色空間内の三角形を記述している。この三角形内の全ての色を、システムによって発生させることができる。
【０００７】
理論的には、色空間は連続体であると考えることができる。しかしながら実際には、照明システムのコントローラは、離散した制御信号だけを発生することができるデジタルコントローラである。ユーザが、このようなデジタルコントローラを含むシステムを用いて色空間をナビゲートしたい場合には、彼は座標の１つの方向に向けて離散したステップのみを取ることができる。問題は、ＲＧＢ色空間が線形空間ではなく、従って、色強度座標軸の１つに沿ってあるサイズの離散したステップを進めた時、ユーザが知覚する色変化の量が一定ではなく、色空間内の実際の位置に依存することである。
【０００８】
この問題を解消するために、ＣＩＥＬＡＢ色空間のような異なる色空間表現が提唱されている。この色空間の独立変数は、色相（Ｈ）、彩度（Ｓ；ＣＩＥＬＡＢでは、Ｓ＝彩度（chroma）／明度（lightness）を用いて計算）、輝度（brightness）（Ｂ；ＣＩＥＬＡＢでは、明度（lightness）から計算）である。明度が均一に知覚されることから（即ち、明度レベルの線形変化が、ユーザには光強度レベルも線形に変化しているものと知覚される）、このパラメータを輝度の代わりに使用すると有利である。しかしながら、記述を一般化するために、以下の説明では“輝度”というパラメータを使用することとし、それらの値も知覚的均一分布を用いて記載される（例えば、ｕ’Ｖ’Ｙ空間では、“Ｙ”が強度（明度）を記述し、知覚的均一輝度分布は対数（Ｙ）である）。ＣＩＥＬＡＢ色空間は、離散した点の三次元空間（３Ｄ格子）と見ることができる。この空間内の各点は座標ｍ、ｎ、ｐで表すことができ、各点における色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）、輝度（Ｂ）はそれぞれ特定値Ｈ（ｍ，ｎ，ｐ）、Ｓ（ｍ，ｎ，ｐ）、Ｂ（ｍ，ｎ，ｐ）を有している。ユーザが３つの座標軸の何れかに沿って離散ステップを進めれば、その色が色空間の外側境界（色域）の内側にある限り、それぞれ色相（hue）、彩度（saturation）、または輝度（brightness）の所定の、及び一定の変化を得ることができる。原理的には、変数色相、彩度、及び輝度は互いに独立している。しかしながら、色相、彩度、及び輝度の可能な値の全ての組合せが物理的に可能な色に対応する訳ではない。最新技術のシステムは、色相、彩度、及び輝度のそれぞれのために３つの３Ｄ（３次元）ルックアップテーブルを含んでいる。これらの３Ｄルックアップテーブルを用いた場合、ｍ、ｎ、及びｐの組合せ毎に得られるＨ、Ｓ、及びＢの組合せが物理的に可能な色に対応するのか否かを検討し、もし必要ならばテーブル内にずれ値を入力することが容易に可能である。Ｈ、Ｓ、及びＢの組合せが物理的に不可能な色をもたらすようなメモリ位置について、テーブルは特定のコードを含むか、または異なる色の値（例えば、色空間境界の最寄り値）を含むことができる。
【０００９】
しかしながら、３Ｄルックアップテーブルを用いるこの解決策は、比較的大量のメモリ空間を必要とすることが問題である。例えば、システムは、輝度を25の可能な輝度レベルで、彩度を75の可能な彩度レベルで、そして色相を200の可能な色相レベルで独立的に設定することができる。このような状況では、システムは３*200*75*25＝1125000メモリ位置（１Ｍバイト以上）を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、必要なメモリ空間の量を減少させ、限定されたメモリ空間を有する低コストマイクロコントローラを使用可能にすることを目的としている。本発明のさらなる目的は、（Ｈ，Ｓ，Ｂ）テーブルの色値を格納するためのより効率的な手法を提供し、一定の色相、彩度、または輝度の線に沿って（Ｈ，Ｓ，Ｂ）テーブルを通る簡単なナビゲーション方法を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の重要な面によれば、必要なメモリ空間を大幅に減少させるようにＣＩＥＬＡＢ色テーブルをより効率的な手法で格納する。詳述すれば、色相、彩度、及び輝度のために、一次元独立アレイを使用する。更に、Ｈ、Ｓ、及びＢの有効組合せを定義するために付加的な独立アレイを使用する。上述した例では、36000より少ないメモリ位置でありながら同じ機能を達成することが可能であり、これは所要メモリサイズを30分の１以下まで減少させることを意味する。
【００１２】
本発明のこれらの、及び他の面、特色、及び長所は、以下の添付図面に基づく説明から明白になるであろう。添付図面においては、同一の、または類似の部品に対しては同一の番号を付してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、ＣＩＥ（ｘｙ）色度図を示す。この図は公知であり、従って説明は最小限に留める。点（１，０）、（０，０）、及び（０，１）はそれぞれ、理想的な赤、青、及び緑を表しており、これらは仮想色である。曲線１は、純スペクトル色を表している。波長はナノメートル（ｎｍ）で表されている。破線２は、曲線１の端を結んでいる。曲線１と破線２によって囲まれた領域３は全可視色を含む。曲線１の純スペクトル色に対して、領域３の色は混合色であり、これは２つまたはそれ以上の純スペクトル色を混合することによって得ることができる。反対に、各可視色は、色度図内の座標によって表すことができ、色度図内の点は“色点”として表される。
【００１４】
当業者には明らかなように、例えばＲＧＢ図のような異なる図式的色表現も使用できることに注目されたい。しかしながら、ＲＧＢ空間内の色の分布は完全にデバイス従属である（例えば、あるＲＧＢ値は、一般的に、各々が異なるＲＧＢ原色を有する異なるランプで異なる知覚色を与えよう）。
【００１５】
色は、ＣＩＥＬＡＢ色空間（Ｌ*ａ*ｂ*色空間とも呼ぶ）のような、デバイス独立色空間で表すことが好ましい。ＣＩＥＬＡＢ空間は知覚的に均一であるが故に好ましい。これらの色空間に関係付けられた色定義は当業者には公知であるから、詳細な説明は省略する。これらの空間が、独立変数として色相（後に説明する）、彩度（後に説明する）、及び輝度（総合光強度の測度）を有し、ＲＧＢ空間における色表現を１対１のマトリックス変換を介してＣＩＥＬＡＢ色空間における色表現に、またはその逆に変換することができることに言及すれば十分であろう。
【００１６】
色相、彩度、及び輝度の基本的概念は、ＣＩＥ 1931（ｘ，ｙ）色空間内で最も容易に説明することができるが、他の色空間において他の定義を得ることもできる。簡易化のために、以下ＣＩＥ 1931（ｘ，ｙ）色空間を使用する。
【００１７】
２つの純スペクトル色を混合すると、得られる混合色の色点は２つの純色の色点を結ぶ線上に位置し、得られる色点の正確な位置は混合比（強度比）に依存する。例えば、バイオレットと赤とを混合すると、得られる混合色パープルの色点は破線２上に位置する。もし２つの色を混合して白色光を得ることができれば、これら２つの色を“補色”と呼ぶ。例えば、図１に示す青（480ｎｍ）と黄（580ｎｍ）を結ぶ線４は白色の点を横切る線であり、青色光と黄色光が正確な強度比であれば白色光として知覚されることを表している。このことは他のどのセットの補色にも適用され、対応する強度比が正確であればその混合光は白色光として知覚される。それでも、実際にはこの混合光が、異なる波長の２つのスペクトル貢献部分を含んでいることに注目されたい。
【００１８】
もし２つの補色（ランプ）の光強度をそれぞれＩ１及びＩ２で表せば、混合光の総合強度ＩtotはＩ１＋Ｉ２によって定義され、一方得られる色は比Ｉ１／Ｉ２によって定義さえる。例えば、第１の色が強度Ｉ１の青であり、第２の色が強度Ｉ２の黄であるものとする。もしＩ２＝０であれば、得られる色は純青であり、得られる色点は曲線１上に位置する。もしＩ２を増加させれば、色点は線４上を白色点に向かって移動する。色点が純青と白との間に位置している限り、対応する色は未だ青味がかって見えるが、白色点に接近すると得られる色はより青白く見えるようになる。
【００１９】
以下の説明では、“色”という語はフレーズ“色点”に関連付けて、領域３内の実際の色のために使用する。色の“印象”は“色相”という語によって表される。上例では、色相は青である。色相が曲線１のスペクトル色に関連付けられていることに注目されたい。色点毎にこの色点を、白色点を横切る線に沿って曲線１上に投影することによって、対応色相を見出すことができる。
【００２０】
更に、色が多少なりとも青白い色相であることを“彩度”というフレーズによって表す。もし色点が曲線１上に位置していれば対応する色は純スペクトル色であり、これはまた完全飽和（彩度）色相（彩度＝１）として表される。色点が白色点に向かって移動するにつれて彩度は減少し（彩度の小さい色相、またはより青白い色相）、白色点においては彩度が０であると定義されている。
【００２１】
多くの可視色は２つの色を混合することによって得ることができるが、図１から容易に理解されるように、これが全ての色に適用されるのではないことに注目されたい。如何なる所望の色をも有する光を発生させることができるようにするためには、３つの異なる色を発生する３つのランプが必要である。より多くのランプを使用することはできるが、必須ではない。
【００２２】
図２は、ランプアセンブリ１４を含む照明システム１０のブロックダイアグラムである。ランプアセンブリ１４は複数の（ここでは、３つの）ランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを含み、各ランプは共通コントローラ１５によって制御されるランプドライバ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにそれぞれ組合されている。ユーザ入力デバイスは、参照番号１９で示されている。３つのランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、相互に異なる光色（使用される典型的な色は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）である）を有する光１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃをそれぞれ発生する。図１に３つの色点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によってそれぞれ例示してあるように、純赤、純緑、及び純青の代わりに、ランプは近赤光、近緑光、及び近青光を典型的に放出するようになっている。ランプアセンブリ１４が放出する番号１７で示す総合光は個々の光１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの混合であり、端点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって限定される三角形内に色点を有している。システム１０を用いた場合、もし個々のランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの光強度を連続的に変化させることが可能であれば、出力混合光１７の混合色を上記三角形内の如何なる所望位置にも設定することが可能である。しかしながら、典型的には、コントローラ１５はデジタルコントローラであり、個々のランプ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの光強度は離散したステップでしか変化させることはできない。このような場合、得ることができる色点は、色空間内の格子に沿って位置している。もしこの格子が十分に細かく入り組んでいれば、１つの点から隣の点までのステップの離散を人の眼が見分けることは不可能である。色表現に関して言えば、ＣＩＥＬＡＢ色空間は、２つの隣り合う格子点間の距離がＣＩＥＬＡＢ色空間全体にわたって知覚される色の実質的に等しい差に対応しているので好ましい。
【００２３】
ＣＩＥＬＡＢ色空間においては、色相、彩度、及び輝度は、その色が色空間境界の内側にある限り、互いに独立的に変化させることができる。本発明では、色相、彩度、及び輝度について線形（又は一次の）軸を使用する。これらの線形軸は円柱座標を有する色空間にわたっている。更に、各軸は離散化されている。即ち、各軸に沿って離散したステップでのみ進むことができる。これらのステップは、各軸に沿う色ステップ（ＣＩＥＬＡＢでは、例えば色差値ΔＥで記述される）が知覚的に均一になるように選択される。このような離散化された色空間内の各色は、色相、彩度、及び輝度の３つの各軸に沿う値の組合せによって記述される。このようにして発生された色を通るナビゲーションは、これらの色が色空間境界の内側にある限り、定色相、彩度、及び輝度の線に沿って知覚的にほぼ等距離の色ステップをもたらす。
【００２４】
詳述すれば、輝度Ｂは、最小値Ｂmin（通常は、０より大きい値）から最大値Bmaxまで等距離ステップで変化させることができる。可能輝度レベルの数は、ＮBによって表される。上記知覚等距離ステップのサイズはΔＢで表される。“輝度指標”ｐを使用すれば、輝度Ｂ（ｐ）のＮB可能値は以下の式に従って表すことができる。
Ｂ（ｐ）＝Ｂmin＋ｐ*ΔＢ （１）
但し、指標ｐは０からＮB−１までの整数である。
【００２５】
ΔＢ＝（Ｂmax−Ｂmin）／（ＮB−１）であることは、容易に理解できよう。ＣＩＥＬＡＢ空間を使用する場合には、“輝度（lightness）”の代わりに“輝度（brightness）”が使用され、輝度（lightness）の線形増加も人の観測者には輝度（brightness）の線形増加として知覚される。他の色空間においてこのような分布を得るためには、Ｂを対数（強度）で、強度を〔ルックス〕または対数（フラックス）で、フラックスを〔ルーメン〕で定義すべきである。
【００２６】
同様に、彩度Ｓは、最小値Ｓmin（通常は、０に等しい）から最大値Ｓmax（通常は、１に等しい）まで等距離ステップで変化させることができる。可能彩度レベルの数は、ＮSによって表される。上記等距離ステップのサイズはΔＳで表される。“彩度指標”ｎを使用すれば、彩度Ｓ（ｎ）のＮS可能値は以下の式に従って表すことができる。
Ｓ（ｎ）＝Ｓmin＋ｎ*ΔＳ （２）
但し、指標ｎは０からＮS−１までの整数である。
【００２７】
ΔＳ＝（Ｓmax−Ｓmin）／（ＮS−１）であることは、容易に理解できよう。
【００２８】
同様に、色相Ｈは、適当に選択された最小値Ｈminから、適当に選択された最大値Ｈmaxまで等距離ステップで変化させることができる。可能色相レベルの数は、ＮHによって表される。上記等距離ステップのサイズはΔＨで表される。“色相指標”ｍを使用すれば、色相Ｈ（ｍ）のＮH可能値は以下の式に従って表すことができる。
Ｈ（ｍ）＝Ｈmin＋ｍ*ΔＨ （３）
但し、指標ｍは０からＮH−１までの整数である。
【００２９】
ΔＨ＝（Ｈmax−Ｈmin）／（ＮH−１）であることは、容易に理解できよう。ＣＩＥＬＡＢでは、ΔＨのために、色空間境界の周囲の色相円に沿って
を用いて定義されたメトリック色相差を使用する。但し、
は、それぞれ、２つの順次色の２つの色度値の算術平均、色相角差である。（Ｈmax−Ｈmin）は色空間境界に沿う色相円のメトリック長さである（これは、境界に沿う順次色間の全てのΔＨ差の和として計算される）。
【００３０】
以上から、色空間内の点は、指標ｍ、ｎ、ｐによって規定することができ、またこれらの点内の色は３つの独立パラメータｍ、ｎ、ｐの関数であると考え得ることになる。図２は、ユーザ入力デバイス１９によってユーザがｍ、ｎ、及びｐの値を独立的に選択できることを示している。ユーザ入力デバイス１９は、コントローラ１５に入力値ｍ、ｎ、ｐを独立的に供給する３つの独立入力デバイス１９Ｈ、１９Ｓ、及び１９Ｂの組合せとして示されている。これらの入力値ｍ、ｎ、ｐに基づいて、コントローラはランプアセンブリ１４のドライバ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのための１組の制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生する。
【００３１】
上式は更に、（例えば）色相が指標ｍだけに依存し、他の指標ｎ及びｐには依存しないことを示唆している。実際には、これは若干の色点だけに関してのみ真である。しかしながら、パラメータｍ、ｎ、ｐが物理的に不可能な色の組合せをもたらす値を有しているような色点が存在する。
【００３２】
従来技術では、コントローラ１５内に、それぞれ色相、彩度、及び輝度のための３つの３Ｄテーブルを含むメモリ１８を設けることによってこの問題を解消していた。図２においては、これは、それぞれ３Ｄ色相テーブルＨ（ｍ、ｎ、ｐ）、３Ｄ彩度テーブルＳ（ｍ、ｎ、ｐ）、及び３Ｄ輝度テーブルＢ（ｍ、ｎ、ｐ）を含む３つの独立メモリ１８Ｈ、１８Ｓ、１８Ｂの組合せとして示されている。ユーザが指標ｍを値ｘ１にセットし、指標ｎを値ｘ２にセットし、そして指標ｐを値ｘ３にセットしたものとすれば、コントローラ１５は色相テーブルＨ（ｍ、ｎ、ｐ）から値Ｈ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を取出し、彩度テーブルＳ（ｍ、ｎ、ｐ）から値Ｓ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を取出し、そして輝度テーブルＢ（ｍ、ｎ、ｐ）から値Ｂ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を取出し、これらの値に基づいて制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生する。値ｘ１、ｘ２、ｘ３の全ての可能な組合せについて、これらテーブルは、組合せＨ（ｍ、ｎ、ｐ）、Ｓ（ｍ、ｎ、ｐ）、及びＢ（ｍ、ｎ、ｐ）が常に物理的に可能な色に対応するように充填されている。これは、２つの点（ｘ１、ｘ２、ｘ３）及び（ｘ１、ｘ２、ｘ３＋Δｘ）を比較した時に、色相Ｈ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）が色相Ｈ（ｘ１、ｘ２、ｘ３＋Δｘ）とは異なることを、及び／または彩度Ｓ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）が彩度Ｓ（ｘ１、ｘ２、ｘ３＋Δｘ）とは異なることを意味している。上述したように、このアプローチは、メモリ１８が３*ＮH*ＮS*ＮBメモリ位置を必要とする問題を抱えている。
【００３３】
本発明が提唱する解決策を図３に示す。図３は、本発明による照明システム１００の（図２に類似する）ブロックダイアグラムである。図２の照明システム１０と比較すると、コントローラ１５はコントローラ１１５に置換され、メモリ１８はメモリ１２０に置換されている。メモリ１２０は幾つかのテーブルを含んでいる。参照番号１２１は、ＮHの色相値Ｈ（ｍ）を含む１Ｄ（１次元）色相テーブルを表している。参照番号１２２は、ＮSの彩度値Ｓ（ｎ）を含む１Ｄ（１次元）彩度テーブルを表している。参照番号１２３は、ＮBの輝度Ｂ（ｐ）を含む１Ｄ（１次元）輝度テーブルを表している。これらの３つのテーブルは、合計でもＮH＋ＮS＋ＮBメモリ位置しか必要としない。
【００３４】
彩度及び輝度のための指標ｎ及びｐを一定に保ち、色相指標ｍを０からＮH−１までの範囲にわたって変化させた場合、色相Ｈ（ｍ）を１Ｄ色相テーブル１２１から取出すことができないようなサブレンジが存在し得る。それは、この色相Ｈ（ｍ）と、彩度Ｓ（ｎ）及び輝度Ｂ（ｐ）との組合せが物理的に不可能な色をもたらすからである。
【００３５】
本発明のさらなる面によれば、この問題は以下のようにして解消される。即ち、物理的に可能な色の境界を、各輝度レベルにおける座標（色相 バウンド、Ｓ バウンド（色相 バウンド、Ｂ バウンド）、Ｂ バウンド）を用いて記述する。本質的には色相 バウンド（境界）及びＢ バウンド（境界）だけの関数であるＳ バウンド（境界）によって記述されるこの境界は、（ＮH*ＮB）のメモリ位置を有するメモリ内に格納することができる。３つの線形軸によって発生される色（色相、彩度、輝度）がこの境界の外側にあるとき、彩度Ｓは境界値Ｓ バウンドで置換される。これは、Ｓ軸に平行な線に沿った境界上への（Ｈ、Ｓ、Ｂ）の投影と解釈することができる。
【００３６】
これで、合計メモリ使用は（ＮH＋ＮS＋ＮB）＋ＮH*ＮBになる。ＮH＝200、ＮS＝75、ＮB＝25である前例の場合、これは（200＋75＋25）＋（200*25）＝5300のメモリ位置になる。これは、従来技術の方法に比してメモリを212分の１に低減している。
【００３７】
以下に、さらなる実施の形態を説明する。即ち、指定された色相について指定された彩度Ｓが、レベルＢ バウンドにおける境界の彩度レベルＳ バウンドよりは大きいが、同じ色相におけるより低い（より高い）輝度レベルにおける物理的に可能な彩度よりは小さい場合には、指定された色相において物理的に可能な色空間境界の最寄りのより低い（より高い）輝度レベルにおける彩度及び輝度値を使用することができる。境界上の最寄り点は、色空間境界上の最大輝度を、彩度Ｓ及び色相Ｈと共に有する色点を探索することによって見出すことができる。この解決策の長所は、より飽和した色に向かう容易なナビゲーションを可能にすることである。しかしながら、Ｓ バウンドが最早（色相 バウンド、Ｂ バウンド）の各対のための単一値ではなく、指定されたＳ自体の値に依存するので、（ＮH＋ＮS＋ＮB）＋ＮH*ＮBよりも多くのメモリ使用をもたらし得る。経験から、これによって、置換のためにほぼ0.5*２*ＮH*ＮS*ＮBのメモリ位置を生ずることが推定される。これは、従来技術の方法に比して３分の１までメモリを低減させる。メモリのさらなる低減は、境界点に曲線をフィット（近似）させ（好ましくは、線形補間）、これらの近似をメモリ内に格納することによって得ることができる。
【００３８】
以上に説明した２つの方法はそれぞれ、色相、彩度、及び輝度のための３つの軸によって発生される物理的に不可能な色に対する全ての必要置換を見出すための完全な解決策である。
【００３９】
これらの方法が、従来技術の所要メモリ空間に比して大幅な減少を提供していることに注目されたい。
【００４０】
上述した方法の何れかを実施するために、メモリ１２０は更に、色空間の境界の座標を含む境界メモリ１２４を含む。ユーザ入力（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を受けると、コントローラ１１５は座標（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と境界メモリ１２４内の境界情報とを比較する。もし座標（ｘ１、ｘ２、ｘ３）が色空間の境界の外側の点を規定すれば、コントローラ１１５は境界メモリ１２４内に規定されている境界上のある点の置換座標ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）を計算する。
【００４１】
ユーザが入力した指標を有効とし、または修正した後に、コントローラ１１５は１Ｄ色相テーブル１２１から色相値Ｈ（ｘ１）またはＨ（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を取出し、１Ｄ彩度テーブル１２２から彩度値Ｓ（ｘ２）またはＳ（ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を取出し、１Ｄ輝度テーブル１２３から輝度値Ｂ（ｘ３）またはＢ（ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を取出し、これらの値に基づいてその制御信号ξ１、ξ２、ξ３を発生する。
【００４２】
当業者には理解されるように、本発明は上述した例示実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で幾つかの変形及び変更が可能である。
【００４３】
以上に、本発明によるデバイスの機能的ブロックを示しているブロックダイアグラムを参照して本発明を説明した。これらの機能ブロックの１つまたはそれ以上はハードウェアで実現することができる。その場合、このような機能ブロックの機能は個々のハードウェア構成要素によって遂行させるが、これらの機能ブロックの１つまたはそれ以上をソフトウェアで実現し、このような機能ブロックの機能をコンピュータプログラムの１つまたはそれ以上のプログラムラインによって、またはマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ等のようなプログラマブルデバイスによって遂行させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】色度図を示す図である。
【図２】従来技術による照明システムのブロックダイアグラムである。
【図３】本発明による照明システムのブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
【００４５】
１ 曲線
２ 破線
３ 領域
４ 線
１０ 照明システム
１２Ａ−１２Ｃ ランプ
１３Ａ−１３Ｃ ランプドライバ
１４ ランプアセンブリ
１５ コントローラ
１６Ａ−１６Ｃ 光
１７ 出力混合光
１８ メモリ
１８Ｈ，１８Ｓ，１８Ｂ 独立メモリ
１９ ユーザ入力デバイス
１９Ｈ，１９Ｓ，１９Ｂ 独立入力デバイス
１００ 照明システム
１１５ コントローラ
１２０ メモリ
１２１ １Ｄ色相テーブル
１２２ １Ｄ彩度テーブル
１２３ １Ｄ輝度テーブル
１２４ 境界メモリ
ｍ 色相指標
ｎ 彩度指標
ｐ 輝度指標
Ｃ１−Ｃ３ 色点
ξ１−ξ３ 制御信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変色を有する光を発生するための照明システム（１００）であって、
可変色を有する光（１７）を発生可能なランプアセンブリ（１４）と、
上記ランプアセンブリ（１４）を制御するためのコントローラ（１１５）と、
上記コントローラ（１１５）に結合されているユーザ入力デバイス（１９）と、
離散した色点を規定しているメモリ（１２０）と、を含み、
上記コントローラ（１１５）が、上記ユーザ入力デバイス（１９）から受信したデータ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と、上記メモリ（１２０）内の情報とに基づいて、上記ランプアセンブリ（１４）のための色制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生するように設計されている照明システム（１００）において、
上記メモリ（１２０）は、所定数（NH）の色相値（H(ｍ)）を含む１D（１次元）色相テーブル（１２１）と、所定数（NS）の彩度値（S(ｎ)）を含む１D（１次元）彩度テーブル（１２２）と、所定数（NB）の輝度値（B(ｐ)）を含む１D（１次元）輝度テーブル（１２３）とを含み、
上記メモリ（１２０）は、色空間の境界を規定する境界メモリ（１２４）を含み、
上記コントローラ（１１５）は、上記ユーザ入力データ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と上記境界メモリ（１２４）内の情報とを比較し、上記ユーザ入力データ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）の座標によって規定された点が上記色空間の境界の内側に位置するのか、または外側に位置するのかを決定するように構成され、
もし上記コントローラ（１１５）が、上記点は上記色空間の境界の内側に位置していることを見出せば、上記コントローラ（１１５）は第１のユーザ入力座標（ｘ１）に基づいて上記１Ｄ色相テーブル（１２１）から色相値（Ｈ（ｘ１））を取出し、第２のユーザ入力座標（ｘ２）に基づいて上記１Ｄ彩度テーブル（１２２）から彩度値（Ｓ（ｘ２））を取出し、第３のユーザ入力座標（ｘ３）に基づいて上記１Ｄ輝度テーブル（１２３）から輝度値（Ｂ（ｘ３））を取出し、これらの値に基づいてその制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生するように構成されており、
もし上記コントローラ（１１５）が、上記点は上記色空間の境界の外側に位置していることを見出せば、上記コントローラ（１１５）は上記境界メモリ（１２４）内に規定されている上記色空間境界上の１つの点の置換座標（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を計算し、第１の置換座標（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））に基づいて上記１Ｄ色相テーブル（１２１）から色相値（Ｈ（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）））を取出し、第２の置換座標（ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））に基づいて上記１Ｄ彩度テーブル（１２２）から彩度値（Ｓ（ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）））を取出し、第３の置換座標（ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））に基づいて上記１Ｄ輝度テーブル（１２３）から輝度値（Ｂ（ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）））を取出し、これらの値に基づいてその制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生するように構成されている、ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
上記コントローラ（１１５）は、上記ユーザが入力した座標を上記座標の軸の１つに平行な投影線に沿って上記色空間境界上に投影することによって上記置換座標を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
指定された色相について指定された彩度が、あるレベル（Ｂ バウンド）における上記境界の彩度レベル（Ｓ バウンド）よりは大きいが、上記境界の上記彩度レベル（Ｓ バウンド）が、同じ色相における異なる輝度レベルにおける物理的に可能な彩度よりは小さい場合には、上記彩度値及び輝度値は、上記指定された色相において物理的に可能である上記色空間境界の最寄りの異なる輝度レベルにおける彩度値及び輝度値に置換されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１】
可変色を有する光を発生するための照明システム（１００）であって、
可変色を有する光（１７）を発生可能なランプアセンブリ（１４）と、
上記ランプアセンブリ（１４）を制御するためのコントローラ（１１５）と、
上記コントローラ（１１５）に結合されているユーザ入力デバイス（１９）と、
離散した色点を規定しているメモリ（１２０）と、を含み、
上記コントローラ（１１５）が、上記ユーザ入力デバイス（１９）から受信したデータ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と、上記メモリ（１２０）内の情報とに基づいて、上記ランプアセンブリ（１４）のための色制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生するように設計されている照明システム（１００）において、
上記メモリ（１２０）は、所定数（NH）の色相値（H(ｍ)）を含む１D（１次元）色相テーブル（１２１）と、所定数（NS）の彩度値（S(ｎ)）を含む１D（１次元）彩度テーブル（１２２）と、所定数（NB）の輝度値（B(ｐ)）を含む１D（１次元）輝度テーブル（１２３）とを含み、
上記メモリ（１２０）は、色空間の境界を規定する境界メモリ（１２４）を含み、
上記コントローラ（１１５）は、上記ユーザ入力データ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と上記境界メモリ（１２４）内の情報とを比較し、上記ユーザ入力データ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）の座標によって規定された点が上記色空間の境界の内側に位置するのか、または外側に位置するのかを決定するように構成され、
もし上記コントローラ（１１５）が、上記点は上記色空間の境界の内側に位置していることを見出せば、上記コントローラ（１１５）は第１のユーザ入力座標（ｘ１）に基づいて上記１Ｄ色相テーブル（１２１）から色相値（Ｈ（ｘ１））を取出し、第２のユーザ入力座標（ｘ２）に基づいて上記１Ｄ彩度テーブル（１２２）から彩度値（Ｓ（ｘ２））を取出し、第３のユーザ入力座標（ｘ３）に基づいて上記１Ｄ輝度テーブル（１２３）から輝度値（Ｂ（ｘ３））を取出し、これらの値に基づいてその制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生するように構成されており、
もし上記コントローラ（１１５）が、上記点は上記色空間の境界の外側に位置していることを見出せば、上記コントローラ（１１５）は上記境界メモリ（１２４）内に規定されている上記色空間境界上の１つの点の置換座標（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）、ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））を計算し、第１の置換座標（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））に基づいて上記１Ｄ色相テーブル（１２１）から色相値（Ｈ（ｍ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）））を取出し、第２の置換座標（ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））に基づいて上記１Ｄ彩度テーブル（１２２）から彩度値（Ｓ（ｎ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）））を取出し、第３の置換座標（ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３））に基づいて上記１Ｄ輝度テーブル（１２３）から輝度値（Ｂ（ｐ（ｘ１、ｘ２、ｘ３）））を取出し、これらの値に基づいてその制御信号（ξ１、ξ２、ξ３）を発生するように構成されている、ことを特徴とする照明システム。
【請求項２】
上記コントローラ（１１５）は、上記ユーザが入力した座標を上記座標の軸の１つに平行な投影線に沿って上記色空間境界上に投影することによって上記置換座標を計算するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
指定された色相について指定された彩度が、あるレベル（Ｂ バウンド）における上記境界の彩度レベル（Ｓ バウンド）よりは大きいが、上記境界の上記彩度レベル（Ｓ バウンド）が、同じ色相における異なる輝度レベルにおける物理的に可能な彩度よりは小さい場合には、上記彩度値及び輝度値は、上記指定された色相において物理的に可能である上記色空間境界の最寄りの異なる輝度レベルにおける彩度値及び輝度値に置換されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００９−５４０４９８（Ｐ２００９−５４０４９８Ａ）
【公表日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１３８３２（Ｐ２００９−５１３８３２）
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５２１４６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１４１７４８
【国際公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５２１４６
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１４１７４８
【国際公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【Ｆターム（参考）】
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