照明および色管理システム
【課題】複数の発色源および複数のカラーセンサを備え且つカラーセンサの個数よりも発色源の数のほうが多いシステムにおける照明および色管理システムならびに照明および色管理方法を提供する。
【解決手段】発色源１１６、１１８、１２０、１２２のうちの少なくとも２つから複数の色の光を発するステップを含み、この複数の色は複数の発色源１１６、１１８、１２０、１２２から発される異なる光強度で構成される。上記少なくとも２つの発色源１１６、１１８、１２０、１２２から発される光の色は、少なくとも１つのカラーセンサ１３０を用いて検出される。発される複数の色それぞれの演色評価数が割り出される。光源１１２から発される光の色が選択される。選択された光の色を達成するために、少なくとも部分的に演色評価数に基づいて、発色源１１６、１１８、１２０、１２２が発する光強度が選択される。
【解決手段】発色源１１６、１１８、１２０、１２２のうちの少なくとも２つから複数の色の光を発するステップを含み、この複数の色は複数の発色源１１６、１１８、１２０、１２２から発される異なる光強度で構成される。上記少なくとも２つの発色源１１６、１１８、１２０、１２２から発される光の色は、少なくとも１つのカラーセンサ１３０を用いて検出される。発される複数の色それぞれの演色評価数が割り出される。光源１１２から発される光の色が選択される。選択された光の色を達成するために、少なくとも部分的に演色評価数に基づいて、発色源１１６、１１８、１２０、１２２が発する光強度が選択される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００６年１１月３０日出願の「ＬＩＧＨＴ ＳＯＵＲＣＥ ＨＡＶＩＮＧ ＭＯＲＥ ＴＨＡＮ ＴＨＲＥＥ ＬＥＤｓ ＩＮ ＷＨＩＣＨ ＴＨＥ ＣＯＬＯＲ ＰＯＩＮＴＳ ＡＲＥ ＭＡＩＮＴＡＩＮＥＤ ＵＳＩＮＧ Ａ ＴＨＲＥＥ ＣＨＡＮＮＥＬ ＣＯＬＯＲ ＳＥＮＳＯＲ（４つ以上のＬＥＤを有し、３チャネル・カラーセンサを用いてカラーポイントを管理する光源）」を発明の名称とする米国特許出願第１１/５６５，５４０号に関するものである。この米国特許出願は、引用することにより本願明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００２】
照明システムを用いて広範囲にわたる色のスペクトルを生じさせるために、異なる数色を異なる割合で混合したり組み合わせたりといったことが行われる。異なる色を監視し、その強度に基づいて色を変化させて、望ましい色すなわち色度を実現する。本明細書では、このシステムのことを照明および色管理（ＩＣＭ：Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）システムと呼ぶ。ＩＣＭシステムは所望のカラーポイントを安定な状態に保つように機能する。
【０００３】
通常の照明システムでは、所望の色を生成するために、赤・緑・青といった三原色を用いる。所望の色を確実に生成するために３つのセンサを用いて三原色を監視する。照明システムでは、さらに良い色を実現するために他のパラメータも監視する場合がある。所望の色を生成するために多くの発色源を使用する場合、上記パラメータを監視してこれらのパラメータに基づいて補正を行うことによって更に良好な結果が得られる。しかし、使用される発色源の数が増えると発色源を監視するのに必要なセンサの数が増え、これによって照明システムが複雑化しコストが増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題を解決することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、発色源の数よりセンサの数が少ない照明および色管理（ＩＣＭ）システムを用いることにより上記問題を解消する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】照明および色管理システムの一実施形態の概略図である。
【図２】光源より少ない数の検出器を用いて少なくとも１つの光学パラメータを設定する実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
照明および色管理（ＩＣＭ）システム１００の一実施形態が図１に概略的に示されている。ＩＣＭシステム１００は、複数のＬＥＤ１１２を駆動するＬＥＤドライバ１１０を備えている。本明細書に記載のＩＣＭシステム１００の実施形態では、ＬＥＤドライバ１１０は４色のＬＥＤ１１２を駆動する。４色のＬＥＤ１１２を、それぞれアンバ色ＬＥＤ１１６、赤色ＬＥＤ１１８、緑色ＬＥＤ１２０、および青色ＬＥＤ１２２と呼ぶ。ＬＥＤドライバ１１０は、異なる色のＬＥＤを駆動するものとして示されているが、複数の同色ＬＥＤを駆動する場合もあることに留意されたい。また、このＩＣＭシステム１００では、アンバ色、赤色、緑色、および青色以外の色も使用できることに留意されたい。本願明細書に記載のシステムはＬＥＤ１１２を用いて光を発するが、ＬＥＤ以外の手段による発光を用いることも可能であることを理解されたい。したがって、「ＬＥＤ」という用語が発光ダイオード以外の光源を指す場合もある。
【０００８】
ＩＣＭシステム１００は、ＬＥＤ１１２が発する光の色を監視する複数のカラーセンサ１３０を備えている。本願明細書に記載のＩＣＭシステム１００の実施形態では、それぞれ赤色センサ１３２、緑色センサ１３４、青色センサ１３６と呼ばれる、３つのカラーセンサ１３０が使用されている。本願明細書には、ＬＥＤの色の数または他の発光体の色の数よりも少ない数のセンサを用いてカラーポイント制御および他のパラメータの制御を可能とするシステムおよび方法が記載されている。本願明細書に記載のカラーポイント制御により、演色評価数（color rendering index）を最大にできる。
【０００９】
カラーセンサ１３０はそれぞれが、増幅器と検出器とＲＣ低域フィルタ（すなわちサンプリング回路）とを備えており、フィルタと呼ばれることもある。増幅器は、赤色増幅器、緑色増幅器、青色増幅器がそれぞれ参照符号１４０、１４２、および１４４でそれぞれ示されている。本願明細書に示される実施形態では、フィルタは抵抗キャパシタ・ネットワークであり、それぞれ、赤色フィルタ１４８、緑色フィルタ１５０、および青色フィルタ１５２と呼び、抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２、およびＲ３と呼び、キャパシタをそれぞれＣ１、Ｃ２、およびＣ３と呼ぶ。一実施形態において、抵抗Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３の値は約６８ｋΩであり、キャパシタＣ１、Ｃ２、およびＣ２の値は約１.０μＦである。
【００１０】
カラーセンサ１３０は、特定の帯域の光を受信できるように表面にフィルタが設けられたＬＥＤ検出器を備えることができる。赤色センサ１３２は、赤色光近辺の光の帯域幅を受信する検出器１６０を備えている。緑色センサ１３４は、緑色光近辺の光の帯域幅を受信する検出器１６２を備えている。青色センサ１３６は、青色光近辺の光の帯域幅を受信する検出器１６４を備えている。センサは光のスペクトルを検出する。本願明細書では光のスペクトルを単色と呼ぶ。例えば、赤色センサ１３２が赤色光を検出または検知するとき、赤色近辺のスペクトルすなわち赤色を含むスペクトルが検出または検知されたと理解されたい。複数の色が重なる場合もあることに留意されたい。したがって、赤色センサ１３２が青色成分や緑色成分を検出する場合もある。個々のセンサ１３０が受信する光の強度は、それぞれのセンサ１３０が出力する電圧に比例する。
【００１１】
カラーセンサ１３０の出力側は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１７０の入力側に接続されている。ＡＤＣ１７０はセンサ１３０が検知した色のデジタル表現を出力する。一実施形態において、ＡＤＣ１７０は１つのセンサの出力を二進数に変換し、別のセンサ１３０に対してもこのプロセスを周期的に繰り返す。例えば、ＡＤＣ１７０は検知された赤色光の強度を表す二進数を出力し、引き続き、検知された緑色光を表す二進数を出力することができる。このプロセスはＩＣＭシステム１００の動作中も続行することができる。
【００１２】
カラージェネレータ１７４は、カラーセンサ１３０によって検知されると想定される色を表す二進数等を生成する。例えば、特定の色成分を有する特定の色を出力するようにＬＥＤドライバ１１０に命令が送られると、色センサ１３０がこれらの色成分を測定し、ＡＤＣ１７０がこれらの色の二進表現すなわちデジタル表現を出力する。
【００１３】
次に、コンパレータ１７６は、ＡＤＣ１７０の出力とカラージェネレータ１７４の出力を比較する。コンパレータ１７６は、ＡＤＣ１７０の出力とカラージェネレータ１７４の出力との間の差を表す誤差信号を出力する。誤差信号の大きさが所定の閾値を上回る場合には、ＬＥＤ１１２の組合せが発した色と、発すると想定された色との差が大きい。同様に、誤差信号の大きさが所定の閾値を下回る場合には、ＬＥＤ１１２の組合せが発した色と、発すると想定された色との差は極小である。
【００１４】
上述のＩＣＭシステム１００のフィードバックについて、３個のＬＥＤと３個の検出器を用いる下記システム例により説明する。これらの実施形態では、ＬＥＤ１１２が出力する色とカラーセンサ１３０が出力する電圧との間に厳密な１対１の対応（１：１ ｍａｐ）が存在する。この例では、４０００Ｋの色が出力されることが望まれる。この特定の色温度に対応するＣＩＥｘ，ｙ座標があり、赤色センサの出力、緑色センサの出力、および青色センサの出力をそれぞれ１.２Ｖ、１.１Ｖ，および０.４Ｖで表わすことができる。上記以外の一連の電圧がこの色温度に対応することはない。センサ１３０はＬＥＤ１１２の組み合わされた色を検出する。検出された組合せ色が４０００Ｋでなければ、センサ１３０の各出力は上述の１.２Ｖ、１.１Ｖ、および０.４Ｖと比較される。これにより、赤色の誤差信号、緑色の誤差信号、青色の誤差信号からなる一連の３つの誤差信号が生成される。ＰＩＤシステムなどのフィードバックシステムを使って、ＬＥＤドライバ１１０へ入力される３つのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を処理することによって誤差を最小限にすることができる。次に、ＬＥＤドライバ１１０は、ＬＥＤ１１２の各原色出力（赤色、緑色、青色）の強度を処理する。このプロセスは、カラーセンサ１３０が出力する電圧とカラージェネレータ１７４が出力する電圧とが同じになるまで続く。
【００１５】
上述したように、誤差信号は、制御信号をＬＥＤドライバ１１０へ送信する制御装置１８０のためのフィードバックとなる。本願明細書に記載の制御装置１８０の実施形態では、４つの色と３つのセンサを使用し、演色評価数（ＣＲＩ：color rendering index）最適化ルックアップテーブル１８２と、フィードバックコントローラ１８４とを備えている。制御装置１８０は、演色評価数を最大にしつつ、ＬＥＤ１１２に正しい色を生成させるようにＬＥＤ１１２の各色の強度を制御する役割を担う。本願明細書に記載されている実施形態では、ＬＥＤ１１２の強度の変更は、ＬＥＤドライバ１１０へ送信されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティサイクルを変化させることによって行われる。
【００１６】
動作時において、制御装置１８０は、ＬＥＤ１１２の出力の強度を示す信号をＬＥＤドライバ１１０へ送信する。上述のように、強度はパルス幅変調信号のデューティサイクルを用いて制御できる。ＬＥＤドライバ１１０は、制御装置１８０からの信号に基づいてＬＥＤ１１２に発光させる。
【００１７】
３つの色検出器１５６は、ＬＥＤ１１２が発する光の赤色スペクトル成分、緑色スペクトル成分、および青色スペクトル成分の各強度を監視する。例として赤色センサ１３２を使用すると、検出器１６０が赤色光を受信し、この赤色光の強度に比例する電圧を出力する。増幅器１４０が電圧を増幅し、フィルタ１４８がこれを短期間保持し、それによってＡＤＣ１７０による電圧のサンプリングが可能となる。緑色センサ１３４および青色センサ１３６にも同じプロセスが適用される。センサ１３０に入射する光は、ＬＥＤ１１２を駆動するパルス幅変調信号のために脈動している（pulsing）。したがって、センサ１３０の出力が脈動しており、ＲＣフィルタの目的はＡＤＣ１７０にタイムアベレージ信号を供給することである。
【００１８】
ＡＤＣ１７０は発された色を表す信号をコンパレータ１７６へ出力し、カラージェネレータ１７４は所望色を表す信号をコンパレータ１７６へ出力する。コンパレータ１７６は、ＡＤＣ１７０からの信号とカラージェネレータ１７４からの信号との差に基づいて誤差信号を生成する。この誤差信号は制御装置１８０に送られ、制御装置１８０は、正しい色、すなわち正しい色とするために組み合わされる正しい強度をＬＥＤ１１２に発させるために信号を変調してＬＥＤドライバ１１０へ送る。
【００１９】
以上、ＩＣＭシステム１００について説明した。次にその動作を説明する。具体的には、４つのエミッタを用いて色を決定するための３つのセンサを使用する例を説明する。ただし、以下の記載は説明のためのものであり、他の実施形態ではセンサおよびエミッタの個数を別の個数とすることができる。なお、本願明細書に記載されている方法は、センサよりエミッタの個数が多いＩＣＭに適用される。本願明細書に記載の下記の方法は、磁気記憶装置、光学記憶装置、ファームウェアまたは他のハードウェアデバイスなどのコンピュータ可読媒体でコンピュータコードを用いて実施することもできる。
【００２０】
要約すると、較正段階のときに合成光源（synthetic source）の作成およびサンプリングが行われる。合成光源は実際の発色源（actual source）を組み合わせたものである。例えば、１つの合成光源は、緑色ＬＥＤ１２０と青色ＬＥＤ１２２の組合せとすることができる。なお、本発明ではいくつかの合成光源を用いることも可能である。組合せの解析はルックアップテーブル１８２に保存され、種々の動作パラメータと比較される。特定の組合せは特定の動作パラメータに基づいて使用できる。
【００２１】
前述の方法の一例を図２に示している。図２は、光源の個数より少ない個数の検出器を用いて、図１のＩＣＭシステムの少なくとも１つの光学的パラメータを設定する実施形態のフローチャート２００である。ステップ２１０で、複数の合成光源が作成される。合成光源は発光体すなわちＬＥＤ１１２を組み合わせたものである。図１のＩＣＭシステムの実施形態では、アンバ色ＬＥＤ１１６、赤色ＬＥＤ１１８、緑色１２０および青色ＬＥＤ１２２という４つのソースと３つのカラーセンサ１３０が設けられている。したがって、３つの光源とするには、発色源のうちの２つを組み合わせる必要があり、組み合わせられた光源は合成光源となる。合成光源の色空間は、青-緑、青-アンバ、青-赤、緑-アンバ、緑-赤、およびアンバ-赤の６通りの組合せとすることもできる。これらの組合せでは、その構成光源の強度を変化させることができ、これにより複数の異なる合成光源を構成する。例えば、１０％刻みにして９通りの強度を光源に与え、各組合せが９通りの強度を有するようにすることもできる。したがって、それぞれの組合せが９種類の合成光源となり得る。組合せは６通りあるので、合成光源空間に存在するサンプルポイントは５４個となる。
【００２２】
上述の例について言うと、青/緑、青/アンバ、青/赤、緑/アンバ、緑/赤、およびアンバ/赤という６通りの組合せがあり、各組合せが９通りの強度を有する。一例として青/緑の組合せを用いると、青１０％緑９０％、青２０％緑８０％、青３０％緑７０％等の９通りの強度が存在する。したがって５４種類の合成光源が存在する。なお、１０％以外の刻みを用いることもでき、それによって５４より多いかまたは少ない合成光源を実現することも可能である。
【００２３】
ステップ２１２で、目標空間をサンプリングする。本願明細書に記載の例で考えられる目標カラーポイントは、色温度が２５００Ｋ、４０００Ｋ、６５００Ｋおよび９３００Ｋの黒体源（black body source）の色度座標である。他の実施形態では別の色温度を用いることもできる。なお、目標空間とは種々の所望色のことを言う。
【００２４】
ステップ２１４で、４つの目標カラーポイントに対し、５４の合成光源のそれぞれについてＩＣＭシステム１００をシミュレーションする。これにより、５４の合成光源と４つの色温度により、２１６回のシミュレーションが生じる。例えば、目標色温度を達成するために、各合成光源と実際の光源（actual source）が一緒に用いられる。赤/緑合成光源の例では、種々の色温度を達成するために、９通りの赤/緑の組合せのそれぞれが、緑およびアンバと組み合わせて用いられる。
【００２５】
ステップ２１６で、目標カラーポイントごとに最適な結果をもたらす合成光源がルックアップテーブル１８２等に保存される。本願明細書に記載の例では、最適な演色評価数（ＣＲＩ）を示す結果がルックアップテーブル１８２に保存されるが、最適な結果をもたらす合成光源の組合せを記憶するための基準としてＣＲＩ以外のパラメータを用いることもできる。
【００２６】
一例として、最適なＣＲＩをもたらす合成光源の組合せが記憶される。それぞれの目標カラーポイントについて、目標ルックアップテーブルを構成する最適なＣＲＩは以下のようなものとすることができる。
【表１】
【００２７】
使用時、ユーザは色温度を選択することによって目標カラーポイントすなわち所望の色を選択する。ステップ２１８では、ＩＣＭシステム１００が、ルックアップテーブル１８２に記憶されている色温度のうち目標カラーポイントに最も近い色温度を選択する。ステップ２１８でルックアップテーブルから選択された色温度の合成光源の数値は、ステップ２２０において、最適なＣＲＩまたは他のパラメータを伴う一貫した色（consistent color）を維持するためにＩＣＭシステム１００のフィードバックに用いられる。
【００２８】
上述の例では、ユーザが目標カラーポイントをＩＣＭ１００へ送る。例えば、ユーザは９０００Ｋという色温度を送ることができる。ＩＣＭ１００は、目標カラーポイントに最も近い色温度をルックアップテーブル１８２から選択する。この例では、最も近い色温度またはカラーポイントは９３００Ｋである。９３００Ｋが最も近い色温度であるため、システムは一貫した色を維持するためにＩＣＭ１００に対しアンバ４０％赤６０％という合成光源を用いる。ステップ２１４に関連して上に記載したように、この割合が最適なＣＲＩを示すからである。
【００２９】
本願明細書では、ＩＣＭ１００は２つの光源の組合せを用いて１つの合成光源を生じさせるものとして記載されているが、いくつかの光源を組み合わせていくつかの合成光源を生じさせることができる。例えば、５つの光源と３つの検出器という状況では、２対の光源を組み合わせて２つの合成光源を生じさせることができる。同様に、３つの光源を組み合わせて１つの合成光源を作成することもできる。
【００３０】
ＩＣＭ１００の動作各部の説明をしたので、次に、ＩＣＭシステム１００の較正について説明する。
【００３１】
従来のＩＣＭシステムでは、各光源に対するセンサの応答（Ｓマトリックス）および各光源の色度座標（Ｃマトリックス）をユーザが取得しなくてはならない。本願明細書に記載されているＩＣＭシステム１００は、以下に記載されるようにいくつかの方法を用いて較正することができる。
【００３２】
第１の方法によれば、ユーザは各光源すなわちＬＥＤ１１２のスペクトル情報を収集する。上記ルックアップテーブルはＬＥＤ１１２から収集されたスペクトルを用いる。この方法により極めて正確な較正が提供されるが、ＩＣＭシステム１００ごとにこの手順を実施しなければならない。
【００３３】
第２の方法によれば、ユーザはＬＥＤ１１２または他の光源のロットまたはビンごとにスペクトル情報を得る。具体的には、光源メーカが光源のロットまたはビンのスペクトル情報を入手できる。その後、ＩＣＭシステム１００がこのスペクトル情報を用いることができる。第２の方法の欠点は、個々の光源がロットまたはビン情報とわずかに異なるスペクトルを発する場合があるという点である。第２の方法の利点は、同一のロットまたはビンのＬＥＤ１１２ごとにスペクトルを測定するので、ＩＣＭシステム１００の較正が不要となることである。
【００３４】
第３の方法によれば、ユーザが一般的なＲＧＢＡ ＬＥＤセットを用いてワンタイム較正（ｏｎｅ ｔｉｍｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を実施しなくてはならない。この一連のＲＧＢＡ ＬＥＤにより作成されるルックアップテーブルが、製造時に用いられる他のすべてのＲＧＢＡ ＬＥＤを表している。あるいは、ユーザがメーカにＲＧＢＡ ＬＥＤスペクトル情報を送り、このＲＧＢＡ ＬＥＤスペクトル情報に基づいてメーカがルックアップテーブルを生成することもできる。同様の実施形態において、ＩＣＭシステム１００に記憶された、予め生成されたルックアップテーブルを、ＬＥＤ供給元によって提供される標準的なＲＧＢＡ ＬＥＤスペクトル情報に基づいて用いることもできる。ＩＣＭシステム１００のフィードバックシステムは、このスペクトル情報を検索して使用する。この較正方法が最もコストを要しない。しかし、この較正方法は、ＬＥＤ１１２（すなわち光源）のスペクトル情報が正確に分からないという点で、最も精度が劣るものでもある。
【００３５】
第４の方法によれば、ＬＥＤ１１２ごとのスペクトル情報ならびに対応する三刺激値ＸＹＺの測定を行う。この情報を用いて、ユーザ指定の目標カラーポイントを乗じることができるマトリックスを生成し、各ＬＥＤ１１２の駆動レベルを得る。このマトリックスは、カラーポイントの調整に加え、ＬＥＤ１１２のＣＲＩを最大化するのに役立つ。この実施形態では、ＬＥＤ１１２のＣＲＩは、テスト光源によってレンダリングされた表面と、同様の相関色温度（ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｃｏｌｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ： ＣＣＴ）の基準光源によってレンダリングされた表面との色差に反比例する。したがって、テスト光源と基準光源のスペクトル差を最小化することにより、所望のカラーポイントを維持しつつ最大のＣＲＩが得られる。このプロセスでは次式を最小化する必要がある。
【数１】
ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動（maximum drive）のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする。
【００３６】
実際には、各ＬＥＤ１１２は最大限に駆動されて、スペクトルが測定される。スペクトルの測定は、例えば１.０ｎｍ間隔などの所定の間隔で行われ、マトリックスＡの列として保存される。ｄの関数として行列方程式（matrix equation）でｘを与えて上記式を解くことができる。
【００３７】
ＣＲＩを計算するとき、５０００Ｋ以外のＣＣＴには別の関数ｂが適用される。しかし、低いＣＣＴであっても、５０００Ｋを越えるＣＣＴの場合にのみ関数ｂを用いることが適切な場合もある。ＣＲＩは、黒体位置（black body locus）に近い色にしか意味がないことに留意されたい。したがって、ｂは、関数ｄの適切な引数（argument）とすることもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１００ ＩＣＭシステム
１１０ ＬＥＤドライバ
１１２ ＬＥＤ
１３０ カラーセンサ
１５６ 色検出器
１７０ アナログ-デジタル変換器
１７４ カラージェネレータ
１８０ 制御装置
１８２ ＣＲＩ最適化ＬＵＴ
１８４ フィードバックコントローラ
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００６年１１月３０日出願の「ＬＩＧＨＴ ＳＯＵＲＣＥ ＨＡＶＩＮＧ ＭＯＲＥ ＴＨＡＮ ＴＨＲＥＥ ＬＥＤｓ ＩＮ ＷＨＩＣＨ ＴＨＥ ＣＯＬＯＲ ＰＯＩＮＴＳ ＡＲＥ ＭＡＩＮＴＡＩＮＥＤ ＵＳＩＮＧ Ａ ＴＨＲＥＥ ＣＨＡＮＮＥＬ ＣＯＬＯＲ ＳＥＮＳＯＲ（４つ以上のＬＥＤを有し、３チャネル・カラーセンサを用いてカラーポイントを管理する光源）」を発明の名称とする米国特許出願第１１/５６５，５４０号に関するものである。この米国特許出願は、引用することにより本願明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００２】
照明システムを用いて広範囲にわたる色のスペクトルを生じさせるために、異なる数色を異なる割合で混合したり組み合わせたりといったことが行われる。異なる色を監視し、その強度に基づいて色を変化させて、望ましい色すなわち色度を実現する。本明細書では、このシステムのことを照明および色管理（ＩＣＭ：Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）システムと呼ぶ。ＩＣＭシステムは所望のカラーポイントを安定な状態に保つように機能する。
【０００３】
通常の照明システムでは、所望の色を生成するために、赤・緑・青といった三原色を用いる。所望の色を確実に生成するために３つのセンサを用いて三原色を監視する。照明システムでは、さらに良い色を実現するために他のパラメータも監視する場合がある。所望の色を生成するために多くの発色源を使用する場合、上記パラメータを監視してこれらのパラメータに基づいて補正を行うことによって更に良好な結果が得られる。しかし、使用される発色源の数が増えると発色源を監視するのに必要なセンサの数が増え、これによって照明システムが複雑化しコストが増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題を解決することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、発色源の数よりセンサの数が少ない照明および色管理（ＩＣＭ）システムを用いることにより上記問題を解消する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】照明および色管理システムの一実施形態の概略図である。
【図２】光源より少ない数の検出器を用いて少なくとも１つの光学パラメータを設定する実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
照明および色管理（ＩＣＭ）システム１００の一実施形態が図１に概略的に示されている。ＩＣＭシステム１００は、複数のＬＥＤ１１２を駆動するＬＥＤドライバ１１０を備えている。本明細書に記載のＩＣＭシステム１００の実施形態では、ＬＥＤドライバ１１０は４色のＬＥＤ１１２を駆動する。４色のＬＥＤ１１２を、それぞれアンバ色ＬＥＤ１１６、赤色ＬＥＤ１１８、緑色ＬＥＤ１２０、および青色ＬＥＤ１２２と呼ぶ。ＬＥＤドライバ１１０は、異なる色のＬＥＤを駆動するものとして示されているが、複数の同色ＬＥＤを駆動する場合もあることに留意されたい。また、このＩＣＭシステム１００では、アンバ色、赤色、緑色、および青色以外の色も使用できることに留意されたい。本願明細書に記載のシステムはＬＥＤ１１２を用いて光を発するが、ＬＥＤ以外の手段による発光を用いることも可能であることを理解されたい。したがって、「ＬＥＤ」という用語が発光ダイオード以外の光源を指す場合もある。
【０００８】
ＩＣＭシステム１００は、ＬＥＤ１１２が発する光の色を監視する複数のカラーセンサ１３０を備えている。本願明細書に記載のＩＣＭシステム１００の実施形態では、それぞれ赤色センサ１３２、緑色センサ１３４、青色センサ１３６と呼ばれる、３つのカラーセンサ１３０が使用されている。本願明細書には、ＬＥＤの色の数または他の発光体の色の数よりも少ない数のセンサを用いてカラーポイント制御および他のパラメータの制御を可能とするシステムおよび方法が記載されている。本願明細書に記載のカラーポイント制御により、演色評価数（color rendering index）を最大にできる。
【０００９】
カラーセンサ１３０はそれぞれが、増幅器と検出器とＲＣ低域フィルタ（すなわちサンプリング回路）とを備えており、フィルタと呼ばれることもある。増幅器は、赤色増幅器、緑色増幅器、青色増幅器がそれぞれ参照符号１４０、１４２、および１４４でそれぞれ示されている。本願明細書に示される実施形態では、フィルタは抵抗キャパシタ・ネットワークであり、それぞれ、赤色フィルタ１４８、緑色フィルタ１５０、および青色フィルタ１５２と呼び、抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２、およびＲ３と呼び、キャパシタをそれぞれＣ１、Ｃ２、およびＣ３と呼ぶ。一実施形態において、抵抗Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３の値は約６８ｋΩであり、キャパシタＣ１、Ｃ２、およびＣ２の値は約１.０μＦである。
【００１０】
カラーセンサ１３０は、特定の帯域の光を受信できるように表面にフィルタが設けられたＬＥＤ検出器を備えることができる。赤色センサ１３２は、赤色光近辺の光の帯域幅を受信する検出器１６０を備えている。緑色センサ１３４は、緑色光近辺の光の帯域幅を受信する検出器１６２を備えている。青色センサ１３６は、青色光近辺の光の帯域幅を受信する検出器１６４を備えている。センサは光のスペクトルを検出する。本願明細書では光のスペクトルを単色と呼ぶ。例えば、赤色センサ１３２が赤色光を検出または検知するとき、赤色近辺のスペクトルすなわち赤色を含むスペクトルが検出または検知されたと理解されたい。複数の色が重なる場合もあることに留意されたい。したがって、赤色センサ１３２が青色成分や緑色成分を検出する場合もある。個々のセンサ１３０が受信する光の強度は、それぞれのセンサ１３０が出力する電圧に比例する。
【００１１】
カラーセンサ１３０の出力側は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ：Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１７０の入力側に接続されている。ＡＤＣ１７０はセンサ１３０が検知した色のデジタル表現を出力する。一実施形態において、ＡＤＣ１７０は１つのセンサの出力を二進数に変換し、別のセンサ１３０に対してもこのプロセスを周期的に繰り返す。例えば、ＡＤＣ１７０は検知された赤色光の強度を表す二進数を出力し、引き続き、検知された緑色光を表す二進数を出力することができる。このプロセスはＩＣＭシステム１００の動作中も続行することができる。
【００１２】
カラージェネレータ１７４は、カラーセンサ１３０によって検知されると想定される色を表す二進数等を生成する。例えば、特定の色成分を有する特定の色を出力するようにＬＥＤドライバ１１０に命令が送られると、色センサ１３０がこれらの色成分を測定し、ＡＤＣ１７０がこれらの色の二進表現すなわちデジタル表現を出力する。
【００１３】
次に、コンパレータ１７６は、ＡＤＣ１７０の出力とカラージェネレータ１７４の出力を比較する。コンパレータ１７６は、ＡＤＣ１７０の出力とカラージェネレータ１７４の出力との間の差を表す誤差信号を出力する。誤差信号の大きさが所定の閾値を上回る場合には、ＬＥＤ１１２の組合せが発した色と、発すると想定された色との差が大きい。同様に、誤差信号の大きさが所定の閾値を下回る場合には、ＬＥＤ１１２の組合せが発した色と、発すると想定された色との差は極小である。
【００１４】
上述のＩＣＭシステム１００のフィードバックについて、３個のＬＥＤと３個の検出器を用いる下記システム例により説明する。これらの実施形態では、ＬＥＤ１１２が出力する色とカラーセンサ１３０が出力する電圧との間に厳密な１対１の対応（１：１ ｍａｐ）が存在する。この例では、４０００Ｋの色が出力されることが望まれる。この特定の色温度に対応するＣＩＥｘ，ｙ座標があり、赤色センサの出力、緑色センサの出力、および青色センサの出力をそれぞれ１.２Ｖ、１.１Ｖ，および０.４Ｖで表わすことができる。上記以外の一連の電圧がこの色温度に対応することはない。センサ１３０はＬＥＤ１１２の組み合わされた色を検出する。検出された組合せ色が４０００Ｋでなければ、センサ１３０の各出力は上述の１.２Ｖ、１.１Ｖ、および０.４Ｖと比較される。これにより、赤色の誤差信号、緑色の誤差信号、青色の誤差信号からなる一連の３つの誤差信号が生成される。ＰＩＤシステムなどのフィードバックシステムを使って、ＬＥＤドライバ１１０へ入力される３つのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を処理することによって誤差を最小限にすることができる。次に、ＬＥＤドライバ１１０は、ＬＥＤ１１２の各原色出力（赤色、緑色、青色）の強度を処理する。このプロセスは、カラーセンサ１３０が出力する電圧とカラージェネレータ１７４が出力する電圧とが同じになるまで続く。
【００１５】
上述したように、誤差信号は、制御信号をＬＥＤドライバ１１０へ送信する制御装置１８０のためのフィードバックとなる。本願明細書に記載の制御装置１８０の実施形態では、４つの色と３つのセンサを使用し、演色評価数（ＣＲＩ：color rendering index）最適化ルックアップテーブル１８２と、フィードバックコントローラ１８４とを備えている。制御装置１８０は、演色評価数を最大にしつつ、ＬＥＤ１１２に正しい色を生成させるようにＬＥＤ１１２の各色の強度を制御する役割を担う。本願明細書に記載されている実施形態では、ＬＥＤ１１２の強度の変更は、ＬＥＤドライバ１１０へ送信されるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のデューティサイクルを変化させることによって行われる。
【００１６】
動作時において、制御装置１８０は、ＬＥＤ１１２の出力の強度を示す信号をＬＥＤドライバ１１０へ送信する。上述のように、強度はパルス幅変調信号のデューティサイクルを用いて制御できる。ＬＥＤドライバ１１０は、制御装置１８０からの信号に基づいてＬＥＤ１１２に発光させる。
【００１７】
３つの色検出器１５６は、ＬＥＤ１１２が発する光の赤色スペクトル成分、緑色スペクトル成分、および青色スペクトル成分の各強度を監視する。例として赤色センサ１３２を使用すると、検出器１６０が赤色光を受信し、この赤色光の強度に比例する電圧を出力する。増幅器１４０が電圧を増幅し、フィルタ１４８がこれを短期間保持し、それによってＡＤＣ１７０による電圧のサンプリングが可能となる。緑色センサ１３４および青色センサ１３６にも同じプロセスが適用される。センサ１３０に入射する光は、ＬＥＤ１１２を駆動するパルス幅変調信号のために脈動している（pulsing）。したがって、センサ１３０の出力が脈動しており、ＲＣフィルタの目的はＡＤＣ１７０にタイムアベレージ信号を供給することである。
【００１８】
ＡＤＣ１７０は発された色を表す信号をコンパレータ１７６へ出力し、カラージェネレータ１７４は所望色を表す信号をコンパレータ１７６へ出力する。コンパレータ１７６は、ＡＤＣ１７０からの信号とカラージェネレータ１７４からの信号との差に基づいて誤差信号を生成する。この誤差信号は制御装置１８０に送られ、制御装置１８０は、正しい色、すなわち正しい色とするために組み合わされる正しい強度をＬＥＤ１１２に発させるために信号を変調してＬＥＤドライバ１１０へ送る。
【００１９】
以上、ＩＣＭシステム１００について説明した。次にその動作を説明する。具体的には、４つのエミッタを用いて色を決定するための３つのセンサを使用する例を説明する。ただし、以下の記載は説明のためのものであり、他の実施形態ではセンサおよびエミッタの個数を別の個数とすることができる。なお、本願明細書に記載されている方法は、センサよりエミッタの個数が多いＩＣＭに適用される。本願明細書に記載の下記の方法は、磁気記憶装置、光学記憶装置、ファームウェアまたは他のハードウェアデバイスなどのコンピュータ可読媒体でコンピュータコードを用いて実施することもできる。
【００２０】
要約すると、較正段階のときに合成光源（synthetic source）の作成およびサンプリングが行われる。合成光源は実際の発色源（actual source）を組み合わせたものである。例えば、１つの合成光源は、緑色ＬＥＤ１２０と青色ＬＥＤ１２２の組合せとすることができる。なお、本発明ではいくつかの合成光源を用いることも可能である。組合せの解析はルックアップテーブル１８２に保存され、種々の動作パラメータと比較される。特定の組合せは特定の動作パラメータに基づいて使用できる。
【００２１】
前述の方法の一例を図２に示している。図２は、光源の個数より少ない個数の検出器を用いて、図１のＩＣＭシステムの少なくとも１つの光学的パラメータを設定する実施形態のフローチャート２００である。ステップ２１０で、複数の合成光源が作成される。合成光源は発光体すなわちＬＥＤ１１２を組み合わせたものである。図１のＩＣＭシステムの実施形態では、アンバ色ＬＥＤ１１６、赤色ＬＥＤ１１８、緑色１２０および青色ＬＥＤ１２２という４つのソースと３つのカラーセンサ１３０が設けられている。したがって、３つの光源とするには、発色源のうちの２つを組み合わせる必要があり、組み合わせられた光源は合成光源となる。合成光源の色空間は、青-緑、青-アンバ、青-赤、緑-アンバ、緑-赤、およびアンバ-赤の６通りの組合せとすることもできる。これらの組合せでは、その構成光源の強度を変化させることができ、これにより複数の異なる合成光源を構成する。例えば、１０％刻みにして９通りの強度を光源に与え、各組合せが９通りの強度を有するようにすることもできる。したがって、それぞれの組合せが９種類の合成光源となり得る。組合せは６通りあるので、合成光源空間に存在するサンプルポイントは５４個となる。
【００２２】
上述の例について言うと、青/緑、青/アンバ、青/赤、緑/アンバ、緑/赤、およびアンバ/赤という６通りの組合せがあり、各組合せが９通りの強度を有する。一例として青/緑の組合せを用いると、青１０％緑９０％、青２０％緑８０％、青３０％緑７０％等の９通りの強度が存在する。したがって５４種類の合成光源が存在する。なお、１０％以外の刻みを用いることもでき、それによって５４より多いかまたは少ない合成光源を実現することも可能である。
【００２３】
ステップ２１２で、目標空間をサンプリングする。本願明細書に記載の例で考えられる目標カラーポイントは、色温度が２５００Ｋ、４０００Ｋ、６５００Ｋおよび９３００Ｋの黒体源（black body source）の色度座標である。他の実施形態では別の色温度を用いることもできる。なお、目標空間とは種々の所望色のことを言う。
【００２４】
ステップ２１４で、４つの目標カラーポイントに対し、５４の合成光源のそれぞれについてＩＣＭシステム１００をシミュレーションする。これにより、５４の合成光源と４つの色温度により、２１６回のシミュレーションが生じる。例えば、目標色温度を達成するために、各合成光源と実際の光源（actual source）が一緒に用いられる。赤/緑合成光源の例では、種々の色温度を達成するために、９通りの赤/緑の組合せのそれぞれが、緑およびアンバと組み合わせて用いられる。
【００２５】
ステップ２１６で、目標カラーポイントごとに最適な結果をもたらす合成光源がルックアップテーブル１８２等に保存される。本願明細書に記載の例では、最適な演色評価数（ＣＲＩ）を示す結果がルックアップテーブル１８２に保存されるが、最適な結果をもたらす合成光源の組合せを記憶するための基準としてＣＲＩ以外のパラメータを用いることもできる。
【００２６】
一例として、最適なＣＲＩをもたらす合成光源の組合せが記憶される。それぞれの目標カラーポイントについて、目標ルックアップテーブルを構成する最適なＣＲＩは以下のようなものとすることができる。
【表１】
【００２７】
使用時、ユーザは色温度を選択することによって目標カラーポイントすなわち所望の色を選択する。ステップ２１８では、ＩＣＭシステム１００が、ルックアップテーブル１８２に記憶されている色温度のうち目標カラーポイントに最も近い色温度を選択する。ステップ２１８でルックアップテーブルから選択された色温度の合成光源の数値は、ステップ２２０において、最適なＣＲＩまたは他のパラメータを伴う一貫した色（consistent color）を維持するためにＩＣＭシステム１００のフィードバックに用いられる。
【００２８】
上述の例では、ユーザが目標カラーポイントをＩＣＭ１００へ送る。例えば、ユーザは９０００Ｋという色温度を送ることができる。ＩＣＭ１００は、目標カラーポイントに最も近い色温度をルックアップテーブル１８２から選択する。この例では、最も近い色温度またはカラーポイントは９３００Ｋである。９３００Ｋが最も近い色温度であるため、システムは一貫した色を維持するためにＩＣＭ１００に対しアンバ４０％赤６０％という合成光源を用いる。ステップ２１４に関連して上に記載したように、この割合が最適なＣＲＩを示すからである。
【００２９】
本願明細書では、ＩＣＭ１００は２つの光源の組合せを用いて１つの合成光源を生じさせるものとして記載されているが、いくつかの光源を組み合わせていくつかの合成光源を生じさせることができる。例えば、５つの光源と３つの検出器という状況では、２対の光源を組み合わせて２つの合成光源を生じさせることができる。同様に、３つの光源を組み合わせて１つの合成光源を作成することもできる。
【００３０】
ＩＣＭ１００の動作各部の説明をしたので、次に、ＩＣＭシステム１００の較正について説明する。
【００３１】
従来のＩＣＭシステムでは、各光源に対するセンサの応答（Ｓマトリックス）および各光源の色度座標（Ｃマトリックス）をユーザが取得しなくてはならない。本願明細書に記載されているＩＣＭシステム１００は、以下に記載されるようにいくつかの方法を用いて較正することができる。
【００３２】
第１の方法によれば、ユーザは各光源すなわちＬＥＤ１１２のスペクトル情報を収集する。上記ルックアップテーブルはＬＥＤ１１２から収集されたスペクトルを用いる。この方法により極めて正確な較正が提供されるが、ＩＣＭシステム１００ごとにこの手順を実施しなければならない。
【００３３】
第２の方法によれば、ユーザはＬＥＤ１１２または他の光源のロットまたはビンごとにスペクトル情報を得る。具体的には、光源メーカが光源のロットまたはビンのスペクトル情報を入手できる。その後、ＩＣＭシステム１００がこのスペクトル情報を用いることができる。第２の方法の欠点は、個々の光源がロットまたはビン情報とわずかに異なるスペクトルを発する場合があるという点である。第２の方法の利点は、同一のロットまたはビンのＬＥＤ１１２ごとにスペクトルを測定するので、ＩＣＭシステム１００の較正が不要となることである。
【００３４】
第３の方法によれば、ユーザが一般的なＲＧＢＡ ＬＥＤセットを用いてワンタイム較正（ｏｎｅ ｔｉｍｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を実施しなくてはならない。この一連のＲＧＢＡ ＬＥＤにより作成されるルックアップテーブルが、製造時に用いられる他のすべてのＲＧＢＡ ＬＥＤを表している。あるいは、ユーザがメーカにＲＧＢＡ ＬＥＤスペクトル情報を送り、このＲＧＢＡ ＬＥＤスペクトル情報に基づいてメーカがルックアップテーブルを生成することもできる。同様の実施形態において、ＩＣＭシステム１００に記憶された、予め生成されたルックアップテーブルを、ＬＥＤ供給元によって提供される標準的なＲＧＢＡ ＬＥＤスペクトル情報に基づいて用いることもできる。ＩＣＭシステム１００のフィードバックシステムは、このスペクトル情報を検索して使用する。この較正方法が最もコストを要しない。しかし、この較正方法は、ＬＥＤ１１２（すなわち光源）のスペクトル情報が正確に分からないという点で、最も精度が劣るものでもある。
【００３５】
第４の方法によれば、ＬＥＤ１１２ごとのスペクトル情報ならびに対応する三刺激値ＸＹＺの測定を行う。この情報を用いて、ユーザ指定の目標カラーポイントを乗じることができるマトリックスを生成し、各ＬＥＤ１１２の駆動レベルを得る。このマトリックスは、カラーポイントの調整に加え、ＬＥＤ１１２のＣＲＩを最大化するのに役立つ。この実施形態では、ＬＥＤ１１２のＣＲＩは、テスト光源によってレンダリングされた表面と、同様の相関色温度（ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｃｏｌｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ： ＣＣＴ）の基準光源によってレンダリングされた表面との色差に反比例する。したがって、テスト光源と基準光源のスペクトル差を最小化することにより、所望のカラーポイントを維持しつつ最大のＣＲＩが得られる。このプロセスでは次式を最小化する必要がある。
【数１】
ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動（maximum drive）のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする。
【００３６】
実際には、各ＬＥＤ１１２は最大限に駆動されて、スペクトルが測定される。スペクトルの測定は、例えば１.０ｎｍ間隔などの所定の間隔で行われ、マトリックスＡの列として保存される。ｄの関数として行列方程式（matrix equation）でｘを与えて上記式を解くことができる。
【００３７】
ＣＲＩを計算するとき、５０００Ｋ以外のＣＣＴには別の関数ｂが適用される。しかし、低いＣＣＴであっても、５０００Ｋを越えるＣＣＴの場合にのみ関数ｂを用いることが適切な場合もある。ＣＲＩは、黒体位置（black body locus）に近い色にしか意味がないことに留意されたい。したがって、ｂは、関数ｄの適切な引数（argument）とすることもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１００ ＩＣＭシステム
１１０ ＬＥＤドライバ
１１２ ＬＥＤ
１３０ カラーセンサ
１５６ 色検出器
１７０ アナログ-デジタル変換器
１７４ カラージェネレータ
１８０ 制御装置
１８２ ＣＲＩ最適化ＬＵＴ
１８４ フィードバックコントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発色源および複数のカラーセンサを有するシステムにおいて照明および色を管理する方法であって、ここで、前記発色源の数は前記カラーセンサの数よりも多く、
前記発色源のうちの少なくとも２つが複数の異なる光の色を発するステップであって、ここで、複数の色は前記複数の発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、ステップと、
前記カラーセンサのうちの少なくとも１つを用いて、少なくとも２つの前記発色源が発する色を検出するステップと、
発された前記複数の色のそれぞれのパラメータを決定するステップと、
前記発色源が発する光色を選択するステップと、
選択された光色を実現するために、少なくとも部分的に前記パラメータに基づいて、前記発色源が発する光強度を選ぶステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記発するステップは、前記カラーエミッタのうちの２つが発するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出するステップは、複数の前記カラーセンサを用いて光を検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発するステップは、前記カラーエミッタのうちの２つが第１の光色および第２の光色を発するステップを含み、
ここで、２つの前記カラーエミッタが発する光強度は、前記第１の光色と前記第２の光色とで異なるものである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発するステップは、少なくとも１つの色温度を達成するように光を発するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記発するステップは、前記カラーエミッタのうちの２つが複数の色を発するステップを含むものであり、
２つの前記カラーエミッタが発する色の比率と、２つの前記カラーエミッタが発する色温度とは変化するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のカラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するサブステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するサブステップと、
【数１】
を最小化するサブステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列中で最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、サブステップと
を含む、照明および色管理システムを較正するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記パラメータが演色評価数である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記選ぶステップは、最大演色評価数を提供する前記発色源が発する光強度を選ぶステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
複数の発色源および複数のカラーセンサを有するシステムにおいて照明および色を管理する方法であって、ここで、前記発色源の数は前記カラーセンサの数よりも１つ多く、
前記発色源のうちの２つを組み合わせて用いて複数の色を発するステップであって、ここで、前記複数の色は２つの前記発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、ステップと、
前記カラーセンサのうちの少なくとも１つを用いて、前記発色源が発する複数の色を検出するステップと、
発された前記複数の色のそれぞれのパラメータを決定するステップと、
前記発色源が発する光色を選択するステップと、
前記選択および前記決定に基づいて、前記発色源が発する光強度を選ぶステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記発するステップは、強度を変化させて光を発するステップを含むものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記発するステップは、異なる強度を有する光を発するステップを含むものであり、
前記異なる強度は１０％刻みで異なるものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記発するステップは、少なくとも１つの色温度を達成するために光を発するステップを含むものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記発するステップは、複数のカラーエミッタのうちの２つが光を発するステップを含むものであり、ここで、２つのカラーエミッタが発する光強度および色温度は変化するものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記カラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するサブステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するサブステップと、
【数２】
を最小化するサブステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、サブステップと
を含む、照明および色管理システムを較正するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記パラメータが演色評価数である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記選ぶステップは、最大演色評価数を提供する発色源が発する光強度を選ぶステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
複数のカラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するステップと、
【数３】
を最小化するステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、ステップと
を含む、複数のカラーエミッタおよびカラーセンサを有する照明システムを較正する方法。
【請求項１９】
複数の発色源と、
前記発色源の数より少なくとも１つ少ない数のカラーセンサと、
あるコードが記憶されたコンピュータ可読媒体であって、前記コードは、
複数の前記発色源のうちの少なくとも２つの発色源に異なる光色を発させるステップであって、前記複数の色は前記複数の発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、ステップと、
少なくとも２つの前記発色源が発する色を少なくとも１つのカラーセンサに検出させるステップと、
発される複数の色のそれぞれのパラメータを決定するステップと、
ユーザの入力に基づいて前記発色源が発する光色を選択するステップと、
選択された光色を達成するために、少なくとも部分的に前記決定に基づいて、前記発色源が発する光強度を選ぶステップと
をコンピュータに実行させるものである、コンピュータ可読媒体と
を備える照明および色管理システム。
【請求項２０】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、２つの前記発色源に異なる光色を発させるステップを含むものであり、ここで、前記異なる光色は、前記２つの発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、複数のカラーエミッタのうちの２つに第１の光色および第２の光色を発させるステップを含むものであり、ここで、２つのカラーエミッタが発する光強度は、前記第１の光色と前記第２の光色とで異なるものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、少なくとも１つの色温度を達成するように光を発させるステップを含むものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、複数のカラーエミッタのうちの２つに複数の色を発させるステップを含むものであり、ここで、２つのカラーエミッタが発する光の割合と、２つのカラーエミッタが発する色温度とは変化するものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コードは前記システムを較正させるものであり、前記較正は、
前記カラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するステップと、
【数４】
を最小化するステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、ステップと
を含むものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
前記選ぶステップは、最大演色評価数を提供する発色源が発する光強度を選ぶステップを含むものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項１】
複数の発色源および複数のカラーセンサを有するシステムにおいて照明および色を管理する方法であって、ここで、前記発色源の数は前記カラーセンサの数よりも多く、
前記発色源のうちの少なくとも２つが複数の異なる光の色を発するステップであって、ここで、複数の色は前記複数の発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、ステップと、
前記カラーセンサのうちの少なくとも１つを用いて、少なくとも２つの前記発色源が発する色を検出するステップと、
発された前記複数の色のそれぞれのパラメータを決定するステップと、
前記発色源が発する光色を選択するステップと、
選択された光色を実現するために、少なくとも部分的に前記パラメータに基づいて、前記発色源が発する光強度を選ぶステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記発するステップは、前記カラーエミッタのうちの２つが発するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検出するステップは、複数の前記カラーセンサを用いて光を検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発するステップは、前記カラーエミッタのうちの２つが第１の光色および第２の光色を発するステップを含み、
ここで、２つの前記カラーエミッタが発する光強度は、前記第１の光色と前記第２の光色とで異なるものである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発するステップは、少なくとも１つの色温度を達成するように光を発するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記発するステップは、前記カラーエミッタのうちの２つが複数の色を発するステップを含むものであり、
２つの前記カラーエミッタが発する色の比率と、２つの前記カラーエミッタが発する色温度とは変化するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のカラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するサブステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するサブステップと、
【数１】
を最小化するサブステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列中で最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、サブステップと
を含む、照明および色管理システムを較正するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記パラメータが演色評価数である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記選ぶステップは、最大演色評価数を提供する前記発色源が発する光強度を選ぶステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
複数の発色源および複数のカラーセンサを有するシステムにおいて照明および色を管理する方法であって、ここで、前記発色源の数は前記カラーセンサの数よりも１つ多く、
前記発色源のうちの２つを組み合わせて用いて複数の色を発するステップであって、ここで、前記複数の色は２つの前記発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、ステップと、
前記カラーセンサのうちの少なくとも１つを用いて、前記発色源が発する複数の色を検出するステップと、
発された前記複数の色のそれぞれのパラメータを決定するステップと、
前記発色源が発する光色を選択するステップと、
前記選択および前記決定に基づいて、前記発色源が発する光強度を選ぶステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記発するステップは、強度を変化させて光を発するステップを含むものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記発するステップは、異なる強度を有する光を発するステップを含むものであり、
前記異なる強度は１０％刻みで異なるものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記発するステップは、少なくとも１つの色温度を達成するために光を発するステップを含むものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記発するステップは、複数のカラーエミッタのうちの２つが光を発するステップを含むものであり、ここで、２つのカラーエミッタが発する光強度および色温度は変化するものである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記カラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するサブステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するサブステップと、
【数２】
を最小化するサブステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、サブステップと
を含む、照明および色管理システムを較正するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記パラメータが演色評価数である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記選ぶステップは、最大演色評価数を提供する発色源が発する光強度を選ぶステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
複数のカラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するステップと、
【数３】
を最小化するステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、ステップと
を含む、複数のカラーエミッタおよびカラーセンサを有する照明システムを較正する方法。
【請求項１９】
複数の発色源と、
前記発色源の数より少なくとも１つ少ない数のカラーセンサと、
あるコードが記憶されたコンピュータ可読媒体であって、前記コードは、
複数の前記発色源のうちの少なくとも２つの発色源に異なる光色を発させるステップであって、前記複数の色は前記複数の発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、ステップと、
少なくとも２つの前記発色源が発する色を少なくとも１つのカラーセンサに検出させるステップと、
発される複数の色のそれぞれのパラメータを決定するステップと、
ユーザの入力に基づいて前記発色源が発する光色を選択するステップと、
選択された光色を達成するために、少なくとも部分的に前記決定に基づいて、前記発色源が発する光強度を選ぶステップと
をコンピュータに実行させるものである、コンピュータ可読媒体と
を備える照明および色管理システム。
【請求項２０】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、２つの前記発色源に異なる光色を発させるステップを含むものであり、ここで、前記異なる光色は、前記２つの発色源が発する異なる光強度により構成されるものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、複数のカラーエミッタのうちの２つに第１の光色および第２の光色を発させるステップを含むものであり、ここで、２つのカラーエミッタが発する光強度は、前記第１の光色と前記第２の光色とで異なるものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、少なくとも１つの色温度を達成するように光を発させるステップを含むものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
複数の前記発色源に異なる光色を発させるステップは、複数のカラーエミッタのうちの２つに複数の色を発させるステップを含むものであり、ここで、２つのカラーエミッタが発する光の割合と、２つのカラーエミッタが発する色温度とは変化するものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コードは前記システムを較正させるものであり、前記較正は、
前記カラーエミッタのそれぞれのスペクトル情報と、対応するＸＹＺ三刺激値とを測定するステップと、
前記測定に基づいてマトリックスを生成するステップと、
【数４】
を最小化するステップであって、ここで、Ａはマトリックスの列における最大駆動のＬＥＤスペクトルであり、Ｃはマトリックスの列における対応するＸＹＺ三刺激値であり、ｄは列ベクトルとしての所望のカラーポイントのＸＹＺ三刺激値であり、ｘは列ベクトルとしての０〜１のＬＥＤ駆動レベルであり、Ｃｘ−ｄ＝０を満たすことを前提とする、ステップと
を含むものである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
前記選ぶステップは、最大演色評価数を提供する発色源が発する光強度を選ぶステップを含むものである、請求項１９に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２３８６２１（Ｐ２０１１−２３８６２１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１５０２７５（Ｐ２０１１−１５０２７５）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【分割の表示】特願２００８−２６１７１６（Ｐ２００８−２６１７１６）の分割
【原出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（５０６２００１８６）アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (154)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０２７５（Ｐ２０１１−１５０２７５）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【分割の表示】特願２００８−２６１７１６（Ｐ２００８−２６１７１６）の分割
【原出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（５０６２００１８６）アバゴ・テクノロジーズ・イーシービーユー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (154)
【Ｆターム（参考）】
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