專利名稱：提供關于光顏色的光學反饋的制作方法
技術領域：
本發明提供用于控制來自一光源的光的顏色的光學反饋。以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能。針對波長的每一離散階躍，產生一X、Y和Z三色刺激次值。將所有離散階躍的所有X、Y和Z三色刺激次值相加，產生所述光的一X、Y和Z三色刺激值。使用所述X、Y和Z三色刺激值作為反饋來控制所述光源所產生的光的顏色。
背景技術：
為了探測來自一光源的光的顏色，使用濾色鏡分離出光的分量。探測每一分量的合成強度，以確定光顏色。
舉例而言，在嘗試使用國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數(CMF)匹配顏色時，使用一配有一紅色濾光鏡的光傳感器、一配有一綠色濾光鏡的光傳感器和一配有一藍色濾光鏡的光傳感器來探測光的紅、綠和藍分量。使用一傳遞函數將所測得的紅、綠、藍分量轉換為國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數(CMF)使用的X、Y和Z三色刺激值。該系統的一缺點是濾光鏡價格昂貴且隨時間而劣化。此外，因濾光鏡與國際照明協會1931(CIE1931)顏色匹配函數(CMF)使用的X、Y和Z三色刺激值不完全對等，所以必須使用一中間色空間和傳遞函數將所探測的顏色分量轉換為X、Y和Z值。
發明內容
根據本發明的一實施例，本發明提供光學反饋來控制來自一光源的光的顏色。以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能。針對波長的每一離散階躍，皆產生一X、Y和Z三色刺激次值。將所有離散階躍的X、Y、的Z三色刺激次值相加，產生所探測光的一X、Y和Z三色刺激值。使用所述X、Y和Z三色刺激值作為反饋來控制所述光源所產生的光的顏色。
圖1為根據本發明一實施例圖解說明提供關于光顏色的光學反饋的簡化方框圖。
圖2為根據本發明一實施例圖解說明顏色匹配的簡化流程圖。
圖3為根據本發明一實施例的一實施顏色匹配系統的簡化方框圖。
圖4為根據本發明另一實施例的一實施顏色匹配系統的簡化方框圖。
具體實施例方式
圖1為根據本發明一實施例圖解說明提供關于光顏色的光學反饋的簡化方框圖。實質上，一光學反饋系統是與一種可產生反饋光譜含量信號的裝置一起使用。知道了光譜含量，反饋系統便可使用國際照明協會(CIE)顏色匹配函數(CMF)計算標準的國際照明協會(CIE)X、Y和Z三色刺激值。這樣就可通過一反饋過程消除對濾色鏡特性的依賴，并免除濾光鏡所需的校準步驟。
一紅色發光二極管(LED)驅動器41為一紅色LED51、一紅色LED52和一紅色LED53提供驅動電流。一綠色LED驅動器42為一綠色LED54、一綠色LED55和一綠色LED56提供驅動電流。一藍色LED驅動器43為一藍色LED57、一藍色LED58和一藍色LED59提供驅動電流。LED51至59僅是說明性的。舉例而言，可使用不同數量的LED。同樣，可使用除LEDs外的其他發光裝置提供光。此外，可使用不同顏色的LEDs代替或補充紅、綠和藍色。
一LED反饋控制器44控制紅色LED驅動器41、綠色LED驅動器42和藍色LED驅動器43。LED反饋控制器44控制位于紅色LED驅動器控制信號61、綠色LED驅動控制信號62和藍色驅動控制信號63上的值，以使LEDs51至59所產生的顏色與用戶輸入45所選擇的顏色相匹配。舉例而言，反饋控制器44根據離散階躍光傳感器21測量的X、Y和Z三色刺激值與LED反饋控制器44從用戶輸入45接收到的X、Y和Z三色刺激值之間的誤差計算紅色LED驅動控制信號61。反饋控制器44根據離散階躍光傳感器21測量的X、Y和Z三色刺激值與LED反饋控制器44從用戶輸入45接收到的X、Y和Z三色刺激值之間的誤差計算綠色LED驅動控制信號62。反饋控制器44根據離散階躍光傳感器21測量的X、Y和Z三色刺激值與LED反饋控制器44從用戶輸入45接收到的X、Y和Z三色刺激值之間的誤差計算藍色LED驅動控制信號63。離散階躍光傳感器21以離散階躍產生一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離。離散階躍光傳感器21探測每一離散階躍的光強度。舉例而言，離散階躍光傳感器21可由一衍射光柵構建而成，該衍射光柵將光衍射至一設置用于接收光的不同離散階躍的光敏元件線性陣列。或者，離散階躍光傳感器21可由一棱鏡構建而成，該棱鏡將光播散到設置用于接收光的不同離散階躍的光敏元件線性陣列上。或者，離散階躍光傳感器21可由其他裝置構建而成，該些裝置能夠以波長的離散階躍的一函數形式探測入射光能。
圖2為根據本發明一實施例圖解說明顏色匹配的簡化流程圖。在方框11中，從一光源接收光。舉例而言。光源為LED51至59。在方框12中，以離散階躍產生一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離。如上所述，此工作可由(例如)使用一棱鏡或一衍射光柵構建的離散階躍光傳感器21來完成。
在方框13中，探測每一離散階躍的光強度。舉例而言，此工作可由離散階躍光傳感器21內的一光電二極管或其他光敏元件線性陣列來完成。所述光電二極管或其他光敏元件線性陣列設置用以接收光的不同離散階躍。
在方框14中，對于每一離散階躍，獲得其相應波長的X、Y和Z三色刺激函數值。此工作由LED反饋控制器44(例如)通過使用一列表來完成。舉例而言，在1997年9月由出版商約翰.威利出版的國際標準圖書號碼為0-471-14857-1的P.A.凱勒所著論文《電子顯示測量-概念、技術和儀器》的第294-301頁中即列舉了一列有各種光波長的X、Y和Z三色刺激函數值的列表實例。對于每一離散階躍，所得X、Y和Z三色刺激函數值均乘以所探測的光強度，以產生所述離散階躍的一X、Y和Z三色刺激次值。
在方框15中，將所有離散階躍的X、Y和Z三色刺激函數次值相加，為從所述光源接收到的光產生一X、Y和Z三色刺激值。
與使用一傳遞函數將所探測到的紅、綠和藍分量轉換成國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數(CMF)使用的X、Y和Z三色刺激值的傳統方法相比，所述為從一光源接收到的光確定一X、Y和Z三色刺激值是一重大改進。改進包括能夠獲得國際照明協會(CIE)1931標準的X、Y和Z三色刺激值的準確匹配、消除了對濾光鏡的需求及不需要使用中間色空間和傳遞函數即可直接轉換成X、Y和Z三色刺激值。
圖3為LED反饋控制器44內一顏色匹配系統20的簡化方框圖。使用一顏色匹配函數(CMF)表23來存儲X、Y和Z三色刺激函數值。舉例而言，所述顏色匹配函數(CMF)表23是一存儲有一國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數表(例如1997年9月由出版商約翰.威利出版的國際標準圖書號碼為0-471-14857-1的P.A.凱勒所著《電子顯示測量-概念、技術和儀器》中第294-301頁所示的顏色匹配函數表)的只讀存儲器。
離散階躍光傳感器21接收來自一光源的光(由箭頭29表示)。舉例而言，所述光源為LED51至59。離散階躍光傳感器21以離散階躍產生一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離。離散階躍光傳感器21探測每一離散階躍的光強度。
后處理方框22以波長的離散階躍的一函數形式從離散階躍光傳感器21接收探測到的入射光能。隨后，后處理方框22執行一特定應用所需的后處理。根據應用，所述后處理可包括例如，規范化、內插、外插、截斷、平均和/或任何其他必要或期望類型的光探測后處理。
所述后處理結果被轉送到計算方框24。對于每一離散階躍，計算方框24均從顏色匹配函數表(CMF)23中獲得相應波長的X、Y和Z三色刺激函數值。對于每一離散階躍，通過將所得X、Y和Z三色刺激函數值乘以來自后處理方框22的代表所探測光強度的值，計算方框24產生每一離散階躍的一X、Y和Z三色刺激次值。計算方框24將所有離散階躍的X、Y和Z三色刺激次值相加，為離散階躍光傳感器21從所述光源接收到的光產生一X、Y和Z三色刺激值。
當顏色匹配系統20構建為單獨芯片時，顏色匹配系統20內包括了附加功能。如果顏色匹配系統20與LED反饋控制器44被包含在同一芯片上時，沒必要特意在顏色匹配系統20中包含此附加功能，因為此附加功能已存在于LED反饋控制系統44的其他部分中。此附加功能顯示在圖4中。
在圖4中，計算方框24將計算出的X、Y和Z三色刺激值轉送至數據存儲方框25。舉例而言，可使用一組寄存器或一隨機存取存儲器(RAM)塊構建數據存儲方框25。
數據處理方框26執行任何期望的額外處理。舉例而言，額外處理可包括轉換成不同的顏色坐標，例如轉換成x、y或u’、v’顏色坐標。
外部接口方框27提供顏色匹配系統27與其他外部實體(例如一單獨構建的LED反饋控制器)之間的通信和數據傳輸。舉例而言，外部接口方框27使用串行I2C協議、μ-wire協議、無線通信協議或某些其他通信協議來提供通信。
上述論述僅揭示并闡釋本發明的實例性方法和實現例。熟悉此項技術者應了解，可在不背離本發明精神或實質特征的前提下以其他具體方式實施本發明。因此，本發明的揭示內容僅欲闡釋而非限定本發明的范圍，本發明的范圍由隨附權利要求來規定。
權利要求
1.一種提供控制來自一光源的光顏色用光學反饋的方法，所述方法包括以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能；針對波長的每一離散階躍，產生一X、Y和Z三色刺激次值；將所有離散階躍的所述X、Y和Z三色刺激次值相加，產生所述光的X、Y和Z三色刺激值；及所述X、Y和Z三色刺激值用作反饋來控制所述光源產生的所述光的顏色。
2.如權利要求1所述的方法，其中以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能包括以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離。
3.如權利要求1所述的方法，其中以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能包括使用一衍射光柵以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離；及，設置一光敏元件陣列來接收光的不同的離散階躍。
4.如權利要求1所述的方法，其中以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能包括使用一棱鏡以離散階躍產生所述光的一光譜，以波長的離散階躍的一函數形式對入射光能進行空間分離；及，設置一光敏元件陣列來接收光的不同離散階躍。
5.如權利要求1所述的方法，其中產生波長的每一離散階躍的一X、Y和Z三色刺激次值包括獲得波長的每一離散階躍的X、Y和Z三色刺激函數值；及將所獲得波長的每一離散階躍的X、Y和Z三色刺激函數值乘以一代表所探測光強度的波長的所述離散階躍的值。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述X、Y和Z三色刺激函數值為國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數值。
7.一種提供關于光顏色的光學反饋的系統，所述系統包括一探測器，其以波長的離散階躍的一函數形式探測光的入射光能；及一計算器，其將所有離散階躍的X、Y和Z三色刺激次值相加，以產生所探測光的一X、Y和Z三色刺激值；其中所述X、Y和Z三色刺激值用作反饋來控制一光源所產生光的顏色。
8.如權利要求7所述的系統，其中所述探測器以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離。
9.如權利要求7所述的系統，其中所述探測器包括一衍射光柵，其用于以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離；及一設置用于接收光的不同離散階躍的光敏元件陣列。
10.如權利要求7所述的系統，其中所述探測器包括一棱鏡，其用于以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離；及一設置用以接收光的不同離散階躍的光敏元件陣列。
11.如權利要求7所述的系統，其中所述計算器通過將所獲得波長的每一離散階躍的X、Y和Z三色刺激函數值乘以一代表所探測光強度的波長的所述離散階躍的值來產生波長的每一離散階躍的X、Y和Z三色刺激次值。
12.如權利要求11所述的系統，其另外包括一存儲有所述計算器獲得的X、Y和Z三色刺激函數值的列表。
13.如權利要求12所述的系統，其中所述X、Y和Z三色刺激函數值為國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數值。
14.一種提供關于光顏色的光學反饋的系統，所述系統包括探測構件，其用于以波長的離散階躍的一函數形式探測光的入射光能；及計算構件，其用于將所有離散階躍的X、Y和Z三色刺激次值相加，以產生所探測光的一X、Y和Z三色刺激值；其中所述X、Y和Z三色刺激值用作反饋來控制一光源所產生光的顏色。
15.如權利要求14所述的系統，其中所述探測構件以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離。
16.如權利要求14所述的系統，其中所述探測構件包括一衍射光柵，其用于以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離；及一設置用以接收光的不同離散階躍的光敏元件陣列。
17.如權利要求14所述的系統，其中所述探測構件包括一棱鏡，其用于以離散階躍產生所述光的一光譜，以便以波長的一函數形式對入射光能進行空間分離；及一設置用于接收光的不同離散階躍的光敏元件陣列。
18.如權利要求14所述的系統，其中所述計算構件通過將所獲得的波長的每一離散階躍的X、Y和Z三色刺激函數值乘以一代表所探測光強度的所述波長的離散階躍的值來產生波長的每一離散階躍的X、Y和Z三色刺激次值。
19.如權利要求18所述的系統，其另外包括一列表構件，其用于存儲所述計算構件所獲得的X、Y和Z三色刺激函數值。
20.如權利要求19所述的系統，其中所述X、Y和Z三色刺激函數值為國際照明協會(CIE)1931顏色匹配函數值。
全文摘要
本發明提供用于控制來自一光源的光的顏色的光學反饋。以波長的離散階躍的一函數形式探測所述光的入射光能。針對波長的每一離散階躍，均產生一X、Y和Z三色刺激次值。將所有離散階躍的所有X、Y和Z三色刺激次值相加，產生所述光的一X、Y和Z三色刺激值。使用所述X、Y和Z三色刺激值作為反饋來控制所述光源所產生的光的顏色。
文檔編號G01J1/32GK1731307SQ200510058859
公開日2006年2月8日 申請日期2005年3月30日 優先權日2004年8月5日
發明者里薩爾·加法爾, 萊恩·李·凱文·廉, 李俊作 申請人:安捷倫科技公司
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20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
