特許 7555904 光学ディスプレイのためのＬＥＤ熱特性評価および較正

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-13

(45)【発行日】2024-09-25

(54)【発明の名称】光学ディスプレイのためのＬＥＤ熱特性評価および較正

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/34 20060101AFI20240917BHJP

   G09F 9/33 20060101ALI20240917BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240917BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20240917BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20240917BHJP

   H04N 9/64 20230101ALI20240917BHJP

【ＦＩ】

G09G3/34 J

G09F9/33

G09F9/00 338

G09G3/20 670L

G09G3/20 631V

G09G3/20 680A

G09G3/36

H04N9/64 Z

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021505680

(86)(22)【出願日】2019-08-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-02

(86)【国際出願番号】 US2019044918

(87)【国際公開番号】W WO2020028811

(87)【国際公開日】2020-02-06

【審査請求日】2022-07-25

(31)【優先権主張番号】62/714,503

(32)【優先日】2018-08-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514108838

【氏名又は名称】マジック リープ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】７５００ Ｗ ＳＵＮＲＩＳＥ ＢＬＶＤ，ＰＬＡＮＴＡＴＩＯＮ，ＦＬ ３３３２２ ＵＳＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100104824

【弁理士】

【氏名又は名称】穐場 仁

(74)【代理人】

【識別番号】100121463

【弁理士】

【氏名又は名称】矢口 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100137969

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 憲昭

(72)【発明者】

【氏名】キャップス， マーシャル チャールズ

【審査官】橋本 直明

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５２６１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１４４４６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１０１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３２９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０４２１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３８２４２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１１１５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１０／０６４４７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２５８７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５５１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１９１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３８８３８８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｇ ３／３４

Ｇ０９Ｆ ９／３３

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０９Ｇ ３／２０

Ｇ０９Ｇ ３／３６

Ｈ０４Ｎ ９／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユニット内に配置されている原色光源のセットを含むディスプレイデバイスを較正する方法であって、前記方法は、
前記原色光源のセットの各原色光源に対して、および、標的温度のセットの各標的温度に対して、
前記原色光源のための駆動電流を標的駆動電流に設定することと、
前記原色光源のセットの非特性評価原色光源のための駆動電流を設定することであって、前記原色光源は、特性評価光源である、ことと、
前記ユニットの温度を繰り返し測定する間、前記非特性評価原色光源のための前記駆動電流を修正することによって前記標的温度が達成されるように、前記非特性評価原色光源のための前記駆動電流を増大または減少させることにより、前記ユニットの温度を前記標的温度に駆動することと、
前記標的温度および前記標的駆動電流において輝度値を含む測定点を取得することと、
前記測定点を使用して、前記原色光源のセットのための駆動電流の値を提供するデータベースを生成することであって、前記データベースは、前記ユニットの温度および輝度に基づいてインデックス化されており、前記ディスプレイデバイスは、前記ユニットの温度および標的輝度値を使用して、前記データベースにアクセスすることにより、前記ディスプレイデバイスの前記原色光源のセットを駆動電流値に駆動するように前記駆動電流値を決定するように構成されている、ことと
を含む、方法。

【請求項2】

前記方法は、前記データベースを前記ディスプレイデバイスのメモリに記憶することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記データベースは、ルックアップテーブルである、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記原色光源のセットは、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記ユニットは、複合放物線集光器（ＣＰＣ）を備える、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記測定点は、色度値をさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記測定点を取得することは、前記ディスプレイデバイスの接眼レンズを通して透過される光を受け取ることによって前記色度値および前記輝度値を測定することを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

ユニット内に配置されている原色光源のセットを含む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、
１つ以上のプロセッサと、
コンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、命令を備え、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
前記原色光源のセットの各原色光源に対して、および、標的温度のセットの各標的温度に対して、
前記原色光源のための駆動電流を標的駆動電流に設定することと、
前記原色光源のセットの非特性評価原色光源のための駆動電流を設定することであって、前記原色光源は、特性評価光源である、ことと、
前記ユニットの温度を繰り返し測定する間、前記非特性評価原色光源のための前記駆動電流を修正することによって前記標的温度が達成されるように、前記非特性評価原色光源のための前記駆動電流を増大または減少させることにより、前記ユニットの温度を前記標的温度に駆動することと、
前記標的温度および前記標的駆動電流において輝度値を含む測定点を取得することと、
前記測定点を使用して、前記原色光源のセットのための駆動電流の値を提供するデータベースを生成することであって、前記データベースは、前記ユニットの温度および輝度に基づいてインデックス化されており、前記ディスプレイデバイスは、前記ユニットの温度および標的輝度値を使用して、前記データベースにアクセスすることにより、前記ディスプレイデバイスの前記原色光源のセットを駆動電流値に駆動するように前記駆動電流値を決定するように構成されている、ことと
を含む動作を実行することを前記１つ以上のプロセッサに行わせる、コンピュータ読み取り可能な媒体と
を備える、システム。

【請求項9】

前記動作は、前記データベースを前記ディスプレイデバイスのメモリに記憶することをさらに含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記データベースは、ルックアップテーブルである、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記原色光源のセットは、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

前記ユニットは、複合放物線集光器（ＣＰＣ）を備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項13】

前記測定点は、色度値をさらに含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項14】

前記測定点を取得することは、前記ディスプレイデバイスの接眼レンズを通して透過される光を受け取ることによって前記色度値および前記輝度値を測定することを含む、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体は、命令を備え、前記命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、ユニット内に配置されている原色光源のセットを含むディスプレイデバイスを較正するための動作を実行することを前記１つ以上のプロセッサに行わせ、
前記動作は、
前記原色光源のセットの各原色光源に対して、および、標的温度のセットの各標的温度に対して、
前記原色光源のための駆動電流を標的駆動電流に設定することと、
前記原色光源のセットの非特性評価原色光源のための駆動電流を設定することであっ
て、前記原色光源は、特性評価光源である、ことと、
前記ユニットの温度を繰り返し測定する間、前記非特性評価原色光源のための前記駆動電流を修正することによって前記標的温度が達成されるように、前記非特性評価原色光源のための前記駆動電流を増大または減少させることにより、前記ユニットの温度を前記標的温度に駆動することと、
前記標的温度および前記標的駆動電流において輝度値を含む測定点を取得することと、
前記測定点を使用して、前記原色光源のセットのための駆動電流の値を提供するデータベースを生成することであって、前記データベースは、前記ユニットの温度および輝度に基づいてインデックス化されており、前記ディスプレイデバイスは、前記ユニットの温度および標的輝度値を使用して、前記データベースにアクセスすることにより、前記ディスプレイデバイスの前記原色光源のセットを駆動電流値に駆動するように前記駆動電流値を決定するように構成されている、ことと
を含む、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。

【請求項16】

前記動作は、前記データベースを前記ディスプレイデバイスのメモリに記憶することをさらに含む、請求項１５に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。

【請求項17】

前記データベースは、ルックアップテーブルである、請求項１５に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。

【請求項18】

前記原色光源のセットは、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１５に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。

【請求項19】

前記ユニットは、放物線集光器（ＣＰＣ）を備える、請求項１５に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。

【請求項20】

前記測定点は、色度値をさらに含む、請求項１５に記載の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、その内容が、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、「ＬＥＤ ＴＨＥＲＭＡＬ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＡＮ ＯＰＴＩＣＡＬ ＤＩＳＰＬＡＹ」と題された、米国仮特許出願第６２／７１４，５０３号の優先権の利益を主張する。

【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、ユーザに提示される。仮想現実、すなわち、「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、すなわち、「ＡＲ」シナリオは、典型的には、ユーザ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】

本開示は、概して、ディスプレイデバイスを較正するための技法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、拡張現実（ＡＲ）デバイス内の１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）の熱特性評価および較正を実施するためのシステムおよび方法を提供する。本開示の一部は、ＡＲデバイスを参照して説明されるが、本開示は、画像ディスプレイシステムにおける種々の用途に適用可能である。

【0005】

本発明の第１の側面によると、ユニット内に配置される原色光源のセットを含む、ディスプレイデバイスを較正する方法が、提供される。本方法は、原色光源毎に、ユニットの温度および原色光源の駆動電流の関数として、色度および輝度値を含む、測定点を取得するステップを含んでもよい。本方法はまた、測定点をＸＹＺ色空間に変換し、ＸＹＺ値を生じさせるステップを含んでもよい。本方法はさらに、標的輝度のセットおよび離散温度のセット毎に、原色光源毎に、原色輝度を計算するステップと、原色輝度毎に、駆動電流およびＸＹＺ値を補間または外挿し、計算された電流を取得するステップとを含んでもよい。本方法はさらに、標的輝度および離散温度によってインデックス化された計算された電流を記憶するステップを含んでもよい。

【0006】

いくつかの実施形態では、本方法はさらに、測定点を補間または外挿し、離散温度および駆動電流の関数として、修正された測定点を提供するステップを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、離散温度毎に、修正された測定点を輝度値によってソートするステップを含む。いくつかの実施形態では、原色光源は、ＬＥＤである。いくつかの実施形態では、ユニットは、複合放物線集光器（ＣＰＣ）を備える。いくつかの実施形態では、色度および輝度値を測定するステップは、ディスプレイデバイスの接眼レンズを通して透過される光を受け取るステップを含む。いくつかの実施形態では、原色輝度を計算するステップおよび駆動電流およびＸＹＺ値を補間または外挿するステップは、複数回の反復にわたって実施される。いくつかの実施形態では、計算された電流は、ルックアップテーブル内に記憶される。

【0007】

本発明の第２の側面によると、ユニット内に配置される原色光源のセットを含む、ディスプレイデバイスを較正するためのシステムが、提供される。本システムは、１つ以上のプロセッサを含んでもよい。本システムはまた、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、動作を実施させる、命令を備える、コンピュータ可読媒体を含んでもよい。動作は、原色光源毎に、ユニットの温度および原色光源の駆動電流の関数として、色度および輝度値を含む、測定点を取得するステップを含んでもよい。動作はまた、測定点をＸＹＺ色空間に変換し、ＸＹＺ値を生じさせるステップを含んでもよい。動作はさらに、標的輝度のセットおよび離散温度のセット毎に、原色光源毎に、原色輝度を計算するステップと、原色輝度毎に、駆動電流およびＸＹＺ値を補間または外挿し、計算された電流を取得するステップとを含んでもよい。動作はさらに、標的輝度および離散温度によってインデックス化された計算された電流を記憶するステップを含んでもよい。

【0008】

いくつかの実施形態では、動作はさらに、測定点を補間または外挿し、離散温度および駆動電流の関数として、修正された測定点を提供するステップを含む。いくつかの実施形態では、動作はさらに、離散温度毎に、修正された測定点を輝度値によってソートするステップを含む。いくつかの実施形態では、原色光源は、ＬＥＤである。いくつかの実施形態では、ユニットは、ＣＰＣを備える。いくつかの実施形態では、色度および輝度値を測定するステップは、ディスプレイデバイスの接眼レンズを通して透過される光を受け取るステップを含む。いくつかの実施形態では、原色輝度を計算するステップおよび駆動電流およびＸＹＺ値を補間または外挿するステップは、複数回の反復にわたって実施される。いくつかの実施形態では、計算された電流は、ルックアップテーブル内に記憶される。

【0009】

本発明の第３の側面によると、非一過性コンピュータ可読媒体が、提供される。非一過性コンピュータ可読媒体は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、１つ以上のプロセッサに、ディスプレイデバイスのユニット内に配置される原色光源のセット毎に、ユニットの温度および原色光源の駆動電流の関数として、色度および輝度値を含む、測定点を取得するステップを含む、動作を実施させる、命令を含んでもよい。動作はまた、測定点をＸＹＺ色空間に変換し、ＸＹＺ値を生じさせるステップを含んでもよい。動作はさらに、標的輝度のセットおよび離散温度のセット毎に、原色光源毎に、原色輝度を計算するステップと、原色輝度毎に、駆動電流およびＸＹＺ値を補間または外挿し、計算された電流を取得するステップとを含んでもよい。動作はさらに、標的輝度および離散温度によってインデックス化された計算された電流を記憶するステップを含んでもよい。

【0010】

いくつかの実施形態では、動作はさらに、測定点を補間または外挿し、離散温度および駆動電流の関数として、修正された測定点を提供するステップを含む。いくつかの実施形態では、動作はさらに、離散温度毎に、修正された測定点を輝度値によってソートするステップを含む。いくつかの実施形態では、原色光源は、ＬＥＤである。

【0011】

従来の技法に優る多数の利点が、本開示の方法によって達成される。例えば、本明細書に説明される実施形態は、深度平面間、眼間、およびユニット間の表示の明度および色合致を有効にする。本明細書に説明される実施形態は、色源の実際のスペクトル特性を特性評価し、特性評価に基づいて、各色の組み合わせ量を調節する代わりに、色源自体の正確度を改良する必要性を排除しながら、色較正を可能にする。本開示の他の利点も、当業者に容易に明白となるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
ユニット内に配置される原色光源のセットを含むディスプレイデバイスを較正する方法であって、前記方法は、
前記原色光源毎に、前記ユニットの温度および前記原色光源の駆動電流の関数として色度および輝度値を含む測定点を取得することと、
前記測定点をＸＹＺ色空間に変換し、ＸＹＺ値を生じさせることと、
標的輝度のセットおよび離散温度のセット毎に、
前記原色光源毎に、原色輝度を計算することと、
前記原色輝度毎に、前記駆動電流および前記ＸＹＺ値を補間または外挿し、計算された電流を取得することと、
前記標的輝度および前記離散温度によってインデックス化された前記計算された電流を記憶することと
を含む、方法。
（項目２）
前記測定点を補間または外挿し、前記離散温度および前記駆動電流の関数として、修正された測定点を提供することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記離散温度毎に、前記修正された測定点を前記輝度値によってソートすることをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記原色光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記ユニットは、複合放物線集光器（ＣＰＣ）を備える、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記色度および輝度値を測定することは、前記ディスプレイデバイスの接眼レンズを通して透過される光を受け取ることを含む、項目１に記載の方法。
（項目７）
前記原色輝度を計算することおよび前記駆動電流および前記ＸＹＺ値を補間または外挿することは、複数回の反復にわたって実施される、項目１に記載の方法。
（項目８）
前記計算された電流は、ルックアップテーブル内に記憶される、項目１に記載の方法。
（項目９）
ユニット内に配置される原色光源のセットを含む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、
１つ以上のプロセッサと、
コンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ可読媒体は、命令を備えており、前記命令は、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記１つ以上のプロセッサに、
前記原色光源毎に、前記ユニットの温度および前記原色光源の駆動電流の関数として色度および輝度値を含む測定点を取得することと、
前記測定点をＸＹＺ色空間に変換し、ＸＹＺ値を生じさせることと、
標的輝度のセットおよび離散温度のセット毎に、
前記原色光源毎に、原色輝度を計算することと、
前記原色輝度毎に、前記駆動電流および前記ＸＹＺ値を補間または外挿し、計算された電流を取得することと、
前記標的輝度および前記離散温度によってインデックス化された前記計算された電流を記憶することと
を含む動作を実施させる、コンピュータ可読媒体と
を備える、システム。
（項目１０）
前記動作はさらに、
前記測定点を補間または外挿し、前記離散温度および前記駆動電流の関数として、修正された測定点を提供すること
を含む、項目９に記載のシステム。
（項目１１）
前記動作はさらに、
前記離散温度毎に、前記修正された測定点を前記輝度値によってソートすること
を含む、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記原色光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、項目９に記載のシステム。
（項目１３）
前記ユニットは、複合放物線集光器（ＣＰＣ）を備える、項目９に記載のシステム。
（項目１４）
前記色度および輝度値を測定することは、前記ディスプレイデバイスの接眼レンズを通して透過される光を受け取ることを含む、項目９に記載のシステム。
（項目１５）
前記原色輝度を計算することおよび前記駆動電流および前記ＸＹＺ値を補間または外挿することは、複数回の反復にわたって実施される、項目９に記載のシステム。
（項目１６）
前記計算された電流は、ルックアップテーブル内に記憶される、項目９に記載のシステム。
（項目１７）
非一過性コンピュータ可読媒体であって、前記非一過性コンピュータ可読媒体は、命令を備えており、前記命令は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、前記１つ以上のプロセッサに、
ディスプレイデバイスのユニット内に配置される原色光源のセット毎に、前記ユニットの温度および前記原色光源の駆動電流の関数として色度および輝度値を含む測定点を取得することと、
前記測定点をＸＹＺ色空間に変換し、ＸＹＺ値を生じさせることと、
標的輝度のセットおよび離散温度のセット毎に、
前記原色光源毎に、原色輝度を計算することと、
前記原色輝度毎に、前記駆動電流および前記ＸＹＺ値を補間または外挿し、計算された電流を取得することと、
前記標的輝度および前記離散温度によってインデックス化された前記計算された電流を記憶することと
を含む動作を実施させる、非一過性コンピュータ可読媒体。
（項目１８）
前記動作はさらに、
前記測定点を補間または外挿し、前記離散温度および前記駆動電流の関数として、修正された測定点を提供すること
を含む、項目１７に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
（項目１９）
前記動作はさらに、
前記離散温度毎に、前記修正された測定点を前記輝度値によってソートすること
を含む、項目１８に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
（項目２０）
前記原色光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、項目１７に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施形態による、ディスプレイデバイスの概略図を図示する。

【0013】

【図2】図２は、本発明の実施形態による、ディスプレイデバイスのための分光計較正システムの概略図を図示する。

【0014】

【図3】図３は、赤色ＬＥＤの例示的特性評価を図示する。

【0015】

【図4】図４は、本発明の実施形態による、ＰＩＤコントローラを使用してＬＥＤ電流を設定する方法を図示する、簡略化されたフローチャートである。

【0016】

【図5】図５は、緑色ＬＥＤの例示的特性評価を図示する。

【0017】

【図6】図６は、青色ＬＥＤの例示的特性評価を図示する。

【0018】

【図7】図７は、本発明の実施形態による、ディスプレイデバイス等の光学システムの原色ＬＥＤを特性評価するための方法を図示する。

【0019】

【図8A】図８Ａ－８Ｃは、本発明の実施形態による、光学システムの原色ＬＥＤを特性評価する方法を図示する。

【図8B】図８Ａ－８Ｃは、本発明の実施形態による、光学システムの原色ＬＥＤを特性評価する方法を図示する。

【図8C】図８Ａ－８Ｃは、本発明の実施形態による、光学システムの原色ＬＥＤを特性評価する方法を図示する。

【0020】

【図9】図９は、２Ｄ ＬＵＴを生成するために以前に特性評価されている、ディスプレイデバイスの第１の原色ＬＥＤのセットの動作を図示する。

【0021】

【図10】図１０は、２Ｄ ＬＵＴを生成するために以前に特性評価されている、ディスプレイデバイスの第２の原色ＬＥＤのセットの動作を図示する。

【0022】

【図11】図１１は、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。

【0023】

【図12】図１２は、本発明の実施形態による、フィードフォワードコントローラのブロック図を図示する。

【0024】

【図13】図１３は、本明細書に説明される実施形態による、簡略化されたコンピュータシステムを図示する。

【発明を実施するための形態】

【0025】

発光ダイオード（ＬＥＤ）によって給電されている光学ディスプレイの明度および色は、ＬＥＤ自体のスペクトル特性に著しく敏感である。例えば、狭帯域ＬＥＤの加工変動性および固有の限界の両方に起因して、ＬＥＤのスペクトル特性は、理想的モノクロ光源から有意に逸脱し得る。問題は、それを通して光がユーザの眼に到着する前に送出される、種々の光学コンポーネントを含む、光学シースルー頭部搭載型ディスプレイ（ＯＳＴ－ＨＭＤ）等の光学システムに関して悪化される。各コンポーネントは、モデル化および／または考慮することが困難である、一意の歪曲を光に印加し得る。変動量の原色（例えば、赤色、緑色、および青色）を組み合わせることによって特定の色点を生成する、ディスプレイに関して、色点の正確度は、（１）原色自体の正確度を改良することによって、または（２）色源の実際のスペクトル特性を特性評価し、特性評価に基づいて、各色の組み合わせ量を調節することによって、改良されることができる。本発明の実施形態は、後者のアプローチを対象とする。

【0026】

本発明の実施形態は、最初に、各源ＬＥＤの温度および電流依存性を特性評価し、次に、特性評価に基づいて、ディスプレイが源ＬＥＤから放出される光を受け取り、取り扱う方法を調節することによって、光学ディスプレイの明度および色を改良する。これらの２つのステップは、集合的に、光学ディスプレイの「熱較正」または「色較正」と称され得る。特性評価ステップは、加工の間または後、例えば、デバイスが依然として工場内にある間、本デバイスが使用されているときにユーザの眼が光を受け取るであろう、接眼レンズからある距離に、光検出デバイス（例えば、分光計）を位置付けることによって、生じ得る。光検出デバイスは、順次、コントローラ（例えば、フィードフォワードコントローラ）が複数の温度および電流を通して反復するにつれて、光学デバイスを通した各源ＬＥＤの出力を検出する。出力は、分析され、色度および輝度データを抽出し、これは、各源ＬＥＤを特性評価するために使用される。本デバイスが、ユーザによって実際に使用されているとき、較正ステップは、温度を測定し、測定された温度によって知らされるような特性評価データに基づいて、ＬＥＤ電流および色算出アルゴリズムを調節することによって実施される。

【0027】

図１は、本発明の実施形態による、ディスプレイデバイス１００の概略図を図示する。ディスプレイデバイス１００は、拡張現実（ＡＲ）デバイス、仮想現実（ＶＲ）デバイス、および同等物を含む、頭部搭載型ディスプレイ等の任意の数の光学システムまたはディスプレイデバイスであってもよい。ディスプレイデバイス１００は、左接眼レンズ１０２Ａと、右接眼レンズ１０２Ｂとを含んでもよく、それぞれ、並列構成に配列され、光学スタックを形成する、複数の導波管１０３を含有する。導波管１０３はそれぞれ、シリコン上液晶（ＬＣｏＳ）プロジェクタ１０４によって空間的に変調される、特定の源ＬＥＤからの光を受け取る。例えば、右接眼レンズ１０２Ｂを参照すると、赤色および深度平面１に対応する導波管（すなわち、導波管Ｒ１）は、光がＬＣｏＳプロジェクタ１０４Ｂによって空間的に変調された後、赤色および深度平面１に対応するＬＥＤユニット１０６Ｂ内のＬＥＤ（すなわち、ＬＥＤ－Ｒ１）からの光を受け取り得る。同様に、別の実施例として、青色および深度平面２に対応する導波管（すなわち、導波管Ｂ２）は、光がＬＣｏＳプロジェクタ１０４Ｂによって空間的に変調された後、青色および深度平面２に対応するＬＥＤユニット１０６Ｂ内のＬＥＤ（すなわち、ＬＥＤ－Ｂ２）からの光を受け取り得る。本開示は、任意の数の光学システムまたはディスプレイに適用可能である。故に、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４は、光信号を組み合わせる、または混合することなく、接眼レンズ１０２の別個の導波管に入力される別個の光を送出するように構成されてもよい。図１は、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４を参照して説明されるが、他のタイプの空間光変調器も、使用されてもよい。

【0028】

いくつかの実施形態では、ディスプレイデバイス１００は、ディスプレイ命令をＬＣｏＳプロジェクタ１０４に送信し、駆動電流１１０を源ＬＥＤに供給するためのコントローラ１０８を含む。ディスプレイ命令は、変調されるべき源ＬＥＤおよび変調設定を示してもよい。いくつかの実施形態では、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４は、順次、異なる源ＬＥＤからの光を変調させてもよい（すなわち、フィールドシーケンシャルディスプレイと一致する様式において、一度に１つ）、またはいくつかの実施形態では、複数の源ＬＥＤからの光は、同時に変調されてもよい。コントローラ１０８はまた、ディスプレイ命令と協調して、駆動電流１１０を源ＬＥＤのうちの１つ以上のものに供給してもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ命令および駆動電流１１０は、ＬＥＤユニット１０６に結合されるサーミスタを使用して測定される、温度１１２によって影響され得る。温度１１２は、ＬＥＤユニット１０６の温度に対応し得、これは、源ＬＥＤの温度の近似として使用され得る。温度１１２Ｂは、所定のインターバルで、または１つ以上の基準の充足に応答して、測定されてもよい。例えば、コントローラ１０８は、新しいディスプレイ命令がＬＣｏＳプロジェクタ１０４に送信される度に、および／またはユーザがディスプレイデバイス１００の再較正を要求する度に、温度１１２を読み出してもよい。図１Ａは、サーミスタを参照して説明されるが、他のタイプの温度センサも、使用されてもよい。

【0029】

いくつかの実施形態では、ＬＥＤユニット１０６はそれぞれ、１つのＬＥＤにおいて生じている加熱が、同一ＬＥＤユニットの一部である、他のＬＥＤの温度に影響を及ぼし得るように、特定のユニット内に含有されるＬＥＤのそれぞれに結合される、熱導体を備えてもよい。ＬＥＤユニット１０６はそれぞれ、６つのＬＥＤ（図１Ａに図示されるように）を含んでもよい、またはいくつかの実施形態では、ＬＥＤユニット１０６はそれぞれ、特定の深度平面の原色に対応する、３つのＬＥＤを含んでもよい。いくつかの実施形態では、複数の温度センサが、特定のＬＥＤの実際の温度により良好に近似するように、ＬＥＤユニット１０６に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ＬＥＤユニット１０６はそれぞれ、１つ以上の光学集光器、例えば、複合放物線集光器（ＣＰＣ）を備え、ＬＥＤによって放出される光をコリメートおよび／または修正してもよい。

【0030】

図２は、本発明の実施形態による、ディスプレイデバイス１００のための分光計較正システム２００の概略図を図示する。図２を参照すると、ディスプレイデバイス１００は、接眼レンズ１０２の導波管１０３から放出される光が、コリメートレンズ２１６または他の好適な光学結合デバイスによって捕捉されるように位置付けられる。図２に図示されるように、各導波管からの光の少なくとも一部は、捕捉され、特性評価ファイバ２１８への送達のためにコリメートされることができる。特性評価ファイバ２１８は、本明細書でより完全に説明されるように、導波管から放出される光のスペクトル性質を特性評価するために利用される、分光計２１４に光学的に結合される。較正コンピュータ２０２が、分光計較正システム２００を制御するために利用されてもよい。

【0031】

較正の間、較正コンピュータ２０２は、ディスプレイデバイス１００に、ディスプレイデバイス１００によって表示される仮想画像を生成するように命令してもよい。用語「仮想画像」は、原色のうちの１つと関連付けられる、光の均一画面、すなわち、赤色画面、緑色画面、または青色画面の表示を含む。実施例として、較正コンピュータ２０２は、ディスプレイデバイス１００を制御して、赤色ＬＥＤからの光を表示することができる。本実施例では、コントローラ１０８は、赤色ＬＥＤと通信し、出力を生成してもよい。いくつかのインスタンスでは、ＳＬＭ駆動電子機器が、プロジェクタ内のＳＬＭを設定し、プロジェクタ内のＳＬＭを横断して一定反射（例えば、最大反射）を提供するために使用されることができる。その結果、赤色ＬＥＤによって生成された光は、導波管１０３の中に結合し、それによって放出され、コリメートレンズ２１６によって収集され、ファイバ２１８を通して、分光計２１４の中に結合されるであろう。右および左赤色ＬＥＤは両方とも、並行して（例えば、同時に）、または順次のいずれかにおいて、特性評価されることができる。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0032】

ディスプレイデバイス１００内のＬＥＤを使用して、ＬＥＤのスペクトル特性評価を有効にするであろう、光を生成することに加え、ＬＥＤは、ＬＥＤユニット１０６内に熱を生成し、駆動電流およびＣＰＣ温度の両方の関数として、ＬＥＤの特性評価を有効にするために利用されることができる。ＬＥＤユニット１０６の温度制御に関連する付加的説明が、本明細書に提供される。

【0033】

本明細書に説明されるように、本発明の実施形態は、ウェアラブルの組み立てられた状態において、ディスプレイデバイス１００内のＬＥＤのスペクトル特性評価を有効にする。ＬＥＤパッケージ内のＬＥＤのスペクトル特性は、離散パッケージ内のＬＥＤ特性の洞察を提供することができるが、本特性評価は、ＬＥＤを組み立てられたウェアラブルの中に組み込む、光学影響を考慮しない。例えば、ＬＥＤと導波管との間の光学経路に沿って配置される光学フィルタは、ＬＥＤによって放出される光の所定の部分を吸収し得る。その結果、スペクトルフィルタによって吸収されたスペクトルの部分は、ＬＥＤパッケージから放出されるような光のスペクトル特性と異なる、導波管によって放出される光のスペクトル特性をもたらすであろう。さらに、導波管を含む、接眼レンズの要素のスペクトルスループット性質は、ＬＥＤパッケージから放出後の光のスペクトル特性を修正することができる。故に、分光計は、組み立てられたウェアラブルによって放出される光を受け取るため、ＬＥＤのスペクトル特性評価は、組み立てられたウェアラブルへの統合前のＬＥＤパッケージのスペクトル特性ではなく、組み立てられたウェアラブル内の種々の光学要素の光学スループット性質を含む。

【0034】

図３は、ＬＥＤ－Ｒ１の例示的特性評価を図示する。いくつかの実施形態では、光検出デバイス（例えば、分光計２１４）は、本デバイスが使用されているときにユーザの眼（視認者の眼とも称される）が光を受け取るであろう場所に近似する位置における、接眼レンズ１０２Ｂから特定の距離に位置付けられる。分光計２１４は、ディスプレイデバイス１００によって放出される光を受け取る、コリメートレンズ２１６と、受け取られた光を分光計２１４に指向する、ファイバ２１８とを通して、光を受け取り得る。いくつかの実施形態では、分光計２１４は、（例えば、ｘｙＹ色空間内の）受け取られた光の色度および輝度を測定するように構成されてもよい。これは、ｘｙＹ値を直接測定することによって、または、最初に、波長の関数として、光出力を測定し、次に、光出力のスペクトル特性を分析し、ｘｙＹ値を決定することによってのいずれかにおいて、遂行されてもよい。

【0035】

本発明の実施形態は、光学系デバイス、例えば、ウェアラブルＡＲデバイスの全光学スタックを通して伝搬後の、光源、例えば、ＬＥＤのスペクトル成分を特性評価する。故に、光学特性、スペクトル減衰、効率、および同等物は全て、光源、例えば、ＬＥＤを較正する際に考慮される。

【0036】

ＬＥＤ－Ｒ１の特性評価の間、比例－積分－微分（ＰＩＤ）コントローラ１３２が、駆動電流１１０ＢのうちのＬＥＤ－Ｒ１に給電する電流ｉ_Ｒを複数の離散電流を通して反復させる。離散電流値は、一度に１つ、ＰＩＤコントローラ１３２からＬＥＤ電流コントローラ１２２に送信されてもよい。ＬＥＤ電流コントローラ１２２は、徐々に、電流ｉ_Ｒを特定の標的電流に向かって漸増または漸減してもよい、またはいくつかの実施形態では、電流ｉ_Ｒを標的電流に直ちに設定してもよい。電流ｉ_Ｒの電流制御に加え、ＬＥＤ電流コントローラ１２２はまた、１つ以上の付加的電流を他の図示されるＬＥＤに提供してもよく、これは、下記により完全に説明されるように、ＬＥＤユニット１０６の温度１１２を温度のある範囲を横断して変動させ得る。ＬＥＤユニットの温度制御は、したがって、非特性評価ＬＥＤの電流を制御することによって達成されることができる。例えば、ＬＥＤ電流コントローラ１２２は、ＰＩＤコントローラ１３２と協働して、ＬＥＤユニット１０６の温度１１２を増減させるように、電流ｉ_Ｇおよびｉ_Ｂに関する電流値を増減させてもよい。実施例として、温度１１２が、ＰＩＤコントローラ１３２にフィードバックされるにつれて、比較が、前の温度と現在の温度との間で行われ、電流ｉ_Ｇおよびｉ_Ｂのそれぞれが増減される必要がある量を決定することができる。

【0037】

電流ｉ_Ｒおよび温度１１２の両方の代表的範囲を横断してＬＥＤ－Ｒ１の光出力のｘｙＹ値を測定するために、ＰＩＤコントローラ１３２は、電流ｉ_Ｒを一定に維持しながら、温度１１２を変動させてもよい。代替として、または加えて、ＰＩＤコントローラ１３２は、温度１１２を比較的に一定に維持しながら、電流ｉ_Ｒを複数の離散電流を通して反復させてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＩＤコントローラ１３２は、並行して、または同時に、電流ｉ_Ｇおよび温度１１２を変動させてもよい。例えば、ＰＩＤコントローラ１３２は、電流ｉ_Ｇおよび温度１１２を電流－温度対のリストの所望の電流－温度対に向かって駆動してもよい。ＰＩＤコントローラ１３２は、最速または最も電力効率的軌道を決定し、電流－温度対のリストを通してナビゲートしてもよい。他の可能性も、検討される。

【0038】

ＬＥＤ－Ｒ１の特性評価の間、分光計２１４と処理ユニット１３０との間の同期（それによって、ＰＩＤコントローラ１３２およびＬＥＤ電流コントローラ１２２と同期される）が、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４が接眼レンズ１０２を通した最終的送達のためにＬＥＤ－Ｒ１から出力された光のみを反射させるように利用される。下記に説明されるように、ＬＥＤのうちの１つ以上のもの（例えば、全てのＬＥＤ）は、具体的電流レベルで駆動され、所望のＬＥＤユニット温度１１２を生成することができる。いったん所望の温度が、達成されると、特性評価されているＬＥＤは、所定の時間周期にわたってＬＣｏＳプロジェクタ１０４を照明するように動作されることができる。

【0039】

図３を参照すると、ＬＥＤユニット１０６の赤色ＬＥＤ（ｉ_Ｒ）のための標的電流および標的温度が、定義される。ＬＥＤユニット１０６内のＬＥＤのそれぞれに適用される駆動電流は、事前に定義された駆動電流（すなわち、設定駆動電流）であることができる。ＬＥＤユニット１０６の標的温度もまた、事前に決定されることができる。故に、より完全に下記に説明されるように、ＬＥＤのそれぞれと関連付けられる色度および輝度は、駆動電流およびＬＥＤユニット温度のある範囲において測定されることができる。

【0040】

フィールドシーケンシャルディスプレイに関して、光源（例えば、図３に図示されるＲＧＢ ＬＥＤの３つ）は、順次、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４と同期して駆動される。例えば、１２０Ｈｚでは、フレーム時間は、約８．３ｍｓである。接眼レンズの深度平面と関連付けられる各ＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ－Ｒ１、ＬＥＤ－Ｇ１、およびＬＥＤ－Ｂ１）は、順次、約２．７ｍｓにわたって照明されてもよい。

【0041】

図４は、本発明の実施形態による、ＰＩＤコントローラを使用してＬＥＤ電流を設定する方法４００を図示する、簡略化されたフローチャートである。図４に図示されるように、ＬＥＤユニットのための標的温度が、ＰＩＤコントローラによって受信される（ステップ４１０）。特性評価および／または較正されるべきＬＥＤに関連する識別情報もまた、ＰＩＤコントローラによって受信される（ステップ４１２）。実施例として、２つのセットのＬＥＤ（第１のＲ１、Ｇ１、Ｂ１のセットおよび第２のＲ２、Ｇ２、およびＢ２のセット）を含む、ＬＥＤユニットに関して、第１のセットの赤色ＬＥＤ（すなわち、ＬＥＤ－Ｒ１）が特性評価および／または較正されることになることの情報が、受信されることができる。特性評価／較正のために識別されたＬＥＤは、識別されたＬＥＤと称され、本ＬＥＤをＬＥＤユニット内の他のＬＥＤから区別し得る。識別情報に加え、特性評価／較正されるべきＬＥＤに関する標的駆動電流も、受信される（ステップ４１４）。

【0042】

ＬＥＤ特性評価／較正に関連する測定に備え、いくつかの実施形態では、セットのうちの一方内のＬＥＤの全てまたは随意に両セット内のＬＥＤの全てに関する駆動電流が、標的温度の所定の範囲（例えば、＋／－０．５℃）内のＬＥＤユニット温度を達成するために、ＬＥＤの１つ以上のものに提供される駆動電流を最大値まで増加させる、または駆動電流をゼロまで低減させることを含み得る、ＰＩＤコントローラが駆動電流を調節するように、ＰＩＤコントローラによって制御される。本明細書に説明されるように、ＬＥＤユニット温度が、標的温度の所定の範囲内にあるとき、識別されたＬＥＤ以外の全てのＬＥＤは、オフにされ、識別されたＬＥＤは、標的駆動電流に駆動され、識別されたＬＥＤの光出力は、分光計を使用して測定される。本スペクトル測定の間、ＬＥＤユニット温度が、測定され、特性評価の間の平均温度スペクトルが、決定され、平均温度は、例えば、同一データベース、例えば、色度および輝度と同一エントリ内に記録される。

【0043】

ＰＩＤコントローラは、ＬＥＤ電流コントローラと通信し、識別されたＬＥＤに関する駆動電流を標的駆動電流に設定する（ステップ４１６）。いくつかの実施形態では、ＬＥＤユニットの温度は、特性評価／較正プロセスから独立して、標的温度に設定されることができる。故に、ステップ４１２、４１４、４１６、および４４０は、図４では、随意として図示される。ＰＩＤコントローラは、サーミスタ（ステップ４１８）を使用して、測定された温度と称され得る、ＬＥＤユニットの温度を受信し、標的温度と測定された温度を比較する（ステップ４２０）。測定された温度が、標的温度未満である場合、ＬＥＤユニット内の他のＬＥＤのうちの１つ以上のものによって生成された熱は、ＬＥＤユニットの温度を増加させるために使用されるであろう。故に、測定された温度が、標的温度未満である場合、駆動電流が、付加的ＬＥＤに関して決定される（ステップ４２２）。実施例として、初期低駆動電流値が、ＬＥＤユニット内の第２のＬＥＤ、例えば、ＬＥＤ－Ｇ１に関して決定され得る。本初期駆動電流値は、次いで、付加的ＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ－Ｇ１）が初期駆動電流値で駆動されるように、ＬＥＤ電流コントローラに提供される（ステップ４２４）。ＬＥＤユニットの温度が、測定され（ステップ４１８）、測定された温度が、依然として、標的温度を下回る場合、第２のＬＥＤに関する初期駆動電流値は、より高い値に増加され得る（ステップ４２２）。本プロセスは、第２のＬＥＤの最大駆動電流に到達するまで、繰り返される。

【0044】

測定された温度と標的温度を比較する反復プロセスは、標的温度に到達するまで、付加的ＬＥＤ、例えば、ＬＥＤ－Ｂ１および第２のセットからのＬＥＤに関する駆動電流を決定することによって繰り返される。本プロセスでは、各ＬＥＤは、最初に、低電流値で駆動され得、これは、経時的に増加され、ＬＥＤによって生成された熱の量を増加させる。各付加的ＬＥＤ内の駆動電流を増加させ、次いで、各付加的ＬＥＤを追加することによって、ＬＥＤユニットの温度は、標的温度に到達するまで、略線形様式において増加されることができる。

【0045】

図４に図示されるように、測定された温度が、標的温度を上回る場合（ステップ４３０）、付加的ＬＥＤ内の駆動電流は、ＬＥＤ電流コントローラによって減少され（ステップ４３２および４３４）、結果として、低減された熱生成および減少されたＬＥＤユニット温度をもたらす。したがって、初期較正が、第１の温度で実施され、第２の較正が、第１の温度未満の第２の温度で実施される場合、システムは、第２の温度に到達するまで、ＬＥＤユニットの温度を減少させ得る。故に、本発明の実施形態は、ＬＥＤユニットに関する標的温度のある範囲にわたる測定を有効にする。

【0046】

いったんＬＥＤユニット温度が、標的温度に等しくなると、識別されたＬＥＤのスペクトル特性が、測定されることができる（ステップ４４０）。いくつかの実施形態では、所望の標的温度を達成するために使用された、全ての付加的ＬＥＤは、オフにされることができる。ＬＥＤユニットの熱質量は、非ゼロであるため、ＬＥＤユニットは、スペクトル特性評価／較正と関連付けられる、短時間インターバル（数ミリ秒）の間、標的温度を維持するであろう。

【0047】

いくつかの実施形態では、ＰＩＤコントローラは、反復ループが標的温度に向かってより急速に収束することを可能にするであろう、論理を含むことができる。実施例として、標的温度が、測定された温度を有意に上回る場合、１つの付加的ＬＥＤを低電流値から開始するのではなく、付加的ＬＥＤのうちの２つ以上のものが、初期低電流値を上回る電流値で、駆動され、ＬＥＤユニットの温度をより急速に増加させることができる。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0048】

したがって、ＬＥＤユニット１０６の温度は、ＰＩＤコントローラ１３２を使用して、種々のＬＥＤの動作と併せて、制御されることができる。上記に説明されるように、いくつかの実施形態では、ＰＩＤコントローラ１３２は、その全電流範囲を横断して、ＬＥＤを駆動し、ＬＥＤユニット温度の所望の範囲を実装する。

【0049】

図４に図示される具体的ステップは、本発明のある実施形態による、ＰＩＤコントローラを使用してＬＥＤ電流を設定する特定の方法を提供することを理解されたい。ステップの他のシーケンスもまた、代替実施形態に従って実施されてもよい。例えば、本発明の代替実施形態は、異なる順序で上記に概略されたステップを実施してもよい。さらに、図４に図示される個々のステップは、個々のステップの必要に応じて種々のシーケンスで実施され得る、複数のサブステップを含んでもよい。さらに、付加的ステップが、特定の用途に応じて、追加または除去されてもよい。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0050】

ＬＥＤユニット１０６の温度を制御するために、ＬＥＤユニット１０６内のＬＥＤのうちの１つ以上のものは、駆動電流を使用して駆動され、ＬＥＤユニット内に熱を生成し、それによって、制御可能様式において、ＬＥＤユニットの温度を増減させる。実施例として、赤色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｒ１）の特性の測定の間、他の赤色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｒ２）、緑色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｇ１およびＬＥＤ－Ｇ２）および／または青色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｂ１およびＬＥＤ－Ｂ２）のうちの１つ以上のものは、所与の電流で動作され、ＬＥＤユニット１０６の加熱の所望の量を生成することができる。いったんＬＥＤユニットに関する所望の温度が達成される、または温度が所望の温度の閾値内になると、特性評価されているＬＥＤ、例えば、赤色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｒ１）を除き、動作されているＬＥＤ毎に、駆動電流が、ゼロに設定され、特性評価されているＬＥＤが、動作される。故に、赤色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｒ１）のみが、所望の温度における赤色ＬＥＤのスペクトル性質の測定の間、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４を照明するであろう。赤色ＬＥＤによるＬＣｏＳプロジェクタ１０４の照明は、通常動作時間（例えば、約２．７ｍｓ）にわたって維持され、通常動作特性を再現することができる。故に、図３に図示される実施形態では、各光源は、他の光源を使用して、光源を含有する光学パッケージの制御を促進しながら、独立して特性評価される。

【0051】

ＬＥＤユニット１０６内の種々のＬＥＤが、図３に図示される実施形態では、温度制御を有効にするために利用されるが、これは、本発明によって要求されず、他の実装も、熱電冷却器または同等物を含む、温度制御を提供するために利用されることができる。

【0052】

図３を参照すると、標的ＬＥＤ電流は、処理ユニット１３０によって、各深度平面と関連付けられるＬＥＤ毎に、ＬＥＤ電流、例えば、ＲＧＢ電流（ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、およびｉ_Ｂ）の２つのセットを生成する、ＬＥＤ電流コントローラ１２２に提供されてもよい。本明細書に説明されるように、電流は、並行して、および独立して、生成されることができる。処理ユニット１３０は、使用時の特性評価プロセスおよび特性評価ステップの順序を制御してもよい。処理ユニット１３０は、標的温度をＰＩＤコントローラ１３２に提供してもよい。分光計２１４、ＬＥＤ電流コントローラ１２２、および処理ユニット１３０間の同期は、ＬＥＤ電流コントローラ１２２によるＬＥＤの駆動と併せて、スペクトルデータを収集するために利用される。

【0053】

図３に図示されるように、ＬＥＤユニット１０６内のサーミスタの温度は、ＰＩＤコントローラ１３２および処理ユニット１３０の両方に提供される。ＰＩＤコントローラ１３２に提供される温度は、ＬＥＤユニット１０６Ｂの温度を制御するために使用される、制御アルゴリズムにおいて利用される。処理ユニット１３０に提供される温度は、所与のＬＥＤ電流におけるスペクトル測定と併せて、温度を記録するために使用される。

【0054】

第１の赤色ＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｒ１）の較正の説明に戻ると、駆動電流が、特性評価されているＬＥＤに適用され（すなわち、ｉ_Ｒ）、接眼レンズ１０２によって生じさせられる色度および輝度（ｘｙＹ）が、分光計２１４を使用して測定される。分光計による測定の間、ＬＥＤユニット１０６の温度もまた、例えば、サーミスタを使用して測定される。測定されたスペクトル性質（例えば、ｘｙＹ）および測定された温度は、処理ユニット１３０および／または較正コンピュータ２０２によって記録される。したがって、図３に図示されるように、光源毎の色度および輝度のデータベースは、ＬＥＤユニット温度および駆動電流（ｉ_Ｒ）の関数として、組み立てられることができる。

【0055】

図５および６は、深度平面と関連付けられる他の２つのＬＥＤの特性評価を図示する。ＬＥＤ－Ｒ１の特性評価に関連して議論されるように、種々のＬＥＤのうちの１つ以上のものが、特性評価されているＬＥＤに関するスペクトル測定の収集に先立って、ＰＩＤコントローラ１３２と併せて動作され、ＬＥＤユニット１０６の温度を制御する。第１の深度平面に関連して議論されるものと類似するプロシージャが、第２の深度平面と関連付けられる３つのＬＥＤを特性評価するために利用されることができる。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0056】

図５は、ＬＥＤ－Ｇ１の例示的特性評価を図示する。ＬＥＤ－Ｒ１の特性評価と同様に、分光計２１４は、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４によって変調されたＬＥＤ－Ｇ１によって出力された光の色度および輝度を測定するように位置付けられる。ＬＥＤ－Ｇ１の特性評価の間、コントローラ１０８は、駆動電流１１０のうちのＬＥＤ－Ｇ１に給電する電流ｉ_Ｇを複数の離散電流を通して反復させ、ＬＥＤユニット１０６の温度１１２を温度のある範囲を横断して変動させる。ＬＥＤユニットの温度制御は、非特性評価ＬＥＤの電流を制御することによって達成されることができる。例えば、ＬＥＤ電流コントローラ１２２は、ＰＩＤコントローラ１３２と協働して、ＬＥＤユニット１０６の温度１１２を増減させるように、電流ｉ_Ｒおよびｉ_Ｂに関する電流値を増減させてもよい。ＬＥＤ－Ｇ１の特性評価の間、分光計２１４と処理ユニット１３０との間の同期（それによって、ＰＩＤコントローラ１３２およびＬＥＤ電流コントローラ１２２と同期される）は、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４Ｂが接眼レンズ１０２を通した最終的送達のためのＬＥＤ－Ｇ１から出力された光のみを反射させるように利用される。本明細書に説明されるように、ＬＥＤのうちの１つ以上のもの（例えば、全てのＬＥＤ）は、具体的電流レベルで駆動され、所望のＬＥＤユニット温度を生成することができる。いったん所望の温度が、達成されると、特性評価されているＬＥＤは、所定の時間周期にわたって、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４を照明するように動作されることができる。

【0057】

図６は、ＬＥＤ－Ｂ１の例示的特性評価を図示する。ＬＥＤ－Ｒ１およびＬＥＤ－Ｇ１の特性評価と同様に、分光計２１４は、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４によって変調されたＬＥＤ－Ｂ１によって出力された光の色度および輝度を測定するように位置付けられる。ＬＥＤ－Ｂ１の特性評価の間、コントローラ１０８は、駆動電流１１０のうちのＬＥＤ－Ｂ１に給電する電流ｉ_Ｂを複数の離散電流を通して反復させ、温度のある範囲を横断して、ＬＥＤユニット１０６の温度１１２を変動させる。ＬＥＤユニットの温度制御は、非特性評価ＬＥＤの電流を制御することによって達成されることができる。例えば、ＬＥＤ電流コントローラ１２２は、ＰＩＤコントローラ１３２と協働して、ＬＥＤユニット１０６の温度１１２を増減させるように、電流ｉ_Ｒおよびｉ_Ｇに関する電流値を増減させてもよい。ＬＥＤ－Ｂ１の特性評価の間、分光計２１４と処理ユニット１３０との間の同期（それによって、ＰＩＤコントローラ１３２およびＬＥＤ電流コントローラ１２２と同期される）は、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４が接眼レンズ１０２を通した最終的送達のためのＬＥＤ－Ｂ１から出力された光のみを反射させるように利用される。本明細書に説明されるように、ＬＥＤのうちの１つ以上のもの（例えば、全てのＬＥＤ）は、具体的電流レベルで駆動され、所望のＬＥＤユニット温度を生成することができる。いったん所望の温度が、達成されると、特性評価されているＬＥＤは、所定の時間周期にわたってＬＣｏＳプロジェクタ１０４を照明するように動作されることができる。

【0058】

図７は、本発明の実施形態による、ディスプレイデバイス１００等の光学システムの原色ＬＥＤを特性評価するための方法７００を図示する。方法７００の１つ以上のステップは、図７に示されるものと異なる順序で実施されてもよく、全てのステップが実施される必要はない。いくつかの実施形態では、ステップ７０２－７０８は、原色ＬＥＤ毎に実施されてもよい。ステップ７０２では、ｘｙＹ値が、温度および電流のある範囲にわたって測定され、複数の測定点を取得する。複数の測定点の各測定点は、電流、温度、およびｘｙＹ値を含む。

【0059】

ステップ７０４では、複数の測定点が、ｘｙＹ空間からＸＹＺ空間に変換される。ステップ７０６では、ＸＹＺ値は、離散温度にわたって補間／外挿され、複数の測定点を修正する。ステップ７０８では、複数の測定点は、各温度における輝度によってソートされる。いくつかの実施形態では、ステップ７１０および７１２は、標的輝度Ｙ_Ｗ毎および温度毎に、実施されてもよい。ステップ７１０では、原色輝度Ｙ_Ｒ、Ｙ_Ｇ、およびＹ_Ｂが、原色ＬＥＤ毎に、色度値を使用して計算される。図８Ｂに関連して下記により完全に説明されるように、原色輝度の初期計算に関して、中央値電流で測定されたＬＥＤ毎の色度値が、使用されることができる。いくつかの実施形態では、方法７００は、特定の白色点（例えば、Ｄ６５）に対して実施される。

【0060】

ステップ７１２では、原色毎の標的輝度を補間／外挿することによって、原色毎のＸＹＺ値および電流が、更新（例えば、修正）される。いくつかの実施形態では、ステップ７１０および７１２は、ＸＹＺ値および／または電流が収束するまで繰り返される。結果として生じる電流は、計算された電流と称され得る。他の実施形態または同一実施形態では、ステップ７１０および７１２は、所定の回数繰り返される。図７に図示される較正プロセスに関連する付加的説明は、図８Ａ－８Ｃに関連して提供される。ステップ７１４では、ステップ７１２の最後の反復の間に計算された電流（および随意に、ＸＹＺ値）は、２次元（２Ｄ）ルックアップテーブル（ＬＵＴ）内に記憶される。

【0061】

図７に図示される具体的ステップは、本発明の別の実施形態による、光学システムの原色ＬＥＤを特性評価する特定の方法を提供することを理解されたい。ステップの他のシーケンスもまた、代替実施形態に従って実施されてもよい。例えば、本発明の代替実施形態は、異なる順序で上記に概略されたステップを実施してもよい。さらに、図７に図示される個々のステップは、個々のステップの必要に応じて種々のシーケンスで実施され得る、複数のサブステップを含んでもよい。さらに、付加的ステップが、特定の用途に応じて、追加または除去されてもよい。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0062】

図８Ａ－８Ｃは、本発明の実施形態による、光学システムの原色ＬＥＤを特性評価する方法８００を図示する。図３に関連して議論されるように、ＬＥＤユニット１０６の温度は、ＰＩＤコントローラ１０８を使用して制御されてもよく、色度および輝度（ｘｙＹ）は、所与の駆動電流におけるＬＥＤ毎に測定されるであろう。これらの測定は、温度および駆動電流のある範囲にわたって繰り返されるであろう（ステップ８０２）。赤色ＬＥＤに関する測定のみが、図８Ａに図示されるが、類似データベースが、ＬＥＤユニット内のＬＥＤ毎に組み立てられることができることを理解されたい。ｘｙＹ空間内で行われる色度および輝度測定は、ＸＹＺ色空間の形態における絶対色空間に変換される（ステップ８０４）。

【0063】

測定プロセスの間、測定されたＬＥＤユニット温度は、単一温度からの種々の電流における測定のための温度の変動によって図示されるように、標的温度から変動し得る。故に、補間／外挿は、離散ＬＥＤユニット温度に関する補間された駆動電流値および補間されたＸＹＺ座標を決定するように実施され（ステップ８０６）、温度は、補間計算における入力として使用される。線形補間が、いくつかの実施形態では、利用されるが、他の補間技法も、他の実施形態では、利用されることができる。したがって、離散温度と関連付けられる駆動電流値およびＸＹＺ値が、図８Ａに図示されるように提供される。

【0064】

離散標的輝度と関連付けられる駆動電流値およびＸＹＺ値のデータベースを組み立てるために、色度および輝度データエントリが、各離散温度における輝度によってソートされる（ステップ８０８）。温度および駆動電流のある範囲にわたるｘｙＹデータの収集、ＸＹＺ空間への変換、電流およびＸＹＺデータと離散温度を整合させるための補間／外挿、および各温度における輝度によるソートもまた、他の原色ＬＥＤに関して実施される。

【0065】

図８Ｂを参照すると、標的輝度、所望の白色点（例えば、Ｄ６５）、および原色の色度を前提として、要求される原色輝度が、計算される（ステップ８１０）。言い換えると、所望の出力色度およびｘｙＹ空間内の測定された赤色、緑色、青色色度を前提として、赤色、緑色、および青色輝度比率を解法することが可能である。図８Ｂを参照すると、１の所与の標的輝度、ｘ＝０．３１２７およびｙ＝０．３２９（すなわち、Ｄ６５）の所望の白色点、および赤色に関するｘ＝０．６９７２およびｙ＝０．３０２２、緑色に関するｘ＝０．１５４およびｙ＝０．７６８１、青色に関するｘ＝０．１４８４およびｙ＝０．０２９の色度に関して、赤色に関するＹ＝０．２７２、緑色に関するＹ＝０．６９２、および青色に関するＹ＝０．０３６の要求される色輝度が、算出されることができる。出力輝度によって除算される原色毎の要求される色輝度は、輝度比率（ＬＲ）と称され得る。図８Ｂに図示される実施例では、出力輝度は、１であるため、ＬＲが、要求される色輝度である。出力輝度が、１００ｎｉｔｓである場合、本実施例に関して、要求される色輝度は、赤色に関して２７．２ｎｉｔｓ、緑色に関して６９．２ｎｉｔｓ、および青色に関して３．６ｎｉｔｓとなるであろう。

【0066】

反復のための開始点として、中央値電流における原色毎に測定された色度が、利用されることができる。加えて、ＬＥＤユニット温度において測定された色度は、より正確な初期原色色度を提供するために利用されることができる。しかしながら、実際の動作の間、例えば、ＬＥＤユニットの温度は、周囲温度の結果として変化するにつれて、および／またはＬＥＤユニットの温度がＬＥＤユニット内のＬＥＤの温度変動の結果として変化につれて、（例えば、ＬＥＤに提供される駆動電流が変動するため）、赤色、緑色、および青色ＬＥＤの色度は、色度の本中央値電流から変動し得る。中央値電流に加え、ＬＥＤ色度に関する他の公称値も、使用されることができる。

【0067】

３つの原色に関する最初に算出された要求される原色輝度を前提として、これらの値は、図８Ａのステップ８０８に図示されるように、輝度によってソートされる順序付けられたリストをインデックス化するために使用されるであろう。輝度値を使用して、駆動電流は、補間／外挿され、算出された輝度値と関連付けられる駆動電流を取得するであろう。図８Ａに図示されるように、各温度における色毎の駆動電流の関数としての輝度値のアレイが、各算出された輝度値と関連付けられる駆動電流を決定するために利用されることができる。いくつかの実装では、駆動電流間の線形補間が、補間される駆動電流を決定するために利用され、これは、典型的には、初期色度を提供するために使用される中央値電流から変動するであろう。

【0068】

実施例として、３００°Ｋの温度において、１００ｍＡの赤色ＬＥＤのための駆動電流が、２０ｎｉｔｓの輝度を生じさせ、２００ｍＡの駆動電流が、３０ｎｉｔｓの輝度を生じさせる場合、線形補間が、２７．２ｎｉｔｓの算出された赤色輝度を生じさせるために、１７２ｍＡの駆動電流が、輝度の所望の２７．２ｎｉｔｓを生じさせるであろうことを決定するために使用されることができる。

【0069】

加えて、ＸＹＺ色空間値が、算出された輝度値を使用して補間／外挿されるであろう。ＬＥＤ駆動電流補間に類似する様式において、ＸＹＺ座標の関数としての原色輝度を含むデータセットを使用して、ＸＹＺ座標が、所望の輝度を生じさせるであろうように補間されることができる。

【0070】

補間された色度値（補間されたＸＹＺ値に基づく）を前提として、反復ループが、所望の白色点、標的輝度、および補間された色度値に基づいて、更新された原色輝度を算出するために利用されるであろう。

【0071】

いくつかの実施形態では、原色色度のそれぞれ間の差異が、閾値との比較のために使用される一方、他の実施形態では、較正されている色（例えば、本実施例では、赤色）に関する初期色度と更新された色度における差異が、利用される。他の実施形態では、平均差異が、算出および利用される。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。初期および更新された色度における差異が、図８Ｂに図示される実施形態では利用されるが、これは、本発明によって要求されず、他の方法、例えば、所定の回数の反復（例えば、５、１０、５０、１００、５００、１０００、または５０００反復）も、利用されることができる。

【0072】

図８Ｂに図示されるように、２次元ＬＵＴの輝度軸を形成する方法は、ステップ８１０では、所望の白色点、標的輝度、および原色の初期色度を使用して、要求される原色輝度を計算するステップを含む。初期色度は、中央値駆動電流レベルにおいて測定された色度として設定されることができる。

【0073】

方法はまた、ステップ８１２において、原色の算出された輝度毎に、各原色輝度と関連付けられる駆動電流を補間するステップと、ステップ８１４において、各原色輝度と関連付けられるＸＹＺ座標を補間するステップとを含む。本方法はさらに、ステップ８１６において、補間されたＸＹＺ座標に基づいて、更新された色度を決定するステップを含む。補間された色度の平均のうちの１つ以上のものおよび原色色度における差異が、ステップ８１８において、閾値を上回ることが決定される場合、方法は、ステップ８２０において、原色色度に関する新しい補間された色度を使用して反復する。反復プロセスはまた、所定の反復回数に基づくことができる。故に、反復補間プロセス後、ＬＥＤ毎に、駆動電流およびＸＹＺ座標は、離散輝度値と整合される。図８Ｃに図示される２Ｄ ＬＵＴが、したがって、離散ＬＥＤユニット温度および離散輝度値に関する補間された駆動電流およびＸＹＺ座標に基づいて生成され、本明細書に説明されるフィードフォワード制御システムによる使用のために記憶されることができる。

【0074】

図８Ａに戻って参照すると、各温度における輝度が、ステップ８０８に示されるように、ソートされた輝度値を提供するようにソートされた。図８Ｂに図示されるプロセスは、各離散温度において繰り返され、図８Ｃに示されるように、ＬＥＤユニット温度および標的輝度の関数として駆動電流を定義する、２Ｄ ＬＵＴを生じさせるであろう。したがって、Ｍ個の標的輝度およびＮ個の離散温度が存在する場合、図８Ｂに図示される反復プロセスは、Ｍ×Ｎ回実施されるであろう。

【0075】

駆動電流のみが、図８Ｃに図示されるが、２Ｄ ＬＵＴはまた、駆動電流に加え、温度および輝度の関数として、ＸＹＺ座標等の色度および輝度情報を記憶することができる（ステップ８２２）。例えば、ＸＹＺ座標は、色色域を標準フォーマットにまとめるために使用されることができる。したがって、図８Ｃでは、２Ｄ ＬＵＴ内のエントリは、｛ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、ｉ_Ｂ｝から｛ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、ｉ_Ｂ、Ｘ_Ｒ、Ｘ_Ｇ、Ｘ_Ｂ、Ｙ_Ｒ、Ｙ_Ｇ、Ｙ_Ｂ、Ｚ_Ｒ、Ｚ_Ｇ、Ｚ_Ｂ｝に拡張されることができる。したがって、フィードフォワード制御システムにおいて使用するためのインデックス化された駆動電流に加え、他のインデックス化された値は、種々のシステム要素による使用のための２Ｄ ＬＵＴ内に記憶されることができる。

【0076】

実施形態は、Ｄ６５を白色点として達成する観点から説明されるが、本発明は、本白色点に限定されない。代替白色点を提供するために、本発明の実施形態は、代替白色点と関連付けられる、代替２Ｄ ＬＵＴを提供するために利用されることができる。図８Ｂに図示されるように、標的色差値は、原色輝度値の算出への入力（所与の変数）であって、これらの入力の修正は、代替白色点に適切な修正されたエントリを伴う２Ｄ ＬＵＴをもたらすであろう。他の実施形態では、代替白色点を提供するための実装は、コントローラ１０８のレベルに実装されることができる。

【0077】

図８Ｂに図示される具体的ステップは、本発明の別の実施形態による、標的輝度および各標的温度毎に、駆動電流およびＸＹＺ座標を決定する特定の方法を提供することを理解されたい。ステップの他のシーケンスもまた、代替実施形態に従って実施されてもよい。例えば、本発明の代替実施形態は、異なる順序で上記に概略されたステップを実施してもよい。さらに、図８Ｂに図示される個々のステップは、個々のステップの必要に応じて種々のシーケンスで実施され得る、複数のサブステップを含んでもよい。さらに、付加的ステップが、特定の用途に応じて、追加または除去されてもよい。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0078】

原色輝度比率の計算に関連して、輝度比率を解法するために、寄与する色度および輝度に基づいて、出力色度を計算する、方程式が、使用される。輝度が、ｘｙＹまたはＸＹＺ空間内に追加され、出力輝度を得ることができる。しかしながら、ｘｙＹは、非線形空間であるため、色度は、ＸＹＺ空間内に表されるときのみ追加される。

【0079】

ｘｙＹ空間からＸＹＺ空間に変換するために、以下の方程式が、使用される。

【化1】

【0080】

ＸＹＺ空間からｘｙＹ空間への変換は、以下のように実施される。

【化2】

【0081】

原色輝度比率を計算するために、ＸＹＺ総和方程式が、以下のように代入されたｘｙＹ原色座標を用いて書き換えられることができる。

【化3】

【0082】

本方程式は、以下のように、行列形態において書き換えられることができる。

【化4】

【0083】

Ｙ_ＲＧＢを解法するための再配列は、以下をもたらす。

【化5】

【0084】

輝度比率を算出するために、両辺が、Ｙ_ＯＵＴによって除算され、以下をもたらす。

【化6】

【0085】

同様に、輝度比率が、ＸＹＺ空間内で与えられる原色および所望の出力に関して決定されることができる。上記の実施例において輝度（すなわち、輝度比率）を解法するために、色度は、ｘｙＹが、非線形空間であって、ＸＹＺが、線形空間であるため、ＸＹＺ空間に変換されてもよい。いくつかの実施形態では、ｘｙＹ空間からＸＹＺ空間への変換は、以下の方程式：Ｘ＝Ｙ／ｙ^＊ｘ、Ｙ＝Ｙ、およびＺ＝Ｙ／ｙ^＊（１－ｘ－ｙ）を使用して実施されてもよい。逆に言えば、ＸＹＺ空間からｘｙＹ空間への変換は、以下の方程式：ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、およびＹ＝Ｙを使用して実施されてもよい。ＸＹＺ空間への変換後、輝度比率は、以下の方程式を使用して計算されることができる。

【化7】

【0086】

前の較正では、各ＬＥＤの輝度（Ｙ_{ｓＲＧＢ＿＊＿ＴＯ＿Ｗ}）が所与の明度における標的ｓＲＧＢ白色点（０．３１２７、０．３２９０）に達することが見出される。本来のＬＥＤ色域は、同一白色点を維持しながら、ｓＲＧＢ色域に低減される。

【0087】

前に使用された同一機能が、ｓＲＧＢ原色毎にＬＥＤの輝度比率を計算するための所望の白色点のために必要とされるＬＥＤの輝度比率を計算するために使用されてもよい。
ｓＲＧＢ赤色に関して：

【化8】

ｓＲＧＢ緑色に関して：

【化9】

ｓＲＧＢ青色に関して：

【化10】

原色の色度は、変化されるため、ｓＲＧＢ白色に関する輝度比率は、以下のように算出されることができる。

【化11】

【0088】

ＲＧＢ空間内のピクセルの値のＬＥＤの輝度値への変換は、以下のように表されることができる。

【化12】

式中、定数ｋ_ｉｊの３×３行列は、色域を低減させるために使用されるであろう、色空間変換（ＣＳＣ）行列である。

【0089】

ＣＳＣ行列は、以下の条件が満たされるように解法されることができる。
ＲＧＢ_ＩＮ＝［１００］^Ｔであるとき、

【化13】

ＲＧＢ_ＩＮ＝［０１０］^Ｔであるとき、

【化14】

ＲＧＢ_ＩＮ＝［００１］^Ｔであるとき、

【化15】

本構造によって、以下の条件もまた満たされることが保証される。
ＲＧＢ_ＩＮ＝［１１１］^Ｔであるとき、

【化16】

である。
ＲＧＢ_ＩＮ＝［１００］^Ｔおよび

【化17】

を代入すると、以下となる。

【化18】

ＲＧＢ_ＩＮ＝［０１０］^Ｔおよび

【化19】

を代入すると、以下となる。

【化20】

ＲＧＢ_ＩＮ＝［００１］^Ｔおよび

【化21】

を代入すると、以下となる。

【化22】

【0090】

図９は、事前に特性評価され、２Ｄ ＬＵＴ９１０を生成している、ディスプレイデバイス１００の第１の原色ＬＥＤのセットの動作を図示する。図８Ｃに図示されるように、２Ｄ ＬＵＴは、第１の原色ＬＥＤのセット内のＬＥＤ毎に、駆動電流を提供する。ディスプレイデバイス１００が、ユーザによって実際に使用されているとき、第１の原色ＬＥＤのセットが、温度１１２を測定するステップと、標的輝度を受信するステップと、２Ｄ ＬＵＴ９１０にアクセスし、電流ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、およびｉ_Ｂを決定するステップと、決定された電流でＬＥＤを駆動させるステップとを含む、プロセスによって動作される。双線形補間が、２Ｄ ＬＵＴと併せて利用され、恣意的温度および標的輝度に関する温度および標的輝度の関数としての駆動電流を決定することができる。図９に図示されるように、ＬＥＤユニット１０６の動作温度１１２は、サーミスタを使用して測定され、フィードフォワード計算機１２０に提供され、種々のＬＥＤに関する駆動電流を決定する際に使用される。

【0091】

図９を参照すると、標的色度（例えば、Ｄ６５）および輝度（例えば、１００ｎｉｔｓ）が、処理ユニット１３０からフィードフォワード計算機１２０において受信される。ＬＥＤユニット１０６の温度が、サーミスタからフィードフォワード計算機１２０において受信される。温度および輝度の関数として駆動電流を定義する、２Ｄ ＬＵＴを使用して、標的ＬＥＤ電流信号（例えば、デジタル信号）が、フィードフォワード計算機１２０によって生成され、ＬＥＤ電流コントローラ１２２に提供される。３つのみの電流が、図９に図示されるが、２つの接眼レンズ（右および左）を伴う二重深度平面実装に関しては、１２個の標的ＬＥＤ電流信号が生成されるであろうことを理解されたい。ＬＥＤ電流コントローラ１２２が、次いで、対応するＬＥＤを駆動させるために使用される、アナログ駆動電流を生成する。図９に図示されるように、３つのＬＥＤ（ＬＥＤ－Ｒ１、ＬＥＤ－Ｇ１、およびＬＥＤ－Ｂ１）が、駆動され、入力をＬＣｏＳプロジェクタ１０４からの反射後、接眼レンズ１０２の１つの深度平面に提供する。均一白色光ディスプレイを生成するために、ＬＣｏＳプロジェクタ１０４のピクセルは、原色ＬＥＤのシーケンシャル動作の間に生成された光を反射させるための均一（すなわち、最大）反射率に設定されるであろう。

【0092】

処理ユニット１３０によって規定された標的輝度またはＬＥＤユニットの温度１０６が変化するにつれて、フィードフォワード計算機１２０は、これらの変化に基づいて、標的ＬＥＤ電流を更新し、それによって、標的輝度における一貫した白色点によって特徴付けられる、接眼レンズ１０２からの出力を提供するであろう。いくつかの実施形態では、フィードフォワード計算機１２０は、標的ＬＥＤ電流を所定の周期的レートで（例えば、フレームまたは約８３ｍｓの周期毎に）更新する。

【0093】

図１０は、事前に特性評価され、２Ｄ ＬＵＴ１０１０を生成している、ディスプレイデバイス１００の第２の原色ＬＥＤのセットの動作を図示する。ディスプレイデバイス１００が、ユーザによって実際に使用されているとき、第２の原色ＬＥＤのセットは、温度１１２を測定するステップと、標的輝度を受信するステップと、２Ｄ ＬＵＴ１０１０にアクセスし、電流ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、およびｉ_Ｂを決定するステップと、決定された電流でＬＥＤを駆動させるステップとを含む、プロセスによって動作される。図１０に図示されるように、ＬＥＤユニット１０６の動作温度１１２は、サーミスタを使用して測定され、フィードフォワード計算機１２０に提供され、種々のＬＥＤ、すなわち、ＬＥＤ－Ｒ２、ＬＥＤ－Ｇ２、およびＬＥＤ－Ｂ２に関する駆動電流を決定する際に使用される。

【0094】

図１１は、ディスプレイデバイス１００等のディスプレイデバイスを較正するための方法１１００を図示する。いくつかの実施形態では、方法１１００は、方法７００または８００の実施に続いて実施されてもよい。方法１１００の１つ以上のステップは、図１１に示されるものと異なる順序で実施されてもよく、全てのステップが実施される必要はない。ステップ１１０２では、標的輝度Ｙ_Ｗが、受信される。標的輝度Ｙ_Ｗは、特定の白色点、例えば、Ｄ６５に対応してもよい。ステップ１１０４では、ＬＥＤユニットの温度が、測定される。ステップ１１０６では、１つ以上の２Ｄルックアップテーブルが、アクセスされ、電流ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、およびｉ_Ｂを決定し、これは、続いて、原色ＬＥＤを駆動させるために使用されることができる。

【0095】

ステップ１１０６では、双線形補間が、ＬＥＤ、すなわち、ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、およびｉ_Ｂ毎の駆動電流およびＬＥＤ毎の色度および輝度（すなわち、ｘ、ｙ、およびＹ）を決定するために使用されることができる。故に、いくつかの実施形態は、１２個のパラメータ：｛ｉ_Ｒ、ｉ_Ｇ、ｉ_Ｂ、ｘ_Ｒ、ｘ_Ｇ、ｘ_Ｂ、ｙ_Ｒ、ｙ_Ｇ、ｙ_Ｂ、Ｙ_Ｒ、Ｙ_Ｇ、Ｙ_Ｂ｝を決定する。双線形補間を実施するために、２Ｄルックアップテーブルのために使用される、離散ＬＥＤユニット温度および輝度が、アクセスされ、ＬＥＤユニットの温度および標的輝度に関する近傍のインデックスが、見出される。１２個のパラメータ毎に、個別の２Ｄ ＬＵＴが、アクセスされ、４つの近傍のエントリが、見出され、双線形補間が、実施される。ステップ１１０８では、原色ＬＥＤが、決定された電流で駆動される。

【0096】

図１１に図示される具体的ステップは、本発明の別の実施形態による、ディスプレイデバイスを較正する特定の方法を提供することを理解されたい。ステップの他のシーケンスもまた、代替実施形態に従って実施されてもよい。例えば、本発明の代替実施形態は、異なる順序で上記に概略されたステップを実施してもよい。さらに、図１１に図示される個々のステップは、個々のステップの必要に応じて種々のシーケンスで実施され得る、複数のサブステップを含んでもよい。さらに、付加的ステップが、特定の用途に応じて、追加または除去されてもよい。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0097】

図１２は、本発明の実施形態による、フィードフォワードコントローラ１２００のブロック図を図示する。図１２を参照すると、フィードフォワードコントローラ１２００への入力は、所与の仮想画像（白色点）と、ＬＥＤユニットとも称される、ＬＥＤパッケージの温度の測定値である、擾乱とを作成するための、標的色度および輝度である。図１２では、ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤパッケージがＣＰＣを利用し得るため、ＣＰＣ１２２０と称される。ＬＥＤパッケージの熱質量は、本明細書でより完全に説明されるように、温度制御を促進するために使用されることができる。図１２に図示されるように、サーミスタ１２１０は、ＣＰＣ１２２０の温度をフィードフォワード計算機１２０に提供するために利用されるが、他の温度測定デバイスも、利用されることができる。

【0098】

ある周囲条件では、ＬＥＤパッケージの温度は、試験下の特定のＬＥＤのスペクトル特性評価が特性評価されている、時間周期の間、変化し得る。この場合、試験周期の間の平均温度が、算出されることができる。

【0099】

図１２に図示されるように、フィードフォワード計算機１２０は、（例えば、ｘｙＹ色空間内の）ＲＧＢ色点を出力として提供することが可能である。図８Ｃに関連して説明されるように、２Ｄ ＬＵＴは、駆動電流値だけではなく、着目駆動電流におけるＬＥＤに関する色度および輝度情報も含むことができる。したがって、本色度および輝度情報は、例えば、本来の色色域からｓＲＧＢ色色域への、例えば、色域間の変換のために、他のシステム要素による使用のために出力されることができる。

【0100】

３つのＬＥＤによって放出される光の総和が、フィールドシーケンシャルディスプレイシステムが利用される実装において、視認者の眼の中で生じる。

【0101】

以下の議論は、本明細書に説明されるような色較正プロセスの１つ以上のステップを図示する。本明細書に議論されるように、特定の白色点（例えば、Ｄ６５）を達成するためにＬＥＤに印加される駆動電流は、赤色、緑色、および青色ＬＥＤに関して決定された色度が温度および駆動電流の関数として変化するにつれて、変動し得る。例えば、第１の時間では、ｘ＝０．３１２７、ｙ＝０．３２９の色度座標を有する、特定の白色点が、以下の表に従って生成され得る。

【表1】

赤色、緑色、および青色ＬＥＤに関して計算された輝度は、下の行に列挙され、１の特定の白色点の標的輝度に総和される。

【0102】

上記の実施例を継続すると、第２の時間では、赤色、緑色、および青色ＬＥＤに関する色度座標が、変化しており（例えば、温度の変化に起因して）、ｘ＝０．３１２７、ｙ＝０．３２９の色度座標を有する同一白色点が、以下の表に従って生成され得る。

【表2】

赤色、緑色、および青色ＬＥＤに関して計算された輝度は、下の行に列挙され、再び、１の特定の白色点の標的輝度に総和される。

【0103】

上記の実施例を継続すると、第３の時間では、赤色および緑色ＬＥＤに関する色度座標は、第２の時間と同一であるが、白色点の色度座標は、ｘ＝０．３１２７、ｙ＝０．３２９からｘ＝０．３２９５、ｙ＝０．３６７９に変化している（例えば、所望の仮想コンテンツの変化に起因して）。白色点は、以下の表に従って生成され得る。

【表3】

赤色、緑色、および青色ＬＥＤに関して計算された輝度は、下の行に列挙され、再び、１の特定の白色点の標的輝度に総和される。

【0104】

本明細書に説明される方法に関連する図に図示される具体的ステップは、本明細書に説明される特定の方法を提供するステップを図示することを理解されたい。ステップの他のシーケンスもまた、代替実施形態に従って実施されてもよい。例えば、本発明の代替実施形態は、異なる順序で上記に概略されたステップを実施してもよい。さらに、本明細書に説明される方法に関連する図に図示される個々のステップは、個々のステップの必要に応じて種々のシーケンスで実施され得る、複数のサブステップを含んでもよい。さらに、付加的ステップが、特定の用途に応じて、追加または除去されてもよい。当業者は、多くの変形例、修正、および代替を認識するであろう。

【0105】

図１３は、本明細書に説明される実施形態による、簡略化されたコンピュータシステム１３００を図示する。図１２に図示されるようなコンピュータシステム１３００は、本明細書に説明されるようなディスプレイデバイス１００および較正コンピュータ２０２等のデバイスの中に組み込まれてもよい。図１３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することができる、コンピュータシステム１３００の一実施形態の略図を提供する。図１３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１３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。

【0106】

コンピュータシステム１３００は、バス１３０５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１３１０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１３１５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１３２０とを含んでもよい。

【0107】

コンピュータシステム１３００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１３２５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。

【0108】

コンピュータシステム１３００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１３１９を含み得る。通信サブシステム１３１９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１３１９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１３００、例えば、電子デバイスの中に入力デバイス１３１５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１３００はさらに、作業メモリ１３３５を備え、これは、上記に説明されるようなＲＡＭまたはＲＯＭデバイスを含むことができる。

【0109】

コンピュータシステム１３００はまた、上記に議論される方法に関して説明される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１３４５等のオペレーティングシステム１３４０、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１３３５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。

【0110】

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１３２５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１３００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１３００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１３００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。

【0111】

実質的変形例が、具体的要件に従って作製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。

【0112】

前述のように、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１３００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１３１０が、オペレーティングシステム１３４０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１３３５内に含有される、アプリケーションプログラム１３４５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１３００によって実施される。そのような命令は、記憶デバイス１３２５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１３３５の中に読み取られてもよい。単に、一例として、作業メモリ１３３５内に含有される命令のシーケンスの実行は、プロセッサ１３１０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。

【0113】

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ように、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１３００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１３１０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１３２５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１３３５等の動的メモリを含む。

【0114】

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、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、ＦＬＡＳＨ（登録商標）－ＥＰＲＯＭ、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。

【0115】

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１３１０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１３００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。

【0116】

通信サブシステム１３１９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１３０５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１３３５に搬送し得、そこから、プロセッサ１３１０が、命令を読み出し、実行する。作業メモリ１３３５によって受信された命令は、随意に、プロセッサ１３１０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１３２５上に記憶されてもよい。

【0117】

前述の方法、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。

【0118】

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。

【0119】

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てもよい。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。

【0120】

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。

【0121】

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。

【0122】

また、単語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（～を備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（～を備える）」、「ｃｏｎｔａｉｎｓ（～を含有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（～を含有する）」、「ｉｎｃｌｕｄｅ（～を含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（～を含む）」、および「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（～を含む）」は、本明細書および以下の請求項で使用されるとき、述べられた特徴、整数、コンポーネント、またはステップの存在を規定するために意図されるが、それらは、１つ以上の他の特徴、整数、コンポーネント、ステップ、行為、またはグループの存在または追加を除外するものではない。

【0123】

また、本明細書に説明される実施例および実施形態は、例証目的のみのためのものであって、それに照らして、種々の修正または変更が、当業者に示唆され、本願の精神および権限および添付の請求項の範囲内に含まれることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】