TW200303983A - Method of extended color sense and estimation for RGB led illuminants - Google Patents

Description

200303983 ⑴ 玫、發明說明 (發明說明5"應敘日$:發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 技術領域 本發明一般與發光二極體之特性描述有關，具體言之， 係與紅綠藍三元組發光二極體光源之色感及預估方法有 關。 隨著低成本、高能源效率、固態發光二極體之供應量越 來越大，尤其是隨著最近低成本藍色二極體供應之改善， 發光二極體陣列之照明用途也越來越重要。使用發光二極 體光源照明，需要控制替代色彩之混合’以便達到並保持 特定或期望之彩色類型。如眾所周知’標稱為紅綠藍三元 組的光源可以添加性組合’以產生幾乎任何想要的色度、 彩度和光度，包括無色的白光。藉由改變施加於三元組發 光二極體中任何一個的電流’標稱為紅綠藍三元組的發光 二極體即可用於產生想要的色彩和亮度。由此產生的色彩 可以測量，且所測得值可用於以後再產生色彩’或用於在 系統中保持想要的色點（color point)。發光二極體光源之應 用可包括個人數位助理和掌上型遊戲裝置的背光顯示、可 攜式通訊設備之背光、發光二極體手電筒、室内照明、室 外照明和道路照明。 先前技術 傳統測量色彩之方法可能需使用昂貴的設備，如分光光 度（spectrophotometer)、分光比色計（spectrocolorimeter)、 比色計（colorimeter)、分光輻射計（spectroradiometer)或輻 射比色計（radiometric colorimeter)。分光光度計可測量樣本 200303983

光在所需波段不同波長的反射或透射特性。比色計可_ # 均勻色彩空間中的三色激值或座標，如L*a*b*色度座才西 (chromaticity coordinates)，其使用若干寬幅回應篩檢程式 修改儀器的光源，以嘗試複製一 CIE光源和標準觀察者的組 合。分光輻射計可提供所需波段的光譜功率分佈，而_ _ 比色計則可提供如熱燈絲、固態雷射或發光二極體光源等 輻射光源所發光的三色激值或色度座標。色彩測量技術和 色彩科學的許多其他方面的資訊可在「色彩科學藝術與& 術」一書中找到，該書由荷蘭阿姆斯特丹K. Nassua編輯， Elsevier Science B. V.5 1 998 年版。 這些色彩測量方法雖然準確可溯，但是相對較貴、費時， 且需要專用測試設置。很多應用都需要簡單而又準確的色 彩感測方法，使用可測量發光二極體光源色彩的小型設備。 理想狀態下’可將快速方法和小型結構與該發光二極體光 源納入同一封裝件中，以提供連續監控、色彩設定和色彩 校正。 有很多標準可用來確定和測量色彩。如CI e 1 9 3 1標準觀察 者建議（Standard Observer recommendations)所述，可在色 彩空間中定義色度座標X、y。1976 CIE L*a*b*系統提供沿 著綠紅軸、黃藍軸和光度軸的色彩座標系統。1976 CIE L*u*v*系統係一種替代性色彩系統，通常用於評估輻射光 源。CIE標準係由位於奥地利維也納Kegelgasse 27 A-1030 的 C〇mm1SS1〇n Internationale de rEclairage (CIE)，cie

Central Bureau所發佈。其他標準主要用於工業和商業應用， 200303983

例如位於美國賓州PA 1 9428 West Conshohocken 鎮Bar Harbor路1 〇〇號的美國測試和材料標準（ASTM)所發佈者，包 括ASTM 0001到ASTM 0036的出版物。 色彩三色激值X、Y和Z表示標準觀察者的色彩感受。X、 Y和Z三色激值係數值，經按CIE 1931標準觀察者色彩函數 修改’其以物理形式表示一樣本反射光波長特定範圍之積 分，以及於特定波長測量之光源的光譜功率分佈。若已知 三色激值，則可於其他色彩座標系統中獲得色點，包括CIE x、y色度座標、CIEL*a*b*、CIEL*u*v*或使用各種線性和 非線性變換的其他色彩空間。 可進行進一步的變換和校正，使影印機、掃描器、彩色 電視和監視器、印表機及數位相機能準確記錄、顯示和複 製色彩。變換參數用於數位相機或彩色掃描器之影像處理 的實例可見於「影像信號處理方法」（美國專利案號 6,278,53 3)。「具有從複數個光學帶通濾波器中選擇最佳濾、 波裔功能的色度系統」（美國專利案號5，9 8 6，7 6 7)、「測量色 彩和外觀的色度成像系統」（美國專利案號5,85〇,472)和 比色計」（美國專利案號4，4 0 2，6 1 1)中描述了色度系統。 仔 細 選 擇 彩 色 滤、 波 器 和 相 關 的 偵 測 器 ) 有 利 於 在 小 塑 系 統 中 準 確 確 定 色 彩 的 — 色 激 值 0 一 般 而 言 ， 要 生 產 和 找 到 符 合 人 類 色 彩 比 較 功 能 的 彩 色 濾 波 器 相 田 困 難 0 準 確 和 快 速 變 換 濾、 波 器 輸 出 的 方 法 可 能 需 要 變 換 矩 陣 以 便 在 需 要 更 準 確 度 的 情 況 下 提 供 額 外 條 件 和 額 外 回 應 值 同 時 使 200303983

計算量最小。為改進特定光源組的色彩感測準確度，最好 能發展一套選擇光偵測器和彩色濾波器的指導方針。 發明内容 因此，本發明的目標係提供一種感測色彩和估測發光二 極體光源的方法和系統，並克服上述缺陷和障礙。

本發明一方面係確定發光二極體光源的三色激值之方 法。該方法的實施步驟包括：基於一組光譜敏感度函數和 一組色彩比較函數以確定局部變換矩陣；測量與發光二極 體光源發射光相關的一組色彩回應；並根據該局部變換矩 陣和該色彩回應組確定三色激值的估測。 發光二極體光源可能包括一個或多個紅、綠、藍三元組 發光二極體。可使用與該紅、綠、藍三元組發光二極體相 關的峰值紅光波長、峰值綠光波長和峰值藍光波長時的泰 勒級數展開式（Taylors series expansion)計算局部變換矩 陣。 可分別使用紅色、綠色和藍色濾、波器測量其色彩回應。 局部變換矩陣可包括與紅、綠、藍色濾波器所測得的色彩 回應相關的矩陣元素。可使用紅、綠、藍色濾波器和紅、 綠、藍色邊緣濾波器測量色彩回應。局部變換矩陣可包括 與紅、綠、藍色濾波器和紅、綠、藍色邊緣濾波器的色彩 回應相關的矩陣元素。可使用紅、綠、藍色濾波器、紅、 綠、藍色邊緣濾波器和紅、綠、藍帶阻濾波器測量色彩回 應。局部變換矩陣可包括與紅、綠、藍色濾波器、紅、綠、 (5) 200303983

藍色邊緣濾波器和紅、綠、藍帶阻濾波器的色彩回應相關 的矩陣元素。 確定發光二極體發射光之三色激值的方法可進一步包括 根據所估測的三色激值計算一組色點的步驟。確定發光二 極體發射光之三色激值的方法，可進一步包括根據一通用 色彩座標系統、一預定義色彩座標系統或一使用者定義色 彩座標系統中的估測三色激值，以計算一組色度座標的步 本發明另一方面係發光二極體光源三色激值的產生系 統，包括根據一組光譜敏感度函數和一組色彩比較函數確 定局部變換矩陣的構件、測量與發光二極體光源發射光相 關的一組色彩回應的構件，以及根據局部變換矩陣和色彩 回應組估測三色激值的構件。

該系統可包括根據估測的三色激值計算一組色點的構 件。該系統可包括根據通用色彩座標系統、預定義色彩座 標系統和使用者定義色彩座標系統中的估測三色激值，以 計算一組色度座標的構件。 本發明另一方面係可用於電腦之媒體，包括確定發光二 極體光源三色激值的程式、根據一組光譜敏感度函數和一 組色彩比較函數確定局部變換矩陣的電腦程式碼、測量與 發光二極體光源發射光相關的一組色彩回應的電腦程式 碼，以及根據局部變換矩陣和色彩回應組估測三色激值的 電腦程式碼。 200303983

局部變換矩陣可包括與一組紅、綠、藍色濾波器之色彩 回應相關的矩陣元素。局部變換矩陣可包括與一組紅、綠、 藍色濾波器和一組紅、綠、藍色邊緣濾波器之色彩回應相 關的矩陣元素。局部變換矩陣可包括與一組紅、綠、藍色 濾波器、一組紅、綠、藍色邊緣濾波器和一組紅、綠、藍 帶阻濾波器之色彩回應相關的矩陣元素。

電腦可使用媒體可包括根據估測三色激值計算一組色點 的電腦程式碼。電腦應用媒體可包括在通用色彩座標系統、 預定義色彩座標系統和使用者定義色彩座標系統中計算一 組色度座標的電腦程式碼。 實施方式 圖1的方塊圖顯示根據本發明估測發光二極體發射光之 三色激值的系統之具體實施例1 0 0。

該發光二極體三色激值產生系統可包括一或多個發光二 極體光源1 1 0、一彩色濾波器和光偵測器陣列1 2 0和一信號 處理器1 3 0。該發光二極體三色激值產生系統可包括··一選 擇性色彩邊緣濾波器和光偵測器陣列1 40，和一選擇性帶阻 濾波器和光偵測器陣列1 5 0。 供電時，發光二極體光源1 1 〇可發射光線。該發光二極體 光源1 1 0可由一或多個標稱紅色的發光二極體1 1 2、一或多 個標稱綠色的發光二極體1 1 4和一或多個標稱藍色的發光 二極體1 1 6所組成。該發光二極體光源1 1 0可由包括紅、綠、 藍發光二極體的三元組發光二極體所組成。發光二極體光 -10- 200303983 ⑺ 源η 〇可由很多三元組發光二極體組成。發光二極 1 1 〇發出的光可由彩色濾波器和光偵測器陣列1 2 〇測i 彩色濾波器和光偵測器陣列1 2 0可包括一組光偵測 前方各配備一選定的濾波器。光偵測器和彩色濾波i 包括一標稱紅色的濾波器及任何合適的光债測器， 偵測器，其能夠對發光二極體光源1 1 〇發出的紅光量 出信號R〇。光偵測器和彩色濾波器1 24可包括一標稱 濾波器，其對發光二極體光源1 1 0發出的綠光量產生 號G〇。光偵測器和彩色濾波器1 26可包括一標稱藍色 器，其對發光二極體光源1 1 〇發出的藍光量產生輸 B〇。 信號處理器1 3 0可包括任何合適的硬體和軟體，以 偵測器陣列的回應信號，並計算一組估測三色激值 處理器1 3 0可包括任何合適的硬體和軟體，以根據估 色激值產生色點，或在通用色彩座標系統、預定義 標系統或使用者定義色彩座標系統中，根據估測的 值計算一組色度座標。 選擇性邊緣濾波器和光偵測器陣列1 4 0可產生回 Ri、Gi*Bi，因而可用於產生更準確的三色激值。 器和邊緣濾波器1 42可包括一邊緣濾波器，其傳送標 的光，並吸收標稱綠色和藍色的光。可選用邊緣濾 使傳送和吸收區域之間的傳送波長對應於紅光發光 的峰值波長或另一個原色主導波長。光偵測器和邊 器1 44可包括一邊緣濾波器，其傳送標稱紅色和藍色 體光源 i ° 器，其 i 122 可 如秒光 產生輸 綠色的 輸出信 的遽波 出信號 接收光 。信號 測的三 色彩座 三色激 應信號 光偵測 稱紅色 波器， 二極體 緣濾波 的光， -11 - 200303983

並吸收標稱藍色的光。可選用邊緣濾波器，使傳送和吸收 區域之間的傳送波長對應於綠光發光二極體的峰值波長或 另一個原色主導波長。光债測器和邊緣濾波器1 4 6可包括一 邊緣濾波器，其傳送標稱紅色和綠色及部分藍色光。可選 用邊緣濾波器，使傳送和吸收區域之間的傳送波長對應於 藍光發光二極體的峰值波長或另一個原色主導波長。 選擇性帶阻濾波器和光偵測器陣列1 5 0可產生回應信號 r2、g2和b2，因而可用於產生更準確的三色激值。光债測 器和帶阻濾波器1 5 2可包括一帶阻濾波器，其吸收標稱紅色 的光，並傳送標稱綠色和藍色的光。可選用帶阻濾波器， 使吸收區域的中央波長對應於紅光發光二極體的峰值波長 或另一個原色主導波長。光偵測器和帶阻濾波器1 5 4可包括 一帶阻濾波器，其吸收標稱綠色的光，並傳送標稱紅色和 藍色的光。可選用帶阻濾波器，使吸收區域的中央波長對 應於綠光發光二極體的峰值波長或另一個原色主導波長。 光偵測器和帶阻濾波器1 5 6可包括一邊緣濾波器，其吸收標 稱藍色的光，並傳送標稱紅色和綠色的光。可選用帶阻濾 波器，使吸收區域的中央波長對應於藍光發光二極體的峰 值波長或另一個原色主導波長。 圖2顯示根據本發明確定發光二極體光源三色激值之方 法2 0 0的示意圖。三色激值確定方法2 0 0可估測與一或多個 發光二極體光源2 1 0發出的光相對應的三色激值。光偵測器 和彩色濾波器220可偵測發光二極體2 1 0光源發出的一部分 光。光偵測器和彩色濾波器220所產生與發光二極體光源 -12- 200303983

2 1〇务出的光相關的色彩回應組R〇、G〇和B〇可由一局部變換 矩陣Μ 230進行代數運算。局部變換矩陣μ 23〇可包括列向 虽1(1) Μ2(λ2)和Μ3(λ3)，其中，色彩回應組、G〇和Β0 根據標準矩陣運算乘 值X、Υ和Ζ : 以矩陣Μ，以根據以下公式估測三色激 'X Υ Ζ

Ti?〇" = [Μι(λ〇 Μ2{λ2)Μ^λή\σ〇 Bo 0)

列向里ΜΚλΟ可包括三個預計算元素m"、^21和m31。元素 mnQO、m2lUl)和可按原色主導波長、紅光發光二 極體的峰值波長或另一個合適的波長計算。列向量厘“、） 可〇括一個預„十异元素、％2和m32。元素mi2(x2)、m22(x2) 和ηΐ32(λ2)可按原色主導波長、綠光發光二極體的峰值波長 或另個合適的波長計算。列向量Μ3(λ3)可包括三個預計算 元素 m13 m23 和 m33。元素 mi3(x3)、m23(x3)和 m33(x3)可按原鲁 色主導波長、藍光發光二極體的峰值波長或另一個合適的-波長計算。 在求和接合點260計算時加入額外條件，可更準確地確定 三色激值X、Y和Z。利用標稱紅、綠、藍光偵測器和彩色 渡波器220組產生的彩色濾波器回應值r〇、G〇和b〇，及紅、 綠、藍光偵測器和邊緣濾波器24〇組產生的邊緣濾波器回應 值、0!和Bi，可按以下等式確定三色激值。上述邊緣濾 ’ 波器回應值對應於一組原色主導波長、發光二極體光源中 -13- (10) (10)200303983 的紅、綠、藍發光二極體的一組峰值波長或一組合適的波 長0 ~R〇m 'rC 7 Ζ 一 = [>/ι(2〇 Μ2(λ2)Μ^(λ^)] G〇 _β〇_ + [ΜΓ {λχ)Μι(λ%)Μ^{λ^)} Gi ⑵ 其中Mi (λ!)、Μ2’（λ2)和Μ3’（λ3)可由構成局部變換矩陣250的 1 X 3個列向量組成。列向量Μι，（λι)可包括三個預計算元素 mn、m2i 和 m31。元素 11111,(人1)、11121’（人1)和11131，（人1)可按原 色主導波長、紅光發光一極體的峰值波長或另一個合適的 波長計算。列向量Μ/αΟ可包括三個預計算元素m12,、m22, 和m32,。元素ιη12'(λ2)、ιη22’（λ2)和m32’（x2)可按原色主導波長、 綠光發光二極體的峰值波長或另一個合適的波長計算。列 向量Μ3'(λ3)可包括三個預計算元素m13，、m23,和m33，。元素 、ιη23’（λ3)和ιη33’（λ3)可按原色主導波長、藍光發光 二極體的峰值波長或另一個合適的波長計算。局部變換矩 陣Μ 230對光偵測器和彩色濾波器220之回應值的運算結果 及局部變換矩陣2 5 0對光偵測器和濾波器2 4 0之回應值的運 算結果可在求和接合點2 6 0上相加，以產生三色激值X、γ 和Ζ 〇 圖3顯示根據本發明確定發光二極體光源三色激值的另 一方法3 0 0的示意圖。使用交叉條件和更高階的條件，可更 準確地確定發光二極體光源3 1 0的三色激值X、γ和ζ。例如， 可根據以下公式計算三色激值： -14- 200303983 (ii)

Ro G〇 M2 从3 从12 从13 从23 ] Y RoGo z i?o5〇 GoBo ⑶ 在局部變換矩陣3 3 0和340中使用光偵測器和彩色濾波器 3 2 0產生的色彩回應組，然後在求和接合點3 5 0將其相加。 圖4顯示根據本發明確定發光二極體光源三色激值的另 一方法4 0 0的示意圖。 利用在交叉條件局部變換矩陣430和440中使用光偵測器 和彩色濾波器420產生的回應值組，結合在交叉條件局部變 換矩陣460和470中使用光偵測器和邊緣濾波器450產生的 回應值組，可更準確地確定發光二極體光源4 1 0的三色激值 X、Y和Z。當結合光偵測器和邊緣濾波器450產生的回應值 組時，可按以下列公式計算三色激值： R〇 G〇

丫 Υ =[Μι Z L J

Ml M3 Mu Mi3 M23

Bo

RqG〇 RoBo _G命丨 R\

Gi 十[Ml’ M2_ Μ]· Ml3 B' R\Gi (4) G\B\ -15- (12) 200303983

如果有需要，可利用帶阻濾波器的回應值R2、G2和B2，以 更準確地計算三色激值X、Y和Z。上述等式可繼續擴展如下：

mxm -Ro_ 'Ri Y 二[Λίι(Αι) Μ2(22)Μ<λ3)] G〇 + [JV/i' (/l〇 Μτ {λι)Μ^ (As)] Gi z A (5)

Ri + [ΜΓ (λ\) Μτ {λι)Μ^{λή} Gi [El

其中局部矩陣列向量Μ! π、M2’f* “，可按同一組原色主導波 長、三元組中的紅、綠、藍光發光二極體的峰值波長或另 一個合適的波長計算。當包括額外的非線性條件和交叉條 件時，公式變成： R〇 ~ Ri " G〇 Gi 'X一 Bo Mi Mz Mn Mn M^] Bi Y z = [Μι Λ/2 Λ^3 Λ/12 Ml3 M23] R0G0 R〇B〇 R\Gi JiiBi G〇B〇 G1B1 -h[M] Mi Mi Μη Mu Μιζ ]

Ri 〇7 Βι R2G2 RiBi ⑹

G7B1 -16- (13) 200303983

色彩和邊緣濾波器、色彩和帶阻濾波器和邊緣濾波器與帶 阻濾波器之間的交叉條件也可加入，與二階和更高階條件 一起達到接近任何需要的準確性。

至此，尚未涉及局部變換矩陣元素的計算。假設紅、綠、 藍色濾波器的彩色濾波器敏感度函數分別為Γ(λ)、g(^)和 1)(λ)。通常，Γ(λ)、g(X)和ΐ3(λ)係變數λ在相關範圍的正實數 連續函數，例如，在3 8 0奈米和7 8 0奈米之間的可見波長範 圍，或义⑽]。一般而言，現有實數函數矩陣Μ(λ)，使 严— π mr{X) ^.W yW ^ Μ(λ) 咖） ζ{λ)_ bWm 其中ij =1，2, 3}是實數函數，Ι(λ)、歹（人）和芝（λ) 均係色彩比較函數，如CIE在1931年建立、廣為使用的標準 觀察者色彩函數。進一步假設

χ(Α)式 0 for A e {儿,_儿你(8a) y(/t) ^ 〇 f〇^ ^ ^ {/1/, mln/ly,max}, (8b) ζ(Α) θ 0 fo厂又在 '{儿，min 儿離}> (8c) 以及 r(A) ^ 0 for Λ ^ min Ar, (9a) g(乂）古 0 fo厂义 G {人,min Aj 轉}, (9¾) # 0 fo厂 A s {A^minAb,編}; (9c) -17- (14) 200303983 對於色彩感測器光譜範圍，可獲得以下觀察結果： λβ,ιηΐη £. λγ,Ιηίη<λγ,Γη nax，則Μ(λ)可能是對角 1)若 xr，min £_Xx，min<Xx，max £_λΓ，功 ax，） < λ.,〈Xv.max λ g，m a χ ’ 且 λ b，m i η λ ζ，m i η < λ ζ , m a χ $ 入] 矩陣並且有界。 λ， ax S 入r，m a χ ’ λ g，m i n S λb，m a x ’ 且 ^r，] £_Xg，max，則 Μ(λ)有界。 或 λ:，: λ， 3) 若 Xb，max < Xg，min ’或 xg max < 或入z，min < Xb，min ’ 則 Μ ( λ)有界。 ^z，max 時 ’ Μ(λ) 4) 在 xx，min、 Xx，max_、 ky，min、 Xy，max、 λζ 糸早函數。 若公式 7表示 Μ(λ) = [Μι(λ)，Μ2(λ)，Μ3(λ)]，則 RGB發光二極 體光源的三色激值及發光二極體光源的合併功率光譜密产 或合併輻射光譜（Ρ(λ))可表示如下： a

xyz ^__I \MiX)r{X)P{X)dX π» \M2{X)g(X)P(X)dA + \Μζ(λ)ύ{λ)Ρ{λ)άλ (i〇) cr σ σ

根據發光二極體光源峰值波長的位置及彩色濾波器敏感户 函數的峰值波長（如果有的話），令i=1，2, 3，可在λί計算: 個Μ 1 (λ)的泰勒級數近似值。例如， Μ·μ) = Μ·(；1/：Κ(λ-λ)Μ/»^^Μ_(；ΙΗ.… (11) 對於RGB發光二極體光源，可選擇λι = χΓ、乂2 = ^和λ = 3 人Vv -18- (15)200303983 因此，公式10可進一步表示為（參見公式2): :及1' Gi +-(12) Βι Y ^[M\{Xx)Mi{Xi)M^Xi)]G〇 Z Bo. -[Μ{(λΐ)Μ7{λΐ)Μ3(λ3)] 其中R 〇、G 〇、B 〇是紅、綠、藍色濾波器處所感測到的輸出 值，而R1、G 1、B 1則是邊緣濾、波器處所感測到的輸出值。公 式（1 2)的進一步擴展可導出X、Y、Z感測和估測的以下一般 結構：

X Y Z -[Μ\ Μι Μ2 Mu M13 Mu ] R〇 Go B〇 RoGo RoBo G〇B〇 Λι Cl -[M\ Mi Ms Mn Mu Mi% ]

Bi JhGi (13)

RiBi

GiBi 考慮到大多數彩色濾波器的光偵測器輸出值為正回應值函 數，有時可使用公式（1 0)的偶次條件，而不會有損失。 圖5顯示根據本發明確定發光二極體光源三色激值之方 法5 0 0的流程圖。三色激值確定法5 0 0包括各種步驟，估測 紅、綠、藍三元組發光二極體的三色激值，準確性越來越 高。三色激值確定法500可由獲得一組色彩比較函數无（λ)、 'λ)和λ)的數值開始，這些數值涵蓋3 80奈米和780奈米之 -19- (16) 200303983

間的標準值，如方塊圖5 0 5所示。例如，可使用所謂CIE色 彩比較函數（i(λ)、歹（λ)、Ζ(λ))，其定義比色法中廣泛使用 的CIE 1 93 1標準色度觀察者的色彩比較屬性。如方塊圖 5 1 0所示，可獲得光偵測器和彩色濾波器的一組光譜回應度 資料或光譜敏感度函數。可從生產商、產品資料表獲得光 譜敏感度函數，或藉由實驗測量獲得。如方塊圖5 1 5所示， 實數函數矩陣Μ可按公式7計算。如方塊圖5 2 0所示，與紅、 綠、藍三元組相關的一組峰值波長可從生產商處獲得，或 藉由實驗獲得。如方塊圖5 2 5所示，利用峰值波長組或另一 組原色主導波長，可根據公式1 1計算局部變換矩陣。如方 塊圖5 3 0所示，可按公式1選擇局部變換矩陣的元素。如方 塊圖5 3 5所示，可使用公式1估測一組三色激值。如方塊圖 540所示，若使用紅、綠、藍濾波器的一組回應值獲得足夠 的準確性，則可認定該估測是充分的，如方塊圖5 4 5所示， 且該方法是完整的。 如方塊圖5 5 0所示，如果在確定發光二極體光源的三色激 值時想要更高的準確性，則可利用與紅、綠、藍濾波器的 回應值組相關的交叉條件和非線性條件。如方塊圖5 5 5所 示，可在公式3中選擇和使用對應的矩陣元素。如方塊圖5 6 0 所示，如果需要更高的準確性，則可與紅、綠、藍邊緣濾 波器的一組回應值一起，使用標稱紅、綠、藍邊緣濾波器 的一組回應值。如方塊圖5 6 5所示，回應值組可與在公式2 或4中選擇或使用的相關矩陣元素相結合，如方塊圖5 3 5所 示，也可與估測的三色激值組相結合。如方塊圖5 7 0所示， -20- (17) 200303983 如果還需要更高的準確性，可利用公式5或6的相應矩陣元 素，與標稱紅、綠、藍邊緣濾波器的一組回應值及紅、綠、 藍濾波器的回應值一起，使用標稱紅、綠、藍帶阻濾波器 > 的一組回應值。如方塊圖5 7 5所示，回應值組可與相關矩陣 * 元素相結合，如方塊圖5 3 5所示，也可與估測的三色激值組 相結合。如果可行，也可進一步增加非線性條件和交叉條 件的數量。 根據標準轉換等式，可從所估測的三色激值計算一組色 ®

(14a) (14b)

X χ+υ-Γζ y= χΤΫΤζ

依據塗料、塑膠和紡織工業廣泛使用的1 976 CIE L*a*b*(CIELAB)色彩空間的標準換算公式，可從CIE L * a * b *色彩座標系統的估測三色激值計算一組色度座標。 依據電視和視訊顯示業普遍使用的1 976 L*u*v*(CIELUV) 色彩空間的標準換算公式，可從CIE L*u*v*色彩座標系統 的估測三色激值計算一組色度座標。 CIE L*a*b*系統或CIE L*u*v*的色度座標組可視為通用 色彩座標系統。其他通用色彩座標系統或預定義色彩座標 系統的色度座標可從三色激值計算。其他具體實施例包括 應使用者的要求計算使用者定義色彩座標系統的色度座

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(18) 雖然本文所揭示發明之具體實施例係目前較佳的選擇， 但可對這些具體實施例進行各種修改及變更，且不背離本 發明的更廣泛精神及範疇。本發明的範圍由附隨的申請專 利範圍所定義，所有相同意義和範圍之内所作的變更及修 改都包含於本發明中。 圖式簡單說明 參考附圖及對本發明之詳細說明，將更能暸解本發明之 上述及其它特點及優點。詳細說明及附圖僅為本發明之解 說，而非限制，本發明之範圍定義於隨附的專利申請範圍 及其同等文字中。 圖1之方塊圖係根據本發明估測發光二極體發射光之三 色激值的系統的具體實施例； 圖2係根據本發明確定發光二極體發射光之三色激值的 方法的具體實施例之示意圖； 圖3係根據本發明確定發光二極體發射光之三色激值的 方法的另一具體實施例之示意圖； 圖4係根據本發明確定發光二極體發射光之三色激值的 方法的另一具體實施例之示意圖；以及 圖5係根據本發明確定發光二極體發射光之三色激值的 方法的具體實施例之流程圖。 -22- (19) 200303983

圖式代表符號說明 100 本 發 明 之 系 統 110 發 光 二 極 體 光 112 紅 色 發 光 二 極 114 綠 色 發 光 二 極 116 藍 色 發 光 二 極 120 光 偵 測 器 陣 列 122 光 偵 測 器 和 彩 124 光 偵 測 器— 和 彩 126 光 偵 測 器 和 彩 130 信 號 處 理 器 140 光 偵 測 器 陣 列 142 光 偵 測 器 和 邊 144 光 偵 測 器 和 邊 146 光 偵 測 器 和 邊 150 光 偵 測 器 陣 列 152 光 偵 測 器 和 帶 154 光 偵 測 器 和 帶 156 光 偵 測 器 和 帶 200 色 激 值 確 定 2 10 發 光 二 極 體 光 220 光 偵 測 器 和 彩 230 局 部 變 換 矩 陣 240 紅 綠 、 藍 光 源 體 體 體 色濾波器 色濾波器 色濾波器 緣濾波器 緣濾波器 緣濾波器 阻濾波器 阻濾波器 阻濾波器 方法 源 色滤波器 Μ 偵測器和邊緣濾波器

-23- (20)200303983 250 局 部 變 換 矩 陣 260 求 和 接 合 點 300 二 色 激 值 確 定 方 法 3 10 發 光 二 極 體 光 源 320 光 偵 測 器 和 彩 色 濾 波 器 330 局 部 變 換 矩 陣 340 局 部 變 換 矩 陣 350 求 和 接 合 點 400 二 色 激 值 確 定 方 法 410 發 光 二 極 體 光 源 420 光 偵 測 器 和 彩 色 濾 波 器 430 局 部 變 換 矩 陣 440 局 部 變 換 矩 陣 450 光 偵 測 器 和 邊 緣 濾 波 器 460 局 部 變 換 矩 陣 470 局 部 變 換 矩 陣 500 二 色 激 值 確 定 方 法

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Claims (1)

1. 200303983 拾、申請專利範爵 1. 一種確定發光二極體光源三色激值的方法，其包括： 根據一組光譜敏感度函數和一組色彩匹配函數確定一 局部變換矩陣； 測量與發光二極體光源所發出光相關的一組色彩回 應；以及 根據該局部變換矩陣和該組色彩回應估測一三色激 值。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該發光二極體光源包 括至少一個紅綠藍三元組發光二極體。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該局部變換矩陣係使 用與該紅綠藍三元組發光二極體相關的一峰值紅光波 長、一峰值綠光波長和一峰值藍光波長時的泰勒級數展 開式計鼻而得。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該組色彩回應係使用 一紅色濾波器、一綠色濾波器和一藍色滤波器測量而得。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該局部變換矩陣包括 與該紅、綠、藍濾波器之色彩回應相關的矩陣元素。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該組色彩回應係使用 一紅色濾波器、一綠色濾、波器、一藍色濾波器、一紅色 邊緣濾波器、一綠色邊緣濾波器和一藍色邊緣濾波器測 量而得。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該局部變換矩陣包括 與該等紅、綠^藍彩色濾波器和該等紅、綠、藍邊緣濾 200303983

   波器之該等色彩回應相關的矩陣元素。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該組色彩回應係使用 一紅色濾波器、一綠色濾波器、一藍色濾波器、一紅色 邊緣濾波器、一綠色邊緣濾波器、一藍色邊緣濾、波器、 一紅色帶阻濾、波器、一綠色帶阻濾波器和一藍色帶阻濾、 波器測量而得。 9.如申請專利範圍第8項之方法，其中該局部變換矩陣包括 與該等紅、綠、藍彩色濾波器、該等紅、綠、藍邊緣濾 波器和該等紅、綠、藍帶阻濾波器之該等色彩回應相關 的矩陣元素。 1 0.如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括： 從所估測的該等三色激值計算一組色點。 1 1 .如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括： 從一色彩座標系統之估測三色激值計算一組色度座 標，該座標系統係選自由一通用色彩座標系統、一預定 義色彩座標系統和一使用者定義色彩座標系統所組成之 群組。 1 2. —種發光二極體光源三色激值產生系統，其包括： 根據一組光譜敏感度函數和一組色彩比較函數以確定 一局部變換矩陣之構件； 測量與該發光二極體光源所發出的光相關的一組色彩 回應的構件；以及 根據該局部變換矩陣和該組色彩回應確定一三色激值 估測的構件。_ 200303983

   1 3 .如申請專利範圍第1 2項之系統，其進一步包括： 從所估測的三色激值計算一組色點的構件。 1 4.如申請專利範圍第1 2項之系統，其進一步包括： 從一色彩座標系統之三色激值估測計算一組色度座標 的構件，該座標系統係選自由一通用色彩座標系統、一 預定義色彩座標系統和一使用者定義色彩座標系統所組 成之組群。 1 5 . —種包含確定發光二極體光源三色激值之程式之電腦可 使用媒體，其包括： 根據一組光譜敏感度函數和一組色彩匹配函數以確定 一局部變換矩陣的電腦程式碼； 測量與該發光二極體光源所發出的光相關的一組色彩 回應的電腦程式碼；以及 根據該局部變換矩陣和該組色彩回應以確定一三色激 值估測的電腦程式碼。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之電腦可使用媒體，其中該局部 變換矩陣包括與一組紅、綠、藍彩色濾波器之色彩回應 相關的矩陣元素。 1 7.如申請專利範圍第1 5項之電腦可使用媒體，其中該局部 變換矩陣包括與一組紅、綠、藍彩色濾波器和一組紅、 綠、藍邊緣濾波器之色彩回應相關的矩陣元素。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項之電腦可使用媒體，其中該局部 變換矩陣包括與一組紅、綠、藍彩色濾波器、一組紅、 綠、藍邊緣濾j皮器和一組紅、綠、藍帶阻濾波器之色彩 200303983

   回應相關的矩陣元素。 1 9.如申請專利範圍第1 5項之電腦可使用媒體，其進一步包 括： 用以從所估測的該等三色激值計算一組色點之電腦程 式碼。 2 0.如申請專利範圍第1 5項之電腦可使用媒體，其進一步包 括： 從色彩一座標系統之估測三色激值計算一組色度座標 的電腦程式碼」該座標系統係選自由一通用色彩座標系 統、一預定義色彩座標系統和一使用者定義色彩座標系 統所組成之組群。 2 1. —種發光二極體系統，藉以實施如申請專利範圍第1至11 項中任一項之方法。 22 . —種電腦可使用媒體，其包括藉以實施如申請專利範圍 第1至1 1項中任一項之方法的一程式。 -4-