カメラの照明デバイス

专利摘要:
シーンの平均的ライティング設定に、より正確にマッチングできるような照明方法等を提供する。本発明は、平均的ライティング設定を有するシーンを照明するための方法に関し、この方法は、複数のピクセルを含む画像センサ（１１０）からのシーン情報を受信するステップと、前記シーン情報に基づき、前記シーンに対する色度座標を決定するステップと、少なくとも２つの異なる色の光源（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）をドライブするために使用される制御値を前記色度座標に基づいて決定するステップとを有し、よって前記シーンの前記平均的ライティング設定を本質的に変更することなく、前記シーンの照明を可能にする、照明を照明するための方法に関する。本発明は、シーンの平均的ライティング設定に、より正確にマッチングできるようにするものであり、本発明では、シーン内の照明されている物体の、より自然なレンダリングを保証する光を発生できる。従来技術と比較し、黒体輻射曲線から離れたスペクトルを有する光源に対し、色度座標は補正された色温度を使用するときよりもシーンを照明する周辺光の色のより良好な表示となる。本発明は、対応する照明デバイス（１００）にも関する。
公开号:JP2011507023A
申请号:JP2010537564
申请日:2008-12-08
公开日:2011-03-03
发明作者:ラルフ クルト；ドラガン セクロフスキー；イングリッド；エム；エル；セー フォーヘルス；エデュアルド；イェー メイエル；ヘルベルト リフカ
申请人: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；
IPC主号:G03B15-02

专利说明:

[0001] 本発明は、シーンを照明するための方法に関する。本発明は、シーンを照明するための対応する照明デバイスにも関する。]
背景技術

[0002] カメラのフラッシュは、シーンの照明を補助するために、約５５００Ｋの色温度で人工的な光の瞬間的な（一般に１秒の約１／３０００の時間の）フラッシュを発生するデバイスである。種々の理由から（例えば、高速移動する物体を捕捉するため、周辺光とは異なる温度の光を発生するため）フラッシュを使用できるが、適正な写真露光をするために充分な光量を有しないシーンを照明するのにほとんどこれらフラッシュが使用されている。]
発明が解決しようとする課題

[0003] カメラのフラッシュを使用する場合の大きな欠点は、基本的にはフラッシュの色温度が固定されていることである。この結果、写真を撮るときに使用される光は、主にフラッシュ光から発生する。このことは、フラッシュの固定された色温度とは異なった色温度を有するシーン、例えばロウソクの暖かな光に照らされたクリスマスディナーのシーンを、写真を撮ったときの実際の雰囲気と同じようには再現できないことを意味する。基本的には、色温度が固定されているフラッシュを用いてシーンの雰囲気を正確に捕捉することはほとんど不可能である。この問題を解決する１つの方法は、カメラのシャッター時間を長くし、フラッシュを使用しないことであるが、当業者に知られている多くの理由から、シャッター時間は短くすることが好ましい。この問題を解決する別の方法は、色温度を調節できる光を発光するフラッシュを使用することである。]
[0004] 色温度を調節できる光を発光するフラッシュデバイスの例として、写真家またはビデオ作成者が使用するような固定された追加ライトがあり、このライトでは、例えば異なるタイプのフィルタ、例えば日没用フィルタまたはクロムフィルタを使用することにより、フラッシュが発光する光の色温度を人工的に調節している。しかしながら、フィルタをマニュアルで変えることは望ましいことではなく、同時に多数のフィルタが必要となるので、この結果、最終製品が高価となる。]
[0005] 米国公開特許第US2005/0134723号にはこの問題を解決しようとする一実現例が開示されている。この米国公開特許は、カメラと、複数の異なる色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むライティング（照明）モジュールとを備えた画像収集システムを開示している。このライティングモジュールは、シーンを照らしている周辺光の色温度と基本的には同じ色温度を有する光でシーンを照明するようになっている。しかしながら、シーンの色温度しか使用しないことは、極めて厳密な仮定のもとでしか、例えば、色温度を推定するために使用されるシーン内のすべての物体またはシーンの一部の色が中性的なグレーに平均化される場合にしか、すなわちグレーワールドの仮定のもとでしか、または特殊な中性的なグレーのターゲットを使用するときにしか、良好な推定値を与えないので、シーンの色温度のマッチングに関して適当な精度とすることはできない。]
[0006] 従って、精度および適応性に関して更に改善をしながら、従来技術の問題を少なくとも解消する平均的なライティング設定を有するシーンを照明するための改善された方法が望まれている。]
課題を解決するための手段

[0007] 本発明の１つの観点によれば、上記目的は、平均的ライティング設定を有するシーンを照明するための方法であって、複数のピクセルを含む画像センサからのシーン情報を受信するステップと、前記情報信号に基づき、前記シーンに対する色度座標を決定するステップと、少なくとも２つの色の光源をドライブするために使用される制御値を前記色度座標に基づいて決定するステップとを備え、よって前記シーンの前記平均的ライティング設定を本質的に変更することなく、前記シーンの照明を可能にする、照明を照明するための方法によって達成される。]
[0008] 本発明によれば、シーン情報なる表現は、少なくともシーンを照明する人工光の強度および特性（これらだけに限定されない）を意味するものと理解すべきである。しかしながらシーン情報は、シーン内の物体の検出、例えばシーン内にいる人物を検出することも含むことができる。一般にこのシーン情報は、シーンの強度および可能な場合には色および／またはシーン内の当該物体のデジタル表示である。]
[0009] 本発明は、シーンの平均的ライティング設定に、より正確に一致できるようにするものであり、本発明では、シーン内の照明される物体のより自然なレンダリングを保証する表示を発生できる。従来技術の方法は、シーン照明のためのターゲットとして、補正された色温度しか使用せず、伝統的なライティング（昼光、白熱光）に対しては、かかる光源の色度は、黒体輻射曲線に近似しているので、このようなライティングで十分である。しかしながら、最新の光源、例えば蛍光光源およびＬＥＤは、一般に黒体輻射曲線から離間した色度を有する。従って、シーンを照明する周辺光の色度座標だけでなく、従来技術に従って補正された色温度も推定することは、ムード設定に対して仕様を合わせた最新の人工ライティングのもとでは、より重要となる。更に、いくつかの色度座標は、補正された色温度ラインを構成するので、補正された色温度は色度座標ほど正確でないことにも留意すべきである。比較として、色ポイントは１つのポイントであるので、より正確である。]
[0010] 好ましい実施形態では、前記シーン情報は、少なくとも２つの色チャンネルを含む二次元情報ベクトルであり、前記色度座標の決定は、前記シーン内の前記少なくとも２つの色チャンネルの各々に対する最大値を見つけることを含む。すなわちシーンがカメラのフィルタ感度に対応するスペクトルの少なくとも一部において、完璧なホワイト拡散レフレクタまたは拡散レフレクタとなっている物体を有する場合、この方法は、イルミナントの色度の良好な推定値を発生する。非拡散反射を補正する方法の変形例として、シーン内の正反射および蛍光材料を検出し、これらピクセルによって与えられる情報を除く方法がある。従って、この改善方法を実行できるようにするには、すべてのピクセルが必要となるだけでなく、別のセンサによって与えられる１つの値も必要である。色度座標を決定するためのこの方法は、時々レチネックス方法とも称されており、この方法は、例えば「計算カラーコンスタンシーアルゴリズムの比較；第１部：合成されたデータによる方法および実験」および「カラーコンスタンシーアルゴリズムの比較；第２部：画像データによる実験」（画像処理におけるＩＥＥＥトランザクション、第１１巻第９号、９７２〜９８４ページおよび９８５〜９９６ページ、ＩＥＥＥ、２００２年、コバス・バルナードおよびブラド・カルデイおよびブライアン・フント）に開示されている。]
[0011] 別の好ましい実施形態では、前記色度座標の決定は、例えば、シーンに含まれる大多数のピクセルに基づき、前記シーン内の前記少なくとも２つの色チャンネルの各々を合計し、平均化することを含む。多くの中性的シーンに対し、物体の色の平均値は中性グレー（グレーワールド仮定）となる傾向があり、かかるケースでは、平均値の色度は、シーンのイルミナントの良好な推定値である。二次元（２Ｄ）または三次元（３Ｄ）ヒストグラムを構築し、空でないビンのセントロイドだけを平均化すると、この仮定を緩和できる。単一の周辺照明センサはすべてのピクセルを平均化するので、再びカメラからのすべてのピクセルに対する情報を使用することは、更なる改善を可能にする。更に、シーン情報に含まれる空間情報を使用し、色度座標を決定し、よって決定ステップを更に強化することも可能である。例えばヒストグラムを構築する際のシーン情報の処理は、例えば次の色空間：ＣＩＥＸＹＺ、ＣＩＥ ｘｙＹ、ＣＩＥ Ｌ*ａ*ｂ*、ＣＩＥ Ｌ*ｕ*ｖ*、ＣＩＥ Ｌｕ’ｖ’、デバイスＲＧＢ、ｓＲＧＢとしての標準的ＲＧＢ、デバイスｒｇまたは標準的ＲＧＢ誘導ｒｇ、ＹＲｃＣｂ、ＹＵＶのうちのいずれかで実行できる。上記リストは、網羅したものではなく、その他の可能な色空間を同じように使用することもできる。]
[0012] 画像センサは、例えばＣＭＯＳまたはＣＣＤ画像センサとなるように選択することが好ましい。しかしながら、この画像センサは、コスト分に応じて決まり、この場合、一般にＣＭＯＳセンサのほうが安価であるが、現在、潜在的にＣＣＤセンサよりも画質が低い結果を生じさせる。この画質センサは少なくとも２つの色、より好ましくは３つの色を捕捉することが好ましいが、多数のモノクロ画質センサおよびフィルタも使用できる。当業者には適当な三原色フィルタが周知となっており、一部のケースでは、一体部品となるようにこのフィルタは画像センサと一体化されている。]
[0013] この方法は更に、少なくとも２つの異なる色の光源からの光を混合し、よって照明されたシーンにおける色シャドーを防止するステップを更に含むことが好ましい。この色混合は、コリメータとレフレクタとの組み合わせを使用することによって実行できる。その他の可能な混合方法として、デフューザーを使用すること、例えば散乱媒体に光を通過させるか、またはランダム反射パッチと共に光ガイドを使用することが挙げられる。]
[0014] 本発明に係わる方法は、環境光の色度を推定するために予備的フラッシュの使用と組み合わせることも好ましく、この場合、この予備的フラッシュは写真を撮る前にホワイトバランスおよびその他のカメラ設定を行うのに使用される。例えばシーンのピクセル化された画像を使用する周辺ライティング条件の色度を決定し、周辺光設定に従ってフラッシュの設定を決定するために、この予備的フラッシュを使用することができる。本発明の範囲内では、連続する２つの画像を比較することも可能であり、この場合、所定の、良好に構成された予備的フラッシュの照明を使用し、第１画像を撮影する。次に、シーンの色度座標を決定するステップを更に強化するために、その後、この比較結果を使用する。]
[0015] 本発明の更に別の観点によれば、平均的ライティング設定を有するシーンを照明するための照明デバイスであって、少なくとも２つの異なる色の光源と、制御ユニットとを備え、前記制御ユニットは、複数のピクセルを含む画像センサからのシーン情報を受信し、前記シーン情報に基づき、前記シーンに対する色度座標を決定し、少なくとも２つの色の光源をドライブするために使用される制御値を前記色度座標に基づいて決定するようになっており、よって前記シーンの前記平均的ライティング設定を本質的に変更することなく、前記シーンの照明を可能にする、シーンを照明するための照明デバイスが提供される。本発明のこの観点は、補正された色温度を使用するときよりもシーンを照明する周辺光の色の、より良好な表示を提供できることを含む、上記方法による同様な利点も提供する。]
[0016] この制御方法は更に、スペクトル検出器からの情報信号を受信するようにもできる。更に別のスペクトル情報を考慮できるよう、制御ユニットを更に適応させることにより、シーン内の光の改良されたスペクトル測定値を提供し、および／または所定の所望する／あらかじめ決定された色ポイントに対する照明デバイスのカラーレンダリングを最適にすることも可能である。]
[0017] 本発明に係わる照明ユニットは、カメラと共にフラッシュユニットとして使用することが好ましく、このカメラは、例えばアナログカメラまたはデジタルカメラとすることができる。]
[0018] 好ましい一実施形態では、前記少なくとも２つの異なる色の光源は、大きいカラーレンダリングインデックスを有するマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを含む。ＬＥＤは、黒体輻射曲線から離れたスペクトルを有するため、照明すべきシーンの色度座標に基づき、より良好に制御できるので、ＬＥＤを使用すると別の利点が得られる。]
[0019] しかしながら、当業者であれば当然ながら、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）、無機ＬＥＤ、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、高温陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）、プラズマランプを含む群から好ましくは選択された、異なるタイプの光源を使用することも可能であることが理解できよう。更にＬＥＤは、光の形態で使用される電力の最大約６％しか一般に伝えない従来のライト電球と比較し、一般にエネルギー効率がより高くなっている。しかしながら、当然、本発明の範囲では、標準的な白熱色光源、例えばアルゴン、クリプトンおよび／またはキセノン光源を使用することも可能である。しかしながら、より好ましい一実施形態でも、前記マルチカラーＬＥＤアレイは、少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、少なくとも１つの青色ＬＥＤ、少なくとも１つの黄色ＬＥＤ、少なくとも１つのマゼンタ色ＬＥＤ、および少なくとも１つのシアン色ＬＥＤを含む。更に、画像の捕捉と照明デバイスとを同期化するための手段を含むこともできる。ＬＥＤを使用するときには、周辺光と、本発明に係わる照明デバイスからの光と可能な場合には他の光源からの光とが組み合われた全光をシーンによって反射し、カメラによって捕捉できるよう照明デバイスによって提供される照明時間とカメラに対する画像収集時間とを同期化することが必須である。]
[0020] 本発明に係わる照明デバイスは、更に画像センサを含むカメラ内の一部品として使用することが好ましいが、このような部品として使用することだけに限定されない。かかる装置では、画像センサは照明デバイスに提供されるシーン情報を捕捉するために使用することが好ましい。このカメラは、例えば携帯電話と一体にできる。]
[0021] 以下、本発明の現時点で好ましい実施形態を示す添付図面を参照し、本発明の上記およびそれ以外の特徴についてより詳細に説明する。]
図面の簡単な説明

[0022] 本発明の一実施例に係わる電子フラッシュユニットを示すブロック図である。]
[0023] 本発明の一実施例に係わる方法のステップを示すフローチャートである。]
[0024] カメラと、本発明の一実施例に係わる電子フラッシュユニットを含むカメラ装置を示す。]
[0025] フラッシュユニットの光源と画像の捕捉との同期化を示すダイヤグラムの一例である。]
実施例

[0026] 以下、添付図面を参照し、本発明について、より詳細に説明するが、図面には本発明の現時点で好ましい実施形態が示されている。しかしながら、本発明は多数の異なる形態で実現できるので、本明細書に記載した実施形態だけに限定されると見なしてはならず、むしろこれら実施形態は、完璧性および完全性を期するために記載されたものであり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えようとするものである。同様な参照番号は図面全体にわたって同様な要素を示す。]
[0027] 添付図面、特に図１を参照すると、ここには電子フラッシュユニット１００のブロック図が示されている。このフラッシュユニット１００は、調節可能な色照明をし、かつ本発明の現時点で好ましい実施形態に従って構成されている。この実施形態では、電子フラッシュユニット１００、すなわち一般的に示されている照明デバイスは、赤色Ｌ1、緑色Ｌ2および青色Ｌ3の３つのＬＥＤ光源を備え、各光源は対応するドライバー回路１０２、１０４および１０６に接続されている。当然ながら、当業者であれば理解できるように、４つ以上の異なる色の光源を使用することも可能である。更に、単一光源または同じ色の光源の別々に制御されたグループを使用することも可能である。ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3は、協働して、カラーレンダリングインデックス（演色評価数）が大きい光を発生する。更に、カラーレンダリングインデックスを大きくするために、電子フラッシュユニット１００は、別のＬＥＤ、例えばイエロー、マゼンタおよびシアン色のうちの少なくとも１つの色のＬＥＤを含むことができる。] 図１
[0028] 次に、ドライバー回路１０２、１０４、１０６は、制御ユニット１０８によって制御され、この制御ユニット１０８は、複数のピクセルを含む画像センサ１１０からのシーン情報を受信するようになっている。画像センサ１１０を、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ画像センサの少なくとも１つとすることが好ましいが、本発明の範囲では、現在の別のデジタル画像捕捉手段とすることも可能である。この画像センサ１１０は、一般に３つの色チャンネル、例えば緑色、赤色および青色チャンネルによりシーン情報を一般に発生する。画像センサ１１０を覆うバイエル（Ｂａｙｅｒ）マスクを使用することも含む別の方法も可能である。この場合、人の眼は、赤色または青色よりも緑色に対する感度のほうががより高いので、４つのピクセルの各四角形は、フィルタが設けられた１つの赤色ピクセルと、１つの青色ピクセルと、２つの緑色ピクセルから構成されている。どのピクセルでも輝度情報が収集されるが、色の解像度は輝度の解像度よりも低い。しかしながら、３つの画像センサを組み合わせ、画像を赤色成分、緑色成分および青色成分に分割するダイクロイックビーム分割プリズムを使用することも可能である。この場合、３つの画像センサの各々は、特定の色に応答するようになっている。]
[0029] 制御ユニット１０８は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブルデジタル信号プロセッサまたは別のプログラマブルデバイスを含むことができる。この制御ユニット１０８は、上記のデバイスに加え、または上記のデバイスの代わりに、アプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイス、またはデジタル信号プロセッサを含むことができる。制御ユニット１０８が、プログラマブルデバイス、例えば上記マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む場合、このプロセッサは、プログラマブルデバイスの作動を制御する、コンピュータで実行可能なコードを更に含むこともできる。]
[0030] 制御ユニット１０８は、ユーザーインターフェース１１２を介し、ユーザーからの情報を受信するための手段を含むようにもできる。ユーザーインターフェース１１２は、制御ユニット１０８が読み取るための信号または電圧を発生するユーザー入力デバイス、例えばボタンおよび調節可能な制御装置を含むことができる。ユーザーインターフェース１１２を通してユーザーが提供する情報は、例えばシーン、電子フラッシュユニット１００と共に使用されるカメラのタイプに関する詳細情報または同様な情報を含むことができる。この制御ユニット１０８は、画像センサ１１０が提供するシーン情報（例えばシーンのデジタルピクチャ）に基づき、シーンに対する色度座標を決定し、シーンに対する色度座標に対応するそれぞれのドライバー回路１０２、１０４、１０６にドライブ信号を提供する。これらドライバー回路１０２、１０４、１０６は、次にＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3の各々をドライブする。制御ユニット１０８は、例えば相対的強度、従ってＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3の混合比を調節するパルス幅変調（ＰＷＭ）を使用することにより、ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3を制御できる。ＬＥＤは時間を制御することによってオンオフされる。このオンオフを充分高速で行うことにより、ＬＥＤは同時にオン状態になっているように見える。しかしながら、本発明に係わる電子フラッシュユニット１００は、カメラ用フラッシュとして使用することが好ましいので、１秒の約１／３０００である短時間で、強力な照明フラッシュ光（例えば通常の点火パワーの３〜１０倍）を発生するよう一般に構成される。ＰＷＭを使用してＬＥＤを制御する方法とは異なり、それぞれのドライバー回路１０２、１０４、１０６を使用して、ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3に送られる電流量をアナログ調節することにより、ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3をドライブすることも可能である。]
[0031] 色度座標を決定するために別のアルゴリズムを使用することも可能であり、レチネックスアルゴリズムまたはグレーワールド方法のうちの少なくとも１つを使用することが好ましい。しかしながら、本発明の範囲内では、例えば別のガムートマッピング方法、ニューラルネットワークアルゴリズムまたはファジーヒューリスティック方法を含む別のアルゴリズムも使用が可能である。例えばガムートマッピング方法は、最も使用される可能性の高いイルミナント（発光体）のもとで、シーン内に存在する色度座標（シーンガムート）を１組の色（中性色ガムート）に対して決定することも含む。また、相関化アルゴリズムおよび関連するアルゴリズムにより、色による色度座標の決定方法は、所定のイルミナントのもとでのシーンの一部であるシーン内に色が存在する可能性を評価することを含む。別の例では、色度座標の決定方法として、正反射方法およびシャドー方法が挙げられ、これら方法では、シーン内のシャドーまたは正反射を測定する。更に、上記方法（図示せず）とは異なり、制御ユニット１０８が、スペクトル検出器からの情報信号を受信するようにもできる。]
[0032] 上記のように、電子フラッシュユニット１００によって実行される本発明に係わる方法は、シーンの情報を受信するステップＳ１、色度座標を決定するステップＳ２、制御値を決定するステップＳ３、ＬＥＤを制御するステップＳ４、ＬＥＤからの光を混合するステップＳ５、シーンを照明するステップＳ６を示す図２に要約される。画像を捕捉するステップＳ７も含まれることが好ましい。] 図２
[0033] 図３は、カメラ３０２および本発明に係わる電子フラッシュユニット１００を含むカメラ装置３００を示す。一般的に、本発明によれば、フォトカメラ、ビデオカメラのうちの１つを使用することが可能であり、この場合、カメラはデジタルまたはアナログのいずれかである。カメラ機能を有する携帯電話内にカメラ３０２を組み込むこともできる。図示されている実施形態では、カメラ３０２はデジタルカメラであり、制御ユニット１０８にシーン情報を提供するためにカメラの画像センサが使用される。このカメラ３０２は、光学系３０４と、捕捉画像を示すためのディスプレイ（図３では見ることはできない）と、当技術分野で知られている別の部品とを備える。] 図３
[0034] 図示されている実施形態では、カメラ３０２の頂部には短い距離だけ離間した状態で電子フラッシュユニット１００が別個のユニットとして実装されており、よって電子フラッシュユニット１００とカメラ３０２とを一体化した場合に生じ得る電子フラッシュユニット１００からの直接反射を防止するようになっている。しかしながら、当業者であれば、カメラ３０２に電子フラッシュユニット１００を組み込むこともできると理解できよう。]
[0035] 更に、図示されている実施形態では、電子フラッシュユニット１００には、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ３の正面に配置された色混合デバイス３０６が設けられている。異なる色の光源を組み合わせたときに生じる色シャドーを低減し、好ましくは除去するように、色混合デバイス３０６が設けられている。この色混合デバイス３０６は、コリメータと、リフレクタおよび／またはデフューザーとの組み合わせを含むことが好ましい。]
[0036] 上記説明と同じように、カメラ３０２は、レンズを調節し、鮮明な焦点が得られるよう、物体までの距離を測定するようになっている距離／焦点センサ３０８（このセンサは図１内のフライトセンサ１１４と同じようなものにできる）を含む。ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3のためのドライブ信号を決定する際に使用される色度座標を決定するのに、センサ３０８を使用することができる。] 図１
[0037] 電子フラッシュユニット１００によって発生される光と、シーンの画像を捕捉するカメラ３０２とを同期化するために、距離／焦点センサ３０８を使用することもできる。しかしながらカメラ３０２の自動焦点機能を利用し、シーン内のメイン物体（存在する場合）までの距離を測定し、フラッシュと画像の捕捉とを同期化するために、または最適な色再生をするようにフラッシュの強度を調節するために、この距離測定値を使用することも可能である。電子フラッシュユニット１００の水中での使用に関連し、現在の深度を表示する信号を受信し、この信号を使ってシーンの照明を更に強化するように、制御ユニット１０８を更に適応化できる。]
[0038] フラッシュユニット１００とカメラ３０２とを使用する際に、ＬＥＤをドライブするのに使用される変調方式と画像捕捉時間とを同期化することが重要である。ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3は、種々の変調モード、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）、周波数変調（ＦＭ）、振幅変調（ＡＭ）、または同様な制御方法でドライブできる。]
[0039] ＰＷＭの場合、ゼロ電流と固定された所定の電流レベルとの間で変化するようＬＥＤのドライブ電流を変調する。この変調は、ＬＥＤの色一致作動を維持すると同時に、ＬＥＤのディミングを可能にするように行われる。ＬＥＤのスペクトル出力は、常に同じドライブ電流レベルを使用することによって一定に維持されるドライブ電流に応じて決まる。ディミングは、電流ドライブのパルス幅を変えることにより、すなわちＬＥＤが作動されるデューティサイクル（すなわち変調周波数に対してはＬＥＤがアクティブとされる時間とＴで表示される時間との比）を変えることによって達成される。マルチＬＥＤシステムでは、各ＬＥＤは所望する混合色ポイントが得られるように、異なるデューティサイクルを有する。この場合、ＬＥＤのパルス幅変調を行う変調周波数（すなわちＬＥＤドライブ方式）に対し、画像センサの捕捉時間と周期Ｔまたは周期Ｔの整数倍とを一般に同期化しなければならない。このことは図４に示されている。この図４はフラッシュユニットの光源（すなわちＬ1〜Ｌ3）と例えばカメラ３０２を使用した画像の捕捉との同期化を示すダイヤグラムとなっている。このダイヤグラムでは、ＬＥＤ Ｌ1〜Ｌ3の各々に対するアクティブ時間は異なっており、ここで、ＬＥＤ Ｌ3は最も長いデューティサイクルを有する。このダイヤグラムには、２つの異なる捕捉シーケンス（ＣＳ1およびＣＳ2と表示）が示されている。これら２つの捕捉シーケンスは、１つの変調周期との同期とデューティサイクルの倍数との同期をそれぞれ示している。従って、第１ケースＣＳ1の場合、シャッター時間ＬＳ（画像収集時間とも称される）は、１つの変調周期１×Ｔに等しく、第２ケースＣＳ2ではシャッター時間ＬSは、変調周期の複数倍Ｎ、すなわちＮ×Ｔに等しくなっている。] 図４
[0040] 周波数変調の場合でも同期化が必要である。周波数変調では、ドライブ電流のパルス高とおよび幅が固定されており、所定の総時間フレーム内でのこれらパルスの発生は、この方式によってドライブされるＬＥＤの全強度を決定する。この場合における画像捕捉中の正しい色表示を得るには、画像捕捉時間と周波数変調されるドライブ信号の総時間とを等しくすること、すなわち同期化する必要がある。]
[0041] 本発明の好ましい一実施形態では、パルス幅変調（ＰＷＭ）と振幅変調（ＡＭ）との組み合わせが実施される。このことは、それぞれのＬＥＤＬ1、Ｌ2、Ｌ3の各々に対するパルス長さＬ1t、Ｌ2t、Ｌ3tがシャッター時間の長さＬS以下となっている場合に限り、ＰＷＭを実施することを意味する。光パルスの長さＬ1t、Ｌ2t、Ｌ3tのうちの１つ以上がＬSよりも長くなるような光設定をコントローラが計算した場合、コントローラはＡＭに切り換わる。すなわちＬS中の光源からの積算光強度が条件に従って設定される（強度がより大きくなればパルス幅をより狭くする）ように、ＬＥＤを通る電流を増加することによって光の振幅を広くする。]
[0042] 好ましい別の実施形態では、前記光源のうちの少なくともいくつかは、リン変換ＬＥＤとなっている。このことは、特に振幅変調ドライブに対して極めて適すことが分かっている。]
[0043] 更に、本発明の範囲内では、２つの予備的写真または自動焦点測定値（１つはフラッシュを用いないものと、１つは予備的白色フラッシュライトを用いた場合のもの）を比較することにより、シーンの照明を更に強化できる。予備的フラッシュでは白色に見えるが、フラッシュを用いない場合に色がついて見える物体は、自然の照明設定の色を示すことができ、この色は、本発明として開示したような色温度適応電子フラッシュユニットによって軽減できる。]
[0044] 更に所定の強度スレッショルドを有するピクセル（または好ましくは広がったピクセルエリア）内でほとんど等しいＬＧＢレベルを見つけることによって、ホワイトポイントを検出することが可能となる。真にホワイトの物体を見つけるには、シーン内に、ある雰囲気光（すなわち赤色光）が存在する可能性が最も高く、画像センサ１１０はフラッシュと雰囲気の双方からの重なった反射光を検出し、この反射光が、光強度に応じて容易なホワイトポイントの検出を阻害するような問題を克服しなければならない。更に、できるだけ自然な光設定を実現するために必要な最小レベルに、電子フラッシュユニット１００からの光強度を適応させることも可能である。更に、フラッシュ光の色度をより良好に制御するために、フラッシュユニットは温度検出手段および／または温度制御手段を含むことができる。しかしながら、当業者であれば、知っているように、例えばＬＥＤの色度の安定性を改善するために色ポイントフィードバックをすることを含む、個々のＬＥＤの色ポイントを安定化するために利用できるいくつかの別のフィードバック方法も存在する。]
[0045] 結論として、本発明によれば、シーン内の照明されている物体のより自然なレンダリングを保証する光を発生できる、シーンの平均的なライティング設定に、より正確にマッチングする新規な方法を提供することが可能である。従来技術と比較し、黒体輻射曲線から離間したスペクトルを有する光源に対しては、色度座標は、補正された色温度を使用するときよりも、シーンを照明する周辺光の色を良好に表示する。]
[0046] 更に、当業者であれば、本発明は、決して上記好ましい実施形態だけに限定されないことを認識できよう。逆に、当業者であれば、特許請求の範囲内で多数の変形および変更が可能であることを理解できよう。例えばシーンをより良好に照明するために、本発明に係わる方法およびデバイスと当技術分野で公知の種々の顔検出アルゴリズムとを組み合わせることが可能である。更に、水中撮影用に、カメラと本発明に係わる電子フラッシュユニットとを別のユニットとして設け、電気インターフェースを介して互いに接続できる。この電気インターフェースは、無線方式としてもよいし、防水電気ケーブルを介して構成してもよい。例えば、水中写真撮影に関連してカメラ装置を使用する利点は、煩わしい色補正フィルタを使用することなく、写真撮影をしたり、ビデオ録画をすることが可能であることである。]
[0047] １０２ 赤色ＬＥＤドライバー
１０４ 緑色ＬＥＤドライバー
１０６ 青色ＬＥＤドライバー
１０８制御ユニット
１１０画像センサー
１１２ユーザーインターフェース
Ｌ1 赤色ＬＥＤ光源
Ｌ2 緑色ＬＥＤ光源
Ｌ3 青色ＬＥＤ光源]

权利要求:

請求項1
平均的ライティング設定を有するシーンを照明するための方法であって、複数のピクセルを含む画像センサからのシーン情報を受信するステップと、前記シーン情報基づき、前記シーンに対する色度座標を決定するステップと、少なくとも２つの異なる色の光源をドライブするために使用される制御値を前記色度座標に基づいて決定するステップと、を有し、これにより、前記シーンの前記平均的ライティング設定を本質的に変更することなく、前記シーンの照明を可能にする、照明するための方法。
請求項2
更に、ＣＩＥＸＹＺ、ＣＩＥｘｙＹ、ＣＩＥＬ*ａ*ｂ*、ＣＩＥＬ*ｕ*ｖ*、ＣＩＥＬｕ’ｖ’、デバイスＲＧＢ、ｓＲＧＢとしての標準的ＲＧＢ、デバイスｒｇまたは標準的ＲＧＢ誘導ｒｇ、デバイスまたは標準的誘導ＹＵＶ、ＨＳＶ、ＨＳＩおよびＨＳＢを含む群から選択されたデジタル色表示スペースにおける多次元カラーヒストグラムとして、前記シーン情報内に含まれる色情報を表示するステップを有する、請求項１に記載の方法。
請求項3
更に、三次元カラーヒストグラムとして前記シーン情報内に含まれる色情報を表示するステップを有する、請求項１に記載の方法。
請求項4
更に、二次元色度ヒストグラムとして前記シーン情報内に含まれる色情報を表示するステップを有する、請求項１に記載の方法。
請求項5
前記シーン情報内に含まれる空間情報を使って前記色度座標を決定する、請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
請求項6
前記色度座標の前記決定は、前記シーン情報内に含まれるシャドーまたは正反射のうちの少なくとも１つを検出することを含む、請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法。
請求項7
前記シーン情報は、少なくとも２つの色チャンネルを含む二次元情報ベクトルであり、前記色度座標の決定は、前記シーン内の前記少なくとも２つの色チャンネルの各々に対する最大値を見つけることを含む、請求項１乃至６の何れか１項に記載の方法。
請求項8
前記シーン情報は、少なくとも２つの色チャンネルを含む二次元情報ベクトルであり、前記色度座標の決定は、前記シーン内の前記少なくとも２つの色チャンネルの各々を合計し、平均化することを含む、請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法。
請求項9
更に、前記少なくとも２つの異なる色の光源からの光を混合するステップを有する、請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
請求項10
更に、予備的フラッシュを使用し、前記シーンの前記色度座標を推定するステップを有する、請求項１乃至９の何れか１項に記載の方法。
請求項11
平均的ライティング設定を有するシーンを照明するための照明デバイスであって、少なくとも２つの異なる色の光源と、制御ユニットと、を有し、前記制御ユニットは、複数のピクセルを含む画像センサからのシーン情報を受信し、前記シーン情報に基づき、前記シーンに対する色度座標を決定し、少なくとも２つの色の光源をドライブするために使用される制御値を前記色度座標に基づいて決定するようになっており、これにより、前記シーンの前記平均的ライティング設定を本質的に変更することなく、前記シーンの照明を可能にする、照明デバイス。
請求項12
前記シーン情報は、少なくとも２つの色チャンネルを含む二次元情報ベクトルであり、前記色度座標の決定は、前記シーン内の前記少なくとも２つの色チャンネルの各々に対する最大値を見つけることを含む、請求項１１に記載の照明デバイス。
請求項13
前記シーン情報は、少なくとも２つの色チャンネルを含む二次元情報ベクトルであり、前記色度座標の決定は、前記シーン内の前記少なくとも２つの色チャンネルの各々を合計し、平均化することを含む、請求項１１に記載の照明デバイス。
請求項14
前記照明デバイスは、カメラと共に使用するためのフラッシュユニットである、請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の照明デバイス。
請求項15
前記少なくとも２つの異なる光源は、大きいカラーレンダリングインデックスを有するマルチカラー発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイを含む、請求項１１乃至１４の何れか１項に記載の照明デバイス。
請求項16
前記マルチカラーＬＥＤアレイは、少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、少なくとも１つの青色ＬＥＤ、少なくとも１つの黄色ＬＥＤ、少なくとも１つのマゼンタ色ＬＥＤ、および少なくとも１つのシアン色ＬＥＤを含む、請求項１５に記載の照明デバイス。
請求項17
前記制御ユニットは、前記シーンに対するスペクトル情報信号表示を受信するようになっている、請求項１１乃至１６の何れか１項に記載の照明デバイス。
請求項18
画像センサを有するカメラモジュールと、電子フラッシュユニットとして利用できる、請求項１１乃至１７の何れか１項に記載の照明デバイスとを備え、前記画像センサは、前記照明デバイスに提供されたシーン情報を捕捉するカメラ装置。
請求項19
前記カメラ装置は、携帯電話と一体化されている、請求項１８に記載のカメラ装置。