JP2003244483A - 調整可能な色温度を有する光源および光源の色温度を調整する方法 - Google Patents
調整可能な色温度を有する光源および光源の色温度を調整する方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/22—Absorbing filters
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補助照射デバイスの色温度を調整してシーン
の色温度と一致させることのできるシステムを提供す
る。 【解決手段】 調整可能な色温度を有する補助照射デバ
イスが開示される。色温度は、多数のカラーフィルタ５
０２、５０６を通して伝送される広帯域光源５１０から
の光の量を変化させることによって調整される。カラー
フィルタ５０２、５０６は、赤色、緑色および青色フィ
ルタのアレイであり得る。
の色温度と一致させることのできるシステムを提供す
る。 【解決手段】 調整可能な色温度を有する補助照射デバ
イスが開示される。色温度は、多数のカラーフィルタ５
０２、５０６を通して伝送される広帯域光源５１０から
の光の量を変化させることによって調整される。カラー
フィルタ５０２、５０６は、赤色、緑色および青色フィ
ルタのアレイであり得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、カメラに
関し、特に、調整可能な色温度を有する補助照射デバイ
スに関する。
関し、特に、調整可能な色温度を有する補助照射デバイ
スに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタルカメラを用いて画像を取り込
む際、シーンに対する照射源は、カメラによって取り込
まれる色に影響を与える。屋内シーンでは、照射源は、
広範囲にわたり、タングステン電球、ハロゲンランプ、
蛍光ランプ、窓を通して入ってくる日光、またはキセノ
ン光までもが含まれる。これらの光源のそれぞれは、異
なるスペクトルエネルギー分布を有する。高温で光を放
つフィラメントを用いて光を生成する光源のタイプ（例
えば、タングステン電球）は、通常、光のフィラメント
よりも５０℃高い温度を有する黒体（Planckian radiat
or）として定義される色温度を特徴とする（図１を参
照）。日光はまた、黒体として特徴付けられるが、大気
内での散乱および吸収によるいくつかの波長の損失によ
って、これらの波長において黒体とはかなり異なったも
のになる。日光のスペクトルパワー分布が変化するた
め、標準的なスペクトルパワー分布曲線が形成されてい
る。標準的な曲線の１つは、６５００Ｋの色温度を有す
るＤ６５と呼ばれる（図２を参照）。空の雲もまた、日
光からシーンに到達するエネルギーのスペクトル分布に
影響を与え得る。一日のうちの時間（正午 対 日の
出）もまた、日光の色温度に影響を与える。色温度は、
物体が直射日光にあるか、または陰にあるかによって影
響され得る。
む際、シーンに対する照射源は、カメラによって取り込
まれる色に影響を与える。屋内シーンでは、照射源は、
広範囲にわたり、タングステン電球、ハロゲンランプ、
蛍光ランプ、窓を通して入ってくる日光、またはキセノ
ン光までもが含まれる。これらの光源のそれぞれは、異
なるスペクトルエネルギー分布を有する。高温で光を放
つフィラメントを用いて光を生成する光源のタイプ（例
えば、タングステン電球）は、通常、光のフィラメント
よりも５０℃高い温度を有する黒体（Planckian radiat
or）として定義される色温度を特徴とする（図１を参
照）。日光はまた、黒体として特徴付けられるが、大気
内での散乱および吸収によるいくつかの波長の損失によ
って、これらの波長において黒体とはかなり異なったも
のになる。日光のスペクトルパワー分布が変化するた
め、標準的なスペクトルパワー分布曲線が形成されてい
る。標準的な曲線の１つは、６５００Ｋの色温度を有す
るＤ６５と呼ばれる（図２を参照）。空の雲もまた、日
光からシーンに到達するエネルギーのスペクトル分布に
影響を与え得る。一日のうちの時間（正午 対 日の
出）もまた、日光の色温度に影響を与える。色温度は、
物体が直射日光にあるか、または陰にあるかによって影
響され得る。
【０００３】蛍光層を励起して蛍光を発する光源のタイ
プ（例えば、蛍光ランプ）は、水銀真空スペクトルと組
み合わさって、ランプ内の蛍光体に特有のスペクトル分
布（図３を参照）を有する傾向がある。
プ（例えば、蛍光ランプ）は、水銀真空スペクトルと組
み合わさって、ランプ内の蛍光体に特有のスペクトル分
布（図３を参照）を有する傾向がある。
【０００４】これらの光源はそれぞれ、カメラによって
シーン内で取り込まれた色に影響を与える、異なるスペ
クトルパワー分布を有する。例えば、タングステン電球
によって照射された白い物体を有する場合、その白い物
体は、（カメラがＤ６５のように通常の日中の光に対し
て較正されると想定する場合）カメラによって取り込ま
れたシーン内では黄色に見える。これは、タングステン
電球があまり青い光を生成しないためである。白い物体
は、物体に入射する同等量の赤色光、緑色光および青色
光を反射する物体である。白い物体がタングステン電球
によって照射されると、青色光よりも多くの赤色光が物
体に入射し、そのため、より多くの赤色光が反射され、
それによって、物体は、カメラには黄色に見える。人間
の目は、異なる照明に対して調整され、カラーシフトを
補償されるが、カメラは、シーンにおける実際の光を記
録する。従って、色補償のないまたは補償が正確でない
カメラは、「色がさえない」として知覚される画像を生
成する。
シーン内で取り込まれた色に影響を与える、異なるスペ
クトルパワー分布を有する。例えば、タングステン電球
によって照射された白い物体を有する場合、その白い物
体は、（カメラがＤ６５のように通常の日中の光に対し
て較正されると想定する場合）カメラによって取り込ま
れたシーン内では黄色に見える。これは、タングステン
電球があまり青い光を生成しないためである。白い物体
は、物体に入射する同等量の赤色光、緑色光および青色
光を反射する物体である。白い物体がタングステン電球
によって照射されると、青色光よりも多くの赤色光が物
体に入射し、そのため、より多くの赤色光が反射され、
それによって、物体は、カメラには黄色に見える。人間
の目は、異なる照明に対して調整され、カラーシフトを
補償されるが、カメラは、シーンにおける実際の光を記
録する。従って、色補償のないまたは補償が正確でない
カメラは、「色がさえない」として知覚される画像を生
成する。
【０００５】幸い、照射源によって引き起こされるこれ
らのカラーシフトは、補正することが可能である。この
補正は、通常、ホワイトバランスと呼ばれる。画像を適
切な白色点に調整することを試みるために、現在多くの
方法が用いられている（米国特許第６，０３８，３９９
号を参照）。１つの方法では、シーン内の最も明るい点
を見て、それが白色であると想定する。最も明るい点
は、それが白色になるまで調整され、次いで、この調整
は、シーンの残りの部分のバランスを取るために用いら
れる。この方法は、シーン内の最も明るい点が白色の物
体からのものであるか、または鏡面反射（例えば、車の
フロントガラスから入ってくる鏡面反射）からのもので
あるかの仮定のもとに行われる。ホワイトバランスの他
の方法では、画像内のすべての領域の合計がニュートラ
ルグレイになるまで画像が調整される。これらの方法は
共に、通常、シーン全体に適用される。
らのカラーシフトは、補正することが可能である。この
補正は、通常、ホワイトバランスと呼ばれる。画像を適
切な白色点に調整することを試みるために、現在多くの
方法が用いられている（米国特許第６，０３８，３９９
号を参照）。１つの方法では、シーン内の最も明るい点
を見て、それが白色であると想定する。最も明るい点
は、それが白色になるまで調整され、次いで、この調整
は、シーンの残りの部分のバランスを取るために用いら
れる。この方法は、シーン内の最も明るい点が白色の物
体からのものであるか、または鏡面反射（例えば、車の
フロントガラスから入ってくる鏡面反射）からのもので
あるかの仮定のもとに行われる。ホワイトバランスの他
の方法では、画像内のすべての領域の合計がニュートラ
ルグレイになるまで画像が調整される。これらの方法は
共に、通常、シーン全体に適用される。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，０３８，３９９号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ホワイトバランスアル
ゴリズムをシーン全体に適用すると、シーンの画像を取
り込む際にストロボまたはフラッシュが用いられる際に
問題となり得る。シーンの照射を向上させるためにスト
ロボまたは補助照射デバイスが用いられる場合、通常、
ストロボは、シーン内の周囲光と同じ色温度ではなくな
る。ストロボが用いられる場合、近辺の物体は、遠くの
物体よりもストロボによってより強く照射される。反射
率がより高い物体はまた、ストロボによってより強く照
射されるように見え得る。ストロボのパワーまたは強度
は、通常、角度に依存する。これは、ストロボが、シー
ンの縁部よりもシーンの中心をより強く照射することを
意味する。これによって、シーン内の各物体の照射色全
体が、カメラと物体との間の距離、物体とシーンの中心
との角度、および周囲光の色温度とストロボの色温度と
の相違に依存するようになる。このため、シーンのスト
ロボ照射によって生じる色温度の変化に対してシーンを
補正することは困難になる。ストロボまたはフラッシュ
の色温度を、周囲光の色温度と一致するように調整する
ことができる場合、シーン全体は、補正されるかまたは
ホワイトバランスされ得る。従って、補助照射デバイス
の色温度を調整してシーンの色温度と一致させることが
可能なシステムが求められている。
ゴリズムをシーン全体に適用すると、シーンの画像を取
り込む際にストロボまたはフラッシュが用いられる際に
問題となり得る。シーンの照射を向上させるためにスト
ロボまたは補助照射デバイスが用いられる場合、通常、
ストロボは、シーン内の周囲光と同じ色温度ではなくな
る。ストロボが用いられる場合、近辺の物体は、遠くの
物体よりもストロボによってより強く照射される。反射
率がより高い物体はまた、ストロボによってより強く照
射されるように見え得る。ストロボのパワーまたは強度
は、通常、角度に依存する。これは、ストロボが、シー
ンの縁部よりもシーンの中心をより強く照射することを
意味する。これによって、シーン内の各物体の照射色全
体が、カメラと物体との間の距離、物体とシーンの中心
との角度、および周囲光の色温度とストロボの色温度と
の相違に依存するようになる。このため、シーンのスト
ロボ照射によって生じる色温度の変化に対してシーンを
補正することは困難になる。ストロボまたはフラッシュ
の色温度を、周囲光の色温度と一致するように調整する
ことができる場合、シーン全体は、補正されるかまたは
ホワイトバランスされ得る。従って、補助照射デバイス
の色温度を調整してシーンの色温度と一致させることが
可能なシステムが求められている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】調整可能な色温度を有す
る補助照射デバイスが開示される。色温度は、多数のカ
ラーフィルタを通して伝送される広帯域光源からの光の
量を変化させることによって調整される。カラーフィル
タは、赤色、緑色および青色フィルタのアレイであり得
る。
る補助照射デバイスが開示される。色温度は、多数のカ
ラーフィルタを通して伝送される広帯域光源からの光の
量を変化させることによって調整される。カラーフィル
タは、赤色、緑色および青色フィルタのアレイであり得
る。
【０００９】本発明の他の態様および利点は、本発明の
原理を例として示す添付の図面とともに、以下の詳細な
記載から明白になるであろう。
原理を例として示す添付の図面とともに、以下の詳細な
記載から明白になるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】シーンへの照射を助けるために用
いられる補助照射デバイスの色温度を調整することが可
能なシステムによって、取り込まれたシーンのカラーバ
ランスが向上する。
いられる補助照射デバイスの色温度を調整することが可
能なシステムによって、取り込まれたシーンのカラーバ
ランスが向上する。
【００１１】本発明の１つの実施形態は広帯域光源を有
する。広帯域光源は、異なるスペクトル出力を有する多
数のガスを含むフラッシュ管であり得る（米国特許第
４，９７８，８９２号「Variable color-output strob
e」を参照）。広帯域源はまた、電気アーチランプ、白
熱電球、黒体放射体等であり得る。本発明の１つの実施
形態では、カラーフィルタ４０２は、広帯域光源４０４
の少なくとも一部を覆うように構成されている。シャッ
タ４０６は、カラーフィルタ４０２を通過する光を制御
するように配置されている。シャッタとしては、広帯域
源からの可変量の光をカラーフィルタを通過させること
ができるものであれば何でもよく、例えば、調整可能な
機械スリットであってよい。好ましい実施形態では、シ
ャッタは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。ＬＣＤ
は、可変量の光がＬＣＤを通過するように調整され得
る。広帯域源４０４からの光線４０８は変化しない。広
帯域源からの光線４１０は、カラーフィルタ４０２およ
びシャッタ４０６を通過する。カラーフィルタを通過さ
せる光の量を調整することによって、フィルタを通過し
ない広帯域光と、フィルタを通過する光との間の強度の
比が調整され得る。フィルタを通過しない光に対するフ
ィルタを通過する光の比を調整することによって、光の
色温度を変更することができる。例えば、フィルタが青
色光を通過させず、シャッタがフィルタを通過する光の
量を最大にするように調整される場合、光全体は、スペ
クトルの赤色端部に向かってシフトされる。１つの実施
形態では、シャッタは、カラーフィルタと完全に重な
り、他の実施形態では、シャッタは、カラーフィルタと
は完全には重ならない。シャッタがカラーフィルタと完
全に重ならない場合、カラーフィルタを通過する広帯域
源からの光が常にいくらか存在する。１つのカラーフィ
ルタのみを用いることによって、デバイスに対して選択
できる色温度の範囲が限定される。
する。広帯域光源は、異なるスペクトル出力を有する多
数のガスを含むフラッシュ管であり得る（米国特許第
４，９７８，８９２号「Variable color-output strob
e」を参照）。広帯域源はまた、電気アーチランプ、白
熱電球、黒体放射体等であり得る。本発明の１つの実施
形態では、カラーフィルタ４０２は、広帯域光源４０４
の少なくとも一部を覆うように構成されている。シャッ
タ４０６は、カラーフィルタ４０２を通過する光を制御
するように配置されている。シャッタとしては、広帯域
源からの可変量の光をカラーフィルタを通過させること
ができるものであれば何でもよく、例えば、調整可能な
機械スリットであってよい。好ましい実施形態では、シ
ャッタは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。ＬＣＤ
は、可変量の光がＬＣＤを通過するように調整され得
る。広帯域源４０４からの光線４０８は変化しない。広
帯域源からの光線４１０は、カラーフィルタ４０２およ
びシャッタ４０６を通過する。カラーフィルタを通過さ
せる光の量を調整することによって、フィルタを通過し
ない広帯域光と、フィルタを通過する光との間の強度の
比が調整され得る。フィルタを通過しない光に対するフ
ィルタを通過する光の比を調整することによって、光の
色温度を変更することができる。例えば、フィルタが青
色光を通過させず、シャッタがフィルタを通過する光の
量を最大にするように調整される場合、光全体は、スペ
クトルの赤色端部に向かってシフトされる。１つの実施
形態では、シャッタは、カラーフィルタと完全に重な
り、他の実施形態では、シャッタは、カラーフィルタと
は完全には重ならない。シャッタがカラーフィルタと完
全に重ならない場合、カラーフィルタを通過する広帯域
源からの光が常にいくらか存在する。１つのカラーフィ
ルタのみを用いることによって、デバイスに対して選択
できる色温度の範囲が限定される。
【００１２】他の実施形態では、２つの異なるカラーフ
ィルタ（図５を参照）が存在する。シャッタ５０４は、
第１のカラーフィルタ５０２を調整し、第２のカラーフ
ィルタ５０６は、シャッタ５０８を用いて調整される。
２つのカラーフィルタであれば、広帯域源５１０からの
異なる波長または色を阻止できる。例えば、１つのフィ
ルタは青色であり、他のフィルタは赤色であり得る。１
つの実施形態では、照射されるシーンに光線５１２を投
射させるフィルタのない広帯域源の領域がある。他の実
施形態では、広帯域光源は、２つのフィルタ（図示せ
ず）によって完全に覆われている。２つのカラーフィル
タを通過させる光の量を調整することによって、フィル
タを通過しない広帯域光と、フィルタを通過する光との
間の強度の比を調整することができる。これによって、
光源の色温度を調整することができる。
ィルタ（図５を参照）が存在する。シャッタ５０４は、
第１のカラーフィルタ５０２を調整し、第２のカラーフ
ィルタ５０６は、シャッタ５０８を用いて調整される。
２つのカラーフィルタであれば、広帯域源５１０からの
異なる波長または色を阻止できる。例えば、１つのフィ
ルタは青色であり、他のフィルタは赤色であり得る。１
つの実施形態では、照射されるシーンに光線５１２を投
射させるフィルタのない広帯域源の領域がある。他の実
施形態では、広帯域光源は、２つのフィルタ（図示せ
ず）によって完全に覆われている。２つのカラーフィル
タを通過させる光の量を調整することによって、フィル
タを通過しない広帯域光と、フィルタを通過する光との
間の強度の比を調整することができる。これによって、
光源の色温度を調整することができる。
【００１３】図４および図５は、フィルタを１つの大き
な領域として示す。この構成によって、フィルタを通過
する光とフィルタを通過しない光とが不均一に混合され
得る。他の構成では、フィルタは、広帯域光源の領域に
わたって分布し得る。図６は、対応するシャッタ格子と
共にフィルタの格子またはアレイを示す。フィルタ領域
６０２は、広帯域光源６０６からフィルタ領域６０２を
通過する光の量を制御する対応するシャッタ６０４を有
する。この構成を用いる１つの実施形態では、フィルタ
領域はそれぞれ同じカラーフィルタを有する。他の実施
形態では、アレイ内で用いられる１つより多くのカラー
フィルタがある。図６に示されるアレイは、説明を簡単
にするため、正方形パターンに配置されているが、本発
明は正方形アレイに限定されるものではない。他のパタ
ーン、例えば、六辺形アレイを用いてもよい。さらに、
カラーフィルタは、アレイにわたって均一に分布してい
る必要はない。１つより多くの色のフィルタが存在する
場合、１つの色に対して、他の色と比較して異なる数の
領域が存在し得る。
な領域として示す。この構成によって、フィルタを通過
する光とフィルタを通過しない光とが不均一に混合され
得る。他の構成では、フィルタは、広帯域光源の領域に
わたって分布し得る。図６は、対応するシャッタ格子と
共にフィルタの格子またはアレイを示す。フィルタ領域
６０２は、広帯域光源６０６からフィルタ領域６０２を
通過する光の量を制御する対応するシャッタ６０４を有
する。この構成を用いる１つの実施形態では、フィルタ
領域はそれぞれ同じカラーフィルタを有する。他の実施
形態では、アレイ内で用いられる１つより多くのカラー
フィルタがある。図６に示されるアレイは、説明を簡単
にするため、正方形パターンに配置されているが、本発
明は正方形アレイに限定されるものではない。他のパタ
ーン、例えば、六辺形アレイを用いてもよい。さらに、
カラーフィルタは、アレイにわたって均一に分布してい
る必要はない。１つより多くの色のフィルタが存在する
場合、１つの色に対して、他の色と比較して異なる数の
領域が存在し得る。
【００１４】（図４および図５に示されるように）１つ
の大きなフィルタ領域のみが存在する場合、シャッタは
可変量の光を通過させる可変型でなければならない。多
数のフィルタ領域が存在する場合、用いられるシャッタ
は、可変であるかまたは開閉設定を有するだけでよい。
開閉設定のみを有するシャッタの場合、開かれるまたは
閉じられるシャッタの数を変更することによって、その
色を通過する光の量が制御される。
の大きなフィルタ領域のみが存在する場合、シャッタは
可変量の光を通過させる可変型でなければならない。多
数のフィルタ領域が存在する場合、用いられるシャッタ
は、可変であるかまたは開閉設定を有するだけでよい。
開閉設定のみを有するシャッタの場合、開かれるまたは
閉じられるシャッタの数を変更することによって、その
色を通過する光の量が制御される。
【００１５】本発明の１つの実施形態では、フィルタの
アレイは、２つの異なる色を有し、フィルタを含んでい
ないアレイの少なくともいくらかの領域を有し、フィル
タを通過しない広帯域光がアレイを通過するようにす
る。他の実施形態では、少なくとも３つの異なるフィル
タ色がある。３つの色は、赤色、緑色および青色であ
る。他の実施形態では、フィルタのアレイは、４つの
色、すなわち、赤色、緑色、青色および琥珀色を含む。
１つの色のフィルタ領域全体で、フィルタセットを構成
する。各フィルタセットは、独立して制御され、これら
が透過させる光の量を制御することができる。各フィル
タセットが、他のフィルタセットと比較して所定比の光
を伝送しているとき、フィルタアレイから出力される光
全体は白になる。
アレイは、２つの異なる色を有し、フィルタを含んでい
ないアレイの少なくともいくらかの領域を有し、フィル
タを通過しない広帯域光がアレイを通過するようにす
る。他の実施形態では、少なくとも３つの異なるフィル
タ色がある。３つの色は、赤色、緑色および青色であ
る。他の実施形態では、フィルタのアレイは、４つの
色、すなわち、赤色、緑色、青色および琥珀色を含む。
１つの色のフィルタ領域全体で、フィルタセットを構成
する。各フィルタセットは、独立して制御され、これら
が透過させる光の量を制御することができる。各フィル
タセットが、他のフィルタセットと比較して所定比の光
を伝送しているとき、フィルタアレイから出力される光
全体は白になる。
【００１６】フィルタのアレイが周囲光の色温度をシミ
ュレートするために、一致させる照射のタイプを知らな
ければならない。照射のタイプを決定するための１つの
方法としては、ユーザが選択リストから選択することが
挙げられる。他の方法としては、カメラまたは補助デバ
イスによってシーン内の現在の光を測定し、照射のタイ
プを決定することが挙げられる。一致させる照射のタイ
プが一旦決定されると、カラーフィルタのそれぞれのセ
ットから入る光の量は、フィルタアレイから入る光の全
量が周囲の照射源と比色適合するように調整され得る。
周囲光源の各タイプは、通常、異なる比の光をカラーフ
ィルタのセットから入れる。本発明の１つの実施形態で
は、周囲光の色が決定される（７０２）。補助デバイス
に対する色温度は、周囲光に対して得られる最も適合し
たものが選択され（７０４）、広帯域源に対して少なく
とも１つのカラーフィルタによって透過される光の比
は、選択された色温度を生成するように調整される（７
０６）。
ュレートするために、一致させる照射のタイプを知らな
ければならない。照射のタイプを決定するための１つの
方法としては、ユーザが選択リストから選択することが
挙げられる。他の方法としては、カメラまたは補助デバ
イスによってシーン内の現在の光を測定し、照射のタイ
プを決定することが挙げられる。一致させる照射のタイ
プが一旦決定されると、カラーフィルタのそれぞれのセ
ットから入る光の量は、フィルタアレイから入る光の全
量が周囲の照射源と比色適合するように調整され得る。
周囲光源の各タイプは、通常、異なる比の光をカラーフ
ィルタのセットから入れる。本発明の１つの実施形態で
は、周囲光の色が決定される（７０２）。補助デバイス
に対する色温度は、周囲光に対して得られる最も適合し
たものが選択され（７０４）、広帯域源に対して少なく
とも１つのカラーフィルタによって透過される光の比
は、選択された色温度を生成するように調整される（７
０６）。
【００１７】図１は、３２５０Ｋのフィラメント温度を
有するタングステン電球のスペクトルパワー分布を示
す。３つのカラーフィルタ（例えば、赤色、緑色および
青色フィルタ）の周囲光源に一致するパワー比は、以下
の式を用いて計算することができる。標準的な熱量測定
式（当該技術分野で周知）を用いて、周囲光源の色度を
計算することができる。例えば、ｘ0＝．４２０２およ
びｙ0＝．３９７６であり、ここで、ｘ0およびｙ0は、
周囲光源の色度座標である。得られた色度座標の照合
は、ＣＩＥ三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを決定することによって
行われ得る。三刺激値は、三刺激関数Ｘ（λ）、Ｙ
（λ）、Ｚ（λ）およびフィルタアレイからの全出力パ
ワーから計算され得る。フィルタアレイからのパワー
は、３つのフィルタアレイＲ（λ）、Ｇ（λ）、Ｂ
（λ）のスペクトル出力分布および各アレイＥ1、Ｅ2お
よびＥ3についての乗数によって表される。
有するタングステン電球のスペクトルパワー分布を示
す。３つのカラーフィルタ（例えば、赤色、緑色および
青色フィルタ）の周囲光源に一致するパワー比は、以下
の式を用いて計算することができる。標準的な熱量測定
式（当該技術分野で周知）を用いて、周囲光源の色度を
計算することができる。例えば、ｘ0＝．４２０２およ
びｙ0＝．３９７６であり、ここで、ｘ0およびｙ0は、
周囲光源の色度座標である。得られた色度座標の照合
は、ＣＩＥ三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを決定することによって
行われ得る。三刺激値は、三刺激関数Ｘ（λ）、Ｙ
（λ）、Ｚ（λ）およびフィルタアレイからの全出力パ
ワーから計算され得る。フィルタアレイからのパワー
は、３つのフィルタアレイＲ（λ）、Ｇ（λ）、Ｂ
（λ）のスペクトル出力分布および各アレイＥ1、Ｅ2お
よびＥ3についての乗数によって表される。
【００１８】
【数１】
ここで、積分は、可視スペクトル（例えば、３５０ｎｍ
から７８０ｎｍ）にわたって評価され、これらの式か
ら、フィルタアレイの色度座標は、以下のように計算さ
れ得る。
から７８０ｎｍ）にわたって評価され、これらの式か
ら、フィルタアレイの色度座標は、以下のように計算さ
れ得る。
【００１９】
【数２】
各フィルタセットの相対パワーに興味があるので、以下
の式が成り立つ。 Ｅ1＋Ｅ2＋Ｅ3＝１ （式６）
の式が成り立つ。 Ｅ1＋Ｅ2＋Ｅ3＝１ （式６）
【００２０】次に、式１、２および３は、式４および５
に代入される。フィルタアレイの色度座標は、Ｅ1およ
びＥ2に関して以下のように表すことができる。 ｘ（Ｅ1，Ｅ2）＝ｘ0 ｙ（Ｅ1，Ｅ2）＝ｙ0
に代入される。フィルタアレイの色度座標は、Ｅ1およ
びＥ2に関して以下のように表すことができる。 ｘ（Ｅ1，Ｅ2）＝ｘ0 ｙ（Ｅ1，Ｅ2）＝ｙ0
【００２１】ここで、ｘ0およびｙ0は、周囲光の所望の
色度座標である。２Ｄの場合において、ニュートン・ラ
フソン法（W. H. Press, B. P. Flannery, S. A. Peuko
astkyおよびW. T. Vetterling, Cambrige Universitｙ
Press 1988による「Numerical Regresion: The Art of
Scientific Computing」に記載されている）は、以下の
ように帰納することができる。
色度座標である。２Ｄの場合において、ニュートン・ラ
フソン法（W. H. Press, B. P. Flannery, S. A. Peuko
astkyおよびW. T. Vetterling, Cambrige Universitｙ
Press 1988による「Numerical Regresion: The Art of
Scientific Computing」に記載されている）は、以下の
ように帰納することができる。
【００２２】
【数３】
【００２３】ｎ番目の繰り返しについては、Ｅl,nおよ
びＥ2,nに対する偏導関数ｘnおよびｙnは、数値で計算
される。これにより、Ｅ1およびＥ2の第１の近似に基づ
いたＥ1およびＥ2の新しい値が与えられる。逆向きの変
換を行うことによって、Ｅ1およびＥ2の次の値が得られ
る。
びＥ2,nに対する偏導関数ｘnおよびｙnは、数値で計算
される。これにより、Ｅ1およびＥ2の第１の近似に基づ
いたＥ1およびＥ2の新しい値が与えられる。逆向きの変
換を行うことによって、Ｅ1およびＥ2の次の値が得られ
る。
【００２４】
【数４】
【００２５】これは、Ｅ1およびＥ2での全ての変化が所
定のエラー量（例えば、．０００１）未満になるまで繰
り返される。上記の方法を用いて計算されたフィルタア
レイのパワー比により、フィルタの光と周囲光との視覚
的な（または比色の）一致が得られる。大抵の場合、こ
れは、カメラのストロボ設定として用いるのには十分で
ある。計算、およびカメラの特有のスペクトル感度に対
して生じるフィルタパワーを調整することによって、さ
らなる改良が成し遂げられる。カメラ設計では、スペク
トル感度を色一致関数（Ｘ（λ）、Ｙ（λ）、Ｚ
（λ））の線形変換とすることが目的であるが、信号対
ノイズおよび設計上の制約により、正確に成し遂げられ
たことはない。フィルタを通過したストロボ照射を、周
囲光からカメラによって受け取られた信号と一致させる
ことが望ましい。これによって、人間の観察者に対して
設計された一致（すなわち、比色一致）とはわずかに異
なるカメラによって見られる色一致が得られる。カメラ
によって見られる一致については、上記のように分析が
繰り返される。但し、色一致関数（Ｘ（λ）、Ｙ
（λ）、Ｚ（λ））は、カメラに特有のスペクトル感度
関数と置き換えられる。カメラスペクトル感度関数を用
いることによって、カメラによって検出される周囲光か
らの色に対して一致するフィルタの正しいパワー比が得
られる。
定のエラー量（例えば、．０００１）未満になるまで繰
り返される。上記の方法を用いて計算されたフィルタア
レイのパワー比により、フィルタの光と周囲光との視覚
的な（または比色の）一致が得られる。大抵の場合、こ
れは、カメラのストロボ設定として用いるのには十分で
ある。計算、およびカメラの特有のスペクトル感度に対
して生じるフィルタパワーを調整することによって、さ
らなる改良が成し遂げられる。カメラ設計では、スペク
トル感度を色一致関数（Ｘ（λ）、Ｙ（λ）、Ｚ
（λ））の線形変換とすることが目的であるが、信号対
ノイズおよび設計上の制約により、正確に成し遂げられ
たことはない。フィルタを通過したストロボ照射を、周
囲光からカメラによって受け取られた信号と一致させる
ことが望ましい。これによって、人間の観察者に対して
設計された一致（すなわち、比色一致）とはわずかに異
なるカメラによって見られる色一致が得られる。カメラ
によって見られる一致については、上記のように分析が
繰り返される。但し、色一致関数（Ｘ（λ）、Ｙ
（λ）、Ｚ（λ））は、カメラに特有のスペクトル感度
関数と置き換えられる。カメラスペクトル感度関数を用
いることによって、カメラによって検出される周囲光か
らの色に対して一致するフィルタの正しいパワー比が得
られる。
【００２６】ＣＩＥ色一致関数（Ｘ（λ）、Ｙ（λ）、
Ｚ（λ））を用いて計算された視覚的な（または比色
の）一致を用いて形成されたパワー比は、一般的なフラ
ッシュとなる。一般的なフラッシュは、異なるスペクト
ル感度を有するカメラの間で交換可能である。しかし、
ＣＣＤ設計が異なったり、および／またはカラーフィル
タ通過帯域が異なることによって、カメラ間のスペクト
ル感度に違いが生じうる。この結果、特有のカメラのス
ペクトル感度関数を用いて形成されたパワー比は、それ
らが設計されたカメラと最もよく作用する。
Ｚ（λ））を用いて計算された視覚的な（または比色
の）一致を用いて形成されたパワー比は、一般的なフラ
ッシュとなる。一般的なフラッシュは、異なるスペクト
ル感度を有するカメラの間で交換可能である。しかし、
ＣＣＤ設計が異なったり、および／またはカラーフィル
タ通過帯域が異なることによって、カメラ間のスペクト
ル感度に違いが生じうる。この結果、特有のカメラのス
ペクトル感度関数を用いて形成されたパワー比は、それ
らが設計されたカメラと最もよく作用する。
【００２７】上記で用いられた方法はまた、２つの源、
例えば、赤色フィルタおよび青色フィルタのパワー比を
決定するためにも用いられる。この方法はまた、広帯域
光源および狭帯域光源、例えばフィルタおよび広帯域源
ともうまくいく。２つの光源のみを用いると、光は、周
囲源と必ずしも正確には一致することができない。この
場合、２つの源は、一致することが可能な周囲光源の数
を最大にするか、または特有の周囲光源に対して非常に
近接した一致をなすように選択され得る。広帯域光源Ｂ
および狭帯域光源Ｎに対する式は以下の通である。
例えば、赤色フィルタおよび青色フィルタのパワー比を
決定するためにも用いられる。この方法はまた、広帯域
光源および狭帯域光源、例えばフィルタおよび広帯域源
ともうまくいく。２つの光源のみを用いると、光は、周
囲源と必ずしも正確には一致することができない。この
場合、２つの源は、一致することが可能な周囲光源の数
を最大にするか、または特有の周囲光源に対して非常に
近接した一致をなすように選択され得る。広帯域光源Ｂ
および狭帯域光源Ｎに対する式は以下の通である。
【００２８】
【数５】
ここで、Ｂ（λ）は、広帯域光源のスペクトルパワーで
あり、Ｎ（λ）は、狭帯域光源のスペクトルパワーであ
る。
あり、Ｎ（λ）は、狭帯域光源のスペクトルパワーであ
る。
【００２９】４つの構成要素を有する調整可能な光源に
ついては、４個のフィルタ間のパワー比は、周知の数値
による方法を用いて決定することができる。
ついては、４個のフィルタ間のパワー比は、周知の数値
による方法を用いて決定することができる。
【００３０】補助照射デバイスに対して様々なパワー比
を決定した結果は、多数の周囲源に対する正確なパワー
比のテーブルまたはリストとなる。
を決定した結果は、多数の周囲源に対する正確なパワー
比のテーブルまたはリストとなる。
【００３１】本発明の上記の記載は、例示および説明を
目的として提示されている。本発明を網羅したり、本発
明を開示の正確な形式に限定したりするものではなく、
他の改変および変形は、上記の教示に基づいて可能であ
り得る。実施形態は、本発明の原理およびその実際の応
用を最良に説明するために選択および記載され、それに
よって、当業者は、想定される特定の使用に適した様々
な実施形態および様々な改変において本発明を最良に用
いることができる。添付の特許請求の範囲は、従来技術
で限定される範囲を除いて、本発明の他の実施形態を含
むものと解釈される。
目的として提示されている。本発明を網羅したり、本発
明を開示の正確な形式に限定したりするものではなく、
他の改変および変形は、上記の教示に基づいて可能であ
り得る。実施形態は、本発明の原理およびその実際の応
用を最良に説明するために選択および記載され、それに
よって、当業者は、想定される特定の使用に適した様々
な実施形態および様々な改変において本発明を最良に用
いることができる。添付の特許請求の範囲は、従来技術
で限定される範囲を除いて、本発明の他の実施形態を含
むものと解釈される。
【図１】タングステン電球用のスペクトルパワー分布を
示す図である。
示す図である。
【図２】Ｄ６５のスペクトルパワー分布を示す図であ
る。
る。
【図３】蛍光電球のスペクトルパワー分布を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明に従った、カラーフィルタを有する補助
照射デバイスを示す図である。
照射デバイスを示す図である。
【図５】本発明に従った、２つのカラーフィルタを有す
る補助照射デバイスを示す図である。
る補助照射デバイスを示す図である。
【図６】本発明に従った、カラーフィルタのマトリクス
を有する補助照射デバイスを示す図である。
を有する補助照射デバイスを示す図である。
【図７】本発明に従った、多素子光源の色温度を調整す
るための方法を示すフローチャートである。
るための方法を示すフローチャートである。
５０２：第１のカラーフィルタ
５０４：シャッタ
５０６：第２のカラーフィルタ
５０８：シャッタ
５１０：広帯域光源
５１２：光線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マーク・ジェイ・ビアンキ
アメリカ合衆国コロラド州80526，フォー
ト・コリンズ，スキマーホルン・ストリー
ト 2906
(72)発明者 ロバート・イー・ソボル
アメリカ合衆国コロラド州80526，フォー
ト・コリンズ，アイドルデール・ドライブ
2313
Ｆターム(参考） 3K073 AA48 BA32 CG10 CJ14 CJ16
3K098 AA30 BB20
5C022 AB13 AB15
Claims (7)
- 【請求項１】 調整可能な色温度を有する光源であっ
て、 広帯域光源と、 第１の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタと、 第２の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタと、
を有し、 前記第１の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
および前記第２の色を有する少なくとも１つのカラーフ
ィルタは、前記広帯域光源からの光を通過させるように
構成され、 前記第１の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
を通過する光を可変的に阻止するように構成された少な
くとも１つの可変シャッタと、 前記第２の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
を通過する光を可変的に阻止するように構成された少な
くとも１つの可変シャッタと、 前記第２の色を有するカラーフィルタに対する前記第１
の色を有するカラーフィルタを通過する光の比を調整す
ることが可能な制御システムと、 を備えた光源。 - 【請求項２】 調整可能な色温度を有する光源であっ
て、 広帯域光源と、 前記広帯域光源からの光を通過させるように構成され
た、第１の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
と、 前記広帯域光源からの光を通過させるように構成され
た、第２の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
と、 前記広帯域光源からの光を通過させるように構成され
た、第３の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
と、 前記第１の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
を通過する光を可変的に阻止するように構成された少な
くとも１つの可変シャッタと、 前記第２の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
を通過する光を可変的に阻止するように構成された少な
くとも１つの可変シャッタと、 前記第３の色を有する少なくとも１つのカラーフィルタ
を通過する光を可変的に阻止するように構成された少な
くとも１つの可変シャッタと、 前記３つの色を通過する光の比を調整することができる
制御システムと、を備えた光源。 - 【請求項３】 調整可能な色温度を有する光源であっ
て、 広帯域光源と、 前記広帯域光源からの光を通過させるように構成され
た、第１の色を有する複数のカラーフィルタと、 前記広帯域光源からの光を通過させるように構成され
た、第２の色を有する複数のカラーフィルタと、 前記第１の色を有する複数のカラーフィルタを通過する
光を阻止するように構成された複数のシャッタと、 前記第２の色を有する複数のカラーフィルタを通過する
光を阻止するように構成された複数のシャッタと、 前記シャッタによって阻止されるカラーフィルタの数を
変更することによって、前記第２の色を有するカラーフ
ィルタに対する前記第１の色を有するカラーフィルタを
通過する光の比を調整することができる制御システム
と、 を備えた光源。 - 【請求項４】 光源の色温度を調整する方法であって、 前記光源用の第１の色温度を選択するステップと、 広帯域源の光出力に対する第１のカラーフィルタからの
光出力の比を、前記カラーフィルタおよび広帯域源から
の光出力の比が前記光源用の第１の色温度を生成するよ
うに調整するステップと、 前記光源用の第２の色温度を選択するステップと、 前記調整ステップを繰り返して、前記光源用の第２の色
温度を生成する光を生成するステップと、 を含む方法。 - 【請求項５】 前記光出力の比が、前記カラーフィルタ
を透過する光の割合を変更することによって調整され
る、請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記光出力の比が、光を透過するカラー
フィルタの数を変更することによって調整される、請求
項４に記載の方法。 - 【請求項７】 光源の色温度を調整する方法であって、 シーンにおける周囲光の色温度を決定するステップと、 前記シーンにおける周囲光の色温度に最も近接して一致
する、前記光源用の色温度を選択するステップと、 第１の波長帯域にわたって光を透過する第１のカラーフ
ィルタの光出力を調整するステップと、 第２の波長帯域にわたって光を透過する第２のカラーフ
ィルタの光出力を、前記２つのカラーフィルタの光出力
の比が前記選択された色温度を生成するように調整する
ステップと、 を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/061,466 US6755555B2 (en) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | Auxiliary illuminating device having an adjustable color temperature by controlling the amount of light passing through color filters |
| US10/061466 | 2002-01-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003244483A true JP2003244483A (ja) | 2003-08-29 |
| JP2003244483A5 JP2003244483A5 (ja) | 2006-03-16 |
Family
ID=27610151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003023754A Withdrawn JP2003244483A (ja) | 2002-01-31 | 2003-01-31 | 調整可能な色温度を有する光源および光源の色温度を調整する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6755555B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003244483A (ja) |
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| US10229624B2 (en) | 2017-02-22 | 2019-03-12 | Mistubishi Electric Corporation | Method of adjusting white balance, white balance adjustment apparatus, and display device |
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| US20060164005A1 (en) * | 2005-01-25 | 2006-07-27 | Chuan-Sheng Sun | Illumination apparatus having adjustable color temperature and method for adjusting the color temperature |
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| JP5258869B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2013-08-07 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡装置 |
| CN105657283A (zh) * | 2014-11-11 | 2016-06-08 | 索尼公司 | 图像生成方法、装置以及终端设备 |
| KR102305101B1 (ko) * | 2014-12-23 | 2021-09-27 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 보정용 광원 장치 |
| CN107801012B (zh) * | 2017-10-30 | 2019-05-17 | Oppo广东移动通信有限公司 | 白平衡处理方法及装置、电子装置和计算机可读存储介质 |
| CN110677635B (zh) * | 2019-10-07 | 2020-10-30 | 董磊 | 数据参数现场设置系统 |
| CN118088963B (zh) * | 2024-03-07 | 2024-08-30 | 广东艾罗智能光电股份有限公司 | 一种可自动追光的智能照明控制方法及装置 |
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-
2002
- 2002-01-31 US US10/061,466 patent/US6755555B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-01-31 JP JP2003023754A patent/JP2003244483A/ja not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6755555B2 (en) | 2004-06-29 |
| US20030142496A1 (en) | 2003-07-31 |
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