JP6929296B2 - モバイルデバイス - Google Patents
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Description
フラッシュライトに用いられる発光装置としてはキセノンタイプのもの(例えば特許文献1参照)、LEDタイプのもの(例えば特許文献2参照)が知られている。
一方で、上記演色性Raとは別の観点で、実際に光を照射した被写体において、自然で生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、を実現できる照明の開発がされている(例えば特許文献3、4、5参照)。
本発明は、感度の向上と、画像の色再現性を両立させたフラッシュライトを搭載したモバイルデバイスを提供することを課題とする。
しかしながら、このような2つの色領域の分光感度スペクトルをオーバーラップさせる操作により感度を向上させることができるものの、画像の色再現性に悪影響を与えていた。すなわち、感度の向上と色再現性は、トレードオフの関係にあった。
少なくとも撮像素子、及び該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、かつ
以下の式(1)で表される、波長域540nm以上610nm以下及び波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差を表す値Bが、65以下である、モバイルデバイス。
少なくとも撮像素子、及び該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、
以下の式(2)で表される波長域540nm以上610nm以下における規格化分光分布の差ΔS(540〜610)が−15以上であり、かつ
以下の式(3)で表される波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差ΔS(610〜680)が50以下である、モバイルデバイス。
更に別の形態として、以下のものを包含する。
少なくとも撮像素子、該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、及び発光装置の被写体側に配置された波長制御要素、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
以下に示す条件X、条件Y及び条件Zのうち少なくとも1種を満たす、モバイルデバイス。
条件X:
Duvが−0.04以上、0.01以下であり、
発光装置から波長制御要素を介して当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCn(nは1から15の自然数)が−5.0以上15.0以下であり、
前記ΔCn(nは1〜15のすべての自然数)の平均が−0.6以上6.0以下である。
条件Y:
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、かつ
以下の式(1)で表される、波長域540nm以上610nm以下及び波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差を表す値Bが、65以下である。
Duvが−0.04以上、0.01以下であり、
発光装置から波長制御要素を介して当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCn(nは1から15の自然数)が−7.0以上≦15.0以下であり、
前記ΔCn(nは1〜15のすべての自然数)の平均が−0.6以上6.0以下であり、
ΔC14が、−5.0以上15以下である。
本発明の一実施形態は、少なくとも撮像素子、及び該撮像素子の撮像に併せて被写体を照射する発光装置を備えたモバイルデバイスである。
撮像素子は、レンズからの入射光を電気信号に変換する電子部品であり、主としてデジタル画像の撮像に用いられる。具体例としてはCCDやCMOSなどがあげられるが、特に限定されるものではない。
該撮像素子を備えたモバイルデバイスとしては、スマートフォン、タブレット、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等が例示されるが、これに限られない。
なお、発光装置は閃光を出射し得る装置であればよく、定常光を出射し得る装置であってよい。即ち発光装置は、フラッシュモードにおける閃光の出射が可能であり、更にトーチモードにおける定常光の出射が可能であってよい。
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義した際の、波長580nmにおける発光装置から出射される光と基準光との規格化分光分布の差であり、本実施形態ではこの差が0より大きい。即ち、波長580nmにおいて、相関色温度に応じた基準光と比較して、本実施形態に係る発光装置から出射される光の強度が低いことを意味する。
ΔS(610〜680)は50以下であるが、45以下であってよく、40以下であってよく、35以下であってよく、30以下であってよい。下限は特段限定されないが、通常−250以上である。
画像が自然で生き生きとした、視認性の高い、快適な、色の見え、を実現できることとは具体的に、非特許文献1に記載されたTLCI(Television Lighting Consistency Index)値が高いことをいい、TLCIが85以上であってよく、90以上であってよく、93以上であってよく、95以上であってよく、97以上であってよく、98以上であってよく、99以上であってよい。
発光装置から当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCnが
−4.0≦ ΔCn ≦18.6 (nは1から15の自然数)
である。
ΔCnの範囲は、−4.0以上であることが好ましく、−3.8以上であることがより好ましく、18.6以下であることが好ましく、17.0以下であることがより好ましい。
前記ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均が0以上7.0以下である。
ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均は、0以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、7.0以下であることが好ましく、6.4以下であることがより好ましい。
前記ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の最大値と最小値との差が2.0以上19.6以下である。ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の最大値と最小値との差は、2.0以上であることが好ましく、3.22以上であることがより好ましく、19.6以下であることが好ましく、17.9以下であることがより好ましい。
ただし、ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}とする。
15種類の修正マンセル色票
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
前記発光装置から当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が
0 ≦|Δhn| ≦12.5(nは1から15の自然数)
を満たす。
ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。
上記色相角差の絶対値|Δhn|は9.0以下であってもよい。
少なくとも撮像素子、該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、及び該発光装置の被写体側に配置された波長制御要素、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
以下に示す条件X、条件Y及び条件Zのうち少なくとも1種を満たす、モバイルデバイス。
条件X:
Duvが−0.04以上、0.01以下であり、
前記ΔCn(nは1から15の自然数)が−5.0以上15.0以下であり、
前記ΔCn(nは1〜15のすべての自然数)の平均が−0.6以上6.0以下である。
条件Y:
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、かつ
以下の式(1)で表される、波長域540nm以上610nm以下及び波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差を表す値Bが、65以下である。
Duvが−0.04以上、0.01以下であり、
前記ΔCn(nは1から15の自然数)が−7.0以上15.0以下であり、
前記ΔCn(nは1〜15のすべての自然数)の平均が−0.6以上6.0以下であり、
ΔC14が、−5.0以上15以下である。
(i) ΔC14≧−5.0である。
(ii) −0.02≦Duv<0である。
(iii) ΔCn(nは1〜15のすべての自然数)の平均が0より大きく3以下である。
(iv) ΔCn(nは1から15の自然数)が−4.5以上8.0以下である。
(v)発光装置から波長制御要素を介して当該放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、当該放射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が0 ≦|Δhn| ≦13.0(nは1から15の自然数)を満たす。ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。
(vi)ΔC12≧−0.5である。
・波長制御要素を介することで、出射光のDuvを低下させる。
・波長制御要素を介することで、出射光のΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均を上昇させる。
・波長制御要素を介することで、出射光のスペクトルの形状が、510nm〜590nmの領域においてボトムピーク(下に凸のピーク)を有する形状となる。
・波長制御要素を介することで、580nm〜780nmの領域において、出射光のスペクトルの形状が、トップピークを示す波長をより長波長側にシフトさせ、当該トップピークの半値幅を大きくする。
・波長制御要素を介することで、出射光のΔC14を上昇させる。好ましくは4以上上昇させる。
・波長制御要素を介することで、出射光のΔC14とΔC12を、ΔC14の上昇量/ΔC12の上昇量の絶対値が1以上であるように変化させる。
・波長制御要素を介することで、出射光のΔC15を上昇させる。好ましくは3以上上昇させる。
・波長制御要素を介することで、出射光の色相角差の絶対値|Δhn|を低下させる。
波長制御要素がフィルターである場合、上記特性を備えたフィルターの製造方法は特段限定されるものではなく、例えば透明ガラスや透明プラスチックなどの基材表面に、塗布、蒸着、貼付により着色組成物層を設けたもの、透明ガラスや透明プラスチックなどの基材を製造する際に着色剤などを添加して混練し、透明、半透明又は着色基材としたもの、などがあげられる。
また、波長制御要素は、発光装置の被写体側に配置されている限り、発光装置と接触して設けられてもよく、発光装置との間で離間していてもよく、発光装置と一体となっていてもよい。
半導体発光素子は、発光要素として用いることができれば特段限定されることなく、典型的に用いられる紫色又は青色半導体発光素子に限られず、緑色半導体発光素子、赤色半導体発光素子などを含んでもよい。
本実施形態において紫色半導体発光素子は、通常発光ピーク波長域が390nm以上430nm以下である半導体発光素子である。また、青色半導体発光素子は、通常発光ピーク波長域が430nm以上490nm以下である半導体発光素子である。青色半導体発光素子は、発光ピーク波長の下限が435nmであってよく、440nmであってよい。発光ピーク波長の上限は480nm以下であってよく、475nm以下であってよく、470nm以下であってよい。
また、青色半導体発光素子とともに用いられる赤色半導体発光素子としては、赤色(橙を含む)領域の光を出射する半導体発光素子であればよい。ピーク波長は通常590nm以上であり、600nm以上であってよい、また通常780nm以下である。
Ya(Ce,Tb,Lu)b(Ga,Sc)cAldOe(II)
(一般式(II)において、a、b、c、d、eが、a+b=3、0≦b≦0.2、4.5≦c+d≦5.5、0.1≦c≦2.6、および10.8≦e≦13.4を満たす。)
なお、一般式(II)で表されるCe3+付活アルミン酸塩蛍光体をG−YAG蛍光体と呼ぶ。
Lua(Ce,Tb,Y)b(Ga,Sc)cAldOe(III)
(一般式(3)において、a、b、c、d、eが、a+b=3、0≦b≦0.2、4.5≦c+d≦5.5、0≦c≦2.6、および10.8≦e≦13.4を満たす。)
なお、一般式(III)で表されるCe3+付活イットリウムアルミニウム酸化物系蛍光体をLuAG蛍光体と呼ぶ。
M1 aM2 bM3 cOd(IV)
(一般式(IV)において、M1は2価の金属元素、M2は3価の金属元素、M3は4価の金属元素をそれぞれ示し、a、b、cおよびdが、2.7≦a≦3.3、1.8≦b≦2.2、2.7≦c≦3.3、11.0≦d≦13.0を満たす。)
なお、一般式(IV)で表される蛍光体をCSMS蛍光体と呼ぶ。
M2は3価の金属元素であるが、Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd、及びLuからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Al、Sc、Y、又はLuであるのが更に好ましく、Scが特に好ましい。この場合、Scは単独系でもよく、YまたはLuとの複合系でもよい。また、M2はCeを含むことを必須とし、M2は他の3価の金属元素を含んでいてもよい。
M3は4価の金属元素であるが、少なくともSiを含むことが好ましい。Si以外の4価の金属元素M3の具体例としては、Ti、Ge、Zr、Sn、及びHfからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Ti、Zr、Sn、及びHfからなる群から選択された少なくとも1種であるのがより好ましく、Snであることが特に好ましい。特に、M3がSiであることが好ましい。また、M3は他の4価の金属元素を含んでいてもよい。
(一般式(V)において、M1は少なくともCeを含む付活剤元素、M2は2価の金属元素、M3は3価の金属元素をそれぞれ示し、a、b、cおよびdが、0.0001≦a≦0.2、0.8≦b≦1.2、1.6≦c≦2.4、および3.2≦d≦4.8を満たす。)
なお、一般式(V)で表される蛍光体をCSO蛍光体と呼ぶ。
M2は2価の金属元素であるが、Mg、Ca、Zn、Sr、Cd、及びBaからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Mg、Ca、又は、Srであるのが更に好ましく、M2の元素の50モル%以上がCaであることが特に好ましい。
M3は3価の金属元素であるが、Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd、Yb、及びLuからなる群から選択された少なくとも1種であるのが好ましく、Al、Sc、Yb、又はLuであるのが更に好ましく、Sc、又はScとAl、又はScとLuであるのがより一層好ましく、M3の元素の50モル%以上がScであることが特に好ましい。
M2及びM3は、それぞれ2価及び3価の金属元素を表すが、M2及び/又はM3のごく一部を1価、4価、5価のいずれかの価数の金属元素としてもよく、さらに、微量の陰イオン、たとえば、ハロゲン元素(F、Cl、Br、I)、窒素、硫黄、セレンなどが、化合物の中に含まれていてもよい。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4(VI)
(一般式(VI)においてa、b、c、dおよびxが、a+b+c+d+x=2、1.0≦a≦2.0、0≦b<0.2、0.2≦c≦1,0、0≦d<0.2および0<x≦0.5を満たす。)
なお、一般式(VI)で表されるアルカリ土類ケイ酸塩蛍光体をBSS蛍光体と呼ぶ。
(Ba,Ca,Sr,Mg,Zn,Eu)3Si6O12N2(VII)
なお、一般式(VII)で表される蛍光体をBSON蛍光体と呼ぶ。
一般式(VII)において選択できる2価金属元素(Ba,Ca,Sr,Mg,Zn,Eu)のうち、BaとSrとEuの組合せとすることが好ましく、さらには、Baに対するSrの比率は10〜30%とすることがより好ましい。
(La1−x−yEuxLny)2O2S (VIII)
(一般式(VIII)において、x及びyはそれぞれ0.02≦x≦0.50及び0≦y≦0.50を満たす数を表し、LnはY、Gd、Lu、Sc、Sm及びErの少なくとも1種の3価希土類元素を表す。)
なお、一般式(VIII)で表される酸硫化ランタン蛍光体をLOS蛍光体と呼ぶ。
(k−x)MgO・xAF2・GeO2:yMn4+ (IX)
(一般式(IX)において、k、x、yは、各々、2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015を満たす数を表し、Aはカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、またはこれらの混合物である。)
なお、一般式(IX)で表されるジャーマネート蛍光体をMGOF蛍光体と呼ぶ。
また、ΔCn(nは1〜15のすべての整数)、その平均、ΔC12、ΔC14、ΔC15、については、特許文献3乃至5を参照することで当業者は制御を行うことができる。
更に、発光装置はフレネルレンズなどのレンズ、もしくは反射枠を備えてもよい。
<参考例1:デジタルカメラでの撮像>
デジタルカメラ(Canon製 コンパクトデジタルカメラ Powershot G7X)を2台準備し、1台にはオリジナルで搭載されているLED光源をRa80の比較参考光源Aに、もう1台には参考光源Cに置換した。両者の撮像条件を一致させるため、カメラの「ホワイト」設定を一致させた。比較参考光源Aを搭載したデジタルカメラを用いてフラッシュ撮像を行った画像と、参考光源Cを搭載したデジタルカメラを用いてフラッシュ撮像を行った画像と、を得た。両画像の対比を図1〜図3に示す。なお、図上段の画像が、参考光源Cを搭載したデジタルカメラを用いた画像である。
図1での比較から、参考光源Cによるフラッシュ撮影で得られた画像は、高い透明感を有することが理解できる。
図2での比較から、参考光源Cによるフラッシュ撮影で得られた画像は、高いコントラスト及び解像度を有することが理解できる。
図3での比較から、参考光源Cによるフラッシュ撮影で得られた画像は、高い立体感を有することが理解できる。
以下の表2に示す参考光源Dデジタルカメラの光源を、「ホワイト」設定を固定した状態で異なる色温度の複数の参考光源D(色温度がそれぞれ2700K、3000K、3500K、4000K、5000K)に置換した。被写体を撮像した画像の色度図を図4に示す。図4から、参考光源Dは、色温度を変化させても色度の変化が生じず、ファームウエアの設定変更や補正がほぼ不要であることが理解できる。なお、参考光源Dは、それぞれの色温度において、Duvの値、ΔCnの値等がほぼ同じ値である。
また、参考光源Dデジタルカメラの光源を、「ホワイト」設定を固定した状態で比較参考光源Aに置換した。被写体を撮像した画像の色度図を図5に示す。図5から、参考光源Dを比較参考光源に置換した場合、色度に大きな変化が生じるため、ファームウエアの設定変更や補正が必要となることが理解できる。
デジタルカメラ(Canon製 コンパクトデジタルカメラPowershot G7X)に搭載するLEDを複数準備した。当該LEDから出射される光の分光分布スペクトルから算出される各種値を表3、及び表4に示す。また、試験光源Dから出射される光のスペクトルを図8に示す。
このように、カメラセンサーの緑色ピークと赤色ピークとの間のオーバーラップ領域において、発光装置から出射される光の発光強度を抑えることで、トレードオフの関係にある感度の向上と色再現性の両立が可能となった。そして、赤色領域において、発光装置から出射される光の発光強度を比較的高くすることで、色再現性が改善された。
図9A及び図9Bに示す透過スペクトルを有する7種類のフィルターを準備した。次に、図10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32にそれぞれ示すスペクトルの光を出射する光源1〜光源12までの12種類の光源を準備した。12種類の光源に対し、それぞれ7種類のフィルターを順に適用し、光源から出射される光のスペクトルがどのように変化し、光の見えがどのように変化したかを観察した。その結果を図11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33にそれぞれ示す。
また、フィルターの適用前後において、デジタルカメラ(Canon製 コンパクトデジタルカメラ Powershot G7X)で撮像した画像の見えがどのように変わるか、官能評価を行った。官能評価は、それぞれの発光装置、フィルターを搭載したデジタルカメラで撮像した画像を準備し、パネラーがその画像を評価した。フィルターの有無により画像の見えが改善されたか否かの評価を○×で行い、更に評価が○であったものについて、改善の度合いを5段階評価した。表5に、改善評価結果が○であり、改善度合いが5であった組み合わせを、表6に、改善評価結果が○であり、改善度合いが4または3であった組み合わせを、表7に、改善評価結果が○であり、改善度合いが2または1であった組み合わせを、表8に、改善評価結果が×であった組み合わせを示す。
<考察1:ΔCn(nは1から15までの自然数)、及びΔCnの平均>
光源10、11については、どの種類のフィルターを使用した場合であっても、画像が改善されていない、乃至は評価結果が低くなる傾向にあった。光源10、11は、Raが低く、またΔC14の値がそもそも低い。そのため、フィルターを介することによりΔC14の値が向上したものの依然低い値であり、撮像画像が改善されなかったと考えられる。
また、撮像画像が改善されていないと評価されてものの多くは、全体的に緑色がかって見える、肌色がくすんで見えるなどの評価があった。このような評価となった撮像画像では、フィルターを介した光のΔC8の値、ΔC9の値が高くなっていた。一方で、ΔC8の値、ΔC9の値が高くても、飽和度差ΔCn(nは1から15までの自然数)、及びその平均値が適切な範囲となる場合には、撮像画像の改善が見られたことから、フィルターを備えた場合での撮像画像の色再現性などを良好とする条件の一つであると考えた。
Duvの値を負にシフトさせることができるフィルターを光源と組み合わせた場合には、撮像画像の改善が見られる傾向にあった。一方で、bフィルター、eフィルターは、全体的にDuvの値を正にシフトさせる傾向にあったが、そのようなフィルターを用いた場合であっても、フィルターを介して出射された光のDuvの値が適切な範囲となる場合には、撮像画像の改善が見られた。なお、光源10×フィルターe、光源8×フィルターbのように、フィルターを介して出射された光のDuvの値が適正範囲内であったにも関わらず、画像改善が見られないものがあった。これは、上記飽和度差ΔCn(nは1から15までの自然数)、又はその平均値が適切な範囲(それぞれ−5.0以上15.0以下、−0.6以上6.0以下)を満たさなかったものと考えられる。
フィルターを介して出射された光のΔC14の値が低すぎる場合には、画像改善が見られないが、光源10×フィルターcの結果から、飽和度差ΔCn(nは1から15までの自然数)が適切と考えられた範囲を満たしていなくても、Duvの値が適切であり、ΔCnの平均の値が適切であり、且つΔC14の値が−5.0以上であれば、改善度合いが高いことがわかった。但し、その場合であっても、ΔCnの値が−7.0を下回ってはならないと考える。
上記Duvの値、飽和度差ΔCn(nは1から15までの自然数)、及びその平均値が適正範囲から外れる場合であっても、フィルターを介して出射された光のB値及びΔS(580nm)の値が適正であれば、撮像画像の改善が見られた。
フィルターを介して出射された光の色相格差Δhnが13°以内であると、撮像画像の色再現性がより改善された。
ΔC12の値が−0.5以上であると、撮像画像の色再現性がより改善された。また、ΔC12の値の増加量とΔC14の値の増加量との比が適正範囲であると、撮像画像の色再現性がより改善された。
・フィルターを介して出射された出射光のDuvを低下させる。
・フィルターを介して出射された出射光のΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均を上昇させる。
・フィルターを介して出射された出射光のスペクトルの形状が、510nm〜590nmの領域においてボトムピーク(下に凸のピーク)を有する形状となる。
・580nm〜780nmの領域において、フィルターを介して出射された出射光のスペクトルの形状が、トップピークを示す波長をより長波長側にシフトさせ、当該トップピークの半値幅を大きくする。
・フィルターを介して出射された出射光のΔC14を上昇させる。好ましくは4以上上昇させる。
・フィルターを介して出射された出射光のΔC14とΔC12を、ΔC14の上昇量/ΔC12の上昇量の絶対値が1以上であるように変化させる。
・フィルターを介して出射された出射光のΔC15を上昇させる。好ましくは3以上上昇させる。
・フィルターを介して出射された出射光の色相角差の絶対値|Δhn|を低下させる。
Claims (6)
- 少なくとも撮像素子、及び該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、かつ
以下の式(1)で表される、波長域540nm以上610nm以下及び波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差を表す値Bが、65以下である、モバイルデバイス。
- 少なくとも撮像素子、及び該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、
以下の式(2)で表される波長域540nm以上610nm以下における規格化分光分布の差ΔS(540〜610)が−15以上であり、かつ
以下の式(3)で表される波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差ΔS(610〜680)が50以下である、モバイルデバイス。
- 前記発光装置は、Duvが−0.04以上0.002以下である、請求項1または2に記載のモバイルデバイス。
- 前記発光装置による被写体の照射が、0.5秒以内のものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモバイルデバイス。
- 前記発光装置は、発光装置から出射される光が、以下の条件I乃至IVを満たす、請求項1〜4のいずれか1項に記載のモバイルデバイス。
条件I:
前記発光装置から出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCnが
−4.0≦ ΔCn ≦18.6 (nは1から15の自然数)
である。
条件II:
前記ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均が0以上7.0以下である。
条件III
前記ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の最大値と最小値との差が2.0以上19.6以下である。
ただし、ΔCn=√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}−√{(a* nref)2+(b* nref)2}とする。
15種類の修正マンセル色票
#01 7.5 P 4 /10
#02 10 PB 4 /10
#03 5 PB 4 /12
#04 7.5 B 5 /10
#05 10 BG 6 / 8
#06 2.5 BG 6 /10
#07 2.5 G 6 /12
#08 7.5 GY 7 /10
#09 2.5 GY 8 /10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7 /12
#12 5 YR 7 /12
#13 10 R 6 /12
#14 5 R 4 /14
#15 7.5 RP 4 /12
条件IV:
前記発光装置から出射される光による照明を数学的に仮定した場合の上記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnSSL(度)(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間における色相角をθnref(度)(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、色相角差の絶対値|Δhn|が
0 ≦|Δhn| ≦12.5(nは1から15の自然数)
を満たす。
ただし、Δhn=θnSSL−θnrefとする。 - 少なくとも撮像素子、該撮像素子の撮像に合わせて被写体を照射する発光装置、及び発光装置の被写体側に配置された波長制御要素、を備えたモバイルデバイスであって、
前記発光装置は半導体発光素子を含み、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の分光分布をφSSL(λ)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の分光分布をφref(λ)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の三刺激値を(XSSL、YSSL、ZSSL)、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の三刺激値を(Xref、Yref、Zref)、とし、
前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の規格化分光分布SSSL(λ)と、前記発光装置から前記波長制御要素を介して出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Sref(λ)と、これら規格化分光分布の差ΔS(λ)をそれぞれ、
SSSL(λ)=φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)=φref(λ)/Yref
ΔS(λ)=Sref(λ)−SSSL(λ)
と定義し、
以下に示す条件X、条件Y及び条件Zのうち少なくとも1種を満たす、モバイルデバイス。
条件X:
Duvが−0.04以上、0.01以下であり、
発光装置から波長制御要素を介して当該照射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該照射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光で
の照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L
*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCn(nは1から15の自然数)
が−5.0以上15.0以下であり、
前記ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均が−0.6以上6.0以下である。
条件Y:
波長580nmにおける規格化分光分布の差ΔS(580)が0より大きく、かつ
以下の式(1)で表される、波長域540nm以上610nm以下及び波長域610nm以上680nm以下における規格化分光分布の差を表す値Bが、65以下である。
[数4]
条件Z:
Duvが−0.04以上、0.01以下であり、
発光装置から波長制御要素を介して当該照射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の#01から#15の下記15種類の修正マンセル色票のCIE 1976 L*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nSSL、b* nSSL(ただしnは1から15の自然数)とし、
当該照射方向に出射される光の相関色温度TSSL(K)に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の当該15種類の修正マンセル色票のCIE 1976L
*a*b*色空間におけるa*値、b*値をそれぞれa* nref、b* nref(ただしnは1から15の自然数)とした場合に、飽和度差ΔCn(nは1から15の自然数)
が−7.0以上、15.0以下であり、
前記ΔCn(nは1〜15のすべての整数)の平均が−0.6以上6.0以下であり、
ΔC14が、−5.0以上15以下である。
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