(57)【要約】  本発明は、複数のフラッシュセグメント（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）を有するセグメント化フラッシュ（１０）を制御する方法を記述し、当該方法は、フラッシュセグメント（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）の順電圧（Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎ）を測定するステップと、セグメント化フラッシュ（１０）についての所望の照明プロファイル（Ｐ）を達成するように、測定された順電圧（Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎ）に基づいてフラッシュセグメント（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）の輝度を調節するステップとを有する。本発明は更に、複数のフラッシュセグメント（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）を有するセグメント化フラッシュ（１０）であり、各フラッシュセグメント（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）がシーン（２）の一部（２０）を照らすように構成されている、セグメント化フラッシュと、本発明方法のステップを実行してフラッシュセグメント（Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ）の輝度を調節するように適応されたフラッシュドライバ（１１）と、を有するセグメント化フラッシュシステム（１）を記述する。
2020528205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンを撮影するのに好適な、セグメント化フラッシュを制御する方法であって、前記セグメント化フラッシュは、複数のフラッシュセグメントを有し、各フラッシュセグメントが、シーンの一部を照らすように構成されており、
当該方法は、
シーンの各部分に対する光の必要量を決定するステップと、
前記フラッシュセグメントの各々の順電圧を測定するステップと
前記フラッシュセグメントの各々の輝度を、前記シーンの各部分に対して必要とされる光の前記必要量へと、前記測定された順電圧に基づいて、
各セグメントへの電流を調節すること、及び／又は
各セグメントのデューティサイクルを調節すること、及び／又は
ダミーフラッシュをスケジューリングすること
によって調節するステップと、
を有する、
方法。
【請求項２】
前記フラッシュセグメントの前記順電圧を測定するステップは、同一の低い定電流の条件下で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フラッシュセグメントの前記輝度を調節するステップは、前記フラッシュセグメントの前記測定された順電圧に基づいて、各フラッシュセグメントについての調節された駆動電流を計算することを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記フラッシュセグメントの前記輝度を調節するステップは、個々のフラッシュセグメントのデューティサイクルを調節することを有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記フラッシュセグメントの前記輝度を調節するステップは、ダミーフラッシュイベントのスケジューリングを有する、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
先行フラッシュイベントにおける前記フラッシュセグメントの駆動電流分布を決定し、前記ダミーフラッシュイベントで前記駆動電流分布の相補を適用するステップ、を有する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記測定された順電圧に基づいて欠陥あるフラッシュセグメントを検出し、前記セグメント化フラッシュについての所望の照明プロファイルを達成するように、残りのフラッシュセグメントの輝度を調節するステップ、を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記フラッシュセグメントの前記順電圧を測定するステップは、アナログ電圧測定値をデジタル値に変換するステップによって続かれる、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
シーンの各部分に対する前記光の必要量を決定するステップは、シーンの深度マップ又は３Ｄプロファイルを提供することを有する、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
複数のフラッシュセグメントを有するセグメント化フラッシュであり、各フラッシュセグメントが、シーンの一部を照らすように構成されている、セグメント化フラッシュと、
請求項１乃至９のいずれかに記載の方法を実行して、前記フラッシュセグメントの輝度を前記シーンの各部分に必要とされる光の必要量へと調節するように適応されたフラッシュドライバと、
を有し、
前記フラッシュドライバは、少なくとも、
フラッシュイベント後の各フラッシュセグメントの順電圧を測定するように適応された電圧測定モジュール、
前記測定された順電圧をデジタル値に変換するように適応されたアナログ−デジタル変換器、
特定のフラッシュセグメントを前記アナログ−デジタル変換器に接続して、選択されたフラッシュセグメントの前記測定された順電圧がデジタル値に変換されることができるようにするよう構成されたマルチプレクサ、
前記測定された順電圧に基づいて、フラッシュセグメント駆動電流の振幅及び／又はタイミングを決定するように適応された等化手段、及び
関連するブロックを制御するように構成された状態マシン、
を有する、
セグメント化フラッシュシステム。
【請求項１１】
シーンの各部分を照らすのに必要とされる光の相対量を決定するように実現された深度マップモジュール、を有する請求項１０に記載のセグメント化フラッシュシステム。
【請求項１２】
１つのフラッシュセグメントが複数の光源を有する、請求項１０又は１１に記載のセグメント化フラッシュシステム。
【請求項１３】
前記複数のフラッシュセグメントの光源は、異なるスペクトルを有する、請求項１０乃至１２のいずれかに記載のセグメント化フラッシュシステム。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれかに記載のセグメント化フラッシュシステムを有する装置であって、携帯電話、タブレットコンピュータ、又はカメラのいずれかである装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント化されたフラッシュシステムを制御する方法を記述する。本発明はまた、セグメント化されたフラッシュシステムを記述する。
【背景技術】
【０００２】
シーンを撮影する際に従来のフラッシュシステムが使用されるとき、カメラに近すぎる物体は、露出過多を被って画像内で過度に“白く”又は青白く見えることがある一方で、カメラから遠く離れた物体は、十分に照明されずに写真又は画像内で過度に暗く見えることがある。フラッシュシステムにおける開発は、セグメント化されたフラッシュ、すなわち、光源のアレイで構成されたフラッシュにつながってきた。セグメント化されたフラッシュ内に展開されるそれら光源のスペクトルは、所望のホワイトバランスを達成するように選択されることができる。セグメント化されたフラッシュが“照明プロファイル”又はパターンを生成するように、各光源がシーンのある領域を照らす。例えば、飛行時間（ＴｏＦ）、三角測量、立体視、ストラクチャードライト、干渉計などの好適技術を用いて深度マップを取得し、そして、この情報を用いて最適な照明プロファイルを決定することによって、シーンの各領域を正確に照明又は露光するのに必要な光の相対量を決定することができる。そのような最適照明プロファイルを用いることで、カメラからいっそう遠く位置する物体は高めの光強度を受けることになり、カメラにいっそう近く位置する物体は少な目の光を受けることになる。
【０００３】
各フラッシュセグメントはＬＥＤ又は他の適切な光源を有し、フラッシュセグメントは個別に制御可能である。全体の照明プロファイルは、各フラッシュセグメントを適切な電流レベルで駆動することによって達成される。これは、一般に、正確な相対的及び絶対的電流レベルでフラッシュセグメントを駆動するように実現される適切なドライバを使用することによって達成される。
【０００４】
しかしながら、知られているセグメント化フラッシュシステムに付随する問題は、相異なるセグメント温度の結果として１つ以上のセグメントの相対的スペクトルシフトが起こり得ることである。フラッシュセグメントにおける相異なる温度は、相異なるシーン領域を照らすために深度マップに従って相異なる必要レベルの光強度が使用された先行フラッシュイベントにおける相異なる電流駆動レベルの結果であり得る。例えば、１つ以上のセグメントがシーン領域を強く照らすように使用されたものであることがあり、それらのフラッシュセグメントは、他のシーン領域をほどほどに又は弱くのみ照らすように使用された他のフラッシュセグメントよりも熱くなる。温度差はまた、異なるセグメントの異なる熱的挙動の結果として生じることもある。この問題は、ある程度、フラッシュセグメントの駆動電流を計算するときに温度の平衡条件を仮定する従来技術アプローチから生じている。しかしながら、先行シーンの正確な照明を達成するために不均等な駆動電流を使用した如何なる先行フラッシュイベントも、少なくともフラッシュイベントに続く一定の期間にわたって、そのような温度平衡を乱すことになる。この期間内の如何なる後続フラッシュイベントにも、知覚可能で望ましくない画像の色づきを生じさせ得るスペクトルシフトが付随し得る。何故なら、特に、人間の眼は、白色点及び皮膚の色点の付近でのほんの僅かな色の変化又はニュアンスでさえも検出することができるからである。
【０００５】
従って、本発明の１つの目的は、上で概説した問題を解決する改善されたセグメント化フラッシュ駆動方法を提供することである。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の上記目的は、フラッシュシステムを制御する請求項１の方法によって達成され、また、請求項１０のセグメント化フラッシュシステムによって達成される。
【０００７】
本発明によれば、複数のフラッシュセグメントを有するフラッシュシステムを制御する方法は、フラッシュイベントに先立って及び／又はフラッシュイベントに続いて、フラッシュセグメントの順電圧を測定するステップと、その後に、所望の照明プロファイルを達成するように、測定された順電圧に基づいてフラッシュセグメントの輝度を調節するステップとを有する。
【０００８】
本発明の文脈において、表現“セグメント化フラッシュ”及び“マトリックスフラッシュ”は、同義語とみなされてもよく、以下では相互に交換可能に使用されることがある。本発明方法の１つの利点は、それが、導入部に記載した望ましくない色シフトを補正するのに効果的であることである。相異なる電流駆動レベルの結果として生じるフラッシュセグメント間の温度差が検出され、その後、補正されることができる。当該方法は、故に、そのような色シフトを抑制又は更には除去する簡単な手法を提供する。
【０００９】
セグメント化フラッシュでは、各フラッシュセグメントが、異なる温度及び異なる温度特性を有することができ、様々なセグメントに関する温度ヒステリシスに結果として生じる差が意味することは、従来技術の方法では常に、正確な照明プロファイルを生成することができないことになるということである。本発明方法においては、フラッシュセグメントの順電圧を（好ましくはフラッシュイベントの直前に）測定し、そして、個々のフラッシュセグメント各々の輝度を然るべく調節することによって、正確な照明プロファイルを常に確保することができる。これは、以下にて説明するように、各セグメントへの電流を調節することによって、個々のセグメントのデューティサイクルを調節することによって、又はダミーフラッシュをスケジューリングすることによって行われ得る。
【００１０】
本発明によれば、セグメント化フラッシュシステムは、フラッシュマトリックスに配列された複数のフラッシュセグメントを有し、各フラッシュセグメントが、シーンの一部を照らすように構成される。フラッシュシステムは更に、本発明方法のステップを実行してフラッシュセグメントの温度を等化させるように構成されたフラッシュドライバを有する。フラッシュドライバは、当該フラッシュドライバによって提供される順電圧測定に基づいて最適な電流設定を決定するように実現される好適なプロセッサによって制御されることができる。
【００１１】
従属請求項及び以下の説明は、本発明の特に有利な実施形態及び特徴を開示している。それら実施形態の特徴は適宜に組み合わされ得る。１つのクレームカテゴリーの文脈で記述される特徴は、別のクレームカテゴリーにも等しく適用されることができる。
【００１２】
セグメント化フラッシュには、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又は垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などの半導体光源といった、好適な光源、又は複数の異なる光源の好適な組み合わせが使用され得る。以下では、本発明をいかようにも限定することなく、セグメント化フラッシュ又はフラッシュマトリックスの光源又は“エミッタ”としてＬＥＤが使用されると仮定することがある。例えばモバイル装置のカメラフラッシュなどの用途では、例えば、ＬＥＤの全電力が６Ｗの領域にあることがあり、例えば３×３アレイ、５×５アレイ、１５×２１アレイなどといった、好適サイズのアレイが使用され得る。アレイ形状は、正方形、長方形、円形などであり得る。以下では、用語“ＬＥＤ”及び“エミッタ”が相互に交換可能に使用されることがある。セグメント化フラッシュのエミッタは、可視域内で発光することができるが、用途に応じて、代わりに赤外域又は紫外域で発光してもよい。
【００１３】
本発明は、フラッシュセグメントの順バイアスされた（１つ以上の）ＬＥＤにわたる順電圧が（１つ以上の）ＬＥＤの温度に直接的に関係し、また、フラッシュセグメント間の温度差が電圧差を生じさせることになり、それが、対応する光出力及び／又は色のシフトとして現れることになるという洞察に基づく。フラッシュセグメントの一部又は全てが、好ましくは、複数のＬＥＤを有し得る。セグメントの一部又は全てにおいて、それら複数のＬＥＤは、好ましくは、周囲の照明レベルへの又は所望の色温度への正確な適応を達成するように選択される相異なるスペクトルを有し得る。好ましくは、全てのセグメントが、同じ又は基本的に同じ組み合わせのスペクトルを有する。
【００１４】
カメラも、又はカメラを組み込んだ機器若しくは装置も、本発明のセグメント化フラッシュシステムの一実施形態を有し得る。例えば、カメラを組み込んだ装置は、携帯電話、タブレットコンピュータなどとし得る。
【００１５】
本発明のセグメント化フラッシュシステムは、好ましくは、シーンの深度マップ又は３Ｄプロファイルを決定するように実現される深度マップモジュールを有する。深度マップモジュールはまた、好ましくは、シーンの各部分を照らすのに必要とされる光の相対量を決定するように実現される。斯くして、シーン全体に対して最適な照明プロファイルを決定するために、各シーン領域に対して必要な強度を決定することが可能である。
【００１６】
温度に関係した色ずれ又は色づきアーチファクトの深刻度は、例えば、セグメント化フラッシュに使用されるエミッタのタイプ及びエミッタの色点、個々のエミッタとそれらがマウントされるベース又はキャリアとの間の熱抵抗、フラッシュ間の時間間隔、温度の関数としてのエミッタ光学パラメータの変化、撮像されるシーンの性質などの、幾つかの要因に依存する。均一に白いシーンが撮像されると仮定すると、“白いシーン”における色シフトは、色度座標における変化として表現されることができる。好ましくは、色度座標（ＣＩＥＬＵＶ表記法を用いてｄｕ’ｖ’として表現される）における変化は、好ましくは、指定される閾値（例えば、ＣＩＥＬＵＶ色空間において０．００５）を超えない。当然ながら、任意の好適なカメラ色空間系も同様に使用され得る。
【００１７】
本発明の好適な一実施形態において、各フラッシュイベントに先立ってフラッシュセグメントの順電圧がモニタされ、そして、いずれのフラッシュイベントも最適な照明プロファイルを提供することができることを確保するために、適切な補正措置がとられる。これは、色づきアーチファクトが基本的に完全に回避されることを確保することになる。
【００１８】
従来技術の装置は、少し経てば、例えば、ユーザが写真を撮影することを止めてからある一定長さの時間内に、フラッシュセグメントの温度が平衡に戻ると仮定している。一方、本発明方法は、そのような仮定を行う必要がないことを保証するとともに、各セグメントの実際の温度をモニタして該温度を考慮に入れることによって、セグメントごとに常に正確な電流を設定する。
【００１９】
好ましくは、フラッシュセグメントの順電圧を測定するステップは、同一の低い定電流の条件下で実行される。測定自体が実際の温度分布を乱したり変造したりしないことを確保するために、低い測定電流が使用される。低い電流はまた、測定中にセグメントが自己加熱されないことを確保するとともに、エネルギー消費を最小限に保つ。順電圧を測定することは、所望の情報を得るための有利に簡単な手法であるとともに、（ＬＥＤごとに高精度な較正ステップを必要とするものである）直接的にセグメントの絶対温度を測定することよりも容易である。好ましくは、順電圧は、フラッシュイベントの後、ある一定の時間が経過した後に測定される。順電圧が測定される時点は、ある程度、セグメント化フラッシュに使用されるエミッタの物理的及び熱的特性に依存し得る。
【００２０】
さらに、順電圧モニタリングは、フラッシュ故障を検出するセルフテスト機能のために適用されることができる。開放又は短絡したフラッシュセグメントが、順電圧をモニタするステップの間に検出されることになる。コントローラは、セグメント化フラッシュの残りの健常なＬＥＤについて照明プロファイルを計算するときに、いずれの故障ＬＥＤをも考慮に入れることができる。このような検出されたエラー状態は、例えば、装置のスクリーン上の警告として、又はサービス中又は修理中に読み出されることができるメモリに記憶されるエラーログとして、ユーザに報告されてもよい。
【００２１】
フラッシュセグメントの測定された順電圧はアナログ値であり、好ましくは、それがデジタル値に変換される。該デジタル値は、ある一定の時間窓内に起こる後続フラッシュイベントのための所望のホワイトバランスを達成するのに必要な駆動電流を計算するために、好適なマイクロプロセッサによって使用されることができる。例えば、セグメント化フラッシュの一実施形態は、フラッシュイベント後に温度平衡状態に戻るための、ある一定の時間窓によって特徴付けられ得る。その時間窓の持続時間は、ある程度、実装されたフラッシュエミッタの物理的及び熱的特性に依存することになる。従って、そのセグメント化フラッシュのドライバは、その時間窓内に起こる後続フラッシュイベントに対して何らかの補正措置を実装し得る。
【００２２】
順電圧の測定値を取得した後、本発明のセグメント化フラッシュシステムのドライバは、好適な補正措置を決定することができる。例えば、本発明の特に好適な一実施形態において、ドライバは、測定された順電圧間の差に基づいて、個々のフラッシュセグメントごとの駆動電流を計算する。非常に単純な例示的ケースにおいて、セグメント化フラッシュシステムは、２×２のアレイの４つのセグメントを有するとし得る。これらのセグメントのうち１つがカメラから遠く離れた物体を照らすために使用されて、シーンを照らすためにフラッシュイベントが使用された後、これらのフラッシュセグメントのうち３つが基本的に等価な測定順電圧を持つ一方で、第４のフラッシュセグメントは、より高い温度のために、より低い順電圧を持つ。後続フラッシュイベントでは、フラッシュセグメントの電流比が調節される。上の単純な例を用いると、これらのフラッシュセグメントにわたって温度差が存在する場合であっても、後続シーンにおいて正確な照度分布を達成するため及び色点を補正するために、３つの“冷たい”フラッシュセグメントに対する駆動電流が下げられる一方で、第４の（“熱い”）フラッシュセグメントに対する駆動電流が上げられる。色点の補正は、例えば、２つの異なる色点を有するＬＥＤを有するセグメント化フラッシュといった、“チューナブル”カメラフラッシュシステムの場合に特に好ましい。
【００２３】
それに代えて、あるいは加えて、補正措置は、個々のフラッシュセグメントについてのフラッシュタイミング（すなわち、“フラッシュ発光”）を決定するステップを有していてもよい。セグメントごとの電流の振幅を調節することに代えて、セグメントごとのデューティサイクルが、ブランキング期間（センサの積分時間中の時間インターバル）におけるフラッシュ発光に使用され得る。これはまた、イメージセンサの積分時間に一致される場合には、積分時間中に使用され得る。本発明方法のこのような一実施形態において、フラッシュセグメントの発光は、順電圧モニタリングステップから得られた情報に基づいてタイミング制御される。例えば、先行フラッシュから依然として熱くて、対応する低めの順電圧を持つフラッシュセグメントは、フラッシュイベント中に必要な光出力を届けるために、僅かに長いデューティサイクルでアクティブになるようにタイミング制御され得る。同様に、より冷たいフラッシュセグメントは、僅かに短い期間でアクティブになるようにタイミング制御され得る。照射分布を好ましく達成することができ、あるいは、２つ以上の色点を持つＬＥＤを有する複数色フラッシュの場合、フラッシュセグメントを個別にタイミング制御するこのようなステップによって、シーンの色特性を好ましく保存することができる。
【００２４】
上述の（１つ以上の）補正措置は、カメラのユーザが後続フラッシュイベントを開始するときに、すなわち、シーンの画像をキャプチャするためにカメラがアクティブに使用されているときに適用され得る。このようなフラッシュイベントを、以下では“アクティブ”フラッシュイベントとして参照する。それに代えて、本発明の好適な更なる一実施形態では、フラッシュセグメントの温度を等化するステップは、“ダミー”フラッシュイベントのスケジューリングを有する。このダミーフラッシュイベントは、シーンの画像をキャプチャするためにカメラによって使用されるのではなく、すなわち、それはイメージセンサの積分期間外にスケジュールされる。好ましくは、この方法は、先行フラッシュイベントにおけるフラッシュセグメントの駆動電流分布を決定し、その駆動電流分布の相補をダミーフラッシュイベントで適用するステップを有する。ダミーフラッシュは好ましくは、アクティブにキャプチャされる画像の露出過多が生じることがないよう、イメージセンサの露出インターバルの外側に位置するようなタイミングにされる。例えば、フラッシュイベントとダミーフラッシュイベントとの間の時間間隔は、最大で２００ｍｓであり、好ましくは、カメラリフレッシュレートがそれを可能にする場合に最大で５０ｍｓである。
【００２５】
本発明の好適な一実施形態において、フラッシュドライバは、順電圧測定ステップを効率的に管理する状態マシン（この目的での状態マシンの使用は、プロセッサ負荷及びシリアルバスに負荷がかかることを低減させることができる）と、特定のフラッシュセグメントを選択するように構成されたマルチプレクサと、測定された順電圧を、例えばシリアルバスを介して転送するためのデジタル値に変換するように適応されたアナログ−デジタル変換器と、変換された順電圧値を一時的に格納するための例えば多数のレジスタなどの記憶手段とを有する。
【００２６】
本発明の他の目的及び特徴が、添付の図面と併せて検討される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、理解されるべきことには、図面は、本発明の範囲を定めるものとしてではなく、単に例示の目的で作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のセグメント化フラッシュシステムの一実施形態の単純化したブロック図を示している。
【図２】従来技術のセグメント化フラッシュシステムの一形態を示している。
【図３】本発明のセグメント化フラッシュシステムの一実施形態のいっそう詳細なブロック図を示している。
【図４】図４及び５は、セグメント化フラッシュの実施形態を示している。
【図５】図４及び５は、セグメント化フラッシュの実施形態を示している。
【図６】対応するシーンに関する照明プロファイルを示している。
【図７】図７−９は、本発明方法の一実施形態を用いてスケジュールされる連続したフラッシュイベントを示している。
【図８】図７−９は、本発明方法の一実施形態を用いてスケジュールされる連続したフラッシュイベントを示している。
【図９】図７−９は、本発明方法の一実施形態を用いてスケジュールされる連続したフラッシュイベントを示している。
【図１０】従来技術の方法を用いてスケジュールされる連続したフラッシュイベントを示している。
【００２８】
図面においては、全体を通して、似通った参照符号が同様のオブジェクトを参照する。図中のオブジェクトは必ずしも縮尺通りに描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明のセグメント化フラッシュシステム１の一実施形態の単純化したブロック図を示している。この図は、このケースではＬＥＤ１００の５×５正方形アレイであるセグメント化されたフラッシュ１０を示している。このアレイのＬＥＤ１００は、シーン内の２５の領域を照らすことになる。この例示的な一実施形態では、深度マップモジュール１Ｂによって照明プロファイルＰを提供することができ、深度マップモジュール１Ｂは、例えば、光検出器４によって得られた情報を用いて照明プロファイルＰを計算し得る。照明プロファイルＰは、全てのＬＥＤ１００が基本的に同じ温度を有する平衡状態を仮定して、シーンを正確に照らすために各ＬＥＤ１００に必要とされる強度又はパワーを指定する。この例示的な実施形態において、セグメント化フラッシュシステム１はまた、アレイのＬＥＤ１００の順電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎを測定する電圧測定モジュール１Ａを有している。この情報を用いて、コントローラ１Ｃが、アレイのＬＥＤ１００に対する調節された駆動電流値Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａ、…、Ｉｄｎ＿ａを計算する。各調節された駆動電流値Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａ、…、Ｉｄｎ＿ａは、対応するＬＥＤ１００に必要とされる強度を考慮に入れるが、その温度（明確に定められた様式で順電圧に関係する）も考慮に入れる。従って、フラッシュが直近に使用され、アレイにわたって不均一な温度分布を生じさせている場合であっても、コントローラ１Ｃは、所望の照明をもたらすことになるとともに望ましくない温度関連照度差及び／又は色シフトを低減又は更には排除することになる調節された駆動電流値Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａ、…、Ｉｄｎ＿ａを計算することができる。
【００３０】
図２は、従来技術のセグメント化フラッシュシステム３の一実施形態を示している。ここでも、セグメント化フラッシュ１０は、ＬＥＤ１００の５×５正方形アレイを有している。従来技術のフラッシュシステム３も、深度マップモジュールを使用して、イメージセンサによって提供されるフィードバックから照明プロファイルＰを計算し、これをコントローラ３２０に転送する。照明プロファイルＰは、シーンを正確に照らすために各ＬＥＤ１００に必要とされる強度又はパワーを指定するが、全てのＬＥＤ１００が基本的に同じ温度を有する平衡状態を仮定する。しかしながら、上で説明したように、フラッシュが直近に使用された場合、アレイにわたって不均一な温度分布が存在し、後続フラッシュイベントでキャプチャされる画像に望ましくない色シフトを生じさせることがある。
【００３１】
図３は、図１の本発明のセグメント化フラッシュシステム１の一実施形態のいっそう詳細なブロック図を示している。この図は、セグメント化フラッシュ１０のＬＥＤを駆動するフラッシュドライバ１１内の関連するブロック又はモジュールを示している。この例示的な実施形態において、フラッシュドライバ１１は、選択されたフラッシュセグメントＳ１、Ｓ２、…、Ｓｎの順電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎをデジタル値に変換することができるように、特定のフラッシュセグメントＳ１、Ｓ２、…、Ｓｎをアナログ−デジタル変換器１１２に接続するように構成されたマルチプレクサ１１１と、該デジタル値を格納する多数のレジスタ１１３とを有している。これらのブロック１１１、１１２、１１３は、図１の電圧測定モジュール１Ａの機能を果たす。各フラッシュセグメントはまた、電流シンク１１４に接続される。後続フラッシュイベントのために、測定された順電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎに基づいて、好適なプロセッサユニット１２０によって照明プロファイルＰが計算される。照明プロファイルＰは、後続フラッシュイベントのための一組の駆動電流値とすることができる。これらが、メモリ１１６に格納され、デジタル−アナログ変換器１１５によって変換され、次いで、後続フラッシュイベントにおいて電流シンク１１４に適用される。当業者には分かるように、様々なブロックのタイミングは、クロック発振器１１８及びカウンタ１１９を用いて制御されることができる。プロセッサユニット１２０との通信は、例えばＩ２Ｃインタフェースなどの好適なインタフェース１１７上で行われることができる。プロセッサユニット１２０及びそれに関連するブロック１１４、１１５、１１８、１１９などは、図１の深度マップモジュール１Ｂ及びコントローラ１Ｃの機能を果たす。プロセッサユニット１２０は、所望の照明プロファイルＰを達成するための駆動電流Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａ、…、Ｉｄｎ＿ａの振幅及び／又はタイミングを計算する。関係するブロックを制御するために状態マシン１１０が用いられる。順電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎは、好ましくは、各フラッシュイベントに先立って測定され、そして、連続したフラッシュイベントが、アレイが温度に関して平衡状態に戻るのに必要な時間より短い時間インターバル中に発生する場合に、調節された駆動電流Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａ、…、Ｉｄｎ＿ａが使用される。
【００３２】
図４及び５は、図３のドライバ１１によって駆動され得るセグメント化フラッシュ１０の実施形態を示している。図４では、各フラッシュセグメントＳ１、Ｓ２、…、Ｓｎが１つのＬＥＤ１００を有している。図５では、各フラッシュセグメントＳ１、Ｓ２、…、Ｓｎが２つのＬＥＤ１００Ａ、１００Ｂを有している。ＬＥＤ１００Ａ、１００Ｂは異なるスペクトルを有することができる。これらの実施形態において、ＬＥＤは全て並列に駆動される。これに代わる具現化は、マトリックスのロウ又はカラム走査を使用してもよく、それにより、ドライバ回路内に、より少ない数の相互接続及びより少ない数の電流源のみを必要とする。
【００３３】
図６は、シーン２とそれに対応する照明プロファイルＰを示している。ここでは、シーン２は二人の人物を示しており、それらのうち一人はカメラに近く、そられのうち一人はもっと遠く離れている。シーン２を正確に照らすために、左の人物は、右の人物よりも少ない照明のみを必要とすることになる。これは飛行時間技術を用いて決定されることができ、結果として得られた深度マップを用いて、最適な照明プロファイルＰが生成される。上述の５×５のセグメント化フラッシュを用いると、ＬＥＤのうち３つが、より高いパワーで駆動されることになり（これらは、照明プロファイルＰ内の明るい正方形によって示されている）、ＬＥＤのうち３つは、より低いパワーで駆動されることになる（これらは、照明プロファイルＰ内の最も暗い正方形によって示されている）。強度又はパワーの差は、セグメント化されたアレイにわたる温度差を生じさせることになり、アレイが温度平衡状態に戻るには幾らかの時間を要し得る。従来技術のアプローチでは、その時間内に後続フラッシュイベントが発生する場合に、画像内で色シフトが明らかになることがある。本発明方法を用いると、そのような温度差を補償するように、調節された駆動電流が計算され、後続フラッシュイベントでキャプチャされる画像に目立った色シフトは存在しないことになる。
【００３４】
図７−９は、本発明方法の一実施形態を用いてスケジュールされる連続したフラッシュイベントを示している。単純化のため、各フラッシュイベント中に同じシーンが撮影されていて、照明プロファイルはどちらのシーンでも同じであると仮定する（当然ながら、シーン及び対応する照明プロファイルは異なることがある）。説明を単純なままとするため、各ケースで２つのＬＥＤのみ、すなわち、最も高い強度を持つＬＥＤと最も低い強度を持つＬＥＤとの２つのみを考える。第１のフラッシュイベントにて、一方のＬＥＤは比較的高い駆動電流Ｉｄ１を受け、他方のＬＥＤは比較的低い駆動電流Ｉｄ２を受ける。セグメント化フラッシュが平衡状態に戻るのに必要な時間Ｔｅｑが、図に示されている。続く各フラッシュイベントに先立って、時点ｔｍにて、フラッシュセグメントの順電圧が測定される。図７では、後続フラッシュイベントにおける駆動電流が、順電圧値Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎにおける相違によって検出された温度差を補正するように調節されている。ここでは、第１のイベントＥにおいて最も高い駆動電流Ｉｄ１を受けたＬＥＤは、後続イベントＥにおいて、上向きに調節された駆動電流を受ける。同様に、第１のイベントＥにおいて最も低い駆動電流Ｉｄ２を受けたＬＥＤは、後続イベントＥにおいて、下向きに調節された駆動電流を受ける。
【００３５】
図８では、フラッシュタイミングが、後続イベントにおいて調節されている。この図は、第１のイベントにおいて最も高い駆動電流Ｉｄ１（又は最も長いデューティサイクル）を受けたＬＥＤが、後続フラッシュイベントにおいて、その劣しくなった性能を補償するように僅かに長い時間にわたって駆動されることになることを示している。同様に、第１のイベントＥにおいて最も低い駆動電流Ｉｄ２（又は最も短いデューティサイクル）を受けたＬＥＤは、後続イベントＥにおいて、僅かに短い時間にわたって駆動されることになる。“熱い”及び“冷たい”フラッシュセグメントに対するこれらの補正は、所望の照度分布Ｐをもたらす。
【００３６】
図９では、フラッシュイベントＥが、少し後で、ダミーフラッシュイベントＥＤによって続かれている。ダミーフラッシュイベントＥＤでは、調節されたＬＥＤ駆動電流Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａは、アクティブフラッシュイベントＥでのＬＥＤ駆動電流Ｉｄ１、Ｉｄ２の相補である。より高い駆動電流を受けたＬＥＤは、ここで、より低い駆動電流を受けることになり、その逆もまた然りである。これは、アレイ全体にわたって温度平衡に向かって戻ることを効果的に“強制”する。ダミーフラッシュイベントＥＤは、比較的短い時間ｔＤ内に起こり、時間ｔＤは、図７に示したようなセグメント化フラッシュが平衡状態に戻るのに必要なインターバルＴｅｑよりも短い。ダミーフラッシュイベントＥＤは、ＬＥＤが全て同じ色を持つマトリックスのフラッシュセグメント間の色シフトの補正を可能にする。
【００３７】
図１０は、従来技術の方法を用いてスケジュールされる連続したフラッシュイベントＥを示している。ここでは、後続フラッシュイベントＥにおける起こり得る温度差に対する補償は存在せず、ＬＥＤは、各フラッシュイベントＥにおいて同じ駆動電流Ｉｄ１、Ｉｄ２を受ける。しかし、“より熱い”ＬＥＤは所望の輝度を届けることができないことがあり、輝度デルタ又は色シフトが、特に、フラッシュセグメントがターンオンされたときに“シーン内で”で混ざり合う異なる色のＬＥＤを１つ以上のフラッシュセグメントが有する場合に、後続画像内で目立ったものとなり得る。
【００３８】
本発明を好適な実施形態及びそれについての変形の形態で開示してきたが、理解されることには、それらには、本発明の範囲を逸脱することなく、数多の更なる変更及び変形が為され得る。例えば、上述のフラッシュ用途の他に、ビデオ照明が、マルチセグメントビデオライトの同様の電流補正又はデューティサイクル補正による恩恵を受け得る。
【００３９】
明瞭さのため、理解されるべきことには、この出願全体を通して“ａ”又は“ａｎ”の使用は、複数であることを排除せず、“有する”は、他の工程又は要素を排除しない。“ユニット”又は“モジュール”についての言及は、２つ以上のユニット又はモジュールの使用を排除するものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１      セグメント化フラッシュシステム
１Ａ    電圧測定モジュール
１Ｂ    深度マップモジュール
１Ｃ    コントローラ
１０    セグメント化フラッシュ
１００、１００Ａ、１００Ｂ    光源
１１    フラッシュドライバ
１１０  状態マシン
１１１  マルチプレクサ
１１２  アナログ−デジタル変換器
１１３  メモリ
１１４  電流源
１１５  デジタル−アナログ変換器
１１６  メモリ
１１７  インタフェース
１１８  発振器
１１９  カウンタ
１２０  プロセッサ
２      シーン
３      従来技術のセグメント化フラッシュシステム
３２０  コントローラ
４      イメージセンサ
Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎ    フラッシュセグメント
Ｖｆ１、Ｖｆ２、…、Ｖｆｎ    順電圧
Ｅ      フラッシュイベント
ＥＤ    ダミーフラッシュイベント
Ｔｅｑ  時間インターバル
Ｉｄ１、Ｉｄ２    駆動電流
Ｉｄ１＿ａ、Ｉｄ２＿ａ、…、Ｉｄｎ＿ａ    調節された駆動電流
Ｐ      照明プロファイル
【図１】
2020528205.tif 000003
【図２】
2020528205.tif 000004
【図３】
2020528205.tif 000005
【図４】
2020528205.tif 000006
【図５】
2020528205.tif 000007
【図６】
2020528205.tif 000008
【図７】
2020528205.tif 000009
【図８】
2020528205.tif 000010
【図９】
2020528205.tif 000011
【図１０】
2020528205.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月24日(2020.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンを撮影するのに好適な、セグメント化フラッシュを制御する方法であって、前記セグメント化フラッシュは、複数のフラッシュセグメントを有し、各フラッシュセグメントが、シーンの一部を照らすように構成されており、
当該方法は、
シーンの各部分に対する光の必要量を決定するステップと、
前記フラッシュセグメントの各々の順電圧を測定するステップと
前記フラッシュセグメントの各々の輝度を、前記シーンの各部分に対して必要とされる光の前記必要量へと、前記測定された順電圧に基づいて、
各セグメントへの電流を調節すること、及び／又は
各セグメントのデューティサイクルを調節すること、及び／又は
ダミーフラッシュをスケジューリングすること
によって調節するステップと、
を有する、
方法。
【請求項２】
前記フラッシュセグメントの前記順電圧を測定するステップは、同一の低い定電流の条件下で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フラッシュセグメントの前記輝度を調節するステップは、前記フラッシュセグメントの前記測定された順電圧に基づいて、各フラッシュセグメントについての調節された駆動電流を計算することを有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記フラッシュセグメントの前記輝度を調節するステップは、個々のフラッシュセグメントのデューティサイクルを調節することを有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記フラッシュセグメントの前記輝度を調節するステップは、ダミーフラッシュイベントのスケジューリングを有する、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
先行フラッシュイベントにおける前記フラッシュセグメントの駆動電流分布を決定し、前記ダミーフラッシュイベントで前記駆動電流分布の相補を適用するステップ、を有する請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記測定された順電圧に基づいて欠陥あるフラッシュセグメントを検出し、前記セグメント化フラッシュについての所望の照明プロファイルを達成するように、残りのフラッシュセグメントの輝度を調節するステップ、を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記フラッシュセグメントの前記順電圧を測定するステップは、アナログ電圧測定値をデジタル値に変換するステップによって続かれる、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
シーンの各部分に対する前記光の必要量を決定するステップは、シーンの深度マップ又は３Ｄプロファイルを提供することを有する、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
複数のフラッシュセグメントを有するセグメント化フラッシュであり、各フラッシュセグメントが、シーンの一部を照らすように構成されている、セグメント化フラッシュと、
請求項１乃至９のいずれかに記載の方法を実行して、前記フラッシュセグメントの輝度を前記シーンの各部分に必要とされる光の必要量へと調節するように適応されたフラッシュドライバと、
を有し、
前記フラッシュドライバは、少なくとも、
フラッシュイベント後の各フラッシュセグメントの順電圧を測定するように適応された電圧測定モジュールであり、前記測定された順電圧をデジタル値に変換するように適応されたアナログ−デジタル変換器に特定のフラッシュセグメントを接続するよう構成されたマルチプレクサと、前記デジタル値を格納するように構成された複数のレジスタと、を有する電圧測定モジュール、
前記測定された順電圧に基づいて、フラッシュセグメント駆動電流の振幅及び／又はタイミングを決定するように適応されたプロセッサユニット、及び
関連するブロックを制御するように構成された状態マシン、
を有する、
セグメント化フラッシュシステム。
【請求項１１】
シーンの各部分を照らすのに必要とされる光の相対量を決定するように実現された深度マップモジュール、を有する請求項１０に記載のセグメント化フラッシュシステム。
【請求項１２】
１つのフラッシュセグメントが複数の光源を有する、請求項１０又は１１に記載のセグメント化フラッシュシステム。
【請求項１３】
前記複数のフラッシュセグメントの光源は、異なるスペクトルを有する、請求項１０乃至１２のいずれかに記載のセグメント化フラッシュシステム。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３のいずれかに記載のセグメント化フラッシュシステムを有する装置であって、携帯電話、タブレットコンピュータ、又はカメラのいずれかである装置。
【国際調査報告】
2020528205.tif 000013
2020528205.tif 000014