iPhone4のカメラの色シェーディング

皆様、情報をありがとうございます。

shjl99 さんの　白熱球　の画像を見て、重要なことを思い出しましたので

簡単に条件を変えて撮影をしてみました。

被写体はすべて白の画用紙です。

屋外日向、屋外日陰、屋内蛍光灯、屋内白熱球

の４つの照明条件で撮影したところです。

ちなみに、Exif情報では、それぞれ撮影設定は

　　　　　　　　　露出　　　　　感度

屋外日向　　 1/5027秒　　ISO80

屋外日陰　　 1/973秒　　　ISO80

屋内蛍光灯　1/30秒　　　　ISO80

屋内白熱球　1/20秒　　　　ISO80

となってます。

これをみると、屋外では日向日陰関係なく、非常に色シェーディングのない（ホワイトバランスそのものは

かなり微妙ですが）綺麗な画像になっています。したがって、色シェーディング補正機能のテーブルは

屋外の太陽光環境下では適正に働いているようです。

蛍光灯では、真ん中が真っ青で、周辺が赤になっていますが、蛍光灯は太陽光に比べると

赤外線成分をほとんど含まない波長特性なので、太陽光向けの色シェーディング補正をかけっぱなし

にすると、こんなふうに、真ん中が青くなって、周辺が赤くなります。

普通、カメラの設定では屋外屋内で、このへんの設定は切り替えて使うようにするものなのですが、

少なくともこのシャッタースピード1/30秒くらいの設定では、色シェーディング補正は屋外太陽光光源下

の設定がそのまま有効とされているようです。

白熱球では、逆に、真ん中が赤くなっていますが、白熱球は非常に赤外線が強く出ているので、

色シェーディング補正は屋外太陽光光源下の設定のままだと（試したことが無いですが）、

このような真ん中が赤くなることはありえると思います。

以上のことから考えると、iPhoneのカメラは、普通カメラでやっている　屋外/屋内の切替を

やっていない（屋外で撮ることしか絵作りで考えていない）ように見えます。

他の写真とかのExifをみていると、どうもシャッタースピード1/15秒まではISO80固定で、

それ以下はシャッターを1/15秒で固定して、ISO感度変更で露出制御しているようです。

なので、シャッター1/15秒以下で、光源を変えて白をとってみるとまた違った結果になる

（1/15秒で制御を変えているかもしれない）かもしれません。

このへんを調べるには、そこそこの撮影機材と照度計がいるので、ちょっと難しいです。

欧米の屋内は、日本に比べると非常に暗い照明（間接照明とか）が多く、また日本よりも蛍光灯が

少ないので、日本の屋内撮影にあってないのはしょうがないのかもしれませんが、日本はiPhone

(+iPodTouch)の大きな市場なので、ある程度人をかけて合わせこみをして欲しいですね。

今回のiPhone4の5Mカメラは、夜間撮影でもそこそこ綺麗に撮れるので感度面では本当に

満足（恐らくオムニビジョンの1.75umピッチの裏面照射（BSI)センサを使っている）して

いるのですが、この色シェーディングもそうですが、空を取ると空の色が濁ったりして、

ホワイトバランス関係の設定が非常に作りこまれていないところが残念ですね。

この同心円状の色シェーディングの問題は、フランジバックの短い

CRA（主光線角）の大きなカメラ（薄型の携帯電話向けのカメラモジュール）

の光学的な問題です。ですが、日本の一般的なメーカーの端末ではソフト的に

工夫を凝らして完全ではないにしても、いろいろ対策がされています。

一般的にやられるのは明るさがある一定レベルを下回れば、屋内と判定して

色シェーディング補正を切替えたり、フリッカーの有無で蛍光灯を判別したりなどなど。

ですから、appleが真面目にカメラの絵作りに取り組めばソフトウェアアップデート

で改善は可能なことは間違いないです。ですが、日本の屋内環境は、フリッカレスの

蛍光灯が増えてますし、５０Hzの地域と６０Hzの地域とがあったり、また屋内照明が

欧米に比べて明るいものが好まれるなどなど、欧米基準で設計されていると言われれば

「仕様です。」の一言で片付けられてしまいそうです。

日本の携帯端末だと、WBをマニュアル設定可能で、オートで判定をミスった場合は、

固定ホワイトバランスで　蛍光灯とか白熱球を選べます。何でもオートで撮れる方が

便利がいいですが、オートのかしこさが不十分となると、裏面照射の良いセンサモジュール

を使っているだけに、いろいろマニュアルで操作する方法も提供して欲しいところです。

携帯電話のカメラ機能については、日本のユーザーが一番細かいので、日本のユーザー

目線で開発人員をしっかり割り当ててやってくれれば（儲かっているんだし）いいのですが、

それを期待するのは、難しいんですかね。

>蛍光灯下で白い壁を撮ると中心が青っぽくなる問題ですが、

>サポートに電話したところ、復元で直らない場合、交換ですと言われました。

この問題は、IRカットフィルタの光学特性の問題（それに対応したソフトになっていない）

ですのでカメラの個体差で程度の差はあるかもしれませんが、ハード交換で直る問題

ではないので、サポートが問題を全然できてないということになりますね。

日本だろうがアメリカだろうが、日中の空は青くて夕方の空は赤いのは変わらないと

同じで、ＩＲカットフィルタを通る光線は、どんなＩＲカットフィルタだろうがまっすぐ入る光線

にくらべ斜めに入る光線のほうが、赤色成分が大きく減衰されるのは変わりませんので。

「iOSのＵｐｄａｔｅを待て。」なら説得力がまだあるのですが。。。

この問題、ちゃんと理解していれば１日でソフト的な修正で改善できる程度のもの

なのですが。

>IRフィルターを含めて光軸ズレや、基盤に取り付け時の力で、光学ユニットに変形が残る

これは各メーカーの設計指針や歩留まり基準次第ですが、

目玉ズレと呼ばれる、レンズの中心軸とセンサの中心軸が大きくずれると、

光学的に美味しい画像部がセンサ上に投影されなくなるので、モジュール単体で

検査してはじくのが一般的です。また、光学軸に対してセンサが垂直になってない

場合も、左右でズレが生じるのでこれもモジュール単体検査ではじきます。

蛍光灯下で、赤い模様が画像の中心に綺麗に丸く出るモジュールほど、

この目玉ズレが少ないいい個体になります。

モジュールを携帯本体に固定する方法ですが、これも各社どうやっているか

まちまちですが、モジュールに応力をかけるような保持方法はまずNGです。

特に、可動式のAF付きのカメラモジュールの場合、鏡筒に変形を与えると

まず確実にAFが動かなくなります。