(57)【要約】【課題】あらゆる照明環境で、肉眼で視認出来る光景に即応し、その視認状況を忠実に再現させ得るデータを取得し、生成する事。そのためには、記録時に、再現に必要な情報を欠損させない事。特別に指定する場合以外は、視野内光景の全てが鮮鋭に記録されるような、迅速な装置設定法を得る事、特に競合状態の調整が容易な事。肉眼での視認状況を周辺環境から推測し、再現仕様を得る事。【解決手段】肉眼視における飽和と、装置側の飽和とが同時に起こると想定される露光条件を、標準露光量として設定し、これを基に光景再現の仕様を作成する。一方、常に可能な限り深い被写界深度を確保する機構を実現し、これから決まる露出条件を標準露光量と比較し、明るさ記録状態と被写界深度状態との関係を迅速に調整する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置視野内の原光景に関し、それの結像状態が鮮鋭であるとしたい奥行き範囲の、最も近い距離及び無限遠を含む最も遠い距離を指定し、前記最も近い距離を近点距離、前記最も遠い距離を遠点距離、とし、これらと予め与えられている、撮影レンズ焦点距離、許容錯乱円直径、から被写界深度に関する計算を実施し、絞り値、及び撮影距離値、を生成する、
被写界深度制御部、
及び
前記原光景の視認状況の再生結果である再現光景の生成過程で、階調情報を維持させたい最高の明るさと定めた、最大再現期待明るさ、と、結像面出力保証限界、とを一意に結びつける、基準露光量、の指定を受け、前記絞り値及び別途指定された、シャッター露光時間、から生成された、実効露光量、と前期基準露光量との差を、露光偏差量、として生成する、
露光量判定部、
及び
前記基準露光量と前記実効露光量に基づいて、所定の手続きにより、結像面で記録された前記原光景に基づく潜像データを前記再現光景に変換するために必要な、変換仕様データ、を生成する、
光景再現制御部、
を備え、前記露光偏差量に基づき露出操作を制御し、前記絞り値及び前記撮影距離値に基づきレンズを制御する事により、24時間を通して、視認可能な原光景を、忠実に再現するのに必要な前記潜像データ等を、高度の即応性をもって取得する事を特徴とし、更に、前記変換仕様データを視認光景の再現過程に反映させる事により、前記再現光景の前記視認状況に対する忠実性を高める事を特徴とする視認支援装置。
【請求項２】
前記原光景およびその周辺の明るさ分布情報を基に、所定の手続きにより前記最大再現期待明るさを求め、これと予め与えられている前記結像面出力保証限界とを一意に結びつける前記基準露光量を生成する、
基準露光量生成部
を備え、露出に際して、前記原光景の視認状況を忠実に再現させるために必要な情報が、結像面の出力特性により失われる事を自動的に回避し、併せて露出決定の即応性を高める事を特徴とする請求項1記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
人間の視認行為を支援する為の技術分野に係ります。即ち写真機に代表される、光量調整の手段として絞り装置を利用する影像の記録・伝達装置等に関します。
【背景技術】
【０００２】
人間の視認行為は一瞬であり、その全体を永続的に記憶出来ません。従ってその光景を何らかの方法で記録し、後日それを再生し、過去の視認状況を再現させる支援技術を必要とします。或いは、遠隔地の映像を伝送し、あたかもその遠隔地にあって視認しているが如くに再現させる支援技術を必要とします。又、その視認行為は、日中であれ、夜間であれ、目で見える限り、あらゆる時間帯、あらゆる照明状態で行われています。これらの場合その再現される映像が、実際の視認時の「見た目の状態」に出来るだけ近い事が必要であります。
この「見た目の状態」には二つの種類があります。その一つは「明るさ状態」であり、もう一つが「鮮鋭さ状態」であります。この二つの状態に関する現状について、写真機を例にして説明します。
【０００３】
第1の「明るさ状態」では、「非特許文献７」の記述にあるように、日中等極めて明るい状況においては、網膜の錘体細胞の機能が支配的であります。この状態を明所視といいます。灯火のない夜間等極めて暗い状況においては、桿体細胞のみが機能し、この状態を暗所視と言います。灯火のある夜間外部等、中間的状態においては、両種細胞が協調して機能していますが、この状態を薄明視といいます。このように24時間を通してみると、網膜に達した光強度そのものとその分布パターンに大きな差異があることは容易に想像できます。更に、物理的な量と感覚的な量との関連も、フェヒナー則により「感覚量は輝度の対数に比例する。」とされていますが、状況に応じて多様なはずであります。それは種々の明るさでの情景を通常の写真機で撮影してみれば判ります。
【０００４】
これまでの写真機は明所視での光景を忠実に再現する事を主眼にして発展してきました。そのため明るい灯火、ネオン広告等が点在する夜景を撮影すると、その結果は見た目通りとはなりません。明るい対象物が見た目どおりになるように撮影すれば、暗い方が見た目よりも暗く写り、逆に暗いほうを見た目に合わせて撮影すれば、肉眼で階調が認められていた明るい対象物が、飽和して、「白飛び状態」となり階調が失われます。これは結局、「見た目」が明所視でなかったことになります。そうして、明所視でない場合では、そのマクロ的現象に、前記フェヒナー則は成り立っていないと推定せざるを得ません。
このほか日中であっても、明るい窓外の景色と室内の陰の部分とを同一構図に納めた場合、もっと一般的には所謂逆光写真の場合等に、明所視写真機で撮影した結果と見た目とが一致しないと言う事実が確認されています。
何れにしても、日中と言う特例以外では、その見え方の機構について、学術上の支援が期待できない事から、技術上の試行錯誤によってのみ、忠実な視認状況の再現が実現される状況にあります。
【０００５】
以上の見た目との不一致への対処法は、現状においては、外部の計算機による事後処理であります。
デジタル方式の場合、根本的には、結像面の記録出力（RAWデータでは、定義が曖昧なため、本明細書においては、以後、潜像データと呼びます）を再現光景として画像化するための変換仕様データ、具体例としてはトーンカーブを、明所視、薄明視と言う人間側特性変化の原因である、視野周辺の撮影環境の明るさに応じて変化させる必要があります。
従来技術においては、これが明所視対応に限定されているため、一旦明所視と仮定しての前記フェヒナー則に準拠する変換を受け、状況に応じて更に再変換する必要がありました。
特に、銀塩フィルム方式の場合は、フィルムの感光特性上、終始明所視対応に限定される訳であり、デジタルデータに変換後、撮影環境の違いを修正する事になります。
ここにおける問題点は、撮影段階において、入力過大により、飽和近辺の特性のため階調情報を記録出来なかった場合で、この場合は、デジタル装置の受光素子でもフィルムの場合でも事情は同じであり、見た目の再現は完全に不可能となります。これを避けるには露出の段階で、肉眼で階調が認められる明るい対象を選別し、これが正常に再現出来る露出を選ぶか、或いは状況ごとの露出限界値を経験的に取得し、これを適用するかであり、何れにしても、現状では、24時間、いかなる状況にも即応できる技術は存在せず、撮影者の試行錯誤、経験の積み重ねで対処しなければなりません。
【０００６】
第2の「鮮鋭さ状態」についてのキーワードは「パンフォーカス」であります。これは、これは奥行きのある風景等を撮影した映像が、その全域に亘って鮮鋭である、一般に言う「ピントが合った様に見える」状態にあることを意味する言葉です。
正常視力の人において、目が焦点合わせを意識していない時、つまり覚醒中の多くの時間で視認している、記録・再現の対象となる類の光景は、無限遠から近景までピントが合った様に見えるパンフォーカスな光景であります。この事が、記録としての風景写真において「パンフォーカス」をよしとする風潮を形成させたものと思われます。
ではありますが、実生活において、近景にピントを合わせれば、遠景の鮮鋭さが失われる等見え方に変化が生じる視認状況も少なくない事から、このような事例を考慮の対象から外す事はありません。
何れにしても、レンズ光学分野に於ける被写界深度に関わる理論は、類似の構造を持つ人間の眼と写真機のレンズに等しく適用されると考えられるため、本来この見た目の「鮮鋭さ状態」を実現するための基礎は整備されていると考えます。
【０００７】
現在の写真機において、この「鮮鋭さ状態」を見た目に合わせるために取れる操作は、絞りと距離の設定ですが、この二つの操作は全く独立であって、鮮鋭さの範囲を明確に指定したい状況への即応性に欠けています。しかし露出上絞り込む事が可能な明るい撮影環境にあっては、ごく自然に深い被写界深度が得られるため、距離設定を相当変動させても、肉眼視における認識、記憶の曖昧性、或いは個人差等に助けられ、多くの場合、見た目に近い鮮鋭さが得られていると判断され勝ちであります。しかし、一旦これが暗い撮影環境となり、絞りを開けなければならない状況では、見た目の状態を再現する事が俄かに困難になって来ます。
【０００８】
あらゆる現実の視認状況の中で、見た目状態の再現が容易に実行出来ているのはその限られた一部、日中明るい状況においてのみであります。日中以外の状況における視認光景の再現を従来技術の装置で行う場合、仮に出来ても、一旦明所視と仮定して再現された画像を、別個の装置で、本来の姿に再変換する必要があります。
以上の様に、一部の特例を除けば、撮影自体が即応性に程遠い状況にある事に加えて、光景の再現作業が、ほぼ経験のみに頼る手作業であります。更に、この過程のアルゴリズムに深く関わると考えられる、撮影環境データが、同時には取得されていない事もあり、「視認した光景は、必ず再現出来る。」とは言い切れない実情にあります。
以上の状況は「非特許文献１」乃至「非特許文献６」に記述されています。
【０００９】
【非特許文献１】“夜間走行列車撮影記（１）”中野旭、交友社、「鉄道ファン」２００８−８月号、１５８頁〜１６３頁
【非特許文献２】“夜間走行列車撮影記（２）”中野旭、交友社、「鉄道ファン」２００８−９月号、１２８頁〜１３３頁
【非特許文献３】“夜間走行列車撮影記（３）”中野旭、交友社、「鉄道ファン」２００８−１０月号、１４４頁〜１４９頁
【非特許文献４】“夜間走行列車撮影記（４）”中野旭、交友社、「鉄道ファン」２００８−１１月号、１３８頁〜１４３頁
【非特許文献５】“夜間走行列車撮影記（５）”中野旭、交友社、「鉄道ファン」２００８−１２月号、１４０頁〜１４５頁
【非特許文献６】“夜間走行列車撮影記（６）”中野旭、交友社、「鉄道ファン」２００９−１月号、１４４頁〜１４９頁
【非特許文献７】“視覚１(感覚・知覚の科学−１)”内川恵二・笹森敬三、朝倉書店、９７頁〜９９頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
最も包括的な課題は、24時間、如何なる明るさの下においても、人間が実際に視認出来た光景ならば、これを出来るだけ視認状態に近い、一般に言う「見た目通りの光景」として忠実に再現する事であり、特にデジタル方式であれば、一個の装置で、最終結果を得る事です。そのために先ずは、忠実な再現の裏付けとなるデータを、即応的に取得し、生成する事です。
それ故に、装置内に「見た目通りの光景」を再現する機能部を組み込む前提としても、後日の再現が可能な形で記録を残すためにしても、或いは実験目的で撮影するにしても、視認した光景に関する情報の取りこぼしを局限する手法を実現しておく必要があります。以上から直近の課題は次の二つです。
【００１１】
第1の課題は、明るさに関する情報をもれなく、かつ出来るだけ有効に記録する事です。
結像面における飽和等、出力保証限界を超える入力は記録されても原状を再現出来ない事から、先ず、肉眼には眩しく階調を認める事が出来ないほど明るい対象を再現候補から除外し、「見た目」に於いて階調を認識できる限界の明るさである「最大再現期待明るさ」を定め、これを前記の出力保証限界内に収める方策を求める事であります。換言すれば、再現に値する明るさの中で最も明るいものが前記保証限界を逸脱しない方策を求める事であります。
合わせて、あまりにも小さ過ぎる入力は正確には再現されない事から、入力全体が前記保証限界から甚だしく低位側に偏り再現画質を低下させない事も、この課題に含まれます。
言い換えれば、肉眼で見て眩しい物は、結像面記録で必ず飽和させ、肉眼で階調を認められる物は、結像面記録で必ず階調が再現出来る条件を適正露出の目標として導き出す方策を求める事です。
ここからの派生課題として、前記「最大再現期待明るさ」を導き出す方策を求める事があります。このアルゴリズム自体は、本課題の範囲外でありますが、現実には、従来技術を用いての実験に、試用され成果を得ています。アルゴリズムが存在する以上、これを実行する機能部分は構成可能と予想され、この課題の解決は、元課題の解決策を補強します。
【００１２】
第２の課題は、形状に関する情報を出来るだけ忠実に記録する事です。具体的には、結像面上の可能な限り多くの部分の像を鮮鋭な、一般に言う「ピントが合っている」状態で記録する事です。この問題を支配する法則は、レンズ光学に関わる、「被写界深度理論」であり、装置に対する操作は、絞りの設定と距離の設定であります。
従って、あらゆる状況において、与えられた条件下で最も大きな被写界深度を導き出す方策を求める事であります。
【００１３】
包括的な課題に関して、先ず原光景再現の忠実性については、明所視と薄明視のように、見え方の違いの原因となる自然現象を推測し、それの計測値に基づいて、再現の様式を定める方策を求める事であります。
次に、即応性については、前記二つの課題を解決していく過程で、両者の技術を従来技術の枠内における場合も含めて、これを有機的に結合させ、運用させる方策を求めるる事であります。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
明るさ情報に関わる第1の課題を解決する手段の第１は、装置に対する設定値として、新たに「最大再現期待明るさ値」を加える事ですが、その際、APEXによるEv値に関しての式、
Ev値＝log2(絞り値)2+ log21/シャッター露光時間(秒)
＝log2(明るさ／或る定数)＋log2(感度／別の或る定数)
を結果的に援用する事になりますが、式の形態が同じなだけであり、想定している結果の明るさが異なります。固有の「感度」を有する結像面に「明るさ」＝「最大再現期待明るさ値」が与えられた時に、結像面の記録出力が、（従来技術における中間調の明るさではなく、）その再現性の保証限界に至ってしまう露出設定値(シャッター露光時間と絞り)を「基準露光量」とし、これを装置に対する新たな設定値とします。具体的な数値の単位としてEv値そのものを使うのも一法であります。
実験等により「或る定数」が確定するか、ある一点での対応関係が定まれば、Ev値は「最大再現期待明るさ値」の関数となります。
【００１５】
解決手段の第２として、従来技術による装置構成に、「請求項１」の「露光量判定部」を加えますが、これは、シャッター露光時間と絞り値を参照してEv値等の「実効露光量」を算出し、前記「基準露光量」とこれとの差「露光偏差量」を生成する機能部分であります。構成的には従来技術による、適正露出に対する露光量の判定部に代わる物であり、その違いは判定の基準となるのが中間部の明るさではなく保証限界での値であり、又、作用の実態が、装置の撮影視野内特定部の明るさに追随するものではなく、これを含む周辺の広い光景の明るさの分布状態に依存する事です。
【００１６】
もし、出力である「露光偏差量」の示す事態が、「実効露光量」の限界超過を意味するものであれば、手動であれ、自動であれ入力を調整し、限界内に収める操作が、逆に、限界以下であれば、限界に近付ける操作が期待されます。
以上「請求項１」の「露光量判定部」に示す如く、第1の課題を解決する手段として、有用な明るさ情報が、欠けることなく、可能な限りの高品質で取得され、「明るさ状態」の忠実な再現の基礎となる方式を導き出しました。
【００１７】
この「基準露光量」を定める手順そのものは本発明の範囲に含めませんが、大まかな概念として言えるのは、この「基準露光量」は撮影視野内の明るさだけに追随して細かに変動するのではなく、視野周辺の広い撮影環境全体の明るさに関連して変化する性格を有すると考えます。
例えば、露出計で空など明るい所を測る方法を想定すると、日中で最も明るくなっている時間帯が、「基準露光量」が最も明るい値（大きいEv値）をとる時であり、その後明るさが落ちてきても、例えば虹彩で調節する等、肉眼ではその低下がはっきりとは認識できない間は、「基準露光量」も外界の明るさに応じて暗い方に変移し、やがて肉眼でも周囲が暗くなっていくのが認識できる段階では、この「基準露光量」は一定の値の所に留まっているのではないか、との考え方です。この値は、夜間を通して、人工照明がある間は、つまりは薄明視で見ている期間は、このままである、と見なす訳です。
これは一つの捉え方を示すものであり、具体的には、日中では、空を露出計で測り、その値に経験的なある値を加えたものを入力し、薄明視状態では、別途実験的に得た数値を使用し、日中の値とは矛盾の無い様につなげる等の措置をとりつつ実行することになります。
【００１８】
「請求項１」の機能部分である「露光量判定部」に与えられる「基準露光量」は、前記手順により、別途生成したものを操作者が直接与える事も出来ますが、第1の課題から派生したこの課題を「請求項２」に記載の機能部分である「基準露光量生成部」が解決します。
「露光量判定部」に関して説明したように、「基準露光量」は、肉眼視における飽和限界と推定した「最大再現期待明るさ値」と結像面における出力保証限界とを一意的に対応させたものです。つまり、「最大再現期待明るさ値」に「基準露光量」の露出を与えると、結像面の記録出力がその保証限界に達すると言う事です。
この「最大再現期待明るさ値」を求めるアルゴリズムは、多々考えられますが、その全てに共通するのは、視野周辺における撮影環境の明るさ分布状態を基に導き出す点です。
ここでは、従来技術による視野および周辺の明るさ分布情報を基に、所定の手続きにより、この撮影環境で、視認上の限界と思われる、最大の明るさを推定し、この明るさが、予め与えられている結像面に置ける記録出力の保証限界に至る、露光条件を求め、基準露光量として出力します。
【００１９】
形状情報に関わる第２の課題を解決するに際して、先ず、被写界深度に関わる諸数値を扱う場合の、因果関係の方向を考え直します。視認状態にある者が直感できるのは被写界深度そのものであって、距離は2次的、絞りに至っては全く関連がありません。従って、形状に関する情報を、「見た目」に出来るだけ忠実に記録するには、必要な被写界深度に関わる数値を指定しなければなりません。絞り値と撮影距離値は、結果として得られるものであるべきです。
【００２０】
そこで、装置に対する操作値として、新たに「近点距離」と「遠点距離」を加える事とします。具体的には装置から被写界深度が確保されている領域の遠近両端への距離を、長さの単位で示す事ですが、組み込まれた距離計の測定結果として与える事等の従来技術との組み合わせも含まれます。その際、後者に対しては「無限遠」の指定が可能であるように構成します。具体的には、1ビットのフラグ、或る定められた値以上の数値、負の値、等の指定法があります。
【００２１】
「請求項１」に記載の「被写界深度制御部」は、前記二つの操作値に加えて、レンズの焦点距離、許容錯乱円直径の値を指定し、下記の被写界深度関係の計算を実行して課題を解決します。先ずは、従来の因果方向で、
K=(焦点距離)２／許容錯乱円直径  とすれば、
過焦点距離：  H=K／絞り値
撮影距離＜H  においては
近点距離：  N＝H×撮影距離／(H＋撮影距離)
遠点距離：  F＝H×撮影距離／(H−撮影距離)
となります。
撮影距離＝H  に設定すると、近点距離N＝H／２、遠点距離F＝無限大(無限遠)  となり
撮影距離をHより遠くに設定すると近点距離も後退し、被写界深度は無限遠を含んだまま後退します。そうして、
撮影距離＝無限遠  に設定すると、近点距離＝H  となります。
【００２２】
従って、絞り一定、且つ無限遠を被写界深度内に含んでいる条件の中で、近点距離Nが最小となるのは、撮影距離＝H、近点距離N＝H／２の場合です。この状態は、この絞り値にとって、被写界深度を装置近くまで最も広げた状態であります。
目標とする肉眼視における被写界深度が数値的に把握できない事、多くの場合には常にピントが合っているという感覚を有する事、等の理由から、記録される映像の被写界深度は、可能な限り深く確保する事、つまりは、常に、この被写界深度が最も広がった状態を実現するよう目指すべきと考えます。本明細書では、この特別の状態を「最近無限深度」と呼び、値としては近点距離をとります。
最近無限深度＝撮影距離をHとした時の近点距離＝H／２
課題の答えの一つである最近無限深度は絞り値の関数であることが既に数式で示されていますが、課題解決の方針は、最近無限深度の方を与えて、絞り値を得る事でありますから、因果の方向を逆転させ、先の式の逆算を行う事になります。
遠点距離＝∞と指定した時は、自動的に、近点距離＝最近無限深度と指定した事となり、
絞り値＝K／２(最近無限深度)
撮影距離＝２(最近無限深度)
の様に、解として、二つの操作値が生成されます。
遠点距離Fに無限遠以外の数値を指定した、一般の場合の逆算式は
絞り値＝(１−N／F)×K／２N
撮影距離＝２N／(１＋N／F)
となります。F＝∞(無限遠)  が入力された時は、式中の  N／F＝０となり、前記の最近無限深度を指定した時の式と一致します。
【００２３】
生成された絞り値と撮影距離値は、従来技術による装置の基本的操作項目の値でありますから、手動であれ、自動であれ、直ちに装置側に反映させる事が出来ます。
以上の様に、形状に関する情報を出来るだけ忠実に記録する第2の課題を解決する手段として、被写界深度の範囲を指定して、絞り、撮影距離、の操作値を得る方式を導きました。
【００２４】
包括的課題の内、忠実性に関する課題解決の手段として、「請求項１」に記載の「光景再現制御部」は、潜像データから光景再現画像へ変換するための仕様データ、具体的には変換トーンカーブ，或いはこれに代わるパラメーターセットを生成します。
ここにおいては、基準露光量を参照し、明所視、薄明視と言う見え方の違いを推測し、光景再現の変換仕様の大枠を決めます。又これは、実際の露出が、基準露光量で行われた事を前提としますから、実効露光量を参照する事により、前提とのズレを把握し、これを補正する様、変換仕様を修正します。
更に、本発明には含めませんが、デジタル方式の場合、ここで必要に応じて潜像データを参照し、それ自体のレベル分布等より、より忠実度の高い変換仕様の作成が予想されます。
フィルム方式の場合、光景再現は、記録とは別の装置で実行される事が想定されます。従って、結像面(フィルム)の固有変換特性は、再現装置側にあればよく、「光景再現制御部」の機能に変わりはありません。
この装置における露出操作の使命は、忠実なる光景再現の元となるデータを確実に取得する事であって、従来技術において主として露出に託された、忠実性の確保は、本「光景再現制御部」が担っています。
以上の如く、本課題解決の手段として、撮影環境の明るさを基準に、光景再現変換の仕様を定める方式を導きました。
【００２５】
包括的課題の内、即応性に関しては、記録再現の目標である「見た目の状態」の2要素「明るさ状態」と「鮮鋭さ状態」、夫々の課題の解決策を、一つの絞り値で結びました。この場合、撮影毎に操作する必要があるのは、近点距離、遠点距離、シャッター露光時間、撮影距離値でありますが、撮影距離値は、従来技術によっても自動化が可能であり、遠点距離は多くの場合或いはデフォルトとして、無限遠を指定すればよいとの見通しが立ちますので、究極の姿としては、最近無限深度（近点距離）とシャッター露光時間を「露光量判定部」の結果を参照しつつ調整する撮影法が可能となります。
【００２６】
以上の様に、包括的課題の内、即応性解決の手段として、第1の課題解決策である明るさ状態に関わる「露光量判定部」と第2の課題解決策である鮮鋭さ状態に関わる「被写界深度制御部」とを絞り値を介して有機的に結合し、明るさへの忠実性と形状への忠実性との間の競合に対する迅速な対応を可能とする方式を導きました。
【発明の効果】
【００２７】
「非特許文献１」乃至「非特許文献６」に記述されている通り、夜間人口照明下の光景を、視認された状態に近い形で再現する技術の基本は、画素等の各受光単位の出力値に適用されるべき、撮影環境の明るさに依存する、系統的な、係数値群(或いは変換トーンカーブ)を得る事に尽きますが、その前段階の、経験的・試行錯誤的に得られた係数値群を用いての実験でも、視認状態に近い結果を得る事は出来ています。
以上の実験が、従来技術による装置で成された事実が示すように、従来技術の装置でも使い方次第では、24時間対応型視認支援装置となり得ますが、即応性には程遠く、特に、夜間の暗い状況下での、「見た目通り」の再現には多大の困難を伴います。又、常に写真機外部での、手作業による事後処理を必要とします。
【００２８】
従来の困難点の一つは、露出基準点を24時間共通な論理的手法で得る事であり、一方、撮影環境が不変である間は変えずに保つ事です。これは「請求項１」記載の機能部分「露光量判定部」により、解決されました。従来の、一旦操作者の記憶の中に保持し、これを参照しつつ、露出設定をしなければならない煩雑さから開放され、露出操作は確実性を増し、24時間露出決定作業自動化の基盤を形成します。
【００２９】
従来の困難点の他の一つは、どの様な明るさの状態にあっても、出来るだけ広い範囲の対象を、鮮鋭な像として取得する直接的手段がなかった事であります。
これは、「請求項１」記載の機能部分「被写界深度制御部」の発明により、操作者が指定しなければならない値が、直感的には分かり難い絞り値から、操作者自身が、目の当たりにしている被写界深度関連の値に替えられ、これを基に、常に最も広い被写界深度を得る事が可能となり、解決されました。この、本来は記録行為の原点にあるべき被写界深度ですが、従来は、操作の結果として受け取るものと言う受動的思想が強く、もし、積極的にこの値を実現したいと思ったとしても、多分に、思考操作を必要とし、迅速な決定を阻んでいました。特に夜間等、絞りを大きく開く場合には、計算にも精度を必要としていましたが、本発明により、必要な被写界深度が容易に確保出来る事となり、合わせて、24時間距離設定作業自動化の基盤を形成することとなりました。
【００３０】
絞り値は明るさに関わる露出設定と、鮮鋭さに関わる被写界深度設定との両要素に関係するにも拘らず、従来は、この両者の協調を図る機構に欠けるため、思考操作に頼る面が多く、この両者を意図通りに、確実に、迅速に制御する事は困難でした。
然るに、「請求項１」記載の、「被写界深度制御部」の絞り値出力を、直接「露光量判定部」に入力させる事が出来るため、撮影操作機能が強化されました。
撮影時に指定するのは、被写界深度の広さと従来技術でのシャッター露光時間です。
第1指定項目の被写界深度の広さについては、奥は無限遠まで広がらせることを標準と考え、通常は装置に最も近い、鮮鋭に記録したい対象への距離、即ち最近無限深度(近点距離)のみを指定します。
この結果、撮影意図と操作との関連が直接的で分かり易くなりました。又、これら操作量と露出の過不足の関係が、容易に把握できるため、確実な調整作業が約束され、更には、24時間対応の露出作業自動化の基盤を形成する事となります。
【００３１】
24時間連続対応方式で撮影する場合、「露光量判定部」に設定した標準露光量は、撮影明るさ環境が一定の間、保持されたままですが、この環境が変化した時は、設定を変える必要があります。従来技術の装置を用いる際は、次に設定すべき値は、周辺明るさを参考にして、実験或いは経験に基づいた手順で算定しています。「請求項２」記載の機能部分である「基準露光量生成部」はこの手順を実行し、露出の判定基準に関わる部分を自動化します。
そもそも「請求項１」記載の「露光量判定部」の主目的は、従来技術で適正露出を求める事とは異なり、視認状態の確実な再現のために、最も明るい側の情報が、装置側の出力飽和等、再現を保証できない条件に抵触する事により、情報欠損を生じる事態を防ぐ事であります。撮影環境の急変は、日常しばしば起こりうる事態である事から、「請求項２」の発明は、この様な事態に自動的に対処する事により、情報欠損の防止に寄与する事となります。
【００３２】
従来技術の装置を用いて、明所視以外の状態で視認した光景の再現を試みる場合、本来あってほしい機能が無ければ、何らかの代替機能の組み合わせで処理を進めていました。以上に述べた幾つかの効果は、この様な局面に期待されていたものです。
しかし、再現光景への変換仕様に関しては、代替機能が全く存在しませんでした。1件1件が装置外での事後処理であり、且つ手作業でした。従って、「請求項１」記載の「光景再現制御部」の機能を比較する対象は存在せず、その効果は絶対的、と称しても過言ではありません。
この機能があれば、装置組み込みのアルゴリズムが、仮に不完全なものであっても、これは変換仕様の1例、或いは指針と考えればよいわけです。デジタル方式の場合、この変換仕様データを、潜像データ、基準露光量等と共に、従来技術のRAWデータのように出力すれば、一般、市中技術の参加も得て、更なる技術の進展が期待できると考えます。
フィルム方式の場合は、潜像データが、結像面から直接出力されたデータではなく、フィルム画像をデジタル化したデータに代わるだけであり、上記の利点を全て享受します。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
何が最良かを判断する基準は、本発明における課題解決効果の全てが、候補形態に反映し、且つ、その程度が大であると言う事でありましょう。
２４時間を通して、大きく変動する明るさ環境に、忠実に対応する課題は、全ての視認支援装置に共通であると考えます。
しかしもう一方の、鮮鋭さの再現に関わる課題で考えれば、写真機、TV撮像機が最良形態の候補と考えられますが、これまでの開発、実験との連続性から、写真機を選ぶ事とします。
更に写真機の場合、デジタル方式か、フィルム方式か、の問題があります。あらゆる明るさの環境に、柔軟に対応できるのは、デジタル方式であります。フィルム方式の場合、元々1台の装置で最後の光景再現までの操作を完遂させるものではありませんでしたので、１台で光景再現までと言う課題には答えようがありません。しかし、デジタルでも、従来技術のRAWデータの様に、最後の再現光景を外部機器で作成する態様も在り得ることから、類似の過程を踏むフィルムへの対応を排除するものではありません。特に大判写真機においては、フィルムへの対応状態を基本に、24時間即応化を図るのが現実的と考えます。
以上に加えて、この24時間連続対応方式の撮影技術は発展途中である事から、実用性もさることながら、実験的運用にも多くを期待したいと考え、これも最良形態選択の一つの要件と考えます。
しかしながら、実験用、特に基準露光量或いは変換仕様データのアルゴリズムの開発、洗練用に望ましい形態を想定してみると、例えば、素通し光景と、再現光景とが比較出来、変換カーブの形状を手動で調節できる様な物、と言う様に、特殊性が強くなり、発明の各効果との関わりが均等ではなくなります。
以上を勘案して、現時点での実施上最良の形態は、レンズ交換型デジタル方式の写真機であるとします。ただし、一眼レフレックス型と限定する必要は無く、連動距離計型も選択肢に含まれます。又、フィルムへの対応も考慮します。
【００３４】
「請求項１」記載の「被写界深度制御部」、「露光量判定部」及び「光景再現制御部」並びに「請求項２」記載の「基準露光量生成部」、以上全ての実体は従来技術のCPU（MPU）とプログラムメモリであり、それぞれの計算手順は従来技術の範囲内で構築可能であります。
前記CPUによる入出力操作の相手は内部メモリであり、データの形態も通常のデジタルデータでよく、従来技術の範囲内でシステムを構成します。
【００３５】
「請求項１」記載の「被写界深度制御部」の生成データの絞り値が関連する絞りの制御については、従来技術のままと考えますが、このデータが演算の対象となる時は、段間の中間値も使いますので、この機能部及び「露光量判定部」の処理系の中では、絞り量を実数値として表現出来るフォーマットを使います。１ビットのフラグで表の中から選択する方式とはなりません。
生成データの撮影距離値は、長さの単位を持つ数値であり、装置のレンズ系可動部分をこの値に相当する位置に合わせる必要があります。
従来技術の内、レンズ部に、広い距離範囲にわたっての距離目盛を持つ技術要素と組み合わせる場合は、この撮影距離値を表示パネル及びファインダー視野近傍(以後、表示パネル等とします)に明示する事になり、設定は手動となります。
従来技術の内、レンズ繰り出し量を制御量とする自動焦点機構と組み合わせる場合は、レンズ側には、撮影距離値と繰り出し量との関連テーブルが必要となります。更に、処理手順に、撮影距離値から繰り出し量への変換処理が加わり、この繰り出し量がレンズ制御に用いられ、撮影距離値は表示パネル等へ反映されます。
なお、レンズ、ボディー間の互換性に関わる精度が不十分な場合は、レンズ側には、前記撮影距離値と繰り出し量との関連テーブルを作成した際に想定した結像面からレンズ取り付け面までの寸法データを加え、ボディー側には、結像面からレンズ取り付け面までの実測寸法データを加え、繰り出し量を補正します。
【００３６】
「請求項１」記載の「被写界深度制御部」の入力データの内、「近点距離」と「遠点距離」は原則として撮影毎に設定を要する性格のものです。
前者は結像状態が鮮鋭であるとしたい奥行き範囲の、最も近い距離であり、後者は結像状態が鮮鋭であるとしたい奥行き範囲の、無限遠を含む最も遠い距離であります。
表示パネル等に、距離目盛付きスケールを表示し、被写界深度範囲を太線で区別します。これとは別に、近点距離、遠点距離を数値で表示しておきます。設定は、ダイアル或いは矢印キーで数値表示を見ながら行いますが、二つのつまみを有する専用スライダー等も選択肢の一つと考えます。尚、遠点距離については、或る、定められた値より遠方を指定した時は、これを無限遠と解釈する事とします。表示も「∞」とします。要は、ダイアルにしてもスライダーにしても遠方方向一杯にセットする事になります。近点距離は、これより遠くにはしたくないと言う意思表示であり、遠点距離は、これより近くにしたくないと言う意思表示です。スケール上には、該当位置に三角等のマークを置きます。自動露出機能で、被写界深度が変化した時は、太線区間の表示を追随変化させます。
更に深度設定に、従来技術のAF機能を簡易連動距離計として利用する選択肢があります。専用の釦を割り当て、被写界深度の最前方の目標としたい対象をファインダー内の特定の枠に捉え、これを押します。AF機構が反応した結果のレンズ繰り出し量から撮影距離値を逆算し、これで設定します。AF機構の誤差は、夫々の測定点の誤差に留まります。しかしAF機構は、最終的な、撮影距離合わせそのものには関与しないものの、誤差次第では、測定点が深度範囲を外れる事は起こり得ます。ここではあくまでも装置構成の可能性の一つとして挙げました。
【００３７】
「被写界深度制御部」入力の一つ、撮影レンズ焦点距離値は、従来技術の通り、レンズ側から取り入れたメモリ中のデジタルデータです。入力のもう一つ、許容錯乱円直径も同じくメモリ中のデジタルデータとしますが、その値を結像面の大きさから定めた標準値を中心に、従来技術におけるISO感度、絞り値等と同様に、ダイアルと表示パネルにより設定値を選択する事を可能とします。一般向きとしては、仕上がり画像の種類(印刷、プリンタ、ウェブ等)と大きさで指定させる選択肢があります。
【００３８】
「請求項１」記載の「露光量判定部」の入力データ、シャッター露光時間は従来技術をそのまま利用する事ができます。絞り値は「被写界深度制御部」に関して述べた通りです。
もう一つの入力データ、標準露光量はデータの形態としては、従来技術の通常のデジタルデータです。このデータが装置内の他部分から直接入力される場合も含め、操作者による直接入力手段を用意します。従来技術におけるISO感度、絞り値等と同様に、ダイアルと表示パネルにより設定値（Ev値）を選択する事とします。
【００３９】
「請求項１」記載の「露光量判定部」の生成データである、実効露光量及び露光偏差量はデータの形態としては、従来技術の通常のデジタルデータであり、自動露出機構を設ける場合、当該機構はこのデータを参照します。
これらの現在値及び実効露光量が標準露光量の上下何れの側にあるのか、及びその差の大小を表示パネル等に反映させます。従来技術における露光量の現状表示と同要領です。
なお、露光偏差量が０でない場合、これは、「光景再現制御部」における補正操作の対象となりますから、その場合の、増感率、減感率の値で表示します。この場合の増感率は、補正結果の画像における画質の劣化程度の指標となります。
【００４０】
「請求項１」記載の「光景再現制御部」は前記標準露光量、前記実効露光量を参照します。
生成される「変換仕様」データの構成は、従来技術による「RAWデータを変換して再現画像を生成する」機能部の構成に依存します。
ここでは「再現画像の明るさが、RAWデータ（潜像データ）の明るさの対数に比例する」として作成された変換トーンカーブを基に変換が実行されていましたが、具体的には、対数変換トーンカーブ上の代表点の座標値（潜像データ値と画像データ値）の組をテーブル状に構成したデータを参照しつつ変換を実行する形態を想定します。
従って前記「変換仕様」データも同様、変換トーンカーブ上代表点の座標値の組を、テーブル様式にまとめたものとします。個々のデータは従来技術による通常のデジタルデータであります。
前記標準露光量は、撮影環境の明るさを示していますが、この値が明るい日中の状況を示す場合は、従来技術におけるトーンカーブに類似したものが生成されます。この値が暗い方に遷移するにつれて、生成されるトーンカーブが、特にその低域側が変形していきます。
作成されたトーンカーブは、前記標準露光量で露出が実行された事が前提となっていますから、前記実効露光量がこれと異なる時は、これと一致させるような露光量の補正処置が織り込まれ、トーンカーブの形状、つまり前記「変換仕様」データが修正されます。
結果は、従来技術における、ISO感度の設定替えの効果と同等であり、このため、ここに想定する構成の装置にはISO感度設定機能は組み込みません。
尚、ここに述べた形態は、銀塩フィルム写真機としても実現可能ですが、変換仕様データの構成、出力法に関しては、これを変える必要が起こりえます。
【００４１】
「請求項２」記載の「基準露光量生成部」の入力である、従来技術による視野および周辺の明るさ分布に関する個々の情報は、データの形態としては、従来技術の通常のデジタルデータであります。従来と異なるのは、明るさ計測の範囲を、人間の視野に匹敵するほど広く取る事です。
或る明るさの値と露光量と結像面出力保証限界との関係は、デジタル方式の場合は装置固有のデータであり、従来技術の通常のデジタルデータとして与えておきます。銀塩フィルム方式の場合は、フィルム側にその用意があることを前提に、別途与える事とします。
【００４２】
手動露出制御の場合、基準となる(デフォルト)状態に於いては、シャッター露光時間は、手ブレを生じない程度の値に置き、被写界深度としては、遠点距離を無限大とし、中程度の最近無限深度が指定された状態にしておきますが、必要ならば、所要の指定換えを行います。
構図を決めると、この状態での距離合せが行われ、露光偏差値が表示されます。
露出が過度であれば、最近無限深度（近点距離）を手前に引き寄せ(数値を小さくし)ます。更に必要であればシャッター露光時間を短くします。
露出が不足であれば、最近無限深度（近点距離）を奥に遠ざけ (数値を大きくし)ますが、定められた値或いは別途指定の許容限度に達したならば、遠点距離の方を手前に引き寄せ(数値を小さくし)ます。更に必要であり、可能であればシャッター露光時間を長くします。
露出不足の場合に、不足状態を脱しないまま撮影することは、当初から想定しておきます。露出不足の程度は画像化の処理に影響を与えますが、これは前記「光景再現制御部」が対応します。
露出過度は、警告の対象とはしますが、撮影は可能とします。
【００４３】
露出制御を自動で行うと言う事は、前記の手順の自動化に他なりません。ただ手動の場合、操作者の判断で、手順を切り分ける場合があるので、自動化の場合は、設定の優先順序、限界値等の指定が必要となります。その構成法は多様でありますが、既に従来技術で一般化している手法で充分対応可能です。
【００４４】
デジタル方式の場合、従来技術には結像面出力を装置上のモニタに映し出す機能があります。本実施形態に、この機能を組み込んだ場合、操作者が、自身の視認光景と、モニタ上の再現光景を比較する事が可能となり、基準露光量、或いは実効露光量等のパラメータを仮想的に変化させ、より「見た目」に近い再現を可能とします。
【００４５】
以上ここに想定した写真機は、「非特許文献１」乃至「非特許文献６」記載の思想に基づく、夜間、薄明視状態での視認光景の再現に、一個の装置で、即応できる技術世界を実現させますが、その特性上、活動範囲が夜間・薄暮・黎明に限定される理由は無く、２４時間対応型の写真機として活動出来ると考えます。