(57)【要約】【課題】フレアの発生を予測し、フレア発生を回避することが可能な撮影装置を提供する。【解決手段】複数のレンズを有する撮影光学系１０と像面１７とを備えた撮影装置において、該撮影装置が存する場所での太陽の方向及び角度に関する情報である太陽位置情報と、撮影光学系の光軸が向いている方向に関する情報である撮影光軸方向情報と、撮影光学系固有情報と、撮影条件とを用いて、前記撮影光学系１０内に入射する太陽光線を追跡するシミュレーションを行い、該シミュレーション結果から像面上のフレア発生を予測するフレア発生予測手段２０を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを有する撮影光学系と像面とを備えた撮影装置において、
該撮影装置が存する場所での太陽の方向及び角度に関する情報である太陽位置情報と、撮影光学系の光軸が向いている方向に関する情報である撮影光軸方向情報と、撮影光学系固有情報と、撮影条件とを用いて、前記撮影光学系内に入射する太陽光線を追跡するシミュレーションを行い、該シミュレーション結果から像面上のフレア発生を予測するフレア発生予測手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記シミュレーションは、前記太陽位置情報と撮影光軸方向情報とから撮影光学系への太陽光線の入射角度を演算し、
その演算結果と前記撮影光学系固有情報と撮影条件とから当該撮影光学系における太陽光線の任意のレンズ面間の反射並びに該反射光の各レンズの透過を演算し、
その演算結果から像面に達する光束をフレアとし、
該フレアに関する像面上の位置情報、集光率情報及び形状情報を含む演算値を得るものであることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記演算値は、フレアに関する照度比情報及び色情報を含むものであることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記フレア発生予測手段は、前記演算値である各情報にそれぞれ固有の重み係数を乗じて積算し、その積算値と所定の閾値との大小を比較してフレア発生を予測することを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
【請求項５】
複数のレンズを有する撮影光学系と像面とを備えた撮影装置において、
該撮影装置が存する場所での太陽の方向及び角度に関する情報である太陽位置情報と撮影光学系の光軸が向いている方向に関する情報である撮影光軸方向情報とから求めた撮影光学系への太陽光線の入射角度と、撮影条件とを太陽光線の入射角度と撮影条件とフレア発生強度との相関を示すフレア発生強度マップに当てはめて像面上のフレア発生を予測するフレア発生予測手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
現在位置情報を求める測位手段と、日付情報及び時刻情報を求める日付時刻判定手段と、前記測位手段から取得した現在位置情報と前記日付時刻判定手段から取得した日付情報及び時刻情報とから前記太陽位置情報を計算し、その太陽位置情報をフレア発生予測手段へ通知する太陽位置判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記測位手段、日付時刻判定手段の少なくともいずれか一の手段は、ＧＰＳ信号の受信手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記日付時刻判定手段は、無線時報信号の受信手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記撮影装置の姿勢と向きを検知し、その検知情報から前記撮影光軸方向情報を計算し、その撮影光軸方向情報をフレア発生予測手段へ通知する光軸方向判定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項１０】
前記光軸方向判定手段は、複数のＧＰＳ信号の受信手段を備え、該受信手段により取得されたＧＰＳ信号の情報から前記撮影光軸方向情報を三次元情報として算出することを特徴とする請求項９に記載の撮影装置。
【請求項１１】
光軸方向判定手段は、地磁気センサーを利用した電子コンパスと重力を利用した姿勢センサーとを有し、それぞれのセンサーにより取得された情報から前記撮影光軸方向情報を三次元情報として算出することを特徴とする請求項９に記載の撮影装置。
【請求項１２】
光軸方向判定手段は、振動ジャイロスコープを備え、該ジャイロスコープにより取得された情報から前記撮影光軸方向情報を三次元情報として算出することを特徴とする請求項９に記載の撮影装置。
【請求項１３】
前記撮影光学系固有情報は、前記撮影光学系を構成するレンズごとの曲率半径の情報及び屈折率情報、撮影条件ごとの各レンズ配置の情報を含むレンズ情報を有することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項１４】
前記レンズ情報は、前記レンズごとの分光透過率情報、レンズ各面の分光反射率情報を含むことを特徴とする請求項１３に記載の撮影装置。
【請求項１５】
前記フレア発生予測手段によりフレア発生が予測される場合に、フレア発生予測を警告する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項１６】
前記フレア発生予測手段によりフレア発生が予測される場合に、絞り値、焦点距離、撮影光軸方向、遮光手段の遮光長さの中から選ばれる少なくともいずれか一の撮影条件を変更してフレアを低減する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項１７】
前記フレア発生予測手段によりフレア発生が予測される場合に、撮影を保留する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀塩フィルムや撮像素子を用いたデジタルカメラ・ムービーカメラ・監視カメラ・移動撮影カメラなどにおいて、静止画または動画を有人または無人で記録・撮影する撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、銀塩フィルムや撮像素子を用いたデジタルカメラ・ムービーカメラ・監視カメラ・移動撮影カメラなど各種撮影装置のコンパクト化が進められており、撮影装置を構成するユニット、部品等も小型化が図られている。複数のレンズを有する撮影光学系においてもコンパクト化するために、有効光束にごく近接して、レンズの外形が決められたり、鏡筒部材が配置されたりしている。そのため、撮影光学系のふところが狭くなり、鏡筒内部の反射等に起因するフレアまたはゴーストが非常に発生しやすい状態となっている。
【０００３】
ここで、フレアとは、太陽光線など強い直射光によって撮影光学系内のレンズで反射した光が受光部のＣＣＤあるいはフィルム面（以下、像面と称する。）に当って露光のムラや露出のかぶりが起き、画像の鮮明さを低下させる現象のことであり、撮影結果を劣化させる致命的な問題となる。また、フレア発生と同じ原因で像面上にぼんやりした点、かなりはっきりした画像あるいは絞りの形にかぶりが発生する現象はゴーストイメージ（ゴースト）と呼ばれるフレアの一種である。本発明においては、フレアにはゴーストも含むものとする。
【０００４】
一般にフレアの発生は太陽光線に起因しており、太陽光線のうち撮影光学系に入射した光束が鏡筒内壁で反射して像面に到達したものと、光束が撮影光学系のレンズ面間で反射して像面に到達したものとがある。
【０００５】
フレア防止対策としては、耐逆光特性の良い撮影レンズの設計や、コーティングや鏡胴内部の反射防止設計が考えられる。しかし、撮影画角内に太陽などの強い点光源が入った場合のゴーストや、画角外の光源が鏡胴や撮影装置内部に結像しその反射光が像面に達するフレアを皆無にすることは、技術的にもコストの面からもたいへん困難である。フードなどの遮光手段により画角外の不要な光線を遮光することも可能であるが、ズームレンズを使用する場合に全ての画角に対応したフードを用意することは現実的には困難であった。
【０００６】
そこで、最近では撮影光学系の絞りよりも被写体寄りのレンズ間に開口部の大きさを変化させる開口形成部材を備えたフレア除去装置が提案されており（例えば、特許文献１参照。）、これにより絞り値で変化する撮影光学系の有効光束に対応させて開口形成部材の開口部の大きさを調整し、フレア除去を達成できるとしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−６２６６９号公報（段落［００２４］〜［００２８］、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記開口形成部材による手段であっても完全にフレア発生を防止できるわけではなく、撮影範囲外のある特定位置に太陽光源があるような撮影条件ではフレアが発生していた。また、撮影光学系が大きくなることにつながるために撮影装置のコンパクト化要求にも逆行するものであり、好ましいものではなかった。
【０００９】
さらに、撮影装置に一眼レフ式ファインダーやＣＲＴまたはＬＣＤ等の外部表示装置を備えて観察しながら撮影できるようにしただけでも、熟練者であればある程度のフレア発生の確認・予測ができ、フレア発生を回避することが可能であるが、そのような構成であっても、撮影者の撮影装置への習熟度が低い場合や経験が浅い場合、また遠隔操作や自動記録などで撮影者がそれらを観察できない状況にある場合にはフレア発生の回避は困難であった。
【００１０】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、フレアの発生を予測し、フレア発生を回避することが可能な撮影装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明に係る撮影装置は、複数のレンズを有する撮影光学系と像面とを備えた撮影装置において、該撮影装置が存する場所での太陽の方向及び角度に関する情報である太陽位置情報と、撮影光学系の光軸が向いている方向に関する情報である撮影光軸方向情報と、撮影光学系固有情報と、撮影条件とを用いて、前記撮影光学系内に入射する太陽光線を追跡するシミュレーションを行い、該シミュレーション結果から像面上のフレア発生を予測するフレア発生予測手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明により、撮影前にフレアの発生を予測し、フレア発生を回避することが可能となる。
太陽光線の追跡シミュレーションは、従来公知の演算プログラムによればよい。
【００１３】
前記課題を解決するために提供する請求項２の発明に係る撮影装置は、請求項１の発明において、前記シミュレーションは、前記太陽位置情報と撮影光軸方向情報とから撮影光学系への太陽光線の入射角度を演算し、その演算結果と前記撮影光学系固有情報と撮影条件とから当該撮影光学系における太陽光線の任意のレンズ面間の反射並びに該反射光の各レンズの透過を演算し、その演算結果から像面に達する光束をフレアとし、該フレアに関する像面上の位置情報、集光率情報及び形状情報を含む演算値を得るものであることを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項３の発明に係る撮影装置は、請求項２の発明において、前記演算値は、フレアに関する照度比情報及び色情報を含むものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項２、３の発明により、像面上のフレアの詳細な情報を数値化して把握することが可能となり、それらの情報から撮影結果を劣化させるフレアとなるかどうかの判断が可能となる。
【００１５】
前記課題を解決するために提供する請求項４の発明に係る撮影装置は、請求項３の発明において、前記フレア発生予測手段は、前記演算値である各情報にそれぞれ固有の重み係数を乗じて積算し、その積算値と所定の閾値との大小を比較してフレア発生を予測することを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明により、像面上に発生するフレアが撮影結果を劣化させるフレアとなるかどうかについての客観的な判断結果を得ることが可能となる。
【００１７】
前記課題を解決するために提供する請求項５の発明に係る撮影装置は、複数のレンズを有する撮影光学系と像面とを備えた撮影装置において、該撮影装置が存する場所での太陽の方向及び角度に関する情報である太陽位置情報と撮影光学系の光軸が向いている方向に関する情報である撮影光軸方向情報とから求めた撮影光学系への太陽光線の入射角度と、撮影条件とを太陽光線の入射角度と撮影条件とフレア発生強度との相関を示すフレア発生強度マップに当てはめて像面上のフレア発生を予測するフレア発生予測手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明により、撮影装置に複雑な演算処理をさせることなしに、撮影前にフレアの発生を予測し、フレア発生を回避することが可能となる。
【００１９】
前記課題を解決するために提供する請求項６の発明に係る撮影装置は、請求項１の発明において、現在位置情報を求める測位手段と、日付情報及び時刻情報を求める日付時刻判定手段と、前記測位手段から取得した現在位置情報と前記日付時刻判定手段から取得した日付情報及び時刻情報とから前記太陽位置情報を計算し、その太陽位置情報をフレア発生予測手段へ通知する太陽位置判定手段とを備えたことを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項７の発明に係る撮影装置は、請求項６の発明において、前記測位手段、日付時刻判定手段の少なくともいずれか一の手段は、ＧＰＳ信号の受信手段を備えたことを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項８の発明に係る撮影装置は、請求項６の発明において、前記日付時刻判定手段は、無線時報信号の受信手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項６〜８の発明により、装置内蔵の時計のずれや海外で使用する際の時差などを考える必要なく正確な時刻を把握して太陽の位置を正確に把握することが可能となり、撮影光学系への入射角度の精度が増し、ひいてはフレア発生予測の精度を向上させることが可能となる。
また、請求項７の発明により、信号処理に関する装置構成の簡略化を図ることが可能となる。
また、請求項８の発明により、測位情報取得と平行して時刻情報が取得できるため、処理時間の短縮が可能となる。ここで無線時報信号とは、例えば標準時刻電波（日本国内であれば長波ＪＪＹ）の信号、あるいはＦＭラジオ放送の時報信号であればよい。
【００２１】
前記課題を解決するために提供する請求項９の発明に係る撮影装置は、請求項１の発明において、前記撮影装置の姿勢と向きを検知し、その検知情報から前記撮影光軸方向情報を計算し、その撮影光軸方向情報をフレア発生予測手段へ通知する光軸方向判定手段を備えたことを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項１０の発明に係る撮影装置は、請求項９の発明において、前記光軸方向判定手段は、複数のＧＰＳ信号の受信手段を備え、該受信手段により取得されたＧＰＳ信号の情報から前記撮影光軸方向情報を三次元情報として算出することを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項１１の発明に係る撮影装置は、請求項９の発明において、光軸方向判定手段は、地磁気センサーを利用した電子コンパスと重力を利用した姿勢センサーとを有し、それぞれのセンサーにより取得された情報から前記撮影光軸方向情報を三次元情報として算出することを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項１２の発明に係る撮影装置は、請求項９の発明において、光軸方向判定手段は、振動ジャイロスコープを備え、該ジャイロスコープにより取得された情報から前記撮影光軸方向情報を三次元情報として算出することを特徴とする。
【００２２】
請求項９〜１２の発明により、撮影光軸方向を正確に把握することが可能となり、撮影光学系への入射角度の精度が増し、ひいてはフレア発生予測の精度を向上させることが可能となる。
また、請求項１０の撮影光軸方向をＧＰＳ信号を利用した衛星コンパスから得る発明は、測位情報と日付及び時刻情報ともＧＰＳ信号から求める構成とすることで情報源信号の一元化が可能となり、情報処理系統の共通化が可能となる。
また、請求項１１の発明により撮影装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能となり、請求項１２の発明により移動撮影などのように重力を利用した姿勢センサーが使用できない場合でも撮影光軸方向の検出が可能となる。
【００２３】
前記課題を解決するために提供する請求項１３の発明に係る撮影装置は、請求項１の発明において、前記撮影光学系固有情報は、前記撮影光学系を構成するレンズごとの曲率半径の情報及び屈折率情報、撮影条件ごとの各レンズ配置の情報を含むレンズ情報を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１３の発明により、フレアに関する像面上の位置情報、集光率情報及び形状情報を算出することが可能となる。
【００２５】
前記課題を解決するために提供する請求項１４の発明に係る撮影装置は、請求項１３の発明において、前記レンズ情報は、前記レンズごとの分光透過率情報、レンズ各面の分光反射率情報を含むことを特徴とする。
【００２６】
請求項１４の発明により、フレアに関する像面上の位置情報、集光率情報及び形状情報に加えて、フレアに関する照度比情報及び色情報を算出することが可能となる。
【００２７】
前記課題を解決するために提供する請求項１５の発明に係る撮影装置は、請求項１において、前記フレア発生予測手段によりフレア発生が予測される場合に、フレア発生予測を警告する手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１５の発明により、撮影条件の手動による変更を撮影者に促して、フレアのために利用価値の低い画像や映像を撮影することを回避し、記録媒体や撮影装置の駆動エネルギーの浪費を防ぐことが可能となる。
このとき、観察光学系内または外部表示装置に文字や絵文字や記号を表示したり、ランプ等の点滅や点灯したりすることにより視覚的な警告を行うようにすると、直感的かつ確実に撮影者にフレア発生予測を伝えることが可能となる。また、音声により警告を発するようにすれば、観察光学系または外部表示装置を観察出来ない撮影条件の元でも、撮影者に確実に警告を伝えることが可能となる。
【００２９】
前記課題を解決するために提供する請求項１６の発明に係る撮影装置は、請求項１の発明において、前記フレア発生予測手段によりフレア発生が予測される場合に、絞り値、焦点距離、撮影光軸方向、遮光手段の遮光長さの中から選ばれる少なくともいずれか一の撮影条件を変更してフレアを低減する手段を備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１６の発明により、撮影条件変更の自由度の広いフレア低減制御を行うことが可能となる。また、自動処理が可能となるため、撮影者が撮影装置の傍で操作をしていないような自動撮影時や遠隔撮影時においてもフレアの少ない撮影を行うことが可能となる。
【００３１】
撮影条件の変更のうち、絞り値の変更は撮影装置の自動露出機構を流用しソフトウエア上の追加のみでフレア軽減を行うことで可能となる。
また、焦点距離の変更により、撮影表現上大きな差となる絞り値とシャッター速度を変更すること無く、また露出の条件によっては変更することが難しい絞り値を変更すること無くフレアの低減を行うことが可能となる。
また、撮影光軸方向を動かす駆動装置がついている撮影装置の場合には、撮影光軸方向の変更を行い光源の入射角度を変更することにより、フレアの低減を行うことが可能となる。
また、遮光手段を焦点距離域に最適化することにより、効果的にフレア低減を行うことが可能となる。これは、可変焦点距離の撮影光学系を用いている場合に特に効果的である。なお、遮光手段の最適化は少なくとも撮影光学系先端部に装着するフード長の変更であることが機構的に簡便であり、またフレアの低減効果も高く好ましい。
【００３２】
前記課題を解決するために提供する請求項１７の発明に係る撮影装置は、請求項１の発明において、前記フレア発生予測手段によりフレア発生が予測される場合に、撮影を保留する手段を備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１７の発明により、フィルムや記録媒体の無駄な消費と撮影に関わるエネルギーの浪費を防ぐことが可能となる。特に、撮影条件変更による低減制御によってもフレア回避効果が少ないと判定できる場合に撮影を休止・保留し、撮影条件が好転した後に改めて撮影するようにするとよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る撮影装置の一実施の形態における構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る撮影装置の一実施の形態における構成を示すブロック図である。
撮影装置は、遮光手段１８と撮影光学系１０と像面１７とを有し所定の光軸方向をなす撮影手段１と、測位手段２１ａと日付時刻判定手段２１ｂとを有する太陽位置判定手段２１・光軸方向判定手段２２・記憶部２３それぞれと通信可能に接続されたフレア発生予測手段２０と、複数のＧＰＳ信号受信手段２４と、フレア発生予測手段２０と通信可能に接続され、フレア発生警告手段４０及び光軸方向変更手段５１、焦点調整手段５２、焦点距離変更手段５３、絞り調整機構５４、遮光調整手段５５それぞれを制御するＣＰＵ３０とを備えている。また、ＧＰＳ信号受信手段２４と、測位手段２１ａ・日付時刻判定手段２１ｂ・光軸方向判定手段２２それぞれとは通信可能に接続されている。
【００３５】
撮影光学系１０は、複数のレンズの組み合せからなる光学系であり、従来公知の技術により構成されている。また、焦点距離が変動する可変焦点の光学系であってもよい。さらに、撮影光学系１０を構成する鏡筒内壁に反射防止層を形成してもよい。
像面１７は、ＣＣＤなどの撮像素子または銀塩フィルムなどの感材からなり、撮影光学系１０をからの被写体像が投射される面である。
遮光手段１８は、撮影光学系１０の先端に装着され、太陽光線が撮影光学系１０の一端に入射するのを遮るフードであり、フード長の制御により遮光する程度を変更することが可能となっている。
【００３６】
フレア発生予測手段２０は、太陽位置判定手段２１からの太陽位置情報と、光軸方向判定手段２２からの撮影光軸方向情報と、記憶部２３に保存されている撮影光学系固有情報と、ＣＰＵ３０に保持されている絞り値、焦点距離などの撮影条件とを取得して、撮影光学系１０における太陽光線の追跡シミュレーションを行い、フレアの発生状態を予測し、撮影結果を劣化させるフレアの発生が予測されるとフレア発生信号をＣＰＵ３０に通知する。
【００３７】
太陽位置判定手段２１は、測位手段２１ａから現在位置情報を取得し、日付時刻判定手段２１ｂから日付情報及び時刻情報を取得して太陽位置情報を計算し、その太陽位置情報をフレア発生予測手段２０へ通知する。ここで、現在位置とは撮影装置の撮影時の地球上における三次元の位置情報のことであり、日付情報及び時刻情報は撮影時の日付（年月日）及び時刻の情報のことである。また、太陽位置情報とは現在位置の撮影時の日付、時刻における太陽の方向及び角度のことである。
【００３８】
測位手段２１ａは、ＧＰＳ信号受信手段２４により受信されたＧＰＳ衛星からの信号に基づいて現在位置を計算する。３つのＧＰＳ衛星からの信号に基づいて二次元位置を算出するようにしてもよいが、４つ以上のＧＰＳ衛星からの信号に基づいて三次元の位置情報を算出してもよい。または、特許第３１６２１０８号明細書に開示のように、ＧＰＳ信号と方向センサーとを用いて現在位置を算出する技術を利用してもよい。
【００３９】
日付時刻判定手段２１ｂは、ＧＰＳ信号受信手段２４により受信されたＧＰＳ衛星からの信号に基づいて日付情報及び時刻情報を計算する。具体的には、特開平６−６７２９１号公報に開示のＧＰＳ信号から時刻情報を得る技術や特開平５−２２４２９０号公報に開示のＧＰＳ信号から年月日情報を得る技術を利用してもよい。また、時刻情報に関しては、無線時報信号の受信手段を備えて、それにより取得される標準時刻電波（日本国内であれば長波ＪＪＹ）の情報、あるいはＦＭラジオ放送の時報情報に基づいて算出されるようにしてもよい。
【００４０】
光軸方向判定手段２２は、複数のＧＰＳ信号受信手段２４からの情報から撮影装置の姿勢と向きを検知し、その検知情報から撮影手段１の向いている方向である撮影光軸方向の三次元情報を計算し、その撮影光軸方向情報をフレア発生予測手段２０へ通知するものである。また、ＧＰＳ信号受信手段２４に代えて、地磁気センサーを利用した電子コンパスと重力を利用した姿勢センサーとを備えて、それぞれのセンサーにより取得された情報から撮影光軸方向情報を三次元情報として算出してもよい。あるいは、振動ジャイロスコープを備え、ジャイロスコープにより取得された情報から撮影光軸方向情報を三次元情報として算出してもよい。
【００４１】
記憶部２３は、撮影光学系１０を構成するレンズごとの曲率半径の情報及び屈折率情報、撮影条件（絞り値情報、焦点距離情報）ごとの各レンズ配置の情報、前記レンズごとの分光透過率情報、レンズ各面の分光反射率情報に関するレンズ情報と、撮影条件及び光源の入射角と像面上のフレアの発生位置・強度（像面での照度）・形状・色などのフレア発生範囲との関係に関するフレア発生範囲情報とが含まれる撮影光学系固有情報２３ａを保持している。また、フレア発生予測手段２０にて太陽光線の追跡シミュレーションが行われる場合には、シミュレーション計算で使用されるフレア発生範囲を規定する閾値や重み係数などの情報も保持している。この記憶部２３は撮影装置本体に配置する。あるいは、撮影光学系の鏡筒内に配置してもよい。また、撮影装置との間で情報のやり取りが可能な記憶媒体に撮影光学系固有情報２３ａを予め計算により求めて記録しておくことにより、複数の撮影光学系を交換して撮影を行う場合においても、その情報の読み込みによってフレアの発生予測が可能となる。
【００４２】
ＣＰＵ３０は、フレア発生予測手段２０へ撮影条件を通知するだけではなく、フレア発生予測手段２０からのフレア発生予測信号を受け取りフレア発生が予測された場合には、フレア発生警告手段４０により撮影者にフレア発生を警告する表示あるいは警報を発する機能を有する。あるいは、フレアの発生強度を低く抑える方向へ撮影条件を変更するように光軸方向変更手段５１、焦点調整手段５２、焦点距離変更手段５３、絞り調整機構５４、遮光調整手段５５を制御する機能を有する。また、フレアが発生すると予測され、撮影フイルムや画像記録メモリーなどの記録媒体に余裕が無い場合や、撮影条件が予め決められており変更が許されない場合、低減制御の効果が少ないと判定された場合等は、撮影を保留し無駄な撮影を行なわないようにしてもよい。
【００４３】
フレア発生警告手段４０は、撮影者にフレア発生を警告する手段である。具体的には、光学ファインダー接眼部周辺に配置したＬＥＤなどの光源の点滅や液晶表示部上への警告マークのスーパーインポーズによる視覚的な警告や、ブザー音などによる音や操作保持部の振動による警告などがある。状況に応じてこれらの組み合せによっても良い。
【００４４】
光軸方向変更手段５１は、撮影光軸方向を変更する手段であり、自動あるいは遠隔操作により撮影する態様の場合に有効である。また、焦点調整手段５２、焦点距離変更手段５３は撮影光学系が可変焦点の場合に焦点を自動的に調整する手段である。また、絞り調整機構５４は絞り値（Ｆ値）を自動的に変更する、いわゆるオートアイリス手段である。また、遮光調整手段５５は、遮光フードの長さを変更することにより遮光効果の最適化を図るものである。
【００４５】
次に、本発明の根幹を成すフレア発生予測手段２０による太陽光線の追跡シミュレーションの実施形態について以下に説明する。
本シミュレーションに当っては、少なくともレンズの曲率半径、レンズ間隔、レンズ材質の設計値、絞り値（ＦＮｏ．）、太陽光線の入射角度、距離（無限遠）の情報に基づいて、太陽光線の追跡シミュレーションとして撮影光学系内で遇数回反射して像面に届く光束を計算することにより、フレアの像面上の位置、簡易的な強度（集光率）、スポット形状であるか円形あるいは楕円であるかフレア状であるかなどの形状の種類を情報として求めることができ、それらの情報からフレア発生を予測することが可能となる。なお、シミュレーション計算において通常２回反射のみを計算すればよい。
【００４６】
太陽光線の追跡シミュレーションの具体的な手順は次の通りである。
（ｓ１）太陽位置情報と撮影光軸方向情報とから撮影光学系への太陽光線の入射角度を演算する。
（ｓ２）ステップｓ１の演算結果と撮影光学系固有情報と撮影条件とから撮影光学系１０における太陽光線の任意のレンズ面間の反射並びに該反射光の各レンズの透過を演算する。
（ｓ３）ステップｓ２の演算結果から像面に達する光束をフレアとし、フレアの像面上の位置情報、集光率情報及び形状の項目に関する情報（演算値）を得る。
このシミュレーション結果から、その状態での撮影により撮影結果を劣化させる程度のフレアが発生するか否かを確認することができる。
【００４７】
ここで、集光率とはレンズ２面間の反射で像面に届いた光束をフレア光束とした場合の入射光束の幅とフレア光束の幅との比のことであり、次の式で表される。集光率が１以下の場合にはフレア成分は収束しているため、目立ちやすいフレアになると判断できる。なお、光束の幅ではなく、光束の断面積比や入射光束本数と射出光線本数との比で定義してもよい。
【００４８】
【数１】
（集光率）＝（フレア光束の幅）／（入射光束の幅）
【００４９】
なお、フレア発生予測手段２０は、撮影光学系固有情報２３ａとして上記情報に加えてレンズごとの分光透過率情報、レンズ各面の分光反射率情報を有する場合には、ステップｓ３において前記演算値に加えてフレアに関する照度（強度）あるいは照度比（強度比）の情報及びフレアの色情報も算出することが可能であり、より精密にフレア発生状態を確認することができる。
【００５０】
すなわち、太陽光線の追跡シミュレーションの際に、レンズ反射面の反射率、レンズ材の透過率（吸収率）を考慮すると、フレアの像面上の照度が計算でき、このフレア成分の照度と画像を形成する通常の光線の照度との比から、フレアが撮影結果として問題となるかどうか予測できる。例えば、銀塩フィルムの場合、コントラストの再現域は適正露出を挟んで±３〜４Ｌｖの幅があるため、フレア成分の照度比が２５６分の１（１／２８）以下であると撮影結果としては目立たないと予測される。
【００５１】
【数２】
（照度比）＝（フレア成分の像面での照度）／（通常の光線の像面照度）
【００５２】
フレア発生予測手段２０は、さらにそのフレアに関するシミュレーション結果である各情報（演算値）に撮影光学系固有情報２３ａに記録されている演算項目ごと固有の重み係数を乗じて積算し、フレア発生強度とする。そのフレア発生強度と所定の閾値との大小を比較してフレア発生を予測することが可能である。なお、重み係数とはこれまでの経験あるいは事前のテスト結果などに基づいて演算項目ごとに軽重がつけられた係数であり、閾値もその積算値と撮影結果との相関により決定された経験的な数値である。
【００５３】
また、これにより、太陽光線の入射角度と撮影条件とフレア発生強度との相関を示すフレア発生強度マップの作成が可能となり、撮影条件がそのマップの危険領域にあると予測される場合にはフレア発生強度を低く抑える方向へ撮影条件を変更することにより、フレアの発生を回避、緩和することが可能となる。
【００５４】
上記シミュレーションは撮影光学系固有情報２３ａが設計値に基づいたものであることを前提として説明したが、設計値が不明であるレンズの場合には実際に各条件で撮影あるいは像面を観察して実験的にフレアが発生する範囲を求め、フレア発生強度のマップを作成しておいてもよい。
【００５５】
図２は、フレア発生予測手段２０による太陽光線の追跡シミュレーション結果の例（１）を示す概略図である。
図２は、入射角度５５°の太陽光線Ｌａ、入射角度６０°の太陽光線Ｌｂ、入射角度６５°の太陽光線Ｌｃそれぞれがレンズ第１・２面間で反射した場合を示しており、全ての太陽光線が像面１７上にフレア光として到達している。
【００５６】
その像面１７上のフレアの位置、形状などの状況を図３に示す。入射角度が大きくなるほど画角が大きくなり、入射角度６５°では短辺画角以上になるため入射の方向によっては画面から外れることが予想される。
【００５７】
図４は、フレア発生予測手段２０による太陽光線の追跡シミュレーション結果の例（２）を示す概略図である。
図４は、入射角度２５°の太陽光線Ｌｄ、入射角度３０°の太陽光線Ｌｅそれぞれがレンズ第１・６面間で反射した場合を示しており、太陽光線が像面１７上にフレア光として到達している。
【００５８】
その像面１７上のフレアの位置、形状などの状況を図５に示す。入射角度２５°、３０°では画像中央付近にスポット状に集光しているため、ゴーストとして撮影結果を劣化させる可能性が大きいことが予想される。なお、入射角度３５°の太陽光線は撮影光学系１０を透過しないためフレア発生の可能性はなく、光線経路から絞り１５を絞るとフレア成分を消すことができることが予想される。
【００５９】
図６は、フレア発生予測手段２０による太陽光線の追跡シミュレーション結果の例（３）を示す概略図である。
図６は、入射角度１０°の太陽光線Ｌｇ、入射角度１５°の太陽光線Ｌｈ、入射角度２０°の太陽光線Ｌｉそれぞれがレンズ第５・９面間で反射した場合を示しており、太陽光線が像面１７全面を覆うようなフレア光として到達している。
【００６０】
その像面１７上のフレアの位置、形状などの状況を図７に示す。照度比が大きい場合は撮影像のコントラストを著しく落とすことが予想され、光線経路から絞り１５を絞ってもあまり改善されないことが予想される。
【００６１】
つぎに、フレア発生強度マップを作成した例を図８、９に示す。
図８は、絞り値Ｆ２．８の場合、図９は絞り値Ｆ５．６の場合のＸ軸に光線入射角度、Ｙ軸に焦点距離、Ｚ軸にフレア発生強度をとった図である。
このような図を設計値に基づいて予め作成しておき、例えばフレア発生強度が３以上で撮影結果を劣化させるフレアが発生する可能性が大きいとすると、その値を閾値として撮影光学系固有情報として設定しておく。
【００６２】
そして、撮影時の太陽光線の追跡シミュレーション結果が３以上となった場合にフレア発生予測手段２０がフレア発生予測信号を出すようにし、ＣＰＵ３０がフレア発生強度３未満になるように撮影条件変更として光軸方向変更手段５１、焦点調整手段５２、焦点距離変更手段５３、絞り調整機構５４、遮光調整手段５５を制御するようにすればよい。
【００６３】
図１０に本発明をデジタルスチルカメラに適用した実施例を示す。
デジタルスチルカメラは、撮影光学系１００と光学ファインダー１０１と複数のＧＰＳ受信アンテナ２４０とスピーカ４００とシャッターボタン５００とを備えており、撮影光学系１００は固定であるため撮影光学系固有情報はカメラ本体内部に記憶されている。
【００６４】
このデジタルスチルカメラを使用して撮影しようとした場合、ＧＰＳ受信アンテナ２４０により受信されたＧＰＳ信号を基に、測位、年月日、時刻及び姿勢（撮影光軸方向）の算出が行われ、前記撮影光学系固有情報を用いて太陽光線の追跡シミュレーションが行われる。
【００６５】
その結果がフレア発生を予測するものであった場合には光学ファインダー１０１の接眼部にその警告情報を表示し、スピーカ４００により警告音が発せられ、撮影者にフレア発生の回避を促す動作を行う。
【００６６】
また、撮影光学系１００の固有情報に基づいたフレア発生強度マップの情報を記録媒体２３０に記録し、このデジタルスチルカメラに読み込ませることにより、撮影条件がそのマップの危険領域にあると予測される場合にはＣＰＵ（図示せず）がフレア発生強度を低く抑える方向へ撮影条件を自動的に変更することも可能である。
【００６７】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明によれば、太陽光線の追跡シミュレーションにより撮影前にフレアの発生を予測し、フレア発生を回避することができる。
請求項２、３の発明によれば、像面上のフレアの詳細な情報を数値化して把握することができ、それらの情報から撮影結果を劣化させるフレアとなるかどうかの判断ができる。
請求項４の発明によれば、像面上に発生するフレアが撮影結果を劣化させるフレアとなるかどうかについての客観的な判断結果を得ることができる。
請求項５の発明によれば、撮影装置に複雑な演算処理をさせることなしに、撮影前にフレアの発生を予測し、フレア発生を回避することができる。
請求項６〜８の発明によれば、装置内蔵の時計のずれや海外で使用する際の時差などを考える必要なく正確な時刻を把握して太陽の位置を正確に把握することが可能となり、撮影光学系への入射角度の精度が増し、ひいてはフレア発生予測の精度を向上させることができる。
請求項９〜１２の発明によれば、撮影光軸方向を正確に把握することができ、撮影光学系への入射角度の精度が増し、ひいてはフレア発生予測の精度を向上させることができる。
請求項１３の発明によれば、フレアに関する像面上の位置情報、集光率情報及び形状情報を算出することができる。
請求項１４の発明によれば、フレアに関する像面上の位置情報、集光率情報及び形状情報に加えて、フレアに関する照度比情報及び色情報を算出することができる。
請求項１５の発明によれば、撮影条件の手動による変更を撮影者に促して、フレアのために利用価値の低い画像や映像を撮影することを回避し、記録媒体や撮影装置の駆動エネルギーの浪費を防ぐことができる。
請求項１６の発明によれば、撮影条件変更の自由度の広いフレア低減制御を行うことができる。また、自動処理が可能となるため、撮影者が撮影装置の傍で操作をしていないような自動撮影時や遠隔撮影時においてもフレアの少ない撮影を行うことができる。
請求項１７の発明によれば、フィルムや記録媒体の無駄な消費と撮影に関わるエネルギーの浪費を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮影装置の一実施の形態における構成を示すブロック図である。
【図２】フレア発生予測手段における太陽光線の追跡シミュレーション結果例（１）を示す概略図である。
【図３】太陽光線の追跡シミュレーション結果例（１）による像面上のフレア発生状態を示す図である。
【図４】フレア発生予測手段における太陽光線の追跡シミュレーション結果例（２）を示す概略図である。
【図５】太陽光線の追跡シミュレーション結果例（２）による像面上のフレア発生状態を示す図である。
【図６】フレア発生予測手段における太陽光線の追跡シミュレーション結果例（３）を示す概略図である。
【図７】太陽光線の追跡シミュレーション結果例（３）による像面上のフレア発生状態を示す図である。
【図８】絞り値Ｆ２．８の場合のフレア発生強度の予測結果を示す図である。
【図９】絞り値Ｆ５．６の場合のフレア発生強度の予測結果を示す図である。
【図１０】本発明に係る撮影装置の実施例の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  撮影手段
１０、１００  撮影光学系
１１〜１４  レンズ
１５  絞り
１７  撮像素子または感材
１８  遮光手段
２０  フレア発生予測手段
２１  太陽位置判定手段
２１ａ  測位手段
２１ｂ  時刻・日付判定手段
２２  光軸方向判定手段
２３  記憶部
２３ａ  撮影光学系固有情報
２４  ＧＰＳ信号受信手段
３０  ＣＰＵ
４０  フレア発生警告手段
５１  光軸方向変更手段
５２  焦点調整手段
５３  焦点距離変更手段
５４  絞り調整機構
５５  遮光調整手段
１０１  光学ファインダー
２３０  記憶媒体
２４０  ＧＰＳ信号受信アンテナ
４００  スピーカ
５００  シャッターボタン
Ｌａ  光束（入射角度５５°）
Ｌｂ  光束（入射角度６０°）
Ｌｃ  光束（入射角度６５°）
Ｌｄ  光束（入射角度２５°）
Ｌｅ  光束（入射角度３０°）
Ｌｇ  光束（入射角度１０°）
Ｌｈ  光束（入射角度１５°）
Ｌｉ  光束（入射角度２０°）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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