(57)【要約】【課題】コリメート撮影のためカメラ装置を望遠鏡に装着した後の望遠鏡の向きの人的な修正作業を効率良く行うことのできるカメラ装置を提供する。【解決手段】望遠鏡のカメラアダプタにレンズ保持部が装着される過程で、撮像素子による撮像を連続的に行うように制御するとともに、記憶部に逐次記憶された映像データをもとに、装着前の望遠鏡の視野円の映像を撮影対象物として認識し、少なくとも、この撮影対象物として認識された装着前の望遠鏡の視野円の映像から装着後の望遠鏡の視野円の映像までの動き検出を行う。この動き検出の結果をもとに、装着後の視野円の映像を基準とする撮影対象物の位置の方向を求め、この方向を示すマークを装着後の視野円の映像の上に重ねて表示部に表示する。【選択図】図７
2007235440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
望遠鏡のカメラアダプタに対して装着可能な、対物レンズを保持するレンズ保持部と、
前記対物レンズを通して撮像を行う撮像素子と、
前記撮像素子の出力から映像データを生成する信号処理部と、
前記信号処理部にて生成された映像データを記憶する記憶部と、
前記映像データを表示する表示部と、
前記望遠鏡のカメラアダプタに前記レンズ保持部が装着される過程で、前記撮像素子による撮像を連続的に行うように制御するとともに、前記記憶部に逐次記憶された映像データをもとに、装着前の前記望遠鏡の視野領域の映像を撮影対象物として認識し、少なくとも、この撮影対象物として認識された装着前の前記望遠鏡の視野領域の映像から装着後の前記望遠鏡の視野領域の映像までの動き検出を行い、この動き検出の結果をもとに、前記装着後の視野領域の映像を基準とする前記撮影対象物の位置の方向を示すマークを、前記装着後の視野領域の映像の上に重ねて前記表示部に表示するように制御を行う制御部と
を具備することを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記カメラアダプタの内面の映像の中心と前記望遠鏡の前記視野領域の映像の中心とを比較し、一致した時点の前記望遠鏡の前記視野領域の映像を前記撮影対象物として認識することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記カメラアダプタの内面の映像の中心と前記望遠鏡の前記視野領域の映像の中心とを比較し、前記視野領域の映像のサイズが一定の値に達するまでに複数の時点で一致する場合、映像サイズがより大きい前記視野領域の映像を前記撮影対象物として認識することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項４】
望遠鏡のカメラアダプタに、対物レンズを保持したレンズ保持部が装着される過程で、前記対物レンズを通して撮像を連続的に行わせて、記憶部に映像データを逐次書き込むステップと、
前記記憶部に逐次記憶された映像データをもとに、装着前の前記望遠鏡の視野領域の映像を撮影対象物として認識するステップと、
少なくとも、前記撮影対象物として認識された装着前の前記望遠鏡の視野領域の映像から装着後の前記望遠鏡の視野領域の映像までの動き検出を行うステップと、
前記動き検出の結果をもとに、前記装着後の視野領域の映像を基準とする前記撮影対象物の位置の方向を示すマークを、前記装着後の視野領域の映像の上に重ねて表示部に表示するステップと
を具備することを特徴とするカメラ装置のコリメート撮影支援方法。
【請求項５】
カメラ装置を装着するためのカメラアダプタを有する望遠鏡と、この望遠鏡に対して装着可能なカメラ装置とを具備し、
前記カメラ装置は、
望遠鏡のカメラアダプタに対して装着可能な、対物レンズを保持するレンズ保持部と、
前記対物レンズを通して撮像を行う撮像素子と、
前記撮像素子の出力から映像データを生成する信号処理部と、
前記信号処理部にて生成された映像データを記憶する記憶部と、
前記映像データを表示する表示部と、
前記望遠鏡のカメラアダプタに前記レンズ保持部が装着される過程で、前記撮像素子による撮像を連続的に行うように制御するとともに、前記記憶部に逐次記憶された映像データをもとに、装着前の前記望遠鏡の視野領域の映像を撮影対象物として認識し、少なくとも、この撮影対象物として認識された装着前の前記望遠鏡の視野領域の映像から装着後の前記望遠鏡の視野領域の映像までの動き検出を行い、この動き検出の結果をもとに、前記装着後の視野領域の映像を基準とする前記撮影対象物の位置の方向を示すマークを前記装着後の視野領域の映像の上に重ねて前記表示部に表示するように制御を行う制御部と
を具備することを特徴とするカメラ・望遠鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、望遠鏡に装着して望遠撮影などを行うことが可能なカメラ装置、カメラ装置のコリメート撮影支援方法、およびカメラ・望遠鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話などのカメラ装置を望遠鏡に装着し、超望遠撮影するという、いわゆるデジスコと呼ばれる撮影方法が知られている。この方法は、市販の地上望遠鏡とデジタルカメラとを組み合わせた安価な機材で大きな拡大率が得られる、という利点がある。デジスコは「コリメート法」と呼ばれる拡大手法により、望遠鏡とカメラの倍率を掛け合わせた超高倍率で撮影できるという点も重要な利点である。
【０００３】
なお、望遠鏡への取り付けが容易化されたカメラとして、望遠鏡が装着されたことを検知して制御部に通知し、制御部がこれを受けて望遠鏡を装着しての撮影に適したモード、たとえば、近接撮影モードなどに設定を自動的に切り換える技術などは公知である（たとえば特許文献１など）。
【特許文献１】特開２００１−５１３３２号公報（段落００２１−００２２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上のような地上望遠鏡とデジタルカメラとを組み合わせた撮影法には次のような難点がある。すなわち、この撮影法では、望遠鏡の視野中央に撮影対象物を導入してから、望遠鏡にカメラを装着するといった手順となる。このため、望遠鏡にカメラを装着する際の振動や、装着後のカメラの荷重などによって、三脚の上などに支持されている望遠鏡の光軸の向きが微動し、望遠鏡の視野における撮影対象物の位置がずれてしまうことがある。また、場合によっては、撮影対象物が望遠鏡の視野の外に移動してしまう。この場合、撮影対象物を再び望遠鏡の視野に導入する作業を一からやり直すこととなる。
【０００５】
本発明は上記の事情を鑑み、コリメート撮影のためカメラ装置を望遠鏡に装着した後の望遠鏡の向きの人的な修正作業を効率良く行うことのできるカメラ装置、カメラ装置のコリメート撮影支援方法、およびカメラ・望遠鏡システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための手段として、本発明のカメラ装置は、望遠鏡のカメラアダプタに対して装着可能な、対物レンズを保持するレンズ保持部と、対物レンズを通して撮像を行う撮像素子と、撮像素子の出力から映像データを生成する信号処理部と、信号処理部にて生成された映像データを記憶する記憶部と、映像データを表示する表示部と、望遠鏡のカメラアダプタにレンズ保持部が装着される過程で、撮像素子による撮像を連続的に行うように制御するとともに、記憶部に逐次記憶された映像データをもとに、装着前の望遠鏡の視野領域の映像を撮影対象物として認識し、少なくとも、この撮影対象物として認識された装着前の望遠鏡の視野領域の映像から装着後の望遠鏡の視野領域の映像までの動き検出を行い、この動き検出の結果をもとに、装着後の視野領域の映像を基準として撮影対象物が存在する方向を示すマークを、装着後の視野領域の映像の上に重ねて表示部に表示するように制御を行う制御部とを具備することを特徴とする。
【０００７】
この発明のカメラ装置は、望遠鏡に装着した後の視野領域の映像の上に、カメラ装置の装着によって移動してしまった撮影対象物が存在する方向を示すマークを重ねて、表示部に表示することによって、このマークを見ながら望遠鏡の向きの人的な修正作業を効率良く行うことができる。
【０００８】
また、本発明のカメラ装置において、制御部は、カメラアダプタの内面の映像の中心と望遠鏡の視野領域の映像の中心とを比較し、一致した時点の望遠鏡の視野領域の映像を撮影対象物として認識することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、望遠鏡のカメラアダプタにレンズ保持部が装着される過程でカメラ装置自身と望遠鏡の光軸が一致した時点での視野領域の映像を撮影対象物として認識することで、正しく撮影対象物を認識することができる。
【００１０】
さらに、制御部は、カメラアダプタの内面の映像の中心と望遠鏡の視野領域の映像の中心とを比較し、視野領域の映像のサイズが一定の値に達するまでに複数の時点で一致する場合、映像サイズがより大きい視野領域の映像を撮影対象物として認識するようにしてもよい。これにより、より正しく撮影対象物を認識することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コリメート撮影のためカメラ装置を望遠鏡に装着した後の望遠鏡の向きの人的な修正作業を効率良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１及び図２は本発明の一実施形態にかかるカメラ装置とこのカメラ装置を装着可能な望遠鏡を示す図であり、図１は装着途中の状態、図２は装着状態をそれぞれ示している。
【００１４】
これらの図において、１０は本実施形態のカメラ装置、３０は望遠鏡である。カメラ装置１０は、カメラ本体１１、対物レンズ１２、撮像素子１３、液晶モニター１４、操作入力部１５などを有している。対物レンズ１２はカメラ本体１１に突出して設けられた円筒状のレンズ鏡筒９に固定されている。
【００１５】
望遠鏡３０は、本体３１、カメラアダプタ３２、対物レンズ３３、接眼レンズ３４などを有し、本体３１は三脚３５の上に架台３６を介して三軸方向に向きが調節可能なように支持されている。カメラ本体１１は、望遠鏡３０の本体３１に着脱自在に取り付けられた円筒状のカメラアダプタ３２に、同じく円筒状のレンズ鏡筒９の部分を挿入し、ネジなどの固定具によって固定することによって、望遠鏡３０に装着できるようになっている。カメラ装置１０を望遠鏡３０に装着すると、望遠鏡３０の接眼レンズ３４とカメラ装置１０の対物レンズ１２とが近接した位置関係となり、接眼レンズ３４を通して見える像を撮像する、いわゆるコリメート法による撮影を行うことができる。
【００１６】
図３は、カメラ装置１０の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、カメラ装置１０は、対物レンズ１２、撮像素子１３、液晶モニター１４、操作入力部１５、Ａ／Ｄ変換部１６、信号処理部１７、メディア記録部１８、メモリ１９、制御部２０などで構成される。
【００１７】
ここで、撮像素子１３は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などであり、対物レンズ１２によって集められた光を受けて電気的な映像信号を出力する。撮像素子１３の出力は、Ａ／Ｄ変換部１６にてアナログ信号からデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部１６の出力は、信号処理部１７によってＲＧＢ信号などの映像データとして出力され、メモリ１９に格納される。メモリ１９に保持された映像データは制御部２０による制御の下、液晶モニター１４に表示データとして出力される。また、メモリ１９に保持された映像データは制御部２０による制御の下、メディア記録部１８に出力され、メディア記録部１８にて、フラッシュメモリなどのメディアへ記録される。
【００１８】
操作入力部１５は、カメラ装置１０を操作するための各種命令をユーザに入力させるための手段である。たとえば、本発明に関して、望遠鏡装着モードの設定／解除などの指令をユーザに入力させることができる。望遠鏡装着モードとは、本カメラ装置１０を望遠鏡３０に装着して使用するためにシステムが用意しているモードである。この望遠鏡装着モードの詳細については以降において述べる。
【００１９】
制御部２０は、本カメラ装置１０の動作を総括的に制御する手段であり、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有する。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するためのプログラム（ファームウェア）などが格納されている。ＲＡＭはＣＰＵの作業領域や各種情報の一時記憶領域として用いられる。ＣＰＵはプログラムをもとに各機能ブロックに対して各種の命令を与える。操作入力部１５を使ってユーザより入力された各種の操作信号は、この制御部２０にて処理され、プログラムをもとに、その入力された操作信号に対応する制御が行われる。
【００２０】
次に、本実施形態のカメラ装置１０を望遠鏡３０に装着する場合の動作を説明する。
【００２１】
はじめに、望遠鏡３０にカメラ装置１０を装着して超望遠撮影を行うための初期設定について説明する。まず、この初期設定を行うために、望遠鏡３０のカメラアダプタ３２にカメラ装置１０のレンズ鏡筒９を挿入し、ビスなどの固定具で互いを固定する。続いて、ユーザによる操作入力部１５の操作によって、望遠鏡装着モードの初期設定を行うことを制御部２０に指示する。
【００２２】
望遠鏡装着モードの初期設定が起動されると、撮影のための動作がオンになり、液晶モニター１４に望遠鏡３０を通った光による視野円（視野領域）が表示される。ここで、視野円が液晶モニター１４の画角内に収まり、かつ小さ過ぎないように、ユーザは操作入力部１５を操作してカメラ装置１０のズームを調節する。ズームの設定が完了したら、ユーザは操作入力部１５を操作して、望遠鏡装着モードの初期設定の終了を制御部２０に対して指示する。制御部２０は、この望遠鏡装着モードの初期設定終了の指示を受けると、ズームの現在の設定値を、たとえば制御部２０内のＲＡＭなど、所定の記憶領域に保存する。なお、この望遠鏡装着モードの初期設定は省くことが可能であり、この場合には、ズームの設定値は予め決められた初期値が用いられる。
【００２３】
次に、カメラ装置１０の望遠鏡装着モードでの動作を説明する。図４はこの望遠鏡装着モード時のカメラ装置１０の動作を示すフローチャートである。
【００２４】
ユーザより操作入力部１５の操作によって、望遠鏡装着モードを起動するように制御部２０に対して指示が与えられ、望遠鏡装着モードが起動されると、制御部２０は望遠鏡装着モードの初期設定で保存していたズーム設定値を参照してズームの設定を行うとともに、ピントを無限遠に設定して、撮像を開始する（ステップＳ１０１）。一方、ユーザは、既に撮影対象物への向きが決められた望遠鏡３０にカメラ装置１０を装着する作業を開始する。
【００２５】
（撮影対象物認識モードの動作）
図５は、図２に示したように、カメラ装置１０が望遠鏡３０に装着される途中（カメラ装置１０が望遠鏡３０から離れている時）の撮影像の例を示す図である。
【００２６】
この撮影像において、４１はカメラ装置１０の対物レンズ１２に直接入ってくる光（図２の２１）による映像、４２は望遠鏡３０のカメラアダプタ３２の内面の黒いドーナッツ形の映像、４３は望遠鏡３０を通った光による視野円の映像である。カメラアダプタ３２の内面のドーナッツ形の映像４２の中心Ｐ１と望遠鏡３０の視野円の映像４３の中心Ｐ２とのずれはカメラ装置１０と望遠鏡３０との光軸の角度のずれによる。カメラ装置１０のレンズ鏡筒９を望遠鏡３０のカメラアダプタ３２に近づけて行く間、カメラアダプタ３２の内面のドーナッツ形の映像４２の中心Ｐ１と望遠鏡３０の視野円の映像４３との中心Ｐ２との位置関係が変化する。
【００２７】
この撮影像はメモリ１９に保持されており、制御部２０はこのメモリ１９に保持された撮影像をもとに、プログラムにしたがって以下の処理を行う。制御部２０は、カメラアダプタ３２の内面のドーナッツ形の映像４２と、望遠鏡３０の視野円の映像４３をそれぞれ特徴抽出などによって検出し、検出した各映像４２，４３の中心Ｐ１，Ｐ２の位置を比較する。図６に示すように、制御部２０は、上の比較によって各映像４２，４３の中心Ｐ１，Ｐ２の位置が一致したことを判定した場合（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、視野円の映像４３を撮影対象物として決定する。この際、制御部２０はその視野円の映像４３のサイズ（直径サイズなど）を算出して保持する（ステップＳ１０３）。
【００２８】
さらに、制御部２０は、視野円の映像４３のフレーム間差分を用いた動き検出によって撮影対象物の追跡を開始する（ステップＳ１０４）。すなわち、逐次、視野円の最新の映像４３と時間的に一つ前の映像４３とを比較して、現時点の撮影対象物の中心Ｐ２の位置を算定する。
【００２９】
制御部２０は、その後も各映像４２，４３の中心Ｐ１，Ｐ２の位置を比較し、再度、各映像４２，４３の中心Ｐ１，Ｐ２の位置が一致したことが判定された場合には、その時点の視野円の映像４３のサイズと撮影対象物のサイズとを比較する。そして、新たに中心位置の一致が判定された時点での視野円の映像４３のサイズの方が大きければ、その新たな視野円の映像４３を撮影対象物としてリセット（再決定）する。したがって、この新たな撮影対象物が追跡の対象として更新される。
【００３０】
さらに、カメラ装置１０のレンズ鏡筒９を望遠鏡３０のカメラアダプタ３２に近づけて行くと、カメラ装置１０の対物レンズ１２に直接入ってくる光（図２の２１）がなくなる。このときの撮影像の例を図７に示す。この時、画角周辺はカメラアダプタ３２の内面の黒い映像４２によって埋められ、その中に望遠鏡３０を通った光による視野円の映像４３が配置された状態になる。また、この視野円の映像４３はカメラ装置１０のレンズ鏡筒９がカメラアダプタ３２に挿入されるに従って次第に大きくなって行く。制御部２０は、その視野円の映像４３のサイズ（たとえば直径サイズなど）を計測して、そのサイズが一定の値に達したなら（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、撮影対象物認識モードを終了して、撮影対象物追跡モードに切り替える（ステップＳ１０６）。したがって、この時点で得られている撮影対象物が、撮影対象物認識モードによる最終的な認識結果として決定される。
【００３１】
（撮影対象物追跡モードの動作）
カメラ装置１０とカメラアダプタ３２とが接触していない間は、カメラ装置１０だけが動いているが、カメラ装置１０がカメラアダプタ３２に触れるまで近付くと、カメラ装置１０の揺れが望遠鏡３０に伝わり、望遠鏡３０の視野円内の撮影対象物が動く。そこで、撮影対象物追跡モードでは、撮影対象物認識モードで認識された撮影対象物の追跡のみを継続して行う。ここで、撮影対象物が望遠鏡３０の視野円から外に出るほどに望遠鏡３０が大きく動いた場合でも、フレーム間差分による動き検出によって得られる動きの方向と量の情報を総合的に処理することによって、現時点の望遠鏡３０の視野円の映像中心を基準とする、撮影対象物の移動先の方向あるいは位置を求めることができる。なお、ここで基準は、必ずしも視野円の映像中心とすることに限らず、映像中心からずれた特定の位置を基準としてもよい。
【００３２】
さらに、撮影対象物追跡モードでは、上のように求められた、撮影対象物の移動先の方向あるいは位置をもとに、液晶モニター１４に表示されている視野円の映像の上に、撮影対象物の中心がどこに存在するかをユーザに表示するためのマークや、現時点の望遠鏡３０の視野円の映像中心から撮影対象物の中心がどの方向に存在するかをユーザに表示するためのマークなどを重ねて表示するように制御を行う（ステップＳ１０７）。
【００３３】
ここで、撮影対象物が望遠鏡３０の視野円の中に存在する場合と視野円の外に存在する場合とが考えられる。撮影対象物が望遠鏡３０の視野円の中に存在する場合には、たとえば、図７に示すように、撮影対象物の中心を示すマーク４４と、視野円の中心から撮影対象物が存在する方向を示す矢印マーク４５を表示する。また、撮影対象物が望遠鏡３０の視野円の外に存在する場合には、視野円の中心から撮影対象物が存在する方向を示す矢印マーク４５のみを表示する。
【００３４】
望遠鏡３０にカメラ装置１０を固定した後も、撮影対象物追跡モードはそのまま継続される。ユーザは、液晶モニター１４に表示された撮影対象物の中心を示すマーク４４、視野円の中心を基準として撮影対象物が存在する方向を示す矢印マーク４５を見ながら、撮影対象物が望遠鏡３０の視野円の中心にくるように望遠鏡３０の向きの調整を行う。望遠鏡３０の向きの調整と固定が完了したところで、ユーザは、操作入力部１５を操作して、望遠鏡装着モードを解除するよう制御部２０に対して指定する（ステップＳ１０８のＹＥＳ）。なお、この望遠鏡装着モードの解除は、撮影対象物の中心が望遠鏡３０の視野円の中心と一致し、かつ視野円の映像の動きが一定値以下まで小さくなったことを制御部２０が検出して自動的に行われるようにしてもよい。
【００３５】
望遠鏡装着モードが解除されると、制御部２０はズームを望遠側に設定する（ステップＳ１０９）。これにより、視野円が画角一杯に広がり、ケラレ現象が発生するのを防止できる。
【００３６】
なお、本実施形態の変形例として、電動式の架台を使って、現時点の望遠鏡３０の視野円の中心位置と撮影対象物の中心位置とのずれ量をもとに、制御部２０が望遠鏡３０の向きの自動修正を行うようにしてもよい。また、この場合、制御部２０にて、撮影対象物の動き検出の結果をもとに、望遠鏡３０へのカメラ装置１０の装着時と、その後の手動による微調整時とを判別して、より正確な自動修正の制御を行うようにすることも可能である。
【００３７】
また、応用として、静物ではなく、動く対象物を追うための補助的手段として、本発明のカメラ装置の機能を利用することができる。
【００３８】
また、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるカメラ装置とこのカメラ装置を装着可能な望遠鏡との組み合わせを示す図である。
【図２】図１においてカメラ装置と望遠鏡とが装着される前の状態を示す図である。
【図３】図１のカメラ装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】望遠鏡装着モード時のカメラ装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】カメラ装置が望遠鏡に装着される途中の撮影像の例を示す図である。
【図６】カメラ装置と望遠鏡との光軸が一致したときの撮影像の例を示す図である。
【図７】カメラ装置が望遠鏡に装着された後の撮影像の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
９…レンズ鏡筒、１０…カメラ装置、１１…カメラ本体、１２…対物レンズ、１３…撮像素子、１４…液晶モニター、１５…操作入力部、１７…信号処理部、１９…メモリ、２０…制御部、３０…望遠鏡、３２…カメラアダプタ、３４…接眼レンズ、４４…マーク、４５…矢印マーク。
【図１】
2007235440.tif 000003
【図２】
2007235440.tif 000004
【図３】
2007235440.tif 000005
【図４】
2007235440.tif 000006
【図５】
2007235440.tif 000007
【図６】
2007235440.tif 000008
【図７】
2007235440.tif 000009