JP2015184614A5

JP2015184614A5 - 焦点検出装置

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Publication number: JP2015184614A5
Application number: JP2014063155A
Authority: JP
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2034-03-26

Description

本発明は、天体撮影に適した焦点検出装置に関する。

本発明の焦点検出装置は、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置であって、上記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と、上記撮像素子が撮像した被写体像から特定の天体画像を認識する画像認識部と、上記画像認識部が認識した天体画像の上記撮像素子上のサイズを検出するサイズ検出部と、複数の異なる焦点状態において上記サイズ検出部が検出した特定の天体画像の画像サイズの中から極小値を検出する極小値検出部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の焦点検出装置は、別の態様では、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置において、上記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と、上記撮像素子が撮像した被写体像から特定の天体画像を認識する画像認識部と、上記画像認識部が認識した特定の天体画像の輝度を検出する輝度検出部と、複数の異なる焦点状態において上記輝度検出部が検出した特定の天体画像の輝度の中から極大値を検出する極大値検出部と、を備えたことを特徴とする。

上記サイズ検出部は、上記天体画像のサイズとして天体画像の直径を検出することが好ましい。本発明の焦点検出装置は、その一態様では、上記撮影光学系の焦点状態を変更する焦点調節部を光軸方向に移動する移動部を有し、上記サイズ検出部は、上記移動部により上記焦点調節部を無限遠側可動端から最短可動端側に移動させながら特定の天体画像のサイズを検出することが実際的である。

上記輝度検出部は、上記天体画像の中心輝度を検出することが好ましい。本発明の焦点検出装置は、その一態様では、上記撮影光学系の焦点状態を変更する焦点調節部を光軸方向に移動する移動部を有し、上記輝度検出部は、上記移動部により上記焦点調節部を無限遠側可動端から最短可動端側に移動させながら特定の天体画像の輝度を検出することが実際的である。

上記画像認識部は、上記撮像素子が撮像した画像信号から円状の光点となる画像を特定の天体画像として認識することができる。

カメラボディ１１（ボディＣＰＵ３１）は、公知の通常ＡＦ（自動焦点調節）機能を有する。この実施形態の通常ＡＦは、焦点調節レンズ群５２を光軸方向に移動しながら撮像素子４５が撮像した被写体像（画像信号）を使用して焦点状態を検出する公知のいわゆる画像コントラスト検出方式である。ボディＣＰＵ３１は、ＡＦ作動スイッチＳＷＡＦがＯＮされたときに自動焦点調節処理を開始する。ボディＣＰＵ３１は、ＡＦモータ３３を介して焦点調節レンズ群５２を可動範囲（至近端と無限遠端）の間を移動させながら、撮像素子４５が撮像した被写体像（画像信号）に基づいてコントラストを算出し、コントラストがピークとなる焦点調節レンズ群５２の位置（合焦位置）を検出するコントラストサーチ動作を実行する。ボディＣＰＵ３１は、コントラストがピークとなる位置を検出したとき、そのときの焦点調節レンズ群５２の位置（合焦位置）に焦点調節レンズ群５２をＡＦモータ３３を駆動して移動させる。ＡＦモータ３３、ギヤブロック３４及びジョイント３５は、焦点調節部である焦点調節レンズ群５２を光軸方向に移動させる移動部を構成している。

以上の通り本発明の第１の実施形態は、天体撮影モードでＡＦ動作するとき、天体画像の直径Ｒが極小になる焦点調節レンズ群５２の位置を検出するので、天体画像に対して正確に合焦させることが可能になる。従って本発明の第１の実施形態によれば、焦点調節レンズ群５２を異なる複数位置に移動して撮影した単一の天体画像のサイズの変化によって合焦状態（焦点状態）を検出するので、天体に対して簡単に正確に合焦状態（焦点状態）を検出し、合焦させることができる。

天体画像が合焦しているか否か（天体画像の焦点状態）は、天体画像の中心輝度Ｂｖにより検出することもできる。天体画像の輝度は、合焦したときが最も高く、デフォーカス（ピンぼけ）量が大きくなればなるほど低くなる。そこで第２の実施形態は、天体画像の直径Ｒの検出に代えて、天体画像の中心輝度Ｂｖを検出することとした。図２に示したタイミングチャートでは、中心輝度Ｂｖを、１画素分の画像データによって検出している。

図４には、中心輝度Ｂｖにより天体の焦点状態（天体合焦位置）を検出するときの動作をフローチャートで示している。図３と同一の処理には同一のステップＳ番号を付して説明を省略する。円画像を認識するまでの処理（ステップＳ１０１ないしＳ１０９）は図３のフローチャートと同一なので、円画像を認識した後（Ｓ１０７：ＹＥＳ）以降のステップＳ２１１ないしＳ２１９の処理について説明する。

以上の通り本発明の第２の実施形態は、天体撮影モードでＡＦ動作するとき、天体画像の中心輝度Ｂｖが極大になる焦点調節レンズ群５２の位置を検出するので、天体に対して正確に合焦させることが可能になる。従って本発明の第２の実施形態によれば、焦点調節レンズ群５２を異なる複数位置に移動して撮影した単一の天体画像の輝度の変化によって合焦状態（焦点状態）を検出するので、天体に対して簡単に正確に合焦状態（焦点状態）を検出し、合焦させることができる。

なお、以上の第１、第２の実施形態において、撮像素子４５による撮影動作（Ｓ１０５、Ｓ１１７、Ｓ２１７）は、撮影レンズ５１の絞りは開放とし、露出時間は天体画像の輝度が適正な値となるように設定することが好ましい。ＩＳＯ感度（ゲイン）は、通常のＩＳＯ感度より数段階上げてもよい。

Claims

撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置であって、
上記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と、
上記撮像素子が撮像した被写体像から特定の天体画像を認識する画像認識部と、
上記画像認識部が認識した天体画像の上記撮像素子上のサイズを検出するサイズ検出部と、
複数の異なる焦点状態において上記サイズ検出部が検出した特定の天体画像の画像サイズの中から極小値を検出する極小値検出部と、
を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置であって、
上記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子と、
上記撮像素子が撮像した被写体像から特定の天体画像を認識する画像認識部と、
上記画像認識部が認識した特定の天体画像の輝度を検出する輝度検出部と、
複数の異なる焦点状態において上記輝度検出部が検出した特定の天体画像の輝度の中から極大値を検出する極大値検出部と、
を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
請求項１記載の焦点検出装置において、上記サイズ検出部は、上記天体画像のサイズとして天体画像の直径を検出する焦点検出装置。
請求項２記載の焦点検出装置において、上記輝度検出部は、上記天体画像の中心輝度を検出する焦点検出装置。
請求項３項記載の焦点検出装置において、上記撮影光学系の焦点状態を変更する焦点調節部を光軸方向に移動する移動部を有し、上記サイズ検出部は、上記移動部により上記焦点調節部を無限遠側可動端から最短可動端側に移動させながら特定の天体画像のサイズを検出する焦点検出装置。
請求項４記載の焦点検出装置において、上記撮影光学系の焦点状態を変更する焦点調節部を光軸方向に移動する移動部を有し、上記輝度検出部は、上記移動部により上記焦点調節部を無限遠側可動端から最短可動端側に移動させながら特定の天体画像の輝度を検出する焦点検出装置。
請求項１ないし６のいずれか１項記載の焦点検出装置において、上記画像認識部は、上記撮像素子が撮像した画像信号から円状の光点となる画像を特定の天体画像として認識する焦点検出装置。