天体撮影装置、天体撮影方法及び天体撮影システム
【課題】 天体撮影時において、発光移動体の写真への写り込みを防止する。
【解決手段】 撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を備えた天体撮影装置であって、天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識手段と、該認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定手段と、該判定手段で前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御手段とを具備する。
【解決手段】 撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を備えた天体撮影装置であって、天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識手段と、該認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定手段と、該判定手段で前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御手段とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天体撮影装置、天体撮影方法及び天体撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラを搭載した天体望遠鏡によって星等の天体を撮影する場合、撮影対象である天体の光量が非常に小さいために数十分〜数時間と長時間露光する必要がある。この露光時間の間に天体は移動してしまうので赤道儀を用いて撮影対象の天体を追尾しなければならないが、近年では自動追尾機能を持つ赤道儀を使用した天体撮影装置も市場に出回っており、非常に高精度且つ簡単に天体撮影を行えるようになっている。例えば、このような天体撮影装置に関する従来技術が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平２−３５４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように天体撮影を行う場合、長い露光時間中に人工衛星や飛行機等の予期しない発光移動体がカメラの画角内に侵入し、それら発光移動体の光跡が写真に写り込んでしまうという問題がある。これを防ぐためには撮影者が常に撮影対象の天体周辺を目視で監視し、上記発光移動体がカメラの画角（撮影範囲）内に侵入しそうであれば手動で露光を停止するしかなく、撮影者にとって大きな負担となっており、また、目視による監視にも限界があるため発光移動体を見逃してしまう可能性もある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、天体撮影時において、発光移動体の写真への写り込みを防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、天体撮影装置に係る第１の解決手段として、撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を備えた天体撮影装置であって、天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識手段と、該認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定手段と、該判定手段で前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記認識手段は、撮影位置を検出する検出手段と無線通信手段とを有し、当該無線通信手段によって前記検出手段で検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信し、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記検出手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記撮影手段は、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とを備え、前記認識手段は、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知手段を有し、該検知手段による検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、前記判定手段は、前記認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、前記露光制御手段は、前記判定手段で前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記検知手段は、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする。
【００１０】
一方、本発明では、天体撮影方法に係る第１の解決手段として、撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を用いた天体撮影方法であって、天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識ステップと、該認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップで前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記認識ステップは、撮影位置を検出する検出ステップと、無線通信を行う無線通信ステップとを含み、当該無線通信ステップでは、前記検出ステップで検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信すると共に、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記検出ステップでは、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記撮影手段には、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とが備えられ、前記認識ステップは、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知ステップを含み、該検知ステップによる検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、前記判定ステップでは、前記認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、前記露光制御ステップでは、前記判定ステップで前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記検知ステップは、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明では、天体撮影システムに係る第１の解決手段として、発光移動体の軌道情報を収集及び配信する軌道情報収集配信サーバと、各地に配置され、発光移動体を検知し、当該発光移動体の軌道情報を前記軌道情報収集配信サーバに送信する発光移動体検知手段と、前記軌道情報収集配信サーバから発光移動体の軌道情報を取得する請求項２または３記載の天体撮影装置とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、撮影対象の天体を追尾しつつ、該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光する撮影手段を備えた天体撮影装置において、天体を除く発光移動体の軌道を認識して、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入している間は露光を中断するので前記発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。この図において、符号Ｃは本天体撮影装置、Ｎはネットワーク（無線通信網）、Ｓは軌道情報配信サーバである。図示するように、本天体撮影装置Ｃは、ネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳと接続されている。
【００１８】
このような本天体撮影装置Ｃは、天体望遠鏡ｃ１、赤道儀ｃ２、カメラｃ３、固定支持台ｃ４、入力部ｃ５、制御部ｃ６及びＧＰＳ（Global Positioning System）機能付き通信端末（無線通信手段）ｃ７から構成されている。
【００１９】
天体望遠鏡ｃ１は、周知のように撮影対象となる星や星座等の天体を観望するためのものであり、赤道儀ｃ２の上部に赤緯軸に対して直角になるように取り付けられている。赤道儀ｃ２は、図示していないが、上記天体望遠鏡ｃ１を赤経軸及び赤緯軸の軸回りに回転させるためのサーボモータを各軸に備えており、これらのサーボモータは制御部ｃ６から入力される捕捉・追尾制御信号により撮影対象の天体を捕捉・追尾するように制御されている。また、赤道儀ｃ２は、赤経軸上に極軸合わせ用の極軸望遠鏡を内蔵している。
【００２０】
カメラｃ３は、例えば、高感度の冷却ＣＣＤカメラであり、天体望遠鏡ｃ１の接眼レンズに接続され、撮影対象となる天体を撮影するものである。また、このカメラｃ３は、制御部ｃ６から入力される撮影制御信号によって露光時間、フォーカス合わせ及びシャッタ開閉等が制御されている。固定支持台ｃ４は、上記赤道儀ｃ２が振動しないように固定するための支持台座である。
【００２１】
入力部ｃ５は、撮影者が撮影対象として選択した天体の赤経及び赤緯を入力するためのもので、上記赤経及び赤緯を示すデータ信号を制御部ｃ６に出力する。
【００２２】
制御部ｃ６は、入力部ｃ５から入力された撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を示すデータ信号に基づいて捕捉・追尾制御信号を生成して赤道儀ｃ２（具体的は赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータ）に出力し、撮影対象となる天体の捕捉及び追尾を制御する。また、制御部ｃ６は、撮影制御信号をカメラｃ３に出力し、露光時間、フォーカス合わせ及びシャッタ開閉等を制御する。
【００２３】
さらに、制御部ｃ６は、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７に対して軌道情報取得指示を出力して天体を除く人工衛星や飛行機等の発光移動体の軌道情報を取得させ（認識手段）、当該軌道情報に基づいて上記発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入するか否かを判定し（判定手段）、その判定結果に基づいてシャッタの開閉を指示するための撮影制御信号をカメラｃ３に出力する（露光制御手段）。
【００２４】
ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、全地球測位システム（Global Positioning System）を利用して本天体撮影装置Ｃが設置されている位置（撮影位置）を計測するものであり、制御部ｃ６から入力される軌道情報取得指示に同期してＧＰＳ用人工衛星から発せられる信号を受信し、撮影位置の経度及び緯度を計測する。さらに、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、その経度及び緯度を撮影位置情報としてネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳに送信する。
【００２５】
軌道情報配信サーバＳは、天体を除く人工衛星や飛行機等の発光移動体の軌道情報を配信しているサーバであり、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７から受信した撮影位置情報に基づいて発光移動体の軌道情報をネットワークＮを介してＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７に配信する。
【００２６】
次に、このように構成された本第１実施形態の天体撮影装置Ｃの動作について説明する。
【００２７】
図２は、本天体撮影装置Ｃの天体撮影動作を示すフローチャート図である。
まず、撮影者が撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を入力部ｃ５に入力する（ステップＳ１）。制御部ｃ６は、入力部ｃ５から赤経及び赤緯を示すデータ信号を取得すると、この赤経及び赤緯の方向に天体望遠鏡ｃ１が向くように、赤道儀ｃ２の赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータに対して捕捉・追尾制御信号を出力する（ステップＳ２）。これらのサーボモータは、捕捉・追尾制御信号に基づいて回転駆動し、天体望遠鏡ｃ１を撮影対象となる天体の方向に向けて捕捉した後、自動追尾を開始する。もちろん、このような撮影対象となる天体の捕捉・追尾を行う前に、赤道儀ｃ２の極軸合わせを正確に行っている。
【００２８】
そして、制御部ｃ６は、撮影対象となる天体の捕捉が完了すると、撮影制御信号をカメラｃ３に出力してフォーカス合わせや露光時間の設定等を行い、撮影を開始する（ステップＳ３）。この時、制御部ｃ６は、カメラｃ３のシャッタを開くための撮影制御信号（シャッタオープン信号）を出力し続けている。続いて、制御部ｃ６は、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７に対して軌道情報取得指示を出力する（ステップＳ４）。ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、上記軌道情報取得指示に同期して撮影位置の経度及び緯度を計測し（ステップＳ５）、その経度及び緯度を撮影位置情報としてネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳに送信する（ステップＳ６）。そして、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、軌道情報配信サーバＳから撮影位置に応じた発光移動体の軌道情報を取得し（ステップＳ７）、当該軌道情報及び撮影位置情報を制御部ｃ６に出力する。
【００２９】
続いて、制御部ｃ６は、現在カメラｃ３が向いている方向（赤経及び赤緯）、カメラｃ３の撮影画角、上記発光移動体の軌道情報及び撮影位置情報（経度及び緯度）に基づいて発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入するか否かを判定する（ステップＳ８）。制御部ｃ６は、ステップＳ８で発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入すると判定すると、上記発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入する時刻（侵入時刻）と撮影画角内から離脱する時刻（離脱時刻）とを算出する（ステップＳ９）。そして、制御部ｃ６は、侵入時刻から離脱時刻までの間、カメラｃ３のシャッタを閉じるための撮影制御信号（シャッタクローズ信号）をカメラｃ３に出力する（ステップＳ１０）。
【００３０】
カメラｃ３は、制御部ｃ６からシャッタクローズ信号が入力されるとシャッタを閉じて露光を中断する（ステップＳ１１）。制御部ｃ６は、離脱時刻になるとシャッタクローズ信号の出力を止め、シャッタオープン信号をカメラｃ３に出力し、カメラｃ３は、このシャッタオープン信号に基づいてシャッタを再度開き露光を再開する（ステップＳ１２）。そして、制御部ｃ６は、撮影画角内に侵入する発光移動体が複数存在する場合はステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜Ｓ１２までの動作を繰り返す（ステップＳ１３）。制御部ｃ６は、ステップＳ１３で撮影画角内に侵入する他の発光移動体が無ければ、露光時間終了までシャッタオープン信号をカメラｃ３に出力し、撮影を終了する（ステップＳ１４）。なお、制御部ｃ６は、ステップＳ８で撮影画角に侵入する発光移動体は存在しないと判定すると、露光時間終了までシャッタオープン信号をカメラｃ３に出力し、撮影を終了する。
【００３１】
このように、本第１実施形態によれば、軌道情報配信サーバＳから発光移動体の軌道情報を入手し、その軌道情報に基づいて発光移動体が撮影画角内に侵入する時刻を算出して、その時刻のみ露光を中断するので、発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【００３２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。この図に示すように、本第２実施形態の天体撮影装置は、第１実施形態と略同様の構成からなる天体撮影部Ａと、発光移動体を検知するための発光移動体検知部Ｂとを備えている。この発光移動体検知部Ｂは、検知用天体望遠鏡ｂ１、検知用赤道儀ｂ２、検知用カメラｂ３、固定支持台ｂ４、画像解析部ｂ５から構成されている。なお、図３において、第１実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
検知用天体望遠鏡ｂ１は、天体望遠鏡ｃ１と同じ撮影対象の天体を観望するためのものであり、検知用赤道儀ｂ２の上部に赤緯軸に対して直角になるように取り付けられている。この検知用赤道儀ｂ２は、赤道儀ｃ２と同じく制御部ｃ６Ａから入力される捕捉・追尾制御信号により撮影対象の天体を捕捉・追尾するように制御されている。検知用カメラｂ３は、高感度のビデオカメラであり、図４に示すようにカメラｃ３の撮影画角（第１の画角）を含むような広い撮影画角（第２の画角）を持ち、この第２の画角の監視をする。
【００３４】
画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３で撮影した動画の画像解析を行うことによって第２の画角内における発光移動体の存在を検知し、この発光移動体が第１の画角内に侵入すると侵入検知信号を制御部ｃ６Ａに出力する。
【００３５】
制御部ｃ６Ａは、第１実施形態と同じく、入力部ｃ５から入力される撮影対象となる天体の赤経及び赤緯の方向に天体望遠鏡ｃ１及び検知用天体望遠鏡ｂ１が向けられるように捕捉・追尾制御信号を赤道儀ｃ２及び検知用赤道儀ｂ２に出力し、撮影制御信号をカメラｃ３及び検知用カメラｂ３に出力する。また、制御部ｃ６Ａは、画像解析部ｂ５から入力される侵入検知信号に基づいてシャッタの開閉を指示するための撮影制御信号をカメラｃ３に出力する。
【００３６】
次に、このように構成された本第２実施形態の天体撮影装置の動作について説明する。
図５は、本第２実施形態の天体撮影装置の動作フローチャート図である。
【００３７】
まず、撮影者が撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を入力部ｃ５に入力する（ステップＳ２０）。制御部ｃ６Ａは、入力部ｃ５から赤経及び赤緯を示すデータ信号を取得すると、この赤経及び赤緯の方向に天体望遠鏡ｃ１及び検知用天体望遠鏡ｂ１が向くように、赤道儀ｃ２及び検知用赤道儀ｂ２の赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータに対して捕捉・追尾制御信号を出力する（ステップＳ２１）。上記サーボモータは、捕捉・追尾制御信号に基づいて回転駆動し、天体望遠鏡ｃ１及び検知用天体望遠鏡ｂ１を撮影対象となる天体の方向に向けて捕捉した後、自動追尾を開始する。
【００３８】
そして、制御部ｃ６Ａは、撮影対象となる天体の捕捉が完了すると、撮影制御信号をカメラｃ３及び検知用カメラｂ３に出力して撮影を開始する（ステップＳ２２）。この時、図４に示すように、カメラｃ３の第１の画角が検知用カメラｂ３の第２の画角内に入るようにセッティングされている。
【００３９】
画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３によって撮影された第２の画角の動画を画像解析し、天体とは異なる速度で移動する動光点を探索する（ステップＳ２３）。そして、画像解析部ｂ５は、上記のような動光点を検知すると（ステップＳ２４）、この動光点を発光移動体と認識し、当該動光点の移動方向（軌道）から第１の画角内に侵入するか否かを判定する（ステップＳ２５）。また、ステップ２４で動光点が検知されない場合、またはステップＳ２５で動光点が第１の画角内に侵入しないと判定された場合は、ステップＳ２８の動作に移行する。
【００４０】
画像解析部ｂ５は、ステップＳ２５で動光点が第１の画角内に侵入すると判定すると以後の動光点の動きを常に監視し、動光点が第１の画角内に侵入した時に侵入検知信号を制御部ｃ６Ａに出力する。制御部ｃ６Ａは、上記侵入検知信号に同期してシャッタクローズ信号をカメラｃ３に出力して、露光を中断する（ステップＳ２６）。そして、画像解析部ｂ５は、動光点が第１の画角内から離脱すると侵入検知信号の出力を停止し、制御部ｃ６Ａはシャッタオープン信号をカメラｃ３に出力して露光を再開する（ステップＳ２７）。
このようなステップＳ２３〜Ｓ２７までの動作は撮影終了まで繰り返される（ステップＳ２８）。
【００４１】
以上のように、本第２実施形態によれば、天体撮影部Ａと発光移動体検知部Ｂとを備え、検知用カメラｂ３で撮影した動画の画像解析を行うことによって発光移動体を検知して天体撮影部Ａにおける露光を中断するので、上記発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【００４２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係わる天体撮影システムの構成概略図である。この図において、符号Ｄは発光移動体検知装置、Ｃは第１実施形態における天体撮影装置、Ｎはネットワーク、Ｓ１は軌道情報配信サーバである。
【００４３】
発光移動体検知装置Ｄは、第２実施形態の天体撮影装置と同様の発光移動体検知部Ｂ（検知用天体望遠鏡ｂ１、検知用赤道儀ｂ２、検知用カメラｂ３、固定支持台ｂ４、画像解析部ｂ５）と、記憶部ｄ１、制御部ｄ２及びＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３から構成されている。
【００４４】
検知用天体望遠鏡ｂ１は、撮影対象となる天体を観望するためのものであり、検知用赤道儀ｂ２の上部に赤緯軸に対して直角になるように取り付けられている。この検知用赤道儀ｂ２は、制御部ｄ２から入力される捕捉・追尾制御信号により撮影対象となる天体を捕捉・追尾するように制御されている。検知用カメラｂ３は、広画角且つ高感度のビデオカメラであり、この画角を撮影範囲とした動画の撮影を行う。画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３で撮影した動画の画像解析を行うことによって検知用カメラｂ３の画角内における発光移動体の存在を検知し、さらに発光移動体の軌道情報を作成して制御部ｄ２に出力する。
【００４５】
記憶部ｄ１は、複数の天体の赤経及び赤緯を記憶しており、制御部ｄ２は、記憶部ｄ１から撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を取得して捕捉・追尾制御信号を生成し、検知用赤道儀ｂ２に出力し、撮影対象となる天体の捕捉及び追尾を制御する。さらに、制御部ｄ２は、画像解析部ｂ５から発光移動体の軌道情報を取得すると、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３に対して軌道情報送信指示及び上記軌道情報を出力する。
【００４６】
ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３は、撮影位置の経度及び緯度を撮影位置情報として計測し、制御部ｄ２の軌道情報送信指示に従って当該撮影位置情報と上記軌道情報とをネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳ１に送信する。
【００４７】
上記のように構成された発光移動体検知装置Ｄは、世界各地に設置されており、それぞれの撮影位置から検知した発光移動体の軌道情報を各撮影位置情報と共にネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳ１に送信している。軌道情報配信サーバＳ１は、上記のような発光移動体検知装置Ｄから送信される撮影位置情報及び発光移動体の軌道情報を収集・保存しており、ネットワークＮを介して接続された天体撮影装置Ｃに対して上記発光移動体の軌道情報を配信している。なお、この天体撮影装置Ｃも世界各地に設置されており、各ユーザがそれぞれ所望の天体を撮影するために使用されている。
【００４８】
次に、このように構成された本第３実施形態の天体撮影システムの動作について説明する。図７は、本天体撮影装置システムの動作フローチャート図である。
【００４９】
まず、制御部ｄ２は、記憶部ｄ１から撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を取得し、この赤経及び赤緯の方向に検知用天体望遠鏡ｂ１が向くように、検知用赤道儀ｂ２の赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータに対して捕捉・追尾制御信号を出力する（ステップＳ３０）。これらのサーボモータは、捕捉・追尾制御信号に基づいて回転駆動し、検知用天体望遠鏡ｂ１を撮影対象となる天体の方向に向けて捕捉した後、自動追尾を開始する。
【００５０】
そして、制御部ｄ２は、撮影対象となる天体の捕捉が完了すると、撮影制御信号を検知用カメラｂ３に出力して撮影を開始する（ステップＳ３１）。続いて、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３は、撮影位置の経度及び緯度を撮影位置情報として計測する（ステップＳ３２）。
【００５１】
画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３によって撮影された動画を画像解析し、天体とは異なる速度で移動する動光点を探索する（ステップＳ３３）。そして、画像解析部ｂ５は、上記のような動光点を検知すると（ステップＳ３４）、この動光点を発光移動体と認識し、当該発光移動体の画角内における軌道情報を作成する（ステップＳ３５）。そして、制御部ｄ２は、画像解析部ｂ５から上記軌道情報を取得すると、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３に軌道情報送信指示及び上記軌道情報を出力し、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３は、上記軌道情報及び撮影位置情報をネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳ１に送信する（ステップＳ３６）。
【００５２】
軌道情報配信サーバＳ１は、撮影位置情報及び軌道情報を取得すると（ステップＳ３７）、これらの撮影位置情報及び軌道情報を内部のデータベースに保存する（ステップＳ３８）と共に、各地から送られてくる撮影位置情報及び軌道情報を基に発光移動体の３次元での軌道を算出し、ネットワークＮを介して接続された天体撮影装置Ｃに対して発光移動体の軌道情報を配信する（ステップＳ３９）。天体撮影装置Ｃは、これら発光移動体の軌道情報に基づいてシャッタの開閉を制御し、写真への写り込みを防止している。
【００５３】
このように、本天体撮影システムによれば、世界各地に設置された発光移動体検知装置Ｄから発光移動体の軌道情報を軌道情報配信サーバＳ１に収集し、各天体撮影装置Ｃにこれらの軌道情報を配信することで、発光移動体の軌道情報を各ユーザで共有化し、リアルタイムに軌道情報を得ることができる。従って、より確実に発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
【００５５】
（１）上記第１実施形態及び第２実施形態では、撮影者が撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を入力していたが、例えば、様々な天体の星図表が記憶されたデータベースを備え、撮影者が所望の天体名と撮影日時とを入力すれば、自動的にその天体を捕捉・追尾するような構成にしても良い。
【００５６】
（２）上記第２実施形態及び第３実施形態において、画像解析部ｂ５によって発光移動体の軌道だけでなく明るさも同時に検出し、この明るさが写真に写り込むレベルであるか否かを判定し、写真に写り込む程の明るさではなかった場合は発光移動体として認識しないようにしても良い。これにより、余分なシャッタの開閉動作を抑えることができる。
【００５７】
（３）ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７、ｄ３は、例えば、ＧＰＳ機能を有する携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System）端末等の携帯通信端末でも良い。
【００５８】
（４）上記第２実施形態において、発光移動体検知部Ｂは、天体撮影部Ａの赤道儀ｃ２上に撮影用の天体望遠鏡ｃ１と平行して設置された検知用天体望遠鏡ｂ１、検知用カメラｂ３及び画像解析部ｂ５としても良い。また、この検知用天体望遠鏡ｂ１が第３の実施形態における検知用天体望遠鏡ｂ１である場合、軌道情報配信サーバＳ１は、撮影者の数だけ発光移動体の軌道情報を収集することができるため、より高い精度で軌道の算出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態における天体撮影装置の動作フローチャート図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態における第１の画角と第２の画角との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態における天体撮影装置の動作フローチャート図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係わる天体撮影システムの構成概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態における天体撮影システムの動作フローチャート図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｃ…天体撮影装置、ｃ１…天体望遠鏡、ｃ２…赤道儀、ｃ３…カメラ、ｃ４、ｂ４…固定支持台、ｃ５…入力部、ｃ６、ｃ６Ａ、ｄ２…制御部、ｄ１…記憶部、ｃ７、ｄ３…ＧＰＳ機能付き通信端末、Ｄ…発光移動体検知装置、ｂ１…検知用天体望遠鏡、ｂ２…検知用赤道儀、ｂ３…検知用カメラ、Ｎ…ネットワーク、Ｓ、Ｓ１…軌道情報配信サーバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天体撮影装置、天体撮影方法及び天体撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラを搭載した天体望遠鏡によって星等の天体を撮影する場合、撮影対象である天体の光量が非常に小さいために数十分〜数時間と長時間露光する必要がある。この露光時間の間に天体は移動してしまうので赤道儀を用いて撮影対象の天体を追尾しなければならないが、近年では自動追尾機能を持つ赤道儀を使用した天体撮影装置も市場に出回っており、非常に高精度且つ簡単に天体撮影を行えるようになっている。例えば、このような天体撮影装置に関する従来技術が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平２−３５４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように天体撮影を行う場合、長い露光時間中に人工衛星や飛行機等の予期しない発光移動体がカメラの画角内に侵入し、それら発光移動体の光跡が写真に写り込んでしまうという問題がある。これを防ぐためには撮影者が常に撮影対象の天体周辺を目視で監視し、上記発光移動体がカメラの画角（撮影範囲）内に侵入しそうであれば手動で露光を停止するしかなく、撮影者にとって大きな負担となっており、また、目視による監視にも限界があるため発光移動体を見逃してしまう可能性もある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、天体撮影時において、発光移動体の写真への写り込みを防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、天体撮影装置に係る第１の解決手段として、撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を備えた天体撮影装置であって、天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識手段と、該認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定手段と、該判定手段で前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記認識手段は、撮影位置を検出する検出手段と無線通信手段とを有し、当該無線通信手段によって前記検出手段で検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信し、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記検出手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記撮影手段は、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とを備え、前記認識手段は、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知手段を有し、該検知手段による検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、前記判定手段は、前記認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、前記露光制御手段は、前記判定手段で前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、天体撮影装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記検知手段は、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする。
【００１０】
一方、本発明では、天体撮影方法に係る第１の解決手段として、撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を用いた天体撮影方法であって、天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識ステップと、該認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップで前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記認識ステップは、撮影位置を検出する検出ステップと、無線通信を行う無線通信ステップとを含み、当該無線通信ステップでは、前記検出ステップで検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信すると共に、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記検出ステップでは、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記撮影手段には、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とが備えられ、前記認識ステップは、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知ステップを含み、該検知ステップによる検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、前記判定ステップでは、前記認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、前記露光制御ステップでは、前記判定ステップで前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、天体撮影方法に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記検知ステップは、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明では、天体撮影システムに係る第１の解決手段として、発光移動体の軌道情報を収集及び配信する軌道情報収集配信サーバと、各地に配置され、発光移動体を検知し、当該発光移動体の軌道情報を前記軌道情報収集配信サーバに送信する発光移動体検知手段と、前記軌道情報収集配信サーバから発光移動体の軌道情報を取得する請求項２または３記載の天体撮影装置とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、撮影対象の天体を追尾しつつ、該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光する撮影手段を備えた天体撮影装置において、天体を除く発光移動体の軌道を認識して、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入している間は露光を中断するので前記発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。この図において、符号Ｃは本天体撮影装置、Ｎはネットワーク（無線通信網）、Ｓは軌道情報配信サーバである。図示するように、本天体撮影装置Ｃは、ネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳと接続されている。
【００１８】
このような本天体撮影装置Ｃは、天体望遠鏡ｃ１、赤道儀ｃ２、カメラｃ３、固定支持台ｃ４、入力部ｃ５、制御部ｃ６及びＧＰＳ（Global Positioning System）機能付き通信端末（無線通信手段）ｃ７から構成されている。
【００１９】
天体望遠鏡ｃ１は、周知のように撮影対象となる星や星座等の天体を観望するためのものであり、赤道儀ｃ２の上部に赤緯軸に対して直角になるように取り付けられている。赤道儀ｃ２は、図示していないが、上記天体望遠鏡ｃ１を赤経軸及び赤緯軸の軸回りに回転させるためのサーボモータを各軸に備えており、これらのサーボモータは制御部ｃ６から入力される捕捉・追尾制御信号により撮影対象の天体を捕捉・追尾するように制御されている。また、赤道儀ｃ２は、赤経軸上に極軸合わせ用の極軸望遠鏡を内蔵している。
【００２０】
カメラｃ３は、例えば、高感度の冷却ＣＣＤカメラであり、天体望遠鏡ｃ１の接眼レンズに接続され、撮影対象となる天体を撮影するものである。また、このカメラｃ３は、制御部ｃ６から入力される撮影制御信号によって露光時間、フォーカス合わせ及びシャッタ開閉等が制御されている。固定支持台ｃ４は、上記赤道儀ｃ２が振動しないように固定するための支持台座である。
【００２１】
入力部ｃ５は、撮影者が撮影対象として選択した天体の赤経及び赤緯を入力するためのもので、上記赤経及び赤緯を示すデータ信号を制御部ｃ６に出力する。
【００２２】
制御部ｃ６は、入力部ｃ５から入力された撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を示すデータ信号に基づいて捕捉・追尾制御信号を生成して赤道儀ｃ２（具体的は赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータ）に出力し、撮影対象となる天体の捕捉及び追尾を制御する。また、制御部ｃ６は、撮影制御信号をカメラｃ３に出力し、露光時間、フォーカス合わせ及びシャッタ開閉等を制御する。
【００２３】
さらに、制御部ｃ６は、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７に対して軌道情報取得指示を出力して天体を除く人工衛星や飛行機等の発光移動体の軌道情報を取得させ（認識手段）、当該軌道情報に基づいて上記発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入するか否かを判定し（判定手段）、その判定結果に基づいてシャッタの開閉を指示するための撮影制御信号をカメラｃ３に出力する（露光制御手段）。
【００２４】
ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、全地球測位システム（Global Positioning System）を利用して本天体撮影装置Ｃが設置されている位置（撮影位置）を計測するものであり、制御部ｃ６から入力される軌道情報取得指示に同期してＧＰＳ用人工衛星から発せられる信号を受信し、撮影位置の経度及び緯度を計測する。さらに、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、その経度及び緯度を撮影位置情報としてネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳに送信する。
【００２５】
軌道情報配信サーバＳは、天体を除く人工衛星や飛行機等の発光移動体の軌道情報を配信しているサーバであり、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７から受信した撮影位置情報に基づいて発光移動体の軌道情報をネットワークＮを介してＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７に配信する。
【００２６】
次に、このように構成された本第１実施形態の天体撮影装置Ｃの動作について説明する。
【００２７】
図２は、本天体撮影装置Ｃの天体撮影動作を示すフローチャート図である。
まず、撮影者が撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を入力部ｃ５に入力する（ステップＳ１）。制御部ｃ６は、入力部ｃ５から赤経及び赤緯を示すデータ信号を取得すると、この赤経及び赤緯の方向に天体望遠鏡ｃ１が向くように、赤道儀ｃ２の赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータに対して捕捉・追尾制御信号を出力する（ステップＳ２）。これらのサーボモータは、捕捉・追尾制御信号に基づいて回転駆動し、天体望遠鏡ｃ１を撮影対象となる天体の方向に向けて捕捉した後、自動追尾を開始する。もちろん、このような撮影対象となる天体の捕捉・追尾を行う前に、赤道儀ｃ２の極軸合わせを正確に行っている。
【００２８】
そして、制御部ｃ６は、撮影対象となる天体の捕捉が完了すると、撮影制御信号をカメラｃ３に出力してフォーカス合わせや露光時間の設定等を行い、撮影を開始する（ステップＳ３）。この時、制御部ｃ６は、カメラｃ３のシャッタを開くための撮影制御信号（シャッタオープン信号）を出力し続けている。続いて、制御部ｃ６は、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７に対して軌道情報取得指示を出力する（ステップＳ４）。ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、上記軌道情報取得指示に同期して撮影位置の経度及び緯度を計測し（ステップＳ５）、その経度及び緯度を撮影位置情報としてネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳに送信する（ステップＳ６）。そして、ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７は、軌道情報配信サーバＳから撮影位置に応じた発光移動体の軌道情報を取得し（ステップＳ７）、当該軌道情報及び撮影位置情報を制御部ｃ６に出力する。
【００２９】
続いて、制御部ｃ６は、現在カメラｃ３が向いている方向（赤経及び赤緯）、カメラｃ３の撮影画角、上記発光移動体の軌道情報及び撮影位置情報（経度及び緯度）に基づいて発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入するか否かを判定する（ステップＳ８）。制御部ｃ６は、ステップＳ８で発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入すると判定すると、上記発光移動体がカメラｃ３の撮影画角内に侵入する時刻（侵入時刻）と撮影画角内から離脱する時刻（離脱時刻）とを算出する（ステップＳ９）。そして、制御部ｃ６は、侵入時刻から離脱時刻までの間、カメラｃ３のシャッタを閉じるための撮影制御信号（シャッタクローズ信号）をカメラｃ３に出力する（ステップＳ１０）。
【００３０】
カメラｃ３は、制御部ｃ６からシャッタクローズ信号が入力されるとシャッタを閉じて露光を中断する（ステップＳ１１）。制御部ｃ６は、離脱時刻になるとシャッタクローズ信号の出力を止め、シャッタオープン信号をカメラｃ３に出力し、カメラｃ３は、このシャッタオープン信号に基づいてシャッタを再度開き露光を再開する（ステップＳ１２）。そして、制御部ｃ６は、撮影画角内に侵入する発光移動体が複数存在する場合はステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜Ｓ１２までの動作を繰り返す（ステップＳ１３）。制御部ｃ６は、ステップＳ１３で撮影画角内に侵入する他の発光移動体が無ければ、露光時間終了までシャッタオープン信号をカメラｃ３に出力し、撮影を終了する（ステップＳ１４）。なお、制御部ｃ６は、ステップＳ８で撮影画角に侵入する発光移動体は存在しないと判定すると、露光時間終了までシャッタオープン信号をカメラｃ３に出力し、撮影を終了する。
【００３１】
このように、本第１実施形態によれば、軌道情報配信サーバＳから発光移動体の軌道情報を入手し、その軌道情報に基づいて発光移動体が撮影画角内に侵入する時刻を算出して、その時刻のみ露光を中断するので、発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【００３２】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。この図に示すように、本第２実施形態の天体撮影装置は、第１実施形態と略同様の構成からなる天体撮影部Ａと、発光移動体を検知するための発光移動体検知部Ｂとを備えている。この発光移動体検知部Ｂは、検知用天体望遠鏡ｂ１、検知用赤道儀ｂ２、検知用カメラｂ３、固定支持台ｂ４、画像解析部ｂ５から構成されている。なお、図３において、第１実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３３】
検知用天体望遠鏡ｂ１は、天体望遠鏡ｃ１と同じ撮影対象の天体を観望するためのものであり、検知用赤道儀ｂ２の上部に赤緯軸に対して直角になるように取り付けられている。この検知用赤道儀ｂ２は、赤道儀ｃ２と同じく制御部ｃ６Ａから入力される捕捉・追尾制御信号により撮影対象の天体を捕捉・追尾するように制御されている。検知用カメラｂ３は、高感度のビデオカメラであり、図４に示すようにカメラｃ３の撮影画角（第１の画角）を含むような広い撮影画角（第２の画角）を持ち、この第２の画角の監視をする。
【００３４】
画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３で撮影した動画の画像解析を行うことによって第２の画角内における発光移動体の存在を検知し、この発光移動体が第１の画角内に侵入すると侵入検知信号を制御部ｃ６Ａに出力する。
【００３５】
制御部ｃ６Ａは、第１実施形態と同じく、入力部ｃ５から入力される撮影対象となる天体の赤経及び赤緯の方向に天体望遠鏡ｃ１及び検知用天体望遠鏡ｂ１が向けられるように捕捉・追尾制御信号を赤道儀ｃ２及び検知用赤道儀ｂ２に出力し、撮影制御信号をカメラｃ３及び検知用カメラｂ３に出力する。また、制御部ｃ６Ａは、画像解析部ｂ５から入力される侵入検知信号に基づいてシャッタの開閉を指示するための撮影制御信号をカメラｃ３に出力する。
【００３６】
次に、このように構成された本第２実施形態の天体撮影装置の動作について説明する。
図５は、本第２実施形態の天体撮影装置の動作フローチャート図である。
【００３７】
まず、撮影者が撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を入力部ｃ５に入力する（ステップＳ２０）。制御部ｃ６Ａは、入力部ｃ５から赤経及び赤緯を示すデータ信号を取得すると、この赤経及び赤緯の方向に天体望遠鏡ｃ１及び検知用天体望遠鏡ｂ１が向くように、赤道儀ｃ２及び検知用赤道儀ｂ２の赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータに対して捕捉・追尾制御信号を出力する（ステップＳ２１）。上記サーボモータは、捕捉・追尾制御信号に基づいて回転駆動し、天体望遠鏡ｃ１及び検知用天体望遠鏡ｂ１を撮影対象となる天体の方向に向けて捕捉した後、自動追尾を開始する。
【００３８】
そして、制御部ｃ６Ａは、撮影対象となる天体の捕捉が完了すると、撮影制御信号をカメラｃ３及び検知用カメラｂ３に出力して撮影を開始する（ステップＳ２２）。この時、図４に示すように、カメラｃ３の第１の画角が検知用カメラｂ３の第２の画角内に入るようにセッティングされている。
【００３９】
画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３によって撮影された第２の画角の動画を画像解析し、天体とは異なる速度で移動する動光点を探索する（ステップＳ２３）。そして、画像解析部ｂ５は、上記のような動光点を検知すると（ステップＳ２４）、この動光点を発光移動体と認識し、当該動光点の移動方向（軌道）から第１の画角内に侵入するか否かを判定する（ステップＳ２５）。また、ステップ２４で動光点が検知されない場合、またはステップＳ２５で動光点が第１の画角内に侵入しないと判定された場合は、ステップＳ２８の動作に移行する。
【００４０】
画像解析部ｂ５は、ステップＳ２５で動光点が第１の画角内に侵入すると判定すると以後の動光点の動きを常に監視し、動光点が第１の画角内に侵入した時に侵入検知信号を制御部ｃ６Ａに出力する。制御部ｃ６Ａは、上記侵入検知信号に同期してシャッタクローズ信号をカメラｃ３に出力して、露光を中断する（ステップＳ２６）。そして、画像解析部ｂ５は、動光点が第１の画角内から離脱すると侵入検知信号の出力を停止し、制御部ｃ６Ａはシャッタオープン信号をカメラｃ３に出力して露光を再開する（ステップＳ２７）。
このようなステップＳ２３〜Ｓ２７までの動作は撮影終了まで繰り返される（ステップＳ２８）。
【００４１】
以上のように、本第２実施形態によれば、天体撮影部Ａと発光移動体検知部Ｂとを備え、検知用カメラｂ３で撮影した動画の画像解析を行うことによって発光移動体を検知して天体撮影部Ａにおける露光を中断するので、上記発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【００４２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態に係わる天体撮影システムの構成概略図である。この図において、符号Ｄは発光移動体検知装置、Ｃは第１実施形態における天体撮影装置、Ｎはネットワーク、Ｓ１は軌道情報配信サーバである。
【００４３】
発光移動体検知装置Ｄは、第２実施形態の天体撮影装置と同様の発光移動体検知部Ｂ（検知用天体望遠鏡ｂ１、検知用赤道儀ｂ２、検知用カメラｂ３、固定支持台ｂ４、画像解析部ｂ５）と、記憶部ｄ１、制御部ｄ２及びＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３から構成されている。
【００４４】
検知用天体望遠鏡ｂ１は、撮影対象となる天体を観望するためのものであり、検知用赤道儀ｂ２の上部に赤緯軸に対して直角になるように取り付けられている。この検知用赤道儀ｂ２は、制御部ｄ２から入力される捕捉・追尾制御信号により撮影対象となる天体を捕捉・追尾するように制御されている。検知用カメラｂ３は、広画角且つ高感度のビデオカメラであり、この画角を撮影範囲とした動画の撮影を行う。画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３で撮影した動画の画像解析を行うことによって検知用カメラｂ３の画角内における発光移動体の存在を検知し、さらに発光移動体の軌道情報を作成して制御部ｄ２に出力する。
【００４５】
記憶部ｄ１は、複数の天体の赤経及び赤緯を記憶しており、制御部ｄ２は、記憶部ｄ１から撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を取得して捕捉・追尾制御信号を生成し、検知用赤道儀ｂ２に出力し、撮影対象となる天体の捕捉及び追尾を制御する。さらに、制御部ｄ２は、画像解析部ｂ５から発光移動体の軌道情報を取得すると、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３に対して軌道情報送信指示及び上記軌道情報を出力する。
【００４６】
ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３は、撮影位置の経度及び緯度を撮影位置情報として計測し、制御部ｄ２の軌道情報送信指示に従って当該撮影位置情報と上記軌道情報とをネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳ１に送信する。
【００４７】
上記のように構成された発光移動体検知装置Ｄは、世界各地に設置されており、それぞれの撮影位置から検知した発光移動体の軌道情報を各撮影位置情報と共にネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳ１に送信している。軌道情報配信サーバＳ１は、上記のような発光移動体検知装置Ｄから送信される撮影位置情報及び発光移動体の軌道情報を収集・保存しており、ネットワークＮを介して接続された天体撮影装置Ｃに対して上記発光移動体の軌道情報を配信している。なお、この天体撮影装置Ｃも世界各地に設置されており、各ユーザがそれぞれ所望の天体を撮影するために使用されている。
【００４８】
次に、このように構成された本第３実施形態の天体撮影システムの動作について説明する。図７は、本天体撮影装置システムの動作フローチャート図である。
【００４９】
まず、制御部ｄ２は、記憶部ｄ１から撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を取得し、この赤経及び赤緯の方向に検知用天体望遠鏡ｂ１が向くように、検知用赤道儀ｂ２の赤経軸及び赤緯軸に設けられたサーボモータに対して捕捉・追尾制御信号を出力する（ステップＳ３０）。これらのサーボモータは、捕捉・追尾制御信号に基づいて回転駆動し、検知用天体望遠鏡ｂ１を撮影対象となる天体の方向に向けて捕捉した後、自動追尾を開始する。
【００５０】
そして、制御部ｄ２は、撮影対象となる天体の捕捉が完了すると、撮影制御信号を検知用カメラｂ３に出力して撮影を開始する（ステップＳ３１）。続いて、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３は、撮影位置の経度及び緯度を撮影位置情報として計測する（ステップＳ３２）。
【００５１】
画像解析部ｂ５は、検知用カメラｂ３によって撮影された動画を画像解析し、天体とは異なる速度で移動する動光点を探索する（ステップＳ３３）。そして、画像解析部ｂ５は、上記のような動光点を検知すると（ステップＳ３４）、この動光点を発光移動体と認識し、当該発光移動体の画角内における軌道情報を作成する（ステップＳ３５）。そして、制御部ｄ２は、画像解析部ｂ５から上記軌道情報を取得すると、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３に軌道情報送信指示及び上記軌道情報を出力し、ＧＰＳ機能付き通信端末ｄ３は、上記軌道情報及び撮影位置情報をネットワークＮを介して軌道情報配信サーバＳ１に送信する（ステップＳ３６）。
【００５２】
軌道情報配信サーバＳ１は、撮影位置情報及び軌道情報を取得すると（ステップＳ３７）、これらの撮影位置情報及び軌道情報を内部のデータベースに保存する（ステップＳ３８）と共に、各地から送られてくる撮影位置情報及び軌道情報を基に発光移動体の３次元での軌道を算出し、ネットワークＮを介して接続された天体撮影装置Ｃに対して発光移動体の軌道情報を配信する（ステップＳ３９）。天体撮影装置Ｃは、これら発光移動体の軌道情報に基づいてシャッタの開閉を制御し、写真への写り込みを防止している。
【００５３】
このように、本天体撮影システムによれば、世界各地に設置された発光移動体検知装置Ｄから発光移動体の軌道情報を軌道情報配信サーバＳ１に収集し、各天体撮影装置Ｃにこれらの軌道情報を配信することで、発光移動体の軌道情報を各ユーザで共有化し、リアルタイムに軌道情報を得ることができる。従って、より確実に発光移動体の写真への写り込みを防止することが可能である。
【００５４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
【００５５】
（１）上記第１実施形態及び第２実施形態では、撮影者が撮影対象となる天体の赤経及び赤緯を入力していたが、例えば、様々な天体の星図表が記憶されたデータベースを備え、撮影者が所望の天体名と撮影日時とを入力すれば、自動的にその天体を捕捉・追尾するような構成にしても良い。
【００５６】
（２）上記第２実施形態及び第３実施形態において、画像解析部ｂ５によって発光移動体の軌道だけでなく明るさも同時に検出し、この明るさが写真に写り込むレベルであるか否かを判定し、写真に写り込む程の明るさではなかった場合は発光移動体として認識しないようにしても良い。これにより、余分なシャッタの開閉動作を抑えることができる。
【００５７】
（３）ＧＰＳ機能付き通信端末ｃ７、ｄ３は、例えば、ＧＰＳ機能を有する携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System）端末等の携帯通信端末でも良い。
【００５８】
（４）上記第２実施形態において、発光移動体検知部Ｂは、天体撮影部Ａの赤道儀ｃ２上に撮影用の天体望遠鏡ｃ１と平行して設置された検知用天体望遠鏡ｂ１、検知用カメラｂ３及び画像解析部ｂ５としても良い。また、この検知用天体望遠鏡ｂ１が第３の実施形態における検知用天体望遠鏡ｂ１である場合、軌道情報配信サーバＳ１は、撮影者の数だけ発光移動体の軌道情報を収集することができるため、より高い精度で軌道の算出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態における天体撮影装置の動作フローチャート図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係わる天体撮影装置の構成概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態における第１の画角と第２の画角との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態における天体撮影装置の動作フローチャート図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係わる天体撮影システムの構成概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態における天体撮影システムの動作フローチャート図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｃ…天体撮影装置、ｃ１…天体望遠鏡、ｃ２…赤道儀、ｃ３…カメラ、ｃ４、ｂ４…固定支持台、ｃ５…入力部、ｃ６、ｃ６Ａ、ｄ２…制御部、ｄ１…記憶部、ｃ７、ｄ３…ＧＰＳ機能付き通信端末、Ｄ…発光移動体検知装置、ｂ１…検知用天体望遠鏡、ｂ２…検知用赤道儀、ｂ３…検知用カメラ、Ｎ…ネットワーク、Ｓ、Ｓ１…軌道情報配信サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を備えた天体撮影装置であって、
天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識手段と、
該認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御手段と
を具備することを特徴とする天体撮影装置。
【請求項２】
前記認識手段は、撮影位置を検出する検出手段と無線通信手段とを有し、当該無線通信手段によって前記検出手段で検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信し、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする請求項１記載の天体撮影装置。
【請求項３】
前記検出手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする請求項２記載の天体撮影装置。
【請求項４】
前記撮影手段は、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とを備え、
前記認識手段は、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知手段を有し、該検知手段による検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、
前記判定手段は、前記認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、
前記露光制御手段は、前記判定手段で前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする請求項１記載の天体撮影装置。
【請求項５】
前記検知手段は、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記
撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする請求項４記載の天体撮影装置。
【請求項６】
撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を用いた天体撮影方法であって、
天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識ステップと、
該認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップで前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御ステップと
を有することを特徴とする天体撮影方法。
【請求項７】
前記認識ステップは、撮影位置を検出する検出ステップと、無線通信を行う無線通信ステップとを含み、当該無線通信ステップでは、前記検出ステップで検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信すると共に、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする請求項６記載の天体撮影方法。
【請求項８】
前記検出ステップでは、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする請求項７記載の天体撮影方法。
【請求項９】
前記撮影手段には、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とが備えられ、
前記認識ステップは、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知ステップを含み、該検知ステップによる検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、
前記判定ステップでは、前記認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、
前記露光制御ステップでは、前記判定ステップで前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする請求項６記載の天体撮影方法。
【請求項１０】
前記検知ステップは、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする請求項９記載の天体撮影方法。
【請求項１１】
発光移動体の軌道情報を収集及び配信する軌道情報収集配信サーバと、
各地に配置され、発光移動体を検知し、当該発光移動体の軌道情報を前記軌道情報収集配信サーバに送信する発光移動体検知手段と、
前記軌道情報収集配信サーバから発光移動体の軌道情報を取得する請求項２または３記載の天体撮影装置と
を具備することを特徴とする天体撮影システム。
【請求項１】
撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を備えた天体撮影装置であって、
天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識手段と、
該認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定手段と、
該判定手段で前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御手段と
を具備することを特徴とする天体撮影装置。
【請求項２】
前記認識手段は、撮影位置を検出する検出手段と無線通信手段とを有し、当該無線通信手段によって前記検出手段で検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信し、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする請求項１記載の天体撮影装置。
【請求項３】
前記検出手段は、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする請求項２記載の天体撮影装置。
【請求項４】
前記撮影手段は、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とを備え、
前記認識手段は、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知手段を有し、該検知手段による検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、
前記判定手段は、前記認識手段によって認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、
前記露光制御手段は、前記判定手段で前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする請求項１記載の天体撮影装置。
【請求項５】
前記検知手段は、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記
撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする請求項４記載の天体撮影装置。
【請求項６】
撮影対象の天体を追尾しつつ該天体を含む天空を撮影範囲として一定時間露光して撮影する撮影手段を用いた天体撮影方法であって、
天体を除く発光移動体の軌道を認識する認識ステップと、
該認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップで前記発光移動体が前記撮影画角内に侵入すると判定された場合には、露光を中断する露光制御ステップと
を有することを特徴とする天体撮影方法。
【請求項７】
前記認識ステップは、撮影位置を検出する検出ステップと、無線通信を行う無線通信ステップとを含み、当該無線通信ステップでは、前記検出ステップで検出された撮影位置に関する情報を、無線通信網を介して発行移動体の軌道情報が予め保持されているサーバに送信すると共に、当該サーバから前記撮影位置に対応した発光移動体の軌道情報を受信することによって、発光移動体の軌道を認識する、ことを特徴とする請求項６記載の天体撮影方法。
【請求項８】
前記検出ステップでは、ＧＰＳ（Global Positioning System）によって撮影位置の経度及び緯度を測位することにより当該撮影位置を検出する、ことを特徴とする請求項７記載の天体撮影方法。
【請求項９】
前記撮影手段には、前記撮影対象の天体を含む天空を第１の撮影範囲とする第１の撮影手段と、前記第１の撮影範囲を含み、且つ該第１の撮影範囲より広い第２の撮影範囲を撮影する第２の撮影手段とが備えられ、
前記認識ステップは、前記第２の撮影手段によって撮影された画像の所定の画像解析を行うことにより前記発光移動体の存在を検知する検知ステップを含み、該検知ステップによる検知に基づいて前記発光移動体の軌道を認識すると共に、
前記判定ステップでは、前記認識ステップで認識された発光移動体の軌道情報に基づいて、当該発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入するか否かを判定し、
前記露光制御ステップでは、前記判定ステップで前記発光移動体が前記第１の撮影手段の撮影画角内に侵入していると判定された場合には、露光を中断する、ことを特徴とする請求項６記載の天体撮影方法。
【請求項１０】
前記検知ステップは、前記第２の撮影手段の撮影範囲の画像の時間的変化に基づいて、前記撮影対象の天体の移動速度と異なる移動速度を持つ動光点を探索し、当該動光点を発光移動体として検知することを特徴とする請求項９記載の天体撮影方法。
【請求項１１】
発光移動体の軌道情報を収集及び配信する軌道情報収集配信サーバと、
各地に配置され、発光移動体を検知し、当該発光移動体の軌道情報を前記軌道情報収集配信サーバに送信する発光移動体検知手段と、
前記軌道情報収集配信サーバから発光移動体の軌道情報を取得する請求項２または３記載の天体撮影装置と
を具備することを特徴とする天体撮影システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３６６２（Ｐ２００７−３６６２Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８１６８７（Ｐ２００５−１８１６８７）
【出願日】平成１７年６月２２日（２００５．６．２２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２２日（２００５．６．２２）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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