天体自动追踪拍摄方法和天体自动追踪拍摄装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种天体自动追踪拍摄方法和一种天体自动追踪拍摄装置，其能够通过减少不必要的计算处理来降低CPU的负担，不必使用昂贵、体积大、沉重且需要复杂调整的赤道仪，也不需要被精确控制的执行器，就能够以呈静止状态清晰地拍摄天体。本发明专利技术的天体自动追踪拍摄方法，用于拍摄由于周日运动而相对拍摄装置移动的天体，一边移动从图像传感器的部分成像区域中电子剪裁出的剪裁区域，一边拍摄天体，该方法包括如下步骤：获取天体图像在成像区域上的移动信息；根据所获取的天体图像的移动信息设定剪裁区域的移动数据；以及一边根据所设定的剪裁区域的移动数据移动该剪裁区域，一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】天体自动追踪拍摄方法和天体自动追踪拍摄装置
本专利技术涉及一种能够捕捉天体静止图像的天体自动追踪拍摄方法，以及一种天体自动追踪拍摄装置（照相机等）。
技术介绍
当用固定拍摄装置进行长曝光天文摄影时，由于地球的自转（周日运动）造成天体相对拍摄装置移动，因此在长曝光过程中天体的移动轨迹在所拍摄画面中形成直的或弯曲的光轨迹。为了使天体呈静止状态（呈光点）而用长曝光拍摄天体，通常用装备有自动追踪系统的赤道仪使拍摄装置对准天体移动，对天体进行拍摄。但是，装备有自动追踪系统的赤道仪通常昂贵、沉重并难以操作；而且必须进行极轴校准程序，以使赤道仪的极轴对准天球北极极轴。近年来，有人提出如下方法，即，不使用赤道仪，令固定的拍摄装置进行多次连续拍摄操作（曝光操作），然后检测多个所拍摄图像的位移量，通过叠加各个拍摄图像来获得单张图像（专利文献1和2）。但是，在该方法中，实际上不可能正确计算出多张拍摄图像的位移量。并且，在作为多个天体的集合图像的天体照片中，要想正确识别同一天体是极为困难的。而且，由于在天文拍摄中天体的运行（周日运动）非常缓慢，因此当进行多次拍摄操作的周期过短时，多个拍摄图像在宏观上趋同（获得大量几乎相同的拍摄图像），由于进行不必要的计算处理而增加CPU的负担。另外，还提出了如下的自动追踪天文摄影，即，在不使用赤道仪，使拍摄单元在固定状态下，驱动（移动）拍摄单元的图像传感器，而进行拍摄操作（专利文献3和4）。但是，在该方法中，必须有使图像传感器精确移动的执行器（actuator），而此种执行器难以生产和控制。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利技术专利公开第2006-279135号专利文献2：日本专利技术专利公开第2006-287375号专利文献3：日本专利技术专利公开第2008-289052号专利文献4：日本专利技术专利公开第2010-122672号
技术实现思路
技术问题本专利技术基于对上述问题和结论的认识而完成，目的在于提供一种天体自动追踪拍摄方法和天体自动追踪拍摄装置，其能够通过减少不必要的计算处理来降低CPU的负担，不必使用昂贵、体积大、沉重且需要复杂调整的赤道仪，也不需要被精确控制的执行器，就能够以呈静止状态清晰地拍摄天体。解决方法本专利技术是基于以下考虑而完成的，即，在获取天体图像在图像传感器成像范围内的移动信息（移动方向、移动距离、转动角）后，根据所获得的移动信息来设定剪裁区域的移动数据（移动方向、移动距离、转动角和移动周期），并一边按照设定的移动数据来移动剪裁区域，一边在各个剪裁区域进行拍摄操作，获得所拍摄的各个剪裁区域的拍摄图像叠加后形成的单个图像，由此，能够通过减少不必要的计算处理来减轻CPU的负担，不必使用昂贵、体积大、沉重且需要复杂调整的赤道仪，也不需要被精确控制的执行器，就能够以呈静止状态清晰地拍摄天体。即，在本专利技术中，提供有自动追踪并拍摄天体的方法，即，为了拍摄由于周日运动而相对于拍摄装置移动的天体，一边移动从图像传感器的一部分成像区域电子剪裁出的剪裁区域，一边对天体进行拍摄，该方法包括：获取天体图像在成像区域上的移动信息；根据所获取的天体图像的移动信息设定剪裁区域的移动数据；并一边根据所设定的剪裁区域的移动数据移动该剪裁区域，一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作。通过以下两种方法能够判定剪裁区域15的剪裁范围（设定范围）和拍摄时间（曝光时间）。两种方法均能判定相对于所需的剪裁区域15的剪裁范围（或拍摄时间）的理想拍摄时间（或剪裁区域15的剪裁范围）。在第一种方法里，从图像传感器的成像区域中剪裁出（设定）小于该成像区域的剪裁区域；当根据剪裁区域的移动数据对被剪裁出的该剪裁区域进行虚拟移动时，计算该剪裁区域可被图像传感器的成像区域容纳的最长时间，作为最长拍摄时间；然后将该所计算的最长拍摄时间设定为拍摄时间。在第二种方法里，设定所需拍摄时间（曝光时间）；根据所获取的天体图像的移动信息计算图像传感器的成像区域的移动数据；当在所设定的拍摄时间内，根据算出的该成像区域的移动数据对图像传感器的成像区域进行虚拟移动时，从图像传感器的成像区域的常用部分剪裁出（设定）剪裁区域。优选地，在剪裁区域的剪裁步骤中，剪裁出矩形的剪裁区域，其与图像传感器的矩形成像区域的长边和短边平行。由此，能够使剪裁出的矩形剪裁区域的移动量变大，并能够获得较长的拍摄时间（曝光时间）。剪裁区域中的天体图像的移动信息包括剪裁区域中天体图像的移动方向、移动距离和转动角。剪裁区域的移动数据包括剪裁区域的移动方向、移动距离、转动角和移动周期。在设定移动数据的步骤中，优选设定剪裁区域的移动周期，使得在每个预设时间周期内天体图像在剪裁区域中的移动距离不超过剪裁区域的像素间距。由此，因为在剪裁区域中所形成的天体图像移动不超过剪裁区域的像素间距，所以能够以静止状态（作为光点）拍摄天体。在获取移动信息的步骤中，优选地，通过将移动距离分解成与拍摄光学系统的光轴正交方向上的直线移动分量、和绕与该光轴平行的轴的转动移动分量，来获取剪裁区域中每个预设时间周期内天体图像的移动距离。在设定移动数据的步骤中，优选地，将与所获得的直线移动分量的移动距离对应的剪裁区域的移动周期、和与所获得的转动移动分量的移动距离对应的剪裁区域的移动周期中最短移动周期，设定为剪裁区域的移动周期。由此，由于剪裁区域内天体图像的直线移动分量（转动移动分量）的移动距离不会过度地大于转动移动分量（直线移动分量）的移动距离，因此天体能够以静止状态（作为光点）被拍摄。天体自动追踪拍摄方法可以进一步包括能够在拍摄期间更新剪裁区域的移动周期的升级步骤。由此，即使拍摄过程中的追踪条件发生变化，也能够根据变化后的追踪条件以优化的移动周期移动剪裁区域。根据本专利技术的天体自动追踪拍摄方法进一步包括输入拍摄装置的拍摄光学系统的焦距信息、拍摄位置的纬度信息、拍摄方位角信息、拍摄仰角信息、和拍摄装置的姿态信息，其中在获取移动信息的步骤中，能够通过使用上述输入的信息来获取天体图像在剪裁区域内的移动信息。由此，能够以更高的精度来计算剪裁区域内天体图像的移动信息。提供有一种天体自动追踪拍摄装置，用来拍摄由于周日运动而相对于拍摄装置移动的天体，其一边移动从图像传感器的部分成像区域中电子剪裁出的剪裁区域、一边拍摄天体，该天体自动追踪拍摄装置包括：获取单元，其获取天体图像在成像区域上的移动数据；设定单元，其根据由获取单元获取的天体图像的移动信息来设定剪裁区域的移动数据；以及拍摄单元，其一边根据设定单元所设定的剪裁区域的移动数据移动剪裁区域、一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作。专利技术的有益效果根据本专利技术，实现有天体自动追踪拍摄方法和天体自动追踪拍摄装置，其能够通过减少不必要的计算处理来降低CPU的负担，不必使用昂贵、体积大、沉重且需要复杂调整的赤道仪，也不需要被精确控制的执行器，就能够以呈静止状态清楚地拍摄天体。附图说明图1是表示作为本专利技术的天体自动追踪拍摄装置的数码相机的实施例的基本结构的框图。图2(A)是表示设置有剪裁区域的图像传感器的成像表面（成像区域）的示意图。图2(B)是表示使剪裁区域在图像传感器的成像表面上做直线移动的示意图。图2(C)是表示使剪裁区域在图像传感器的成像表面上转动的示意图。图3是表示定义天球半径为r而在北极点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天体自动追踪拍摄方法，其用于拍摄由于周日运动而相对于拍摄装置移动的天体，一边移动从图像传感器的成像区域的一部分电子剪裁出的剪裁区域，一边拍摄天体，其特征在于，包括如下步骤：获取天体图像在所述成像区域上的移动信息；根据所获取的所述天体图像的移动信息设定所述剪裁区域的移动数据；一边根据所设定的所述剪裁区域的移动数据移动所述剪裁区域，一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.16 JP 2011-1341581.一种天体自动追踪拍摄方法，其用于拍摄由于周日运动而相对于拍摄装置移动的天体，一边移动从图像传感器的成像区域的一部分电子剪裁出的剪裁区域，一边拍摄天体，其特征在于，包括如下步骤：获取天体图像在所述成像区域上的移动信息；根据所获取的所述天体图像的移动信息设定所述剪裁区域的移动数据；设定所述剪裁区域的剪裁范围和拍摄时间；以及一边根据所设定的所述剪裁区域的移动数据、所述剪裁区域的剪裁范围和拍摄时间移动所述剪裁区域，一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作，设定所述剪裁区域的剪裁范围和拍摄时间的步骤包括如下步骤：从所述图像传感器的所述成像区域中剪裁出小于所述成像区域的剪裁区域；当根据所述剪裁区域的移动数据对被剪裁出的所述剪裁区域进行虚拟移动时，计算所述剪裁区域可被所述图像传感器的所述成像区域容纳的最长时间，作为最长拍摄时间；以及将所计算的最长拍摄时间设定为拍摄时间。2.根据权利要求1所述的天体自动追踪拍摄方法，其中，所述图像传感器的所述成像区域为矩形，且在对剪裁区域的所述剪裁步骤中，剪裁出与所述图像传感器的所述矩形成像区域的长边与短边平行的矩形剪裁区域。3.根据权利要求1所述的天体自动追踪拍摄方法，其中，还包括：输入所述拍摄装置的所述拍摄光学系统的焦距信息，拍摄位置的纬度信息、拍摄方位角信息、拍摄仰角信息和所述拍摄装置的姿态信息，在获取所述移动信息的步骤中，通过使用所述输入的信息来获取所述天体图像所述剪裁区域内的所述移动信息。4.一种天体自动追踪拍摄方法，其用于拍摄由于周日运动而相对于拍摄装置移动的天体，一边移动从图像传感器的成像区域的一部分电子剪裁出的剪裁区域，一边拍摄天体，其特征在于，包括如下步骤：获取天体图像在所述成像区域上的移动信息；根据所获取的所述天体图像的移动信息设定所述剪裁区域的移动数据；设定所述剪裁区域的剪裁范围和拍摄时间；以及一边根据所设定的所述剪裁区域的移动数据、所述剪裁区域的剪裁范围和拍摄时间移动所述剪裁区域，一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作，设定所述剪裁区域的剪裁范围和拍摄时间的步骤包括如下步骤：设定所需的拍摄时间；根据所获得的所述天体图像的所述移动信息计算所述图像传感器的所述成像区域的移动数据；以及当在所设定的所述拍摄时间内，根据算出的成像区域的移动数据对图像传感器的成像区域进行虚拟移动时，从所述图像传感器的所述成像区域的常用部分剪裁出所述剪裁区域。5.根据权利要求4所述的天体自动追踪拍摄方法，其中，所述图像传感器的所述成像区域为矩形，且在对剪裁区域的所述剪裁步骤中，剪裁出与所述图像传感器的所述矩形成像区域的长边与短边平行的矩形剪裁区域。6.根据权利要求4所述的天体自动追踪拍摄方法，其中，还包括：输入所述拍摄装置的所述拍摄光学系统的焦距信息，拍摄位置的纬度信息、拍摄方位角信息、拍摄仰角信息和所述拍摄装置的姿态信息，在获取所述移动信息的步骤中，通过使用所述输入的信息来获取所述天体图像所述剪裁区域内的所述移动信息。7.一种天体自动追踪拍摄方法，其用于拍摄由于周日运动而相对于拍摄装置移动的天体，一边移动从图像传感器的成像区域的一部分电子剪裁出的剪裁区域，一边拍摄天体，其特征在于，包括如下步骤：获取所述天体在所述剪裁区域中的移动方向、移动距离和转动角度的天体图像移动信息；根据所获取的所述天体图像移动信息，设定包含所述剪裁区域的移动方向、移动距离、转动角度和移动周期的移动数据；以及一边根据所设定的所述剪裁区域的移动数据移动所述剪裁区域，一边在各移动后的剪裁区域进行拍摄操作，其中在获取所述移动信息的步骤中，通过将所述移动距离分解成与所述拍摄光学系统的光轴正交方向上的直线移动分量、和绕与所述拍摄光学系统的光轴平行的轴的转动移动分量，来获取所述天体图像在每个预设时间周期在所述剪裁区域中的所述移动距离；并且在设定所述移动数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：大田真已斗，
申请(专利权)人：理光映像有限公司，
类型：
国别省市：