JP6402640B2 - Shooting system - Google Patents
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Description
本発明は、日周運動する天体に追従し、静止状態に撮影可能な撮影システムに関する。 The present invention relates to a photographing system capable of following a celestial body that moves in a diurnal motion and photographing in a stationary state.
撮影位置(観測位置)の緯度と、撮影光軸の方位と仰角とカメラの姿勢(撮影光軸に対する回転位置)が分かれば天体の日周運動による移動軌跡が算出可能で、GPSと方位センサとカメラの仰角を検出する仰角センサとカメラの姿勢(撮影光軸周りの回転角、傾き角、またはイメージセンサ(撮像センサ)の撮像面の基準方向が水平方向に対して傾いた傾き角となる撮影光軸に対する回転位置)を検出する姿勢センサから得られた各データを利用して算出した移動軌跡に基づいて天体を追尾しながら長時間撮影を行えることは既に知られている(特許文献1)。ここでカメラの姿勢は、光軸周りの回転角、傾き、またはイメージセンサ(撮像センサ)の撮像面の基準方向の水平方向に対する傾きを意味する。また、地球から見る天体はそれぞれ赤経・赤緯という天体の座標を示す2つの数値によって位置が定義づけられており、それに加えて観測日時と観測している位置(緯度・経度)が分かれば、その日時のその位置における上記天体の方角・高さ(撮影光軸の方位と仰角に相当)が計算できる。 If you know the latitude of the shooting position (observation position), the azimuth and elevation angle of the shooting optical axis, and the attitude of the camera (rotation position with respect to the shooting optical axis), you can calculate the movement trajectory due to the diurnal motion of the celestial body. Elevation sensor that detects the elevation angle of the camera and camera posture (rotation angle, tilt angle around the shooting optical axis, or shooting where the reference direction of the imaging surface of the image sensor (imaging sensor) is tilted with respect to the horizontal direction It is already known that long-time shooting can be performed while tracking a celestial object based on a movement locus calculated using each data obtained from a posture sensor that detects a rotational position with respect to the optical axis (Patent Document 1). . Here, the orientation of the camera means a rotation angle and inclination around the optical axis, or an inclination of the reference direction of the image pickup surface of the image sensor (image pickup sensor) with respect to the horizontal direction. In addition, the position of the celestial bodies seen from the earth is defined by two numerical values that indicate the coordinates of the celestial bodies, the ascension and declination, and if the observation date and time (latitude / longitude) are known, The direction and height (corresponding to the azimuth and elevation angle of the photographic optical axis) of the celestial body at that position on the date and time can be calculated.
しかし、今までのGPSや方位センサ、仰角センサや姿勢センサなどの検出値を利用して算出した移動軌跡データに基づく天体追尾撮影では、各センサの検知精度が悪い場合には追尾撮影の精度が下がってしまうという問題があった。特に電子コンパスはキャリブレーションの精度や周囲の磁気環境の影響を強く受けるため、方位の精度がよくない。 However, in the astronomical tracking shooting based on the movement trajectory data calculated using the detection values of the conventional GPS, azimuth sensor, elevation angle sensor, posture sensor, etc., if the detection accuracy of each sensor is poor, the tracking shooting accuracy is low. There was a problem of going down. In particular, since the electronic compass is strongly influenced by the calibration accuracy and the surrounding magnetic environment, the orientation accuracy is not good.
一方、予め撮影する天体が決まっていれば、(該天体を正確に撮像面中心に捕らえるスキルが撮影者に必要ではあるものの)該天体の赤経・赤緯、撮影位置の緯度・経度データから方位と仰角は正確に算出できるので、方位センサによる方位データと、仰角センサによる仰角データの精度は低くても、またこれらのセンサが無くても問題ない。しかし、カメラの姿勢データは算出することができないので姿勢センサが必要であり、姿勢センサの精度による問題が依然として存在する。また姿勢センサには、撮影光軸を天頂方向に向けた場合(仰角が略90度の場合)には姿勢(光軸周りの回転角)が検出できないという問題もある。演算により天体の移動軌跡を高精度に求めても、カメラの姿勢検出精度が低いと追尾撮影の精度が低い問題は解消できなかった。 On the other hand, if the celestial body to be photographed is determined in advance, the celestial body's celestial / red latitude and the latitude / longitude data of the photographing position of the celestial body (although the photographer needs skill to accurately capture the celestial body at the center of the imaging surface) Since the azimuth and the elevation angle can be accurately calculated, there is no problem even if the accuracy of the azimuth data by the azimuth sensor and the elevation angle data by the elevation angle sensor is low or without these sensors. However, since the attitude data of the camera cannot be calculated, an attitude sensor is necessary, and there still remains a problem due to the accuracy of the attitude sensor. Also, the posture sensor has a problem that the posture (rotational angle around the optical axis) cannot be detected when the photographing optical axis is directed in the zenith direction (when the elevation angle is approximately 90 degrees). Even if the movement trajectory of the celestial body is obtained with high accuracy by calculation, the problem that the accuracy of tracking shooting is low cannot be solved if the posture detection accuracy of the camera is low.
特許文献2には、天体追尾撮影に関する発明として、GPSや方位センサ、仰角センサ、姿勢センサなどの各センサを利用することなく、撮影装置とイメージセンサを固定した状態で予備撮影を行って得られた天体画像(被写体像)の移動軌跡像から、該天体画像の移動方向および速さ(回転量)を計算し、その移動方向および速さ(回転量)を打ち消すようにイメージセンサを移動しつつ撮影を行う天体追尾撮影が開示されている。 Patent Document 2 discloses an invention relating to astronomical tracking photography, which is obtained by performing preliminary photography in a state in which an imaging device and an image sensor are fixed without using each sensor such as a GPS, a direction sensor, an elevation sensor, and an attitude sensor. The moving direction and speed (rotation amount) of the celestial image are calculated from the moving locus image of the celestial image (subject image), and the image sensor is moved so as to cancel the moving direction and speed (rotation amount). Astronomical tracking photography that performs photography is disclosed.
しかし、特許文献2による天体追尾を行うための軌跡の演算は、移動方向・速さ・回転量のすべてを予備撮影によって得た天体画像から求めるので、認識する天体画像が2点以上必要であり、計算量も多く複雑であった。しかも実際に天体追尾撮影を行う露光時間に匹敵する露光時間をかけて予備撮影を行わないと十分な精度が得られない場合がある。 However, the calculation of the trajectory for tracking the celestial body according to Patent Document 2 requires all of the moving direction, speed, and rotation amount from the celestial image obtained by preliminary shooting, and therefore requires two or more celestial images to be recognized. The calculation amount was also complicated. In addition, there may be a case where sufficient accuracy cannot be obtained unless preliminary shooting is performed over an exposure time comparable to the exposure time for actually performing astronomical tracking shooting.
本発明は、高精度な被写体追尾撮影が可能な撮影システムを得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain an imaging system capable of subject tracking shooting with high accuracy.
本発明者は、既知の軌跡で移動する被写体の移動データから精度の低いセンサデータを補完(補正)演算可能であることを見出して本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明は、撮影装置の撮影光軸に対する回転位置が判別できる撮影システムであって、撮影装置に対する相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体を、上記撮影装置によって撮影した物体像から該物体の撮影装置に対する相対移動方向を検出する相対移動方向検出手段と、上記物体の撮影装置に対する相対移動方向を、上記物体の物理法則に基づく撮影装置に対する相対移動関係により算出する相対移動方向算出手段と、上記相対移動方向検出手段が検出した検出相対移動方向と上記相対移動方向算出手段が算出した算出相対移動方向との差異に基づいて、上記撮影装置の撮影光軸に対する回転位置を判別する回転位置判別手段と、を備えたことを特徴とする。
The present inventor has found that sensor data with low accuracy can be complemented (corrected) from movement data of a subject moving along a known locus, and has completed the present invention.
That is, the present invention is an imaging system capable of determining the rotational position of the imaging device with respect to the imaging optical axis, and an object whose relative movement relationship with the imaging device can be defined by a physical law is determined from the object image captured by the imaging device. A relative movement direction detecting means for detecting a relative movement direction with respect to the photographing apparatus; a relative movement direction calculating means for calculating a relative movement direction of the object with respect to the photographing apparatus based on a relative movement relationship with respect to the photographing apparatus based on a physical law of the object; A rotational position for determining a rotational position of the photographing apparatus relative to the photographing optical axis based on a difference between the detected relative moving direction detected by the relative moving direction detecting means and the calculated relative moving direction calculated by the relative moving direction calculating means. And a discriminating means.
上記相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体は天体が実際的であった、上記相対移動方向算出手段は、上記算出相対移動方向を、上記撮影装置の撮影光学系の焦点距離と、上記天体の赤経と赤緯、撮影地点の緯度と経度及び撮影時の日時により演算することができる。 The object in which the relative movement relationship can be defined by a physical law is a celestial body, and the relative movement direction calculation means calculates the calculated relative movement direction based on the focal length of the photographing optical system of the photographing apparatus and the celestial body. Can be calculated from the longitude and latitude, the latitude and longitude of the shooting point, and the date and time at the time of shooting.
上記相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体は天体のとき、上記相対移動方向算出手段は、上記算出相対移動方向を、上記撮影装置の撮影光学系の焦点距離と、上記撮影光軸の仰角と方位及び撮影地点の緯度により演算することができる。 When the object whose relative movement relationship can be defined by a physical law is an astronomical object, the relative movement direction calculating means determines the calculated relative movement direction based on the focal length of the imaging optical system of the imaging apparatus and the elevation angle of the imaging optical axis. And the azimuth and the latitude of the shooting point.
本発明の撮影システムにあっては、撮影装置の撮像面上に形成された上記物体像を、少なくとも、撮像面上の初期位置にあるときと、設定時間経過したときに撮影し、上記相対移動方向検出手段は、上記検出相対移動方向を、上記撮影した物体像の撮像面上の初期位置と設定時間経過したときの位置から検出することができる。 In the imaging system of the present invention, the object image formed on the imaging surface of the imaging device is imaged at least at the initial position on the imaging surface and when a set time has elapsed, and the relative movement is performed. The direction detecting means can detect the detected relative movement direction from an initial position on the imaging surface of the photographed object image and a position when a set time has elapsed.
本発明の撮影システムにあっては、上記物体像を、少なくとも、初期位置にあるときから設定時間継続露光撮影し、上記相対移動方向検出手段は、上記検出相対移動方向を、上記撮影した物体像の初期位置と継続露光撮影した物体像の軌跡から検出することができる。 In the photographing system of the present invention, the object image is continuously exposed and photographed for a set time from at least the initial position, and the relative movement direction detecting means detects the detected relative movement direction based on the photographed object image. Can be detected from the initial position and the trajectory of the object image captured by continuous exposure.
本発明の撮影システムにあっては、上記相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体は天体であって、上記判別された撮影装置の撮影光軸回りの回転位置に基づいて、所定日時における上記撮影装置に対する上記天体の相対移動軌跡データを算出し、該算出された相対移動軌跡データに基づいて、所定露光時間中上記撮像装置の撮像面と上記天体像との相対位置が固定されるよう、天体の日周運動を追尾撮影することが実際的である。 In the imaging system of the present invention, the object whose relative movement relationship can be defined by a physical law is an astronomical object, and the above-mentioned at a predetermined date and time is based on the determined rotational position around the imaging optical axis of the imaging apparatus. Relative movement trajectory data of the celestial body with respect to the imaging device is calculated, and based on the calculated relative movement trajectory data, the relative position between the imaging surface of the imaging device and the celestial image is fixed during a predetermined exposure time. It is practical to track and track the diurnal motion of celestial bodies.
本発明によれば、撮像面に対する被写体像の移動軌跡を高精度に算出可能なので、移動する被写体を高精度に静止画として追尾撮影することができる。 According to the present invention, since the movement trajectory of the subject image with respect to the imaging surface can be calculated with high accuracy, the moving subject can be tracked and photographed as a still image with high accuracy.
図1ないし図8を参照して、本発明の撮影装置について説明する。図1に示すように、本発明の撮影システムを適用したデジタルカメラシステム10は、カメラボディ11と撮影レンズ101(撮影光学系L)を備えている。カメラボディ11内には、撮影光学系Lの後方に撮像手段としてイメージセンサ(撮像センサ、撮像素子)13が配設されている。撮影光学系Lの光軸(撮影光軸)Zとイメージセンサ13の撮像面14とは直交している。このイメージセンサ13は、移動部材駆動ユニット(移動手段)15に搭載されている。移動部材駆動ユニット15は、図示しない固定ステージと、この固定ステージに対して可動な可動ステージと、該固定ステージに対して可動ステージを移動させる電磁回路とを有しており、可動ステージにイメージセンサ13が保持されている。イメージセンサ13(可動ステージ)は、光軸Zと直交する所望の方向に所望の速さで平行移動制御され、さらに光軸Zまたは光軸Zと平行な軸(光軸Zと直交する面内の何処かに位置する瞬間中心)を中心として所望の回転速度で回転制御される。このような移動部材駆動ユニット15は、例えば特許文献1または2などに記載されている防振ユニットが使用できる。
The photographing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a
撮影レンズ101は、撮影光学系L内に、可変絞り103を備えている。この可変絞り103の絞り値(開閉度合い)は、カメラボディ11内に備えられた絞り駆動制御機構17によって制御される。撮影光学系Lは、図示しないが、無限遠から近距離まで合焦可能な焦点調節機構を備えている。
The photographing
カメラボディ11には、カメラ全体の機能を制御するCPU21が搭載されている。CPU21は、イメージセンサ13を撮像駆動制御し、撮影した画像信号を処理してLCDモニタ23に表示するとともに、メモリーカード25に書き込む。CPU21によるイメージセンサ13の撮像駆動制御には、ライブビュー撮影のフレームレート等や、静止画撮影(記録)するときの画像サイズ及びISO感度の設定が含まれる。カメラボディ11はカメラボディ11に加わる振れを検出するX方向ジャイロセンサGSX、Y方向ジャイロセンサGSY、及び回転検出ジャイロセンサGSRを内蔵し、CPU21には、移動部材駆動ユニット15を像振れ軽減駆動するための防振ユニットとして用いる際に、撮影レンズ101の焦点距離検出装置105から焦点距離fデータが、X方向ジャイロセンサGSX、Y方向ジャイロセンサGSY、及び回転検出ジャイロセンサGSRから振れ検出信号が入力される。
The
カメラボディ11は、スイッチ類として、電源スイッチ27、レリーズスイッチ28、天体撮影スイッチ29、設定スイッチ30を備えている。CPU21は、これらのスイッチ27、28、29、30のオン/オフ状態に応じた制御を実行する。例えば、電源スイッチ27の操作を受けて、図示しないバッテリからの電力供給をオン/オフし、レリーズスイッチ28の操作を受けて焦点調節動作、測光動作及び撮影動作(天体追尾撮影動作)を実行する。天体撮影スイッチ29は、デジタルカメラシステム10に天体追尾撮影モードによる天体追尾撮影動作を開始させるスイッチである。設定スイッチ30は、例えば、天体追尾撮影させる天体追尾撮影モードと通常撮影モードのいずれか一方を選択したり、天体追尾撮影モードにおいて、天体追尾撮影に必要なデータ(撮影地点の緯度、経度、標高、撮影対象である天体の赤経、赤緯データ等)を入力する姿勢検出モードを選択したり、ISO感度を設定したりするためのスイッチである。
The
デジタルカメラシステム10による天体追尾撮影は、イメージセンサ13の撮像面14上の天体画像が撮像面14上を移動しないように移動部材駆動ユニット15によってイメージセンサ13を天体の日周運動に合わせて移動しながら撮影することである。
デジタルカメラシステム10の姿勢とは、デジタルカメラシステム10の撮影光軸Z周りに回転した(ある基準姿勢から回転した)回転位置を意味する。より具体的には、初期位置のイメージセンサ13の長手方向を所定の方向とし、長手方向が水平のときを基準姿勢として、長手方向が水平方向(水平面)と成す角度がカメラ姿勢角度であり、撮影光軸Zに対する回転位置である。姿勢検出モードはこのデジタルカメラシステム10の撮影光軸Zに対する回転位置(カメラの姿勢角度)を検出する動作に関するモードである。
Astronomical tracking shooting by the
The attitude of the
図2は、天体追尾撮影のための姿勢検出動作に関するフローチャートである。撮影者には、デジタルカメラシステム10を三脚等に装着して撮影対象の天体に向け、ある瞬間においてその天体の画像がファインダ視野の略中央またはいわゆるライブビューモードの場合はLCDモニタ23の略中央、つまり撮像面14の略中央に位置するように(撮影光軸の延長線上に撮影対象の天体が一致するように)構図を調整するスキルがあることを前提としている。以下の実施形態は、CPU21の統括的な制御下で動作する。
FIG. 2 is a flowchart regarding the posture detection operation for astronomical tracking photography. The photographer wears the
デジタルカメラシステム10(CPU21)は、電源スイッチ27がオンしているか否かチェックし(S101)、電源スイッチ27がオンしていなければ(S101:NO)この処理を終了する(終了)。その後一定時間が経過するのを待って、一定時間が経過したらこのフローチャートに入り電源スイッチ27の状態をチェックする(S101)。電源スイッチ27がオンすると(S101:YES)、姿勢検出モードが設定されているか否かチェックし(S102)、姿勢検出モードが設定されているとき(S102:YES)、ステップS103ないしS106の姿勢検出処理動作を行う。姿勢検出モードは、デジタルカメラシステム10の底辺または撮像面14の長手方向辺の光軸Z周りの傾き(回転位置、カメラの姿勢角度)を水平方向を基準として検出するモードである。
The digital camera system 10 (CPU 21) checks whether or not the
ステップS103では、撮影者等による、現在位置の緯度・経度、無視しても問題ないが標高、そして撮影対象としている(視野中心に捕らえようとしている)天体の赤経・赤緯の値の入力(または入力済みなら確認)を待つ(S103)。現在位置の緯度・経度、標高は、例えばインターネットの地図ウエブサイト等を利用して簡単に調べることができる。また、特許文献1と同様、GPSによって検出することも可能である。入力の方法は、LCDモニタ23に入力画面を表示して、撮影者が図示しないスイッチ等を使用してマニュアル入力(手入力)する方法、あるいはこのデジタルカメラシステム10に有線または無線で接続した携帯端末、GPS端末等から通信入力する方法がある。撮影対象としている天体の赤経・赤緯も、デジタルカメラシステム10に有線または無線で接続した携帯端末等から入力することができる。
In step S103, the photographer or the like inputs the latitude / longitude of the current position, altitude that can be ignored, altitude, and the values of the longitude and latitude of the celestial object that is to be photographed (taken at the center of the field of view) It waits for (or confirmation if input is completed) (S103). The latitude / longitude and altitude of the current position can be easily checked using, for example, an Internet map website. Further, as in Patent Document 1, it is also possible to detect by GPS. As an input method, an input screen is displayed on the
フローチャートには表示しないが、ステップS103の前あるいは後で、撮影者は姿勢検出撮影用露光時間(シャッタースピード)及び撮影間隔(設定時間Δt)を設定する。露光時間と撮影間隔は、撮影者がそれぞれ適当な値を入力してもよいし、デジタルカメラシステム10に撮影レンズ101の焦点距離fデータなどを利用して、適切な値を自動で設定させてもよい。いずれにしても、この撮影間隔(設定時間Δt)は、デジタルカメラシステム10の姿勢が検出できればよいので、特許文献2の段落0024における予備撮影時間(「撮影結果から天体の日周運動軌跡が演算できる程の撮影時間」)よりはるかに短くて済むのである。
Although not displayed in the flowchart, before or after step S103, the photographer sets the exposure time for exposure detection (shutter speed) and the shooting interval (set time Δt). The photographer may input appropriate values for the exposure time and the photographing interval, or the
さらに撮影者は、撮影対象として赤経・赤緯等のデータを入力した天体が、ファインダ視野の略中央またはいわゆるライブビューモードの場合はLCDモニタ23の略中央、つまり撮像面14の略中央に位置するように構図を調整し、固定した後レリーズスイッチ28をオンする。データ入力と構図調整の順番は問わない。
In addition, the photographer is in the approximate center of the finder field of view, or in the so-called live view mode, the approximate center of the
デジタルカメラシステム10(CPU21)は、緯度・経度、赤経・赤緯データが入力されると(または入力済みなら確認をすると)(S103:YES)、レリーズスイッチ28がオンしたか否かをチェックし(S104)、オンしていなければ(S104:NO)ステップS101に戻り、オンしていれば(S104:YES)、入力された各データ(緯度・経度、赤経・赤緯、姿勢検出撮影用露光時間、撮影間隔(設定時間Δt))を設定し(S105)、姿勢検出撮影及び姿勢演算を実行して(S106)実際のカメラ姿勢角度δを求めて、ステップS101に戻る。
The digital camera system 10 (CPU 21) checks whether or not the
デジタルカメラシステム10(CPU21)は、ステップS102において姿勢検出モードではないと判断したとき(S102:NO)、レリーズスイッチ28がオンしているか否かをチェックする(S107)。レリーズスイッチ28がオンしていなければステップS101に戻り(S107:NO)、レリーズスイッチ28がオンしていれば(S107:YES)、通常撮影用の露光時間、絞り、ISO感度等の撮影データを設定し(S108)、その設定で通常撮影動作を実行してステップS101に戻る(S109、S101)。
When the digital camera system 10 (CPU 21) determines that it is not the posture detection mode in step S102 (S102: NO), it checks whether or not the
図3は、ステップS106で実行する姿勢検出撮影及び姿勢演算動作に関する第1の実施形態のフローチャートである。姿勢検出撮影及び姿勢演算1では、先ず、姿勢検出撮影用の設定露光時間(設定シャッタースピード)で1回目の撮影1を実行する(S111)。撮影1により得られた画像を図4(A)に示した。設定露光時間は、図4の(A)の星画像Ob1のように、撮影対象の星が点状に写る長さ(時間)が望ましく、予め設定しておいてもよく、測光値に基づいて設定してもよい。 FIG. 3 is a flowchart of the first embodiment regarding the posture detection photographing and posture calculation operation executed in step S106. In posture detection shooting and posture calculation 1, first shooting 1 is executed with a set exposure time (set shutter speed) for posture detection shooting (S111). An image obtained by shooting 1 is shown in FIG. The set exposure time is desirably a length (time) at which the star to be photographed appears in a dot shape as in the star image Ob1 in FIG. 4A, and may be set in advance, and based on the photometric value. It may be set.
撮影1(露光)が終了すると、設定時間Δt秒待ち(時間を空けて天体が移動するのを待ち)(S112)、設定露光時間(設定シャッタースピード)で2回目の撮影2を実行する(S113)。撮影2により得られた画像を図4(B)に示した。撮影2により、撮影1において撮影した撮影対象の星が星画像Ob2として撮影されている。撮影1と撮影2の設定露光時間は同一でもよく、異ならせてもよい。設定時間Δtは、想定される本撮影(天体追尾撮影)時間よりもはるかに短い時間でよい。撮影1(露光)開始時から撮影2(露光)の開始時または終了時までの時間が設定時間Δtとなるように設定してもよい。 When shooting 1 (exposure) ends, the camera waits for a set time Δt seconds (waits for the celestial body to move after a while) (S112), and executes the second shooting 2 with the set exposure time (set shutter speed) (S113). ). An image obtained by photographing 2 is shown in FIG. By shooting 2, the shooting target star shot in shooting 1 is shot as a star image Ob2. The set exposure times for shooting 1 and shooting 2 may be the same or different. The set time Δt may be much shorter than the assumed main shooting (celestial body tracking shooting) time. The time from the start of shooting 1 (exposure) to the start or end of shooting 2 (exposure) may be set to be the set time Δt.
入力された緯度・経度・赤経・赤緯とカメラから撮影1の開始日時(撮影時刻)を取得し、撮影1で得た星画像Ob1がそこから設定時間Δtでイメージセンサ13上のどの方向に進むか(算出相対移動方向(計算上移動方向β))を計算する(S114)。算出相対移動方向βは、任意の仮想の基準方向に対する角度として計算する。この実施形態では仮想の基準方向としてイメージセンサ13(撮像面)の長手方向と平行な方向(撮像面上基準方向α)を設定し、算出相対移動方向βを撮像面上基準方向αに対する角度として計算する。
The input latitude / longitude / red longitude / declination and the start date / time (shooting time) of shooting 1 are acquired from the camera, and the star image Ob1 obtained by shooting 1 is from which direction on the
撮影1と撮影2で得られた星画像Ob1とOb2から撮像面14上で動いた移動方向を撮像面上基準方向αからの検出相対移動方向(実測移動方向)γとして検出し(S115)(図4(C))、計算で得られた算出相対移動方向βと検出相対移動方向γから式、
α+γ-β=δ
により実際のカメラ姿勢角度δを求めてリターンする(S116、RET)。
なお、撮像面上基準方向αは、イメージセンサ13を移動制御する際に移動する方向、回転する方向、移動軌跡及び位置(座標)の基準となる直交座標軸の一方の座標軸と平行にすることが好ましく、この実施形態ではイメージセンサ13(撮像面)の長手方向と平行に設定している。すなわち、α=0(゜)としてある。
The movement direction moved on the
α + γ-β = δ
Thus, the actual camera posture angle δ is obtained and returned (S116, RET).
Note that the reference direction α on the imaging surface is parallel to one coordinate axis of the orthogonal coordinate axes serving as a reference for the moving direction, the rotating direction, the moving locus, and the position (coordinate) when the
簡単のため、ステップS111の撮影1とステップS113の撮影2では1個の星が点状の星画像Ob1とOb2として撮影できたとする(図4(A)、(B)参照)。撮影1から撮影2までの間に設定時間Δt秒が経過しているため、初期位置の星画像Ob1は、設定時間Δt秒後には移動後の位置で星画像Ob2として撮影されている。撮像面14上における移動方向は、図4(C)のように撮像面14の長手方向と平行な撮像面上基準方向αに対して検出相対移動方向γとして検出される。
For the sake of simplicity, it is assumed that one star can be photographed as point-like star images Ob1 and Ob2 in photographing 1 in step S111 and photographing 2 in step S113 (see FIGS. 4A and 4B). Since the set time Δt seconds has passed between the shooting 1 and the shooting 2, the star image Ob1 at the initial position is shot as the star image Ob2 at the moved position after the setting time Δt seconds. The movement direction on the
また、デジタルカメラシステム10の姿勢を仮に撮像面上基準方向αが水平(α=0°)であるとすれば、撮影レンズ101から得られる焦点距離fのデータと、与えられた撮影位置の緯度・経度、撮影対象である星の赤経・赤緯、及び撮影時刻、または撮影位置の緯度、撮影方位、仰角の各データから、撮像面14上の初期位置を初期座標(0,0)として、この初期位置にある星画像Ob1が設定時間Δt秒後にどこに移動するかを物理法則に基づいて計算することが可能であり、計算方法の一例は特許文献2に記載されている。計算により求めた移動後の星画像Ob2の位置を移動後座標(X,Y)とすると、移動方向(算出相対移動方向β)は、arcTan(X/Y)などの計算から求めることができる。
If the orientation of the
この演算した算出相対移動方向βと測定した検出相対移動方向γを比較することで、撮像面上基準方向αに対するカメラ姿勢角度δは式、
δ=α+γ-β
により求めることが可能である。撮像面上基準方向αを撮像面14の長手方向と平行に設定すれば、α=0となり、カメラ姿勢角度δ=γ-βとなる。
By comparing the calculated calculated relative movement direction β and the measured detected relative movement direction γ, the camera posture angle δ with respect to the reference direction α on the imaging surface is an expression:
δ = α + γ-β
It is possible to obtain by If the reference direction α on the imaging surface is set parallel to the longitudinal direction of the
撮影光軸Zが天頂(つまり鉛直)を向いている場合、従来のカメラは姿勢センサによってカメラ姿勢角度δを検出することができないか、カメラ姿勢角度δを検出できてもその精度が著しく低い。本発明によれば、例えば、撮像面14の長手方向(撮像面上基準方向α)を基準として、カメラ姿勢角度δ(姿勢データ)を正確に算出(定義)することができる。 When the photographing optical axis Z faces the zenith (that is, vertical), the conventional camera cannot detect the camera posture angle δ by the posture sensor, or the accuracy is extremely low even if the camera posture angle δ can be detected. According to the present invention, for example, the camera posture angle δ (posture data) can be accurately calculated (defined) based on the longitudinal direction of the image pickup surface 14 (reference direction α on the image pickup surface).
カメラ姿勢角度δは、その後、撮影光学系の焦点距離fと、撮影する天体(星)の赤経と赤緯、撮影地点の緯度と経度及び撮影時の日時、または撮影光学系の焦点距離fと、デジタルカメラシステム10の仰角と方位及び撮影地点の緯度により天体(星)の移動軌跡(移動方向と移動速さ)を算出するために使用される。そうして算出された移動軌跡により移動部材駆動ユニット15を駆動しながら設定時間継続露光撮影(バルブ露光撮影)して、天体追尾撮影を行う。撮影する星画像の移動軌跡は、例えば、特許文献1に記載の演算方法により演算できる。
Thereafter, the camera attitude angle δ is the focal length f of the photographing optical system, the ascension and declination of the celestial object (star), the latitude and longitude of the photographing point, the date and time at the time of photographing, or the focal length f of the photographing optical system. And the moving locus (moving direction and moving speed) of the celestial body (star) based on the elevation angle and azimuth of the
以上の通り本発明を適用したデジタルカメラシステム10によれば、姿勢検出撮影及び姿勢演算によりデジタルカメラシステム10の姿勢を高精度に正確に検出できるので、正確な天体移動軌跡に基づいて正確に追尾撮影することができる。姿勢検出撮影及び姿勢演算は撮像面上基準方向に対する検出相対移動方向γを検出できればよいので、従来の天体の移動軌跡(移動方向および移動速さ)を予備撮影と演算によって求める方法よりも姿勢検出撮影の所要時間が短縮され、かつ演算も簡略になり、所要時間が短縮された。
As described above, according to the
この実施形態は、例えば撮影する天体(星)の赤経・赤緯データが分かっていて、撮影者が撮影する天体を画面略中央に捕らえる(撮影光軸Zを撮影する天体に正確に向ける)ことができるが、GPSや方位センサ、姿勢センサ等がない場合や、これらのセンサデータによる追尾撮影結果、被写体の静止状態に満足できない場合に特に有用である。 In this embodiment, for example, the celestial object / star declination data of the celestial object (star) to be photographed is known, and the celestial object photographed by the photographer is captured in the approximate center of the screen (the photographing optical axis Z is accurately directed to the celestial object to be photographed). However, it is particularly useful when there is no GPS, azimuth sensor, orientation sensor, or the like, or when the tracking shooting result based on these sensor data and the stationary state of the subject cannot be satisfied.
なお、本発明は、一度カメラ姿勢角度δを検出したときに姿勢検出撮影及び姿勢演算動作を停止し、その後一定時間経過したときや、構図変更をジャイロセンサや加速度センサによる三脚検知などから検知して、構図変更があれば姿勢検出撮影及び姿勢演算動作をやり直したり、構図変更角度をジャイロセンサのデータから計算したりしてもよい。この実施形態によれば、無駄な動作をしないので、省電力化に寄与できる。 Note that the present invention stops posture detection shooting and posture calculation operation once the camera posture angle δ is detected, and detects a change in composition from a tripod detection by a gyro sensor or an acceleration sensor, etc. If there is a composition change, the posture detection photographing and the posture calculation operation may be performed again, or the composition change angle may be calculated from the data of the gyro sensor. According to this embodiment, since no useless operation is performed, it is possible to contribute to power saving.
ステップS111の撮影1とステップS113の撮影2は星(天体)が点状に写ることが望ましい。ステップS115で(全自動/半自動/全手動いずれにしても)各画像から星(天体)を検出し、撮像面14上での移動方向を正確に算出するためである。露光時間、絞り、ISO感度(ゲイン)等の撮影条件は使用者が入力設定してもよいし、撮像面14上での移動量や星の像のサイズ(直径)は使用する撮影レンズの焦点距離fにより決まるため、自動設定してもよい。同様に設定時間Δtも使用者が設定してもよく、焦点距離fに基づいて自動で設定してもよい。
In shooting 1 in step S111 and shooting 2 in step S113, it is desirable that stars (celestial bodies) appear as dots. This is because a star (celestial body) is detected from each image in step S115 (whether fully automatic, semi-automatic, or fully manual) and the moving direction on the
以上の実施形態において、CPU21は、移動部材駆動ユニット15を介してイメージセンサ13を光軸Z方向と異なる方向に駆動制御してイメージセンサ13の撮像面14と被写体像とを相対移動させる駆動制御手段を構成している。さらにCPU21は、物理法則で定義される既知の軌跡で移動する被写体のイメージセンサ13の撮像面14上に形成された被写体像について、該被写体像の仮想基準方向に対する計算上の移動軌跡(算出相対移動方向β及び計算上の速さ)を演算する相対移動方向計算手段と、既知の軌跡で移動する被写体を予め定めた設定時間Δt間隔または予め定めた設定時間Δtの露光により撮影し、撮影した被写体像から該被写体像が実際に移動した移動方向を撮像面14上に設定した撮像面14上の基準方向に対する検出相対移動方向γとして検出する相対移動方向検出手段と、相対移動方向検出手段が検出した検出相対移動方向γと相対移動方向算出手段が算出した算出相対移動方向βとの差異に基づいて、撮像面14上の所定の基準方向に対してなす傾き角(回転角、姿勢)δ(撮影装置の回転位置)を判別する回転位置判別手段を構成している。
In the above embodiment, the
図3及び図4に示した本実施形態は、撮影1と撮影2を共に星が点状に写る程度の露光時間(シャッタースピード)としたが、一方のみ点状画像、他方は線状画像になる設定及び撮影の仕方でもよい。図5及び図6は、姿勢検出撮影において、一方が点状画像になるように、他方が線状画像なるように撮影し、点状画像と線状画像に基づいて姿勢を検出(姿勢演算)する第2の実施形態を示している。この第2の実施形態は、CPU21の統括的な制御下で、姿勢検出撮影及び姿勢演算動作する。
In the present embodiment shown in FIG. 3 and FIG. 4, the exposure time (shutter speed) for shooting 1 and shooting 2 is such that stars appear as dots, but only one is a dot image and the other is a line image. It may be the setting and shooting method. 5 and 6, in posture detection shooting, one is taken as a point image and the other is taken as a line image, and the posture is detected based on the point image and the line image (posture calculation). A second embodiment is shown. In the second embodiment, posture detection imaging and posture calculation operations are performed under the overall control of the
姿勢検出撮影及び姿勢演算2では、先ず、設定露光時間で撮影1を実行する(S121)。CPU21は、撮影1の短時間露光が終了すると、撮影2を実行する(S123)。撮影2は設定時間Δt露光を継続する長時間露光(バルブ露光)である。
In posture detection shooting and posture calculation 2, first, shooting 1 is executed with a set exposure time (S121). When the short exposure of the shooting 1 is completed, the
入力された緯度・経度、赤経・赤緯と撮影1の開始日時を取得し、デジタルカメラシステム10のカメラ姿勢角度を仮に仮想基準方向αの角度として、撮影1で得た星画像Ob1がそこから設定時間Δt後に仮想像面上の仮想基準方向αに対してどの方向に進む(移動する)のかを演算し、算出相対移動方向βを求める。
The input latitude / longitude, ascension / declination and the start date / time of shooting 1 are acquired, and the camera posture angle of the
撮影1と撮影2で得られた星画像から星画像が撮像面14の撮像面上基準方向αに対して移動した検出相対移動方向γを検出し(S115)、算出相対移動方向βと検出相対移動方向γから式、
δ=α+γ-β
により実際のカメラ姿勢角度δを求め(S116)、リターンする(RET)。
A detected relative movement direction γ in which the star image has moved with respect to the reference direction α on the
δ = α + γ-β
Thus, the actual camera posture angle δ is obtained (S116), and the process returns (RET).
図5と図6は、第2の実施形態を示している。第2の実施形態では、先に星画像Ob1が点状になるように撮影した後に、星画像Ob3が線状となるようにバルブ露光により撮影している。この順番は入れ替えてもよく、どちらからどちらへ移動したのかという関係性が明瞭であれば問題ない。また、線状に撮影する場合は設定時間Δt継続露光撮影するが、その際に白とびしてしまわないようISO感度や絞り値を調節する。なお、図6において星画像Ob3は直線状に描いているが、直線とは限らず、円弧状の曲線の場合もあるが、星画像Ob1と星画像Ob3の終点とを結ぶ方向(γ)が検出できれば、途中の軌跡形状によらない。 5 and 6 show a second embodiment. In the second embodiment, the star image Ob1 is first photographed so as to have a dot shape, and then the star image Ob3 is photographed by bulb exposure so that the star image Ob3 has a linear shape. This order may be changed, and there is no problem as long as the relationship between the direction of movement is clear. In addition, when shooting in a line, continuous exposure shooting is performed for a set time Δt, and the ISO sensitivity and aperture value are adjusted so as not to overshoot at that time. In FIG. 6, the star image Ob3 is drawn in a straight line. However, the star image Ob3 is not limited to a straight line and may be an arcuate curve, but the direction (γ) connecting the star image Ob1 and the end point of the star image Ob3 is the same. If it can be detected, it does not depend on the trajectory shape on the way.
以上の実施形態は、姿勢検出モードが設定されているときには姿勢検出撮影及び姿勢演算動作をするが、天体追尾撮影動作と通常撮影動作はしない例である。図7と図8は、天体追尾撮影モードが設定されているとき、カメラの姿勢情報が無いときには自動的に姿勢検出撮影及び姿勢演算動作し、その後に自動で(連続して)天体追尾撮影を行う実施形態のフローチャートを示している。以下の実施形態は、CPU21の統括的な制御下で動作する。
The above embodiment is an example in which the posture detection photographing and the posture calculation operation are performed when the posture detection mode is set, but the astronomical tracking photographing operation and the normal photographing operation are not performed. FIGS. 7 and 8 show that when the astronomical tracking shooting mode is set, when there is no camera posture information, posture detection shooting and posture calculation operation are automatically performed, and then automatic (continuous) tracking of the celestial body is performed. 6 shows a flowchart of an embodiment to be performed. The following embodiments operate under the overall control of the
この実施形態は、撮影者が、撮影しようとする天体(星)の赤経・赤緯データを入力し、該天体にデジタルカメラシステム10の撮影光軸を向け、撮像面14の中央(ファインダー視野またはLCDモニタ23の画面中央)にその天体画像が位置するように構図等のセッティングを調整する。撮影地点の緯度・経度データ天体の赤経・赤緯データ、日時データは、撮影者が手入力するか、カメラの内蔵時計、あるいはGPSの受信データ、各種情報端末(スマートフォン等)を利用して入力してもよい。
In this embodiment, a photographer inputs the ascension / declination data of a celestial body (star) to be photographed, the photographing optical axis of the
CPU21は、所定のタイミングで電源スイッチ27がオンしているか否かチェックし(S201)、電源スイッチ27がオンしていなければ(終了する処理(S201:NO、終了)を定期的に繰り返す。電源スイッチ27がオンすると(S201:YES)、天体追尾撮影モードが設定されているか否かチェックし(S202)、天体追尾撮影モードが選択されていないとき(通常撮影モードが選択されているとき)(S202:YES)、通常撮影モードを設定し(S213)、レリーズスイッチ28がオンしていれば(S214:YES)、通常撮影用設定をし(S215)、通常撮影動作して(S216)ステップS201に戻り、レリーズスイッチ28がオンしていなければ(S214:NO)、そのままステップS201に戻る。
The
CPU21は、天体追尾撮影モードが選択されているとき(S202:YES)、天体追尾撮影モードを設定し(S203)、撮影者が現在位置の緯度・経度、標高、そして撮影対象としている(視野中心に捕らえようとしている)天体の赤経・赤緯の値を入力(または入力済みなら確認)するのを待つ(S204)。これらの動作は、図2のステップS103の動作及び関連する動作についての説明と同様の動作である。
When the astronomical tracking shooting mode is selected (S202: YES), the
CPU21は、緯度・経度、赤経・赤緯データが入力されると(または入力済みなら確認をすると)(S204:YES)、カメラの姿勢情報はあるか否かチェックする(S205)。カメラの姿勢情報がない(あるいはあっても使わないと撮影者の指示がある)場合(S205:NO)は、レリーズスイッチ28がオンしているか否かチェックし(S206)、オンしていないとき(S206:NO)は、ステップS201に戻る。
When latitude / longitude and ascension / declination data are inputted (or confirmed if already inputted) (S204: YES), the
レリーズスイッチ28がオンしているとき(S206:YES)は、姿勢検出撮影用設定及び追尾撮影用設定をする(S208)。姿勢検出撮影用設定には、姿勢検出撮影及び姿勢演算1または2で使用する設定露光時間(設定シャッタースピード)、設定時間Δt、絞り値及びISO感度と、本撮影(天体追尾撮影)用の絞り値、露光時間、ISO感度などの露出データを含む。またこれらのデータを「カメラ任せにする設定」も含む。そうしてCPU21は、ステップS208で設定した姿勢検出撮影用設定により姿勢検出撮影及び姿勢演算を行い(S210)、デジタルカメラシステム10の撮影光軸Zに対する回転位置を判別、つまりカメラ姿勢角度δを求める。
When the
続いてCPU21は、ステップS208で設定した追尾撮影用設定に従って、天体軌道演算を行う(S211)。天体軌道演算では、撮影光学系Lの焦点距離fと、撮影する天体の赤経と赤緯、撮影地点の緯度と経度と、撮影時の日時データと、姿勢検出撮影及び姿勢演算で得られたカメラ姿勢角度δを用いてイメージセンサ13を移動する移動軌跡(相対移動軌跡データ)を演算する。そうしてCPU21は、撮影者がレリーズスイッチ28を操作する前に設定した追尾撮影用設定と演算した相対移動軌跡データにより移動部材駆動ユニット15を介してイメージセンサ13を天体追尾駆動しながら所定露光時間露光する天体追尾撮影を行う(S212)。つまりこのデジタルカメラシステム10は、所定露光時間中のイメージセンサ13の撮像面14と天体像との相対位置が固定されるように、天体の日周運動を追尾しながら撮影する。
Subsequently, the
CPU21は、ステップS205において、すでに姿勢情報があると判定しときには(S205:YES)、レリーズスイッチ28がオンしているか否かチェックし(S207)、オンしていなければ(S209:NO)ステップS201に戻り、オンしていれば(S207:YES)、入力済みの追尾撮影用設定をし(S209)、天体軌道演算(S211)及び天体追尾撮影を行って(S212)、ステップS201に戻る。
When the
以上の通りこのデジタルカメラシステム10は、カメラ姿勢角度δを、撮影対象である天体をファインダー視野の中央または撮像面の中央に位置させて、姿勢検出撮影及び姿勢演算動作により求めた検出相対移動方向γと、演算により求めた算出相対移動方向βとによって検出するので、姿勢センサの有無、精度にかかわらず、カメラの姿勢(カメラ姿勢角度δ)を高精度に検出することが可能である。以上より本デジタルカメラシステム10は、高精度な天体追尾撮影が可能である。
この実施形態は、姿勢情報が無くても姿勢検出撮影及び姿勢演算に続いて天体追尾撮影を行うので、撮影者が設定した天体を容易に高精度な静止画像として撮影できる。
As described above, the
In this embodiment, since the celestial body tracking shooting is performed following the posture detection shooting and the posture calculation even without the posture information, the celestial body set by the photographer can be easily shot as a highly accurate still image.
以上の天体自動追尾撮影の実施形態は、ステップS204で撮影者が緯度・経度、赤経・赤緯データを入力するとしたが、これらのデータを、例えばGPS、赤経・赤緯データベースから自動入力してもよい。 In the above-described embodiment of the celestial automatic tracking shooting, the photographer inputs latitude / longitude and ascension / declination data in step S204. May be.
図8には、撮影場所・方位・仰角データを自動入力する実施形態を示している。図7の実施形態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。 FIG. 8 shows an embodiment in which shooting location / azimuth / elevation angle data is automatically input. The same processes as those in the embodiment of FIG. 7 are denoted by the same step S numbers, and description thereof is omitted.
CPU21は、電源スイッチ27がオンすると(S201:YES)、撮影場所・方位及び仰角データがあるか否かチェックする(S201−2)。いずれかのデータがない場合(S201−2:NO)は、通常撮影モードを設定して(S213)通常撮影動作する(S214:S215:YES、S216、S201)。撮影場所・方位及び仰角データは、撮影者が手動で入力してもよく、撮影場所の緯度・経度データは内蔵あるいは無線または有線で接続されたGPS装置から取得してもよく、仰角は仰角センサから入力してもよく、既に説明た手段、方法のいずれかにより入力できる。撮影場所・方位及び仰角データデータがある場合(S201−2:YES)は、天体追尾撮影モードか否かチェックし(S202)、天体追尾撮影モードが設定されていた場合(S202:YES)、天体追尾撮影モードを設定し(S203)、ステップS205以降の天体追尾撮影動作を実行する。
When the
なお、カメラ姿勢角度は、構図変更をジャイロや加速度センサによる三脚検知などから検知して、構図変更があれば姿勢検出撮影をやり直したり、構図変更角度をジャイロのデータから計算したりすることができる。 The camera posture angle can be detected from a tripod detection by a gyroscope or an acceleration sensor, and the posture detection shooting can be performed again if there is a composition change, or the composition change angle can be calculated from the gyro data. .
以上の実施形態では、イメージセンサ13を「移動部材」として、このイメージセンサ13を光軸直交平面内で駆動する態様を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、撮影光学系Lの少なくとも一部をなすレンズ(光学要素)を「移動部材」として、このレンズ(光学要素)を撮影レンズ101内に設けたボイスコイルモータ(駆動機構)によって光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。さらに、撮影レンズ101とイメージセンサ13を含むカメラボディ11全体を「移動部材」として駆動する態様も可能である。あるいは、イメージセンサ13と撮影光学系Lの少なくとも一部をなすレンズ(光学要素)の双方を「移動部材」として、これらを光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。いずれの態様であっても、イメージセンサ13上の被写体像の結像位置を移動させて追尾撮影効果を得ることができる。
In the above embodiment, the
本実施形態では、天体(星)など、地球上から見て物理法則に従って所定の軌道、軌跡で移動する天体の撮影について説明したが、本発明は、既知の軌道、軌跡で移動する動体であって、その移動方向及び速さ(移動軌跡)を物理法則に基づく演算により求めることができる物体の追尾撮影に適用できる。例えば、毎回ほぼ同じ方向とスピードで来る電車やレースカーなどの動体を考えると、動体の速度vが分かれば撮影倍率mから動体のセンサー上の追尾速度はm×vで計算できる。撮影倍率mはレンズデータとして随時取得している場合もあり、また、式
m=H/(d-HH-H)
(d:撮影距離、H:第二主面から像面までの距離、HH:主面間距離)
により演算効能であり、撮影距離dが焦点距離に対して十分大きければ m≒H/(d-H) とおくことができる。撮影距離dや第二主面から像面までの距離Hは、現在のデジタルカメラでは手ぶれ補正やAF、AEなどで使用しているため、既にカメラ内でレンズから情報として取得している場合が多い。よって、カメラ姿勢を気にせずに設置し、上記方法により動体に対する追尾速度とカメラ姿勢情報(撮影装置の撮影光軸に対する回転位置)を取得することで、自動で追尾撮影することができるようになる。
In the present embodiment, the shooting of a celestial body such as a celestial body (star) moving along a predetermined trajectory and trajectory according to the laws of physics when viewed from the earth has been described, but the present invention is a moving body moving along a known trajectory and trajectory. Thus, the present invention can be applied to tracking shooting of an object whose movement direction and speed (movement trajectory) can be obtained by calculation based on physical laws. For example, when considering moving objects such as trains and race cars that come in the same direction and speed each time, if the moving speed v is known, the tracking speed on the moving object sensor can be calculated by m × v from the imaging magnification m. The shooting magnification m may be acquired as lens data at any time, and the equation m = H / (d−HH−H)
(D: shooting distance, H: distance from the second main surface to the image surface, HH: distance between main surfaces)
If the shooting distance d is sufficiently larger than the focal length, m≈H / (d−H). The shooting distance d and the distance H from the second main surface to the image plane are used for camera shake correction, AF, AE, and the like in current digital cameras. Many. Therefore, the camera can be installed without worrying about the camera posture, and the tracking speed for the moving object and the camera posture information (rotation position with respect to the photographing optical axis of the photographing device) can be acquired automatically by the above method. Become.
10 デジタルカメラシステム(撮影装置、撮影システム)
11 カメラボディ
13 イメージセンサ(撮像素子)
14 撮像面
15 移動部材駆動ユニット(移動部材駆動機構)
17 絞り駆動制御機構
21 CPU(相対移動方向検出手段、相対移動方向算出手段、回転位置判別手段)
23 LCDモニタ
25 メモリーカード
27 電源スイッチ
28 レリーズスイッチ
29 天体撮影スイッチ
30 設定スイッチ
101 撮影レンズ(撮影光学系)
103 可変絞り
105 焦点距離検出装置
L 撮影光学系
GSX X方向ジャイロセンサ
GSY Y方向ジャイロセンサ
GSR 回転検出ジャイロセンサ
10 Digital camera system (shooting device, shooting system)
11
14
17 Aperture
23 LCD monitor 25
103
Claims (6)
撮影装置に対する相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体を、上記撮影装置によって撮影した物体像から該物体の撮影装置に対する相対移動方向を検出する相対移動方向検出手段と、
上記物体の撮影装置に対する相対移動方向を、上記物体の物理法則に基づく撮影装置に対する相対移動関係により算出する相対移動方向算出手段と、
上記相対移動方向検出手段が検出した検出相対移動方向と上記相対移動方向算出手段が算出した算出相対移動方向との差異に基づいて、上記撮影装置の撮影光軸に対する回転位置を判別する回転位置判別手段と、
を備えたことを特徴とする撮影システム。 An imaging system that can determine the rotational position of the imaging device relative to the imaging optical axis,
A relative movement direction detecting means for detecting a relative movement direction of the object relative to the photographing apparatus from an object image photographed by the photographing apparatus with respect to an object whose relative movement relationship with the photographing apparatus can be defined by a physical law
A relative movement direction calculating means for calculating a relative movement direction of the object with respect to the photographing apparatus based on a relative movement relationship with respect to the photographing apparatus based on the physical law of the object;
Rotational position determination for determining the rotational position of the imaging apparatus with respect to the imaging optical axis based on the difference between the detected relative movement direction detected by the relative movement direction detection means and the calculated relative movement direction calculated by the relative movement direction calculation means Means,
An imaging system characterized by comprising:
上記相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体は天体であって、
上記相対移動方向算出手段は、上記算出相対移動方向を、上記撮影装置の撮影光学系の焦点距離と、上記天体の赤経と赤緯、撮影地点の緯度と経度及び撮影時の日時により演算する撮影システム。 The imaging system according to claim 1,
An object whose relative movement relationship can be defined by physical laws is a celestial body,
The relative movement direction calculation means calculates the calculated relative movement direction based on the focal length of the photographing optical system of the photographing apparatus, the ascension and declination of the celestial body, the latitude and longitude of the photographing point, and the date and time at the time of photographing. Shooting system.
上記相対移動関係が物理法則によって定義可能な物体は天体であって、
上記相対移動方向算出手段は、上記算出相対移動方向を、上記撮影装置の撮影光学系の焦点距離と、上記撮影光軸の仰角と方位及び撮影地点の緯度により演算する撮影システム。 The imaging system according to claim 1,
An object whose relative movement relationship can be defined by physical laws is a celestial body,
The relative movement direction calculating means calculates the calculated relative movement direction based on a focal length of a photographing optical system of the photographing apparatus, an elevation angle and an azimuth of the photographing optical axis, and a latitude of a photographing point.
上記相対移動方向検出手段は、上記検出相対移動方向を、上記撮影した物体像の撮像面上の初期位置と設定時間経過したときの位置から検出する撮影システム。 The imaging system according to any one of claims 1 to 3, wherein the object image formed on the imaging surface of the imaging device is at least at an initial position on the imaging surface and when a set time has elapsed. Shoot,
The relative movement direction detecting means detects the detected relative movement direction from an initial position on the imaging surface of the photographed object image and a position when a set time has elapsed.
上記相対移動方向検出手段は、上記検出相対移動方向を、上記撮影した物体像の初期位置と継続露光撮影した物体像の軌跡から検出する撮影システム。 The photographing system according to any one of claims 1 to 3, wherein the object image is continuously exposed and photographed for a set time from at least an initial position,
The relative movement direction detecting means detects the detected relative movement direction from an initial position of the photographed object image and a trajectory of the object image photographed by continuous exposure.
上記判別された撮影装置の撮影光軸回りの回転位置に基づいて、所定日時における上記撮影装置に対する上記天体の相対移動軌跡データを算出し、該算出された相対移動軌跡データに基づいて、所定露光時間中上記撮像装置の撮像面と上記天体像との相対位置が固定されるよう、天体の日周運動を追尾撮影する撮影システム。 The imaging system according to any one of claims 1 to 5, wherein the object whose relative movement relationship can be defined by a physical law is an astronomical object,
Based on the determined rotational position of the photographing apparatus around the photographing optical axis, relative movement locus data of the celestial body with respect to the photographing apparatus at a predetermined date and time is calculated, and predetermined exposure is performed based on the calculated relative movement locus data. An imaging system that tracks and captures the diurnal motion of a celestial body so that the relative position between the imaging surface of the imaging apparatus and the celestial image is fixed during the time.
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