JP2003298915A - Celestial body imaging/image distribution system and method thereof - Google Patents

Celestial body imaging/image distribution system and method thereof

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JP2003298915A
JP2003298915A JP2002100846A JP2002100846A JP2003298915A JP 2003298915 A JP2003298915 A JP 2003298915A JP 2002100846 A JP2002100846 A JP 2002100846A JP 2002100846 A JP2002100846 A JP 2002100846A JP 2003298915 A JP2003298915 A JP 2003298915A
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JP
Japan
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image
astronomical
celestial body
imaging
ccd camera
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Application number
JP2002100846A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Nakamura
中村康次
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Hitachi Cable Ltd
Telecommunications Advancement Organization
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Telecommunications Advancement Organization
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a celestial body imaging/image distribution system for controlling an astronomical telescope with high performance having a CCD camera for imaging a celestial body from a remote place so as to image a desired celestial body and acquire a clear image of the celestial body. <P>SOLUTION: The remote astronomical telescope control system is provided with: a server having a database for storing identifiers of the types and/or names of celestial bodies and exposure times for the CCD camera in cross- reference with the identifiers; and a camera controller for acquiring an exposure time for imaging a celestial body from the database and controlling the CCD camera. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、天体観測システ
ム、及び天体観測方法に関する。特に、ネットワークを
介して天体観測施設に設置されている天体望遠鏡を遠隔
制御し、所望の天体を捕捉・撮像し、撮像画像を明瞭化
するための補正を行った後、天体画像を配信する天体撮
像・画像配信システム、及びその方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an astronomical observation system and an astronomical observation method. In particular, an astronomical object that delivers an astronomical image after remote control of an astronomical telescope installed in an astronomical observation facility via a network, capturing and capturing a desired astronomical object, and making corrections to clarify the captured image. The present invention relates to an imaging / image distribution system and a method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】天体観測施設は山中等の市街地から離れ
た場所に設置されるのが常である。天体観測を行うに
は、遠隔地の天体観測施設まで足を運び、所望の天体が
捕捉できるように天体望遠鏡を駆動させ天体を撮像し、
撮像した画像を記録として残すことで天体観測を行って
いる。
2. Description of the Related Art Astronomical observation facilities are usually installed in places away from urban areas such as in the mountains. In order to perform astronomical observation, you should visit a astronomical observation facility at a remote location, drive the astronomical telescope to capture the desired celestial body, and image the celestial body.
Astronomical observation is performed by keeping the captured image as a record.

【0003】しかし、天体望遠鏡を駆動させ、所望の天
体を導入し、明瞭な画像を撮像するには、天文に関する
知識のみならず、天体を撮像する天体望遠鏡、これにマ
ウントされているカメラ等の光学系に関する知識、光学
系や素子の欠陥等に起因する画像の不均一性やノイズの
補正等々、様々な専門的知識が必要である。
However, in order to drive the astronomical telescope, introduce a desired astronomical object, and capture a clear image, not only knowledge about astronomical objects but also astronomical telescopes for imaging astronomical objects, cameras mounted on the astronomical objects, etc. Various specialized knowledge is required such as knowledge about the optical system, correction of image non-uniformity and noise caused by defects of the optical system and elements, and the like.

【0004】例えば、光を電気信号に変える電荷結合素
子(Charge-Coupled Device)のカメラを使って天体を撮
像する場合、長時間CCDカメラを露出すると、CCD
の発熱により、画像にノイズが生じる。このため、惑星
等の微弱な光を、冷却CCDカメラによって検出するに
は、CCDカメラの温度を一定温度以下に冷却制御する
ことが必要である。また、CCDを構成するチップの一
部に欠陥がある場合もありその補正が必要である。
For example, when a celestial body is imaged using a camera of a charge-coupled device that converts light into an electric signal, if the CCD camera is exposed for a long time, the CCD is exposed.
The generated heat causes noise in the image. Therefore, in order to detect the faint light of a planet or the like with the cooled CCD camera, it is necessary to control the temperature of the CCD camera to be below a certain temperature. Further, there is a case where a part of the chip that constitutes the CCD has a defect, and the correction is necessary.

【0005】使用する光学系の違いによってカメラに届
く波長別の光量が異なったり、メッキの材質やコーティ
ングの有無によって波長別の反射率が異なる。また、補
正レンズの材質が影響を与える場合もある。このため、
これらの光学系の補正も必要である。
The amount of light reaching the camera for each wavelength varies depending on the optical system used, and the reflectance for each wavelength varies depending on the material of the plating and the presence or absence of the coating. In addition, the material of the correction lens may have an influence. For this reason,
Correction of these optical systems is also necessary.

【0006】天体を撮像する多くの場合、撮像対象であ
る天体が画像の中心にくることはほとんどない。つま
り、画像全体に対して天体は上下左右あらゆる場所に写
ってしまう。天体を撮像し明瞭な天体画像を取得するに
は、高度な専門的な知識と多大な労力とが必要である。
In many cases of imaging celestial bodies, the celestial body to be imaged rarely comes to the center of the image. In other words, the celestial body appears in all parts of the image, vertically and horizontally. In order to capture an astronomical object and obtain a clear astronomical image, a high degree of specialized knowledge and a great deal of labor are required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、誰でも簡単に高性能な天体望遠鏡をネットワークを
介した遠隔地から自由に制御し、明瞭な天体を撮像し、
取得することができるシステム、及びその方法を提供す
るものである。
Therefore, the object of the present invention is to enable anyone to easily control a high-performance astronomical telescope from a remote location via a network to image a clear astronomical object.
The present invention provides a system that can be acquired and a method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、天体を撮像す
るCCDカメラを備えた天体望遠鏡と、前記天体望遠鏡
を撮像命令に従って補足するように駆動する駆動装置
と、前記撮像命令をネットワークを介して受け付け前記
駆動装置に送出する手段と、前記撮像命令により前記C
CDカメラが撮像した画像を蓄積するとともに前記画像
を前記撮像命令を発行したコンピュータに送出する手段
とを備えた天体撮像・画像配信システムにおいて、天体
の種類及び/又は名称の識別子と、前記識別子と関連づ
けられた前記CCDカメラの露光時間とを蓄積するデー
タベースを備えたサーバーと、前記データベースから前
記CCDカメラの天体撮像時の露光時間を取得し、前記
CCDカメラを制御するカメラ制御装置とを備える。天
体の種類及び/又は名称毎に、撮像対象である天体の最
適な撮像時間(CCDカメラの露光時間)をデータベー
ス化し、このデータベースから撮像時の条件に合致した
露光を取得し、CCDカメラを制御することで、誰でも
簡単に明瞭な天体を撮像することができる。
According to the present invention, there is provided an astronomical telescope having a CCD camera for capturing an image of an astronomical object, a driving device for driving the astronomical telescope so as to supplement the astronomical telescope according to an imaging command, and the imaging command via a network. Means for receiving and transmitting to the drive device, and the C
In an astronomical imaging / image distribution system including means for accumulating images captured by a CD camera and sending the images to a computer that has issued the imaging command, an identifier of the type and / or name of an astronomical object, and the identifier. A server having a database for accumulating the exposure time of the associated CCD camera, and a camera control device for controlling the CCD camera by acquiring the exposure time at the time of celestial image pickup of the CCD camera from the database. A database is created for the optimal imaging time (exposure time of the CCD camera) of the celestial object that is the imaging target for each type and / or name of the celestial object, and the exposure that matches the conditions at the time of imaging is acquired from this database and the CCD camera is controlled. By doing so, anyone can easily image a clear celestial body.

【0009】前記サーバは、天体画像をマッチング処理
する手段を更に備える。天体を撮像するときに画像の中
心に撮像対象である天体が写るように自動的に調整す
る。
The server further includes means for performing matching processing on the celestial body image. When the celestial body is imaged, it is automatically adjusted so that the celestial body that is the imaging target appears in the center of the image.

【0010】前記データベースは、前記CCDカメラに
より撮像した天体画像のフラット補正を行うための補正
値を含むフラット補正管理テーブルを備える。天体望遠
鏡の光学系特性に起因する光の不均一性を補正するため
のものである。
The database includes a flat correction management table containing correction values for performing flat correction of the celestial object image captured by the CCD camera. This is for correcting the nonuniformity of light caused by the optical system characteristics of the astronomical telescope.

【0011】前記データベースは、前記CCDカメラに
より撮像した天体画像のダーク補正を行うときの補正値
を含むダーク補正管理テーブルを備える。CCDカメラ
の素子欠陥、暗電流等に起因するノイズ画像を補正する
ためのデータである。
The database includes a dark correction management table containing correction values when performing dark correction on the celestial object image captured by the CCD camera. This is data for correcting a noise image due to a device defect of the CCD camera, dark current, and the like.

【0012】前記CCDカメラは冷却CCDカメラであ
る。これにより、露光時の暗電流等のノイズを大幅に減
少することができる。
The CCD camera is a cooled CCD camera. As a result, noise such as dark current during exposure can be significantly reduced.

【0013】前記サーバは、天体画像をフラット補正、
及び/又はダーク補正する手段を備える。データベース
からフラット補正値、ダーク補正値を抽出し自動的に補
正する。
The server flat-corrects the celestial image,
And / or means for dark correction. Flat correction value and dark correction value are extracted from the database and automatically corrected.

【0014】本発明は、ネットワークを介して接続して
いるクライアントコンピュータからの天体撮像命令を受
付、冷却CCDカメラを備えた天体望遠鏡を前記撮像命
令の天体が導入できるように駆動し、撮像し、該撮像し
た天体画像をネットワークを介して前記コンピュータに
送出する天体撮像・画像配信方法であって、前記冷却C
CDカメラのの露光時間が天体の種類及び/又は名称の
識別子と関連づけて蓄積されているデータベースから、
天体撮像時の露光時間を取得し、前記冷却CCDカメラ
により前記天体を撮像し、前記天体望遠鏡にマウントさ
れるレンズの光学系の特性に起因する画像の不均一性を
補正する補正値と、前記CCDカメラの素子欠陥及び/
又は暗電流に起因するノイズを補正する補正値と蓄積さ
れているデータベースから、フラット補正値及び/又は
ダーク補正値を取得し、前記補正値により撮像した画像
を補正し、前記コンピュータに前記補正された天体画像
を送出する。これにより、誰でも簡単に遠隔地に設置さ
れている高性能な天体望遠鏡を操作し、所望の天体を明
瞭に撮像するとともに、その天体画像を取得することが
できる。
The present invention receives an astronomical image pickup command from a client computer connected via a network, drives an astronomical telescope equipped with a cooling CCD camera so that the celestial body of the image pickup command can be introduced, and picks up an image. A celestial body imaging / image distribution method for transmitting the captured celestial body image to the computer via a network, wherein the cooling C
From the database in which the exposure time of the CD camera is stored in association with the celestial type and / or name identifier,
A correction value for acquiring the exposure time at the time of astronomical imaging, imaging the astronomical object by the cooled CCD camera, and correcting the non-uniformity of the image due to the characteristics of the optical system of the lens mounted on the astronomical telescope, and CCD camera element defect and /
Alternatively, a flat correction value and / or a dark correction value is acquired from a correction value and a database that is accumulated for correcting noise caused by dark current, the captured image is corrected by the correction value, and the correction is performed by the computer. The celestial body image. Thereby, anyone can easily operate a high-performance astronomical telescope installed at a remote place to clearly capture a desired celestial body and acquire the celestial body image.

【0015】前記コンピュータにおける撮像天体の指定
は、ウェブブラウザにより、前記コンピュータのモニタ
ー上に再現された全天星図から所望の天体をXY座標値
として指定し、前記天体の導入は、前記XY座標値を正
距円筒図法及び/又は正距方位図法により赤緯・赤経デ
ータに変換し行うものである。これにより、誰でも簡単
に天体の撮像をオープンなネットワークに接続している
コンピュータから行うことができる。
The designation of the imaged celestial body in the computer is performed by designating a desired celestial body as an XY coordinate value from the all-astronomical chart reproduced on the monitor of the computer by a web browser, and the introduction of the celestial body is performed by the XY coordinate value. Is converted into declination / right ascension data by the equirectangular projection method and / or the equirectangular projection method. This allows anyone to easily image a celestial object from a computer connected to an open network.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態で
ある天体画像撮影システム1を示したものである。天体
望遠鏡3は、赤道儀10、冷却CCDカメラ11の他、
境筒、架台等を備える。天体望遠鏡3は通常、天体観測
ドーム2内に設置されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an astronomical image capturing system 1 which is an embodiment of the present invention. The astronomical telescope 3 includes an equatorial mount 10, a cooled CCD camera 11,
Equipped with a boundary cylinder and a stand. The astronomical telescope 3 is usually installed in the astronomical observation dome 2.

【0017】天体観測ドームは動力により回転する構造
となっている。また、屋根には天体観測用のスリットが
あり、天体観測はこのスリットを通して行われる。スリ
ットは動力により開閉する構造となっている。
The astronomical observation dome has a structure that rotates by power. There is a slit for astronomical observation on the roof, and astronomical observation is performed through this slit. The slit has a structure that opens and closes by power.

【0018】天体望遠鏡3は、赤道儀10の赤経駆動部
と赤緯駆動部とにより、補足する天体の方向に動く。図
1に示すクライアントコンピュータ21は、例えばイン
ターネットのようなオープンなネットワークを介して、
天体撮像命令の受付、撮像した画像の配信等の機能を備
えた天体観測サーバ14と接続している。天体観測サー
バ14は天体観測ドーム2内のネットワークによりドー
ム開閉制御装置12、天体望遠鏡制御装置13と接続
し、これらに制御命令を与えている。
The astronomical telescope 3 moves in the direction of the supplementary celestial body by the RA and declination drives of the equatorial mount 10. The client computer 21 shown in FIG. 1 is connected via an open network such as the Internet,
It is connected to the astronomical observation server 14 having functions such as acceptance of astronomical imaging commands and distribution of captured images. The astronomical observation server 14 is connected to the dome opening / closing control device 12 and the astronomical telescope control device 13 through the network in the astronomical observation dome 2, and gives control commands to these.

【0019】図1に示す天体撮像システムでは、クライ
アントコンピュータ21から天体望遠鏡3を制御して天
体を撮像することができる。クライアントコンピュータ
21が天体観測サーバ14にアクセスすると、クライア
ントコンピュータ21のモニターには、ウェブ・ブラウ
ザにより全天星図が表示される。
In the astronomical image pickup system shown in FIG. 1, the astronomical telescope 3 can be controlled from the client computer 21 to image the astronomical object. When the client computer 21 accesses the astronomical observation server 14, the all-astronomical map is displayed on the monitor of the client computer 21 by the web browser.

【0020】図2はクライアントコンピュータ21のモ
ニター上に表示された天体観測メニューの一例を示した
ものである。ユーザは、モニター上に再現された全天星
図から、観測しようとする天体をマウスでクリックする
ことにより天体を選択する。天体の指定はプルダウンメ
ニューから選択してもよい。
FIG. 2 shows an example of the astronomical observation menu displayed on the monitor of the client computer 21. The user selects an celestial object from the all-astronomical map reproduced on the monitor by clicking the celestial object to be observed with the mouse. You can select the celestial object from the pull-down menu.

【0021】図3は天体撮像予約のフローチャートを示
したものである。天体の選択と天体を撮像する日時を入
力(S1)すると、モニター上で指定した天体のXY座
標は、天体観測サーバ14において天体の赤緯・赤経デ
ータに変換される(S2)。
FIG. 3 is a flow chart of the celestial object imaging reservation. When the celestial body is selected and the date and time when the celestial body is imaged are input (S1), the XY coordinates of the celestial body designated on the monitor are converted into declination / right longitude data of the celestial body in the celestial body observation server 14 (S2).

【0022】XY座標から赤緯・赤経データへの変換
は、正距円筒図法を用いた式、x=(α−α0)+A
y=(δ−δ0)+B、又は正距方位図法を用いた
式、x=C(π/2−δ)COS(α−α0)+D y
=E(π/2−δ)SIN(α−α0)+F により行
われる(S2)。式中、αは恒星の赤経、δは恒星の赤
緯であり、α0はモニター上の星図の中心の赤経に相当
する値であり、δ0はモニター上の星図の中心赤緯に相
当する値である。
The conversion from XY coordinates to declination / right ascension data is performed using the equirectangular cylindrical projection method, x = (α-α 0 ) + A
y = (δ−δ 0 ) + B, or an equation using the equirectangular projection, x = C (π / 2−δ) COS (α−α 0 ) + D y
= E (π / 2−δ) SIN (α−α 0 ) + F (S2). In the formula, α is the star's right longitude, δ is the star's declination, α 0 is the value corresponding to the center of the star chart on the monitor, and δ 0 is the center declination of the star chart on the monitor. It is a corresponding value.

【0023】座標変換が完了すると、撮像対象である天
体と撮像日時の確認が行われ(S3)、間違いが無けれ
ば観測日時、観測目的、観測者の氏名等を入力し、天体
の撮像の予約が完了する(S4)。
When the coordinate conversion is completed, the celestial object to be imaged and the imaging date and time are confirmed (S3). If there is no mistake, the observation date and time, the observation purpose, the name of the observer, etc. are input and the imaging of the celestial object is reserved. Is completed (S4).

【0024】天体観測サーバ14は、クライアントコン
ピュータ21が指示した撮像対象である天体の赤緯・赤
経データに基づいて、天体望遠鏡13をその天体を捕捉
する方向に動かす。また、これに併せてドーム開閉制御
装置12によりドームのスリットを天体望遠鏡の方向に
合致するように動かす。
The astronomical observing server 14 moves the astronomical telescope 13 in a direction to capture the celestial body, based on the declination / right longitude data of the celestial body which is the object of imaging designated by the client computer 21. Along with this, the dome opening / closing control device 12 moves the slit of the dome so as to match the direction of the astronomical telescope.

【00025】天体の撮像時に撮像対象である天体が画
像の中心にくることはほとんどなく、画像全体に対し
て、天体像は上下左右あらゆる場所に写る場合が多い。
天体像以外の部分は不要であるため、画像の中心に天体
像がくるようにマッチング処理を行う(S6)。
When the celestial body is imaged, the celestial body to be imaged rarely comes to the center of the image, and the celestial body image is often photographed at all positions in the vertical and horizontal directions with respect to the entire image.
Since parts other than the celestial body image are unnecessary, matching processing is performed so that the celestial body image is located at the center of the image (S6).

【0026】図5はマッチング処理のフローチャートを
示したものである。撮像対象である天体を天体望遠鏡3
が捕捉すると(S20)、その画像を星図と照合する
(S21)。次に画像の中心座標を決定し(S22)、
天体が画像の中心になるように補正値を計算し(S2
3)、補正命令を天体望遠鏡制御装置13に発効し、天
体望遠鏡3を駆動し位置の補正をおこなう(S24)。
FIG. 5 shows a flowchart of the matching process. Astronomical telescope 3
When is captured (S20), the image is compared with the star map (S21). Next, the center coordinates of the image are determined (S22),
The correction value is calculated so that the celestial body is at the center of the image (S2
3), the correction command is issued to the astronomical telescope control device 13, and the astronomical telescope 3 is driven to correct the position (S24).

【0027】図1において、天体望遠鏡3は、冷却CC
Dカメラ11を備える。冷却CCDカメラ11は天体望
遠鏡により捕捉された天体を撮像するカメラである。天
体撮像用のカメラは、本発明の実施の形態では、冷却C
CDカメラを用いる。
In FIG. 1, the astronomical telescope 3 is a cooling CC.
A D camera 11 is provided. The cooled CCD camera 11 is a camera that images the celestial body captured by the astronomical telescope. In the embodiment of the present invention, the camera for astronomical imaging is a cooling C
Use a CD camera.

【0028】CCDカメラは、光を電気信号に変えるこ
とができる電荷結合素子(Charge-Coupled Device)を利
用したものである。天体観測に使われるCCDカメラ
は、淡い光を捉えるため、光から電気への変換効率が高
いことが必要である。
The CCD camera uses a charge-coupled device capable of converting light into an electric signal. A CCD camera used for astronomical observation needs to have high efficiency of conversion from light to electricity in order to capture faint light.

【0029】また、普通の温度で長時間の露出すると、
ノイズが発生して画質が悪くなる。CCD素子を冷却す
ることによりノイズを低減できる。このため冷却CCD
カメラ11を使用する
When exposed at ordinary temperature for a long time,
Noise occurs and the image quality deteriorates. Noise can be reduced by cooling the CCD element. Therefore, cooled CCD
Use camera 11

【0030】冷却CCDカメラ制御装置15は、冷却C
CDカメラ11の露光時間(シャッターの開閉)を制御
する。天体を撮像するには、撮像対象である天体の特性
(天体の種類、等級等)により露光時間を変える必要が
ある。露光時間はノイズの原因の一つである暗電流と密
接に関係する。このため、撮像対象である天体の特性、
露光時間、及び冷却温度は相互に関連する。このことは
明瞭な天体画像を取得するのに多大な時間と専門的な知
識が要求される原因の一つである。
The cooling CCD camera controller 15 is a cooling C
The exposure time (shutter opening / closing) of the CD camera 11 is controlled. To image a celestial body, it is necessary to change the exposure time according to the characteristics of the celestial body that is the imaging target (type of celestial body, class, etc.). The exposure time is closely related to dark current, which is one of the causes of noise. Therefore, the characteristics of the celestial body that is the imaging target,
The exposure time and the cooling temperature are interrelated. This is one of the reasons that a great deal of time and specialized knowledge are required to obtain a clear celestial image.

【0031】冷却CCDカメラ制御装置15により制御
される露光時間は、カメラ制御・画像サーバ16のデー
タベースから取得される。データベースには、天体望遠
鏡3にマウントされる冷却CCDカメラ15の種類毎
に、天体の種類・名称、撮像する日時、ビニングに対応
した最適な露光時間と冷却温度とがデータベース化され
ている。
The exposure time controlled by the cooled CCD camera controller 15 is obtained from the database of the camera control / image server 16. The database stores, for each type of the cooled CCD camera 15 mounted on the astronomical telescope 3, the type and name of the celestial body, the date and time when the image is taken, and the optimum exposure time and cooling temperature corresponding to binning.

【0032】図6は、カメラ制御・画像サーバに備えら
れているデータベース構造の一例を示したものである。
冷却CCDカメラはそれぞれ固体特性がある。このため
冷却CCD毎にデータベースを構成する。図6は、2個
のCCDカメラの例であるがこれに限定されるものでは
ない。
FIG. 6 shows an example of a database structure provided in the camera control / image server.
Each cooled CCD camera has solid characteristics. Therefore, a database is constructed for each cooled CCD. FIG. 6 shows an example of two CCD cameras, but the present invention is not limited to this.

【0033】また、撮像対象である天体の種類、例え
ば、星雲、星団、惑星、撮像する日時等により露光時間
が異なる。従って、これらの組合せに応じたデータベー
ス構造となっている。更に、撮像対象である天体によっ
てはビニングを行う場合もあり、これにも対応できるよ
うになっている。
Further, the exposure time varies depending on the type of celestial object to be imaged, for example, nebula, star cluster, planet, date and time of image pickup, and the like. Therefore, the database structure corresponds to these combinations. Further, binning may be performed depending on the celestial body that is the imaging target, and this can be dealt with.

【0034】図3において、上述したカメラ制御・画像
サーバ16のデータベースにより、冷却CCDカメラ1
1の露光時間等の撮像条件が決定され(S7)、冷却C
CDカメラの冷却が開始される(S8)。所定の温度に
まで冷却され(S9)、撮像時間になると、天体の撮像
が行われる(S10)。
In FIG. 3, the cooled CCD camera 1 is operated by the database of the camera control / image server 16 described above.
The imaging conditions such as the exposure time of 1 are determined (S7), and the cooling C
The cooling of the CD camera is started (S8). The object is cooled to a predetermined temperature (S9), and when the imaging time comes, the celestial object is imaged (S10).

【0035】図4は、撮像した天体画像の補正を行うフ
ローチャートを示したものである。撮像した天体画像は
画像処理(ダーク補正、フラット補正)され(S1
1)、カメラ制御・画像サーバに登録され(S12)、
クライアントコンピュータ21に転送される(S1
3)。 CCDカメラで撮像した画像にはノイズやCC
Dの感度むら、またはレンズに付いたゴミなどに起因す
る不要な成分がある。これを取り除く処理が、画像処理
(S11)におけるダーク補正である。
FIG. 4 shows a flowchart for correcting a captured celestial body image. The captured celestial image is subjected to image processing (dark correction, flat correction) (S1
1) is registered in the camera control / image server (S12),
Transferred to the client computer 21 (S1
3). The image taken by the CCD camera has noise and CC
There is an unnecessary component due to uneven sensitivity of D or dust attached to the lens. The processing for removing this is the dark correction in the image processing (S11).

【0036】一般的に、販売されているCCDカメラは
冷却温度毎にノイズが発生する。このノイズは露出時間
と冷却温度が同じならば同じ出方をする。このノイズを
差し引くために撮影した天体と同じ露出時間、同じ冷却
温度でシャッターを閉じたまま撮影したダークフレーム
をデータベース化する。このような不要な成分を取り除
くことで、撮像した天体画像を明瞭化することができ
る。
In general, a CCD camera sold on the market generates noise at each cooling temperature. This noise will appear the same if the exposure time and cooling temperature are the same. In order to subtract this noise, the dark frames taken with the shutter closed and the same exposure time and the same cooling temperature as the astronomical object taken are made into a database. By removing such unnecessary components, the captured astronomical image can be made clear.

【0037】ダークフレームのデータベース化は、露出
時間と冷却温度でダークノイズの出方が決まるので、こ
の理論から算出してもよい。あるいは、前もって露光時
間、冷却温度を決めてダークフレームをたくさん撮影し
データベース化してもよい。また、CCDカメラは、メ
ーカが異なればノイズの出方が異なる、更に同一メーカ
であってもロットにより異なる。このため、CCDカメ
ラ毎にダークフレーム補正値をデータベース化してお
く。図7は、上述したダーク補正のデータベース構造の
一例を示したものである。
The dark frame database may be calculated from this theory since the way dark noise appears depends on the exposure time and the cooling temperature. Alternatively, the exposure time and cooling temperature may be determined in advance and a large number of dark frames may be photographed and stored in a database. In addition, different CCD cameras produce different noises from different manufacturers, and even the same manufacturer varies from lot to lot. Therefore, a dark frame correction value is stored in a database for each CCD camera. FIG. 7 shows an example of the database structure of the dark correction described above.

【0038】フラット補正とは、感度較正を行う処理で
ある。CCD チップのピクセル間の感度の違いや、ケ
ラレ(周辺減光)によるチップ上の光量の差、波長ごと
の感度差を補正するための処理である。分光観測の場合
は分光標準星(すでにスペクトルのわかっている恒星)
を使ったり、内部光源(ハロゲンランプ)によりフラッ
ト補正のデータベースを構築する。フラット補正は、天
体望遠鏡にマウントするレンズの種類等の光学系全体に
より変わる。図8は、光学系毎のフラット補正値のデー
タベース構造の一例を示したものである。
Flat correction is a process for performing sensitivity calibration. This is a process for correcting the difference in sensitivity between pixels of the CCD chip, the difference in light amount on the chip due to vignetting (peripheral dimming), and the difference in sensitivity for each wavelength. In the case of spectroscopic observation, a spectroscopic standard star (a star whose spectrum is already known)
Or use the internal light source (halogen lamp) to build a flat correction database. The flat correction depends on the entire optical system such as the type of lens mounted on the astronomical telescope. FIG. 8 shows an example of a database structure of flat correction values for each optical system.

【0039】図9は、ダークフレームを使って撮像した
天体画像の補正方法を示したものである。撮像した天体
画像(A)から、撮像条件に合致するダークフレーム画
像(B)をデータベースから抽出し、天体画像(A)か
らダークフレーム画像(B)の引き算を行い補正する。
FIG. 9 shows a method of correcting an astronomical image captured using a dark frame. From the captured celestial body image (A), a dark frame image (B) that matches the photographing condition is extracted from the database, and the celestial body image (A) is subtracted from the dark frame image (B) to correct it.

【0040】図10は、フラットフレームを使って撮像
した天体画像の補正方法を示したものである。撮像した
天体画像(A)から、撮像条件に合致するフラットフレ
ーム画像(C)をデータベースから抽出し、天体画像
(A)からフラットフレーム画像(C)の引き算を行い
補正する。
FIG. 10 shows a method for correcting an astronomical image captured using a flat frame. From the captured celestial body image (A), a flat frame image (C) that matches the photographing condition is extracted from the database, and the flat frame image (C) is subtracted from the celestial body image (A) to correct.

【0041】図11は、冷却CCDカメラ11の露光時
間と温度等を制御する冷却CCDカメラ制御装置15の
ブロック図を示したものである。CCDカメラ制御・画
像サーバ16からの天体撮像命令を制御回路43が受け
付ける。
FIG. 11 is a block diagram of the cooling CCD camera control device 15 for controlling the exposure time, temperature and the like of the cooling CCD camera 11. The control circuit 43 receives a celestial object imaging command from the CCD camera control / image server 16.

【0042】制御回路43は、シャッター31を露光時
間に適合するように開閉制御する。また、ペルチェ素子
34により所定の温度まで、電熱板33を通してCCD
32を冷却する。
The control circuit 43 controls the opening and closing of the shutter 31 so as to match the exposure time. In addition, the Peltier element 34 allows the CCD to pass through the heating plate 33 to a predetermined temperature
Cool 32.

【0043】CCD32により撮像された天体画像は、
AD変換回路41によりデジタルデータに変換され、画
像バッファー42に一旦蓄積された後、カメラ制御・画
像サーバ16に送られる。カメラ制御・画像サーバにお
いて、天体画像は上述した画像処理が行われ、登録され
るととともに、クライアントコンピュータ20に画像転
送される。
The astronomical image captured by the CCD 32 is
After being converted into digital data by the AD conversion circuit 41 and once stored in the image buffer 42, it is sent to the camera control / image server 16. In the camera control / image server, the celestial object image is subjected to the above-described image processing, registered, and transferred to the client computer 20.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0044】以上説明したとおり、本発明によれば、天
文学に関する専門的な知識のない者でも、遠隔地に設置
されている高性能な天体望遠鏡を使って、天体の観測と
明瞭な天体画像の取得することができる。
As described above, according to the present invention, even a person having no specialized knowledge about astronomy can observe astronomical objects and obtain clear astronomical images by using a high-performance astronomical telescope installed at a remote place. Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明である天体撮像・画像配信システムを
示したシステム図。
FIG. 1 is a system diagram showing an astronomical imaging / image distribution system according to the present invention.

【図2】 クライアントコンピュータからサーバにアク
セスしたときに現れる天体観測のトップメニューの例
示。
FIG. 2 is an example of a top menu of astronomical observation that appears when a server is accessed from a client computer.

【図3】 天体撮像予約のフローチャートを示した図。FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of astronomical imaging reservation.

【図4】 撮像した天体の画像処理とクライアントコン
ピュータに画像を転送するフローチャートを示した図。
FIG. 4 is a diagram showing a flowchart of image processing of a captured celestial object and transfer of an image to a client computer.

【図5】 マッチング処理のフローチャートを示した
図。
FIG. 5 is a diagram showing a flowchart of matching processing.

【図6】 カメラ制御・画像サーバに備えられているデ
ータベースの構造の一例を示した図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a structure of a database provided in a camera control / image server.

【図7】 ダーク補正のデータベース構造の一例を示し
た図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a database structure for dark correction.

【図8】 フラット補正のデータベース構造の一例を示
した図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a database structure of flat correction.

【図9】 ダークフレームを使って撮像した天体画像の
補正方法を示した図。
FIG. 9 is a diagram showing a method of correcting an astronomical image captured using a dark frame.

【図10】 フラットフレームを使って撮像した天体画
像の補正方法を示した図。
FIG. 10 is a diagram showing a method of correcting an astronomical image captured using a flat frame.

【図11】 冷却CCDカメラ制御装置15のブロック
図。
FIG. 11 is a block diagram of the cooled CCD camera controller 15.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 天体撮像システム 2 天体ドーム 3 天体望遠鏡 11 冷却CCDカメラ 12 ドーム開閉制御装置 13 天体望遠鏡制御装置 14 天体観測サーバ 15 冷却CCDカメラ制御装置 16 カメラ制御・画像サーバ 20 インターネット 21 クライアントコンピュータ 1 Astronomical imaging system 2 astronomical dome 3 Astronomical telescope 11 Cooled CCD camera 12 Dome opening and closing control device 13 Astronomical telescope control device 14 Astronomical observation server 15 Cooling CCD camera controller 16 Camera control / image server 20 Internet 21 client computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C022 AB17 AB37 AB62 AB65 AC42 AC43 AC69 5C024 AX01 BX04 CX03 CX24 CX27 CX33 CX54 EX26 5C054 CD03 CE16 DA09 HA00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5C022 AB17 AB37 AB62 AB65 AC42                       AC43 AC69                 5C024 AX01 BX04 CX03 CX24 CX27                       CX33 CX54 EX26                 5C054 CD03 CE16 DA09 HA00

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 天体を撮像するCCDカメラを備えた天
体望遠鏡と、前記天体望遠鏡を撮像命令に従って補足す
るように駆動する駆動装置と、前記撮像命令をネットワ
ークを介して受け付け前記駆動装置に送出する手段と、
前記撮像命令により前記CCDカメラが撮像した画像を
蓄積するとともに前記画像を前記撮像命令を発行したコ
ンピュータに送出する手段とを備えた天体撮像・画像配
信システムにおいて、 天体の種類及び/又は名称の識別子と、前記識別子と関
連づけられた前記CCDカメラの露光時間とを蓄積する
データベースを備えたサーバーと、 前記データベースから天体を撮像するときの露光時間を
取得し前記CCDカメラを制御するカメラ制御装置とを
備えたことを特徴とする天体撮像・画像配信システム。
1. An astronomical telescope equipped with a CCD camera for capturing an image of an astronomical object, a drive device for driving the astronomical telescope so as to complement the astronomical telescope according to an imaging command, and the imaging command being accepted via a network and sent to the driving device. Means and
A celestial body image pickup / image distribution system including means for accumulating an image picked up by the CCD camera according to the image pickup command and sending the image to a computer that issued the image pickup command, wherein an identifier of a kind and / or a name of the celestial body And a server having a database that stores the exposure time of the CCD camera associated with the identifier, and a camera control device that controls the CCD camera by acquiring the exposure time when an astronomical object is imaged from the database. An astronomical imaging and image distribution system characterized by being equipped.
【請求項2】 前記サーバは、撮像した天体画像をマッ
チング処理する手段を更に備えたことを特徴とする請求
項1に記載の天体撮像・画像配信システム。
2. The celestial body image pickup / image distribution system according to claim 1, wherein the server further comprises means for performing a matching process on the photographed celestial body image.
【請求項3】 前記データベースは、撮像した天体画像
のフラット補正を行うための補正値を含むフラット補正
管理テーブルを備えたことを特徴とする請求項1又は請
求項2のいずれか1項に記載の天体撮像・画像配信シス
テム。
3. The database according to claim 1, wherein the database includes a flat correction management table including a correction value for performing flat correction of a captured celestial image. Celestial body imaging and image distribution system.
【請求項4】 前記データベースは、撮像した天体画像
のダーク補正を行うときの補正値を含むダーク補正管理
テーブルを備えたことを特徴とする請求項1から請求項
3のいずれか1項に記載の天体撮像・画像配信システ
ム。
4. The database according to claim 1, further comprising a dark correction management table including a correction value when performing dark correction on a captured celestial image. Celestial body imaging and image distribution system.
【請求項5】 前記CCDカメラは冷却CCDカメラで
あることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか
1項に記載の天体撮像・画像配信システム。
5. The astronomical imaging / image distribution system according to claim 1, wherein the CCD camera is a cooled CCD camera.
【請求項6】 前記サーバは、天体画像をフラット補
正、及び/又はダーク補正の手段を備えたことを特徴と
する請求項1から請求項5のいずれかに記載の天体撮像
システム。
6. The astronomical imaging system according to claim 1, wherein the server includes means for flat correction and / or dark correction of the astronomical image.
【請求項7】ネットワークを介して接続しているコンピ
ュータからの天体撮像命令を受付け、冷却CCDカメラ
を備えた天体望遠鏡を前記撮像命令の天体が導入できる
ように駆動し、前記天体を撮像し、該撮像した天体画像
をネットワークを介して前記コンピュータに送出する天
体撮像・画像配信方法であって、 前記冷却CCDカメラの露光時間が天体の種類及び/又
は名称の識別子と関連づけて蓄積されているデータベー
スから、天体撮像時の露光時間を取得し、 前記冷却CCDカメラにより前記天体を撮像し、 前記天体望遠鏡にマウントされるレンズの光学系の特性
に起因する画像の不均一性を補正するフラット補正の補
正値と、前記CCDカメラの素子欠陥及び/又は暗電流
に起因するノイズを補正するダーク補正の補正値とが蓄
積されているデータベースから、フラット補正及び/又
はダーク補正の補正値を取得し、前記補正値により撮像
した天体画像を補正し、 前記コンピュータに前記補正された天体画像を送出する
ことを特徴とする天体撮像・画像配信方法。
7. An astronomical imaging command from a computer connected via a network is received, an astronomical telescope equipped with a cooling CCD camera is driven so that the astronomical object of the imaging command can be introduced, and the astronomical object is imaged. A celestial body imaging / image distribution method for sending the photographed celestial body image to the computer via a network, wherein a database in which the exposure time of the cooling CCD camera is accumulated in association with the celestial body type and / or name identifier From the above, the exposure time at the time of celestial body imaging is acquired, the celestial body is imaged by the cooled CCD camera, and the flatness correction for correcting the nonuniformity of the image due to the characteristics of the optical system of the lens mounted on the astronomical telescope is performed. Accumulation of a correction value and a correction value of dark correction for correcting noise caused by a defect in the CCD camera and / or dark current A correction value for flat correction and / or dark correction is acquired from a stored database, the captured celestial image is corrected with the correction value, and the corrected celestial image is sent to the computer. Imaging and image distribution method.
【請求項8】 前記コンピュータにおける撮像天体の指
定は、前記コンピュータのモニター上にウェブブラウザ
により再現された全天星図から所望の天体をXY座標値
として指定し、 前記天体の導入は、前記XY座標値を正距円筒図法及び
/又は正距方位図法により赤緯・赤経データに変換し行
うものであることを特徴とする請求項7に記載の天体撮
像・画像配信方法。
8. The designation of the imaged celestial body in the computer is performed by designating a desired celestial body as an XY coordinate value from an all-astronomical chart reproduced by a web browser on a monitor of the computer, and the introduction of the celestial body is performed in the XY coordinate system. 8. The celestial body image pickup / image distribution method according to claim 7, wherein the value is converted into declination / right ascension data by an equirectangular projection and / or an equidistant azimuth projection.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100454079C (en) * 2007-02-09 2009-01-21 南京中科天文仪器有限公司 Astronomical telescope video CCD automatic guiding method
US8447071B2 (en) 2010-05-25 2013-05-21 Pentax Ricoh Imaging Company, Ltd. Method of automatically tracking and photographing celestial objects and photographic apparatus employing this method
JP2016145943A (en) * 2015-02-09 2016-08-12 キヤノン株式会社 Focus adjustment apparatus, imaging apparatus, control methods for such apparatuses, and program
CN112788237A (en) * 2020-12-30 2021-05-11 成都星时代宇航科技有限公司 Celestial body shooting method and device, satellite and computer readable storage medium

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