JP2016102914A - Astronomical object imaging device, astronomical telescope controller, and astronomical telescope control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an astronomical object imaging device which can introduce astronomical objects and improve tracking accuracy.SOLUTION: An astronomical object imaging device has: a telescope lens-barrel 1; a frame 2 supporting the telescope lens-barrel so that it can rotate around two axes, a first axis 3 and a second axis 4; a first motor 32 generating a driving force that rotates the telescope lens-barrel around the first axis; a second motor 42 generating a driving force that rotates the telescope lens-barrel around the second axis; a first driving force transmission mechanism which transmits the driving force generated by the first motor to the first axis; a second driving force transmission mechanism which transmits the driving force generated by the second motor to the second axis; a beam splitter which splits light made incident by an objective lens provided for the telescope lens-barrel into first light and second light different in wavelength; imaging means which exposes the first light for a prescribed time and images it; an image sensor 11 which receives the second light and converts it into astronomical information; and a control part 5 which controls at least either the first motor or the second motor on the basis of the converted astronomical information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、天体望遠鏡制御技術及び天体撮像技術に関し、特に、天体望遠鏡の視野内への目標天体の導入する技術や天体を自動追尾する技術に関するものである。   The present invention relates to an astronomical telescope control technique and an astronomical imaging technique, and more particularly to a technique for introducing a target celestial body into the field of view of an astronomical telescope and a technique for automatically tracking an astronomical object.

望遠鏡による天体の撮像には、冷却CCDが広く使用されている。冷却CCDによる撮像では、長時間にわたって目標天体からの光を蓄積できるため、暗い天体でも明るい画像を得ることができるという利点があるが、その反面、望遠鏡を天体の日周運動に合わせて追尾(ガイド)する必要がある。この天体の追尾を行うための天体望遠鏡架台としては、一般に、赤道儀と経緯台と大きく2種類がある。   A cooled CCD is widely used for imaging a celestial body with a telescope. Imaging with a cooled CCD can accumulate light from the target celestial object over a long period of time, so there is an advantage that a bright image can be obtained even with a dark celestial object, but on the other hand, tracking the telescope according to the diurnal motion of the celestial object ( Need to guide). There are generally two types of astronomical telescope mounts for tracking this celestial body: an equatorial mount and a pedestal.

ここで、図6を参照して従来の赤道儀を例に説明をする。赤道儀は、目標天体の日周運動に合わせて追尾できるように、地球の地軸に平行になるように設置される赤経軸3(極軸)回りに赤経方向に天体望遠鏡を回転する機構と、赤経軸3に垂直な赤緯軸4回りに赤緯方向に天体望遠鏡を回転する機構とを備える。具体的には、赤経軸3及び赤緯軸4には、各軸の回転角度を検出するための赤経軸エンコーダ35及び赤緯軸エンコーダ45が設けられており、コントローラー8は、赤経軸エンコーダ35や赤緯軸エンコーダ45で検出される回転角度に基づき、パルスジェネレータ34、44、モータードライバ33、43、モーター32、42、駆動力伝達機構31、41を介して天体望遠鏡が向いている赤経及び赤緯上の位置をコントロールする。   Here, a conventional equator will be described as an example with reference to FIG. The equatorial mount is a mechanism that rotates the celestial telescope in the celestial direction around the celestial axis 3 (polar axis) installed parallel to the earth's earth axis so that it can be tracked according to the diurnal movement of the target celestial body. And a mechanism for rotating the astronomical telescope in the declination direction about the declination axis 4 perpendicular to the ecliptic axis 3. Specifically, the ecliptic axis 3 and the declination axis 4 are provided with an ecliptic axis encoder 35 and a declination axis encoder 45 for detecting the rotation angle of each axis. Based on the rotation angle detected by the axis encoder 35 and the declination axis encoder 45, the astronomical telescope faces through the pulse generators 34, 44, the motor drivers 33, 43, the motors 32, 42, and the driving force transmission mechanisms 31, 41. Controls the position of the longitude and declination.

赤道儀を用いて、天体の撮像を行う場合、まず、目標天体を望遠鏡の視野内に導入する。近年は、目標天体の導入を自動で行う自動導入機能が、アマチュア向けの小形の望遠鏡架台にも装備されるようになってきている。ここで、目標天体の自動導入機能とは、マイクロコンピュータ等により目標とする天体の座標の取得・計算を行い、その方向に自動的に天体望遠鏡を向ける機能である。   When imaging an celestial object using the equatorial mount, first, the target celestial object is introduced into the field of view of the telescope. In recent years, an automatic introduction function for automatically introducing a target celestial body has been provided in a small telescope mount for amateurs. Here, the automatic introduction function of the target celestial body is a function that obtains and calculates the coordinates of the target celestial object using a microcomputer or the like and automatically points the astronomical telescope in that direction.

次に、目標天体を望遠鏡の視野内に導入した後、天体の撮像中、目標天体の日周運動に合わせて望遠鏡の向きを追尾(ガイド)させる。この天体の追尾(ガイド)の方法としては、ガイド星を用いない方法、又はガイド星を用いる方法があり、後者としては手動ガイドや自動追尾等が知られている。   Next, after the target celestial body is introduced into the field of view of the telescope, the direction of the telescope is tracked (guided) according to the diurnal motion of the target celestial body during imaging of the celestial body. As a method of tracking (guide) of this celestial body, there are a method that does not use a guide star or a method that uses a guide star. As the latter, manual guide, automatic tracking, and the like are known.

ガイド星を用いない方法では、望遠鏡に目標天体を導入した後、撮像時に赤経軸のみを自動駆動して撮像を続行するものであるが、極軸をかなり正確に合わせた場合であっても、望遠鏡視野内で天体がずれる現象(追尾誤差)を避け難く、長時間に及ぶ撮像では画質の低下を避けられない。   In the method that does not use the guide star, after the target celestial body is introduced into the telescope, only the red meridian axis is automatically driven at the time of imaging, but even if the polar axis is aligned fairly accurately, In addition, it is difficult to avoid the phenomenon (tracking error) that the celestial body is shifted in the telescope field of view, and it is unavoidable that the image quality is deteriorated in imaging for a long time.

他方、ガイド星を用いる方法のうち、手動追尾としては、撮像する天体の近くにある明るい星をガイド星として利用することが行われる。具体的には、ガイド星を撮像するための副望遠鏡鏡筒を赤道儀にマウントし、副望遠鏡鏡筒に十字線付のアイピース等を取り付け、この十字線の中心からガイド星がずれないように、赤経軸及び赤緯軸の駆動調節を手動で行うものである。このガイド方法では、撮像者が天体望遠鏡から離れることが困難であり、撮像者の負担が大きい。   On the other hand, among the methods using guide stars, as manual tracking, a bright star near the object to be imaged is used as a guide star. Specifically, a sub-telescope barrel for imaging the guide star is mounted on the equator, and an eyepiece with a crosshair is attached to the sub-telescope barrel so that the guide star does not deviate from the center of the crosshair. The drive adjustment of the red meridian axis and the declination axis is performed manually. With this guide method, it is difficult for the imager to leave the astronomical telescope, and the burden on the imager is great.

この負担を軽減するものとして、副望遠鏡鏡筒を利用した自動追尾システムが利用されている。即ち、図6に示すとおり、副望遠鏡鏡筒7にオートガイドCCD71を取り付け、オートガイドCCD71でガイド星を撮像する。コントローラー8は、オートガイドCCD71で撮像されたガイド星の情報に基づいて、パルスジェネレータ34、44、モータードライバ33、43、各モーター32、42、駆動力伝達機構31、41を通じて、赤経軸3及び赤緯軸4の自動調節を行う。   In order to reduce this burden, an automatic tracking system using a sub-telescope barrel is used. That is, as shown in FIG. 6, an auto guide CCD 71 is attached to the sub telescope barrel 7, and a guide star is imaged by the auto guide CCD 71. Based on the information of the guide star imaged by the auto guide CCD 71, the controller 8 passes the red meridian axis 3 through the pulse generators 34, 44, the motor drivers 33, 43, the motors 32, 42, and the driving force transmission mechanisms 31, 41. And the declination axis 4 is automatically adjusted.

この方法は、副望遠鏡鏡筒7にオートガイドCCD71を設置してガイド星のズレを検出し、その検出信号に基づいて、駆動回路を制御しようとするものである。具体的には、目標天体自体やその近傍にある1個または複数個の明るい星が、ガイド星として選定され、天体望遠鏡に入射する光による画像がオートガイドCCD71で撮像される。オートガイドCCD71による映像において、ガイド星が常に所定の基準位置にあるように主望遠鏡鏡筒6が駆動されれば、その結果として、追尾誤差が低減するという考えに基づくものである。   In this method, an automatic guide CCD 71 is installed in the sub-telescope barrel 7 to detect the deviation of the guide star and to control the drive circuit based on the detection signal. Specifically, one or more bright stars in the vicinity of the target celestial body itself or in the vicinity thereof are selected as guide stars, and an image of light incident on the celestial telescope is captured by the auto guide CCD 71. This is based on the idea that if the main telescope barrel 6 is driven so that the guide star is always at a predetermined reference position in the image by the auto guide CCD 71, the tracking error is reduced as a result.

特開平8−292376号公報JP-A-8-292376 特開2000−305024号公報JP 2000-305024 A

しかし、更に精度の高い自動導入システムや自動追尾システムが求められている。例えば、これまでの副望遠鏡を用いた自動追尾システムでは、副望遠鏡の視野内においてガイド星が常に所定の基準位置にあるように主望遠鏡を駆動することができたとしても追尾誤差を生じることが有った。また、主望遠鏡には視野内での位置を示すためのスケール等を設けることは難しいと考えられてきた。   However, there is a need for an automatic introduction system and an automatic tracking system with higher accuracy. For example, in an automatic tracking system using a sub-telescope so far, a tracking error may occur even if the main telescope can be driven so that the guide star is always at a predetermined reference position within the field of view of the sub-telescope. There was. In addition, it has been considered difficult to provide a scale or the like for indicating the position in the visual field in the main telescope.

したがって、本発明の目的は、天体の導入や追尾の精度を高めることができる天体望遠鏡制御装置や天体望遠鏡制御方法を提供することにある。その他の本発明の目的は、本明細書の記載から明らかになる。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an astronomical telescope control device and an astronomical telescope control method capable of improving the accuracy of introduction and tracking of astronomical objects. Other objects of the present invention will become clear from the description of the present specification.

上記課題を解決するために、請求項1の発明は、望遠鏡鏡筒と、第1軸及び第2軸の2軸回りに回転可能に前記望遠鏡鏡筒を支持する架台と、前記第1軸回りに前記望遠鏡鏡筒を回転させる駆動力を発生させる第1モーターと、前記第2軸回りに前記望遠鏡鏡筒を回転させる駆動力を発生させる第2モーターと、前記第1モーターによって発生させられた駆動力を前記第1軸に伝達させる第1駆動力伝達機構と、前記第2モーターによって発生させされた駆動力を前記第2軸に伝達させる第2駆動力伝達機構と、前記望遠鏡鏡筒が備える対物レンズから入射した光を、波長の異なる第1光と第2光とに分岐するビームスプリッタと、前記第1光を所定時間露光して撮像する撮像手段と、前記第2光を受光して天体情報に変換するイメージセンサと、前記変換された天体情報に基づいて前記第1モーター及び前記2モーターの少なくともいずれか一方を制御する制御部と、を有する天体撮像装置とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 includes a telescope barrel, a pedestal that supports the telescope barrel so as to be rotatable about two axes of a first axis and a second axis, and about the first axis. Generated by a first motor for generating a driving force for rotating the telescope barrel, a second motor for generating a driving force for rotating the telescope barrel about the second axis, and the first motor. A first driving force transmission mechanism for transmitting a driving force to the first shaft; a second driving force transmission mechanism for transmitting a driving force generated by the second motor to the second shaft; and the telescope barrel. A beam splitter that branches light incident from an objective lens into first light and second light having different wavelengths, an imaging unit that exposes the first light for a predetermined time, and receives the second light. Image center to convert to astronomical information When, the celestial body image pickup apparatus and a control unit for controlling at least one of said first motor and the two motors on the basis of the converted celestial information.

請求項2の発明は、請求項1に記載した天体撮像装置であって、前記撮像手段は、冷却CCDである。   A second aspect of the present invention is the astronomical imaging device according to the first aspect, wherein the imaging means is a cooled CCD.

請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載した天体撮像装置であって、前記第1光は当該ビームスプリッタを透過し、前記第2光は当該ビームスプリッタで分岐される。   The invention according to claim 3 is the astronomical imaging device according to claim 1 or 2, wherein the first light is transmitted through the beam splitter, and the second light is branched by the beam splitter.

本発明によれば、天体の導入や追尾の精度を高めることができる。   According to the present invention, the accuracy of introduction and tracking of celestial bodies can be increased.

本発明の第1実施形態の天体撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the astronomical imaging device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の天体望遠鏡の光学系のブロック構成図である。It is a block block diagram of the optical system of the astronomical telescope of 1st Embodiment of this invention. コントローラー5の構成概略図である。3 is a schematic configuration diagram of a controller 5. FIG. 本発明の第1実施形態の天体望遠鏡の導入の動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure of introduction of the astronomical telescope of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の天体望遠鏡の撮像・追尾開始後の動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure after the imaging and tracking start of the astronomical telescope of 1st Embodiment of this invention. 従来の天体撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional astronomical imaging device.

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。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。また、この実施例に記載されている各構成手段は、あくまでも例示であり、特に明示的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. Further, each constituent means described in this embodiment is merely an example, and is not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified.

〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態の天体望遠鏡の概略構成図である。
1は望遠鏡鏡筒、11は望遠鏡鏡筒1に取り付けられたオートガイドCCD、5はコントローラーである。
赤経軸3、赤緯軸4、駆動伝達機構31、41、モーター32、42、モータードライバ33、43、パルスジェネレータ34、44、エンコーダ35、45は、従来(図6参照)と同様のものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an astronomical telescope according to a first embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 denotes a telescope barrel, 11 denotes an auto guide CCD attached to the telescope barrel 1, and 5 denotes a controller.
Ascension axis 3, declination axis 4, drive transmission mechanisms 31, 41, motors 32, 42, motor drivers 33, 43, pulse generators 34, 44, and encoders 35, 45 are the same as in the prior art (see FIG. 6). It is.

図2は、望遠鏡鏡筒1の光学系のブロック構成図である。101は対物光学系を構成する対物レンズ、102はビームスプリッタ、103は冷却CCDである。11は、図1のオートガイドCCD11に対応するものである。   FIG. 2 is a block diagram of the optical system of the telescope barrel 1. Reference numeral 101 denotes an objective lens constituting the objective optical system, 102 denotes a beam splitter, and 103 denotes a cooling CCD. 11 corresponds to the auto guide CCD 11 of FIG.

対物レンズ101は、ここから天体の光が望遠鏡鏡筒1の内部に入射するものである。
ビームスプリッタ102は、対物レンズ101から入射した光を、波長の異なる光に分岐するビームスプリッタとする。例えば、可視光は透過し赤外線は分岐されるものとする。ただし、透過する光の波長の領域は、可視領域の他に、赤外領域、紫外領域、X線領域又はこれらの組み合わせ等であってもよく、分岐される光の波長の領域は、透過光の波長の領域と異なるものであれば、赤外領域の他に、可視領域、紫外領域、X線領域又はこれらの組み合わせ等であっても良い。
The objective lens 101 is for the astronomical light to enter the telescope barrel 1 from here.
The beam splitter 102 is a beam splitter that branches light incident from the objective lens 101 into light having different wavelengths. For example, it is assumed that visible light is transmitted and infrared light is branched. However, the wavelength region of the transmitted light may be an infrared region, an ultraviolet region, an X-ray region, or a combination thereof in addition to the visible region, and the wavelength region of the branched light may be transmitted light. In addition to the infrared region, the visible region, the ultraviolet region, the X-ray region, or a combination thereof may be used as long as they are different from the wavelength region.

冷却CCD103は、天体の光を所定時間露光して撮像するものである。冷却CCD103の他に、天体の光を所定時間露光するデジタルカメラ等であってもよい。これにより、目標天体の光量が小さいものであっても撮像することができる。ここでは、例えば一般的に多く用いられている可視光撮像用のものとする。図2に示す通り、ビームスプリッタ102を透過した可視光は、冷却CCD103で受光される。上述のとおり、例えばビームスプリッタ102を可視光を透過するものとすれば、ビームスプリッタ102での可視光の光量の減少を抑えることができる。したがって、冷却CCD103で受光される可視光の光量の減少を抑えることができるものである。なお、ビームスプリッタ102を透過する光の波長の種類に応じて、冷却CCDとして、可視光撮像用の他に、赤外線撮像用、紫外線撮像用、X線撮像用又はこれらの組み合わせ等を用いることができる。   The cooling CCD 103 is an image obtained by exposing the light of the celestial body for a predetermined time. In addition to the cooling CCD 103, a digital camera or the like that exposes astronomical light for a predetermined time may be used. Thereby, even if the light quantity of a target celestial body is small, it can image. In this case, for example, it is generally used for visible light imaging. As shown in FIG. 2, the visible light transmitted through the beam splitter 102 is received by the cooling CCD 103. As described above, for example, if the beam splitter 102 transmits visible light, a decrease in the amount of visible light in the beam splitter 102 can be suppressed. Therefore, a decrease in the amount of visible light received by the cooling CCD 103 can be suppressed. Note that depending on the type of wavelength of light transmitted through the beam splitter 102, as a cooling CCD, in addition to visible light imaging, infrared imaging, ultraviolet imaging, X-ray imaging, or a combination thereof may be used. it can.

オートガイドCCD11は、ビームスプリッタ102で分岐した赤外線を受光する赤外線用CCDイメージセンサを備えている。上述のとおり、例えばビームスプリッタ102を赤外線を分岐するものとすれば、オートガイドCCD11で受光される光量の減量を抑えることができる。なお、ビームスプリッタ102で分岐される光の波長の領域が、赤外領域ではなく、可視領域、紫外領域、X領域又はこれらの組み合わせ等であるときは、オートガイドCCD11の備えるCCDイメージセンサとして、可視光用、紫外線用、X線用又はこれらの組み合わせ等を用いることができる。   The auto guide CCD 11 includes an infrared CCD image sensor that receives infrared rays branched by the beam splitter 102. As described above, for example, if the beam splitter 102 branches the infrared rays, the amount of light received by the auto guide CCD 11 can be reduced. When the wavelength region of the light branched by the beam splitter 102 is not the infrared region but the visible region, the ultraviolet region, the X region, or a combination thereof, as a CCD image sensor provided in the auto guide CCD 11, For visible light, for ultraviolet light, for X-rays, or a combination thereof can be used.

図3は、コントローラー5の構成概略図である。
コントローラー5は、赤経軸エンコーダ35、赤緯軸エンコーダ45により検出された各回転角度の情報が入力される赤経軸情報入力手段501、赤緯軸情報入力手段502、パルスジェネレータ34、44に対して指示情報を出力する指示情報出力手段503、オートガイドCCD11にて撮像された天体情報が入力される撮像天体情報入力手段504、目標天体近辺の星表(恒星目録)に関する情報を保持する星表情報保持手段505、撮像された天体情報からガイド星を選定するガイド星選定保持手段506、選定されたガイド星についてオートガイドCCD11上の画素(ピクセル)の重心を算出するガイド星重心算出手段507、指示情報の修正値を算出する修正指示情報算出手段508、目標天体に関する情報(位置情報や天体名称等)やその他情報を外部の操作部(図は省略)と入出力する外部通信手段509、その他CPU等(図は省略)を備えている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the controller 5.
The controller 5 is connected to the ecliptic axis information input means 501, the declination axis information input means 502, and the pulse generators 34 and 44 to which the information of the respective rotation angles detected by the ecliptic axis encoder 35 and the declination axis encoder 45 is input. Instruction information output means 503 for outputting instruction information, imaging celestial information input means 504 to which celestial information imaged by the auto guide CCD 11 is inputted, and a star holding information relating to a star catalog (a star catalog) near the target celestial body Table information holding means 505, guide star selection holding means 506 for selecting a guide star from the captured celestial information, and guide star centroid calculating means 507 for calculating the centroid of the pixel on the auto guide CCD 11 for the selected guide star. , Correction instruction information calculation means 508 for calculating the correction value of the instruction information, information on the target celestial body (position information and celestial body Referred etc.) or other information outside of the operation unit (Fig includes an external communication unit 509 for inputting and outputting the drawing), the other CPU or the like (figure is omitted).

なお、星表情報保持手段505は、外部通信手段509を介して入力された目標天体近辺の星表情報を一時的に保持するものとする。ただし、星表情報保持手段505に既成の星表ライブラリーを不揮発的に保持させて、コントローラー5が目標天体近辺の星表情報を算出できるように構成しても良い。また、この星表情報保持手段505を用いる代わりに、外部の操作部等で目標天体近辺の星表情報を算出するのみならず、その星表情報の保存も行い、外部通信手段509を介してその保存された天体情報をコントローラー5に入力するように構成しても良い。   Note that the star catalog information holding unit 505 temporarily holds the star catalog information in the vicinity of the target celestial body input via the external communication unit 509. However, the star list information holding unit 505 may be configured to store the existing star list library in a nonvolatile manner so that the controller 5 can calculate the star list information around the target celestial body. Further, instead of using this star catalog information holding means 505, not only the star catalog information in the vicinity of the target celestial body is calculated by an external operation unit or the like, but also the star catalog information is stored, via the external communication means 509. The stored astronomical information may be input to the controller 5.

次に、本実施形態の天体望遠鏡の動作について説明をする。
図4は、本天体望遠鏡の導入の動作フローチャート図である。導入が開始されると、外部通信手段509から目標天体の赤経・赤緯情報(目標座標)が外部通信手段509を介してコントローラー5に入力される(ステップS41)。また、目標天体近辺の星表情報が外部の操作部(図は省略)から外部通信手段509に入力され、当該星表情報が星表情報保持手段505に保持される(ステップS42)。
Next, the operation of the astronomical telescope of this embodiment will be described.
FIG. 4 is an operation flowchart for introducing the astronomical telescope. When the introduction is started, the longitude and declination information (target coordinates) of the target celestial body is input from the external communication unit 509 to the controller 5 via the external communication unit 509 (step S41). Further, star list information around the target celestial body is input to the external communication means 509 from an external operation unit (not shown), and the star list information is held in the star list information holding means 505 (step S42).

次に、コントローラー5は、入力された目標座標の方向に望遠鏡鏡筒1を向かわせるべく、指示情報出力手段503からパルスジェネレータ34、44に対して導入指示情報を出力する。これによりモータードライバ33、43はモーター32、42を駆動し、その駆動力が駆動力伝達機構31、41を介して赤経軸3、赤緯軸4に伝達される(ステップS43)。なお、この際、コントローラー5は、赤道儀の直角誤差や据付誤差に起因する修正データに基づいて、修正指示情報算出手段508が目標座標を修正するように構成しても良い。   Next, the controller 5 outputs introduction instruction information from the instruction information output means 503 to the pulse generators 34 and 44 so that the telescope barrel 1 is directed in the direction of the input target coordinates. Thereby, the motor drivers 33 and 43 drive the motors 32 and 42, and the driving force is transmitted to the ecliptic axis 3 and the declination axis 4 via the driving force transmission mechanisms 31 and 41 (step S43). At this time, the controller 5 may be configured such that the correction instruction information calculation means 508 corrects the target coordinates based on correction data resulting from a right angle error or an installation error of the equator.

続いて、オートガイドCCD11にて撮像された天体の情報が撮像情報入力手段504からコントローラー5に入力される(ステップS44)。この撮像された天体の情報は、図2に示す通り、対物レンズ101から入射してビームスプリッタ102で分岐された赤外線が、オートガイドCCD11で電子化されものである。   Subsequently, the information of the celestial body imaged by the auto guide CCD 11 is input from the imaging information input means 504 to the controller 5 (step S44). As shown in FIG. 2, the imaged information of the celestial body is obtained by digitizing the infrared light incident from the objective lens 101 and branched by the beam splitter 102 by the auto guide CCD 11.

続いて、修正指示情報算出手段508は、オートガイドCCD11により撮像された天体情報と星表情報保持手段505に保持される目標天体近辺の星表情報とを比較して、ズレの有無を判断する(ステップS45)。両者を比較する方法としては、例えば、天体望遠鏡の視野内の中心に目標天体が来るときの星の配列を星表情報から仮想的に特定し、当該特定された仮想的な星の配列と撮像された天体情報の星の配列とを比較する方法等とする。
両者にズレがあると判断された場合、修正指示情報算出手段508は、そのズレの分(誤差分)だけ天体望遠鏡の向きを目標天体の方向に向かわせるように指示情報の修正値を算出する(ステップS46)。そして、コントローラー5は、指示情報出力手段からパルスジェネレータ34、44に対して修正された指示情報を出力する(ステップS47)。これにより、モータードライバ33、43、モーター32、42、駆動力伝達機構31、41を介して赤経軸3、赤緯軸4が自動調整される。
Subsequently, the correction instruction information calculation unit 508 compares the astronomical information imaged by the auto guide CCD 11 with the star information in the vicinity of the target celestial body held in the star table information holding unit 505 to determine whether or not there is a deviation. (Step S45). As a method of comparing the two, for example, the star array when the target celestial object comes to the center in the field of view of the astronomical telescope is virtually identified from the star catalog information, and the identified virtual star array and imaging are performed. And a method of comparing the star information of the astronomical information.
When it is determined that there is a difference between the two, the correction instruction information calculation unit 508 calculates a correction value of the instruction information so that the direction of the astronomical telescope is directed toward the target celestial body by the amount of the difference (error). (Step S46). Then, the controller 5 outputs the corrected instruction information to the pulse generators 34 and 44 from the instruction information output means (step S47). Thereby, the ecliptic axis 3 and the declination axis 4 are automatically adjusted via the motor drivers 33 and 43, the motors 32 and 42, and the driving force transmission mechanisms 31 and 41.

コントローラー5は、撮像天体情報と星表情報とにズレが無くなったと判断されるまでは上述の動作を繰り返す(ステップS44らステップS47)。そして、撮像された天体情報と星表情報とにズレが無くなったと判断されたところで、目標天体の導入が終了する。
以上で天体の自動導入が完了する。
The controller 5 repeats the above-described operation until it is determined that there is no difference between the imaging celestial body information and the star catalog information (step S44 to step S47). Then, when it is determined that there is no difference between the imaged celestial body information and the star catalog information, the introduction of the target celestial body ends.
This completes the automatic introduction of celestial bodies.

続いて目標天体の撮像・追尾が開始される。すなわち、対物レンズ101から入射する可視光は、ビームスプリッタ102を透過し、冷却CCD103で所定時間露光されて撮像される。他方、この間、天体の自動追尾が行われる。具体的には、コントローラー5の指示情報出力手段503は、パルスジェネレータ34に対して、赤経軸3の回転速度が天体の日周速度と同じとなるように追尾指示情報を出力する。これにより、モータードライバ33、赤経モーター32及び駆動力伝達機構31を介して赤経軸が駆動され、自動追尾が開始される。   Subsequently, imaging / tracking of the target celestial body is started. That is, visible light incident from the objective lens 101 passes through the beam splitter 102 and is exposed for a predetermined time by the cooling CCD 103 to be imaged. On the other hand, automatic tracking of celestial bodies is performed during this time. Specifically, the instruction information output means 503 of the controller 5 outputs tracking instruction information to the pulse generator 34 so that the rotational speed of the ecliptic axis 3 is the same as the diurnal speed of the celestial body. Accordingly, the red meridian axis is driven via the motor driver 33, the red meridian motor 32, and the driving force transmission mechanism 31, and automatic tracking is started.

図5は、本発明の第1実施形態の天体望遠鏡の撮像・追尾開始後の動作フローチャート図である。撮像・追尾が開始されると、オートガイドCCD11で撮像された天体の情報が、撮像天体情報入力手段からコントローラー5に入力される。この撮像天体情報は、対物レンズ101から入射した赤外線がビームスプリッタ102で分岐してオートガイドCCD11で撮像されるものである。   FIG. 5 is an operation flowchart after the start of imaging and tracking of the astronomical telescope according to the first embodiment of the present invention. When imaging / tracking is started, information on the celestial body imaged by the auto guide CCD 11 is input to the controller 5 from the imaging celestial body information input means. This imaging celestial body information is obtained by the infrared rays incident from the objective lens 101 being branched by the beam splitter 102 and picked up by the auto guide CCD 11.

ガイド星選定保持手段506は、この撮像された天体情報からガイド星を選定する。また、ガイド星重心算出手段507が当該選定されたガイド星の重心の位置を算出し、ガイド星特定保持手段506がその重心位置を保持する(ステップS51)。なお、ガイド星の重心位置は、オートガイドCCD11上の画素(ピクセル)の位置(Xc,Yc)により特定されるものとしてここでは説明を行うが、必ずしもこれに限られない。なお、このガイド星の選定やその重心位置の算出・保持は、自動追尾が開始される前に行うように構成しても良い。   The guide star selection / holding means 506 selects a guide star from the imaged astronomical information. Further, the guide star center of gravity calculating means 507 calculates the position of the center of gravity of the selected guide star, and the guide star specifying and holding means 506 holds the position of the center of gravity (step S51). The center of gravity of the guide star is described here as being specified by the position (Xc, Yc) of the pixel (pixel) on the auto guide CCD 11, but is not necessarily limited thereto. The selection of the guide star and the calculation / maintenance of the position of the center of gravity may be performed before the automatic tracking is started.

目標天体の撮像中、撮像天体情報が撮像天体情報入力手段504からコントローラー5に入力される。ガイド星重心算出手段507は、当該撮像された天体情報内のガイド星の重心の位置を算出する(ステップS52)。   During imaging of the target celestial body, imaging celestial body information is input from the imaging celestial body information input means 504 to the controller 5. The guide star centroid calculating means 507 calculates the position of the centroid of the guide star in the imaged astronomical information (step S52).

修正指示情報算出手段508は、ガイド星選定保持手段507に保持されているガイド星情報の重心位置(Xc,Yc)と撮像された天体のガイド星の重心位置(Xc’,Yc’)にずれがあるか否かを判断する(ステップS53)。   The correction instruction information calculation means 508 shifts to the center of gravity position (Xc, Yc) of the guide star information held in the guide star selection holding means 507 and the center of gravity position (Xc ′, Yc ′) of the imaged celestial guide star. It is determined whether or not there is (step S53).

ガイド星の重心位置にズレがあると判断された場合、修正指示情報算出手段508は、ガイド星の重心位置の誤差分を求め、その誤差分だけ、赤経軸の回転速度を修正するように追尾指示情報を修正する(ステップS54)。コントローラー5は、指示情報出力手段503から、パルスジェネレータ34に対して、修正された追尾指示情報を出力する(ステップS55)。この追尾指示情報に基づいて、パルスジェネレータ34は、修正された発信パルスをモータードライバ33に送信し、これによりモータードライバ33は、当該修正された発信パルスに従って赤経モーター32を駆動し、駆動力伝達機構31を介して赤経軸3が駆動される。   If it is determined that there is a deviation in the center of gravity position of the guide star, the correction instruction information calculation unit 508 calculates an error amount of the center of gravity position of the guide star and corrects the rotational speed of the red meridian axis by the error amount. The tracking instruction information is corrected (step S54). The controller 5 outputs the corrected tracking instruction information to the pulse generator 34 from the instruction information output unit 503 (step S55). Based on this tracking instruction information, the pulse generator 34 transmits the corrected transmission pulse to the motor driver 33, and the motor driver 33 drives the red motor 32 in accordance with the corrected transmission pulse, thereby driving force. The red meridian axis 3 is driven via the transmission mechanism 31.

他方、ズレが生じていないと判断されたときは(ステップS53)、追尾指示情報を修正しない。
コントローラー5は、撮像・追尾を終了するか否かを判断し、撮像・追尾が終了するまでは上述の動作を繰り返す(ステップS52からステップS56)。
On the other hand, when it is determined that no deviation has occurred (step S53), the tracking instruction information is not corrected.
The controller 5 determines whether or not to complete the imaging / tracking, and repeats the above-described operation until the imaging / tracking is completed (from step S52 to step S56).

〔変形例〕
前述の自動追尾では、赤経軸のみを駆動させる例について説明を行った。このように、通常の赤道儀を用いた自動追尾では、赤経軸のみを駆動させ、赤緯軸は駆動させないものも一般的に用いられている。これは、赤経軸3(極軸)が地球の地軸にしっかりと平行に設置されていれば、赤経軸3(極軸)のみを天体の日周運動に合わせて駆動させれば正確に追尾できるという考えに基づくものである。
[Modification]
In the above-described automatic tracking, an example in which only the red meridian axis is driven has been described. As described above, in automatic tracking using a normal equatorial mount, one that drives only the ecliptic axis and does not drive the declination axis is generally used. This means that if the red meridian axis 3 (polar axis) is installed in parallel with the earth's earth axis, it is accurate if only the red meridian axis 3 (polar axis) is driven according to the diurnal motion of the celestial body. This is based on the idea that tracking is possible.

しかし、実際の撮像では、赤緯方向にズレが生じることがある。そこで、本発明の天体望遠鏡では、自動追尾の際に、赤経軸のみではなく、赤緯軸も駆動させるように構成しても良い。   However, in actual imaging, a shift may occur in the declination direction. Therefore, the astronomical telescope of the present invention may be configured to drive not only the ecliptic axis but also the declination axis during automatic tracking.

図5を例に説明すると、目標天体の撮像中、ガイド星重心算出手段507が撮像天体情報からガイド星の重心位置(Xc’,Yc’)を算出し(ステップS52)、修正指示情報算出手段508がガイド星選定保持手段507に保持されているガイド星情報の重心位置(Xc,Yc)と撮像された天体のガイド星の重心位置(Xc’,Yc’)にずれがあるか否かを判断する(ステップS53)。   Referring to FIG. 5 as an example, during imaging of the target celestial object, the guide star centroid calculating means 507 calculates the centroid position (Xc ′, Yc ′) of the guide star from the imaging celestial information (step S52), and the correction instruction information calculating means. 508 indicates whether or not there is a difference between the gravity center position (Xc, Yc) of the guide star information held in the guide star selection holding means 507 and the gravity center position (Xc ′, Yc ′) of the imaged celestial guide star. Judgment is made (step S53).

そして、ガイド星の重心位置にズレがあると判断された場合、修正指示情報算出手段508は、ガイド星の重心位置の誤差分を求めて、その誤差分だけ、赤経軸の回転速度の修正に加えて、赤緯軸も回転させるように追尾指示情報を修正する(ステップS54)。コントローラー5は、指示情報出力手段503から、パルスジェネレータ34に加えてパルスジェネレータ44に対しても、修正された追尾指示情報を出力する(ステップS55)。この追尾指示情報に基づいて、パルスジェネレータ34、44は、発信パルスをモータードライバ33、43に送信し、これによりモータードライバ33、43が当該発信パルスに従って赤経モーター32、赤緯モーター42を駆動し、当該駆動力が駆動力伝達機構31、42を介して赤経軸3、経緯軸4に伝達される。   When it is determined that there is a deviation in the center of gravity position of the guide star, the correction instruction information calculation unit 508 calculates an error in the center of gravity position of the guide star and corrects the rotation speed of the red meridian axis by the error. In addition, the tracking instruction information is corrected so as to rotate the declination axis (step S54). The controller 5 outputs the corrected tracking instruction information from the instruction information output means 503 to the pulse generator 44 in addition to the pulse generator 34 (step S55). Based on the tracking instruction information, the pulse generators 34 and 44 transmit transmission pulses to the motor drivers 33 and 43, so that the motor drivers 33 and 43 drive the red longitude motor 32 and the declination motor 42 according to the transmission pulses. The driving force is transmitted to the red meridian axis 3 and the weft axis 4 via the driving force transmission mechanisms 31 and 42.

このような自動追尾が、撮像・追尾が終了するまでは繰り返される(ステップS52からステップS56)。   Such automatic tracking is repeated until imaging / tracking is completed (from step S52 to step S56).

本発明は以上のごとく構成されるが、その要旨を変更しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上述した各ステップは、適宜順番を変えることができる。また、本発明は経緯台にも適用できる。この場合、天体望遠鏡を向ける方向によって得られる画像の東西南北が変化するため回転を考慮した計算を行う必要がある。   Although the present invention is configured as described above, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, the order of the steps described above can be changed as appropriate. In addition, the present invention can be applied to a course table. In this case, since the east, west, north, and south of the image obtained according to the direction in which the astronomical telescope is directed changes, it is necessary to perform calculation in consideration of rotation.

1・・・望遠鏡鏡筒、2・・・赤道儀、3・・・赤経軸、4・・・赤緯軸、5・・・コントローラー、6・・・主望遠鏡鏡筒、7・・・副望遠鏡鏡筒、8・・・コントローラー、11・・・オートガイドCCD、31・41・・・駆動力伝達機構、32・・・赤経モーター、42・・・赤緯モーター、33・43・・・モータードライバ、34・44・・・パルスジェネレータ、101・・・対物レンズ、102・・・ビームスプリッタ、103・・・冷却CCD、501・・・赤経軸情報入力手段、502・・・赤緯軸情報入力手段、503・・・指示情報出力手段、504・・・撮像天体情報入力手段、505・・・星表情報保持手段、506・・・ガイド星選定保持手段、507・・・ガイド星重心算出手段、508・・・修正指示情報算出手段、509・・・外部通信手段

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Telescope barrel, 2 ... Equatorial, 3 ... Red meridian axis, 4 ... Declination axis, 5 ... Controller, 6 ... Main telescope barrel, 7 ... Sub telescope barrel, 8 ... Controller, 11 ... Auto guide CCD, 31/41 ... Driving force transmission mechanism, 32 ... Inclination motor, 42 ... Declination motor, 33/43 ... ..Motor driver, 34.44 ... pulse generator, 101 ... objective lens, 102 ... beam splitter, 103 ... cooling CCD, 501 ... red meridian axis information input means, 502 ... Declination axis information input means, 503 ... Instruction information output means, 504 ... Imaging celestial body information input means, 505 ... Star catalog information holding means, 506 ... Guide star selection holding means, 507 ... Guide star center of gravity calculation means, 508... Correction instruction information Calculating means, 509 ... external communication means

Claims (3)

望遠鏡鏡筒と、
第1軸及び第2軸の2軸回りに回転可能に前記望遠鏡鏡筒を支持する架台と、
前記第1軸回りに前記望遠鏡鏡筒を回転させる駆動力を発生させる第1モーターと、
前記第2軸回りに前記望遠鏡鏡筒を回転させる駆動力を発生させる第2モーターと、
前記第1モーターによって発生させられた駆動力を前記第1軸に伝達させる第1駆動力伝達機構と、
前記第2モーターによって発生させされた駆動力を前記第2軸に伝達させる第2駆動力伝達機構と、
前記望遠鏡鏡筒が備える対物レンズから入射した光を、波長の異なる第1光と第2光とに分岐するビームスプリッタと、
前記第1光を所定時間露光して撮像する撮像手段と、
前記第2光を受光して天体情報に変換するイメージセンサと、
前記変換された天体情報に基づいて前記第1モーター及び前記2モーターの少なくともいずれか一方を制御する制御部と、
を有する天体撮像装置。
A telescope tube,
A gantry that supports the telescope barrel so as to be rotatable about two axes of a first axis and a second axis;
A first motor for generating a driving force for rotating the telescope barrel about the first axis;
A second motor for generating a driving force for rotating the telescope barrel about the second axis;
A first driving force transmission mechanism for transmitting the driving force generated by the first motor to the first shaft;
A second driving force transmission mechanism for transmitting the driving force generated by the second motor to the second shaft;
A beam splitter that branches light incident from an objective lens included in the telescope barrel into first light and second light having different wavelengths;
Imaging means for exposing and imaging the first light for a predetermined time;
An image sensor that receives the second light and converts it into astronomical information;
A control unit for controlling at least one of the first motor and the two motors based on the converted astronomical information;
An astronomical imaging device having:
請求項1に記載した天体撮像装置であって、
前記撮像手段は、冷却CCDであることを特徴とする天体撮像装置。
The astronomical imaging device according to claim 1,
An astronomical imaging device, wherein the imaging means is a cooled CCD.
請求項1又は請求項2に記載した天体撮像装置であって、
前記第1光は当該ビームスプリッタを透過し、前記第2光は当該ビームスプリッタで分岐されることを特徴とする天体撮像装置。


The astronomical imaging device according to claim 1 or 2, wherein
The astronomical imaging device, wherein the first light is transmitted through the beam splitter and the second light is branched by the beam splitter.


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