WO2004107012A1 - 天体の自動導入装置 - Google Patents

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WO2004107012A1
WO2004107012A1 PCT/JP2003/006877 JP0306877W WO2004107012A1 WO 2004107012 A1 WO2004107012 A1 WO 2004107012A1 JP 0306877 W JP0306877 W JP 0306877W WO 2004107012 A1 WO2004107012 A1 WO 2004107012A1
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WO
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astronomical
automatic introduction
image
telescope
celestial
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/006877
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norimasa Fujimoto
Mitsuaki Hirono
Original Assignee
Vixen Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to JP2005506526A priority patent/JP4579826B2/ja
Priority to CNB2004800150018A priority patent/CN100373205C/zh
Priority to US10/559,141 priority patent/US7769475B2/en
Priority to CN2008100004261A priority patent/CN101216551B/zh
Publication of WO2004107012A1 publication Critical patent/WO2004107012A1/ja
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Priority to US13/597,961 priority patent/US8749885B2/en

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/16—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight

Definitions

  • the present invention provides an automatic introduction device for automatically introducing a target celestial object in an imaging device such as a telescope and a camera, and a terminal device for controlling the automatic introduction device, a support device, and It relates to a relay server computer.
  • An astronomical telescope equipped with such an auto-introduction function (hereinafter referred to as an “auto-introduction telescope”) generally includes a motor connected to rotate the telescope around each axis, and a motor rotation. An encoder connected to the shaft of each motor to count and output the amount, a motor control unit to drive and control these motors, and necessary for automatic introduction based on the information input by the user and the encoder output signal And a processor for calculating various instructions.
  • one handheld controller hereinafter also referred to as “handset”) is connected to each telescope mount via a cable to enable the user to operate the telescope. .
  • This handset has an input operation unit that allows the user to input information and commands necessary for automatically introducing an astronomical object, and in conjunction with this input operation, the current state of the telescope (mode, facing direction) And a display unit for displaying information on the target celestial body, and a user interface screen such as guidance at the time of initial setting.
  • the direction of the telescope is manually operated. Need to be slightly modified.
  • the telescope input operation unit rotates and moves the telescope around two axes in the forward and reverse directions, respectively.
  • a separate movement command button for moving the telescope
  • a separate speed command means for commanding the rotation speed (motor speed) around the axis when moving in the direction the telescope is facing.
  • a button is prepared for each of a high speed, a medium speed, a low speed, and a very low speed.
  • the user When manually introducing the astronomical object, the user must rotate the motor at a high speed if the current telescope magnification is low, or at a very low speed if the current telescope has a high magnification.
  • the motor speed is set according to the angle of departure from the target celestial object, such as pressing the high-speed button when it is close, and pressing the low-speed button when it is close.
  • the gantry in order to detect the direction in which the telescope is actually facing, the gantry should have a horizontal mount and the equatorial mount should have at least one reference star if the polar axis is correctly aligned, usually The user selected at least two stars as the reference star, and notified the processor of the direction the telescope was pointing by actually introducing the reference star into the telescope's field of view.
  • a version of the so-called “fully automatic telescope” has been developed that further automates the work.This fully automatic telescope uses a GPS (Global Positioning System)> horizontal sensor, magnetic sensor, etc. It attempts to completely automate the manual initialization by automatically identifying latitude- longitude, date time, and the direction the telescope is pointing.
  • the display of the handset is a text-based user interface. In one example, it is only a character display of about 16 characters X 2 lines.
  • the input operation unit is also equipped with a button, so the user has to directly input the name of the object to be automatically introduced by pressing the button on the input operation unit one by one. . Also, when selecting the reference star for the alignment, the character display area of a few lines cannot display all the reference stars. did not become.
  • the interlocking control is performed between the telescope magnification and the motor speed, and between the angle to the target celestial body and the motor speed when manually introducing the target celestial body at the time of alignment or the like. It was left to the user's discretion. Even for automatic introduction, there are some difficulties for beginners to handle. (2) Problems with handset
  • the conventional connection between the telescope and the handset was for simple communication of control signals and position signals, so the cable length should not be excessively long to keep signal degradation within an acceptable range. It could not be extended, and could only be extended from several meters to several tens of meters at most. For this reason, it was not possible to control the telescope remotely using a handset.
  • the auto-introduction telescope can introduce the target object into the field of view with a certain degree of accuracy if the initial settings are correctly made.
  • it is necessary to realize automatic introduction of pinpoint accuracy such that the target celestial object is introduced to the center of the field of view even at high magnification. was extremely difficult.
  • the fully automatic telescope aims to partially solve the above-mentioned problems on the user interface by fully automating the initial setting work.
  • the detection errors of each sensor accumulate.
  • the detection error of the magnetic sensor is large, so that sufficient initial setting accuracy cannot be obtained.
  • the reality was that the accuracy of the introduction was extremely low. Therefore, in order to increase the accuracy of the initial setting, it is necessary to perform an alignment operation by a user as in the past, and even if the initial setting with high accuracy can be made, it is exactly the same as the automatic telescope of the initial version. It did not essentially solve the problem of reduced accuracy due to mechanical errors.
  • one embodiment of the present invention is a terminal device that can be connected to an automatic introduction device that automatically introduces a target celestial object by controlling rotation of an astronomical telescope around at least two axes,
  • An input operation unit for commanding the introduction device; and an image display unit for displaying a star map image in a predetermined range on a celestial sphere according to the magnification, wherein the input operation unit is in a telescope control mode.
  • Rotation command means for commanding the astronomical telescope to rotate around at least two axes, and a magnification input means for inputting and specifying a display magnification of the star map image displayed on the image display unit.
  • a star map image corresponding to the position on the celestial sphere facing the astronomical telescope is displayed on the image display unit, and the rotation command means
  • the speed of rotation of the body telescope characterized in that vary according to a decreasing function of the specified display 'index by said magnification input means.
  • the astronomical telescope rotates around at least two axes according to a command from the rotation command means, and displays an image according to the orientation of the telescope.
  • the star map image displayed in the section moves.
  • the input operation unit is further provided with a switching input means for switching between a telescope control mode and a celestial object selection mode for selecting a target celestial object.
  • a switching input means for switching between a telescope control mode and a celestial object selection mode for selecting a target celestial object.
  • the target celestial object can be selected by introducing the target celestial object into the star map image displayed on the image display unit, and is displayed on the image display unit by operating the rotation command means.
  • the star map image may be scrollable. This makes it easier to set the target object.
  • the target celestial object may be automatically introduced, and the mode may be shifted to the telescope control mode.
  • an astronomical image display device including an image display unit that displays a star map image, an azimuth detecting unit that detects an azimuth of a direction in which the astronomical image display device is directed, and an astronomical image. And a tilt detecting means for detecting a tilt of a direction in which the display device is directed.
  • the image display unit detects the current date and time and the latitude and longitude of the observation point by using the azimuth and tilt means detected by the azimuth detecting means. It is characterized by displaying a star map image in a predetermined range observed in a direction specified by the detected inclination.
  • the constellation or the like is displayed simply by the user holding the astronomical image display device and pointing it toward the sky.
  • the astronomical image display device moves the displayed star chart image on a diurnal basis as time elapses.
  • the astronomical telescope is controlled to rotate around at least two axes (the astronomical telescope can be connected as a terminal device of an automatic introduction device for automatically introducing the target astronomical object.
  • a user-friendly terminal device can be realized by performing selection, selection of a reference star, etc. on the display screen while comparing the actual starry sky with the astronomical image display device. If the telescope is controlled so as to face a direction specified by the azimuth detected by the azimuth detecting means and the tilt detected by the tilting means, the control of the telescope becomes easy.
  • Terminal devices with a web browser function include an automatic installation device with a web server function and wireless devices using Bluetooth, wireless LAN, light, infrared, etc. Communication is available. This frees the user from signal degradation, mechanical failure, and troublesome handling due to cable communication, and enables comfortable operation at night.
  • one terminal device controls a plurality of automatic introduction devices (one-to-one). Multi-control), control of one automatic introduction device by multiple terminal devices (many-to-one control), and control of multiple automatic introduction devices by multiple terminal devices (many-to-many control) are possible. This greatly expands the control freedom compared to the conventional technology, which controls one auto-introduced telescope per controller terminal.
  • a terminal device having an input function and a terminal device having a screen display function can be interconnected to the automatic introduction device via an electric communication means.
  • the automatic introduction device executes the control based on the information input from the terminal device having the input function, and displays the input / output information accompanying the control on the terminal device having the screen display function.
  • the input terminal can be made smaller and easier to hold, and the display terminal can be made larger and easier to see, and efficient observations can be made, such as introducing each astronomical object to a large number of people at an observation party or the like.
  • Still another preferred embodiment of the present invention is an automatic introduction device that automatically introduces a target celestial object by controlling rotation of an astronomical telescope about at least two axes, and an imaging unit that captures an astronomical image; And an astronomical object identification means for identifying the imaged astronomical object by comparing an astronomical image captured by the imaging means with astronomical information of the astronomical object overnight.
  • the image processing apparatus further includes image processing means for extracting information on each celestial object from the astronomical image captured by the image capturing means. It is preferable to identify the captured celestial object by comparing it with the base celestial object information.
  • the body image is captured, the celestial object of the celestial image captured on the wide-angle side is identified, the coordinate conversion information is corrected based on the position information of the identified celestial object, and the reference celestial object is selected from the celestial images captured on the wide-angle side.
  • the fully automatic introduction device can also automate the correction of the target object to the center of the field of view after the automatic introduction.
  • the target celestial object is automatically introduced, the celestial object image is captured by the imaging means, the celestial object of the captured celestial image is identified, and the target celestial object is located on the field of view of the astronomical telescope based on the position information of the identified celestial object.
  • the rotation of the astronomical telescope is controlled so that it can be introduced to the center.
  • the imaging means is configured to be able to image at a plurality of focal lengths.
  • Fully automatic introduction involves automatically introducing the target celestial body, capturing an astronomical image with the imaging means set to a predetermined focal length, identifying the celestial body from the captured celestial image, and identifying the position of the identified celestial body.
  • the astronomical telescope is controlled to rotate so that the target celestial object is positioned at the center of the field of view of the captured image based on This is done by sequentially setting the focal lengths on the side and repeating the above steps.
  • Still another embodiment of the present invention provides a relay for providing astronomical information via telecommunication means.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic introduction device provided with a handy planetarium type handset according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external view of the handset and the telescope body of FIG.
  • Figure 6A shows the user holding the handset set to the electronic constellation quick-view mode of Figure 5 at various inclinations (altitudes), and Figure 6B shows the process performed by the handset at that time. It is.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a Web server-type automatic introduction device and a Web browser-type terminal device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a diagram showing a state in which the Web server type automatic introduction device and the Web browser type terminal device shown in FIG. 7 are connected via the Internet.
  • Fig. 9 shows an example of control of the Web server type automatic introduction device from the terminal device shown in Fig. 7 using the Internet connection shown in Fig. 8A, where A (l: 1 control), B (l: multiple control), C (multi: 1 control), and D (multi: multiple control) are shown.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a fully automatic introduction device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the flow of processing when performing automatic alignment (setting the first reference star) in a telescope incorporating the fully automatic introduction device shown in FIG.
  • Fig. 12 is a flowchart showing the flow of processing when performing automatic alignment (setting the second reference star) in a telescope incorporating the fully automatic introduction device shown in Fig. 10.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of a relay web server computer for providing astronomical information according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the telescope body 12 is of a type having two orthogonal rotation axes, and a motor 1 attached to each of the rotation axes so as to rotate the telescope body 12 around the two orthogonal rotation axes. 4 and 16 and encoders 18 and 20 respectively connected to the motor shafts so as to output pulse signals in accordance with the rotation of the motors 14 and 16. Note that the encoders 18 and 20 are not limited to those directly connected to the motor shaft.
  • the encoders 18 and 20 are in the stage of being decelerated by gears from the motor shaft to the last stage of each of RA and declination (or horizontal and vertical) axes. It may be provided or directly connected to each axis of RA / DEC (or horizontal or vertical).
  • the handset 24 has a built-in CPU 26.
  • the CPU 26 detects the position on the sphere where the current telescope is facing from the count value of the encoder signal sent from the CPU 22, and the position is determined by the user. A command is sent to the CPU 22 so as to match the input coordinate position of the target object. Further, the CPU 26 performs screen display and keyboard control as described in detail later.
  • the handset 24 includes a star chart database 27 storing all celestial body data for use in a star chart, an azimuth sensor 34 for detecting the azimuth to which the handset 24 is directed, and detecting an inclination angle of the handset 24. And a built-in clock 38. These are connected to the CPU 26 via a path (not shown).
  • the handset 24 and the CPU 22 may be integrated. That is, a configuration in which the CPU 26 includes the function of the CPU 22 or a configuration in which the CPU 26 and the CPU 22 are provided in the handset 24 are also possible.
  • the function of the handset 24 may be built in the telescope body, and the telescope body may be equipped with a screen display unit and an input keypad.
  • FIG. 2 shows the appearance of the telescope body 12 and the handset 24 of FIG.
  • the telescope body 12 includes a gantry 12a and a telescope barrel 12b attached to the gantry 12a.
  • an equatorial mount is adopted as the mount 12a, and the motors 14 and 16 function as a right ascension motor and a declination motor, respectively.
  • the RA motor and the Declination motors 14 and 16 are built in the RA housing and the Declination housing of the gantry 12a, but may be of an external type.
  • the CPU 22 may be housed in a control board housed in a declination housing, for example, but a controller incorporating the CPU 22 may be externally connected to the gantry 12a.
  • the automatic introduction device 10a of the present embodiment is also applicable to a ecliptic table, and in this case, the motors 14 and 16 are respectively Functions as a horizontal motor and an altitude motor.
  • the handset 24 shown in FIG. 2 has a graphic display section 28 and an input operation section comprising a plurality of keys or buttons (A, B, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).
  • the graphic display section 28 has a star chart display section 40 that can display a star chart image including an array of stars, planets, nebula clusters, constellations, and the like, and is wider than the star chart display section 40.
  • a celestial sphere area for example, the entire northern or southern hemisphere ⁇ All-sky display section 44 that can display star map images, and a character display section 42 that displays information about the telescope body 12 and astronomical objects in text are provided. ing.
  • the star map display section 40 displays the direction on the horizontal axis and the altitude on the vertical axis.
  • the CPU 26 reads the image data from the star map database 27 based on the input information input from the input operation unit 30 and the output signals from various sensors according to a predetermined algorithm described below, and displays the star map display unit. Display at 40. At this time, the names of constellations, planets, etc. displayed on the star map image may be displayed.
  • the CPU 26 displays the current coordinate position on the celestial sphere or the target celestial object facing the telescope detected from the count value of the encoder signal as a cursor 46 as shown in FIG. 3B. I do. Further, the CPU 26 displays a frame 48 indicating the range displayed on the star map display section 40 on the all-sky display section 44. As a result, the direction in which the telescope is facing and the portion of the star map display that corresponds to the whole sky are immediately known, so that it is easy to grasp the entire image.
  • the automatic introduction device 10a has at least two modes: an object selection mode for selecting a target object on the screen, and a telescope control mode in which the telescope (stand) moves when a button is pressed.
  • buttons 1, 2, 3, and 4 (see Fig. 2) on the input operation unit 30
  • the starry sky displayed on the star map display unit 40 (see Fig. 3A) is assigned to each button. It moves up, down, left, and right according to the moving direction. At this time, the mount of the telescope is not moving. The user looks at the displayed starry sky image,
  • Target object is medium
  • various information such as the right ascension and declination value of the target celestial body, the type and magnitude of the celestial body, and the distance (light year) from the earth are displayed on the character information display section 42.
  • the screen changes to the telescope control mode, and the telescope is motor-controlled so that it moves toward the target celestial body.
  • the actual coordinate position of the telescope is indicated by the cursor 6 on the all-sky display 4 4, and the angle between the target celestial object displayed in the center of the star map display 40 and the current telescope position is calculated.
  • the cursor 46 moves as the telescope moves, and when it enters the frame 48 indicating the range of the star map display section 40 in the all sky display section 44, the cursor also moves to the star map display section 40. 4 6 is displayed.
  • the center of the screen of the star map display section 40 can be displayed as the coordinates to which the telescope is constantly facing.
  • button A when button A is pressed with the target celestial body displayed at the center in the celestial body selection mode, the screen of the star map display section 40 will be centered on the coordinates where the telescope faces from the screen of the center of the target celestial body
  • the screen switches to the screen, and the screen in the star map display section 40 moves with the start of automatic introduction.
  • the cursor 46 be displayed to indicate the position of the target celestial body, and the design be changed to distinguish it from the above case.
  • the center cursor 41 of the screen of the star chart display section 40 can be displayed as a coordinate position where the telescope always faces.
  • the target celestial object is specified at the position of the cursor 46, and the buttons 1, 2, 3, and 4 are used to move the cursor position.
  • a zoom up function is assigned to button 5 of the input operation unit 30 of the handset 24 and a zoom down function is assigned to the button 6 of the handset 24. Each time you press each button, it is enlarged / reduced at the specified enlargement / reduction ratio.
  • the current mode is the telescope control mode.
  • the entire screen shows only a very small area.
  • pressing the motor control buttons 1, 2, 3, and 4 will move in a wide area in an instant, and a completely different place on the screen Is displayed. It is difficult to grasp the current position.
  • the motor speed is set to low speed, even if you press the motor control buttons 1, 2, 3, and 4, the range of movement of the telescope is very small and sometimes less than one pixel on the screen. There will be. In such a case, the screen cannot represent the movement of the telescope (field of view). Therefore, when the screen is enlarged, it is desirable that the motor speed be low, and conversely, when the screen is not enlarged, it is desirable that the motor speed be automatically set to the high speed.
  • the motor speed is automatically decreased every time the zoom-up button 5 is pressed, and conversely, the motor speed is increased each time the zoom-down button is pressed. It is set as follows.
  • 0 is set to the maximum view angle display (step 500).
  • the user Point the handset 24 in the direction of the sky you want to observe, as shown in Figure 6A. Depending on the direction of the sky you want to observe, you can see that it is classified into low altitude, medium altitude, and high altitude as shown in the figure.
  • the handset 24 draws a constellation map according to the date and time, the observation place, the azimuth of the handset 24, and the altitude on the star map display section 40 (step 502 in FIG. 5).
  • the drawing control in step 502 is performed as shown in FIG. 6B. That is, based on the signals output from the direction sensor 34 and the tilt sensor 36, the CPU 26 of the handset 24 determines the direction of the sky the user is looking at (that is, the handset 24 is pointed at). Calculate the elevation angle (altitude) (step 400). At the same time or in advance, the CPU 26 determines the current time of the observation site based on the built-in clock 38 and the latitude and longitude 50 of the observation site input in advance and stored in a flash memory or the like. Calculate the celestial arrangement of the sky at (Step 402). Note that the latitude and longitude information 50 of the observation site may be input by the user from the input operation unit 30 or may be automatically detected via the GPS.
  • the CPU 26 generates image data corresponding to the range at the current magnification that can be displayed on the star map display section 40 of the handset 24 based on the calculated celestial arrangement of the observation site at the current time.
  • the image is read and edited from the star map database 27, and the image of the constellation currently viewed by the user (ie, the handset 24 is pointed) is displayed on the star map display section 40 (step 4104). In this way, the user can easily know the celestial body arrangement in the sky at the maximum angle of view in the star map display section 40.
  • the CPU 26 shifts to the zooming standby mode (step 504).
  • this mode if you want to know the displayed object in more detail, you can enlarge the image by pressing the zoom up button 5. To display a wider range, the image can be reduced by pressing the zoom down button 6.
  • the user since not only images but also celestial names and constellations are displayed on the star map display section 40, the user can immediately know the names of the celestial bodies and constellations being viewed. If necessary, a detailed description of the celestial body or constellation located at the cursor 41 can be displayed on the character information display section 42.
  • the CPU 26 continuously outputs the azimuth sensor 34 and the tilt sensor 3 as follows. Monitor the output signal from 6.
  • the CPU 26 displays a constellation map centered on the detected tilt (altitude) of the handset 24.
  • the part 40 is redrawn (step 508).
  • the CPU 26 re-displays the constellation centered on the detected azimuth of the handset 24 in the star map display section 40.
  • Draw Step 5 1 2). With this, the user can immediately know the constellations and celestial bodies that are actually appearing simply by pointing the handset 24 in any direction in the sky to be observed.
  • the moving speed on the display image is appropriately set in consideration of the visibility, instead of completely following the moving speed.
  • a fixed display mode may be provided in which the once displayed celestial object arrangement image is fixedly displayed by button operation, and the same image can be continuously displayed even if the position of the handset 24 is changed.
  • the monitor immediately shifts to the monitoring mode described above.
  • the CPU 26 simultaneously controls the displayed constellation map to move in a diurnal manner as the time elapses (step 514). This control may be similarly performed in the fixed display mode described above. Then, the mode shifts again to the zooming standby mode, and the same processing is repeated.
  • This electronic constellation quick-view mode can also be used to select the reference star to be used for alignment before automatic introduction.
  • a star registered as a reference star For example, a star registered as a reference star
  • the direction sensor 3 can detect which reference star has been selected. Furthermore, the direction sensor 3
  • the CPU 26 controls the mode so that the telescope automatically points in the direction of the selected reference star. in this case, Due to sensor errors, the reference star may not be in the center of the telescope's field of view.
  • the user presses the buttons 1, 2, 3, and 4 of the input operation unit 30 to finally align the reference star with the center of the field of view, so that the exact position of the reference star can be determined by the CPU 26. Can be notified. If there is a time difference between when the reference star is selected and when it is aligned, the position of the stored reference star changes due to the diurnal motion.Therefore, it is necessary to update the storage position according to the diurnal motion. preferable.
  • the electronic constellation quick-view mode can be used for selecting a target object in the above-mentioned object selection mode.
  • the user selects a target object in accordance with the force sol 41 or 46 while viewing the displayed image in comparison with the actual constellation.
  • the electronic constellation quick-view mode may be used in conjunction with the telescope control mode described above. In this case, the telescope is driven and controlled so that the orientation of the handset 24 and the field of view of the telescope match.
  • FIG. 7 shows a schematic configuration of a Web server type automatic introduction device 1 Ob according to a second embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
  • the telescope body 12 is provided with a CPU 52 to realize the function of the automatic introduction device 10b.
  • the CPU 52 executes a coordinate calculation, reads signals of the encoders 18 and 20, executes motor control, and communicates with the controller terminal.
  • the server 52 can access the Internet and communicate with various terminals. Telescope body as evening 1 It has a function to control 2.
  • the automatic introduction device 10b is provided with a Web server function, so that a terminal having a Web browser function can be used for controlling the automatic introduction device 10b.
  • the controller 54 of the automatic introduction device 10b can be configured as an arbitrary terminal having a CPU 56 having a Web browser function, a screen display, a key input control function, and a communication function.
  • Such terminals include, for example, dedicated terminals, commercially available PDA mobile phones, portable game consoles, personal computers, and the like. Therefore, if the user already owns a terminal, there is no need to purchase a new terminal, and even if a user purchases a new terminal, there are more choices and a terminal that suits the taste can be selected.
  • the handset 24 of the first embodiment having a browser function may be used as the controller 54.
  • astronomical information obtained from the Internet via the Web server 52 such as a new comet or a nova, is displayed on the display unit 28, timely astronomical observation can be performed.
  • wireless communication using Bluetooth as shown in FIG. 7 or other wireless communication using wireless LAN, light, infrared light, or the like can be used.
  • Bluetooth Bluetooth
  • wireless LAN wireless local area network
  • light infrared light
  • the telescope body 12 may have a built-in handset function. That is, a screen display unit, an input keyboard, and the like may be provided in the telescope body.
  • a configuration is also possible in which a handset having a built-in Web server function, for example, the handset 24 in FIG. 1 has a built-in Web server function, and a terminal having a Web browser function is connected to this.
  • FIG. 8A shows a plurality of automatic introduction devices 72a, 72b,... Each having the same function as the automatic introduction device 10b of FIG. 7 and the same function as the controller 54 of FIG.
  • a terminal device 76 specialized in a screen display function, and a terminal device 78 specialized in an input function are provided by the Internet 70. The state where they are interconnected via is shown.
  • And LAN can also be used.
  • the terminal devices 74a and 74b can control the automatic introduction devices 72a and 72b having a Web server function.
  • a telescope is installed on the rooftop, and the controller terminal can be remotely controlled even from inside a room downstairs.
  • the telescope can be installed in Takayama, and can be used from a city center with a controller. Furthermore, it can be controlled from behind the Earth.
  • the Web server function is provided on the main body of the automatic installation device, and the Web browser function is provided on the terminal side, so that the operations of 1: 1, 1: Many, Many: 1 and Many: Many can be performed.
  • one terminal can operate multiple telescopes, or multiple people can operate one or multiple telescopes. Efficient observation can be realized at observation parties.
  • the display unit and the input unit were integrated.
  • the display unit has a large size in order to display star maps and images captured by the telescope body (to increase the amount of information).
  • the input unit is small enough to fit in the palm of your hand.
  • a terminal device 76 specializing in image display and a terminal device 78 specializing in input functions were arranged as terminal devices, and the web service of one telescope body was installed. The flow of controlling the one-piece automatic introduction device 72a will be described with reference to FIG. 8B.
  • the Web server type automatic introduction device 72a searches for a terminal device 76 having a display attribute via the Internet 70 (step 550).
  • the display attribute terminal 76 is detected, information to be displayed is transmitted to the display attribute terminal 76 (step 552).
  • the Web server type automatic introduction device 7 2 a searches the terminal device 78 having the input attribute via the Internet 70 (step 5).
  • FIG. 10 shows a schematic configuration of a fully automatic introduction device 10c according to a third embodiment of the present invention.
  • the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
  • the fully automatic introduction device 10c is intended to automate the initial setting of the conventional automatic introduction type telescope and to improve the automatic introduction accuracy.
  • the fully automatic introduction device 10c is provided with an imaging device 80 suspended on a lens barrel 12b so as to be parallel to the optical axis of the telescope.
  • This imaging device 8 is provided with an imaging device 80 suspended on a lens barrel 12b so as to be parallel to the optical axis of the telescope.
  • 0 is a variable focal length lens, for example, a lens section 80a designed as a high magnification zoom lens covering from the wide angle side to the telephoto side, and a camera section 80b configured with a CCD camera or a CMOS image sensor.
  • 0a includes a motor (not shown) for performing a zoom operation and an encoder,
  • the focal length can be sequentially set electrically by a command from CPU 53.
  • the automatic introduction device 10 c includes an image processing unit 82 that converts image data captured by the imaging device 80, an astronomical database 86 that stores information on all celestial objects, and an image processing unit 8 2
  • the celestial object identification unit 8 that compares the celestial object arrangement data converted by the celestial object data with the reference celestial object arrangement data extracted from the astronomical object database 86 to identify the area (and celestial object) imaged by the imaging device 80 8 and.
  • the image processing unit 82 may perform an addition operation on images obtained by imaging the same region a plurality of times to improve the S / N ratio.
  • the celestial body identification unit 88 is preferably configured as an arithmetic circuit independent of the CPU in order to reduce the load on the CPU 53 due to the collation operation.
  • the collation operation for example, celestial body arrangement data including the position coordinates and brightness of each celestial object is extracted from the celestial object database 86 while shifting regions having the same area one by one, and a plurality of candidate objects obtained are obtained.
  • the degree of similarity is calculated by collating each with the reference celestial body arrangement data, and the celestial body arrangement area candidate having the highest similarity is identified as an area imaged by the imaging device 80.
  • the CPU 53 has a Web server type automatic introduction function similar to that of the CPU 52 of the second embodiment, and furthermore, as will be described later in detail, the position of the celestial object identified by the celestial object identification unit 88. It has a function to detect the position of the telescope in the direction in which the telescope is pointing from the position coordinates, and to detect deviation from the target celestial body in order to achieve full automation. As long as this function is provided, the CPU 53 of the first embodiment having no server function may be used as the CPU 53. As an advantage of the CPU 53 equipped with a Web server function, the celestial object reflects the emergence of new objects such as comets, asteroids, novae, and supernovae, and the change in luminosity of variable stars obtained through the Internet.
  • the base base 86 can be updated.
  • a weather sensor 90 may be connected to the CPU 53. This makes it possible to open and close the observation room according to the weather when fully automatic installation is performed by accessing from a remote location, and it is also possible to use information on directions and altitudes without clouds.
  • the imaging device 80 does not have to be externally attached, and is itself inserted into the optical path of the telescope barrel 12b so as to be able to be inserted and removed, and directly captures light passing through the objective lens of the telescope, or
  • a direct detection method for detecting light guided from an optical switch such as a mirror inserted in the inside may be used.
  • the direct detection method remove the lens section 80a and perform direct focus imaging with the optical system of the lens barrel 12b, or change the lens section 80a with respect to the objective lens of the lens barrel 12b. It may be designed to function as a double eyepiece.
  • An external imaging device may be in charge of imaging on the wide-angle side, and a separate direct detection imaging device may be in charge of the telephoto side for maximum accuracy.
  • FIGS. 11 and 12 show how the virtual coordinate system of the telescope at the observation point recognized by the CPU is related to the astronomical coordinate system that can specify the coordinate position of each astronomical object by two coordinate stars.
  • the example which detects automatically using is shown.
  • the current sky celestial arrangement is calculated from the date / time, the latitude / longitude information of the observation site, and the built-in celestial object database 86 (step 600).
  • the date and time information may be obtained from a built-in clock such as a radio clock, and the latitude and longitude information of the observation place may be obtained from a flash memory of the values input by the user or from GPS. .
  • a first imaging candidate which is expected to appear from the calculated current sky celestial arrangement is selected (step 602).
  • infrared telescopes etc. are installed in parallel, and if it is determined whether or not celestial bodies can be extracted from the information and the image data, And sure.
  • the weather sensor 90 may be used together to select a cloudless sky region as an imaging candidate.
  • the lens barrel 12b is oriented in a predetermined direction (step 6104).
  • the selection is made on condition that the user sets the lens barrel 12b to, for example, approximately westward and horizontal in the initial setting.
  • the camera is controlled so that the lens barrel 12b is automatically oriented in the direction of the selected imaging candidate.
  • the azimuth sensor and the tilt sensor are built in the telescope, the current arrangement of the telescope is calculated from the output signal, and the motor control is performed so that the lens barrel 12b is automatically oriented in the direction of the imaging candidate. Is also good.
  • the lens unit 80a is set to the wide-angle side to perform imaging (step 606).
  • the image processing unit 82 performs an image processing on the image data and extracts a celestial object in the imaging candidate area (step 608).
  • it is determined whether or not a celestial object has been extracted in the region of the imaging candidate step 610). If the object could not be extracted (step 610).
  • step 61 If the celestial body could be extracted (Yes in step 61), the celestial body identification unit 8
  • the celestial body identification unit 88 should perform comparison and collation on the celestial object database 86, excluding celestial objects that do not appear from the calculated current sky celestial arrangement. preferable. If accuracy can be expected, comparison and collation with astronomical data included in the range where the error is expected, including the area of the imaging candidate (the angle of view of the lens 80a) may be performed. .
  • the coordinate conversion parameters of the telescope virtual coordinate system with respect to the celestial body coordinate system are corrected based on the position coordinates (step 616).
  • step 63 0 another imaging candidate different from the imaging candidate selected in the first reference star setting is selected (step 63 0), and each step of FIG. 11 is selected.
  • the second reference star is set (step 632 to step 654).
  • step 64 the setting of the second reference star is completed, and the alignment is completed (step 648). That is, the coordinate conversion parameters of the telescope virtual coordinate system with respect to the astronomical coordinate system are automatically set with sufficient accuracy.
  • FIGS. 11 and 12 The alignment work shown in FIGS. 11 and 12 can be summarized as follows. (1) The user installs a telescope appropriately.
  • the automatic introduction device 10c directs the telescope in an appropriate direction in the sky to image.
  • the user specifies and inputs the object to be introduced from the controller 54 (step 660).
  • the automatic introduction device 10c controls the camera so that the telescope barrel faces the target object (step 662).
  • the astronomical object identification unit 88 compares the astronomical data extracted in the imaging area with the astronomical data in the astronomical database 86 (step 6). 7 4), extract the target celestial body (Step 6 7 4) and detect its position.
  • the telescope is motor-controlled so that the extracted target object is introduced into the center of the field of view (step 6778).
  • step 684 the lens unit 80b is zoomed up by one step to the telephoto side, and an image is captured by the camera unit 80b.
  • the image processing unit 82 performs image processing on the imaged data to extract a target celestial body (step 6886).
  • step 67 the same process is repeated for the target object.
  • the lens unit 82b is zoomed in stepwise to the telephoto side, and when sufficient accuracy is finally obtained for the position of the target celestial body (affirmative determination in step 680), complete Terminate the automatic introduction (step 682).
  • the accuracy of installation is limited due to the orthogonality error of the axis of the gantry and other factors in the state of automatic installation.
  • the automatic introduction device 10c of the present embodiment can identify a target celestial object from a captured image and guide it to the center of the field of view after the normal automatic introduction. If the magnification is increased by the zooming function or the like of the imaging device, it can be introduced to the center of the field of view with any accuracy.
  • the automatic introduction device 10c of this embodiment can have the following additional functions.
  • a control signal can be output constantly so that the target celestial object is located at the center of the field of view of the image pickup device, so that it is also a precise automatic tracking device. If the magnification of the imaging device 80 is increased, tracking can be performed with arbitrary accuracy.
  • the captured image is displayed on the screen of the controller, and at the same time the object name identified by the object identification function is also displayed on the screen.
  • the detailed description of the relevant celestial object retrieved from the astronomical database such as its magnitude, size, coordinates, constellation, etc., can be displayed. .
  • the CPU 53 may be provided with an e-mail transmission function or a FAX function, and when the possibility of a new celestial object is high, the fact may be easily transmitted to a predetermined contact point.
  • the telescope body and the automatic introduction device are usually sold as a set and delivered to the user, in order to add new functions in a timely manner, various additions can be made via the relay Web server. Can bring functionality.
  • the relay Web server computer 100 automatically accesses an astronomical information site to obtain new astronomical information, and a new astronomical information search function to access meteorological satellites and weather forecast information sites to collect weather information.
  • the weather information search function to be obtained, the information input from the input device and the information searched by the search function are edited according to a predetermined installation menu program, and the data are automatically stored in the Web server type automatic installation devices 72a, 7b, ...
  • a CPU that executes the Web server function
  • a program that causes the CPU to execute each of the above functions
  • a storage device such as a hard disk
  • an input device a keypad, a mouse, a DVD, and the like.
  • the storage device of the relay Web server computer 100 has a new celestial object database composed of information on new celestial objects, and an upgrade database composed of data and firmware programs for upgrading the terminal device or Web server type automatic installation device.
  • an astronomical observation assistance database consisting of information essential for astronomical observation, such as weather information and observing location information, and an object format that can be executed by the web server type automatic introduction device 72a, 72b, ...
  • the following are examples of information providing services using the relay Web server computer 100.
  • the current coordinates of the new comet and the moving speed in the right ascension and declination directions are transmitted to the web server type automatic introduction device 72a, 72b, ...
  • the Web server-type automatic introduction device will not only support the automatic introduction of new comets, but also support automatic tracking. Can be. Information such as grades and orbits may also be provided.
  • the upgraded data and firmware program are distributed to the terminal devices 74a, 74b,... Or the Web super type automatic introduction devices 72a, 72,.
  • the Web server type automatic introduction equipment 72a, 72b, ... executes the recommended celestial object introduction menu according to the season and the other celestial object introduction menus as topics.
  • These introduction menus are composed of commands for sequentially introducing a plurality of selected celestial bodies, introduction contents of each celestial body, and the like.
  • the introduction menu may be sent as data and executed by the menu program already installed in the web server type automatic introduction device.
  • a method may be used in which the program is sent to a web server type automatic introduction device, where the program is converted into an executable form, and then the introduction menu is executed.
  • weather sensor 90 If the weather sensor 90 is connected to the web server type automatic introduction devices 72a, 72b, ... arranged in various places, those weather data can be transmitted to each terminal device. These weather data can be supplemented with information obtained from a weather forecast site. ⁇ The user can know in advance which area is in good weather, which is useful when moving and observing astronomical objects. is there.
  • images are captured by the web server type automatic introduction devices 72a, 72b, ... at each observation site. Calculate distances from meteors, meteor trails, fireballs, etc., calculate the shape of asteroids from occultation observation results of asteroids in various places, and return those results to each terminal device and automatic introduction device Is also good.
  • the relay Web server 100 is installed in a telescope sales company, for example, and provides the above information providing service, thereby realizing a user-friendly astronomical observation system. If the relay Web server is provided with a billing function, charges can be collected according to the use of additional services.
  • the term “telescope” referred to in the present specification is not limited to means for simply observing the celestial body with the naked eye, but also covers an imaging device such as a Schmitt camera for imaging purposes.
  • Observation equipment capable of observing not only light but also radio waves, X-rays, ⁇ -rays, infrared rays, etc. can be included.
  • the handset 24 in Fig. 2 can be used as an electronic constellation quick-view board with the functions shown in Fig. 5 without connecting to the telescope (or omitting the function as a controller of the automatic guiding device). it can. .

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Abstract

天体望遠鏡を少なくとも２つの軸の回りに回転制御することにより目標天体を自動導入させる自動導入装置は、複数の焦点距離で天体画像を撮像可能な撮像装置と、天体データベースと、撮像された天体画像から各天体の情報を抽出する画像処理部と、抽出された各天体の情報と、天体データベースの天体情報とを比較することにより、撮像された天体を同定する天体同定部と、備える。アライメント処理は、同定された天体の位置情報に基づいて、天体座標系に対する天体望遠鏡の座標系の座標変換情報を画定させることで実行される。自動導入では、目標天体導入後に、天体画像を撮像し、撮像された天体画像の天体を同定し、同定された天体の位置情報に基づいて、目標天体を視野中央に導入するように天体望遠鏡を回転制御する。撮像装置の焦点距離を段階的に望遠側にシフトすることでアライメント精度及び自動導入精度を向上させる。

Description

天体の自動導入装置
発明の属する技術分野
本発明は、 望遠鏡、 カメラ等の撮像装置において、 目標天体を自動導入するこ とを可能にするための自動導入装置、 並びに、 該自動導入装置を制御するための 端末装置、 支援機器、 及び、 中継用サーバコンピュータに関する。
背景技術
従来、 直交する 2つの回転軸を有する天体望遠鏡において、 ユーザが観測した い天体名を直接入力若しくは選択指令すると、 望遠鏡視野内にその目標天体が入 るように 2つの回転軸の回りに該天体望遠鏡を回転制御する自動導入機能を備え たものがある。
このような自動導入機能を備えた天体望遠鏡（以下、 「自動導入式望遠鏡」と称 する） は、 一般的に、 それぞれの軸の回りに望遠鏡を回転させるように接続され たモータと、 モータ回転量をカウント出力するため各モータのシャフトに接続さ れたエンコーダと、 これらモータを駆動制御するためのモータ制御部と、 ュ一ザ により入力された情報及びエンコーダ出力信号に基づいて自動導入に必要な指令 を演算するためのプロセッサと、 を備えている。 また、 望遠鏡の架台には、 各 1 台につき、 ユーザによる望遠鏡操作を可能とするため 1個のハンドへルド式のコ ントローラ （以下、 「ハンドセット」 ともいう）がケーブルを介して接続されてい る。
このハンドセットは、 天体を自動導入するため必要となる情報や指令をユーザ により入力操作可能とする入力操作部と、 この入力操作と連係して、 望遠鏡の現 在の状態 （モード、 向いている方向の赤経、 赤緯）、 目標天体に関する情報、 及び、 初期設定時のガイダンス等のユーザインターフェース画面を表示するための表示 部と、 を備えている。
また、 自動導入式望遠鏡において 、 初期設定時に望遠鏡を軸回りに回転させ る場合や、 誤差等に起因して目標天体が完全に視野中央に導入されない場合に対 応して手動操作で望遠鏡の向きを微修正することが必要である。 これに応じて、 卜の入力操作部には、 望遠鏡を 2軸回りに夫々正逆方向に回転移動さ せるための各移動指令ポタンが設けられ、 更には望遠鏡の向いている方向を移動 させるときの軸回りの回転速度 （モータ速度） を指令するための速度指令手段が 別途設けられている。 この速度指令手段では、 例えば、 高速度、 中速度、 低速度、 超低速度毎に夫々ポタンが用意されている。 ユーザは、 手動操作で天体を導入す る際に、 現在の望遠鏡の倍率が低い場合には、 高速度で、 高倍率の場合には超低 速度でモータを回転させるというように、 ユーザが倍率に応じてモータ速度を設 定し直すことによって、 目標天体の視野中央への短時間で確実な手動導入を行つ ている。 更には、 望遠鏡の向いている方向が目標天体から遠いときは、 高速度ポ タンを押し、 近くなつたら低速度ポタンを押すというように、 目標天体からの離 角に応じてモータ速度を設定し直すことによつても、 短時間で確実な手動導入を 行う。
ところで、 自動導入式望遠鏡では、 ユーザが望遠鏡を所定の方向に向けた後、 観測地の緯度 '経度、 日付時刻、 及び、 望遠鏡が天球上のどの方向に向いている かの情報を自動導入前にプロセッサに与えておかなければならない。 自動導入式 望遠鏡の初期のバージョンでは、 ユーザは、 観測地の緯度 ·経度をハンドセット から予め入力し、 日付時刻は内蔵時計により与えられていた。 また、 実際に望遠 鏡が向いている方向を検知するためには、 経緯台では架台が水平に確保され、 赤 道儀では極軸が正確に合っている場合は少なくとも 1つの基準星、 通常では少な くとも 2つの星を基準星としてユーザが選択し、 基準星を実際に望遠鏡の視野内 に導入することにより望遠鏡の向いている方向をプロセッサに知らせていた （ァ 最近、 このような初期設定作業を更に自動化した、 所謂 「完全自動望遠鏡」 と 称されるバ一ジョンが開発された。 この完全自動望遠鏡では、 G P S (Global Positioning System) > 水平センサー、 磁気センサー等を用いて、 観測地の緯度 -経 度、 日付時刻、 望遠鏡の向いている方向を自動的に特定することにより、 手動で 行っていた初期設定を完全に自動化しようとするものである。
しかし、 上記従来の自動導入式望遠鏡は、 以下のような問題がある。
( 1 ) ュ一ザインターフェース上の問題点
従来では、 ハンドセットの表示部は、 文字主体のュ一ザイン夕一フェースであ り、 一例では 1 6桁 X 2行程度の文字表示のみである。 これに対応して、 入力操 作部もポタンが採用されており、 .かくして、 ユーザは、 自動導入したい天体名を 入力操作部のポタンを逐一押していくことにより、 直接入力しなければならなか つた。 また、 ァライメント用の基準星を選択する際には、 数行程度の文字表示部 では、 全ての基準星を表示できないため、 表示部に少数の基準星を順次表示させ てから、 選択しなければならなかった。
ァライメント時には、 ュ一ザは予め基準星がどの位置にあるか知っていなけれ ばならず、 又は、 別途星座早見盤などで天体名を調べてからでないと使用するこ とができなかった。 また、 上述したように、 望遠鏡の倍率とモータ速度との間、 並びに、 ァライメント時等で目標天体を手動導入する際の目標天体までの離角と モータ速度との間は、 連動制御がなされておらず、 ユーザの判断に委ねられてい た。 このように自動導入といっても初心者には取り扱いが難しい部分もあった。 ( 2 ) ハンドセットの問題点
従来の天体望遠鏡の自動導入装置、 とりわけハンドセットは、 特定の機種用に 開発された専用装置であり、 概して生産台数が少ないために高価であった。 この ため、 ユーザが気に入ったハンドセットを選択する余地は無かった。
更に、 上述したように、 ハンドセットと望遠鏡とはケ一ブルを介して有線接続 されていたため、 取り回しが面倒で、 特に夜間使用時には引っ掛けるなどの不便 があった。
( 3 ) 制御上の制約
従来の望遠鏡とハンドセットとの間の接続は、 単純な制御信号や位置信号など の通信を行うためのものであったため、 信号劣化を許容範囲内に収めるために、 ケーブルはむやみに長くすることはできず、 高々数 mから数十 m程度しか伸ばせ なかった。 このため、 ハンドセットを用いて遠隔地から望遠鏡を制御することは できなかった。
また、 従来は、 1台のハンドセットで 1台の望遠鏡本体しか制御できなかった ため、 天体観望会などで、 複数の望遠鏡を用意しておき、 同時に同じ対象を観測 したい場合にも複数のハンドセットを操作しなければならなかった。 また、 1台 の望遠鏡を複数の観測者が利用したい場合には、 望遠鏡とハンドセットとを一対 で各人が専有するしかなかった。
( 4 ) 自動導入精度の低さ
自動導入式望遠鏡は、 初期設定さえ正確に行っていれば、 一定の精度で目標天 体を視野内に導入することができる。 しかし、 2つの回転軸の直交誤差を始めと して架台の機械的誤差が本質的に存在するため、 高倍率でも視野中央に目標天体 を導入するようなピンポイント精度の自動導入を実現することは極めて困難であ つた。 かくして、 自動導入後に目標天体を視野中央に収めるために望遠鏡の方向 を微修正する操作を必要としていた。
一方、 完全自動望遠鏡は、 初期設定作業を完全に自動化することにより、 上述 したユーザィンターフェース上の問題点を部分的に解決しょうとするものである。 しかし、 初期設定にセンサを複数用いているため各センサの検出誤差が累積し、 特に磁気センサの検出誤差が大きいため、 充分な初期設定精度が得られず、 この 状態で自動導入した場合、 現実の導入精度は極めて低くなつてしまうというのが 実情であった。 そのため初期設定の精度を高めるためには従来と同様にュ一ザに よるァライメント操作が必要となってしまい、 仮に精度の高い初期設定ができた としても初期パージョンの自動導入式望遠鏡と全く同様に機械的誤差に起因した 導入精度の低下という問題を本質的に解決していなかった。
従って、 従来の完全自動望遠鏡は、 その本来の目的が充分に達成できていない とに/よる。
( 5 ) 天文現象へのリアルタイムの対応ができない
従来の自動導入式望遠鏡は、 制御基板に各天体についての位置情報等からなる データベースを記憶した R OMを備えている。 しかし、 この R OMは、 データの 書き換えが不可能なので、 刻一刻と変化する天文現象に関するガイダンスや、 例 えば新彗星や超新星等、 突発的に出現する天体の自動導入に対応できなかった。 インターネット接続されたパーソナルコンピュータを望遠鏡に接続し、 パソコ ン側から制御することによって、 変化する天文現象に対応することも理論的には 可能である。 しかし、 正確な情報をどのサイトから入手し、 その情報をどのよう にパソコンのソフト上で実現するかを完全にマス夕一するには、 かなりの熟練が 必要であり、 望遠鏡の完全自動化のコンセプトから逸脱することになる。 総じて、 現段階の自動導入式望遠鏡では、 特に初心者、 中級者、 時間の限られ た社会人にとって、 ユーザフレンドリーなシステムを具現化したとは言い難い。
発明の概要
上記課題を解決するため、 本発明の一態様は、 天体望遠鏡を少なくとも 2つ の軸の回りに回転制御することにより目標天体を自動導入させる自動導入装置に 接続可能な端末装置であって、自動導入装置を指令操作するための入力操作部と、 倍率に応じた天球上の所定範囲の星図画像を表示する画像表示部と、 を備えてお り、 該入力操作部は、 望遠鏡コントロールモードにおいて、 天体望遠鏡が少なく とも 2つの軸の回りに各々回転するように指令入力するための回転指令手段と、 該画像表示部に表示された星図画像の表示倍率を入力指定するための倍率入力手 段と、 が設けられ、 望遠鏡コントロールモードにおいて、 天体望遠鏡の向いてい る天球上の位置に対応する星図画像を画像表示部で表示すると共に、 回転指令手 段による天体望遠鏡の回転の速度を、 前記倍率入力手段により指定された表示 ' 率の減少関数に従って変化させることを特徴とする。
本発明の上記態様によれば、 望遠鏡コントロールモードでは、 回転指令手段か らの指令に応じて天体望遠鏡が少なくとも 2つの軸の回りに各々回転し、 その望 遠鏡の向きに応じて、 画像表示部に表示された星図画像が移動する。 このとき、 倍率入力手段により指定された画像表示部の表示倍率が大きいとき、 回転指令手 段による天体望遠鏡の回転の速度が減少され、 表示倍率が小さいとき、 回転指令 手段による天体望遠鏡の回転の速度が増大されるように制御される。 このように 画面のズーミングに合わせて回転速度を自動的に変えるようにしたので、 ズーミ ング毎に回転速度だけを変更する手間を省けるようになった。
好ましくは、 入力操作部は、 望遠鏡コントロールモードと目標天体を選択する ための天体選択モードとを相互に切り替えるための切り替え入力手段が更に設け られている。 これにより一操作でモード切り替えが可能となった。 更には、 天体 選択モードでは、 画像表示部に表示された星図画像に目標天体を導入することに より該目標天体を選択可能であるとし、 回転指令手段の操作により、 画像表示部 に表示された星図画像をスクロール可能であるようにしてもよい。 これにより、 目標天体の設定が容易となる。 天体選択モードで目標天体が選択された後、 切り 替え入力手段の操作により該目標天体の自動導入を実行し、 望遠鏡コントロール モードに移行してもよい。
本発明の別の好ましい態様は、 星図画像を表示する画像表示部を備えた天体画 像表示装置であって、 天体画像表示装置が向けられた方向の方位を検出する方位 検出手段と、 天体画像表示装置が向けられた方向の傾きを検出する傾き検出手段 と、 を備え、 該画像表示部は、 現在の日付時刻、 観測地点の緯度経度において、 方位検出手段により検出された方位及び傾き手段により検出された傾きにより特 定される方向で観測される所定範囲の星図画像を表示することを特徴とする。 こ の態様によれば、 ユーザが天体画像表示装置を手に持って空に向けるだけで星座 等が表示される。 好ましくは、 天体画像表示装置は、 表示された星図画像を時刻 の経過に従って日周運動させるのがよい。 更に好ましくは、 天体望遠鏡を少なく とも 2つの軸の回りに回転制御すること (こより目標天体を自動導入させる自動導 入装置の端末装置として接続可能であるとするのがよい。 例えば、 目標天体の選 択、基準星の選択等を実際の星空と対比しながら表示画面上で行うようにすれば、 ユーザフレンドリーな端末装置を実現することができる。 更には、 天体画像表示 装置に接続された天体望遠鏡を、 方位検出手段により検出された方位及び傾き手 段により検出された傾きにより特定される方向に向くように制御すれば、 望遠鏡 のコントロールが容易となる。
本発明の更に別の好ましい態様は、 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに 回転制御することにより目標天体を自動導入させる自動導入装置であって、 W e bサーバ機能を備えることを特徴とする。 ここで、 電気通信手段は、 インターネ ット、 イントラネット及ぴ L ANのいずれかとすることができる。
このような W e bサーバ機能を備えた自動導入装置は、 W e bブラウザ機能を 備えた端末装置により制御することができる。 このため、 例えば専用端末、 市販 の； PDA、 携帯電話、 携帯ゲーム器、 パソコン等を使用することが可能となり、 従 つて、 ユーザが既に端末を所有している場合には新たに購入する必要が無く、 新 たに購入する場合でも選択肢が増え、趣向に合った端末を選択することができる。
W e bブラウザ機能を備えた端末装置は、 W e bサーバ機能を備えた自動導入 装置と、 ブル一ツース （Bluetooth) や、 無線 L AN、 光、 赤外線等による無線 通信を使用できる。 これにより、 ケーブル通信に伴う信号の劣化や機械的故障、 取り回しの煩雑さから解放され、 夜間でも快適に操作することができる。
更に、 インターネット等の電気通信手段で、 端末装置と W e bサーバ機能を備 た自動導入装置とが通信可能に相互接続される場合、 1つの端末装置による複 数の自動導入装置の制御（1対多制御）、複数の端末装置による 1つの自動導入装 置の制御（多対 1制御)、複数の端末装置による複数の自動導入装置の制御（多対 多制御） が可能となる。 これにより、 1台のコントローラ端末につき 1台の自動 導入式望遠鏡を制御していた従来技術と比べて大幅に制御の自由度を拡大できる。 例えば、 電気通信手段を介して入力機能を備えた端末装置と画面表示機能を備え た端末装置とを自動導入装置に相互接続することができる。 この場合、 自動導入 装置は、 入力機能を備えた端末装置から入力された情報に基づいた制御を実行す ると共に、 画面表示機能を備えた端末装置に、 該制御に伴う入出力情報を表示さ せることができる。 これにより、 入力端末をより小型で持ちやすく、 表示端末は より大型にして見やすくすることができ、 観望会等で多数の人に各天体を紹介す るなど、 効率的な観測が可能となる。
本発明の更に別の好ましい態様は、 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに 回転制御することにより目標天体を自動導入させる自動導入装置であって、 天体 画像を撮像する撮像手段と、 天体データベースと、 該撮像手段により撮像された 天体画像を、 該天体デ一夕べ一スの天体情報と比較することにより、 撮像された 天体を同定する、 天体同定手段と、 を備えることを特徴とする。 演算量を少なく するため、 撮像手段により撮像された天体画像から各天体の情報を抽出する画像 処理手段を更に備え、 天体同定手段は、 画像処理手段により抽出された各天体の 情報と、 天体データべ一スの天体情報とを比較することにより、 撮像された天体 を同定するのが好ましい。
完全自動導入装置としての上記態様によれば、 天体同定手段により同定された 天体の位置情報に基づいて、 天体座標系に対する天体望遠鏡の座標系の座標変換 情報を画定させるためのァライメント処理を自動的に実行することができる。 こ の場合、撮像手段が、複数の焦点距離で撮像可能に構成されているのが好ましい。 ァライメント処理は、 例えば、 撮像手段を広角側の焦点距離に設定した状態で天 体画像を撮像し、 広角側で撮像された天体画像の天体を同定し、 同定された天体 の位置情報に基づいて座標変換情報を修正し、 広角側で撮像された天体画像の中 から基準天体を選択し、 基準天体を撮像画像の視野中央に導入するように天体望 遠鏡を回転制御し、 撮像手段をより望遠側の焦点距離に変更した状態で天体画像 を撮像し、 より望遠側で撮像された前記天体画像の天体を同定し、 同定された天 体の位置情報に基づいて座標変換情報を再度修正し、 基準天体が撮像画像の視野 中央に充分な精度で導入されるまで、 撮像手段を、 より望遠側の焦点距離に順次 設定し、 上記各工程を繰り返す。 なお、 ァライメント処理は、 少なくとも 2つの 基準天体を用いて実行される。
このように本態様では、 従来では、 ユーザからの手入力に頼っていた入力情報 を自動的に得ることが可能となる。 また、 撮像天体の位置に基づいてァライメン トするため、 G P S、 水平センサ、 磁気センサを用いた自動ァライメントに比べ て、 大幅にァライメント精度を向上させることができる。
完全自動導入装置は、 自動導入後の目標天体の視野中央への修正も自動化する ことができる。 この場合、 目標天体を自動導入した後に、 撮像手段により天体画 像を撮像し、 撮像された天体画像の天体を同定し、 同定された天体の位置情報に 基づいて、 目標天体を天体望遠鏡の視野中央に導入するように天体望遠鏡を回転 制御する。 この場合、 撮像手段が、 複数の焦点距離で撮像可能に構成されている のが好ましい。 .完全自動導入は、 目標天体を自動導入した後に、 撮像手段を所定 の焦点距離に設定した状態で天体画像を撮像し、 撮像された天体画像から天体を 同定し、 同定された天体の位置情報に基づいて、 目標天体を撮像画像の視野中央 に導入するように天体望遠鏡を回転制御し、 目標天体が撮像画像の視野中央に充 分な精度で導入されるまで、 撮像手段を、.より望遠側の焦点距離に順次設定し、 上記各工程を繰り返すことによってなされる。
本発明の更に別の態様は、 電気通信手段を介して天体情報を提供する、 中継用
W e bサーバコンピュータであって、 電気通信手段には、 天体望遠鏡を少なくと も 2つの軸の回りに回転制御することにより目標天体を自動導入させる、 W e b サーバ機能を備えた自動導入装置と、 該自動導入装置を制御するための端末装置 とを相互接続可能である。 例えば、 天体情報は、 新天体導入情報、 前記自動導入 装置のバージョンアップ情報、 天体導入メニュー情報、 前記自動導入装置又は前 記端末装置からのリクエストに応じた演算結果、 及び、 観測地データのいずれか を含んでいてもよい。 これらの情報は、 インターネット等の電気通信手段を介し て入手された新たな情報に絶えず更新するのが好ましい。 これにより、 ユーザに タイムリ一な天体情報を提供することができる。 初心、 中級者にとってユーザフ レンドリなシステムを構築できると共に、 上級者にとつても情報収集に伴う労力 を軽減させることができる。
一例としての使い方では、 各地に配置された自動導入装置に気象センサが接続 されており、 観測地データは、 気象センサにより検出された各地の気象情報であ る。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施例に係る、 ハンディプラネタリウム式ハンドセッ 卜を備えた自動導入装置の概略図である。
図 2は、 図 1のハンドセット及び望遠鏡本体の外観図である。
図 3 Aは、 図 2に示すハンドセットのグラフィック表示部の構成例を示し、 図 3 Bは、 該グラフィック表示部のうち全天表示部を拡大した図である。
図 4 Aは、 第 1の実施例に係るハンドセットにおける、 天体選択モードと望遠 鏡コント口一ルモードとを切り替える際の操作手順を示し、 図 4 Bは、 ズ一ミン グ機能とモータ速度設定との連動を示す図である。
図 5は、 第 1の実施例に係るハンドセットの電子星座早見モードにおける処理 の流れを示すフローチヤ一トである。
図 6 Aは、 ユーザが図 5の電子星座早見モードに設定されたハンドセットを 様々な傾き （高度） で持っている状態を示し、 図 6 Bは、 そのときにハンドセッ トが行う処理を示す図である。
図 7は、 本発明の第 2の実施例に係る W e bサーバ型自動導入装置及び W e b ブラウザ型端末装置の概略図である。
図 8 Aは、 図 7に示す、 W e bサーバ型自動導入装置及び W e bブラウザ型端 末装置がインターネットを介して接続されている状態を示す図である。
図 8 Bは、 図 8 Aに示したインタ一ネット接続を利用した、 入力及び表示の制 御例を示す、 フローチャートである。
図 9は、 図 8 Aに示したインタ一ネット接続を利用した、 図 7に示す、 端末装 置からの W e bサーバ型自動導入装置の制御例であって、 A ( l： 1制御）、 B ( l ： 多制御）、 C (多： 1制御） 及び D (多：多制御） を各々示している。
図 1 0は、 本発明の第 3の実施例に係る、 完全自動導入装置の概略図である。 図 1 1は、 図 1 0に示す完全自動導入装置を内蔵した望遠鏡において自動ァラ ィメント （第 1基準星設定） するときの処理の流れを示したフローチャートであ る。
図 1 2は、 図 1 0に示す完全自動導入装置を内蔵した望遠鏡において自動ァラ ィメント （第 2基準星設定） するときの処理の流れを示したフローチヤ一トであ る。
図 1 3は、 図 1 0に示す完全自動導入装置を内蔵した望遠鏡において目標天体 を完全自動導入するときの処理の流れを示したフローチャートである。
図 1 4は、 本発明の第 4の実施例に係る、 天体情報を提供する中継用ウェブサ ーバコンピュータの概略図である。
発明の好ましい実施例
以下、 図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
(第 1の実施例:ハンディブラネタリゥム式ハンドセットを備えた自動導入装置） 図 1には、 本発明の第 1の実施例に係る天体自動導入装置 1 0 aを備えた自動 導入式望遠鏡の概略的なブロック図が示されている。
望遠鏡本体 1 2は、 2つの直交する回転軸を有する型式であり、 該 2つの直交 する回転軸の回りに該望遠鏡本体 1 2を回転させるように各々の回転軸に取り付 けられたモータ 1 4、 1 6と、 該モータ 1 4、 1 6の回転に従ってパルス信号を 出力するようにモータシャフトに夫々接続されたエンコーダ 1 8、 2 0と、 を備 えている。 なお、 エンコーダ 1 8、 2 0は、 モータシャフト 直結したものに限 定されず、 モータシャフトから赤経 ·赤緯 （又は水平、 垂直） 各軸の最終段まで ギヤで減速される途中の段階に設けられたり、 赤経 ·赤緯 （又は水平、 垂直） 各 軸に直結されていてもよい。
更に、 望遠鏡本体 1 2は、 自動導入装置 1 0 aの機能を実現するため望遠鏡を 制御する CPU22を備えている。 この CPU22は、 エンコーダ 18、 20に 接続されており、 該エンコーダ 18、 20から出力された信号を読み取りカウン トすると共に、外部からの入力指令に従ってモータ 18、 20の回転制御を行う。 CPU22は、 ケーブル 32を介して、 ユーザによる入力操作が可能なハンドへ ルド式のコントローラ （ハンドセット） 24に接続されている。
ハンドセット 24には、 CPU 26が内蔵され、 該 CPU 26は、 CPU 22 から送られてきたエンコーダ信号のカウント値から現在の望遠鏡が向いている天 球上の位置を検出し、 該位置がユーザにより入力された目標天体の座標位置に一 致するように CPU 22に指令を送る。 また、 CPU 26は、 詳細を後述するよ うに、 画面表示及びキーボード制御を行う。
また、 ハンドセット 24は、 星図で使用するための全天体データを記憶した星 図データベース 27と、 ハンドセット 24が向けられている方位を検出するため の方位センサ 34と、 ハンドセット 24の傾斜角度を検出するための傾きセンサ 36と、 内蔵時計 38と、 を備えている。 これらは、 CPU 26と図示しないパ スで接続されている。
なお、 ハンドセット 24と CPU22とは一体となっていてもよい。 即ち、 C PU26に CPU22の機能が含まれている構成や、 ハンドセット 24内に CP U26と CPU22とが設けられている構成も可能である。 望遠鏡本体にハンド セット 24の機能が内蔵され、 画面表示部や入力用キ一ポードなどが望遠鏡本体 に装備されていてもよい。
図 2には、図 1の望遠鏡本体 12及びハンドセット 24の外観が示されている。 望遠鏡本体 12は、 架台 12 aと、 それに取り付けられている望遠鏡鏡筒 12 b と、 を備えている。 図 2の例では、 架台 12 aとして赤道儀が採用され、 モ一タ 14、 16は夫々赤経モー夕及び赤緯モータとして機能する。 なお、 赤経モータ 及び赤緯モータ 14、 16は、 架台 12 aの赤経ハウジング及び赤緯ハウジング に内蔵されているが、 外付け方式であってもよい。 また、 CPU22は例えば赤 緯ハウジング内に収容された制御基板に収めてもよいが、 CPU22を内蔵した コントローラを外付け方式で架台 12 aに接続してもよい。 本実施例の自動導入 装置 10 aは、 経緯台にも適用可能であり、 この場合、 モータ 14、 16は夫々 水平モータ及び高度モータとして機能する。
図 2に示すハンドセット 2 4は、 グラフィック表示部 2 8と、 複数のキー若し くはポタン （A, B、 1 , 2 , 3， 4 , 5 , 6， 7 , 8 ) からなる入力操作部 3
0と、 を備えている。 グラフィック表示部 2 8には、 図 3 Aに示すように、 恒星、 惑星、星雲星団、星座の配列等からなる星図画像を表示可能な星図表示部 4 0と、 星図表示部 4 0よりも広い天球領域、 例えば北半球若しくは南半球全体 φ星図画 像を表示可能な全天表示部 4 4と、 望遠鏡本体 1 2や天体に関する情報等を文字 で表示するための文字表示部 4 2と、 が設けられている。
星図表示部 4 0には、 横軸に方角、 縦軸に高度が表示される。 C P U 2 6は、 入力操作部 3 0から入力された入力情報と、 各種センサからの出力信号とに基づ いて、 後述する所定のアルゴリズムに従って星図データベース 2 7から画像デー 夕を読み取り、 星図表示部 4 0に表示する。 このとき、 星図画像に表示された星 座、 惑星などの名前を表示してもよい。
更に、 C P U 2 6は、 エンコーダ信号のカウント値から検出された現在の望遠 鏡が向いている天球上の座標位置又は目標天体の座標位置を、 図 3 Bに示すよう に、 カーソル 4 6として表示する。 更に、 C P U 2 6は、 星図表示部 4 0に表示 されている範囲を表す枠 4 8を、 全天表示部 4 4に表示する。 これにより、 望遠 鏡が向いている方向や、 星図表示部が全天のどの部分に相当しているか等が直ち にわかるので、 全体像が把握しやすくなる。
次に、本実施^！に係る自動導入装置 1 0 aの操作手順及び制御方法を説明する。 本自動導入装置 1 0 aは、 画面上で目標の天体を選択する天体選択モードと、 ポタンを押せば望遠鏡 （架台） が動く望遠鏡コントロールモードの 2つのモード を少なくとも備えている。
図 4 Aに示すように、 例えばシステム起動時は、 天体選択モードになっている とする。 ユーザが入力操作部 3 0のポタン 1、 2、 3、 4 (図 2参照） のいずれ かを押すと星図表示部 4 0 (図 3 A参照） に表示された星空が、 各ポタンに割り 付けられていた移動方向に従って上下左右に移動する。 なお、 このときは望遠鏡 の架台は動いていない。ユーザは、表示された星空画像を見ながら、 星図表示部
4 0の中央部のカーソル 4 1に導入したい目標天体を持ってくる。 目標天体が中 央に表示されると、文字情報表示部 4 2に目標天体の赤経、 赤緯値、天体の種類、 等級、 地球からの距離 （光年） 等の各種説明が表示される。
目標天体が中央に表示された状態で、 ポタン Aを押すと、 画面は望遠鏡コント 口一ルモードになり、 かつ、 望遠鏡は目標天体に向かって動き出すようにモ一タ 制御される。 望遠鏡の向いている実際の座標位置は、 全天表示部 4 4のカーソル 6で表されているので、 星図表示部 4 0の中央に表示された目標天体と現在の 望遠鏡位置との離角を直感的に認知することができる。 望遠鏡の向きの移動に従 つてカーソル 4 6も移動し、 それが全天表示部 4 4で星図表示部 4 0の範囲を示 す枠 4 8内に入ると、 星図表示部 4 0にもカーソル 4 6が表示される。 導入が終 了すると画面中央カーソル 4 1とカーソル 4 6とが合致し、 目標天体と望遠鏡の 向きが一致したことを示す。 その後は、 ポタン 1、 2、 3、 4を押すと、 望遠鏡 の向きが移動し、 これと共に星図表示部 4 0内の画面が移動する。
望遠鏡コントロールモードでは、 星図表示部 4 0の画面中央は、 絶えず望遠鏡 が向いている座標として表示することもできる。 この場合、 天体選択モードで目 標天体が中央に表示された状態で、ポタン Aを押すと、星図表示部 4 0の画面は、 目標天体中心の画面から望遠鏡が向いている座標を中心とする画面に切り替わり、 自動導入開始と共に、 星図表示部 4 0内の画面が移動する。 このとき、 カーソル 4 6は、 目標天体の位置を示すものとして表示し、 上記の場合と区別するためそ のデザィンを変えるのが好ましい。
また、 天体選択モード及び望遠鏡コントロールモードのいずれにおいても、 星 図表示部 4 0の画面中央カーソル 4 1は、. 絶えず望遠鏡が向いている座標位置と して表示することもできる。 この場合、 天体選択モードでは、 カーソル 4 6の位 置で目標天体を指定するものとし、 ポタン 1、 2、 3、 4はそのカーソル位置を 移動させるために使用される。
図 4 Aに示すように、 自動導入完了後、 再びポタン [A]を押すと、 天体選択モ ードになる。 このように、 ワンクリックで天体選択モードと望遠鏡コントロール モードを切替えられ、 [天体選択モード]— [望遠鏡コント口一ルモード]に切り 替えたときは、 同時に自動導入も始まるようになつている。 各モードに遷移した ことを分かりやすくするために、 画面に現在モードを文字表示したり、 画面中央 の力一ソルのデザィンを変えたり、 画面背景色を変えたりするのが好ましい。 このように本実施例では、 ハンドセット 2 4に文字情報だけでなく星図を表示 するようにしたので、 ュ一ザは容易に目標天体を選べるようになった。
ところで、 西の空、 東の空というように広い範囲を指示したい場合は、 画面上 にも広範囲な表示をするのが好ましい。 また、 天体が密集している中から目的の 天体を支持したいときは、 拡大表示をするのが好ましい。 このような要求を満た すために、 ハンドセット 2 4の入力操作部 3 0のポタン 5にズームアップ、 ポ夕 ン 6にズームダウン機能を割り付ける。 それぞれのポタンを押すたびに所定の拡 大 ·縮小率で拡大 ·縮小するようにしておく。
ここで、 現在モードが望遠鏡コントロールモードになっているとする。 画面が 強拡大されている時は、 画面全体は非常に狭い範囲しか表示されていない。 この とき、 モ一夕速度が高速度に設定されていると、 モ一タコントロールポタン 1、 2、 3、 4を押せば、 一瞬にして広範囲を動いてしまい、 画面上にも全く違った 場所が表示されてしまい。 現在位置を把握しにくい。 その逆に、 画面全体に広い 範囲を表示しているときを考える。 このとき、 モータ速度が低速度に設定されて いると、 モータコントロールポタン 1、 2、 3、 4を押しても、 望遠鏡の動く範 囲は微小で画面上では 1画素にも満たない時もあるであろう。 そのような場合、 画面では望遠鏡 （視野） の動きを表現できない。 よって、 画面が拡大されている ときには、 モータ速度は遅く、 逆に、 画面が拡大されてないときにはモータ速度 は高速度に自動的に設定されることが望ましい。
そこで、 本実施例では、 図 4 Bに示すように、 ズ一ムアップポタン 5を押す度 に、 自動的にモータ速度が遅くなるように、 逆に、 ズームダウンポタンを押す度 にモータ速度が速くなるように、 設定されている。
このように、 画面のズーミングに合わせてモータ速度が自動的に変わるように したので、ズーミング毎にモータ速度だけを変更する手間が省けるようになった。 本実施例のハンドセット 2 4は、 ユーザに星空案内するための電子星座早見モ 一ドを更に備えている。このモードでの操作手順を図 5のフローチャートに示す。 図 5に示すように、 ハンドセット 2 4をパワーオンした直後は、 星図表示部 4
0は、 最大画角表示に設定されている （ステップ 5 0 0 )。 この状態で、 ユーザは、 図 6 Aに示すように、 観測したい空の方向にハンドセット 2 4を向ける。 観測し たい空の方向によって、 図示のように例えば低高度、 中高度、 高高度に分類され ることがわかる。
次に、 ハンドセット 2 4は、 星図表示部 4 0に、 日付 '時刻、 観測場所、 ハン ドセット 2 4の方位、 高度に応じた星座図を描く （図 5のステップ 5 0 2 )。 ステップ 5 0 2の描画制御は、 図 6 Bに示すようにしてなされる。 即ち、 ハン ドセット 2 4の C P U 2 6は、 方位センサ 3 4及び傾きセンサ 3 6から出力され た信号に基づいて、 ユーザが見ている （即ち、 ハンドセット 2 4が向けられた） 空の方位及び仰角 （高度） を演算する （ステップ 4 0 0 )。 これと並行して、 又は 事前に、 C P U 2 6は、 内蔵時計 3 8と、 予め入力されフラッシュメモリ等に記 憶されている観測地の緯度及び経度 5 0とに基づいて当該観測地の現時点での空 の天体配置を計算する （ステップ 4 0 2 )。 なお、 観測地の緯度及び経度情報 5 0 は、 ユーザが入力操作部 3 0から入力してもよいが、 G P Sを介して自動的に検 知するようにしてもよい。
次に、 C P U 2 6は、 計算された現時点での観測地の天体配置に基づいて、 ハ ンドセット 2 4の星図表示部 4 0に表示可能な現時点での倍率における範囲に相 当する画像データを星図データベース 2 7から読み取り編集し、 ユーザが現時点 で見ている （即ち、 ハンドセット 2 4が向けられた） 星座の画像を星図表示部 4 0に表示する （ステップ 4 0 4 )。 このようにしてユーザは、 星図表示部 4 0にお ける最大画角における空の天体配置を容易に知ることができる。
次に、 C P U 2 6は、 スーミング待機モードに移行する （ステップ 5 0 4 )。 こ のモードでは、 より詳しく表示天体を知りたい場合には、 ズームアップポタン 5 を押すことにより画像を拡大表示することができる。 より広い範囲を表示させた いときには、ズームダウンポタン 6を押すことにより画像を縮小表示すればよい。 なお、 星図表示部 4 0には、 画像だけなく、 天体名等や星座等も表示されるので、 ユーザは、見ている天体や星座の名称を直ちに知ることができる。必要とあらば、 文字情報表示部 4 2に、 カーソル 4 1に位置している天体や星座についての詳し い説明を表示させることもできる。
また、 C P U 2 6は、 以下のように絶えず、 方位センサ 3 4及び傾きセンサ 3 6からの出力信号を監視する。
傾きセンサ 3 6からの入力に有意な変化があった場合（図 5のステップ 5 0 6 )、 C P U 2 6は、 検出されたハンドセット 2 4の傾き （高度） を中心とした星座図 を星図表示部 4 0に再描画させる（ステップ 5 0 8 )。方位センサ 3 4からの入力 に有意な変化があった場合（ステップ 5 1 0 )、 C P U 2 6は、検出されたハンド セット 2 4の方位を中心とした星座図を星図表示部 4 0に再描画させる （ステツ プ 5 1 2 )。 これにより、 ユーザは、ハンドセット 2 4を観測したい空の任意方向 に向けるだけで、 直ちに、 実際に現れている星座や天体を直ちに知ることができ る。 ここで、 傾きや方位の僅かな変化に追従して表示画像が変化すると、 見ずら くなるので、 それらの変化幅が所定値を超え、 且つ、 その状態が一定時間以上継 続したときに画像の変更を行うのが好ましい。 また、 ハンドセット 2 4を移動す るとき、 その移動速度に完全に追従させるのではなく、 視認性を考慮して表示画 像上での移動速度を適宜設定するのが好ましい。
なお、 一旦表示させた天体配置画像をボタン操作で固定表示し、 ハンドセット 2 4の位置を変えても、 同じ画像を表示し続けることができる固定表示モードを 設けてもよい。 固定表示モードをポタン操作で解除した場合、 上記のような監視 乇一ドに直ちに移行する。
また、 C P U 2 6は、 時刻の経過に従って、 表示させた星座図を日周運動させ る制御も同時に行う （ステップ 5 1 4 )。 この制御は、 上記した固定表示モードで も同様に行ってもよい。 そして、 再び、 ズーミング待機モードに移行し、 同様の 処理を繰り返す。
この電子星座早見モードは、 自動導入前のァライメ'ントで使用する基準星を選 択する際にも用いることができる。 例えば、 基準星として登録されている星にマ
—クを付けて表示しておく。 ュ一ザが、 表示されている基準星を星図表示部 4 0 の中央カーソル 4 1又は力一ソル 4 6に合わせて選択ポタンを押すと、 C P U 2
6は、 どの基準星が選択されたかを検知することができる。 更に、 方位センサ 3
4及び傾きセンサ 3 6の検出結果から、 選択された基準星が、 現在、 どの方向に 向いているかを判断し、 記憶しておく。 ァライメント時には、 C P U 2 6は、 選 択された基準星の方向に望遠鏡が自動的に向くようにモー夕制御する。この場合、 センサの誤差により、 基準星が望遠鏡の視野中央に入らない場合がある。 このと きはュ一ザが入力操作部 3 0のポタン 1 , 2， 3， 4を押すことにより、 最終的 に視野中央に基準星を合わせることにより、 正確な基準星の位置を C P U 2 6に 知らせることができる。 なお、 基準星の選択時とァライメント時とで時間差があ ると、 日周運動に起因して記憶している基準星の位置が変わるので、 日周運動に 従つて記憶位置を更新するのが好ましい。
本モードでは、 最終的にユーザがァライメントする必要があるが、 ハンドセッ ト 2 4を星が現れている空の領域に向けるだけで基準星を直感的に選択でき、 基 準星が大まかな位置まで自動導入されるので、 従来のように文字ディスプレイで 逐一基準星を選択し、 望遠鏡を初期位置から基準星の位置までポタン操作で移動 させる方式と比べて、 ァライメントに要するユーザ負担を大幅に軽減することが できる。
また、 電子星座早見モードを、 上記した天体選択モードで目標天体を選択する 際にも使用することができる。 この場合、 ユーザは、 表示画像を実際の星座と対 比させて見ながら目標天体を力一ソル 4 1又は 4 6に合わせて選択する。 更に、 電子星座早見モ一ドを、 '上記した望遠鏡コントロールモードと連動させて使用可 能にしてもよい。 この場合、 ハンドセット 2 4の向きと望遠鏡の視野とがー致す るように、 望遠鏡が駆動制御される。
以上のように本実施例では、 実際の星空と対比しながら各星座や天体の情報収 集や選択を直感的に行うことができる、 ユーザフレンドリ一なシステムを実現し た。
(第 2の実施例： W e bサーバ型自動導入装置）
図 7には、 本発明の第 2の実施例に係る W e bサーバ型自動導入装置 1 O bの 概略構成が示されている。 なお、 第 1の実施例と同様の構成要件については、 同 一の符号を附して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ説明する。 望遠鏡本体 1 2は、 自動導入装置 1 0 bの機能を実現するため C P U 5 2を備 えている。 C P U 5 2は、 座標計算、 エンコーダ 1 8、 2 0の信号の読み取り、 モータ制御、 コントローラ端末との通信を実行することに加えて、 インターネッ トにアクセスして各種端末と通信可能なサーバコンピュ一夕として望遠鏡本体 1 2を制御する機能を備えている。
このように第 2の実施例では、 自動導入装置 1 0 bに Webサーバ機能を持たせ たので、 Web ブラウザ機能を搭載した端末を自動導入装置 1 0 bの制御のために 使用できるようになった。そのため、 自動導入装置 1 0 bのコントローラ 5 4は、 Web ブラウザ機能、 画面表示、 キー入力制御機能、 及び、 通信機能を備えた C P U 5 6を有する任意端末として構成することができる。 このような端末として、 例えば専用端末、 市販の PDA 携帯電話、 携帯ゲーム器、 パソコン等がある。 従 つて、 ユーザが既に端末を所有している場合には新たに購入する必要が無く、 新 たに購入する場合でも選択肢が増え、趣向に合った端末を選択することができる。 なお、 第 1の実施例のハンドセット 2 4にブラウザ機能を持たせたものをコント ローラ 5 4として用いてもよい。 この場合、 W e bサーバ 5 2を介してインター ネットから取得した天文情報、'例えば新彗星、 新星を表示部 2 8に表示するよう にすれば、 タイムリ一な天体観測が可能となる。
C P U 5 2との通信方式として、 図 7に例示されたようにブルーツース (Blue tooth) による無線通信や、 無線 L AN、 光、 赤外線等による他の無線通信 を使用できる。 これにより、 ケーブル通信に伴う信号の劣化や機械的故障、 取り 回しの煩雑さから解放され、 夜間でも快適に操作することができる。 勿論、 本実 施例でも、 ケーブル等を用いたり、 電話回線等を介してインターネット通信する ことも可能である。
なお、 望遠鏡本体 1 2にハンドセットの機能が内蔵されていてもよい。 即ち、 画面表示部や入力用キーボードなどが望遠鏡本体に装備されていてもよい。また、 W e bサーバ機能を内蔵したハンドセット、 例えば図 1のハンドセット 2 4に W e bサーバ機能が内蔵され、 これに W e bブラウザ機能を備えた端末が接続され るような構成も可能である。
図 8 Aには、 図 7の自動導入装置 1 0 bと同じ機能を各々有する複数の自動導 入装置 7 2 a、 7 2 b , . . . と、 図 7のコントローラ 5 4と同じ機能を各々有する 複数の端末装置 7 4 a、 7 4 b , . . . と、画面表示機能に特化した端末装置 7 6と、 入力機能に特化した端末装置 7 8と、 がインタ一ネット 7 0を介して相互接続さ れた状態が示されている。 なお、 インターネット 7 0の代わりに、 イントラネッ ト、 L AN等を用いることもできる。
図 8 Aから直ちに理解できるように、 たとえ端末装置 7 4 a、 7 4 bが自動導 入装置 7 2 a、 7 2 b (望遠鏡本体） の設置場所から遠隔地にあった場合におい ても、 インターネット 7 0を経由して端末装置 7 4 a、 7 4 bから Webサーバ機 能を持つ自動導入装置 7 2 a、 7 2 bを制御することができる。 例えば、 望遠鏡 を屋上に設置し、 コント口一ラ端末は階下の部屋の中からでも遠隔制御できる。 また、 望遠鏡は高山に設置し、 市街地からコントローラで制御する使用方法も可 能である。 更に、 地球の裏側からでもコント口一ル可能である。
また、図 8 Aから、 自動導入装置本体に Webサーバ機能を持たせ、端末側は Web ブラウザ機能を持たせたことにより、 1 : 1、 1 ：多、 多： 1、 多：多の操作が 可能となることがわかる （図 9参照〉。 即ち、 一台の端末から複数の望遠鏡を操 作したり、 多人数が一台または複数の望遠鏡を操作することが可能となる。 この ため、 天体観望会などで、 効率的な観測を実現することができる。
ところで、 従来の端末装置では、 表示部と入力部とは一体となっていた。 しか し、 表示部は星図や望遠鏡本体で撮像した画像を表示したいために （情報量を大 きくしたいために） 大きな寸法のものが望ましい。 一方、 入力部は手のひらに収 まるくらいの小さなものが扱いやすい。 この矛盾する要求を解決するため、 端末 装置として、 画像表示に特化した端末装置 7 6と、 入力機能に特化した端末装置 7 8と、 を配置し、 1台の望遠鏡本体の W e bサ一パ型自動導入装置 7 2 aを制 御する流れを、 図 8 Bを用いて説明する。
図 8 Bに示すように、 W e bサーバ型自動導入装置 7 2 aは、 インターネット 7 0を介して表示属性を持った端末装置 7 6をサーチする（ステップ 5 5 0 )。表 示属性端末 7 6が検出されると、 表示されるべき情報を該表示属性端末 7 6に送 信する （ステップ 5 5 2 )。 次に、 W e bサーバ型自動導入装置 7 2 aは、 インタ —ネット 7 0を介して入力属性を持った端末装置 7 8をサーチする （ステップ 5
5 4 )。入力属性端末 7 8が検出されると、該端末からユーザにより入力された情 報を取得する （ステップ 5 5 6 )。 W e bサーバ型自動導入装置 7 2 aは、 入力情 報に基づく動作を実行し、 再びステップ 5 5 0に戻り、 同様の処理を実行する。 このように表示部と入力部とは必ずしも一体になつ.ている必要は無く、 例えば入 力部はポケットの中に入れて操作し、 表示部は外部に設置すれば、 多人数で観測 する場合に非常に有効である。 インターネットや L A Nを利用すれば、 表示用端 末を複数、 遠隔地に設置して多地域 ·多人数で観測するような構成が簡単に実現 できる。
(第 3の実施例：完全自動導入装置）
図 1 0には、 本発明の第 3の実施例に係る完全自動導入装置 1 0 cの概略構成 が示されている。 なお、 第 1及び第 2の実施例と同様の構成要件については、 同 一の符号を附して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ説明する。
完全自動導入装置 1 0 cは、 従来の自動導入式望遠鏡の初期設定を自動化する と共に、 自動導入精度を向上させることを目的としている。
この目的を達成するため、 完全自動導入装置 1 0 cは、 望遠鏡光軸に平行とな るように、 鏡筒 1 2 bに同架された撮像装置 8 0を備えている。 この撮像装置 8
0は、 可変焦点距離レンズ、 例えば広角側から望遠側までカバーする高倍率ズ一 ムレンズとして設計されたレンズ部 8 0 aと、 C C Dカメラ若しくは C M O Sィ メージセンサなどで構成されたカメラ部 8 0 bと、 から構成される。 レンズ部 8
0 aには、ズーム動作を実行する図示しないモータと、エンコーダとが内蔵され、
C P U 5 3からの指令によりその焦点距離を電動で逐次設定することができる。 自動導入装置 1 0 cは、 撮像装置 8 0により撮像された画像データを変換処理 する画像処理部 8 2と、 全天の各天体に関する情報を記憶した天体データベース 8 6と、 画像処理部 8 2により変換処理された天体配置データと天体データべ一 ス 8 6から抽出した基準天体配置データとを比較照合して撮像装置 8 0により撮 像された領域 （及び天体） を同定する天体同定部 8 8と、 を備えている。
直接撮像された画像データで比較照合する場合には大量の演算時間が必要とな るので、 画像処理部 8 2では、 撮像データを、 撮像領域内の各天体を同定する上 で必要となる最小限の情報を含む圧縮デ一夕に変換する。 例えば、 撮像領域の画 素データから各天体を輪郭抽出し、 抽出された各天体の位置座標及び明るさ （例 えば当該天体領域内の撮像素子の出力強度の平均値から推定する） 等から構成さ れた天体配置データを作成する。 当然、 天体データベース 8 6の基準天体配置デ
—夕も、 全天の各天体について予めこれと同じ形式で作成されている。 なお、 C 'を天体として誤抽出する可能性を減少させるため、 画像処理部 8 2で は、同じ領域を複数回撮像した画像を加算演算して S /N比を向上させてもよい。 天体同定部 8 8は、 照合演算に伴う C P U 5 3への負荷を軽減するため、 C P Uとは独立の演算回路として構成するのが好ましい。照合演算としては、例えば、 各天体の位置座標及び明るさからなる天体配置データを、 天体データベース 8 6 から、 これと同じ面積の領域を逐一ずらしながら抽出して得られた候補となる複 数の基準天体配置データと各々照合して類似度を演算し、 最も高い類似度を与え た天体配置領域候補を、 撮像装置 8 0により撮像された領域として同定する。
C P U 5 3は、 第 2の実施例の C P U 5 2と同様の W e bサ一バ型自動導入機 能に加えて、 詳細を後述するように、 天体同定部 8 8により同定された天体の位 置座標から望遠鏡が向いている方向の座標位置を検出し、 完全自動化を実現する ため目標天体からのずれを検知する機能を備えている。 この機能を備えている限 り、 C P U 5 3として、 サーバ機能を備えていない第 1の実施例の C P Uを用い てもよい。 W e bサーバ機能を備えた C P U 5 3の利点として、 インターネット を介して得られた、 彗星、 小惑星、 新星、 超新星等の新天体の出現や、 変光星等 の光度変化の情報を反映するように天体ベースベース 8 6を更新することができ る、 ことも挙げられる。
オプションで C P U 5 3に気象センサ 9 0を接続するようにしてもよい。 これ により、 遠隔地からアクセスして完全自動導入する場合に天候に応じた観測室の 開閉が可能となり、 更には雲の無い方向 ·高度の情報などを利用できる。
撮像装置 8 0は、 外付けでなくともよく、 それ自体が望遠鏡鏡筒 1 2 bの光路 内に抜き差し可能に挿入され、 望遠鏡の対物レンズを通過した光を直接撮像した り、 或いは、 該光路内に挿入されたミラー等の光切替器から導かれた光を検出す る直接検出方式であってもよい。 直接検出方式の場合、 レンズ部 8 0 aを外して 鏡筒 1 2 bの光学系で直接焦点撮像するか、 又は、 レンズ部 8 0 aを、 鏡筒 1 2 bの対物レンズに対して変倍アイピースとして機能するように設計してもよい。 また、 広角側の撮像は、 外付けの撮像装置が担当し、 最高精度を目的とした望遠 側は、 これとは別個の直接検出方式の撮像装置が担当するというようにしてもよ い。 次に、 完全自動導入装置 1 0 cの自動ァライメン卜の流れを図 1 1及び図 1 2 を用いて説明する。 これらの図は、 各天体の座標位置を特定できる天体座標系に 対して、 C P Uが認識する観測地点上の望遠鏡の仮想座標系がどのような座標変 換で関連しているかを 2つの基準星を用いて自動的に検出する例を示している。 図 1 1に示すように、 最初に、 日付 ·時刻、 観測地の緯度 ·経度情報と、 内蔵 天体データベース 8 6とから現在の空の天体配置を計算する（ステップ 6 0 0 )。 なお、 日付 ·時刻の情報は、 電波時計等の内蔵時計から、 観測地の緯度 ·経度情 報は、 ユーザにより入力された値をフラッシュメモリに記憶したものや、 G P S から得るようにしてもよい。
次に、 計算された現在の空の天体配置から現れていると予想される第 1の撮像 候補を選定する （ステップ 6 0 2 )。 このとき、 人工の建築物や街灯などで視界が さえぎられている領域を候補から除外するため、 赤外線望遠鏡等を並列に搭載し て、 その情報と撮像デ一夕から天体抽出可否判定をすると迅速かつ確実である。 また、 気象センサ 9 0を併用して、 雲の無い空の領域を撮像候補として選定して もよい。
次に、鏡筒 1 2 bが所定の向きに向くようにする （ステップ 6 0 4 ) 0例えば、 初期設定でユーザが鏡筒 1 2 bを例えばおおよそ西向き、 水平にすることを条件 に、 選定された撮像候補の方向におおよそ鏡筒 1 2 bが自動的に向くようにモ一 夕制御する。 或いは、 望遠鏡に方位センサ及び傾きセンサを内蔵しておき、 その 出力信号から望遠鏡の現在の配置を計算し、 撮像候補の方向におおよそ鏡筒 1 2 bが自動的に向くようにモータ制御してもよい。
鏡筒 1 2 bがほぼ第 1の撮像候補に向いた後、 レンズ部 8 0 aを広角側にセッ トして撮像する（ステップ 6 0 6 )。撮像データが画像処理部 8 2に転送されると、 画像処理部 8 2は、 撮像データを画像処理し、 撮像候補領域内の天体を抽出する 作業を実行する （ステップ 6 0 8 )。次に、 撮像候補の領域内で天体が抽出できた か否かが判定される （ステップ 6 1 0 )。天体が抽出できなかった場合（ステップ
6 1 0の否定判定）、 ステップ 6 0 2に戻り、他の撮像候補を選定し、 同様の処理 を繰り返す。天体が抽出できた場合（ステップ 6 1 0の肯定判定）、 天体同定部 8
8は、 撮像候補領域内で抽出された天体データと、 天体データベース 8 6内の天 体データとを比較し （ステップ 6 1 2 )、 抽出された天体を同定する （ステップ 6 1 4 )。 このとき、 天体同定部 8 8は、 演算量を減らすため、 天体データベース 8 6上において、 計算された現在の空の天体配置から現れていない天体デ一夕を除 外して比較照合を行うのが好ましい。 また、 精度が見込める場合には、 撮像され た撮像候補の領域 （レンズ 8 0 aの画角分） を含んで誤差を見込んだ範囲内に含 まれる天体データとの比較照合を行ってもよい。
抽出された天体が同定されると、 その位置座標に基づいて、 天体座標系に対す る望遠鏡仮想座標系の座標変換パラメータを補正する （ステップ 6 1 6 )。
次に、 上記したァライメント手続きで充分な精度が得られたか否かが判定され る （ステップ 6 1 8 )。 この判定は、 例えば、 撮像レンズ部 8 0 aの焦点距離 （又 は対物レンズとの合成焦点距離） が一定値を超えたか否かでなされる。 また、 天 体データベースとの照合演算で類似度が一定値を超えたか否かの判定を併用して もよい。 広角側で撮像した場合には、 充分な精度が得られないため （ステップ 6 1 8の否定判定）、 ステップ 6 2 2に移行する。
ステップ 6 2 2では、 現視野、 即ち撮像候補の領域内においてステップ 6 1 4 で同定された天体の中から注目する天体 （第 1基準星） を選択し、 該天体を望遠 鏡の視野中央に導入するように望遠鏡をモー夕制御する （ステップ 6 2 2 )。次に、 レンズ部 8 0 bを 1段階望遠側にズームアツプレ、カメラ部 8 0 bで撮像する（ス テツプ 6 2 4 )。画像処理部 8 2が撮像データを画像処理し、第 1基準星を抽出す る （ステップ 6 2 6 )。 再び、 ステップ 6 1 2に戻り、 第 1基準星について同様の 処理を繰り返す。 このようにレンズ部 8 2 bを望遠側に段階的にズームアップし ていき、 第 1基準星の位置について最終的に充分な精度が得られた場合 （ステツ プ 6 1 8の肯定判定）、 第 1基準星の設定を終了する （ステップ 6 2 0 )。 なお、 望遠側でのステップ 6 1 8の精度判定は、 基準星と視野中央との離角が閾値以内 であるとき充分な精度であると判定してもよい。
次に、 図 1 2のフ口一チャートに示すように、 第 1基準星設定で選定された撮 像候補とは別の撮像候補が選定され（ステップ 6 3 0 )、図 1 1の各ステップと同 様に、 第 2の基準星の設定が行われる （ステップ 6 3 2〜ステップ 6 5 4 )。最終 的に第 2の基準星の位置座標について充分な精度が得られた場合 （ステップ 6 4 6の肯定判定）、第 2の基準星の設定が終了し、 ァライメントが完了する （ステツ プ 6 4 8 )。即ち、天体座標系に対する望遠鏡仮想座標系の座標変換パラメ一夕が 充分な精度で自動的に設定されたことになる。
図 1 1及び図 1 2に示したァライメント作業を要約すると、以下の通りとなる。 ( 1 ) ユーザは適当に望遠鏡を設置する。
( 2 ) 自動導入装置 1 0 cは空の適当な方向へ望遠鏡を向け撮像する。
( 3 ) 自動導入装置 1 0 cは撮像画像から天体を同定し望遠鏡が向いている 座標を決定する。
即ち、 第 3の実施例によれば、 ほぼ完全に初期設定が自動的に済んでしまう完 全自動導入装置が実現できる。
なお、 図 1 1のステップ 6 0 0で、 ュ一ザが所定方向に望遠鏡を向けたり、 緯 度、 経度情報を入力する例を示したが、 この作業も撮像装置 8 0を用いて自動化 することができる。 例えば、 超広角レンズ又は魚眼レンズ （この場合、 湾曲収差 を補正する） を用いて空の広い領域を撮像し、 画像処理部 8 2で星座の配置を抽 出し、 各天体を同定すれば、 '現在の空の天体配置が同定できる。 このとき、 赤外 線望遠鏡や気象センサ 9 0などで、 建築物や雲などで視界がさえぎられている領 域を検出し、 これらの領域を天体データベースとの比較で除外すれば、 迅速かつ 確実である。 このようにしてユーザは、 単に望遠鏡鏡筒を適当に空に向けるだけ で済み、 ステップ 6 0 0の作業を更に単純化できる。
次に、 完全自動導入装置 1 0 cの完全自動導入の流れを、 図 1 3を用いて説明 する。
図 1 3に示すように、 最初に、 ユーザがコントローラ 5 4から導入したい天体 を指定入力する （ステップ 6 6 0 )。 自動導入装置 1 0 cは、望遠鏡鏡筒が目標天 体に向くようにモ一夕制御する （ステップ 6 6 2 )。
モータ制御が停止すると、 レンズ部 8 0 bを例えば中望遠にセットし、 カメラ 部 8 0 bが撮像する （ステップ 6 6 4 )。画像処理部 8 2は、撮像データを画像処 理し、 天体を抽出する作業を実行する （ステップ 6 6 8 )。 次に、 撮像領域内で天 体が抽出できたか否かが判定される（ステップ 6 7 0 )。天体が抽出できなかった 場合 （ステップ 6 7 0の否定判定)、 建築物、 山、 雲等の視野妨害による導入不可 能として完全自動導入を終了する （ステップ 6 7 2 )。 このとき、 コントローラ 5 4の表示部にその旨を警告するのが好ましい。
天体が抽出できた場合（ステップ 6 7 0の肯定判定)、 天体同定部 8 8は、 撮像 領域内で抽出された天体データと、 天体データベース 8 6内の天体データとを比 較し （ステップ 6 7 4 )、 目標天体を抽出し （ステップ 6 7 4 )、 その位置を検知 する。
次に、 抽出された目標天体が視野中央に導入されるように、 望遠鏡をモータ制 御する （ステップ 6 7 8 )。
次に、充分な精度で導入されたか否かが判定される （ステップ 6 8 0 )。 この判 定は、 例えば、 撮像レンズ部 8 0 aの焦点距離 （又は対物レンズとの合成焦点距 離） が一定値を超え、 且つ、 目標天***置と視野中央位置との間の離角が一定以 内に収まったか否かでなされる。 中望遠側で撮像した場合には、 まだ充分な精度 でないため （ステップ 6 8 0の否定判定）、 ステップ 6 8 4に移行する。
ステップ 6 8 4では、 レンズ部 8 0 bを 1段階望遠側にズームアップし、 カメ ラ部 8 0 bで撮像する。 画像処理部 8 2が撮像データを画像処理し、 目標天体を 抽出する （ステップ 6 8 6 )。 再び、 ステップ 6 7 8に戻り、 目標天体について同 様の処理を繰り返す。 このようにレンズ部 8 2 bを望遠側に段階的にズームアツ プしていき、 目標天体の位置について最終的に充分な精度が得られた場合 （ステ ップ 6 8 0の肯定判定）、 完全自動導入を終了する （ステップ 6 8 2 )。
通常、 自動導入した状態では架台の軸の直交誤差その他の要因から その導入精度は限られている。 しかし、 本実施例の自動導入装置 1 0 cでは、 通 常精度の自動導入終了後、 撮像画像から目標天体を同定し、 それを視野中央に導 くことができる。 撮像装置のズーミング機能等によって倍率を上げれば、 任意の 精度で視野中央に導入することができる。
本実施例の自動導入装置 1 0 cでは、 以下のような付加機能を持たせることが できる。
(ォ一トガイダー機能）
特に暗い星雲 ·星団などの写真撮影をするときには、 1時間以上の長時間露出 をすることがある。 そのような場合でも架台は天体を長時間にわたって精密に追 尾する必要がある。 本システムでは、 目的の天体が撮像装置の視野中心に位置す るように絶えず制御信号を出すことが出来るので精密な自動追尾装置にもなる。 撮像装置 8 0の倍率を上げれば任意の精度で追尾を行うことができる。
(自動星空案内機能）
撮像した画像をコントローラの画面に表示し、 同時に天体同定機能に より同定した天体名も画面上に表示する。 さらに、 天体データべ一スより検索し た該当天体の詳細説明、 例えば等級、 大きさ、 座標、 所属星座なども表示するこ とができ、 現在望遠鏡が向いている星空の自動案内装置にもなる。
(新天体検索機能）
画像処理部 8 2には天体を抽出し、 その位置を同定する機能があるので、 抽出 されはしたが天体データベース 8 6には存在しなかった天体があれば、 新星、 超 新星、 彗星、 未登録の小惑星等の新天体である可能性もある。 そこで、 そのよう な天体が検出された場合、 新天体候補としてコントローラ 5 4にその旨と画像と を表示してもよい。 一方、 ノイズである可能性もあるので、 新天体候補が検出さ れると、 同じ領域を 2回以上撮像し、 それがノイズであるか否かの確認も行う。 ノイズであれば、 ァライメン卜精度又は導入精度の向上に資することになる。 ま た、 時間差を持たせて撮像した新天体候補の位置が、 移動している場合、 彗星又 は小惑星の可能性がある旨を表示してもよい。 また、 C P U 5 3に、 電子メール 送信機能又は F A X機能を持たせ、 新天体の可能性が高い場合には、 その旨を所 定の連絡箇所に容易に送信するようにしてもよい。
(第 4の実施例：天体情報提供サーバコンピュータ）
. 望遠鏡本体と自動導入装置は、 通常、 一式で販売されユーザの元に届けられる ものであるため、タイムリーな新機能を追加するには、中継用 Webサーバを経由 することにより、 さまざまな付加機能をもたらすことができる。
図 1 4には、このような付加機能を備えた中継用 Webサーバコンピュータ 1 0 0が示されている。 なお、 第 1、 第 2及び第 3の実施例と同様の構成要件につい ては、 同一の符号を附して詳細な説明を省略し、 異なる部分についてのみ説明す る。
図 1 4に示すように、 中継用 Webサ一バコンピュ一夕 1 0 0は、インターネッ ト 70 (又は LAN)を介して、 We bサーバ型自動導入装置 72 a、 72 b と、 各種端末装置 74 a、 74b と、 に接続され、 相互に情報伝達可能に 構成されている。
中継用 Webサ一バコンピュー夕 100は、例えば、天文情報サイトに自動的に アクセスして新天体情報を得る新天体情報検索機能と、 気象衛星や天気予報の情 報サイトにアクセスして気象情報を得る気象情報検索機能と、 入力装置から入力 された情報や検索機能により検索された情報を所定の導入メニュープログラムに 従って編集し、 We bサーバ型自動導入装置 72 a、 7 b,... に送信するメニ ユー機能と、 端末装置 74 a、 74b,... 又は W e bサーバ型自動導入装置から のリクェストに応じた作業及び情報収集を代行するヘルピング機能と、 デ一夕/ プログラムを送信するデータ zプログラム送信機能と、 を含んでいる。 これらの 機能は、 We bサーバ機能を実行する CPUと、 上記各機能を CPUに実行させ るためのプログラムと、 ハードディスク等の記憶装置と、入力装置（キーポ一ド、 マウス、 DVD土 Rノ土 RWZROMドライブ、 CD-R/RW/ROMドライ ブ等） と、 によって実現できる。
中継用 Webサーバコンピュータ 100の記憶装置には、新天体に関する情報か ら構成された新天体データベースと、 端末装置又は We bサーバ型自動導入装置 のバージョンアップ用のデータやファームウェアプログラムからなるバージョン アップデータベースと、 天体観測に欠かせない情報、 例えば気象情報や観測地情 報等からなる天体観測援用データベースと、 We bサーバ型自動導入装置 72 a、 72 b、...で実行可能なオブジェクト形式のプログラムからなるプログラムデー タベースと、 が格納されている。 これらのデ一夕べ一スは、 上記各検索機能及び 入力装置からの入力によ'り絶えず更新されている。
中継用 .Web サーバコンピュータ 100を利用した情報提供サービスとして例 えば以下のものが挙げられる。
( 1 ) 新天体導入
例えば新彗星の現時点における座標、 赤経及び赤緯方向の移動速度を、 We b サーバ型自動導入装置 72 a、 72 b,... に送信する。 これによつて、 We bサ ーバ型自動導入装置は新彗星の自動導入のみならず、 自動追尾にも対応すること ができる。 また、 等級、 軌道等の情報を提供してもよい。
他の新天体についても同様である。
(2) バージョンアップ
バージョンアップされたデ一タやファームウェアプログラムを、 端末装置 74 a、 74b,... 又は We bサ一パ型自動導入装置 72 a、 72 ,... に配信す る。
(3) 天体導入メニュー
その季節 '時期に応じたお奨め天体導入メニュー、 その他、 トピックになって いる天体の導入メニューを We bサーバ型自動導入装置 72 a、 72 b,... に実 行させる。 これらの導入メニューは、選択された複数の天体を順次導入する指令、 各天体の紹介内容等から構成されている。
なお、 導入メニューをデータとして送り、 We bサーバ型自動導入装置に既に インストールされたメニュープログラムで実行してもよい。 或いは、 プログラム として We bサーバ型自動導入装置に送り、 そこで実行形式に変換した後、 導入 メニューを実行する方法でもよい。
(4) ヘルビング機能
端末装置又は W e bサーバ型自動導入装置からのリクエストに応じた作業及び 情報収集を代行する。 例えば、 We bサーバ型自動導入装置で演算負荷が多大と なり、 自動導入等に時間がかかっているとき、 その演算の一部又は全てを代行す る。 また、 他の We bサーバ型自動導入装置に負荷がかかっていない場合、 その W e bサーバに指令してその演算の一部を代行させることもできる。
また、 大量データ送信にも対応する。
(5) 観測地データ提供
各地に配置された We bサーバ型自動導入装置 72 a、 72 b,... に気象セン サ 90を接続しておけば、 それらの気象データを、 各端末装置に送信することが できる。 これらの気象データを、 気象予報サイトから入手した情報で補ってもよ レ^ ユーザは、 どの地域が天候が良いかを事前に知ることができるので、 移動し て天体観測する場合に、 有用である。
また、 各観測地の We bサーバ型自動導入装置 72 a、 72 b、... で撮像され た流星、 流星痕、 火球等から、 距離等を演算したり、 各地の小惑星の掩蔽観測結 果から小惑星の形状等を演算し、 それらの結果を各端末装置や自動導入装置に返 信してもよい。
中継用 Webサーバ 1 0 0は、 例えば、 望遠鏡販売会社内に設置し、 上記のよう な情報提供サービスを提供することにより、 ユーザフレンドリ一な天体観測シス テムを実現することができる。中継用 Webサーバに課金機能を持たせておけば、 付加サ一ビスの利用に応じて料金を徴収することもできる。
以上が、 本発明の各実施例であるが、 本発明は、 上記例に限定されず、 本発明 の請求項により画定される範囲内において様々な変形及び置換をなすことができ る。
例えば、 本明細書で言及される 「望遠鏡」 という言葉は、 単に天体を裸眼で観 察する手段に限定されず、 シュミツトカメラ等の撮影目的のための撮像装置をも 網羅し、 更には、 可視光のみならず、 電波、 X線、 ァ線、 赤外線等を観測可能な 観測装置も含み得る。
また、 図 2のハンドセット 2 4は、 望遠鏡に接続しなくても （或いは、 自動導 入装置のコントローラとしての機能を省略）、図 5に示した機能を持った電子星座 早見盤として用いることができる。 .

Claims

請求の範囲
1 . 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに回転制御することにより目標天 体を自動導入させる自動導入装置に接続可能な端末装置であって、
前記自動導入装置を指令操作するための入力操作部と、
倍率に応じた天球上の所定範囲の星図画像を表示する画像表示部と、 を備えており、
前記入力操作部は、
望遠鏡コントロールモ一ドにおいて、 前記天体望遠鏡が少なくとも 2つの軸の 回りに各々回転するように指令入力するための回転指令手段と、
前記画像表示部に表示された星図画像の表示倍率を入力指定するための倍率 入力手段と、
が設けられ、
前記望遠鏡コントロールモ一ドにおいて、 天体望遠鏡の向いている天球上の位 置に対応する星図画像を前記画像表示部で表示すると共に、 前記回転指令手段に よる天体望遠鏡の回転の速度を、 前記倍率入力手段により指定された表示倍率の 減少関数に従って変化させることを特徴とする、 端末装置。
2 . 前記入力操作部は、 前記望遠鏡コントロールモードと目標天体を選択する ための天体選択モードとを相互に切り替えるための切り替え入力手段が更に設け られていることを特徴とする、 請求項 1に記載の端末装置。
3 . 前記天体選択モードでは、 前記画像表示部に表示された星図画像に目標天 体を導入することにより該目標天体を選択可能であることを特徴とする、 請求項 2に記載の端末装置。
4. 前記天体選択モードでは、 前記回転指令手段の操作により、 前記画像表示 部に表示された星図画像をスクロール可能であることを特徴とする、 請求項 3に 記載の端末装置。
5 . 前記天体選択モードで目標天体が選択された後、 前記切り替え入力手段の 操作により該目標天体の自動導入を実行し、 望遠鏡コントロールモードに移行す ることを特徴とする、 請求項 4に記載の端末装置。
6 . 星図画像を表示する画像表示部を備えた天体画像表示装置であって、 前記天体画像表示装置が向けられた方向の方位を検出する方位検出手段と、 前記天体画像表示装置が向けられた方向の傾きを検出する傾き検出手段と、 を備え、
前記画像表示部は、 現在の日付時刻、 観測地点の緯度経度において、 前記方位 検出手段により検出された方位及び前記傾き手段により検出された傾きにより特 定される方向で観測される所定範囲の星図画像を表示することを特徴とする、 天 体画像表示装置。
7 . 前記天体画像表示装置は、 表示された星図画像を時刻の経過に従って日周 運動させる、 請求項 6に記載の天体画像表示装置。
8 . 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに回転制御することにより目標天 体を自動導入させる自動導入装置の端末装置として接続可能である、 請求項 6に 記載の天体画像表示装置。
9 . 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに回転制御することにより目標天 体を自動導入させる自動導入装置であって、
W e bサ一パ機能を備えることを特徴とする、 自動導入装置。
1 0 . W e bブラウザ機能を備えた端末装置により制御される、 請求項 9に記 載の自動導入装置。
1 1 . 前記 W e bブラウザ機能を備えた端末装置は、 前記 W e bサーバ機能を 備えた自動導入装置に無線接続可能である、 請求項 1 0に記載の自動導入装置。
1 2 . 電気通信手段を介して、 1つの端末装置と、 他の 1つ以上の自動導入装 置と、 相互接続された、 請求項 1 0に記載の自動導入装置。
1 3 . 前記 1つの端末装置により他の 1つ以上の自動導入装置と共に制御され る、 請求項 1 2に記載の自動導入装置。
1 4 . 電気通信手段を介して、 複数の端末装置に相互接続された、 請求項 1 0 に記載の自動導入装置。
1 5 . 前記複数の端末装置から制御可能にされた、 請求項 1 4に記載の自動導
1 6 . 電気通信手段を介して、 複数の端末装置と、 他の 1つ以上の自動導入装 置と、 相互接続された、 請求項 1 0に記載の自動導入装置。
1 7 . 前記複数の端末装置により他の 1つ以上の自動導入装置と共に制御され る、 請求項 1 6に記載の自動導入装置。 '
1 8 . 電気通信手段を介して、 入力機能を備えた端末装置と、 画面表示機能を 備えた端末装置とに相互接続された、 請求項 1 4乃至請求項 1 7に記載の自動導 入装置。
1 9 . 前記入力機能を備えた端末装置から入力された情報に基づいた制御を実 行すると共に、 前記画面表示機能を備えた端末装置に、 該制御に伴う入出力情報 を表示させる、 請求項 1 8に記載の自動導入装置。
2 0 . 前記電気通信手段は、 インタ一ネット、 イントラネット及び L ANのい ずれかである、 請求項 9乃至 1 9のいずれか 1項に記載の自動導入装置。
2 1 . 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに回転制御することにより目標 天体を自動導入させる自動導入装置であって、
天体画像を撮像する撮像手段と、
天体データベースと、
前記撮像手段により撮像された天体画像を、 前記天体データベースの天体情報 と比較することにより、 撮像された天体を同定する、 天体同定手段と、
を備えることを特徴とする、 自動導入装置。
2 2 . 前記撮像手段により撮像された天体画像から各天体の情報を抽出する画 像処理手段を備え、
前記天体同定手段は、 前記画像処理手段により抽出された各天体の情報と、 前 記天体デ一夕ベースの天体情報とを比較することにより、 撮像された天体を同定 する、 請求項 2 2に記載の自動導入装置。
2 3 . 前記天体同定手段により同定された天体の位置情報に基づいて、 天体座 標系に対する前記天体望遠鏡の座標系の座標変換情報を画定させるためのァライ メント処理を実行する、 請求項 2 1又は 2 2に記載の自動導入装置。
2 4 . 前記撮像手段は、 複数の焦点距離で撮像可能に構成されており、 前記ァライメント処理は、
前記撮像手段を広角側の焦点距離に設定した状態で天体画像を撮像し、 広角側で撮像された前記天体画像の天体を同定し、 同定された天体の位置情報に基づいて前記座標変換情報を修正し、 広角側で撮像された前記天体画像の中から基準天体を選択し、
前記基準天体を撮像画像の視野中央に導入するように天体望遠鏡を回転制御 し、
前記撮像手段をより望遠側の焦点距離に変更した状態で天体画像を撮像し、 より望遠側で撮像された前記天体画像の天体を同定し、
同定された天体の位置情報に基づいて前記座標変換情報を修正し、
基準天体が撮像画像の視野中央に充分な精度で導入されるまで、 前記撮像手段 を、 より望遠側の焦点距離に順次設定し、 前記各工程を繰り返すことを特徵とす る、 請求項 2 3に記載の自動導入装置。
2 5 . 前記ァライメント処理を、少なくとも 2つの基準天体を用いて実行する、 請求項 2 4に記載の自動導入装置。
2 6 . 目標天体を自動導入した後に、 前記撮像手段により天体画像を撮像し、 撮像された天体画像の天体を同定し、 同定された天体の位置情報に基づいて、 前 記目標天体を天体望遠鏡の視野中央に導入するように天体望遠鏡を回転制御可能 に構成された、 請求項 2 1又は 2 2に記載の自動導入装置。
2 7 . 前記撮像手段は、 複数の焦点距離で撮像可能に構成されており、 前記目標天体を自動導入した後に、
前記撮像手段を所定の焦点距離に設定した状態で天体画像を撮像し、 撮像された前記天体画像から天体を同定し、
同定された天体の位置情報に基づいて、 前記目標天体を撮像画像の視野中央に 導入するように天体望遠鏡を回転制御し、
前記目標天体が撮像画像の視野中央に充分な精度で導入されるまで、 前記撮像 手段を、 より望遠側の焦点距離に順次設定し、 前記各工程を繰り返すことを特徴 とする、 請求項 2 6に記載の自動導入装置。
2 8 . 電気通信手段を介して天体情報を提供する、 中継用 W e bサーバコンピ ユー夕であって、
前記電気通信手段には、 天体望遠鏡を少なくとも 2つの軸の回りに回転制御す ることにより目標天体を自動導入させる、 W e bサーバ機能を備えた自動導入装 置と、 該自動導入装置を制御するための端末装置とを相互接続可能である、 中継 用 W e bサーバコンピュータ。
2 9 . 前記天体情報は、
新天体導入情報、 前記自動導入装置のバ一ジョンアップ情報、 天体導入メニュ 一情報、前記自動導入装置又は前記端末装置からのリクエストに応じた演算結果、 及び、 観測地データのいずれかを含んでいる、 請求項 2 8に記載の中継用 W e b サーバコンピュータ。
3 0 . 各地に配置された前記自動導入装置に気象センサが接続されており、 前記観測地データは、 前記気象センサにより検出された各地の気象情報である、 請求項 2 9に記載の中継用 W e bサーバコンピュータ。
3 1 . 前記天体画像表示装置に接続された天体望遠鏡は、 前記方位検出手段に より検出された方位及び前記傾き手段により検出された傾きにより特定される方 向に向くように制御されることを特徴とする、 請求項 8に記載の天体画像表示装
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