(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-09
(45)【発行日】2024-07-18
(54)【発明の名称】撮影システム及び撮影システムの撮影方法
(51)【国際特許分類】
H04N 23/58 20230101AFI20240710BHJP
G03B 5/00 20210101ALI20240710BHJP
H04N 23/695 20230101ALI20240710BHJP
H04N 23/60 20230101ALI20240710BHJP
【ＦＩ】
H04N23/58
G03B5/00 Z
H04N23/695
H04N23/60
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020038311
(22)【出願日】2020-03-06
(65)【公開番号】P2021141468
(43)【公開日】2021-09-16
【審査請求日】2023-02-01
(73)【特許権者】
【識別番号】321001056
【氏名又は名称】ＯＭデジタルソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004185
【氏名又は名称】インフォート弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】110002907
【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】土屋 仁司
【審査官】越河 勉
(56)【参考文献】
【文献】特許第５５９０１２１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１０－１２２６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２１５４２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７３１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０２５８７８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１１／１３６２５１（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ ２３／６０
Ｇ０３Ｂ ５／００
Ｈ０４Ｎ ２３／５８
Ｈ０４Ｎ ２３／６９５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮像装置と、前記撮像装置が接続された経緯台式ステージ装置とを含む撮影システムであって、前記撮像装置は、
光学系と、
前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を移動させる補正機構と、
前記補正機構を制御する制御回路と、
前記撮像装置の姿勢変化に伴う回転角速度を検出する角速度センサと、
を備え、
前記制御回路は、
第１モードが設定されているときは、前記角速度センサが検出した回転角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転させると共に前記撮像装置の水平方向及び垂直方向に移動させ、
第２モードが設定されているときは、前記撮像装置の内部で算出された制御角速度又は前記撮像装置の外部から取得された制御角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を少なくとも前記光学系の光軸回りに回転させ、
前記経緯台式ステージ装置は、
前記撮像装置の撮影方向の方位を変更する第１回転軸と、
前記撮像装置の撮影方向の仰角を変更する第２回転軸と、
前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置は、前記撮像装置の撮影方向が目標天体を追尾する様に前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる、
ことを特徴とする。
【請求項2】
請求項１記載の撮影システムであって、
前記撮像装置は、
前記撮像装置の現在位置情報を取得する現在位置情報取得回路と、
前記撮像装置の撮影方向の方位情報を取得する方位情報取得回路と、
前記撮像装置の姿勢情報を取得する姿勢情報取得回路と、
を更に備え、
前記制御角速度は、前記現在位置情報と、前記方位情報と、前記姿勢情報と、自転角速度とに基づいて算出される、
ことを特徴とする。
【請求項3】
請求項２記載の撮影システムであって、
前記光学系の光軸回りの制御角速度をω ｒｏｌｌ とし、
前記自転角速度をω ｒｏｔ とし、
前記現在位置情報が表す緯度をθ ｌａｔ とし、
前記方位情報が表す方位角をθ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ とし、
前記姿勢情報が表す仰角をθ ｅｌｅ とすると、
前記制御角速度ω ｒｏｌｌ は、
ω ｒｏｌｌ ＝ω ｒｏｔ ×(COSθ ｌａｔ ×COSθ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ×COSθ ｅｌｅ ＋SINθ ｌａｔ ×SINθ ｅｌｅ )、
に依り算出される、
ことを特徴とする。
【請求項4】
請求項１に記載の撮影システムであって、
前記撮像装置は、
前記撮像素子の露光制御、映像データの読出制御、映像データに対する画像処理制御、及び画像処理後の映像データの記録媒体への記録制御を行う画像処理プロセッサ、
を更に備え、
前記画像処理プロセッサは、前記撮像素子に１回の静止画露光を行わせて１つの静止画を取得する、又は、前記撮像素子に複数回の静止画露光を行わせて複数の静止画を取得し、前記複数の静止画の累積加算合成又は加算平均化合成を行う、
ことを特徴とする。
【請求項5】
請求項１記載の撮影システムであって、
前記撮像装置において、
一連の複数回の撮影が行われる場合に、前記制御回路は、静止画露光中においては前記制御角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転させ、非静止画露光中はおいては前記補正機構を初期化して前記撮像素子を初期位置に移動させる、
ことを特徴とする。
【請求項6】
請求項５記載の撮影システムであって、
前記一連の複数回の撮影における１回の撮影に係る静止画露光時間と前記複数回は、前記補正機構に依り前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転可能な最大角度と、前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転させるための制御角速度と、前記一連の複数回の撮影に係るトータルの露光時間とに基づいて決定される、
ことを特徴とする。
【請求項7】
請求項１記載の撮影システムであって、
前記経緯台式ステージ装置は、
前記撮像装置において一連の複数回の撮影が行われる場合に、静止画露光中においては前記駆動装置を停止し、非静止画露光中においては前記撮像装置の撮影方向が目標天体を追尾する様に前記駆動装置を駆動する、
ことを特徴とする。
【請求項8】
請求項１記載の撮影システムであって、
前記経緯台式ステージ装置に有線または無線で接続可能であり、内部にＧＰＳセンサと時計を含むハンドコントローラをさらに備え、
前記ハンドコントローラは、前記ＧＰＳセンサにより検出された位置情報、及び、前記時計により出力された現在日時情報とに基づいて、設定された赤緯及び赤経に対応する前記撮像装置の撮影方向の方位及び仰角を算出し、前記経緯台式ステージ装置に指示する、
ことを特徴とする。
【請求項9】
請求項８記載の撮影システムであって、
前記ハンドコントローラは、
前記撮影方向の方位及び仰角の指示を時間経過に基づいて更新する、
ことを特徴とする。
【請求項10】
光学系、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子、前記撮像素子を移動させる補正機構、姿勢変化に伴う回転角速度を検出する角速度センサを含む撮像装置と、前記撮像装置の撮影方向の方位を変更する第１回転軸、前記撮像装置の撮影方向の仰角を変更する第２回転軸、前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる駆動装置を含む経緯台式ステージ装置と、
を備える撮影システムの撮影方法であって、
第１モードが設定されているときは、前記角速度センサが検出した回転角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転させると共に前記撮像装置の水平方向及び垂直方向に移動させ、
第２モードが設定されているときは、前記撮像装置の内部で算出された制御角速度又は前記撮像装置の外部から取得された制御角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を少なくとも前記光学系の光軸回りに回転させると共に前記撮像装置の撮影方向が目標天体を追尾する様に前記経緯台式ステージ装置の前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる、
ことを特徴とする。
【請求項11】
請求項１０記載の撮影システムの撮影方法であって、
前記経緯台式ステージ装置は、該経緯台式ステージ装置に有線または無線で接続されたハンドコントローラから、前記撮像装置の撮影方向の方位及び仰角を受けて、前記駆動装置を駆動する、
ことを特徴とする。
【請求項12】
請求項１１記載の撮影システムの撮影方法であって、
前記経緯台式ステージ装置は、時間経過に基づいて更新された撮影方向の方位及び仰角を変更する、
ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮影システム及び撮影システムの撮影方法に関する。
【背景技術】
【0002】
天体を撮影する場合、日周運動に依り天体が移動するため、露光時間に応じて像（撮影像）が流れる。
【0003】
暗い天体を撮影する場合、撮像素子の感度を上げて撮影すると、ノイズに依る画質劣化が大きくなる。そこで、感度を上げずに十分な光量（露出量）を確保しつつ露光時間を長くしても像が流れない様に、天体の動きを追尾して撮影視野を移動させる方法（撮影視野移動方法）がある。
【0004】
撮影視野移動方法の一つとして、天体の動きを追尾する架台上にカメラを設置する方法がある。架台には、赤道儀と経緯台という２種類がある。
【0005】
赤道儀では、回転軸を地球の自転軸に合わせて設置し、露光中に地球の自転を打ち消す様に回転させることで日周運動を除去することができる。しかし、赤道儀は、重量が重く可搬性が悪いことや、設置に多くの手間が掛かり、価格も高価である。
【0006】
一方、経緯台は、方位と仰角の２軸で天体を追尾する。しかし、追尾中のカメラの姿勢が一定に固定されるため、撮影視野が回転する。このため、撮影視野周辺部ほど像が流れてしまい、天体の像を止める撮影には適さない。
【0007】
撮影視野移動方法の他の一つとして、カメラの手ぶれ補正機構を用いて天体の動きを追尾する方法がある。例えば、特許文献１に開示されている様に、撮影地点の緯度情報と、撮影方位角情報と、撮影仰角情報と、撮影装置の姿勢情報と、撮影光学系の焦点距離情報とを入力し、当該入力した全情報を用いて、天体像を撮像素子の所定の撮像領域に対して固定するための撮影装置に対する相対移動量を算出する。そして、算出した相対移動量に基づき、所定の撮像領域と天体像の少なくとも一方を移動させて撮影することで、天体の動きに追従した撮影を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特許第５５９０１２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献１に開示の撮影視野移動方法では、設置が簡単であることや、比較的に安価に実現することができる、といった利点がある。しかし、手ぶれ補正機構に依り像を移動可能な範囲は限られており、その限られた範囲内でしか天体を追尾することができない。そこで、天体を追尾する撮影を複数回連続的に行って、それぞれの撮影画像の位置合わせ合成を行うことで天体画像を生成する場合がある。しかし、この場合は、撮影画像内の天体の位置が撮影画像毎に異なるため、位置合わせ合成する撮影画像の枚数が多くなるほど、生成される天体画像の画角が狭くなる（撮影画像の重なり部分が小さくなる）、という問題が生じる。
【0010】
本発明は上記の問題に着眼したものであり、経緯台と手ぶれ補正機構を連携することで、設置が簡単で且つ比較的に安価な構成で、赤道儀と同等の撮影が可能になる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の第１の態様は、撮像装置と、前記撮像装置が接続された経緯台式ステージ装置とを含む撮影システムであって、前記撮像装置は、光学系と、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を移動させる補正機構と、前記補正機構を制御する制御回路と、前記撮像装置の姿勢変化に伴う回転角速度を検出する角速度センサと、を備え、前記制御回路は、第１モードが設定されているときは、前記角速度センサが検出した回転角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転させると共に前記撮像装置の水平方向及び垂直方向に移動させ、第２モードが設定されているときは、前記撮像装置の内部で算出された制御角速度又は前記撮像装置の外部から取得された制御角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を少なくとも前記光学系の光軸回りに回転させ、前記経緯台式ステージ装置は、前記撮像装置の撮影方向の方位を変更する第１回転軸と、前記撮像装置の撮影方向の仰角を変更する第２回転軸と、前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる駆動装置と、を備え、前記駆動装置は、前記撮像装置の撮影方向が目標天体を追尾する様に前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる。
【0012】
本発明の第２の態様は、光学系、前記光学系に依り結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子、前記撮像素子を移動させる補正機構、姿勢変化に伴う回転角速度を検出する角速度センサを含む撮像装置と、前記撮像装置の撮影方向の方位を変更する第１回転軸、前記撮像装置の撮影方向の仰角を変更する第２回転軸、前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる駆動装置を含む経緯台式ステージ装置と、を備える撮影システムの撮影方法であって、第１モードが設定されているときは、前記角速度センサが検出した回転角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を前記光学系の光軸回りに回転させると共に前記撮像装置の水平方向及び垂直方向に移動させ、第２モードが設定されているときは、前記撮像装置の内部で算出された制御角速度又は前記撮像装置の外部から取得された制御角速度に基づいて前記補正機構を制御して前記撮像素子を少なくとも前記光学系の光軸回りに回転させると共に前記撮像装置の撮影方向が目標天体を追尾する様に前記経緯台式ステージ装置の前記第１回転軸と前記第２回転軸を回転させる。
【発明の効果】
【0017】
本発明に依れば、経緯台と手ぶれ補正機構を連携することで、設置が簡単で且つ比較的に安価な構成で、赤道儀と同等の撮影が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１の実施形態に係る撮影システムの構成を例示する図である。
【図2】第１の実施形態に係るカメラの構成を例示する図である。
【図3】駆動部の駆動機構を例示する図である。
【図4】ぶれ補正マイコンの構成を例示する図である。
【図5】システムコントローラの構成を例示する図である。
【図6】経緯台が備える制御部の構成を例示する図である。
【図7】ハンドコントローラの構成を例示する図である。
【図8】システムコントローラが行う撮影処理の流れを例示するフローチャートである。
【図9】ハンドコントローラが行う経緯台制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【図10】第１の実施形態に係る撮影システムにおいて、撮像素子、駆動部、及び経緯台の動作を時系列に並べて例示したタイミングチャートである。
【図11】第２の実施形態に係る撮影システムの構成を例示する図である。
【図12】第２の実施形態に係るカメラの構成を例示する図である。
【図13】操作端末の構成を例示する図である。
【図14】操作端末が行うカメラ制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【図15】第２の実施形態に係る撮影システムにおいて、撮像素子、駆動部、及び経緯台の動作を時系列に並べて例示したタイミングチャートである。
【図16】操作端末が定期的に行う経緯台制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【図17】第３の実施形態の撮影システムにおいて、撮像素子、駆動部、及び経緯台の動作を時系列に並べて例示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【0020】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る撮影システムの構成を例示する図である。
図１に例示した撮影システムは、カメラ１（撮像装置又は揺れ補正装置の一例）と、当該カメラ１が設置された経緯台２（ステージ装置の一例）と、経緯台２の動作を制御するハンドコントローラ３とを備える。
図１は、第１の実施形態に係る撮影システムの構成を例示する図である。
図１に例示した撮影システムは、カメラ１（撮像装置又は揺れ補正装置の一例）と、当該カメラ１が設置された経緯台２（ステージ装置の一例）と、経緯台２の動作を制御するハンドコントローラ３とを備える。
【0021】
カメラ１は、手ぶれ補正機構を備えたカメラであり、レンズ一体型又はレンズ交換型のカメラである。
【0022】
経緯台２は、回転ステージ２１、固定金具２２、台座２３、及び仰角回転軸２４（第２回転軸の一例）を備える。固定金具２２は、経緯台２とカメラ１を結合するためのＬ字状の金具であり、カメラ１の三脚穴にねじ止めに依り固定される。台座２３は、経緯台２を水平に保つためのものであり、例えば三脚の様な構成でも構わない。回転ステージ２１は、内部の方位回転軸（第１回転軸の一例）の回転に依り台座２３に対して回転する機構であり、当該回転に依り、カメラ１の撮影方向（撮影光軸）の方位を変更する。方位回転軸は、第１回転軸の一例である。仰角回転軸２４は、当該仰角回転軸２４の回転に依り、当該仰角回転軸２４に連結されている固定金具２２が回転してカメラ１の撮影方向の仰角を変更する。仰角回転軸２４は、第２回転軸の一例である。
【0023】
ハンドコントローラ３は、経緯台２を制御する。例えば、ハンドコントローラ３は、経緯台２の回転ステージ２１及び仰角回転軸２４を制御する。これに依り、ハンドコントローラ３は、カメラ１の撮影方向の方位及び仰角を制御することができ、カメラ１の撮影方向を目標天体に向けることができる。また、カメラ１の撮影方向の方位及び仰角を日周運動に追従させる様に変更して、目標天体がカメラ１の画角の中心に位置する様に制御することもできる。
【0024】
図２は、第１の実施形態に係るカメラ１の構成を例示する図である。
図２に例示したカメラ１は、光学系１０１、撮像素子１０２（対象物の一例）、駆動部１０３（補正機構の一例）、システムコントローラ１０４（画像処理プロセッサの一例）、ぶれ補正マイコン１０５（制御回路の一例）、角速度センサ１０６、加速度センサ１０７、方位センサ１０８（方位情報取得回路の一例）、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ１０９（現在位置情報取得回路の一例）、メモリカード１１０、ＥＶＦ（Electronic View Finder）１１１、及びＳＷ（Switch）１１２を備える。
図２に例示したカメラ１は、光学系１０１、撮像素子１０２（対象物の一例）、駆動部１０３（補正機構の一例）、システムコントローラ１０４（画像処理プロセッサの一例）、ぶれ補正マイコン１０５（制御回路の一例）、角速度センサ１０６、加速度センサ１０７、方位センサ１０８（方位情報取得回路の一例）、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ１０９（現在位置情報取得回路の一例）、メモリカード１１０、ＥＶＦ（Electronic View Finder）１１１、及びＳＷ（Switch）１１２を備える。
【0025】
光学系１０１は、被写体からの光束を撮像素子１０２の撮像面に結像させる。光学系１０１は、例えば、フォーカスレンズを含む複数のレンズから構成される。
【0026】
撮像素子１０２は、撮像面に結像された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子１０２は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）又はＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）等のイメージセンサである。
【0027】
駆動部１０３は、ぶれ補正マイコン１０５からの駆動指示（駆動量指示）に基づいて、撮像素子１０２の撮像面を含む平面上で撮像素子１０２を上下左右方向（カメラの垂直水平方向）に自在に移動させると共に自在に光学系１０１の光軸回りに回転させる機構である。
【0028】
システムコントローラ１０４は、カメラ１の全体動作を制御する。例えば、システムコントローラ１０４は、撮像素子１０２の露光制御を行う。また、例えば、撮像素子１０２に依り変換された電気信号を映像データとして読み出し、読み出した映像データに対して、ライブビュー用の画像処理を行ってライブビュー映像としてＥＶＦ１１１に表示させたり、記録用の画像処理（記録形式に応じた画像処理）を行ってメモリカード１１０に記録したりする。また、例えば、撮影に係る各部の制御や天体追尾に係るパラメータの算出を行う。また、例えば、システムコントローラ１０４は、加速度センサ１０７に依り検出された複数方向の加速度から重力成分を抽出し、重力方向に対する傾斜を算出して、カメラ１の姿勢を検出すること等も行う。
【0029】
角速度センサ１０６は、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の角速度を検出する。ここで、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の角速度は、カメラ１のＹ軸回り、Ｘ軸回り、及びＺ軸回りの角速度でもある。カメラ１のＹ軸回り、Ｘ軸回り、及びＺ軸回りは、カメラ１の上下方向の軸回り、左右方向の軸回り、及び光学系１０１の光軸回りでもある。カメラ１のＹ軸及びＸ軸を含む平面は、撮像素子１０２の撮像面を含む平面でもある。
【0030】
加速度センサ１０７は、カメラ１の複数方向の加速度を検出する。
ぶれ補正マイコン１０５は、角速度センサ１０６に依り検出された角速度を読み出し、当該角速度に基づいて撮像素子１０２の撮像面における像移動量を算出し、当該像移動量を打ち消す方向に撮像素子１０２を動かす様に駆動部１０３を制御する。また、ぶれ補正マイコン１０５は、詳細は後述する様に、カメラ１の少なくともロール方向の自転角速度に基づいて駆動部１０３を制御することも行う。
ぶれ補正マイコン１０５は、角速度センサ１０６に依り検出された角速度を読み出し、当該角速度に基づいて撮像素子１０２の撮像面における像移動量を算出し、当該像移動量を打ち消す方向に撮像素子１０２を動かす様に駆動部１０３を制御する。また、ぶれ補正マイコン１０５は、詳細は後述する様に、カメラ１の少なくともロール方向の自転角速度に基づいて駆動部１０３を制御することも行う。
【0031】
方位センサ１０８は、地磁気を検出し、検出した地磁気に基づいて、カメラ１の撮影方向の方位を検出する。
ＧＰＳセンサ１０９は、カメラ１の現在位置の少なくとも緯度を検出する。
ＧＰＳセンサ１０９は、カメラ１の現在位置の少なくとも緯度を検出する。
【0032】
メモリカード１１０は、カメラ１に対して着脱可能な不揮発性メモリであり、例えばＳＤメモリカードである。
【0033】
ＥＶＦ１１１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等の表示装置である。
【0034】
ＳＷ１１２は、ユーザ操作を検出してシステムコントローラ１０４に通知するスイッチであり、ユーザが撮影開始指示や動作モード選択指示等を行う際に使用される。
【0035】
図３は、駆動部１０３の駆動機構を例示する図である。
図３に例示した駆動部１０３の駆動機構は、撮像素子１０２が固定される駆動ステージ１３１と、その駆動ステージ１３１の位置を制御するための３つのアクチュエータ１３２（Ｘ１アクチュエータ１３２ａ、Ｙ１アクチュエータ１３２ｂ、及びＹ２アクチュエータ１３２ｃ）を備える。各アクチュエータ１３２は、リニア駆動を行うアクチュエータであって、例えばＶＣＭ（Voice Coil Motor）である。
図３に例示した駆動部１０３の駆動機構は、撮像素子１０２が固定される駆動ステージ１３１と、その駆動ステージ１３１の位置を制御するための３つのアクチュエータ１３２（Ｘ１アクチュエータ１３２ａ、Ｙ１アクチュエータ１３２ｂ、及びＹ２アクチュエータ１３２ｃ）を備える。各アクチュエータ１３２は、リニア駆動を行うアクチュエータであって、例えばＶＣＭ（Voice Coil Motor）である。
【0036】
この様な駆動機構では、Ｘ１アクチュエータ１３２ａに依って駆動ステージ１３１の横方向（Ｘ軸方向、図３の左右方向）の移動が制御され、Ｙ１アクチュエータ１３２ｂ及びＹ２アクチュエータ１３２ｃに依って駆動ステージ１３１の縦方向（Ｙ軸方向、図３の上下方向）の移動及び回転が制御される。ここで、駆動ステージ１３１の縦方向の移動は、Ｙ１アクチュエータ１３２ｂ及びＹ２アクチュエータ１３２ｃに対して、同じ方向に同じ移動量が指示されることに依って行われる。駆動ステージ１３１の回転は、Ｙ１アクチュエータ１３２ｂ及びＹ２アクチュエータ１３２ｃに対して、反対方向に同じ移動量が指示されることに依って行われる。
【0037】
なお、駆動部１０３の駆動機構は、図３に例示したものに限らず、例えば、駆動ステージ１３１の横方向の移動制御を２つのアクチュエータに依り行うと共に、その２つのアクチュエータに依り駆動ステージ１３１の回転制御を行ってもよい。この場合は、駆動ステージ１３１の縦方向の移動制御を１つのアクチュエータに依り行ってもよい。また、駆動ステージ１３１の回転制御を、例えばステッピングモータ等の、ＶＣＭ以外のアクチュエータに依り行ってもよい。
【0038】
図４は、ぶれ補正マイコン１０５の構成を例示する図である。
ぶれ補正マイコン１０５は、角速度に基づいて処理を行う構成として、ヨー方向の角速度に基づいて処理を行う構成と、ピッチ方向の角速度に基づいて処理を行う構成と、ロール方向の角速度に基づいて処理を行う構成とを有するが、その３つの構成は同一又は略同一である。詳しくは、ヨー方向の角速度に基づいて処理を行う構成と、ピッチ方向の角速度に基づいて処理を行う構成は同一である。また、ロール方向の角速度に基づいて処理を行う構成は、ヨー方向（又はピッチ方向）の角速度に基づいて処理を行う構成に対して、後述の乗算部１５４が除かれただけの構成である。そこで、ここでは、角速度に基づいて処理を行う構成として、ヨー方向（又はピッチ方向）の角速度に基づいて処理を行う構成のみを、図４に示すと共に説明することにする。
ぶれ補正マイコン１０５は、角速度に基づいて処理を行う構成として、ヨー方向の角速度に基づいて処理を行う構成と、ピッチ方向の角速度に基づいて処理を行う構成と、ロール方向の角速度に基づいて処理を行う構成とを有するが、その３つの構成は同一又は略同一である。詳しくは、ヨー方向の角速度に基づいて処理を行う構成と、ピッチ方向の角速度に基づいて処理を行う構成は同一である。また、ロール方向の角速度に基づいて処理を行う構成は、ヨー方向（又はピッチ方向）の角速度に基づいて処理を行う構成に対して、後述の乗算部１５４が除かれただけの構成である。そこで、ここでは、角速度に基づいて処理を行う構成として、ヨー方向（又はピッチ方向）の角速度に基づいて処理を行う構成のみを、図４に示すと共に説明することにする。
【0039】
図４に例示したぶれ補正マイコン１０５は、基準値算出部１５１、減算部１５２、モード切替スイッチ１５３、乗算部１５４、積算部１５５、補正量算出部１５６、通信部１５７、及び自転角速度保持部１５８を備える。ここで、ヨー方向（又はピッチ方向）の角速度に基づいて処理を行う構成は、通信部１５７を除く各部（基準値算出部１５１、減算部１５２、モード切替スイッチ１５３、乗算部１５４、積算部１５５、補正量算出部１５６、及び自転角速度保持部１５８）である。
【0040】
基準値算出部１５１は、カメラ１が静止状態であるときの角速度センサ１０６に依り検出された角速度に基づいて基準値を算出し、保持する。例えば、基準値算出部１５１は、カメラ１が静止した状態のままの所定時間の間に検出された角速度の平均値（時間平均値）を基準値として算出し、保持する。基準値の算出方法は、これに限定されるものではなく、誤差の少ない基準値が算出されるものであれば何れの算出方法でもよい。
【0041】
減算部１５２は、角速度センサ１０６に依り検出された角速度から基準値算出部１５１に保持されている基準値を減算する。減算結果である値の符号は、角速度の回転方向を表すものとして扱われる。
【0042】
通信部１５７は、システムコントローラ１０４と通信を行う通信インタフェースであり、例えば、システムコントローラ１０４から、パラメータ（自転角速度や光学系１０１の焦点距離等）を取得したり、指示（モード指示、補正開始指示、補正終了指示等）を受け付けたりする。
【0043】
自転角速度保持部１５８は、通信部１５７を経由してシステムコントローラ１０４から取得された自転角速度（制御角速度の一例）を保持する。この自転角速度は、地球の自転に依りカメラ１に生じる角速度（ここではカメラ１のヨー方向（又はピッチ方向）の自転角速度）である。
【0044】
モード切替スイッチ１５３は、システムコントローラ１０４からのモード指示に応じて、出力する角速度を、減算部１５２に依り減算された角速度、又は、自転角速度保持部１５８に保持されている自転角速度に切り替える。例えば、モード指示が通常モード（第１モードの一例）を指示するものである場合は、出力する角速度を、減算部１５２に依り減算された角速度に切り替え、モード指示が天体撮影モード（第２モードの一例）を指示するものである場合は、出力する角速度を、自転角速度保持部１５８に保持されている自転角速度に切り替える。図４では、モード指示が通常モードを指示するものであった場合の切り替え状態を示している。
【0045】
乗算部１５４は、モード切替スイッチ１５３から出力された角速度に光学系１０１の焦点距離を乗算する。光学系１０１の焦点距離は、例えば、システムコントローラ１０４から通信部１５７を経由して通知される。
【0046】
積算部１５５は、乗算部１５４の乗算結果を時間積分して像移動量（撮像素子１０２の撮像面上での像移動量）を算出する。
【0047】
補正量算出部１５６は、積算部１５５に依り算出された像移動量を打ち消す方向に撮像素子１０２を移動させるための駆動部１０３の駆動量（補正量でもある）を算出し、駆動部１０３へ出力する。
【0048】
なお、図示しないロール方向の角速度に基づいて処理を行う構成では、乗算部１５４が除かれていることから、積算部１５５では、モード切替スイッチ１５３から出力された角速度を時間積分して像移動量の算出が行われる。また、補正量算出部１５６では、その像移動量を打ち消す方向に撮像素子１０２を回転させるための駆動部１０３の駆動量が算出され、駆動部１０３へ出力される。
【0049】
この様な構成を有するぶれ補正マイコン１０５に依れば、システムコントローラ１０４からのモード指示が通常モードを指示するものである場合は、角速度センサ１０６に依り検出された角速度に基づいて像ぶれ補正が行われるので、手ぶれ補正が行われる。一方、システムコントローラ１０４からのモード指示が天体撮影モードを指示するものである場合は、自転角速度に基づいて像ぶれ補正が行われるので、撮像素子１０２が天体の動きを追尾する動作となり、日周運動に依り生じる像ぶれが補正される。ここで、像の回転のみを補正する場合は、システムコントローラ１０４が、ヨー方向及びピッチ方向の自転角速度を０として対応する自転角速度保持部１５８に保持させればよい。
【0050】
図５は、システムコントローラ１０４の構成を例示する図である。
図５に例示したシステムコントローラ１０４は、映像読出部１４１、画像処理部１４２、映像出力部１４３、記録処理部１４４、姿勢検出部１４５（姿勢情報取得回路の一例）、自転角速度算出部１４６、及び通信部１４７を備える。
図５に例示したシステムコントローラ１０４は、映像読出部１４１、画像処理部１４２、映像出力部１４３、記録処理部１４４、姿勢検出部１４５（姿勢情報取得回路の一例）、自転角速度算出部１４６、及び通信部１４７を備える。
【0051】
映像読出部１４１は、撮像素子１０２に水平同期信号及び垂直同期信号を出力して、撮像素子１０２にて光電変換に依り蓄積された電荷を映像データ（画像データ）として読み出す。
【0052】
画像処理部１４２は、映像読出部１４１に依り読み出された映像データに対して、様々な画像処理を行う。例えば、画像処理部１４２は、表示用の画像処理（ライブビュー用の画像処理等）や、記録用の画像処理（記録形式に応じた画像処理等）や、コンポジット撮影用の画像処理を行う。コンポジット撮影用の画像処理では、複数フレームの画像データが画像回転等の位置合わせが行われてから合成される。また、画像処理部１４２は、例えば、複数フレームの画像データに対して累積加算合成又は加算平均化合成を行う。
【0053】
映像出力部１４３は、画像処理部１４２に依る画像処理後（例えば表示用の画像処理後）の映像データをＥＶＦ１１１に出力し、その映像をＥＶＦ１１１に表示させる。
【0054】
記録処理部１４４は、画像処理部１４２に依る画像処理後（例えば記録用の画像処理後）の映像データをメモリカード１１０に記録する。
【0055】
姿勢検出部１４５は、加速度センサ１０７に依り検出された複数方向の加速度から重力ベクトルを検出し、当該重力ベクトルとカメラ１の座標とのずれから、カメラ１の撮影方向の仰角等といったカメラ１の姿勢を検出する。
【0056】
自転角速度算出部１４６は、姿勢検出部１４５に依り検出された仰角と、方位センサ１０８に依り検出された方位（方位角）と、ＧＰＳセンサ１０９に依り検出された緯度とに基づいて、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度を算出する。この算出には、例えば、出願人の先の出願である国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０３５００４に開示の算出方法を利用することができる。
【0057】
通信部１４７は、ぶれ補正マイコン１０５と通信を行う通信インタフェースである。例えば、通信部１４７は、自転角速度算出部１４６に依り算出された自転角速度をぶれ補正マイコン１０５に送信する。また、例えば、通信部１４７は、ユーザに依るＳＷ１１２の操作に依り天体撮影モードが選択（設定）された場合は、ぶれ補正マイコン１０５に対して、天体撮影モードを指示するモード指示を行い、ユーザに依るＳＷ１１２の操作に依り通常モードが選択（設定）された場合は、ぶれ補正マイコン１０５に対して、通常モードを指示するモード指示を行う。
【0058】
【0059】
通信部２５１は、ハンドコントローラ３と無線又は有線に依り通信を行う通信インタフェースであり、例えば、ハンドコントローラ３から方位及び仰角を取得する。
【0060】
駆動制御部２５２は、通信部２５１を経由してハンドコントローラ３から取得された方位及び仰角に基づいて、Ａモータ２５３及びＢモータ２５４の駆動を制御する。詳しくは、取得された方位に基づいてＡモータ２５３を駆動制御して、回転ステージ２１（方位回転軸）を回転させると共に、取得された仰角に基づいてＢモータ２５４を駆動制御して、仰角回転軸２４を回転させる。
【0061】
Ａモータ２５３は、回転ステージ２１を回転させるアクチュエータであり、Ｂモータ２５４は、仰角回転軸２４を回転させるアクチュエータである。Ａモータ２５３及びＢモータ２５４は、例えば、ステッピングモータである。
【0062】
【0063】
ＧＰＳセンサ３１は、ハンドコントローラ３の現在位置の緯度と経度を検出する。
時計３２は、現在日時を出力する時計回路である。
時計３２は、現在日時を出力する時計回路である。
【0064】
赤道座標指定部３３は、ユーザが指定した赤経及び赤緯を出力する。例えば、赤道座標指定部３３は、ハンドコントローラ３が備える図示しない表示部に星図を表示して、その星図上でユーザが指示したポイントの赤経及び赤緯を出力する。或いは、例えば、赤道座標指定部３３は、ユーザが指定した天体名称の天体の赤経及び赤緯を、図示しないデータベースから取得して出力する。データベースは、ハンドコントローラ３に内部にあってもよいし、外部にあってもよい。外部にある場合は、赤経及び赤緯が通信部３６を経由してデータベースから取得されてもよい。この様に、赤道座標指定部３３は、ユーザの指定に基づいて赤経及び赤緯が出力されるものであれば、いずれのものでも構わない。
【0065】
地平座標算出部３５は、ＧＰＳセンサ３１に依り検出された現在位置の緯度及び経度と、時計３２に依り出力された現在日時とに基づいて、赤道座標指定部３３に依り出力された赤経及び赤緯に対応する方位及び仰角を算出する。この算出は、公知であるので詳細は述べないが、例えば、次の様にして行われる。まず、現在日時からユリウス日が求められ、グリニッジ恒星時が算出される。次に、現在位置の経度に基づいて地方恒星時が算出され、時角が求められる。そして、時角と赤経及び赤緯と現在位置の緯度とから方位及び仰角が求められる。
【0066】
ＳＷ３４は、経緯台２に対する駆動開始指示及び駆動終了指示や、ハンドコントローラ３に対する各種設定指示等をユーザが行う際に使用されるスイッチである。
【0067】
通信部３６は、経緯台２と無線又は有線に依り通信を行う通信インタフェースであり、例えば、地平座標算出部３５に依り算出された方位及び仰角を経緯台２に送信する。
【0068】
これまでに説明した第１の実施形態に係る撮影システムの構成において、カメラ１の一部の構成（システムコントローラ１０４やぶれ補正マイコン１０５等）や、経緯台２の制御部２５の一部の構成（駆動制御部２５２等）や、ハンドコントローラ３の一部の構成（赤道座標指定部３３や地平座標算出部３５等）は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサとメモリを含むハードウェアを用いて実現され、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することに依り、その機能が実現されてもよい。或いは、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の専用回路を用いて実現されてもよい。
【0069】
図８は、システムコントローラ１０４が行う撮影処理の流れを例示するフローチャートである。この撮影処理は、ユーザがカメラ１で天体撮影モードを選択して撮影開始指示を行うと開始する処理である。
【0070】
図８に例示した撮影処理が開始すると、システムコントローラ１０４は、まず、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度を算出する（Ｓ１１）。詳しくは、自転角速度算出部１４６が、姿勢検出部１４５に依り検出された姿勢（仰角）と、方位センサ１０８に依り検出された方位と、ＧＰＳセンサ１０９に依り検出された現在位置の緯度とに基づいて、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度を算出する。例えば、カメラ１の姿勢が水平である場合（カメラ１のＸ軸が水平である場合）は、次式（１）～（３）を用いて、カメラ１のピッチ方向、ヨー方向、及びロール方向の自転角速度（ωpitch、ωyaw、ωroll）を算出することができる。
【0071】
ωpitch＝ωrot×(COSθlat×SINθdirection) 式（１）
ωyaw＝ωrot×(SINθlat×COSθele－COSθlat×COSθdirection×SINθele) 式（２）
ωroll＝ωrot×(COSθlat×COSθdirection×COSθele＋SINθlat×SINθele) 式（３）
ωyaw＝ωrot×(SINθlat×COSθele－COSθlat×COSθdirection×SINθele) 式（２）
ωroll＝ωrot×(COSθlat×COSθdirection×COSθele＋SINθlat×SINθele) 式（３）
【0072】
ここで、ωrot：自転角速度、θlat：緯度、θdirection：方位、θele：高度（仰角）である。なお、式（１）～（３）の詳細については、上述の国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０３５００４に開示されている。
【0073】
次に、システムコントローラ１０４は、Ｓ１１で算出したカメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度をぶれ補正マイコン１０５に設定する（Ｓ１２）。詳しくは、通信部１４７が、自転角速度算出部１４６に依り算出されたカメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度をぶれ補正マイコン１０５に送信し、それぞれを対応する自転角速度保持部１５８に保持させる。
【0074】
ここでは、カメラ１が経緯台２に設置されて撮影が行われることが前提なので、Ｓ１２では、カメラ１のヨー方向及びピッチ方向の自転角速度として０を設定し、カメラ１のロール方向の自転角速度としてＳ１１で算出したロール方向の自転角速度（ωroll）が設定されるものとする。
【0075】
次に、システムコントローラ１０４は、ぶれ補正マイコン１０５に補正開始（像ぶれ補正の開始）を指示する（Ｓ１３）。これに依り、日周運動に依り生じる像移動を打ち消す様に撮像素子１０２を移動（この場合は回転）させる動作が開始する。
【0076】
次に、システムコントローラ１０４は、露光を開始する（Ｓ１４）。
その後、システムコントローラ１０４は、ユーザに依り露光終了が指示されるか、又は、予め決められた露光時間（ユーザが予め指定した露光時間等）が経過すると、ぶれ補正マイコン１０５に補正終了（像ぶれ補正の終了）を指示し（Ｓ１５）、図８に例示した撮影処理が終了する。
その後、システムコントローラ１０４は、ユーザに依り露光終了が指示されるか、又は、予め決められた露光時間（ユーザが予め指定した露光時間等）が経過すると、ぶれ補正マイコン１０５に補正終了（像ぶれ補正の終了）を指示し（Ｓ１５）、図８に例示した撮影処理が終了する。
【0077】
この様な撮影処理に依れば、経緯台２を用いて天体の動きにカメラ１の撮影光軸を追尾させながら撮影を行う場合に、少なくとも露光中は、撮影視野の回転が生じることはない。従って、少なくとも露光中は、撮影視野の回転に伴う像ぶれが生じることはない。
【0078】
図９は、ハンドコントローラ３が行う経緯台制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【0079】
図９に例示した経緯台制御処理が開始すると、ハンドコントローラ３は、まず、ユーザの指定に基づく赤経及び赤緯に対応する地平座標（方位及び仰角）を算出する（Ｓ２１）。詳しくは、地平座標算出部３５が、ＧＰＳセンサ３１に依り検出された現在位置の緯度及び経度と、時計３２に依り出力された現在日時とに基づいて、赤道座標指定部３３に依り出力された赤経及び赤緯に対応する方位及び仰角を算出する。
【0080】
次に、ハンドコントローラ３は、Ｓ２１で算出した地平座標に基づいて経緯台２を駆動させる（Ｓ２２）。詳しくは、通信部３６が、地平座標算出部３５に依り算出された方位及び仰角を経緯台２に送信し、経緯台２が、その方位及び仰角に基づいて、回転ステージ２１及び仰角回転軸２４を回転させる。これに依り、カメラ１の撮影光軸をユーザの指定に基づく地平座標に向けることができる。
【0081】
なお、Ｓ２１及びＳ２２の処理に係る動作は、所謂、天体の自動導入と呼ばれ、天体を指定すれば、当該天体が現在見えている位置へカメラ１の撮影視野が向けられ、容易に被写体（指定した天体、目標天体）をとらえることができる。
【0082】
次に、ハンドコントローラ３は、地平座標の更新を行う（Ｓ２３）。詳しくは、前回の地平座標算出時から時間経過した現在日時における、Ｓ２１でのユーザの指定に基づく赤経及び赤緯に対応する地平座標（方位及び仰角）を算出する。ここでの算出は、Ｓ２１での算出と同様にして行われる。但し、現在日時以外の、現在位置の緯度及び経度とユーザの指定に基づく赤経及び赤緯は、Ｓ２１での算出に使用されたものと同じになるので、Ｓ２３で新たに取得される必要はない。
【0083】
次に、ハンドコントローラ３は、Ｓ２３で更新（算出）した地平座標に基づいて経緯台２を駆動する（Ｓ２４）。この駆動は、Ｓ２２での駆動と同様にして行われる。
【0084】
次に、ハンドコントローラ３は、ユーザに依り停止指示が行われたか否かを判定し（Ｓ２５）、その判定結果がＮＯの場合は処理がＳ２３に戻る。
【0085】
一方、Ｓ２５の判定結果がＹＥＳの場合、ハンドコントローラ３は、経緯台２の駆動を停止し（Ｓ２６）、図９に例示した経緯台制御処理が終了する。
【0086】
なお、Ｓ２３～Ｓ２５がＮＯの処理に係る動作は、所謂天体追尾動作であり、目標天体が常に画角の指定の位置に維持される様な動作となる。
【0087】
図１０は、第１の実施形態に係る撮影システムにおいて、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２の動作を時系列に並べて例示したタイミングチャートである。
【0088】
図１０に例示したタイミングチャートにおいて、ユーザが撮影開始指示を行う前は、撮像素子１０２がライブビュー露光（ライブビュー用の露光動作）を行い、ＥＶＦ１１１はライブビュー表示を行っている。また、駆動部１０３は停止して、経緯台２は、天体追尾動作を行っている。
【0089】
ここで、ユーザが天体撮影モードを選択して撮影開始指示を行うと、ＥＶＦ１１１はライブビュー表示を停止し、撮像素子１０２は、静止画露光（静止画用の露光）を開始する。静止画露光は、撮影期間中に１回行われてもよいし、図１０に例示した様に複数回に分けて行われてもよい。
【0090】
また、駆動部１０３は、駆動ステージ１３１を初期位置に移動し、静止画露光開始前に、視野回転補正を開始する。視野回転補正は、撮影視野の回転を補正するために（カメラ１のロール方向の自転角速度に依り生じる像移動を補正するために）駆動ステージ１３１を回転する動作である。
【0091】
経緯台２は、撮影開始指示前と同様に引き続き天体追尾動作を行う。
そして、撮影が終了すると、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２は、撮影開始指示前の状態に戻る。詳しくは、撮像素子１０２はライブビュー露光を再開し、駆動部１０３は停止し、経緯台２は引き続き天体追尾動作を行う。
そして、撮影が終了すると、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２は、撮影開始指示前の状態に戻る。詳しくは、撮像素子１０２はライブビュー露光を再開し、駆動部１０３は停止し、経緯台２は引き続き天体追尾動作を行う。
【0092】
なお、図１０に例示した様に、静止画露光が複数回に分けて行われた場合は、複数の静止画（画像）が得られることから、後に、その複数の静止画が合成されてもよい。この場合は、例えば、累積加算合成又は加算平均化合成が行われる。なお、この場合の合成の際は、位置合わせ（画像回転）は不要である。
【0093】
以上に述べてきた様に、第１の実施形態に依れば、赤道儀よりも安価で設置が比較的容易な経緯台２を用いて天体を追尾しながらカメラ１で撮影を行う場合に、露光中は撮影視野の回転が補正されるため、露光時間を延ばすことができ、赤道儀と同等の撮影が可能になる。
【0094】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の説明では、第１の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の説明では、第１の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0095】
【0096】
カメラ１と望遠鏡５は、所謂直焦点撮影を行う構成として接続されている。詳しくは、望遠鏡５の接眼レンズの代わりにマウントアダプター（レンズマウント機構）が接続され、そのマウントアダプターにカメラ１が接続されている。
【0097】
経緯台２には、カメラ１が接続された望遠鏡５が設置されている。経緯台２は、方位回転軸及び仰角回転軸の回転に依り、望遠鏡５に接続されたカメラ１の撮影方向の方位及び仰角を変更可能である。また、経緯台２は、操作端末４からの指示に基づいて、例えば、カメラ１の撮影対象の切り替えや天体追尾動作を行う。
【0098】
操作端末４は、スマートフォン（登録商標）やタブレット等の携帯型端末であって、経緯台２とカメラ１の両方の遠隔制御等も可能である。経緯台２とカメラ１の両方を遠隔制御する場合は、経緯台２の天体追尾動作とカメラ１の撮影動作とを時間的に同期させて制御する。
【0099】
図１１に例示した撮影システムでは、ユーザが操作端末４で目標天体を指定すると、操作端末４は、現在位置及び現在時刻での指定の天体の方位及び仰角を求め、当該方位及び仰角に基づいて、指定の天体が望遠鏡５の視野に含まれる様に経緯台２を制御する。その後、経緯台２が天体追尾動作を開始する。そして、ユーザが操作端末４でカメラ１に天体撮影モードでの撮影開始を指示すると、経緯台２では天体追尾動作が行われながら、カメラ１は視野回転（撮影視野の回転）を補正して撮影を行う。
【0100】
図１２は、第２の実施形態に係るカメラ１の構成を例示する図である。
図１２に例示した第２の実施形態に係るカメラ１は、図２に例示した第１の実施形態に係るカメラ１に対して、通信部１１３が新たに追加され、代わりに加速度センサ１０７、方位センサ１０８、及びＧＰＳセンサ１０９が除かれている。これは、第２の実施形態では、天体追尾や視野回転を補正するための主要な演算が、カメラ１ではなく操作端末４で行われるためである。
図１２に例示した第２の実施形態に係るカメラ１は、図２に例示した第１の実施形態に係るカメラ１に対して、通信部１１３が新たに追加され、代わりに加速度センサ１０７、方位センサ１０８、及びＧＰＳセンサ１０９が除かれている。これは、第２の実施形態では、天体追尾や視野回転を補正するための主要な演算が、カメラ１ではなく操作端末４で行われるためである。
【0101】
新たに追加された通信部１１３は、ＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信インタフェースであり、例えば操作端末４と無線通信を行い、操作端末４から自転角速度を取得したり撮影指示を受け付けたりする。
【0102】
図１３は、操作端末４の構成を例示する図である。
図１３に例示した操作端末４は、ＧＰＳセンサ４１、時計４２、赤道座標指定部４３、ＵＩ（User Interface）４４、地平座標算出部４５、自転角速度算出部４６、及び通信部４７を備える。ＧＰＳセンサ４１、時計４２、赤道座標指定部４３、及び地平座標算出部４５は、図７に例示したＧＰＳセンサ３１、時計３２、赤道座標指定部３３、及び地平座標算出部３５と同等の機能を有するものであるため、ここでは、その説明を省略する。
図１３に例示した操作端末４は、ＧＰＳセンサ４１、時計４２、赤道座標指定部４３、ＵＩ（User Interface）４４、地平座標算出部４５、自転角速度算出部４６、及び通信部４７を備える。ＧＰＳセンサ４１、時計４２、赤道座標指定部４３、及び地平座標算出部４５は、図７に例示したＧＰＳセンサ３１、時計３２、赤道座標指定部３３、及び地平座標算出部３５と同等の機能を有するものであるため、ここでは、その説明を省略する。
【0103】
ＵＩ４４は、例えばタッチパネル付きディスプレイであり、メニュー表示とユーザのタッチ操作に依り、操作端末４に対する各種設定や、経緯台２に対する駆動指示や、カメラ１に対する撮影指示等を行うことができる。
【0104】
自転角速度算出部４６は、地平座標算出部４５に依り求められた方位及び仰角と、ＧＰＳセンサ４１に依り検出された現在位置の緯度に基づいて、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度を算出する。この算出は、例えば、上述の式（１）～（３）を用いて行うことができる。
【0105】
通信部４７は、ＷｉＦｉ等の無線通信インタフェースであり、例えば経緯台２とカメラ１の両方と無線通信を行う。これに依り、操作端末４は、経緯台２とカメラ１の両方を遠隔制御することができる。
【0106】
なお、操作端末４の一部の構成（赤道座標指定部４３、地平座標算出部４５、自転角速度算出部４６等）は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサとメモリを含むハードウェアを用いて実現され、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを実行することに依り、その機能が実現されてもよい。或いは、例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の専用回路を用いて実現されてもよい。
【0107】
図１４は、操作端末４が行うカメラ制御処理の流れを例示するフローチャートである。このカメラ制御処理は、ユーザがカメラ１で天体撮影モードを選択して、操作端末４からカメラ１に撮影開始指示（例えばコンポジット撮影の開始指示）を行うと開始する処理である。また、この撮影開始指示の際には、赤経及び赤緯の指定やトータルの露光時間の指定等も行われる。
【0108】
図１４に例示したカメラ制御処理が開始すると、操作端末４は、まず、ユーザの指定に基づく赤経及び赤緯に対応する地平座標（方位及び仰角）を算出する（Ｓ３１）。詳しくは、地平座標算出部４５が、ＧＰＳセンサ４１に依り検出された現在位置の緯度及び経度と、時計４２に依り出力された現在日時とに基づいて、ユーザの指定に基づいて赤道座標指定部４３に依り出力された赤経及び赤緯に対応する方位及び仰角を算出する。
【0109】
次に、操作端末４は、Ｓ３１で算出した地平座標に基づいて、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度を算出する（Ｓ３２）。詳しくは、自転角速度算出部４６が、地平座標算出部４５に依り算出された方位及び仰角と、ＧＰＳセンサ４１に依り検出された現在位置の緯度に基づいて、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度を算出する。この算出は、例えば、上述の式（１）～（３）を用いて行われる。
【0110】
次に、操作端末４は、カメラ１のヨー方向及びピッチ方向の自転角速度として０をカメラ１に設定し、Ｓ３２で算出したカメラ１のロール方向の自転角速度をカメラ１に設定する（Ｓ３３）。詳しくは、通信部４７が、カメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度をカメラ１に通知し、ぶれ補正マイコン１０５の対応する自転角速度保持部１５８に保持させる。
【0111】
また、Ｓ３３では、初回の処理に限り、操作端末４が、１回の撮影の静止画露光時間と静止画撮影枚数を決定する。この決定は、例えば、次の様にして行われる。
【0112】
まず、Ｓ３２で算出したカメラ１のロール方向の自転角速度ωrollと、カメラ１の駆動部１０３の駆動ステージ１３１の回転可能限界（回転可能な最大角度）θlimitとから、次式（４）を用いて、１回の撮影の静止画露光時間の最大値Ｔexpを求める。
【0113】
Ｔexp＝θlimit／ωroll 式（４）
例えば、カメラ１の撮影光軸が北極星に向けられている場合、カメラ１のロール方向の自転角速度は、地球の自転（≒０．００４１６７°／秒）と等しくなる。このときに、駆動部１０３の駆動ステージ１３１の回転可能限界が１°の場合は、1回の撮影の静止画露光時間の最大値Ｔexpは、上記の式（４）から、約２４０秒となる。
例えば、カメラ１の撮影光軸が北極星に向けられている場合、カメラ１のロール方向の自転角速度は、地球の自転（≒０．００４１６７°／秒）と等しくなる。このときに、駆動部１０３の駆動ステージ１３１の回転可能限界が１°の場合は、1回の撮影の静止画露光時間の最大値Ｔexpは、上記の式（４）から、約２４０秒となる。
【0114】
１回の撮影の静止画露光時間の最大値Ｔexpを求めたら、その最大値Ｔexp以下の値に、１回の撮影の静止画露光時間を決定する。そして、決定した１回の撮影の静止画露光時間と、ユーザが指定したトータルの露光時間とから、静止画撮影枚数を決定する。
【0115】
Ｓ３３の後、操作端末４は、カメラ１に対し撮影開始を指示し、その後、Ｓ３３で決定した１回の撮影の静止画露光時間が経過したら、カメラ１に対し撮影終了を指示する（Ｓ３４）。
【0116】
次に、操作端末４は、図１４に例示したカメラ制御処理開始後のＳ３４での撮影枚数が、Ｓ３３で決定した静止画撮影枚数に達したか否か（指定枚数終了か否か）を判定する（Ｓ３５）。
【0117】
Ｓ３５の判定結果がＮＯの場合は、処理がＳ３１に戻る。
一方、Ｓ３５の判定結果がＹＥＳの場合は、図１４に例示したカメラ制御処理が終了する。
一方、Ｓ３５の判定結果がＹＥＳの場合は、図１４に例示したカメラ制御処理が終了する。
【0118】
図１５は、第２の実施形態に係る撮影システムにおいて、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２の動作を時系列に並べて例示したタイミングチャートである。
【0119】
図１５に例示したタイミングチャートにおいて、ユーザが撮影開始指示を行う前は、撮像素子１０２がライブビュー露光を行い、ＥＶＦ１１１がライブビュー表示を行っている。また、駆動部１０３は停止しており、駆動ステージ１３１は初期位置で停止した状態である。また、経緯台２は、天体追尾動作を行っている。
【0120】
なお、経緯台２の天体追尾動作は、例えば、第１の実施形態に係るハンドコントローラ３が行う経緯台制御処理（図９参照）と同様の処理を操作端末４が行うことに依って行われる。
【0121】
そして、ユーザが撮影開始指示を行うと、ＥＶＦ１１１はライブビュー表示を停止し、撮像素子１０２は、１回の撮影の静止画露光を、静止画撮影枚数回（図１５では４回）繰り返す。
【0122】
また、駆動部１０３は、静止画露光中においては視野回転補正を行い、非静止画露光中（例えば静止画露光と次の静止画露光との間）においては駆動ステージ１３１を初期位置に移動する。
【0123】
経緯台２は、撮影開始指示前と同様に引き続き天体追尾動作を行う。
そして、静止画撮影枚数分の撮影が終了すると、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２は、撮影開始指示前の状態に戻る。詳しくは、撮像素子１０２はライブビュー露光を再開し、駆動部１０３は停止し、経緯台２は引き続き天体追尾動作を行う。
そして、静止画撮影枚数分の撮影が終了すると、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２は、撮影開始指示前の状態に戻る。詳しくは、撮像素子１０２はライブビュー露光を再開し、駆動部１０３は停止し、経緯台２は引き続き天体追尾動作を行う。
【0124】
この様な動作に依り得られた複数の静止画は、例えば、カメラ１においてコンポジット撮影用の画像処理が行われる。詳しくは、１枚目の静止画に対して、２枚目以降の静止画は、１枚目の静止画露光の開始時点から、２枚目以降に対応するそれぞれの静止画露光の開始時点までに発生した視野回転分の画像回転が行われて位置合わせ合成される。これに依り、画角は狭くなるものの、コンポジット撮影が可能になる。
【0125】
以上に述べてきた様に、第２の実施形態では、経緯台２で天体追尾動作を行いながら、カメラ１で視野回転補正を行って撮影が行われる。１枚の静止画の撮影後は、駆動部１０３の駆動ステージ１３１を初期位置に戻してから次の１枚の静止画の撮影が行われる。この様に、静止画露光中は視野回転補正が行われるので、画角周辺部の像ぶれが抑制され、画角周辺部で像が流れてしまうことは無い。
【0126】
また、カメラ１の駆動部１０３では、非露光期間中に駆動ステージ１３１が初期位置に移動する。つまり、各静止画露光前に駆動ステージ１３１が初期位置に戻る。そのため、駆動ステージ１３１の回転可能範囲に依って静止画撮影枚数が制限されることはない。
【0127】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の説明では、第２の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第２の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の説明では、第２の実施形態に対して異なる点を中心に説明する。また、第２の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0128】
図１６は、操作端末４が定期的に行う経緯台制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【0129】
図１６に例示した経緯台制御処理は、経緯台２に天体の自動導入動作を行わせる処理である。詳しくは、操作端末４は、まず、図１４のＳ３１と同様に、ユーザの指定に基づく赤経及び赤緯に対応する地平座標（方位及び仰角）を算出する（Ｓ４１）。
【0130】
次に、操作端末４は、Ｓ４１で算出した地平座標に基づいて経緯台２を駆動させ（Ｓ４２）、その駆動が終了したら経緯台２を停止させ（Ｓ４３）、図１６に例示した経緯台制御処理が終了する。
【0131】
この様な図１６に例示した経緯台制御処理が定期的に行われることに依り、経緯台２では、天体の自動導入動作が定期的に行われる。即ち、経緯台２が間欠駆動（断続駆動）する。
【0132】
図１７は、第３の実施形態の撮影システムにおいて、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２の動作を時系列に並べて例示したタイミングチャートである。
【0133】
図１７に例示したタイミングチャートにおいて、ユーザが撮影開始指示を行う前は、撮像素子１０２がライブビュー露光を行い、ＥＶＦ１１１がライブビュー表示を行っている。また、駆動部１０３は停止しており、駆動ステージ１３１は初期位置で停止した状態である。また、経緯台２は、操作端末４の制御の下、天体導入動作（天体の自動導入動作）と停止とを繰り返し行っている。
【0134】
そして、ユーザがカメラ１で天体撮影モードを選択して操作端末４からカメラ１に撮影開始指示を行うと、ＥＶＦ１１１はライブビュー表示を停止し、撮像素子１０２、駆動部１０３、及び経緯台２は、操作端末４の制御の下、次の様な動作を行う。
【0135】
撮像素子１０２は、１回の撮影の静止画露光を、静止画撮影枚数回（図１７では４回）繰り返す。
【0136】
経緯台２は、静止画露光中においては停止し、非静止画露光中（例えば静止画露光と次の静止画露光との間）においては天体導入動作を行う。
【0137】
駆動部１０３は、静止画露光中においては天体追尾動作を行い、非静止画露光中においては駆動ステージ１３１を初期位置に移動する動作を行う。ここで、駆動部１０３の天体追尾動作は、経緯台２の天体導入動作が完了した時点の地平座標に基づいて操作端末４が算出したカメラ１のヨー方向、ピッチ方向、及びロール方向の自転角速度に基づいて行われる。即ち、第３の実施形態では、カメラ１のロール方向の自転角速度に基づく像ぶれ補正（視野回転補正）だけでなく、カメラ１のヨー方向及びピッチ方向の自転角速度に基づく像ぶれ補正も行われる。これに依り、静止画露光中は、駆動部１０３に依って、日周運動に依り生じる像ぶれを補正することができる。
【0138】
この様な動作に依り得られた複数の静止画は、例えば、カメラ１においてコンポジット撮影用の画像処理が行われる。
【0139】
以上に述べてきた様に、第３の実施形態では、経緯台２での天体導入動作とカメラ１での天体追尾動作とが交互に行われながら撮影が行われる。これに依り、経緯台２の天体追尾精度が低い場合でも、静止画露光中はカメラ１に依って高精度に天体を追尾することができる。そのため、像ぶれ等に依り劣化した画像の取得を防止することができる。
【0140】
なお、上述の第２及び第３の実施形態において、操作端末４が行うカメラ１と経緯台２の制御処理（例えば、図１５や図１７に例示したカメラ１と経緯台２の動作を実現するための制御処理等）は、操作端末４が備える、プロセッサと当該プロセッサに依り実行されるプログラムを格納したメモリ等によって実現されてもよい。
【0141】
以上に述べてきた実施形態は、上述の第１、第２、及び第３の実施形態で説明した構成に限らず、様々な変形や組み合わせが可能である。
【0142】
例えば、第１の実施形態において、ハンドコントローラ３の経緯台制御機能をカメラ１が備えてもよいし、経緯台２自身が備えてもよい。この場合は、ハンドコントローラ３が不要になる。また、例えば、第２及び第３の実施形態において、操作端末４のカメラ制御機能及び経緯台制御機能をカメラ１が備えてもよいし、経緯台２が備えてもよい。この場合は、操作端末４が不要になる。
【0143】
また、例えば、ＧＰＳセンサや方位センサを不要にする代わりに、ＧＰＳセンサが検出する緯度及び経度や方位センサが検出する方位をユーザが直接入力する様にしてもよい。
【0144】
また、例えば、経緯台２の代わりに、水平軸回りと垂直軸回りの２軸の回転軸を有するステージ装置にカメラ１を接続して天体追尾動作を行わせてもよい。この様なステージ装置として、例えば、電子スタビライザや電子ジンバルがある。また、この場合に、例えば、カメラ１に対して撮像素子１０２を回転させる代わりに、ステージ装置に依りカメラ１自体を回転させる様にしてもよい。この場合、カメラ１は対象物の一例であり、ステージ装置は揺れ補正装置の一例である。
【0145】
この様なステージ装置を付記する。
（付記１）
ステージ装置であって、
撮像装置が接続される雲台と、
前記雲台を回動させるジンバル機構と、
前記ジンバル機構を制御する制御回路と、
前記ステージ装置の姿勢変化に伴う回転角速度を検出する角速度センサと、
を備え、
前記制御回路は、
手ぶれ補正モードが設定されている場合は、前記角速度センサが検出した回転角速度に基づいて前記ジンバル機構を制御して、前記雲台に接続された撮像装置の揺れを補正する様に前記雲台を回動させ、
天体撮影モードが設定されている場合は、天体追尾を行うための角速度情報に基づいて前記ジンバル機構を制御して、前記雲台に接続された撮像装置の日周運動に伴う被写体像の少なくとも回転を補正する様に前記雲台を回動させる、
ことを特徴とする。
（付記２）
付記１記載のステージ装置であって、
前記ステージ装置の現在位置情報を取得する現在位置情報取得回路と、
前記雲台の方位情報を取得する方位情報取得回路と、
前記雲台の姿勢情報を取得する姿勢情報取得回路と、
を更に備え、
前記天体追尾を行うための角速度情報は、前記現在位置情報と、前記方位情報と、前記姿勢情報と、自転角速度とに基づいて算出される、
ことを特徴とする。
（付記３）
付記１記載のステージ装置であって、
前記天体追尾を行うための角速度情報は、外部から取得される、
ことを特徴とする。
（付記１）
ステージ装置であって、
撮像装置が接続される雲台と、
前記雲台を回動させるジンバル機構と、
前記ジンバル機構を制御する制御回路と、
前記ステージ装置の姿勢変化に伴う回転角速度を検出する角速度センサと、
を備え、
前記制御回路は、
手ぶれ補正モードが設定されている場合は、前記角速度センサが検出した回転角速度に基づいて前記ジンバル機構を制御して、前記雲台に接続された撮像装置の揺れを補正する様に前記雲台を回動させ、
天体撮影モードが設定されている場合は、天体追尾を行うための角速度情報に基づいて前記ジンバル機構を制御して、前記雲台に接続された撮像装置の日周運動に伴う被写体像の少なくとも回転を補正する様に前記雲台を回動させる、
ことを特徴とする。
（付記２）
付記１記載のステージ装置であって、
前記ステージ装置の現在位置情報を取得する現在位置情報取得回路と、
前記雲台の方位情報を取得する方位情報取得回路と、
前記雲台の姿勢情報を取得する姿勢情報取得回路と、
を更に備え、
前記天体追尾を行うための角速度情報は、前記現在位置情報と、前記方位情報と、前記姿勢情報と、自転角速度とに基づいて算出される、
ことを特徴とする。
（付記３）
付記１記載のステージ装置であって、
前記天体追尾を行うための角速度情報は、外部から取得される、
ことを特徴とする。
【符号の説明】
【0146】
１ カメラ
２ 経緯台
３ ハンドコントローラ
４ 操作端末
５ 望遠鏡
２１ 回転ステージ
２２ 固定金具
２３ 台座
２４ 仰角回転軸
２５ 制御部
３１ ＧＰＳセンサ
３２ 時計
３３ 赤道座標指定部
３４ ＳＷ
３５ 地平座標算出部
３６ 通信部
４１ ＧＰＳセンサ
４２ 時計
４３ 赤道座標指定部
４４ ＵＩ
４５ 地平座標算出部
４６ 自転角速度算出部
４７ 通信部
１０１ 光学系
１０２ 撮像素子
１０３ 駆動部
１０４ システムコントローラ
１０５ ぶれ補正マイコン
１０６ 角速度センサ
１０７ 加速度センサ
１０８ 方位センサ
１０９ ＧＰＳセンサ
１１０ メモリカード
１１１ ＥＶＦ
１１２ ＳＷ
１１３ 通信部
１３１ 駆動ステージ
１３２ アクチュエータ
１４１ 映像読出部
１４２ 画像処理部
１４３ 映像出力部
１４４ 記録処理部
１４５ 姿勢検出部
１４６ 自転角速度算出部
１４７ 通信部
１５１ 基準値算出部
１５２ 減算部
１５３ モード切替スイッチ
１５４ 乗算部
１５５ 積算部
１５６ 補正量算出部
１５７ 通信部
１５８ 自転角速度保持部
２５１ 通信部
２５２ 駆動制御部
２５３ Ａモータ
２５４ Ｂモータ
２ 経緯台
３ ハンドコントローラ
４ 操作端末
５ 望遠鏡
２１ 回転ステージ
２２ 固定金具
２３ 台座
２４ 仰角回転軸
２５ 制御部
３１ ＧＰＳセンサ
３２ 時計
３３ 赤道座標指定部
３４ ＳＷ
３５ 地平座標算出部
３６ 通信部
４１ ＧＰＳセンサ
４２ 時計
４３ 赤道座標指定部
４４ ＵＩ
４５ 地平座標算出部
４６ 自転角速度算出部
４７ 通信部
１０１ 光学系
１０２ 撮像素子
１０３ 駆動部
１０４ システムコントローラ
１０５ ぶれ補正マイコン
１０６ 角速度センサ
１０７ 加速度センサ
１０８ 方位センサ
１０９ ＧＰＳセンサ
１１０ メモリカード
１１１ ＥＶＦ
１１２ ＳＷ
１１３ 通信部
１３１ 駆動ステージ
１３２ アクチュエータ
１４１ 映像読出部
１４２ 画像処理部
１４３ 映像出力部
１４４ 記録処理部
１４５ 姿勢検出部
１４６ 自転角速度算出部
１４７ 通信部
１５１ 基準値算出部
１５２ 減算部
１５３ モード切替スイッチ
１５４ 乗算部
１５５ 積算部
１５６ 補正量算出部
１５７ 通信部
１５８ 自転角速度保持部
２５１ 通信部
２５２ 駆動制御部
２５３ Ａモータ
２５４ Ｂモータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】