天體縮時攝影的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種天體縮時攝影的設(shè)備與方法，此發(fā)明的一個實(shí)例包括一拍攝縮時影像序列的方法。此方法包含拍攝第一批一系列的照片，而拍攝其系列照片的每張照片又包含，打開圖像拍攝設(shè)備的快門；當(dāng)圖像拍攝設(shè)備的快門打開后，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少在圖像拍攝設(shè)備的視野中的天體或天體坐標(biāo)的移動，關(guān)閉圖像拍攝設(shè)備的快門，然后移動圖像拍攝設(shè)備到隨后的選取方向。
【專利說明】天體縮時攝影的設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種縮時攝影的設(shè)備和方法，利用縮時攝影來拍攝一系列的天體圖像。

【背景技術(shù)】
[0002]大家已知道縮時攝影的設(shè)備和方法，一般來說，縮時攝影就是在一些間隔的時間內(nèi)(拍攝的圖像的每個間隔被稱為一幀拍攝速率)拍攝一系列的照片或圖像，因此，所拍攝的圖像能夠以快于一幀捕獲速率的速度回放，例如，一系列的圖像以一幀每秒的速度拍攝，我們也可以以30幀每秒來回放。利用縮時攝影，主要的變化在于我們可以拍攝相對較長時間段的事物，卻可以在較短的時間段內(nèi)進(jìn)行重放，從而帶動了這種事物隨著時間的變化。
[0003]天體(例如星星)是很難被拍照的，因?yàn)楹芏嗵祗w都是相對比較昏暗的。在拍攝天體時為了獲得比較滿意的曝光，需要用到一個相對較長的曝光時間。然而，地球和天體相對運(yùn)動，因此，拍攝天體相對較長時間的曝光又會導(dǎo)致拍照時的模糊。
[0004]因此我們有個愿望去提供技術(shù)，為了能夠拍攝到一系列的天體的縮時圖像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]下面的實(shí)例和其中的方面將與設(shè)備和方法進(jìn)行描述和演示是模范性和說明性的，不限制范圍。在各種各樣的實(shí)例中，一個或多個上述問題被逐漸減少或排除，同時還有一些實(shí)例會直接導(dǎo)致更多的改進(jìn)。
[0006]發(fā)明的一個方面是提供了一種方法用于拍攝一系列的縮時圖像。其中方法包括了拍攝第一批一系列的照片。拍攝此系列的每張照片又包含，打開圖像拍攝設(shè)備的快門；當(dāng)圖像拍攝設(shè)備的快門被打開時，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少天體目標(biāo)在圖像拍攝設(shè)備視野中的移動，關(guān)閉圖像拍攝設(shè)備的快門，然后移動圖像拍攝設(shè)備到下一個方向。
[0007]發(fā)明的另一個方面是提供了一種方法用于拍攝一系列的縮時圖像。這種方法包含:提供一個可控制移動的電動馬達(dá)托架，其電動馬達(dá)托架支持圖像拍攝設(shè)備，移動托駕使圖像拍攝設(shè)備指向其拍攝初始位置。對每一組成縮時的一系列圖像重復(fù)以下動作，Ca)打開圖像拍攝設(shè)備的快門，在打開快門曝光期間，同時轉(zhuǎn)動托架上的圖像拍攝設(shè)備以彌補(bǔ)地球的自轉(zhuǎn)效應(yīng)；(b)在曝光結(jié)束后關(guān)閉快門；(C)在拍下一張照片之前再次轉(zhuǎn)動托架讓圖像拍攝設(shè)備回到的最初的拍攝方向。
[0008]發(fā)明的另一個方面是提供了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，這種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含一個攜帶一組機(jī)器可讀的指令的非臨時的媒介，這組指令經(jīng)過托架執(zhí)行后，可使托架及其支持的圖像拍攝設(shè)備執(zhí)行這里所描述的任一方法。
[0009]發(fā)明的另一個方面提供了一個支持圖像拍攝設(shè)備的托架，包括一個已設(shè)定好可使托架和圖像拍攝設(shè)備執(zhí)行這里任何描述的方法的處理器配置。
[0010]除了以上描述的各種方面外，要想更多、更清晰地了解其它方面，需要參考圖紙和研究下面的描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]引用數(shù)據(jù)的圖紙會被舉例說明，同時這里公開的實(shí)例和數(shù)據(jù)只是作為說明性的，而非限制性的。
[0012]圖像IA和IB分別是在此發(fā)明中的一個例子所提的可以拍攝一系列天體縮時的托架及其支持的圖像拍攝設(shè)備的側(cè)視圖及功能原理圖。
[0013]圖像IC是此發(fā)明中的另一個例子所提的可以拍攝一系列天體縮時的托架及其支持的圖像捕捉設(shè)備的功能原理圖。
[0014]圖像2是此發(fā)明中一個例子所提的拍攝一系列天體縮時的方法的流程原理圖。
[0015]圖像3是此發(fā)明中一個例子所提的拍攝一系列畫面移動的天體縮時方法的流程原理圖。
[0016]圖像4是此發(fā)明中一個例子所提的拍攝一系列的多重曝光天體縮時方法的流程原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]提出以下具體細(xì)節(jié)的描述，是為了使人們能夠?qū)@項(xiàng)技能的了解更徹底。但是，一些大家所熟知的原理可能沒有被證明或詳細(xì)描述，以避免不必要地模糊披露。同時，這些描述和圖紙只是為了達(dá)到說明，而不是代表其限制。
[0018]圖像IA和IB分別一例子中所提的可以拍攝一系列天體縮時的托架20及其支持的圖像拍攝設(shè)備10的側(cè)視圖及功能原理圖，圖像拍攝設(shè)備10，包含一個快門12，一個進(jìn)光口 13，一個控制快門的開關(guān)14，和一個圖像感應(yīng)器。圖像拍攝設(shè)備10可能由一個照相機(jī)，或是其它不同類型的設(shè)備(如手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、望遠(yuǎn)鏡或其它類型的電子或光學(xué)儀器)裝配完成。眾所周知，圖像拍攝設(shè)備10可能有很多其它組件組成，為了簡潔，這些組件就不都出現(xiàn)在圖1A和IB中了，同時在這里也不進(jìn)行詳述了。
[0019]圖像拍攝設(shè)備10通過感光器16來接受光源從而拍攝圖像，當(dāng)快門12打開，感光器16就會通過進(jìn)光口 13 (是由一個或更多的透鏡、鏡片和其它類型的光學(xué)設(shè)備組成)感應(yīng)到光。當(dāng)快門12關(guān)閉時，光線就被阻擋在感光器16之外。感光器16是一種對光極其敏感，同時當(dāng)光映射到它上面時，它有能力形成圖像的設(shè)備?？扉T12是被用來通過調(diào)節(jié)曝光時間來控制光量傳輸?shù)礁泄馄?6上(例如打開快門12的時間用于拍攝特定的圖像)。圖像拍攝設(shè)備10還包含一個可用電子控制快門12的快門控制器，我們會在下面詳細(xì)敘述。圖像拍攝設(shè)備10具有一個光軸15，光軸15是沿著光進(jìn)入進(jìn)光口 13的一條虛線。光軸15可能通過透鏡或鏡片的曲率中心在圖像拍攝設(shè)備10的進(jìn)光口 13中。
[0020]整個托架20包含一個選配的三腳架20A，一個安裝硬件，用來連接和支撐圖像拍攝設(shè)備10，一個或多個馬達(dá)21是用來調(diào)節(jié)圖像拍攝設(shè)備10的方向，快門控制器接口 25是用來控制快門12的，通過快門控制器14和用來控制馬達(dá)21和快門控制器接口 25的總控制器22，在下面會進(jìn)行更多的詳細(xì)說明，總控制器22可能已被設(shè)置成使托架20和圖像拍攝設(shè)備能夠拍攝一系列天體縮時的照片。
[0021]另一個實(shí)例會在圖1C上加以說明，就是一個快門外控制器26?？扉T外控制器26可能(但不是必要的)會和圖像拍攝設(shè)備10、托架20分開。快門外控制器26可能包含一個相對簡單的快門控制器或者包含部分相對復(fù)雜的設(shè)備(如一個遠(yuǎn)程控制或基于計(jì)算機(jī)的控制器)用來控制圖像拍攝設(shè)備10?？扉T外控制器26可以傳輸快門控制信息(如通過有線或無線設(shè)備)到快門控制器開關(guān)14上。在有些實(shí)例中，快門外控制器26可能會被操作成，發(fā)送“打開快門”和“關(guān)閉快門”的信號到快門控制器開關(guān)14上，從而引起快門12來打開和關(guān)閉。托架20可能也會配置一個接收器27，從快門外控制器26 (如通過有線或無線的連接)上接受這些快門控制信息(如打開快門、關(guān)閉快門的信號)。下面詳細(xì)解釋總控制器22，用來控制改變方向的馬達(dá)21，如在有些實(shí)例中，總控制器22可能會被配置成用來控制馬達(dá)21根據(jù)從快門外控制器26所接收到的快門控制訊息來改變圖像拍攝設(shè)備10的方向(如追蹤一個天體，下面會詳述)，當(dāng)接收器27接受到一個關(guān)閉快門的信號，總控制器22就會相應(yīng)的控制圖像拍攝設(shè)備10上的馬達(dá)21移動到最初的位置或者后來的方向(下面會詳述)。
[0022]總控制器22也可能控制圖像拍攝設(shè)備10去拍攝一系列天體的縮時圖像。對于一組中的每張照片，總控制器22可以控制圖像拍攝設(shè)備10上的快門12(通過快門控制器接口25和快門控制器開關(guān)14)去打開你想要的曝光時間(例如曝光時長是1-180秒或是30-120秒)。對每一張照片來說，當(dāng)快門在曝光時間內(nèi)打開，總控制器22可以控制托架20上的馬達(dá)21改變方向(例如改變光軸15上的方向)，尤其，總控制器22可能控制托架來移動圖像拍攝設(shè)備10，這樣的話光軸15的方向可以抵消相對于天體的地球的自轉(zhuǎn)。
[0023]這種圖像拍攝設(shè)備10的移動和光軸15的相對天體的抵消運(yùn)動可以被稱為自動追蹤。當(dāng)足夠精確地操作，這種自動追蹤系統(tǒng)可以自行運(yùn)動以追蹤選中的天體或者找到大體固定的天體的視野區(qū)域，也是就可以驅(qū)動光軸15自行追蹤天體或固定到某一區(qū)域。當(dāng)光軸15對齊一個特別的天體，這種自動追蹤系統(tǒng)會減少或消除在曝光時間內(nèi)由于天體運(yùn)動導(dǎo)致的模糊效應(yīng)。在一張張照片被抓拍后，總控制器22會控制托架20上的馬達(dá)21驅(qū)動圖像拍攝設(shè)備10和光軸15回到最初的方向，然后再重復(fù)之前的縮時拍攝。從而使圖像拍攝設(shè)備10抓拍的照片可能被儲存，然后用縮時重放。
[0024]總控制器22(或其中的組件)通常包含硬件、軟件、驅(qū)動或任何其中連接設(shè)備。在圖例中，總控制器22作為一個嵌入式控制器，是由一個或多個處理器和一個相配的用戶界面28組成。其中用戶界面又由用戶輸入裝置、顯示器或諸如此類(不顯示)的組成。在有些實(shí)例中，總控制器22被一個由一個或多個處理器和用戶界面組成的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)所執(zhí)行?？偪刂破?2由與其相配的處理器組成，如微處理器、數(shù)碼信號處理器、圖形處理器、現(xiàn)場可編程門陣列程序等諸如此類。總控制器22的原件是被組合的或細(xì)分的，可能由一些總控制器22組件的子組件組成，總控制器22可能被物理性的彼此分開。在一些實(shí)例中，總控制器22不是托架的必要組成部分，因?yàn)檫@種托架會被一個分開的控制器或相似的控制器加以控制。
[0025]如上所述，馬達(dá)21是用來改變圖像拍攝設(shè)備10的移動和光軸15的方向。在一些實(shí)例中，馬達(dá)21被用來以一個或多個軸線為中心轉(zhuǎn)動圖像拍攝設(shè)備10和它的光軸?？偪刂破?2被配置成用來控制馬達(dá)21，從而控制圖像拍攝設(shè)備10的移動和光軸15的方向。例如，總控制器22會利用相應(yīng)的反饋(例如從適合的傳感器)(沒有顯示)，如編碼器(s)或諸如此類，來控制馬達(dá)21的轉(zhuǎn)動。此外，馬達(dá)21可能由被無反饋感應(yīng)器控制的步進(jìn)馬達(dá)組成，馬達(dá)控制電路，它們的組件和運(yùn)算是眾所周知的。為簡潔起見，這種馬達(dá)控制電路就不在這里詳述了。
[0026]在一些實(shí)例中，托架20是由方位角-俯仰角托架組成。方位角-俯仰角托架20和馬達(dá)21連接在一起，托架20可能已被配置和可被配置，用以轉(zhuǎn)動圖像拍攝設(shè)備10的移動和光軸15在同一軸線上，高度軸線的方向是和地球重力平行的(也就是在天和地的中心延伸)，第二高度角(或水平面)的軸線是和地平線平行的，也就是和高度角垂直相交的。這樣就可以校準(zhǔn)托架20的高度角和方位角用以準(zhǔn)確地定位。總控制器22驅(qū)動馬達(dá)來調(diào)準(zhǔn)高度軸線和方位軸線用來控制自動追蹤的運(yùn)動。
[0027]在有些實(shí)例中，托架20有一個赤道儀組成。馬達(dá)21和赤道儀托架20相連接，托架20可能已被配置和可被配置，用以轉(zhuǎn)動圖像拍攝設(shè)備10的移動和光軸15在同一軸線上，第一極軸(或赤經(jīng))是和地球自轉(zhuǎn)的方向平行，第二赤緯軸是和極軸垂直相交的，這樣就可以校準(zhǔn)赤道儀的極軸和赤緯軸用以準(zhǔn)確地定位。這個就被稱為對極軸。當(dāng)托架20被校準(zhǔn)好，總控制器22可以驅(qū)動赤道儀上的一個或多個馬達(dá)而只在對的軸上移動圖像拍攝設(shè)備10和其光軸15來達(dá)到自動追蹤功能。
[0028]在圖例中，托架20包含一個用戶界面28 (如圖像的、菜單驅(qū)動的或文本的用戶界面)。不必要將用戶界面28僅僅用在托架20上。在一些實(shí)例中，用戶界面28包含，一個有傳輸數(shù)據(jù)的無線或有線界面和一個外部設(shè)備(如筆記本電腦、智能手機(jī)、平板電腦等諸如此類的)，外部設(shè)備可能提供一個合適的用戶界面。用戶界面28被用來傳輸各種各樣的信息或托架20或托架20和用戶界面28相互作用產(chǎn)生的指令，作為參考，這些信息可能被包括:
?圖像拍攝設(shè)備10和光軸15的最初方向。例如，這些最初的方向含指定的特別的天體(如星星)，或是特別天體的坐標(biāo)。此外，這些信息也可能由可操作的托架提供(如使用一些在用戶界面中適當(dāng)?shù)陌粹o)，這些特別的天體和特別的天體的坐標(biāo)便在視野區(qū)域的中心(例如按動另一個用戶界面中適當(dāng)?shù)陌粹o)，并指出當(dāng)前的位置就是最初的方向。
[0029].托架在地球表面的位置、日期、時間。在一些實(shí)例中，托架20可能會從全球定位系統(tǒng)、日歷、時鐘中直接獲得這些信息。
[0030].這些特別的天體和特別的天體的坐標(biāo)可以被追蹤。
[0031].利用圖像拍攝設(shè)備10獲得圖像數(shù)據(jù)。
[0032].“長時間曝光”照片的曝光時間(參看下面的解釋)。
[0033].“短時間曝光”照片的曝光時間(參看下面的解釋)。
[0034].用縮時攝影抓拍的一些照片。
[0035].一些拍照等待的時間。
[0036].每次拍照的曝光間斷。
[0037].圖像拍攝設(shè)備10的最終方向(在拍攝移動遠(yuǎn)景的縮時圖像系列中)。
[0038].在圖像拍攝設(shè)備10最初方向和最終方向之間的軌跡中(在拍攝移動遠(yuǎn)景的縮時圖像系列中)。
[0039].數(shù)據(jù)、操作說明或諸如此類的會被儲存在儲存器29中。
[0040]托架20可能包含一個數(shù)據(jù)儲存器29。數(shù)據(jù)儲存器29可能含有機(jī)器可執(zhí)行的指令或數(shù)據(jù)?？偪刂破?2被配置成可以檢索和執(zhí)行機(jī)器可執(zhí)行的指令和從數(shù)據(jù)儲存器29寫入數(shù)據(jù)或讀取數(shù)據(jù)。
[0041]數(shù)據(jù)儲存器29可能包含或是被規(guī)劃成包含各種各樣的機(jī)器可執(zhí)行的指令或數(shù)據(jù)，沒有限制: ?為在不同類型的坐標(biāo)系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換的公式和算法
?各種各樣的天體坐標(biāo)
?用來控制馬達(dá)21的機(jī)器可執(zhí)行指令去改變圖像拍攝設(shè)備10的方向(如去追蹤一個特別的天體或坐標(biāo))
?用開門控制界面25通過快門控制器14來控制快門12的機(jī)器可執(zhí)行指令，諸如此類。
[0042]圖2是根據(jù)一個特定的設(shè)備來拍攝縮時照片的方法100的原理圖。方法100可能或至少部分由總控制器22執(zhí)行，總控制22通過使用托架20和圖像拍攝設(shè)備10來執(zhí)行方法100。為了更好的解釋方法100，這種對自動追蹤的描述，是被假設(shè)在托架20和圖像拍攝設(shè)備10已經(jīng)被適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)后。
[0043]方法100開始于模塊105，它可獲得一個或多個和縮時圖像相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。這些參數(shù)可通過用戶界面28由用戶輸入，例如，這些參數(shù)可能包含:縮時拍照時每一張照片的曝光時間；縮時拍照時連續(xù)拍照中間的間隔；縮時拍照時總的持續(xù)時間；縮時拍照時照片的數(shù)量；縮時拍照時每張照片的最初位置等諸如此類的。模塊105在有些情況下是不需要的，如一個或多個預(yù)設(shè)的參數(shù)可以當(dāng)成用戶參數(shù)來使用。在下面會詳細(xì)敘述的有些實(shí)例中，每張照片的最初位置可由模塊110獲取的。
[0044]方法100執(zhí)行到模塊110階段，它包含移動圖像拍攝設(shè)備10和光軸15回最初的位置。模塊110可能包含通過使用馬達(dá)21轉(zhuǎn)動圖像拍攝設(shè)備10回到最初的方向。在一些實(shí)例中，模塊100部分是由用戶執(zhí)行。例如，作為模塊110的部分，用戶可能利用用戶界面28來使馬達(dá)轉(zhuǎn)動讓圖像拍攝設(shè)備10回到最初的方向，然后再用用戶界面28來設(shè)置當(dāng)前的位置為最初的位置。在有些實(shí)例中，模塊110由總控制器22執(zhí)行，它用馬達(dá)21帶動圖像拍攝設(shè)備10回到最初的方向，其中最初的方向是由總控制器22通過用戶(使用用戶界面28)獲取部分模塊100或部分模塊105的參數(shù)。在有些實(shí)例中，模塊110最初的方向可能根據(jù)某個天體或某些特別天體的坐標(biāo)確定(如某個天體的坐標(biāo))等諸如此類。例如托架20由一個所謂的可轉(zhuǎn)向的托架20構(gòu)成，這樣用戶可選擇一個天體或一個天體的坐標(biāo)(如通過用戶界面28)，托架20可轉(zhuǎn)動圖像拍攝設(shè)備10來時光軸15定向到已選擇的天體和天體坐標(biāo)上，或者是已選擇的天體和天體坐標(biāo)就會位于(一般位于中心點(diǎn))圖像拍攝設(shè)備10的視野區(qū)域中。
[0045]方法100然后執(zhí)行到模塊120，就是打開圖像拍攝設(shè)備10的快門12。托架20也可能通過發(fā)送適當(dāng)?shù)闹噶罨蛐盘柕娇扉T控制器14上，來打開圖像拍攝設(shè)備10上的快門12。模塊120可以在曝光階段保持快門12在打開狀態(tài)中。如上所述，曝光階段可能是模塊105的一個縮時參數(shù)。在有些實(shí)例中，快門12會一直打開，只要從快門控制器14上接受到適當(dāng)?shù)闹噶詈托盘?。在有些?shí)例中，快門控制器14通過快門控制界面25提供的指令和信號屬于切換型指令，可以切換快門12打開和關(guān)閉的配置。在有些實(shí)例中，用戶可能會將曝光時間安裝圖像拍攝設(shè)備10上通過一個適當(dāng)?shù)挠脩艚缑?。在有些?shí)例中，托架20可能通過快門控制界面25和快門控制器14來傳輸曝光時間到圖像拍攝設(shè)備10。為了給圖像拍攝設(shè)備10提供曝光時間，托架20僅僅傳輸一些信號指令或信號到圖像拍攝設(shè)備10，這些信號可以引起圖像拍攝設(shè)備10打開快門12，為了所需要的曝光時間。在有些實(shí)例中，這些是不需要的，托架20 (如總控制器22)直接控制曝光時間通過發(fā)送適當(dāng)?shù)男盘柣蛑噶钊ゴ蜷_快門12，隨后可以在關(guān)閉快門12(詳見以下的模塊130)。托架20上的總控制器22可能利用曝光時間來決定追蹤已選擇的天體或坐標(biāo)需要多長時間(見下文)。
[0046]同樣也在模塊120中，當(dāng)快門12打開時，托架20上總控制器22可控制轉(zhuǎn)動(如改變方向)圖像拍攝設(shè)備10和光軸15進(jìn)入自動追蹤模式，如去追蹤天體或天體坐標(biāo)使他們保持在圖像拍攝設(shè)備10的大體固定的視野區(qū)域中。當(dāng)模塊120中的快門12打開時，天體或天體坐標(biāo)通過用戶使用用戶輸入28來自動追蹤。(例如上述的部分模塊105或110)。當(dāng)模塊120中的快門12打開時，當(dāng)圖像拍攝設(shè)備10在它的最初位置在模塊110的狀態(tài)下，天體或天體坐標(biāo)可能在視野區(qū)域的中心(或在視野區(qū)域中的別的位置)。
[0047]在一些實(shí)例中，當(dāng)模塊120中的快門12沒有使天體或天體坐標(biāo)完全固定在圖像拍攝設(shè)備10的視野區(qū)域中，更確切地說，減少天體或天體坐標(biāo)在圖像拍攝設(shè)備10的視野區(qū)域中的運(yùn)動，或最小化天體或天體坐標(biāo)在圖像拍攝設(shè)備10的視野區(qū)域中的運(yùn)動到一個可接受的范圍，托架20可影響自動追蹤運(yùn)動。這種不完美的自動追蹤可能減少到可接受的范圍，但不能完全消除，這就是當(dāng)快門12打開時在圖像拍攝設(shè)備10的視野區(qū)域中運(yùn)動的模糊效應(yīng)。
[0048]為了影響模塊120的運(yùn)動，托架20可能會引起圖像拍攝設(shè)備10和光軸15可控制的圍繞一個或多個軸轉(zhuǎn)動。在有些實(shí)例中，當(dāng)快門12打開時，托架20可能只會使圖像拍攝設(shè)備10和光軸15圍繞一個軸轉(zhuǎn)動。例如，當(dāng)托架是一個赤道儀時，模塊120的自動追蹤運(yùn)動可能由總控制器22轉(zhuǎn)動馬達(dá)21使圖像拍攝設(shè)備10和光軸15圍繞極軸轉(zhuǎn)動。在有些實(shí)例中，當(dāng)快門12打開時，托架20可能時使圖像拍攝設(shè)備10和光軸15圍繞多個軸轉(zhuǎn)動。例如。當(dāng)托架是一個方位角-俯仰角托架時，模塊120的自動追蹤運(yùn)動可能由總控制器22轉(zhuǎn)動馬達(dá)21使圖像拍攝設(shè)備10和光軸15圍繞高度角和方位角軸線轉(zhuǎn)動。在有些實(shí)例中，當(dāng)托架是方位角-俯仰角托架時，一個機(jī)械/光學(xué)區(qū)域的旋轉(zhuǎn)器用來校準(zhǔn)alt-az托架的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。在有些實(shí)例中，當(dāng)托架20是方位角-俯仰角托架時，旋轉(zhuǎn)區(qū)域的軟件可能被用來校準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)區(qū)域。
[0049]在有些實(shí)例或情況下(如一個特別的天體(行星)所運(yùn)行的軌跡不同于地球的自轉(zhuǎn))，總控制器22可能決定(如計(jì)算或查找)馬達(dá)21怎樣轉(zhuǎn)動可以使圖像拍攝設(shè)備10和光軸15保持天體或天體的坐標(biāo)大體固定在圖像拍攝設(shè)備10的視野區(qū)域內(nèi)?？偪刂破?2可能通過用戶界面28從數(shù)據(jù)存儲區(qū)(如數(shù)據(jù)儲存器29)輪流接受關(guān)于各種各樣天體或天體坐標(biāo)的軌跡的信息。
[0050]在有些實(shí)例或情況下總控制器22引起托架20和在其上的圖像拍攝設(shè)備10去實(shí)時地追蹤天體，通過監(jiān)視已捕捉圖像的數(shù)據(jù)區(qū)決定在圖像拍攝設(shè)備10視野區(qū)域的天體的位置和調(diào)節(jié)圖像拍攝設(shè)備10的方向，這樣可以保持天體基本固定位于圖像拍攝設(shè)備10視野區(qū)域內(nèi)。
[0051 ] 在曝光的最后階段，方法100從模塊120到模塊130推進(jìn)，它是由圖像拍攝設(shè)備10中的關(guān)閉的快門組成。如上所述，在有些實(shí)例中，圖像拍攝設(shè)備10在曝光時間后自動關(guān)閉快門12。例如，在用戶設(shè)置的曝光時間后，可配置的圖像拍攝設(shè)備10利用一個合適的用戶界面來關(guān)閉快門12，或圖像拍攝設(shè)備10被設(shè)置成(通過快門控制界面25和快門控制器14)由托架20來關(guān)閉快門12。在有些實(shí)例中，托架20直接控制曝光時間，然后通過快門控制界面25和快門控制器14來傳輸適當(dāng)?shù)男盘柣蛑噶铋_關(guān)閉快門12 (在模塊130中)。另外再在模塊130中，托架20可以終止追蹤天體或天體的坐標(biāo)。
[0052]在一些特殊的實(shí)例中，在模塊120中，對天體或天體坐標(biāo)的追蹤可能發(fā)生在至少25%、50%、75%、95%、99%或100%的當(dāng)快門12保持打開的時間里。在一些實(shí)例中，追蹤開始在快門12打開之前不久(在模塊120中)，結(jié)束在快門12關(guān)閉之后不久(在模塊130中)。
[0053]在一些實(shí)例中，快門12可能保持1、5、10、30、60、120或180秒的打開狀態(tài)。
[0054]一旦快門12在模塊130中關(guān)閉，方法100將繼續(xù)進(jìn)行模塊140，它包含一個評估循環(huán)出口的標(biāo)準(zhǔn)來決定是否現(xiàn)行的照片就是縮時攝影中的最后一張照片。參考實(shí)例，模塊140循環(huán)放行標(biāo)準(zhǔn)可能包含評估是否所需數(shù)量的照片已經(jīng)被縮時攝影所捕捉到，是否所需的總的持續(xù)縮時時間已經(jīng)達(dá)到等諸如此類的。模塊140循環(huán)放行標(biāo)準(zhǔn)可能被配置成模塊105的一個縮時參數(shù)，如果模塊140查詢決定縮時攝影應(yīng)該結(jié)束(模塊140中的分支“YES”)，那么方法100將以模塊145結(jié)束。
[0055]另一方面，如果模塊140查詢決定還有另一些照片應(yīng)該被抓拍(模塊140中的分支“NO”)，那么方法100將前進(jìn)到模塊150，在那里托架20移動圖像拍攝設(shè)備10和光軸15回到最初位置(如總控制器22控制馬達(dá)21將圖像拍攝設(shè)備10移回最初位置)。從模塊150，方法100前行至模塊160，在那里，圖像拍攝設(shè)備10和托架20在繼續(xù)模塊120和重復(fù)捕捉圖像開始之前需等待一段時間。最好圖像拍攝間隔(也就是縮時攝影的開始時間)和曝光時間(也就是拍攝一個特別的照片是快門12打開的時間)是不一樣的?？傮w說來，圖像拍攝間隔是大于曝光時間的。在有些實(shí)例中，例如，圖像拍攝間隔的時間可能是15、30、60、120、或300秒。在模塊160等待之后，方法100前行到模塊120，如上所述，通過打開快門12和影響圖像拍攝設(shè)備10的運(yùn)動來重復(fù)圖像拍攝的過程。
[0056]在有些實(shí)例中，在模塊140、150和160中兩個或更多的順序會相互交換。
[0057]如上所述，在方法100中的一個典型應(yīng)用是在模塊120和130驅(qū)動下采集圖像的過程可能被重復(fù)N次去抓拍N張相關(guān)的照片，由N張圖像形成縮時圖像系列。數(shù)字N可能是模塊150中的一個縮時參數(shù)。數(shù)字N也可能來自其它參數(shù)(例如另一個模塊105中的縮時參數(shù))比如縮時系列的總時間被圖像采集的時間所分解。在有些實(shí)例中，N可能是50、100、300,500,1000或5000.這些由方法100抓拍的N張照片可能被保留(如在存儲器29中)然后作為縮時圖像重放。
[0058]圖3是方法200的原理圖的描述，它是特定例子所述拍攝一系列畫面移動的天體縮時方法的流程原理圖。方法200是由(或部分)總控制器22控制托架20和圖像拍攝設(shè)備10來執(zhí)行的。在方法200中，涉及到模塊210、220、230、240、245和260的程序可能與方法100中的模塊110、120、130、140、145和160是分別類似的或基本大致相似的。相對的可選步驟205可能與步驟105不同，可選步驟205可以提供一個移動景物的軌跡或軌跡路線，可能包含或定義圖像拍攝設(shè)備10和其光軸15的一些方向。
[0059]方法200中的模塊240是和方法100中的模塊140不同的，在模塊240中，圖像拍攝設(shè)備10沿著物體的軌跡移動下一個或后來的方向。在有些實(shí)例中，模塊210的最初方向和圖像拍攝設(shè)備10或其光軸上中的一套一個或多個模塊250的后續(xù)方向可以被定義成或被描繪成物體軌跡。在另一些實(shí)例中，物體軌跡可能定義成模塊210的最初方向和模塊250之后的一個或多個方向。物體軌跡或模塊210、250可能由用戶通過用戶界面28來選擇。物體軌跡可能是在最初方向和最終方向的最短路徑(例如一個直線路徑)，或者是一個在最初方向和最終方向成型的路徑(例如一個曲線的路徑，拋物線路徑或多項(xiàng)式路徑)。模塊210和250的方向可能會沿著物體軌跡被相等地隔開。
[0060]圖4是方法300的原理圖，是特定例子中所提的拍攝一系列的多重曝光天體縮時方法的流程原理圖。方法200是由(或部分)總控制器22控制托架20和圖像拍攝設(shè)備10來執(zhí)行的。
[0061]在方法300中，在方法300中，涉及到模塊310、320、330、340、345、350和360的程序可能與方法100中的模塊110、120、130、140、145和160是分別類似的或基本大致相似的?？蛇x步驟305可能與步驟105不同，在可選步驟305可能包括為一個短曝光的拍攝提供一個短的曝光時間，這些可能在模塊315中被用到。如下詳細(xì)敘述。
[0062]有時不是所有的在圖像拍攝設(shè)備10視野區(qū)域中的物體都會隨相同軌跡移動。例如，圖像拍攝設(shè)備10視野區(qū)域可能包含:相對于圖像拍攝設(shè)備10星星可能會按第一軌跡移動。相對于圖像拍攝設(shè)備10行星(或彗星)可能會按第二軌跡移動，山峰(不相對于圖像拍攝設(shè)備10移動)。方法300可能試圖彌補(bǔ)這樣的影響。
[0063]在模塊315中，短曝光的照片會被抓拍。在有些實(shí)例中，總控制器22可能引起圖像拍攝設(shè)備10抓拍短曝光照片，是在模塊315中，通過快門控制界面25和快門控制器14通過傳輸核實(shí)的信號和指令來適當(dāng)?shù)卮蜷_和關(guān)閉快門22的。短曝光拍照可能有一個短曝光時間，它比模塊320-330中的抓拍的曝光時間短。在有些實(shí)例中，用戶可能安裝模塊315，在模塊305的部分的短曝光時間，如上所述。
[0064]在有些實(shí)例中，用戶可能通過影響圖像拍攝設(shè)備10中的用戶界面安裝短曝光時間。在有些實(shí)例中，用戶可能通過托架20上的用戶界面28來安裝短曝光時間。在有些實(shí)例中，許多不一樣的短曝光時間可能被用在相對應(yīng)的模塊315的迭代次數(shù)上。在有些實(shí)例中，短曝光時間可能是 1/1000，1/500，1/250，1/125，1/60，1/30，1/15，1/8，1/4，1/2，或I秒。
[0065]在闡明的圖4中，模塊315中的短曝光照片是由方法300的循環(huán)退出鍵不斷重復(fù)來抓拍的。如上所述，模塊315中的短曝光照片可能不是所有的相同的短曝光時間。在有些實(shí)例中，圖像拍攝設(shè)備10或托架20包含一個曝光表或是從曝光表上接受數(shù)據(jù)，模塊315就是基于讀取曝光表來選擇短曝光時間的。
[0066]在有些可選擇的實(shí)例中(在圖4的虛線中顯示)，模塊315中的短曝光照片不是由方法300的循環(huán)退出鍵不斷重復(fù)來抓拍的。例如，在有些實(shí)例中，只有模塊315中短曝光照片由第一次重復(fù)所拍攝的，即直接轉(zhuǎn)向模塊320。在有些實(shí)例中，只有模塊315中一張短曝光照片由幾次重復(fù)所拍攝的。
[0067]在模塊320中的每一個長曝光照片可能相應(yīng)的與模塊315中的短曝光照片相關(guān)聯(lián)，用來創(chuàng)造一個相應(yīng)的合成照片。如上所述，可能在長曝光照片和短曝光照片之間有一對一的對應(yīng)，或是許多長曝光照片可能與一個短曝光照片相關(guān)聯(lián)形成許多對一的對應(yīng)，然后許多的合成照片可能形成縮時照片系列，可能被保存或以多重曝光的形式重放。
[0068]每一對長曝光照片和短曝光照片會以合適的方法合成。例如，照片編輯軟件可以被用來制作成合成照片，照片可包含長曝光照片的星星和短曝光照片的星星和山峰。在有些實(shí)例中，照片編輯軟件可以用來制作成合成照片，照片可包含長曝光照片的天體(如星星)和短曝光照片的陸地上的物體(如風(fēng)景、樹木、山峰、海洋等)。
[0069]這種發(fā)明也可以以另一種程序產(chǎn)品的形式形成。這種程序產(chǎn)品可能包含帶有計(jì)算機(jī)執(zhí)行信號的媒介，引起托架去執(zhí)行方法的發(fā)明。程序產(chǎn)品根據(jù)本發(fā)明可以有各種各樣的形式。這種程序產(chǎn)品可能包含物理性的媒介如磁測資料儲存媒介包括軟盤、硬盤驅(qū)動，光學(xué)數(shù)據(jù)儲存媒介包括光盤驅(qū)動器、光盤，電子數(shù)據(jù)儲存媒介包括驅(qū)動器、閃存等諸如此類的。這些指令會以加密或壓縮形式出現(xiàn)在程序產(chǎn)品中。
[0070]在上面提到的組件(如控制器、微處理器等)，除非特別說明，提到的這些組件(包括相關(guān)的方法)應(yīng)視為包括任何組件作為等價物的組件執(zhí)行的功能描述組件(也就是說在功能上是相等的)，也包括那些在結(jié)構(gòu)上與上述的實(shí)例不相等的組件。
[0071]在這里討論的許多實(shí)例，其中的技能會被重新修改、排列、增添和組合。例如: ?在這里描述的設(shè)備和方法是沒有限制是天體的縮時攝影，不是天體的物體也可以被追蹤的。
[0072]?在有些實(shí)例中，圖1B中的快門控制界面25可能包含一個快門的觸發(fā)器可以本能地促使快門12打開。除了可以本能地促使快門打開，這種快門觸發(fā)器也可能與這里描述的快門控制界面25具備相似的功能。
[0073]?在上述描述的圖1C中，接收器27是從外部快門控制器26接受快門控制信號的。在有些實(shí)例中，接收器27可能接受到相似的信號，當(dāng)快門12打開和關(guān)閉的時候。例如，快門控制器14和接受器27形成雙向傳輸界面來傳輸相關(guān)的信號。
[0074]因此，以下介紹的附加聲明是用來解釋包括所有這些修改，排列，增加和組合，在他們真正的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，該方法包括: 拍攝第一批一系列的照片，而拍攝其系列照片的每張照片又包含: 打開圖像拍攝設(shè)備的快門；當(dāng)圖像拍攝設(shè)備的快門打開后，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少在圖像拍攝設(shè)備的視野中的天體或天體坐標(biāo)的移動；關(guān)閉圖像拍攝設(shè)備的快門，然后移動圖像拍攝設(shè)備到下一個的定向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少在圖像拍攝設(shè)備的視野中的天體或天體坐標(biāo)的移動，其中包含移動圖像拍攝設(shè)備以使天體目標(biāo)或天體坐標(biāo)大致在圖像拍攝設(shè)備的視野中維持不動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少在圖像拍攝設(shè)備的視野中的天體或天體坐標(biāo)的移動，其中包括更改圖像拍攝設(shè)備的光軸的定向以追蹤地球與天體目標(biāo)或天體坐標(biāo)之間的相對移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少在圖像拍攝設(shè)備的視野中的天體或天體坐標(biāo)的移動，其中包括更改圖像拍攝設(shè)備的光軸的定向以追蹤地球與天球之間的相對移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，移動圖像拍攝設(shè)備，以減少在圖像拍攝設(shè)備的視野中的天體或天體坐標(biāo)的移動，其中包括更改圖像拍攝設(shè)備的光軸的定向以自動追蹤天體目標(biāo)或天體坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，第一次一系列照片的每張照片的下一個的定向都是相同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，該方法包含在拍攝第一批一系列照片的第一張之前，移動圖像拍攝設(shè)備到一初始方向，然后對此后一系列中的每一張照片都會將移動圖像拍攝設(shè)備到下一個方向，這其中也包括移動圖像拍攝設(shè)備到初始方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，第一批一系列照片的連續(xù)定向都位于在從初始取向到最終取向的類別路徑上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，第一批一系列照片的連續(xù)定向已定義了從初始取向到最終取向的類別路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，類別路徑包括一直線路徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，類別路徑包括一曲線路徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，該方法包括拍攝一短時曝光的照片，其中短時曝光的照片是指其曝光時間至少比第一批一系列照片中的一張的曝光時間要短。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，該方法包括將圖像拍攝設(shè)備架著不動，與此同時進(jìn)行短時曝光攝影。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，該方法包括根據(jù)測光表來選擇短時曝光攝影的曝光時間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，該方法包括將短時曝光照片至少與第一批一系列照片中的一張結(jié)合在一起，因而提供至少一張的合成照片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，將短時曝光照片至少與第一批一系列照片中的一張結(jié)合在一起，其中包括一張短時曝光得出的一地面目標(biāo)圖像和一從至少一張首選照片得出的天體目標(biāo)照片。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，相對應(yīng)于第一批一系列的照片拍攝第二批一系列的照片，其中:第二批照片的每張照片是在它相對應(yīng)的第一批的照片之前或后立即拍攝的；第二批照片的每張照片的曝光時間都比它相對應(yīng)的第一批的照片的曝光時間要短。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，將第二批照片的每張照片與其相對應(yīng)的第一批照片結(jié)合在一起，就有了第三張組合照片。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，拍攝每張第一批一系列的照片，包括等待在拍攝下一張照片之前所需的總和時間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的拍攝縮時攝影系列的方法，其特征在于，等候期間至少要5秒種。
21.—個計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包含一個攜帶一組機(jī)器可讀的指令的非臨時的媒介，這組指令被一支持圖像拍攝設(shè)備的托架的處理器所執(zhí)行，促使托架和此托架支撐的圖像拍攝設(shè)備來執(zhí)行權(quán)利要求1的方法。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，支持圖像拍攝設(shè)備的托架包括一處理器，是被配置得可使托架和此托架支撐的圖像拍攝設(shè)備來進(jìn)行權(quán)利要求1中的方法。
23.一種拍攝縮時圖像序列的方法，其特征在于，此方法包含提供一電動化的托架，該托架是可以控制移動的，此電動化托架支撐一圖像拍攝設(shè)備；將托架移動至圖像拍攝設(shè)備的初始取向；然后對組成縮時攝影的的一系列的每一張照片重復(fù)以下的動作:打開圖像拍攝設(shè)備的快門，當(dāng)快門在一曝光期間打開時，移動托架和此托架支撐的圖像拍攝設(shè)備來彌補(bǔ)地球的轉(zhuǎn)動；在每次曝光階段結(jié)束時關(guān)閉圖像拍攝設(shè)備的快門；在下一次攝影之前移動托架使圖像拍攝設(shè)備處于初始選取方向。
24.一種拍攝縮時圖像序列的方法，其特征在于，此方法包含提供一電動化的托架，該托架是可以控制移動的，此電動化托架支撐一圖像拍攝設(shè)備；將托架移動至圖像拍攝設(shè)備的初始取向；然后對組成縮時攝影的的一系列的每一張照片重復(fù)以下的動作:打開圖像拍攝設(shè)備的快門，當(dāng)快門在一曝光期間打開時，移動托架和此托架支撐的圖像拍攝設(shè)備來彌補(bǔ)地球的轉(zhuǎn)動；在每次曝光階段結(jié)束時關(guān)閉圖像拍攝設(shè)備的快門；在下一次攝影之前移動托架使圖像拍攝設(shè)備處于隨后的選取方向。
【文檔編號】H04N5/235GK104410797SQ201410811298
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】沈達(dá)忠, 劉焱, 留夙麟 申請人:南通斯密特森光電科技有限公司