Astrokamera mit 3 ccds

    Hallo,


    gibts es im Astrobereich eigentlich auch Kameras die mit drei ccd's arbeiten und das Licht mittels Prisma aufteilen anstatt mit der Bayermatrix zu filtern?


    Bei der Bayermatrix werden ja 2/3 Drittel des Lichts absorbiert. Bei einer Lichteilung mittels Prisma müsste ja viel mehr Licht auf die CCD's fallen. So ein Prisma wird wohl kaum mehr als 10% Licht schlucken, eher noch unter 5%.


    Also gibts sowas im Astroberreich bzw. macht das überhaupt Sinn, da man oftmals eh nur in ganz bestimmten Wellenlängen fotographiert?


    Bin gespannt auf eure Antworten.


    Gruß Thomas

    Hallo Thomas,


    das macht keinen Sinn. Richtige Astrokameras haben ja keine Bayermatrix, d.h. da erreicht das ganze Licht den Sensor. Und ob ich die drei Farben nun nacheinander mit Filtern aufnehme oder gleichzeitig mit Prisma und 3 Sensoren, läuft aufs gleiche hinaus. Bloß die Kosten für so ein System wären viel höher.


    Gruß
    Torsten

    Hallo Torsten,


    abgesehen davon, dass es vielleicht nicht so schlecht wäre, wenn man bei der RBG-Aufnahmen nur etwa ein Drittel solange nachführen müsste als sonst, hätte es doch vielleicht am Planeten Sinn, wo man in kürzester Zeit möglichst viele Aufnahmen machen möchte.


    Zitat
    Außerdem haben "richtige" Astrokameras ja keine Bayermatrix.


    Auf jedenfall filtern sie Licht und teilen es nicht auf, oder?
    Von daher geht auf jedenfall eine Menge Licht verloren.


    Bei DS zahlt es sich aber wahrscheinlich wirklich nicht aus, besonderes nicht im angezielten professionellen Bereich (so eine Cam wurde wohl einiges kosten), da hier doch meist in speziellen Wellenlängen gearbeitet wird und der RGB Anteil sehr gering ist.


    Aber wie siehts beim Planeten aus (speziell Jupiter)?


    Gruß Thomas

    Hi Thomas und Thorsten,


    mehrere Chips mit Strahlteilung machen durchaus Sinn, wenn die Strahlteilung dichroitisch erfolgt. Als Diplomand durfte ich eine Testbank fuer BUSCA entwerfen, eine Vierfarbsimultankamera am 2.2m-Teleskop, Calar Alto.


    http://www.caha.es/guijarro/BUSCA/intro.html


    Idee ist, dass eine duenne und sehr speziell beschichtete Platte den Spektralbereich aufspaltet. Kurzwellige Photonen werden reflektiert, langwellige gehen durch. Bei BUSCA gibt es zwei Kaskaden nacheinander. Somit kommen an jeder der vier Kameras nicht nur 25%, sondern etwa 80% der Energie im zugedachten Spektralbereich an.


    Wenn man eine Quelle geeigneter dichroitischer Strahlteiler faende (die von BUSCA waren sehr gross, Sonderanfertigung und deswegen teuer), koennte man sowas mit Amateurmitteln realisieren. Man braeuchte dann "nur noch" 4 CCD-Kameras.


    Zu beachten ist noch der Astigmatismus, wenn das Lichtbuendel, das durch die Strahlteiler geht, konvergiert. Zur Umgehung, und um allgemein Schnittweite zu gewinnen, waere eine Kollimation bis hinter die Filterebene wuenschenswert. Allerdings braucht man dann neben dem Kollimator auch wieder vier Kameraoptiken, die allerdings den Wellenlaengenbereichen entsprechend ausgesucht werden koennten wie auch die CCDs.


    In Falle von BUSCA war Hauptaugenmerk eine Mehrbandphotometrie auch in instabilen Naechten. Beim sonst ueblichen sequentiellen Aufnehmen wuerde sonst das Ergebnis verfaelscht, wenn sich die Transparenz zwischen den Einzelaufnahmen aendert.

    Hallo Jürgen,


    danke für die Info. Obwohl die Funktionsweise doch ein andere ist, wie ich sie mir zuerst gedacht hab, ist wenigstens der Grundgedanke der Selbe: Den Lichtverlust gegenüber Filterung mittels Teilung zu reduzieren.


    Für den Amateurbereich wäre es aber wohl wirklich schwer finanzierbar.


    Gruß Thomas

    Einige teure Videokameras arbeiten mit 3 Chips.
    z.B. die Canon XM2, Sony VX-2000, ....


    Einfach mal suchen nach "3 Chip DV" oder so ähnlich.
    Vielleicht findet ihr ja was zur Lichtempfindlichkeit
    dieser Kameras im Vergleich zu den 1 Chip Modellen.


    Gruß Erik

    Hi Erik,


    klar, drei Chips waeren auch denkbar:


    Aufspaltung in (blau) und (Rest der Welt)


    (blau) auf Chip weil blau am wenigsten Quanteneffizienz bringt bei CCD


    (Rest der Welt) wird nochmal dichroitisch in (gelbgruen) und (rot) aufgespalten.


    Es gilt also nur, eine Kameraleiche der von Dir genannten Art aufzutreiben und auszuschlachten. Oder eine Quelle fuer die verwendeten Dichroiten zu finden - massenproduziert sollten die erschwinglich sein, zumindest erheblich billiger als drei CCD-Systeme mit den zugehoerigen Computern.


    Uebrigens kann man auch bei genuegend Schnittweite mit dem konvergierenden Strahl durch die Strahlteiler. Allerdings muss der erste Teiler gegenueber dem zweiten um 90 Grad um die optische Achse gedreht werden. Der Kanal, der beidesmal transmittiert wird, wird damit seinen Astigmatismus wieder los. Der Strahl, der einmal transmittiert und dann reflektiert, hat einen Astigmatismus. Dieser ist entweder vernachlaessigbar (je nach Anspruch, Pixelgroesse und vor allem Dicke des Strahlteilers), oder man schickt ihn durch einen ebenfalls um 90 Grad zur optischen Achse geneigten Glasdummy. Dieses Verfahren zu testen war Aufgabe von "TEST", der optischen Bank, die ich als Diplomand entwickelte.

    4500 bzw 6500 €


    Dafür gibt es wahrlich für die Astronomie besser angepasste CCD-Kameras. Insbesondere mit höherer Auflösung. Damit wäre der Zeitaufwand auch wieder relativiert, wenn man größere Aufnahmen macht.

    Hallo Jürgen,


    muss die Aufteilung umbedingt dichroitisch sein?


    Bei den Kameras die Erki erwähnt hat, erfolgt die Teilung mittels Pisma.
    Kann man die Flächen des Prismas nicht so gestalten, dass es nicht Rot, Grün und Blau reflektiert, sondern eben selbst definierte Wellenlängen? Gibts dafür eventuell spezielle Beschichtungen?


    Gruß Thomas

    Zitat
    4500 bzw 6500 €


    Dafür gibt es wahrlich für die Astronomie besser angepasste CCD-Kameras. Insbesondere mit höherer Auflösung. Damit wäre der Zeitaufwand auch wieder relativiert, wenn man größere Aufnahmen macht.


    War als Frage an Jürgen Schmoll gemeint, ob er vielleicht aufgrund seiner technischen Erfahrung eine Eignung für Planetenaufnahmen etwas abschätzen kann.

    Hi Jan,


    ich bin kein Spezialist im High-Speed-Imaging (Webcam etc). Ich sah nur kurz die Spezifikationen - eine Kamera kann ja 30 fps, das sollte im Zusammenhang mit der Dreichipaufteilung besser als eine Webcam mit sueddeutscher Matrix [:)] funktionieren. Erstens mehr Effizienz pro Kanal, zweitens volle raeumliche Aufloesung. Und bei der Ueberlagerung der drei separaten Farbbilder kann gleich die atmosphaerische Dispersion minimiert werden.


    Hi Thomas,


    bei Aufteilung per Prisma (ich nehme an, Strahlteiler) wird die Intensitaet in jedem Spektralbereich aufgespalten. Filterst Du am Ende, fliegen die uninteressanten Spektralbereiche raus. Du hast zwar in jeder Einzelaufnahme kontinuierliches Orts-Sampling (keine durch andersfarbige Pixel abgedeckte Bereiche), aber Du verlierst durch die Strahlteilung Licht. Einfaerben von Prismenseiten ist aequivalent zum Einsatz von Filtern und aendert an der Problematik nichts. Nur, wenn Du die Bildinformation nach Spektralbereich getrennt aufspaltest, bekommst Du die hohe Quanteneffizienz, welche in der Theorie (optimale Komponenten ohne Verluste) mit der eines Schwarzweisschips identisch ist.

    Hallo Jürgen,


    stimmt, so macht das bestimmt keinen Sinn, aber gäbe es nicht die Möglichkeiten einer Beschichtung welche nur eine gewissen Teil des Spektrums reflektiert (nicht absorbiert) und den Rest durchlässt?


    Gruß Thomas

    Hi Thomas,


    genau das macht eine dichroitische Schicht !


    Vielleicht liegt hier ein Missverstaendnis vor - Dichroismus wurde ja anfangs in Kristallen gefunden. Zur Anwendung heute werden jedoch ziemlich komplizierte Mehrschichtsysteme auf Plansubstrate gedampft. Diese muessen fuer einen gewissen Einfallswinkel (bei BUSCA 45 Grad) optimiert sein. Schon die Berechnung einer geeigneten Schichtkombination (und wir sprechen hier von vielleicht 50-100 Lagen) stellt eine Herausforderung dar bzw. benoetigt teure Spezialsoftware. Das Herstellen ist dann noch so ein Fall fuer sich - Einhalten jeder Schichtdicke ueber die Substratgroesse und so fort ...

    Hallo Juergen


    Danke fuer die Kommentare. Ich denke, Du hast auf einen sehr interessanten Umstand hingewiesen, naemlich den der Minimierung der atmosphaerischen Dispersion. Das ist meines Erachtens ein wesentliches Problem bei der sueddeutschen Matrix ([8D], das gefaellt mir), da entsteht ja zusaetzlich eine Art 'rechnerische' Dispersion. Diese zwei sich ueberlagernden Dispersionen konnte ich nie befriedigend minimieren, weder mit Webcam noch mit einer Astro-RGB-CCD! Wer weiss, vielleicht gibt es doch mal eine Gelegenheit so eine F31 an Planeten zu testen ...


    Viele Gruesse
    Jan

    Hi, ist halt schon ne alte Kamera. Sensor- und Elektronikstandard wird auch von Ende 80er Jahre sein. Habe gelesen ein CCD habe 440'000 Pixel und der 1.5MP-Einzelbilddownload eines TIFF gehe etwa 20sec. Ob der PAL-Modus so für Planetenvideos verwendet werden kann, da hab ich leider keine Erfahrung.


    Grüsse
    Jan

    Zitat
    Hallo Jürgen,


    Bayer-Matrix kommt nicht von/aus Bayern (lach, lach)!


    Viele Grüße
    aus dem bayerischen Allgäu


    Och Moensch ... jetzt haste mir die Illusion genommen ! [;)]

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