CCD-kamerat ja kuvausputken valovoimaisuus (f-lukema)

[PetriKe]

Keskustelu tuntuu sekavalta kun ei puhuta samalla myös FOV:sta.

Kari

EDIT. Sekavalta, hämäävältä, harhaanjohtavalta...

Kuva-ala (FOV) ei suoranaisesti vaikuta mihinkään. Se on vain kaukoputken polttovälin ja kameran kennon fyysisen koon lopputulos. Kameran kennon fyysiset mitat taas määrää pikselien koko sekä niiden määrä.

[Jyrki]

Eikö FOV vaikuta siinä mielessä että jos kamera ja putken halkaisija on sama, mutta polttoväliä lyhennetään niin f-luku pienenee ja FOV kasvaa.  Tällöin valoa kertyy isommalta taivasalalta per pikseli , mutta resoluutio heikkenee ?

[PetriKe]

Eikö FOV vaikuta siinä mielessä että jos kamera ja putken halkaisija on sama, mutta polttoväliä lyhennetään niin f-luku pienenee ja FOV kasvaa.  Tällöin valoa kertyy isommalta taivasalalta per pikseli , mutta resoluutio heikkenee ?

Edelleen jankutan, että FOV ei vaikuta mihinkään vaan saadaan polttovälin ja kennon lopputuloksena. Jos kaukoputken polttoväliä lyhennetään (esim. käyttäen polttovälin lyhentäjää = focal reducer), niin f-luku pienenee ja FOV kasvaa. Ei voida kuitenkaan yleistää, että resoluutio tämän seuraksena heikkenee. Voidaan sanoa, että resoluutio (kaarisekuntia/pikseli) kasvaa. Jos esim. resoluutio on ollut putken alkuperäisellä polttovälillä 0.6 kaarisekuntia/pikseli ja polttovälin lyhentäjän avulla saadaan tulokseksi 1.2 kaarisekuntia/pikseli, voidaan sanoa, että resoluutio on saatu optimaalisemmaksi. Tämä siitä syystä, että paraskin keli Suomessa antaa taivaan resoluutioksi 2 kaarisekuntia. Sitä pienemmät yksityiskohdat katoavat seeingin vaikutuksesta.

[rintape]

Juu ja ei, jos nyt puhutaan siitä S/N suhteesta. Jos meillä on kaksi kennoa, joiden pikselit on vaikka 5 myytä. Toisessa kennossa pikseleitä on 2000x1000 ja toisessa 3000x6000. Molemmissa kennoissa valoa tulee joka pikselille tasmälleen yhtä isolta alueelta taivasta ja kuvien S/N suhde on sama. Mutta toki isommassa kennossa kuvaan saadaan näkyviin enempi maailmankaikkeutta. Eli FOV ei aina ja joka tilanteessa automaattisesti muuta S/N suhdetta.

Petri

Lisäys: Tämä siis kommentti Jyrkin kysymykseen, kaima ehti jo tuohon väliin vastailla

[GaryP]

Jep, sotkin omalla kommentillani sen mitä olin oikeasti sanomassa. Jos alkutilanteesta tässä ketjussa lähdetään uudestaan liikkeelle,oletin että muuttujana on putki, ei suinkaan kenno. Siis polttovälin muutos on mielestäni asia joka olisi hyvä olla mukana kirjoituksissa,se helpottaisi meitä tyhmempiä tajuamaan paremmin.


Kari

[Jyrki]

Kiitoksia Petreille kommenteista. Oletuksena oli tietysti, että kamera on sama...
Muuten tämä alkaa olemaan vähän muna vai kana keskustelua,eli mikä on seurausta mistäkin. Ja olisi varmaan pitänyt sanoa "resoluutio muuttuu" eikä heikkenee.
Joskus tämä nettikirjoittelu on vaan hankalaa kun jokaisen kommentin pitäisi olla tyhjentävä

[JuLa]

Hieman selvyyttä sekavuuteen, toivon mukaan.....

Kaukoputken korkealaatuisen objektiivin koko (vapaa aukko) on ratkaisevan tärkeää näköhavainnoissa (Davesin sääntö). CCD – kuvauksessa sen sijaan pikselin koko ja lukumäärä määrääävät erotuskyvyn ja näkökentän (Nyqvistin sääntö). Katso lähemmin http://www.myastrostuff.com/CCD-Imaging/resolving.htm.
CCD – kameran kennon pikselikoko määrää erotuskyvyn, kennon koko määrää näkökentän suuruuden. Olkoon CCD - kameran kennon pikselikoko on vaikkapa 7,8 µM (7,8 miljoonasosa millimetriä) ja kameran kennon koko, vaikkapa 3032 x 2016 pikseliä eli 6,1 megapikeseliä (kuten Orionin StarShoot Pro V 2.0 kamerassa), näkökenttä  ja erotuskyky säilyvät samoina, käytimme kuvauksessa sitten 20 tai 10 sentin objektiivilla varustettua optiikkaa, jonka polttoväli on 100 cm (eli f:5 tai f:10 vastaavasti).
Suosittelen "Ron Wodaski's CCD Calculator – Apogee AP1E" ilmaisohjelmaa, jolla voi vakuuttua edelläsanotusta. Ohjelma laskee lisäksi tarkennusvaran (CFZ).
Vaikka objetiivin halkaisija ja polttoväli (eli f – arvo) eivät vaikutakaan CCD – kuvauksessa erotuskykyyn ja näkökentän suuruuteen, sillä saattaa olla vaikutusta valotusaikoihin. Keräähän 20 cm objektiivi viisi kertaa enemmän valoa eli fotoneja kuin 10 cm objektiivi. Silti pitää paikkansa, että objektiivin koon suurentaminen saattaa olla kallis tapaa parantaa DS-kuvauksen tuloksia, kalliimpaa kuin esimerkiksi seurannan parantaminen tai vasaasteettoman taivaan etsiminen. Valotusaikojen pidentämistavat ovat lisäksi oma oopperansa, kuten käy ilmi Astronetissä toisaalla käydystä keskustelusta.

[Murtsi]

Timpen pyynnöstä http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=9239.15 laitan tänne F/4,5 ja F/ 3,3 newtonilla otetut vertailukuvat. E ryhdy niitä sen enempää analysoimaan vaan jokainen tehköön sen itse. Kuvat on otettu Orion Optics SPX 200 F/4,5 newton putkella jossa on käytetty ASA 2Korrr 0,73x lyhennintä. Ainoa muuttuja kuvissa on tuon lyhentäjän käyttö, valotusaika molemmissa on yksi minuutti ja ne on otettu ISO 800 herkkyydellä.

https://kotisivukone.fi/files/artonastrokuvat.julkaisee.fi/nvv/testi_f3.3.jpg

https://kotisivukone.fi/files/artonastrokuvat.julkaisee.fi/nvv/testi_f4.5.jpg

Olkaapa hyvät.

Edit: Kamera on modattu CANON EOS 350D.

[Timpe]

Kiitos kuvista, Murtsi
Näyttää aika selvältä, että digijärkkäreillä putken valovoima määrää tahdin (f3.3 kuva on valoisampi ja tuo laajemmalta alalta sumua näkyviin).

[Timpe]

Voisikin tehdä kanssa proof of concept-kokeilun tässä syksyllä kun illat pimenee.

Ehtisitkö tekemään tätä vertailua CCD-kameralla, kun Murtsi teki jo saman digijärkkärillä?

[einari]

Tämä onkin unohtunut.
Olisi voinut tänäänkin vielä tehdä mutta juuri kannoin kamat sisään (ja korjauslasikin oli kerrankin huurteessa - mitä ei usein tapahdu täällä 6. kerroksessa)