Der Begriff binning
oder on-chip binning Die Möglichkeit des on-chip-binnings
ist eines der wichtigsten "features" eines CCD-Chips überhaupt. Das
binning erlaubt es eine CCD-Kamera optimal an die Teleskopbrennweite und/oder
an das gerade lokal vorherschende Seeing anzupassen. Binning bezeichnet
die Möglichkeit über die Software Einzelpixel zu Pixelblöcken
zusammenzufassen. Das binning ist wichtig, um eine möglichst hohe
Empfindlichkeit der Pixel zu erreichen (siehe auch die Begriffe over- und
undersampling). |
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Die
Graphik links zeigt den Effekt des binning. Ein 2-fach-binning fasst 2 Pixel
vertikal und 2 Pixel horizontal zu einem Einzelpixel zusammen. Adäquat ist
das 3-fach-binning, hier wird aus insgesamt 9 Pixeln ein Einzelpixel erzeugt.
Binning bedeutet eine Änderung des Abbildungsmaßstabes
(Bogensekunden/pixel), die abgebildete Feldgröße wird dabei
nicht verändert!
Ein
Beispiel: Die ST-7XE hat bei einer Brennweite von 2000 mm einen
Abbildungsmaßstab von 0.8 Bogensekunden pro pro Pixel (0.009 x 0.009mm).
Im ersten Binningmodus (2 x 2) ergibt sich ein Abbildungsmaßstab von 1.6"
pro Pixel und im zweiten Binningmodus (3 x 3) von 2.4" pro Pixel.
Warum
ist das ganze nun so wichtig? Denken Sie sich dazu folgende
Beispiele:
Sie haben über
die Teleskopbrennweite und die Größe des Einzelpixels einen
Abbildungsmaßstab gewählt, so dass das Beugungsbild eines Sternes
über 100 x 100 Einzelpixel verschmiert wird. Die Energie wird über
eine große Fläche verteilt, d.h. der Chip kann nur sehr uneffektiv
arbeiten. Ist der Abbildungsmaßstab so gewählt, das das
Beugungsbild genau in ein Einzelpixel abdeckt, arbeitet der Chip am
effektivsten, nur sehen alle Sterne auf dem Bild quadratisch aus, was
natürlich unschön ist. |
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Für länger belichtet Deep-Sky
Aufnahmen empfiehlt es sich, einen Abbildungsmaßstab von ca. 1.5 bis 2
Bogensekunden/Pixel zu wählen, in diesem Bereich arbeitet die Kamera dann
auch am effektivsten. Dieser Wert passt auch zu einer weiteren Regel,
nämlich den Abbildungsmaßstab in etwas dem Standardseeing dividiert
durch 2 anzupassen. Geht man von Werten von ca. 3 bis 4 Bogensekunden Seeing
aus, ergibt auch das die geforderten 1.5 bis 2 Bogensekunden pro Pixel.
Der Abbildungsmaßstab für eine beliebige Pixelgröße
und Teleskopbrennweite berechnet sich nach folgender
Formel:
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"/Pixel = (206 265 ÷ Aufnahmebrennweite in
mm) × Pixelgröße in mm
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Dagegen wählt man für hochaufgelöste Mond- und
Planetenaufnahmen immer den kleinsten Abbildungsmaßstab, der über
die Pixelgröße verfügbar ist.
Alle SBIG - Kameras
verfügen über die Möglichkeit des 2- und 3fach binning, welches
einfach über die Steuersoftware ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Ein
Bildbeispiel für die Empfindlichkeitssteigerung durch das Binning zeigt
folgende Aufnahme des Planetarisches Nebels Shapley-1. Beide Aufnahmen wurden
mit der gleichen Belichtungszeit und demselben Instrument unmittelbar
hintereinander aufgenommen. Beide Aufnahmen zeigen Ausschnitte, deutlich zu
erkennender kleinere Abbildungsmaßstab durch das
Binning.
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SBIG -
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