Mögliche Fehler bei der Aufnahme von CCD-Bildern und
Ihre Vermeidung
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| Im folgenden gebe ich einige Beispiele für
eventuell auftretende Bildfehler in der CCD-Technik und einige Tipps zur
Vermeidung dieser Fehler. |
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Blooming
Blooming ist eigentlich
kein Bildfehler, sondern liegt in der Chip - Technologie begründet.
Entscheidet man sich für den kauf einer Kamera mit einem Anti-Blooming
Gate, so entstehen die Bloomingstreifen nicht, aber die Empfindlichkeit des
Chips ist um ca. 30% reduziert. |
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| Zum einen kann man Bloomingstreifen automatisch durch entsprechende
Software, aber auch manuell durch eine anschließende Bildverarbeitung,
eleminieren. Das Bildbeispiel zeigt den Ausschnitt einer ST-10XME Aufnahme
einer Bok - Globule. Die Bloomingstreifen wurden hier über eine Software
herausgerechnet. |
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Cosmic Ray´s
Cosmic Rays sind
Bilddefekte, die durch das Auftreffen hochenergetischer Strahlung im CCD einen
Teil ihrer Ladung durch Ionisation abgeben, welche beim Auslesen des Bildes
natürlich auch in Helligkeitswerte umgesetzt wird. Bei hochempfindlichen
Kameras wie der SBIG ST-10XME muß man mit einigen solcher Cosmic Rays pro
Minute Belichtungszeit rechnen.
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Vermeiden kann man sie nicht, sie müssen später in der
Bildverarbeitung manuell entfernt werden, wenn sie stören. Cosmic Rays
sind sowohl auf Hell- als auch auf Dunkelbildern sichtbar. Arbeitet man mit
mehreren Einzelbildern (Stacking, Sandwichtechnik) des gleichen
Beobachtungsobjektes gibt es auch Software, die die Cosmic´s als
Artefakte erkennen (da sie natürlich nie an gleicher Stelle der
verschiedenen Bilder auftreten) und sie automatisch herausrechnen (z.B.
CCDNight)
Auch Radioaktivität (z.B. die kosmische
Höhenstrahlung) erzeugt solche Effekte. Eine interessante Arbeit (als
pdf-file) von Johannes Lüth zu Cosmic´s in der CCD Technik
finden Sie unter dieser
URL. |
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Defokussierung der Kamera
Defokussierte CCD-Bilder sind daran zu erkennen, dass Sterne "matschig"
aussehen und das Nebelstrukturen flau und konturlos wirken. Abhilfe schafft
hier nur eine saubere Fokussierung, die jedoch Zeit kostet. Ich persönlich
gehe so vor: wenn ich meine einen guten Fokus gefunden zu haben, nehme ich
meist ein Bild mit einer Belichtungszeit von 1 oder 2 Minuten auf. |
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| An einem solchen Bild kann man - mit einiger Erfahrung - sofort
entscheiden, ob die Fokussierung in Ordnung ist oder gegebenfalls
nachfokussiert werden muß. |
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Schlecht abbildende Aufnahmeoptik
Eine
schlecht abbildende Aufnahmeoptik zeigt ähnliche Bilddeffekte wie eine
defokussierte Kamera. Dazu kommen dann noch deutlich deformierte Bilder von
hellen Sternen. Abhilfe schafft hier nur gegebenfalls die Optik neu zu
justieren. Liegt die schlechte Abbildung nicht an einer dejustierten Optik
(z.B. alle Arten von Spiegelteleskopen) kann man nur die Aufnahmeoptik
auswechseln. |
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| Zum Optikteste gibt es von SBIG eine kleine Hilfssoftware.
Näheres finden Sie auf der Seite Softwareempfehlungen. |
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Das lokale Seeing während der
Aufnahme
Auf das Seeing hat man selbstverständlich keinen
Einfluss. CCD-Bilder, aufgenommen bei schlechtem Seeing zeigen ebenfalls
"matschige" und "aufbeblähte" Sternbilder. Bilder, aufgenommen bei
schlechtem Seeing kann auch die Bildverarbeitung nicht scharf
rechnen.
Hier ein Bildbeispiel
anhand einer Mondaufnahmen |
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Schlechte Optik, Nachführfehler,
Defokussierung und "mieses" Seeing
Das Bild zeigt drei der am
häufigsten auftretenden Fehler in einem Beispiel. Die Nachführung ist
schlecht (eventuelle durch das lokale Seeing), die Optik zeigt völlig
unsymetrische Sternbilder mit Strahlen und das Bild ist zudem
defokussiert.
Auch das Seeing,
bzw. die Höhe des Objektes über dem Horizont, ließ "zu
wünschenübrig" |
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Störungen durch
Fremdobjekte
Störungen durch Fremdobjekte können mehrere
Ursachen haben. Zwei Bildbeispiele sollen dies belegen. Im ersten zeigt sich
ein waagerechter Streifen, der von einem hellen Stern ausgeht. Hier lag
wahrscheinlich ein Staubkörnchen genau auf dem Bildfenster, wo das Licht
des relativ hellen Sterns gestreut wurde. |
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Jedenfalls trat der Effekt nicht mehr auf, nachdem ich das Bildfeld
für eine zweite Aufnahme um einige Bogensekunden verschoben
hatte.
Störungen durch
Fremdobjekte können auch durch künstliche Flugkörper
(Satelliten, Flugzeuge etc.) ausgelöst werden. Gerade bei Aufnahmen in den
frühen Morgenstunden nehmen diese Störungen deutlich zu. Vermeiden
lassen Sie sich nicht, man kann Sie nur in der späteren Bildverarbeitung
manuell entfernen. Standardbildverbeitungsprogramme - wie z.B. der Adobe
Photoshop - bieten hier viele Möglichkeiten zu automatischen Entfernung
solcher Artefakte. Das zweite Bildbeispiel zeigt eine Aufnahme von Messier 33,
"verunstaltet" durch zwei sich kreuzende Satellitenspuren. Sie wurden im
Beispiel mit Photoshop entfernt. |
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Streulicht
Streulicht entseht
zumeist durch schlecht "gebaffelte" Instrumente anhand von künstlichen
Beleuchtungsquellen wie Straßenlaternen. Manchmal aber auch durch extrem
helle Sterne, die genau auf der Kante des CCD-Chips stehen. Abhilfe hier im
ersten Fall eine Taukappe als Streulichtblende einzusetzen, im zweiten Fall,
dass Aufnahmefeld leicht zu verschieben.
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| Auch der Bildschirm des Steuerpc´s kann deutlich Streulicht
erzeugen (speziell in Kuppeln). Abhilfe: Rote Folie oder eine rote
Plexiglasscheibe vor den Bildschirm setzen oder während der Belichtung die
Helligkeit reduzieren oder bei Laptops´s den Bildschirm
zuklappen. |
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Nachführfehler
Nachführfehler
entstehen entweder durch "schlampige" manuelle Nachführung über ein
Leitfernrohr oder bei schlecht eingenordeten Montierungen durch zu lange
Belichtungszeiten. Beim Selfguidemodus der SBIG Kameras können
Nachführfehler durch eine schlechte Kalibrierung oder durch zuviel Spiel
in den Getrieben der Montierung entstehen. |
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| Ein etwas kurioses Beispiel zeigt die Abbildung. Sie entstand im
Selfguidemodus einer ST-8E. Hier herrschten zum Start der Aufnahme relativ
schlechte Seeingbedingungen, die sich während der Belichtung deutlich
verbesserte. Der gewählte Leitstern für den Selfguidmodus war
offensichtlich ein enger Doppelstern, zu Beginn von der Software als
Einzelstern interpretiert. Als sich die Seeingbedingungen verbesserten sprang
die Software zwischen den beiden Komponenten des Sterns hin und her, so dass im
Prinzip eine Doppelbelichtung entstand. |
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Unsichere Befestigung der Kamera am
Okularauszug
Die Befestigung der Kamera am Okularauszug sollte so
fest und sicher wie möglich sein. Ein ruckartiges- oder "schleichendes"
Verdrehen der Kamera am Okularauszug macht sich durch die Entstehung von
Doppelbildern kenntlich. Am sichersten ist eine 2" Verbindung über einen
Klemmring und zwei - um 120 Grad versetzte - Klemmschrauben (siehe Baaders
T2-System). |
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Vereisung
Wie auf dieser Website
schon oft erwähnt, werden die CCD-Chips möglichst tief unter die
Umgebungstemperatur gekühlt, um das Dunkelstromrauschen zu minimieren.
Dabei müssen die Chips gegen die Umgebungsluft abgeschottet werden, weil
sich sonst sofort Luftfeuchtigkeit auf der Chipoberfläche
niederschlägt. Das zu Verhindern gehen die Kamerahersteller
unterschiedliche Wege. |
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SBIG hat zum Beispiel keine Abschottung, sondern setzt auf eine
Patrone mit Trockenmittel, welches die Feuchtgkeit aufnimmt. Apogge dagegen
setzt den Chip in eine abgeschottete Kammer mit Edelgas.
Bei SBIG muß das Trockenmittel ca. einmal pro
Jahr "gebacken" werden, wird bei Apogee die Abdichtung undicht, muß die
Kamera eingeschickt werden, um die Dichtigkeit wieder herzustellen.
Eine Vereisung oder ein leichtes "Beschlagen" der Chipoberfläche kann
verschieden aussehen. Einige Bildbeispiele sollen dies
verdeutlichen. |
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BAADER
PLANETARIUM GmbH
SBIG - Generalvertretung für Deutschland, Östereich und
die Schweiz |
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| Baader
Planetarium · Zur Sternwarte · D-82291 Mammendorf · Tel.: (+49) 8145 8802 · Fax.: (+49) 8145 8805 |
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