Chip-Größe

Insgesamt besteht die Linie der Astronomie-Kameras aus drei verschiedenen Chip-Größen:

Verfügbare Auflösungen der TIH-Kameras
Auflösung      Pixelgröße
640*480 Pixel 5.60*5.60 µ
1024*768 Pixel 4.65*4.65 µ
1280*960 Pixel 4.65*4.65 µ

 

In der Digitalfotografie gilt normalerweise der Grundsatz, je mehr Pixel, umso besser. Für die angedachte Verwendung in der Astrofotografie sollte man diesen Grundsatz jedoch vergessen. Mehr Pixel können durchaus auch Probleme bereiten. Zunächst einmal handelt es sich bei der Planetenfotografie um durchweg kleine Objekte. Selbst die Venus kann bei maximaler Größe nicht mehr als eine Bogenminute Durchmesser bekommen. Eine einfache Abschätzung zeigt, wie groß die Venus bei einem typischen Amateurteleskop auf dem Chip werden kann.

Nach Nyquist muss man ein Signal mit doppelter Frequenz abtasten, damit man das Signal darstellen kann. Dieses Gesetz kennt man z.B. vom CD-Player, der mit 44kHz abtastet, damit er Frequenzen von 20kHz darstellen kann. Übertragen auf das Teleskop bedeutet das, dass man für jede "Auflösungseinheit" mindestens zwei Pixel spendieren muss, damit man kein Detail verliert. Als "Auflösungseinheit" ist hier natürlich das theoretische Auflösungsvermögen des Teleskops zu verstehen. Nach Rayleigh beträgt das:

Ein 8-Zoll-Teleskop hat also ungefähr die Auflösung von 0.5 Bogensekunden im sichtbaren Wellenlängenbereich. Für jede 0.5" benötigen wir also zwei Pixel. Wer sich allein auf Planeten beschränkt wird, wird bei der Venus den maximal möglichen Durchmesser von 60 Bogensekunden finden. Jupiter und Saturn sind kleiner und erreichen nicht mehr als 50 Bogensekunden. Sollte die Venus also tatsächlich einmal 60 Bogensekunden groß sein, müsste sie bei der Abtastung nach Nyquist:

60 ( = m a x i m a l e r D u r c h m e s s e r ) 0 , 5 ( = A u f l ö s u n g s e i n h e i t ) 2 ( F a k t o r N y q u i s t ) 240 ( A b t a s t u n g = P i x e l )

 

Pixel einnehmen. Diese Abschätzung gilt für SW-CCDs. Wenn der Chip ein Bayer-Muster hat, muss man die Abtastfrequenz erhöhen, weil jeweils mind. 3 Pixel einen RGB-Wert ergeben. Da die Umwandlung eines Bayer-Muster in RGB-Werte eine durchaus nicht ganz triviale Diskussion ist, soll hier die Angabe genügen, dass in der Praxis eine Erhöhung der Abtastung um etwa den Faktor 2 bis 2.5 notwendig ist. Bleiben wir aber beim SW-Chip. Selbst bei einem 16-Zoll-Teleskop reicht demnach die schmale Seite mit 480 Pixel aus, den größten Planeten sinnvoll abzutasten. Jupiter und Saturn sind entsprechend kleiner.

Bei Mond und Sonne sind selbstverständlich größere Chipflächen interessant. Auch im Deep Sky wünscht man sich häufig größere Chips. Die erste Überlegung sollte also sein, welche Objekte typischerweise aufgenommen werden sollen. Für die Planeten aber reicht auch großzügig ausgestatteten Amateurastronomen das kleinste SW-Modell mit 640x480 Pixel.

Die Diskussion um die Chipfläche geht bei den TIS-Modellen nahtlos in die Diskussion um die Frame-Rate über. Hier werden nämlich wie bei Firewire-Kameras üblich immer sämtliche Bilddaten übertragen und ein ROI (region of interest) wird erst im Computer erzeugt. Bei den größeren Chips sprengt aber die dafür benötigte Datenrate selbst USB 2.0 oder FireWire, wenn die höchste Frame-Rate von 60 fps erzielt werden soll.