Binning und Brennweitenanpassung

Binning und Brennweitenanpassung zur Erreichung des Abbildungsmaßstabs

Ist der FWHM-Wert am Standort bekannt, lässt sich die Formel zur Berechnung des Abbildungsmaßstabs auch nach der Pixelgröße oder der Brennweite umstellen. Dies ist hilfreich, wenn eine der Komponenten schon vorliegt und durch die andere passend ergänzt werden soll.

Sind andererseits Kamera und Teleskop schon vorhanden, lassen sich sowohl die Pixelgröße, als auch die Brennweite noch etwas modifizieren um den gewünschten FWHM-Wert zu erreichen. Die Brennweite kann durch Zusatzoptiken, die in den Strahlengang eingebaut werden, verlängert oder verkürzt werden. Zum Verkürzen der Brennweite werden Reducer, zur Verlängerung Barlowlinsen verwendet.

Zur Änderung der Pixelgröße wird das sogenannte Binning angewendet. Dabei werden benachbarte Pixel zu einem größeren Pixel kombiniert.

Quelle: https://astronomy-imaging-camera.com

Hierbei muss aber zwischen CCD- und CMOS-Kameras unterschieden werden. Bei CCD-Kameras lassen sich die Pixel derart kombinieren, dass sie wirklich wie ein großer Pixel wirken. Die empfindliche Fläche ist vergrößert, und das Rauschen tritt nur für diesen einen vergrößerten Pixel auf. (https://www.astroshop.de)

Bauartbedingt lassen sich CMOS-Pixel nur softwareseitig kombinieren. Das heißt, dass die Rauschanteile für jedes Pixel beibehalten werden und sich das Rauschen pro neuer Pixelgröße vergrößert. Da das Ausleserauschen von CMOS-Kameras geringer ist, als die der CCD-Kameras, fällt diese Erhöhung im Vergleich der beiden Chip-Arten nicht mehr so stark ins Gewicht, ist aber trotzdem nachteilig vorhanden. CCD-Chips sind hierbei klar im Vorteil.

Bei Farbkameras ist die Kombination schwieriger, da den benachbarten Pixeln über die Bayer-Matrix-Filterung unterschiedliche Farbwellenlängen zugeordnet sind. Hier wenden die Hersteller ein sogenanntes Mono-Binning an, welches die Farbinformationen der einzelnen Pixel ignoriert, und die benachbarten Pixel so zusammenführt, dass ein Graustufenbild entsteht. (https://astronomy-imaging-camera.com) Dies hat aber den Nachteil, dass die Farbinformationen verloren gehen, und die Auflösung bei steigendem Rauschen verringert wird. Bei Farbkameras ist ein Binning also nicht sinnvoll.