Часто задаваемые вопросы

Цветная ПЗС использует фиксированный набор фильтров, обычно согласно шаблону Байера (красный-зеленый-зеленый-синий). Например, при работе в синем диапазоне только один из четырех пикселей ПЗС получит сколько-нибудь значимое количество света.

Цветные ПЗС позволяют получить цветное изображение за одну экспозицию, но они меньше подходят для получения изображения с однородными измерениями сигнала в каждом пикселе. 10-мегапиксельный цветная ПЗС-камера не передает 10 мегапикселей красного и 10 мегапикселей зеленого, и 10 мегапикселей синего. Монохромный датчик получает красное, зеленое и синее изображение с помощью колеса с фильтрами, последовательно передавая по 10 мегапикселей каждого цвета.

Обычно невозможно суммировать или группировать цветные ПЗС (вы можете это сделать, но полезность будет весьма ограничена).

Каждый пиксель межстрочной ПЗС (Interline CCD) состоит из двух частей: фоточувствительная часть и буферный регистр — для хранения и считывания заряда. Буферный регистр изолирован непрозрачной маской для предотвращения паразитного захвата фотоэлектронов и разрушения изображения во время считывания. Значительно более сложная система электродов оставляет меньшую площадь фоточувствительной зоны пиксела. Поэтому чтобы увеличить квантовую эффективность в новых межстрочных ПЗС над каждым пикселем установлены микролинзы, фокусирующие входящий свет на фотодиодной части пиксела, что предотвращает попадание данного света на нечувствительную маску.

Так как для сбора света используется только часть пикселя, полная фотоэлектронная емкость межстрочной ПЗС обычно ниже, чем у сопоставимых полнокадровых ПЗС. Межстрочные ПЗС по окончании экспозиции перемещают накопленный в фоточувствительной области заряд в буферный регистр пикселя за один такт, а затем может начинаться новая экспозиция, а считывание предыдущего кадра ведется в фоновом режиме. В результате выдержки на межстрочных ПЗС могут быть очень короткими.

У камер FLI с межстрочными ПЗС выдержки могут быть равны всего 30 микросекундам (для сравнения, у полнокадровых ПЗС, оборудованных электромеханическим затвором минимальная выдержка составляет примерно 30 миллисекунд). Обычно, межстрочные ПЗС используются без электромеханических затворов. Однако без затвора сложно получить темновое изображение (dark frame), если только у вас нет возможности каким-либо способом сделать кадр в абсолютной темноте.

Полнокадровые датчики используют весь пиксель для сбора, хранения и передачи заряда. Полнокадровые устройства обычно характеризуются большей полной фотоэлектронной емкостью пиксела и большей квантовой эффективностью, чем межстрочные ПЗС.

Одним из способов увеличения квантовой эффективности ПЗС является поворот кремниевой пластины ПЗС так, чтобы затворные структуры находились с тыльной стороны кремния, а толщина пластины сошлифовывается до величин около 15-16 мкм (в случае ПЗС глубокого обеднения, т.н. Deep Depletion – до 40 мкм). Затворы по-прежнему расположены достаточно близко к передней поверхности для захвата заряда при экспонировании.

ПЗС с обратной засветкой характеризуются очень высокой квантовой эффективностью (до 95% в максимуме), но стоят гораздо дороже, чем ПЗС с прямой засветкой.

Данная предварительная вспышка слегка снижает полную фотоэлектронную емкость датчика.

Кроме того, охлаждение снижает помехи и в целом снижает косметические дефекты датчиков. Охлаждаемые датчики должны располагаться в герметичном корпусе и использоваться в сухой атмосфере, что предотвратит конденсацию влаги из воздуха на электропроводящих элементах.

При проблемах с контактом между медным блоком и датчиком блок может быть холодным, но датчик не будет полностью охлажден. В этом случае вы увидите значения темнового тока, не соответствующие заявленной температуре камеры.

Такие производители камер как FLI, не выбирают между AIMO или NIMO. ПЗС изготавливаются e2v либо как AIMO, либо как IMO, либо как NIMO

Камеры FLI позволяют выполнять произвольную группировку по осям X и Y (2 x 2, 2 x 8, 1 x 20 и т. п.). Возможности ограничиваются соотношением полной фотоэлектронной емкости отдельного пикселя с полной емкостью последовательного регистра и полной емкостью вывода. Обычно емкость последовательного регистра и вывода в два раза выше емкости пикселя. Если величина заряда в пикселе мала, группировка многих пикселей не превысит емкости последовательного регистра. Однако если время экспозиции практически заполняет емкость отдельных пикселей, необходимо тщательно ограничивать группировку.

Камеры MicroLine гораздо меньше и легче камер ProLine. Для большинства моделей ПЗС камеры ProLine охлаждают ПЗС на 3 или 4 градуса ниже камер MicroLine при равной окружающей температуре.

Камеры ProLines подают питание и обеспечивают USB-подключения для вспомогательных компонентов, таких как колесо фильтров и фокусирующие устройства, соответственно, пользователю необходимо только проложить один комплект кабелей к камере и комплект коротких кабелей от камеры к вспомогательным компонентам. Как внутренний (ПЗС), так и внешний (электроника) отсеки камеры ProLine герметичны.

Ознакомьтесь со следующей  таблицей 

Но перед использованием 3 нм фильтров следует ознакомиться с некоторыми физическими законами: астрономический интерференционный фильтр обычно проектируется под пучок света, падающий на поверхность фильтра под углом 90°. При уменьшении угла падения кривая пропускания смещается и изменяет форму. При работе со светосильными приборами, такими как f/3, это вызывает сдвиг кривой пропускания на несколько нанометров (точная величина зависит от конструкции фильтра, но сдвиг наблюдается ВСЕГДА). С фильтрами на 12 нм обычно не бывает проблем: наша компания (Astronomik) разработала кривую пропускания таким образом, что данные фильтры можно использовать с f/10 или f/4. Это решение является весьма универсальным и не создает никаких проблем! Но если обратиться к 3 нм Н-альфа фильтру, имеющему кривую пропускания точно отцентрированную на 656,3 нм, то при его использовании на приборах f/5 или даже f/3 пропускание в необходимой области может упасть до 35% или даже меньшего значения. Это вызвано смещением кривой пропускания, описанного ранее. Итак, если вы намерены использовать 3 нм фильтр, убедитесь, что его кривая пропускания соответствует светосиле получающего изображение прибора. Не забудьте использовать новый фильтр при переходе на более светосильный или менее светосильный прибор. (Разумеется, фильтр будет работать, но не даст тех результатов, которые даст соответствующий фильтр!)
Из-за столь ограниченного диапазона наша компания (Astronomik) решила перейти на 6 нм фильтры. Улучшение контрастности значительно, но, например, можно использовать тот же фильтр для приборов f/3,5 и f/5,8 без значительной потери работоспособности. Давайте более подробно рассмотрим вашу оптическую систему: вы используете один из действительно прекрасных астрографов: большое скорректированное поле, соответствующее чипу вашей камеры, с небольшими прекрасными изображениями звезд. Ваша светосильная система делает короткие экспозиции.
Вы нашли соответствующий 3 нм узкополосный фильтр, например для прибора f/3, и используете его. Лучи света от внешней части оптической системы передаются идеально — у вас соответствующий фильтр — но что происходит со светом, проходящим ближе к оптической оси? Он блокируется тем сильнее, чем он ближе к оптической оси! Итак, вы теряете прекрасные центральные лучи и используете один из отдаленных, что оказывает значительное влияние на все остаточные аберрации. Ладно, вам необходима центральная часть? Используйте фильтр с другой кривой пропускания, но на этот раз вы заблокируете свет от внешней части вашей оптической системы, а время экспозиции увеличится. Именно поэтому компания Astronomik выпускает только фильтры на 6 нм: их использование более разумно, так как они позволяют получать исключительные изображения!

Таким образом можно получить полную цветовую информацию от объекта из RGB изображений и хороший контрастный канал L от изображений, снятых при помощи CLS-CCD. При очень сильном световом загрязнении следует разместить CLS-CCD перед диском с фильтрами, что позволит применить его и для каналов цвета.
Кстати, обозначение «-CCD» говорит о том, что в данный фильтр встроено устройство блокировки инфракрасного света. Вам нет необходимости беспокоиться о нежелательном инфракрасном загрязнении вашего изображения: данное загрязнение блокируется фильтром.