Transcript 測定装置と積分球

CCDカメラST-9Eの
測光精密評価
和歌山大学 教育学部
自然環境教育課程
地球環境プログラム 天文学専攻
０７５４３０３１
山口卓也
はじめに
●CCDカメラの性能評価の大切さ
個々の機械は、それぞれ 個性 をもっている。
↓
この個性を見極めないと、とんでもない落とし穴が・・・
＜写真は唯一の天体情報＞
多くの場合、測光精度で少なくとも１％の精度が必要。
＜公共施設や個人私有のCCDカメラ＞
行われるべき性能評価は、安定光源や測定装置が用
意できない等の理由により検査されないまま測光観測
に使用されるケースが多い。
測定装置と積分球
＜測定装置全体＞
＜積分球＞
●測定装置．．．安定光源+分光器(+オーダーカットフィルター)
+モノクロメー
ター
●積分球．．．一様に光る面を用意するための装置 直径25cm
検査種類および検査結果
○フラットフィールドにおけるシャッタームラの検出
CCDカメラのシャッター高速開閉時に伴う感度ムラ
の検出(初めての検出)
○入力に対する出力の線形性
CCDチップの性能評価(西端2002の再実験)
○フィルター特性
松井(2000)のフィルター特性調査の追究
フラットフィールド
＜フラットフィールドとは＞
CCDチップの感度ムラだけではなく、フィルターやレンズ
についたホコリ、また周辺減光などによる光量ムラをデー
タから補正させるために撮る補正画像である。
ピンボケしたホコリなど
光量ムラ
＜検出方法＞
・CCD測定装置を使用し、
5500Åを中心に1Åの幅の
単色光で検証を試みる。
・CCDカメラのフィル
ターはVフィルターを使用
した。
・ 露出時間を0.2～0.9、1、
10、20、30、40、50、60
秒に設定し、各フレーム5
枚ずつ用意
コントア・・・画像内のムラを等高
線で描いた画像。
シャッタームラの検出
0.2／60のコントア
５／60のコントア
１／60のコントア
４０／60のコントア
しかし・・・
線形性
＜検出方法＞
・CCD測定装置を使用し、
5500Åを中心に1Åの幅の
単色光で検証を試みる。
・CCDカメラのフィル
ターはVフィルターを使用
した。
・ 露出時間を2倍ごとに増
やしながら画像を取得し
ていく。
結果
6
5
y = 1.0046x + 2.6611
4
3
2
1
0
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Deviation Gamma=(%)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2100
-0.4
-0.6
-0.8
-1
20000カウント
1000
10000
500カウント
count
30000カウント
100000
フィルター特性
撮影する波長の範囲を区切るためにCCDカメラにフィルターというものを
取り付ける。よく用いられるフィルターの種類は以下の通りである。
Uフィルター・・・・・紫外線の光をよく感じるフィルター(中心波長370nm)
Bフィルター・・・・・青色の光をよく感じるフィルター (中心波長440nm）
Vフィルター・・・・・緑色の光をよく感じるフィルター （中心波長550nm)
Rフィルター・・・・・赤色の光をよく感じるフィルター (中心波長660nm)
Iフィルター・・・・・赤外線の光をよく感じるフィルター（中心波長810nm)
これらのフィルターを使用して、星がどのような色をしているのかを知ることができる。
例） Bフィルターで写りがよくRフィルターで写りが悪い・・・青色に近い色をしている
Rフィルターで写りがよくBフィルターで写りが悪い・・・赤色に近い色をしている
フィルター特性[国際基準]
透過率
フィルター特性
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
300
u
b
v
r
I
400
500
600
700
800
波長（ｎm）
900
1000
1100
1200
結果・まとめ
●フラットフィールドにおけるシャッタームラ
・最低5秒の露出時間をかければシャッタームラが約1％。
・撮る度に輝度分布の領域の違いが現れることがある。
→シャッターの形状から検証する必要がある。
●線形性
・500～30000カウントの間で0.3％以内の精度で線形。
100倍近い違いを同時に写すダイナミックレンジがある。
●フィルター特性
・B、Iバンドではより紫外線域で、
V,Rバンドでは赤外線域で「もれ」がある。
・赤外線カットフィルターの導入を検討すべき。
そして課題・・・
●日本天文学会和歌山年会
でもポスター発表予定。
●標準星（特定の波長域での
明るさが正確に測定された
星）のリスト充実に貢献して
いく（大学院での仕事）。