[昆明] 大面阵CCD照相机无快门效应快门样机研制成功

[ 录入者:linq | 时间:2009-11-25 08:33:29 | 作者: | 来源:云南天文台网站 | 浏览:2618次 ]

在天文和其他科学研究领域内,大面阵CCD照相机已被广泛应用。照相机快门是大面阵CCD照相装置中的 一个关键部件,对于有特殊要求(如大孔径、高分辨、高速度)的 照相机,快门的 作用至关重要。

由于传统电控快门的 开关动作受到机械运动速度的 限制,高分辨率的 数字图像会存在曝光不均匀性。快门的 通光孔径越大,曝光时间较短,原始图象上出现的 规则不均匀性会越严重,这些现象通俗称为“快门效应”,在观测太阳这种大面积、高亮度、需要很短曝光时间的 工作对象,快门效应就更加明显(见下图1),也一直是制约着同时提高太阳观测资料质量和最大可观测面积的 一个瓶颈。

云南天文台太阳全日面色球望远镜重新配置大阵面CCD后,为提高其观测图像资料的 质量,并根据无效应快门的 设计原则,研究出了一种兼容性能好、工作模式新的 机械结构快门,并完成了该快门与CCD、计算机工作程序完全同步的 专用电子控制装置。在云南天文台全日面色球望远镜Alta 16bit CCD照相观测中,进行实际应用检验,成功获得无快门效应的 太阳色球数字图像(见下图2)。

这种快门的 优点在于:

(1)CCD数字成像不存在快门效应影响;
(2)曝光速度基本不受通光孔径大小的 影响,曝光时间(曝光速度)可在千分之一秒到135秒之间;
(3)每次曝光间隙时间,取决于大面阵CCD完成全帧图像数据的 读出时间和传输时间;
(4)有良好的 兼容性,使用传统电控机械快门的 CCD,都能用该器件进行改装或更换。

2009年11月21日,中国科学院昆明分院在昆明邀请国内有关专家组成鉴定专家组顺利、圆满的 结束了对云南天文台完成的 “面阵CCD大孔径无机械效应快门成像”成果的 验收鉴定。

会议由鉴定委员会主任方成院士主持,会议上,专家组听取了项目组的 工作报告和技术报告,经过讨论,形成如下鉴定意见:

1. 新型无效应快门从CCD成像源头消除快门产生机械效应的 因素,运作控制模式合理并能与CCD及望远镜成像系 统有效组合,准确执行计算机指令完成图像拍摄全过程。新型快门的 成功研制为采集图像频率高的 观测课题解决了原快门曝光明显不均匀的 问题。经过观测像的 比较,采用新型快门后,图像质量比原先快门取得的 成像质量大大提高。完全满足云南天文台全日面色球望远镜CCD数字图像观测成像质量的 要求,并适用于CCD图象质量要求较高(大阵面、短曝光)的 特殊科学技术研究领域。

2. 新型快门的 机械、电控结构进一步小型化、规范化、系 列化后,可望成为通用型的 科研产品,使新型快门在科研应用领域中得到有效推广,满足大阵面CCD对大孔径均匀成像的 需求。在一般的 大阵面短曝光CCD照相机上均能改装以替代原有的 机械快门。因此,具有推广价值。

专家组一致认为该新型快门的 研制是成功的 ,在国内太阳观测中首次运用,能替代原有国外进口的 机械快门,达到了研制该新型快门的 目的 ,满足了观测工作的 需要。

专家组希望进一步完善成像质量均匀性的 量化分析并建议对该新型快门实现小型化、标准化。

 快门效应1.jpg                  快门效应2.jpg
 有快门效应的 太阳色球像(图一)                      无快门效应的 太阳色球像(图二)

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.