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まず論より証拠

1.1.1 実例:ピントを正確に合わせると測光精度は悪化する

下の2つの光度曲線は、2004年4月21日に、同一視野(かみのけ座中心部付近)を同一器械で約30分間に連続85枚のCCD画像を撮像した2枚の画像を処理し、AからDの4つの星を測光したものです。望遠鏡の追尾レートをわざとずらし、30分間に数ピクセルほど星像が移動するように撮像しました。2枚の画像の違いは、ピントを合わせたものと、わざとピントをはずしたものです。

:使用機材:
1眼レフ用100mm望遠レンズ Canon FD100mmF/2
冷却CCDカメラ SBIG ST-9XE (KAF-0261Eチップ使用)
この組み合わせでは、実サイズ20μmの1ピクセルは約40秒角に相当する
露出時間20秒 絞りF2.8 V-bandフィルター使用
赤道儀の追尾レートをはずし 30分間で160秒角移動(ピントを合わせた場合)、360秒角移動(ピンを外した場合)
測定方法

すばる画像処理ソフト「マカリ」Ver.1.2を使用。アパーチャー測光で、「半自動」「重心を探す」を使用。測光パラメータは、恒星径5ピクセル、SKY内径10ピクセル、SKY幅2ピクセル、重心検索3ピクセル。

なお、この夜は透明度は今ひとつで、決して測光向きの空とは言えない条件でした。

defocus.gif 星Bを比較星として、星A・C・Dの光度変化を等級差として測定した。 星Bと比較すると、星Aは約0.6等明るく、星Cはほぼ同じ明るさ、星Dは約0.8等暗い

ピントを合わせた場合の測光精度

縦軸は、星Bと比較した等級差で表してある。0.6等に渡る大きな明るさの変動が見られます。変動の標準偏差は0.2等。 この変動の原因は、星像が1ピクセルをまたいで移動する時に生じていて、ピクセル内の感度の不均一性を示している。詳しくは次の節ピクセルの中心は感度が低いで検討する。 deltaMagOnfocus.GIF

ピントをはずした場合の測光精度

ひと目でわかるとおり、測光精度がかなり改善されている。変動の標準偏差は0.036等。空の条件が良ければもっと均一な光度曲線が得られると思われる。

deltaMagDefocus.GIF

<参考>星像のようす

参考までに、ピントを合わせた場合と外した場合での星像の違いを示します(星Cの場合)。

ピントを合わせた場合(下図)

ほぼ1ピクセルに光が集中している。 onfocusImage.GIF

ピントを外した場合(下図)

半径5ピクセル程度に光は広がっている。 最も明るいピクセルは星像の中心ではなくて視野中心から反対方向にずれている。それがこのレンズの特性のようである。 defocusImage.GIF


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Last modified:2011/10/02 23:30:29
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