Instruments News a cura di Giuseppe Donatiello

Prima del 30/03/2016 a cura di Giancarlo Calzetta

  • 10/06/2016 - Olympus presenta un sensore CMOS per riprese RGB e NIR simultanee

    Olympus presenta un sensore CMOS per riprese RGB e NIR simultanee

    Olympus presenta un sensore CMOS per riprese RGB e NIR simultanee

    Masatoshi Okutomi e ricercatori della Tokyo Tech (Tokyo Institute of Technology) con Olympus R&D, hanno sviluppato un nuovo sistema d’imaging per l'acquisizione concomitante a colori (RGB) e nel vicino infrarosso (NIR) impiegando un unico sensore CMOS.

    È ben noto che le fotocamere digitali impieghino la matrice filtri di Bayer (CFA) per generare immagini RGB e che i sensori siano provvisti di un filtro taglia-infrarosso piuttosto invasivo, tale da affievolire sensibilmente la riga H-alfa dell’idrogeno e perciò poco idonee in astronomia nella ripresa di nebulose che emettano primariamente a questa specifica lunghezza d’onda. La presenza del filtro taglia-infrarosso (IR-cut) è motivata dal fatto che i sensori CMOS sono manifestamente molto sensibili a queste lunghezze d’onda e l’effetto di tale radiazione non è desiderato nella comune fotografia. Tuttavia, un’aliquota di fotografi si dedica a questa regione dello spettro, di norma ricorrendo alla rimozione del filtro anteposto al sensore. Anche in applicazioni strettamente astronomiche – a meno di non ricorrere a una fotocamera specificamente progettata allo scopo, come la Canon 60Da o Nikon 810a - si esegue la medesima modifica, rendendo l’apparecchio full-spectrum e quindi adottando opportuni filtri ottimizzati. Anche rimuovendo il filtro infrarosso, la sensibilità dei comuni CMOS rimane comunque molto bassa in NIR proprio per la presenza dei filtri RGB i quali realizzano di fatto un mosaico in cui le tessere colorate vanno a comporre l’immagine, mentre un insieme di algoritmi di elaborazione (come il processo d’interpolazione, chiamato demosaicking) e correzione del colore, completa il processo di acquisizione.

    Per eludere tali limitazioni d’uso in Infrarosso, il gruppo di Masatoshi Okutomi con Olympus R&D ha sviluppato un prototipo (per adesso poco più di una scatola contenente l’elettronica) in grado di estendere le riprese nel NIR senza ricorrere ad alcuna modifica hardware, ma semplicemente modificando la matrice di filtri, dove in luogo di due elementi per il verde, trovano posto gli IR-pass (si veda lo schema in foto). Ovviamente, questa soluzione non prevede alcun filtro davanti al sensore. La gestione dei flussi RGB e NIR è quindi deputata a un processore che ne ammette la selezione a scelta dell’utente, però nel comunicato stampa di presentazione è specificato sia possibile anche gestire nello stesso tempo entrambi. In altre parole, sarà possibile catturare immagini RGB e NIR simultaneamente anche a ben 60 fps. Pur non essendo specificato, il prototipo non deve essere di grandi dimensioni. Come spesso accade, la soluzione è semplicissima e geniale al contempo, ma quello che qui c’interessa in maggior misura sono le rilevanti implicazioni nel campo della fotografia astronomica. Per esperienza sappiamo che tra l’annuncio di un prototipo e il prodotto commerciale intercorre un periodo inferiore ai due anni, quindi tra non molto pronostichiamo che Olympus introdurrà i primi apparecchi dotati di tale sensore bivalente. Prematuro parlare di costo, ma non dovrebbe essere molto diverso rispetto al prezzo dei dispositivi attuali giacché, realizzare il nuovo sensore, non comporta un concreto aggravio dei costi di produzione.  

    Non fatichiamo quindi a immaginare che con tali dispositivi si potrà praticare astrofotografia senza la necessità di alcuna modifica all’apparecchio, e sarà anche possibile esplorare le potenzialità in una banda dello spettro normalmente preclusa e poco frequentata a livello amatoriale, specialmente nel deep-sky. Nel planetario si potranno compiere riprese nelle due bande senza i problemi legati ai differenti tempi di cattura dovuti al cambio filtri e tanto altro. È doveroso specificare che la disponibilità di un apparecchio per lunga esposizione sensibile al NIR non si traduce nella possibilità di eseguire riprese deep-sky analoghe alle immagini dei telescopi WISE e Spitzer (operanti nel Medio Infrarosso), bensì offrirà l’opportunità di estendere leggermente lo spettro di ripresa un po’ oltre il rosso, sfruttando le finestre concesse dall’atmosfera terrestre, come quella intorno ai 1000nm, ma non per questo meno interessante.

    Poiché il nuovo sistema sarà in grado di fornire una soluzione molto pratica per via della simultanea acquisizione in RGB e NIR, si prevede che la gamma di applicazioni coinvolgerà un po’ tutti i settori in campo scientifico, civile e industriale. Lo sviluppo corre veloce nell’ambito dell’imaging digitale e a conferma del flusso continuo di novità, giusto in chiusura, accenniamo all’annuncio che con il sensore CMOS retroilluminato di grado scientifico Photometrics® GSENSE400BSI-TVISB (1400x1400 pixel quadrati da 11 μm) sono stati raggiunti una QE di picco pari al 95% e un rapporto s/n di 90 dB a temperatura ambiente!

    Altre informazioni su: http://www.titech.ac.jp/english/ 

     

     

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