搭載佳能超高感光度CMOS影像傳感器實(shí)現(xiàn)高速多波長同時(shí)拍攝

—— 京都大學(xué)岡山天文臺新觀測系統(tǒng)“TriCCS”將開始全面啟用

作者：時(shí)間：2021-05-14 來源：電子產(chǎn)品世界

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2021年5月12日，佳能¹宣布新天文觀測系統(tǒng)“TriCCS2”將于2021年8月2日開始全面啟用運(yùn)行。該系統(tǒng)搭載佳能超高感光度CMOS影像傳感器，安裝在京都大學(xué)岡山天文臺(位于岡山縣淺口市)的Seimei望遠(yuǎn)鏡中。

本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/202105/425559.htm

安裝了“TriCCS”的Seimei望遠(yuǎn)鏡(圖像由京都大學(xué)岡山天文臺提供)

京都大學(xué)岡山天文臺于2018年設(shè)立，用于觀測從可見光到近紅外光區(qū)域的Seimei望遠(yuǎn)鏡從2019年2月開始運(yùn)行，從那時(shí)起，世界各地的天文學(xué)家就開始利用這臺望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行研究活動。新觀測系統(tǒng)“TriCCS”能夠高速探測捕捉多個(gè)波長的光，可專門應(yīng)用于觀測遙遠(yuǎn)宇宙空間中的暗天體以及亮度急劇變化的天體等。

“TriCCS”觀測系統(tǒng)搭載了佳能35mm Full Size超高感光度CMOS影像傳感器“LI3030SAM”（2020年10月發(fā)售）等技術(shù)，憑借19μm×19μm(微米)的像素，實(shí)現(xiàn)了即使在0.0005lux(勒克斯)3的低照度環(huán)境下也能進(jìn)行拍攝的超高感光度，同時(shí)，也減少了隨著像素變大而可能增加的噪聲。同時(shí)，還能夠以高達(dá)98fps(frames per second)的速度進(jìn)行拍攝。通過搭載該傳感器，能夠同時(shí)觀測到超新星、中子星和黑洞等天體發(fā)出的多個(gè)波長的光，而這些天體因處于極為遙遠(yuǎn)的黑暗中或亮度變化快速通常都很難被觀測到。此外，與搭載了佳能超高感光度CMOS影像傳感器的東京大學(xué)木曾天文觀測臺“Tomo-e Gozen”觀測系統(tǒng)相連動，能夠在數(shù)日內(nèi)針對所發(fā)現(xiàn)的超新星進(jìn)行跟蹤觀測。

今后，佳能作為一家具有深厚光學(xué)技術(shù)歷史積淀的影像公司，會不斷研發(fā)提升并活用自身的技術(shù)實(shí)力，為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

搭載35mm FullSize超高感光度CMOS影像傳感器“LI3030SAM”的相機(jī)

■ 關(guān)于“TriCCS”觀測系統(tǒng)中所搭載的超高感光度CMOS影像傳感器

<京都大學(xué)大學(xué)院理學(xué)研究科附屬天文臺岡山天文臺松林和也特定助教>

宇宙中的大部分天體都是黑暗的，因此觀測時(shí)就需要有同時(shí)具備高感光度和低噪聲性能的傳感器。佳能“LI3030SAM”影像傳感器既實(shí)現(xiàn)了高感光度和低噪聲，還能夠以高達(dá)98fps的速度進(jìn)行拍攝，因此作為探測器應(yīng)用在“TriCCS”觀測系統(tǒng)上。一般的CMOS傳感器感光度低，而“LI3030SAM”即使在波長800nm附近也具備高感光度，這也是其被選用的原因之一。我希望能夠利用佳能的影像傳感器優(yōu)勢捕捉新的天體現(xiàn)象，為人類去解開更多未知的宇宙之謎。也希望將來佳能的傳感器技術(shù)能夠朝著更高感光度和更高像素的方向不斷進(jìn)步。

1 為方便讀者理解，本文中佳能可指代：佳能（中國）有限公司，佳能股份有限公司，佳能品牌等。

2 Tricolor CMOS Camera and Spectrograph的縮寫。

3 新月的月光亮度約為0.01lux。

參考信息：

■ 關(guān)于“TriCCS”

“TriCCS”觀測系統(tǒng)能夠同時(shí)捕獲從可見光到近紅外光區(qū)域的三種顏色（三色）圖像。佳能的超高感光度CMOS影像傳感器“LI3030SAM”和“35MMFHDXSMA” （2019年3月發(fā)售）作為天體發(fā)射光（光的強(qiáng)度）探測器搭載在該系統(tǒng)中。

作為檢測光強(qiáng)度的機(jī)制，首先，使用能夠選擇性地透射和反射g波段、 r波段、 i/z波段波長光1的雙色鏡或?yàn)V波器進(jìn)行分光，并將其發(fā)送到三臺相機(jī)。此時(shí)，利用安裝在三臺相機(jī)中的超高感光度CMOS影像傳感器的特性，同時(shí)高速獲取通過三種不同波長的光所看到的圖像，由此，可以檢測到天體微弱的、在短時(shí)間內(nèi)的光強(qiáng)度變化。

對于宇宙中各種各樣的現(xiàn)象，“TriCCS”觀測系統(tǒng)能夠進(jìn)行高速度、多個(gè)波長同時(shí)動態(tài)拍攝，從而實(shí)現(xiàn)了科學(xué)地觀測重要的天體，如恒星進(jìn)化最后階段的超新星、中子星和黑洞等，在解開宇宙和生命起源之謎方面?zhèn)涫芷诖?/p>

1 可以獲取g波段（波長：400～550nm），r波段（波長：550～690nm），i波段（波長：690～815nm）或z波段（波長：815～925nm）三種波長數(shù)據(jù)。g/r/i/z波段是天文學(xué)領(lǐng)域?qū)ΣㄩL范圍的叫法。