CCDカメラを取り付けた分光器の分解能

　天体を分光観測をするときに、望遠鏡に分光器を取り付けて観測しようと思っています。このときCCDカメラを取り付ける手法がほとんどだと思うのですが、CCDカメラの分解能の計算はどのように行うと良いのでしょうか。　観測する波長領域は何からわかるのでしょうか。以上お答えいただけると嬉しいです。よろしくお願い致します。

No.4 ベストアンサー 回答者： noname#11476 回答日時： 2003/07/27 21:39

残念ながら適当な分光学の歴史の本は心当たりがありませんが、

http://galaxy.cc.osaka-kyoiku.ac.jp/cd-rom/top.htm
（「可視光編」の中にあります）
に簡単な歴史が書かれています。

こちらのサイトは日本分光学会です。
http://wwwsoc.nii.ac.jp/spsj/index.html

英語で良ければ、
http://www.thespectroscopynet.com/educational/Hi …
がもう少し詳しいです。

何にしてもそれまでの基礎的な話はともかくとして光がいくつもの波長で構成されていて分離できると言うことはニュートンによるプリズム分光が出発点で発展しましたので１６００年代以降ですから割と最近の話ですね。

この回答へのお礼

　とてもわかりやすいサイトをおしえていただきありがとうございました。　勉強になることが多々ありました。　これからもう少し勉強していこうと思います。　今年の夏は火星大接近ということで、望遠鏡に分光器をとりつけて、スペクトル観測をしようと思っております。　このとき、分光器の光学系に冷却CCDカメラを使う予定です。　毎回ご親切な回答を頂きありがとうございました。今後とも参考にさせていただきます。

お礼日時：2003/08/03 22:54

No.3 回答者： noname#11476 回答日時： 2003/07/26 12:59

ちょうど日本語で分光器の原理について概要が説明してあるpdf fileがありましたので、まずこれをお読みになると良いでしょう。

この堀場はフランスのインスツルメンツ社（旧：ジョバンイボン社で分光器メーカとしては世界的にも老舗の企業の一つです）と提携しています。

参考URL：http://global.horiba.com/optics/products/grating …

この回答へのお礼

分光器の原理がとても詳しくされたサイトをご紹介いただきありがとうございました。今、丁度分散のことも勉強しないといけないとおもっていたので、とても助かりました。　最近分光器など、分光学に興味を持ち始め、もう少し勉強していこうと思います。　分光器・分光学・分光素子の歴史的背景の流れ（発展の流れ）を調べてみようと思うのですが、もしも参考になる文献や本などご存知でしたら、教えていただけますでしょうか。　　いつもご親切なご回答ありがとうございます。

お礼日時：2003/07/27 16:53

No.2 回答者： noname#11476 回答日時： 2003/07/24 22:47

どの程度の知識をお持ちなのかによって答え方も変わってくるのですが、先ず基本を説明してみますね。

まず、ＣＣＤは単に光検出器がマトリックスになっているだけですから、「分光」とは直接関係はありません。

分光器は
１）スリット
２）コリメータ（凹面鏡又はレンズ）
３）波長分散素子（グレーティングや分散プリズムなど）
で構成されています。

波長分解能は１，２，３の全要素で決まります。
出射側の空間的位置に対する波長の値は「逆線分散」と呼び、２のコリメータと３の波長分散素子で決まります。

ＣＣＤは上記の波長分解能と分散値（逆線分散）から適当な物を選定します。
もしＣＣＤの選定が限られている場合は、レンズ系を入れて拡大縮小することもあります。

ということで分光器の仕組みをよく理解することがまず手始めに必要でしょう。
そうすればおそらくご質問の回答が見えてくると思います。

なお、天体分光でＣＣＤを使おうとすると、普通のＣＣＤではまず光量が足りませんので、最低でもバックイルミネーションＣＣＤを冷却して使うか、更にイメージインテンシファイアが必要です。
（普通のカメラのＣＣＤではまず光量を確保できません）

No.1 回答者： noname#11476 回答日時： 2003/07/21 09:50

仕事で行うのでしょうか？それとも大学でのはなしでしょうか？

あまりにもご質問が漠然としていて何をお聞きになりたいのかが不明です。

ＣＣＤカメラの分解能は、ＣＣＤのカタログを見れば画素サイズ、ピッチが乗っていますからそれでわかりますね？（計算など必要はない）
ＣＣＤを使った分光器の波長分解能を知りたいのであれば、分光器の分散値と画素ピッチから求められますね？

観測する波長領域が何からわかるのか．．．意味がわかりません。
言葉通りに受け止めると、それは「観測対象が出している光の波長範囲」が観測する波長領域ですね。

この回答への補足

すみません、わかりずらくて。
　実は，学校の自由研究で望遠鏡に光学系とCCDカメラを取り付けて，天体スペクトル観測を行おうと思っています。　このとき、設計をしなくてはいけないのですが，いまいち、CCDカメラの分解能というものがわかりません。
　一般の分解能という定義は「どれくらい細かく波長がみわけられるか」だとおもうのですが、CCDの分解能はどのようにもとめたら良いのでしょうか。　波長範囲は観測対象の波長だと思います。もしくは分散素子に依存するものなのかは私自身も自信がございません。　

　疑問に思っていることは、CCDの分解能は光学系によって毎回変わるものなのかということです。　決まった分解能というものはないのでしょうか。

　画素数[pix]を画面の幅[mm]で割った値pix/mmは一体何を意味するものなのでしょうか。

　光学系を設計するにあたり、アドバイスもございましたらよろしくお願いします。

補足日時：2003/07/24 17:13