Wie funktioniert der Bildsensor eines intelligenten Teleskops?
13 Aug. 2025
Vespera Pro ist ausgestattet mit dem größten jemals in ein smartes Teleskop integrierten Bildsensor. In Kombination mit dem patentierten automatischen Mosaik-Aufnahmemodus von Vaonis ist es in der Lage, Bilder mit einer Auflösung von bis zu 50 Megapixeln zu erzeugen. Das bedeutet, dass es sogar die größten Nebel vollständig erfassen kann, und dank der hochdichten Pixel des Sensors können Sie in das Bild hineinzoomen, um feine Details von Himmelsobjekten zu erkennen, und das alles bei beeindruckender Bildqualität.
Über die technischen Spezifikationen hinaus haben Sie sich vielleicht schon einmal gefragt, wie smarte Teleskope das schwache Licht entfernter Sterne tatsächlich in lebendige Farbbilder verwandeln? Dieser Artikel erklärt es, damit Sie die Magie hinter dem Objektiv verstehen können.
Eine Astrofotografie des Adlernebels,
aufgenommen mit Vespera Pro im Weitwinkel,
dann hineingezoomt, um die komplexen Details seines Kerns zu zeigen.
Licht in Elektrizität verwandeln
Im Herzen des smarten Teleskops befindet sich der Bildsensor, der aus Millionen winziger lichtempfindlicher Zellen, sogenannter Photosites, besteht. Jeder Photosite entspricht einem Pixel im endgültigen Bild.
Wenn Photonen (die Lichtteilchen) durch die Optik des Teleskops gelangen, werden sie auf den Sensor gelenkt.Jeder Photon trägt eine kleine Energiemenge, und die Aufgabe des Sensors ist es, diese Energie in ein elektrisches Signal umzuwandeln.
Wenn ein Photon auf einen Photosite trifft, setzt es eine elektrische Ladung frei, die proportional zur empfangenen Lichtmenge ist. Je mehr Photonen ein Photosite sammelt, desto stärker ist das Signal, das es erzeugt. Dieses analoge Signal wird dann in einen digitalen Wert umgewandelt, der der Helligkeit dieses Pixels im Bild entspricht.
Allerdingskann kein Sensor 100 % der eintreffenden Photonen in elektrische Signale umwandeln. Die Quanteneffizienz eines Sensors beschreibt den Prozentsatz der Photonen, die er erfolgreich umwandelt. Zum Beispiel hat der Sony IMX585-Sensor, der in Vespera II verwendet wird, eine ausgezeichnete Quanteneffizienz von 91 %, was ihm erlaubt, Licht sehr effizient zu sammeln. Das macht das Teleskop extrem empfindlich und „schnell“, sodass es Deep-Sky-Objekte in kürzerer Zeit erfassen kann.
Farbenblinde Sensoren und die Bayer-Matrix
Während Bildsensoren die Lichtintensität erfassen können, sind sie grundsätzlich farbenblind, sie können die verschiedenen Wellenlängen des Lichts nicht eigenständig unterscheiden.
In der traditionellen Astrofotografie wird diese Einschränkung überwunden, indem drei separate Schwarzweißbilder durch rote, grüne und blaue Filter aufgenommen werden. Diese gefilterten Bilder werden dann kombiniert, um ein Farbfoto zu erstellen. Obwohl diese Methode großartige Ergebnisse liefern kann, ist sie komplex, zeitaufwendig und nicht gut geeignet für smarte Teleskope, die ein nahtloses, autonomes Erlebnis bieten sollen.
Stattdessen verwenden smarte Teleskope wie Vespera OSC (One Shot Color)-Sensoren, die Vollfarbbilder in einer einzigen Belichtung aufnehmen können. Dies wird durch die Bayer-Filtermatrix ermöglicht, eine mikroskopische Anordnung von Farbfiltern – rot, grün und blau – die über den Photosites des Sensors angebracht ist (siehe Bild unten). Jeder Photosite erhält nur Licht einer Farbe, basierend auf dem darüber liegenden Filter.
Um ein vollständiges Farbbild zu rekonstruieren, führt ein Algorithmus eine Demosaizierung durch, indem er die fehlenden Farbwerte für jeden Pixel anhand seiner Nachbarn interpoliert. Das Ergebnis ist ein ausgewogenes, vollfarbiges Bild, das aus einer einzigen Belichtung erstellt wird, ohne manuelle Filterung.
Die Wahl des richtigen Sensors: Eine Frage der Kompromisse
Astrofotografie verfolgt zwei Hauptziele:
- So viel Licht wie möglich einzufangen, um schwache Himmelsobjekte sichtbar zu machen
- Die feinsten Details dieser Objekte aufzulösen.
Da das Licht aus dem Weltraum so schwach ist, sind lange Belichtungszeiten erforderlich, um genügend Photonen zu sammeln. Die Größe jedes Photosites bestimmt, wie viel Licht es in einer bestimmten Zeit aufnehmen kann.Größere Photosites sammeln mehr Licht, was bedeutet, dass das Teleskop schneller ein sauberes Bild erzeugen kann.
Allerdingsbedeuten größere Photosites auch eine geringere Auflösung. Es gibt einen Kompromiss zwischen Lichtempfindlichkeit (Geschwindigkeit) und Detailgenauigkeit (Auflösung). Ein Sensor, der für das eine optimiert ist, muss zwangsläufig bei der anderen Leistung Einbußen hinnehmen.
Vespera Pro verwendet beispielsweise einen Sensor mit 2-Mikrometer-Photosites, verglichen mit 2,9 Mikrometern bei Vespera II. Dadurch kann Vespera Pro Bilder mit viel höherer Auflösung liefern, ideal für tiefe Zooms und großformatige Drucke.Der Nachteil ist, dass längere Belichtungszeiten erforderlich sind, um die gleiche Lichtmenge wie bei Vespera II zu sammeln.
Daher eignet sich Vespera II besser für Live- oder unterstützte visuelle Beobachtungen, bei denen kürzere Aufnahmezeiten bevorzugt werden. Vespera Pro hingegen ist für die Astrofotografie geeignet, bei der Integrationszeiten von mehreren Stunden üblich und sogar erwartet werden.
Um dies zu erleichtern, enthält Vespera einen exklusiven automatischen Mehrnacht-Aufnahmemodus, der es den Nutzern ermöglicht, viele Stunden Belichtungszeit über mehrere Sitzungen hinweg auf sehr einfache Weise zu akkumulieren.
