Kamery G4 obsahujú Full-Frame CCD detektory Kodak KAF o ploche 36 × 36 mm. Detektory sú vybavené tzv "anti-blooming gate" (ABG), systémom elektród odvádzajúci náboj zo saturovaných pixelov. ABG zaisťuje kruhové obrazy jasných hviezd, bez rušivých prietokov náboja. Na druhej ABG použitých CCD čipov ovplyvňuje linearitu len zanedbateľne. Kamery G4 tak môžu byť použité pre astrometrické aj fotometrické aplikácie rovnako ako pre astronomickú fotografiu.

Bez ohľadu na to, či sú vašim cieľom spoľahlivé a reproduktívne vedecké dáta alebo krásne snímky objektov hlbokého vesmíru, kamery G4 CCD vám poskytnú oboje.

Séria kamier G4 zahŕňa modely:

Kamery G4 sú navrhnuté pre spoluprácu s osobným počítačom (PC). Na rozdiel od napr digitálnych fotoaparátov, ktoré pracujú nezávisle na počítači, vedecké chladené kamery obvykle počítač potrebujú k riadeniu práce, sťahovanie snímok, ich spracovanie a uchovanie apod Pre prácu s kamerami G4 je potrebný počítač, ktorý:

1. Je kompatibilný so štandardom PC.

2. Používa moderné 32 alebo 64 bitový operačný systém Windows.

3. Poskytuje aspoň jeden USB port.

   Poznámka:

   Súčasné séria kamier G4 je navrhnutá pre prácu s rozhraním USB 2.0 high-speed (480 Mbps). Hoci sú kamery plne spätne kompatibilný s USB 1.1 full-speed (12 Mbps) rozhraním, čas stiahnutia obrazu je pri použití USB 1.1 spojenie trochu dlhšia.

Technické špecifikácie kamier série G4

CCD čip

Kamery G4 používajú Full Frame CCD čipy Kodak KAF s ABG (anti-blooming gate), zaisťujúce obraz bez rušivých prietokov náboja z preexponovaných častí čipu (blooming), napr jasných hviezd v zornom poli. ABG ochrana týchto čipov je navrhovaná pre relatívne nízkej úrovne osvetlenia (100 × saturačný signál, oproti napr 300 × saturačný signál CCD KAI-4022 alebo 1000 × saturačný signál u CCD čipu KAF-8300, určeného aj pre snímanie proti slnku apod), aby rušivo neovplyvňovala lineárnu odozvu detektora na svetlo.

CCD čip s rozlíšením 4096 × 4096 pixelov o ploche 36 × 36 mm pre kameru G4-16000

Model G4-9000

Model G4-9000 používa 9 MPx CCD Kodak KAF-09000.

KAF-09000 CCD a jeho kvantová účinnosť

Model G4-16000

Model G4-16000 používa 16 MPx CCD Kodak KAF-16803.

KAF-16803 CCD a jeho kvantová účinnosť

Elektronika kamery

16 bitový A / D prevodník s korelovaným dvojitým vzorkovaním zaisťuje vysoký dynamický rozsah a čítací šum limitovaný iba samotným CCD čipom. Rýchle USB rozhranie dokáže prečítať snímok behom niekoľkých desiatok sekúnd.

Maximálna dĺžka USB kábla je 5 m Táto dĺžka môže byť rozšírená až na 10 m použitím USB rozbočovača (USB hub) alebo aktívneho USB káblu. Aktívne predlžovacie prvky dovoľujú vzdialiť USB zariadenie až na 100 m

Čas stiahnutí obrazu závisí na CCD čipu použitom v danom modelu kamery. Tiež čítací šum kamery závisí na použitom čipe a na čítacom móde.

• V štandardnom čítacom móde je systémový čítací šum asi 1 e ^- nad čítacím šumom CCD čipu.

• Čítacie mód LN (Low-noise) je trochu pomalší (asi 1,2 ×), ale zaisťuje systémový čítací šum menší alebo rovný čítaciemu šumu daného čipu špecifikovaného výrobcom.

Model G4-9000

U kamier G4-9000 bolo počnúc ovládačom verzia 2.3 zosilnenie v binning módoch znížené z 2,5 e-/ADU na 1,7 e-/ADU, aby bol naplno využitý dynamický rozsah A / D prevodníka, pretože výstupný uzol použitých detektorov nedokázal vyššia úroveň signálu preniesť.

Model G4-16000

Kamery G4-16000 používajú rovnaký zisk pre nebinované aj binované čítania, ak sú použité so systémovým ovládačom verzie 2.3 alebo vyšším. Ak je použitý starší ovládač, uvedené zosilnenie 1,6 e-/ADU je použité len v Binning 1 × 1, vo vyšších binning módoch je použité zosilnenie 2,7 e-/ADU. Zosilnenie sa zjednotilo, aby bol naplno využitý dynamický rozsah A / D prevodníka, pretože výstupný uzol použitých detektorov nedokázal vyššiu úroveň signálu preniesť.

Poznámky:

1. Binning môže byť kombinovaný nezávisle v oboch osiach.

2. Čítací šum LN vyčítania závisí na vlastnom CCD čipe. Ak napríklad čítací šum daného čipu je 7,5 e ^- RMS, rovnako systémový čítací šum je 7,5 e ^- RMS.

3. Časy stiahnutie sú platné pre USB 2.0 rozhranie a závisia na použitom PC. Časy uvedené tu sú zmerané na počítači vybavenom 1,5 GHz procesorom Pentium M.

   Časy sťahovania môžu byť trochu dlhšie, pokiaľ je použité rozhranie USB 1.1.

Chladenie čipu

Regulované dvojstupňové termoelektrické chladenie s núteným obehom vzduchu zaisťuje pokles teploty o viac ako 40 ° C pod okolitú teplotu a presnosť regulácie 0,1 ° C. Zmrazenie CCD čipu minimalizuje jeho tepelný šum a dovoľuje exponovať dlhú dobu.

Vzduchové (vľavo) a kvapalinové (vpravo) chladenie horúce strany Peltierova chladiča

Poznámky:

1. Neodporúča sa chladiť čip až na maximálny možný rozdiel teplôt, pretože kamera potom nemusí byť schopná zaistiť jeho stabilnú teplotu, pokiaľ sa teplota okolia zvýši. Obvykle je praktické nastaviť schladenie čipu využívajúce asi 90% chladiaceho výkonu. To poskytuje dostatok rezervného výkonu k udržaniu CCD čipu na konštantnej teplote aj pokiaľ okolitá teplota vzrastie o niekoľko stupňov Celzia.

2. Účinnosť chladenia závisí na okolitých podmienkach tiež na napájacom zdroji. Pokiaľ napájacie napätie klesne pod 12 V, maximálny rozdiel teplôt sa zníži.

3. Konštrukcia kamery dovoľuje použiť iba vzduchové chladenie alebo len kvapalinové chladenie. Kombinované chladenie (vzduchové s možnosťou pripojenia chladiacej kvapaliny) nie je k dispozícii, pretože také chladenie nepracuje dostatočne efektívne ani v jednom z oboch prípadov.

Napájací zdroj

Napájanie 12 V DC dovoľuje kamere pracovať z akéhokoľvek (aj nestabilizovaného) zdroja vrátane batérií, sieťových adaptérov apod S kamerou je dodávaný univerzálny 100-240 V AC/50-60 Hz, adaptér o výkone 60 W.

Poznámky:

1. Spotreba kamery je meraná na napájacej strane (230 V/50 Hz) 12 V zdroja.

2. Kamera obsahuje vlastné zdroje, takže môže byť napájaná z nestabilizovaného zdroja 12 V DC. Vstupné napätie môže byť medzi 10 a 14 V. Avšak niektoré parametre (napr. efektivita chladenia) sa zhoršujú akonáhle napájacie napätie poklesne pod 11 V.

3. G4 CCD kamera meria napájacie napätie a poskytuje údaje ovládaciemu software. Vstupné napätie je zobrazované v záložke Chladenie nástroja CCD kamera programu SIPS. Táto vlastnosť je užitočná najmä pokiaľ je kamera napájaná batériami.

Mechanické špecifikácie

Kompaktná a robustná hlava kamery meria 154 × 154 × 65 mm. Plášť je vyrobený z masívneho duralu CNC obrábaním a čierno eloxovaný. Hlava samotná obsahuje USB-B konektor, 8-pinový konektor RJ-45 pre externý filtrové koleso a 12 V DC napájací konektor, žiadne ďalšie časti (separátny krabica s CPU, USB adaptér apod), okrem sieťového adaptéru, nie sú potrebné. Integrovaná mechanická uzávierka dovoľuje vyčítanie bez rozmazania dopadajúcim svetlom rovnako ako automatické robení temných snímkov, nevyhnutné pre automatické robotizované ďalekohľady.

Filtrové koleso nie je integrované, je nevyhnutné použiť externý filtrové koleso pre 5 filtrov 50 × 50 mm. Toto kolo je ovládané elektronikou už zabudovanú do hlavy kamery G4. Koleso je spojené s kamerou jediným 8 žilovým krátkym káblom, kolo teda nepotrebuje žiadne ďalšie napájacie alebo komunikačné káble. Z pohľadu programov (ovládače, užívateľské aplikácie) je interné a externé kolo nerozlíšiteľné, kamera sa chová rovnako ako kamery G2 alebo G3 s interným filtrovým kolesom.

Kamera G4 s pripojeným externým filtrovým kolesom

Externé filtrové koleso pre 5 filtrov 50 × 50 mm (vľavo) a pre 7 filtrov D50 mm alebo v objímkach M48 × 0,75 (vpravo)

Poznámky:

1. Vzdialenosť senzoru od čela kamery je "optická", čo znamená že započítava ohyb na planparalelních optických prvkoch v optickej ceste.

Adaptéry ďalekohľadov

Veľká uhlopriečka CCD detektorov kamier G4 (52 mm) nedovoľuje použiť rad bežných adaptérov, spravidla limitovaných priemerom 2 palce (50,8 mm), ako napr T-závit M42 × 0,75, závit M48 × 1, bajonet Nikon apod Preto sú kamery G4 štandardne ponúkané so závitovým adaptérom M68 × 1. Na tele kamery je adaptér s vonkajším závitom M68 × 1. Tento adaptér meria od čelnej plochy kamery po koniec závitu 7,5 mm, z toho 4,5 mm je vlastný závit. Na tento závit je naskrutkovaná matica s vnútorným závitom M68 × 1 vysoká 12 mm. Po naskrutkovanie na adaptér pevne spojený s kamerou teda ponúka vnútorný závit M68 × 1, hlboký 7,5 mm. Čelo tohto vnútorného závitu je 15 mm od čelnej plochy hlavy kamery, prípadne od čelnej plochy externého filtrového kolesa.

Adaptér so závitom M68 × 1 a prevlečná matica (vľavo), adaptér s naskrutkovanou maticou (vpravo)

Ďalšou alternatívou je adaptér pre fotografické objektívy Canon EOS, ktorý má dostatočný priemer aby nespôsoboval príliš veľkú vinetáciu. Adaptér je navrhovaný pre kamery G4 s vonkajším filtrovým kolesom, u ktorých dodržiava vzdialenosť 44 mm medzi čelom bajonetu a CCD detektorom.

Podpora softvér

Výkonný program pre riadenie kamery a manipuláciu so snímkami SIPS (Scientific Image Processing System) je dodávaný spolu s kamerou. SIPS dovoľuje riadiť expozíciu, chladenie, filtrové koleso, vyhotovuje automatické sekvencie, vykonáva kompletnú kalibráciu a pod Obsahuje tiež pokročilé nástroje ako napr automatickú registráciu a skladania čiastkových snímok so sub-pixelovou presnosťou, blikania snímkov, obrazové filtre, profily a rad ďalších nástrojov.

Simple Image Processing System

K dispozícii sú ovládače pre softvér tretích strán (napr. MaxIm DL, AstroArt, apod). Pre zistenie dostupnosti ovládača kamery pre daný softvér prosím navštívte sekciu download na www stránkach výrobcu.

Automatická pointácie

Programový systém SIPS dovoľuje automatickú pointáciu montáže ďalekohľadu s použitím samostatnej pointačné kamery.Správne a spoľahlivo pracujúca automatická pointácie využívajúca výhod výpočtového výkonu počítačov PC (napr. výpočet Centroid pointačné hviezdy z mnohých pixelov dovoľujúci dosiahnutie sub-pixelové presnosti) nieje úplne triviálna úloha. Tomu zodpovedá aj množstvo parametrov, ktoré je nutné programu zadať (alebo nechať automaticky určiť). Práve množstvo parametrov viedlo k rozdeleniu záložky "Guiding" v programe SIPS na dve samostatné záložky. Prvá je nazvaná "Guiding setup" a zhŕňa parametre nevyhnutné pre nastavenie automatickej pointácie.

Druhá záložka "Guiding" potom dovoľuje automatickú pointáciu zapínať a vypínať, kalibrovať parametre pointácie a prepočítavať ich po zmene deklinácie ďalekohľadu bez nutnosti novej kalibrácie. Nová kalibrácia tiež odpadá po preložení nemeckej montáže.

Táto záložka tiež zobrazuje časové priebehy zistených odchýlok pointačné hviezdy v oboch osách od referenčnej polohy. Dĺžka vlastného priebehu i rozsah grafov sú voľne nastaviteľné, takže ich zobrazenie možno prispôsobiť nepresnostiam a dĺžke periodickej chyby danej montáže.

Kompletný záznam o kalibrácii, zistených odchýlkach, prevedených korekcií a pod je tiež zobrazovaný v tejto záložke. Záznam je možné kedykoľvek uložiť do textového súboru.

Dodávky a balenie

Kamery G4 sú dodávané v pevných kufríkoch s penovou výplňou obsahujúce:

• Hlavu kamery s užívateľom zvoleným adaptérom. Štandardne je dodávaný závitový adaptér M68 × 1. Adaptér pre bajonet Canon EOS je k dispozícii za príplatok

• Napájací zdroj 100-240 V AC/12 V DC s 1.8 m výstupným káblom.

• 5 m dlhý USB AB kábel pre pripojenie kamery k počítaču.

• USB Flash drive alebo CD-ROM s ovládačmi kamery, inštaláciou programu SIPS, elektronickou dokumentáciou a PDF verziou manuálu kamery.

• Tlačenú kópiu manuálu kamery.

Kamery G3 a G4 sú dodávané v kufríku vyplnenom penou (vľavo), ak je kamera objednaná s externým filtrovým kolesom, je použitý väčší kufrík (vpravo)

Galéria snímok

Ukážky snímok urobených kamerami radu G4.

Objekt galaxie M106 Autor Michael Miller, Warren Keller Kamera G4-16000 + EFW-L-7 Filtre Astrodon LRGB Ďalekohľad 152mm APM APO

Objekt NGC6992 hmlovina "Riasy" Autor Michael Miller Kamera G4-16000 + EFW-L-7 Filtre Astrodon LRGB Ďalekohľad 152mm APM APO

Objekt M51 "Vírová" galaxie Autor Michael Miller Kamera G4-16000 + EFW-L-7 Filtre Astrodon LRGB Ďalekohľad 152mm APM APO

Objekt M16 "Orlie" hmlovina Autor Michael Miller Kamera G4-16000 + EFW-L-7 Filtre Astrodon LRGB Ďalekohľad 152mm APM APO

Objekt M16 "Orlie" hmlovina Autor Michael Miller Kamera G4-16000 + EFW-L-7 Filtre úzkopásmové H-alpha, OIII a SOII Ďalekohľad 152mm APM APO

Objekt M63 galaxie "Slnečnica" Autor Michael Miller Kamera G4-16000 + EFW-L-7 Filtre Astrodon LRGB Ďalekohľad 152mm APM APO

Objekt Hmloviny "Severná Amerika" a "Pelikán" Autor Petr Novák Kamera G4-16000 + EFW4-5 Filtre 12Nm H-alfa Ďalekohľad Takahashi FSQ 106 ED

Objekt M31 Veľká galaxia v Andromede Autor Pavel Cagaš (snímanie dát), Martin Myslivec (registrácia snímke) Kamera G4-16000 (orezané na 3k × 3k pixelov) Filtre Astronomik LHaRGB Ďalekohľad Orion SPX 250 + Paracorr

Objekt Hmloviny "Severná Amerika" a "Pelikán" Autor Martin Myslivec Kamera G4-16000 Ďalekohľad Borg 66 ED

Objekt M81 "Boodeho galaxie" and M82 "Cigara" Autor Pavel Cagaš Kamera G4-16000 (orezané na 3k × 3k pixelov) Filtre Astronomik LHaRGB Ďalekohľad Orion SPX 250 + Paracorr

Snímky sú publikované so súhlasom jednotlivých autorov.