Prihlásenie

Odber noviniek

Kontakt

ASTRONYX
 
Nitrianska 40
 
920 01 Hlohovec
 
Tel. :
0903 263 178
 
0911 263 178
 
0917 504 200
 
Info - objednávky:
Táto e-mailová adresa je chránená pred spamovacími robotmi. Na jej zobrazenie potrebuješ mať nainštalovaný JavaScript.

MAPA
Súčasná fáza Mesiaca

CCD kamery G2-2000 a G2-4000

 

Image

 

Sortiment CCD kamier od Moravian Instruments nájdete v našom e-Shope

Nová séria kamier G2-CCD bola navrhnutá špeciálne pre potreby astronomickej fotografie. Tieto kamery používajú citlivé nízkošumové „Interline-Transfer“ CCD detektory Kodak KAI, vybavené ochranou proti pretekaniu náboja (anti-blooming) a elektronickou uzávierkou dovoľujúc veľmi krátke expozície. Vylepšená verzia elektroniky s High-speed USB 2.0 rozhraním dovoľuje rýchle sťahovanie obrazov a poskytuje veľmi nízky obrazový šum. Ďalšie vlastnosti týchto kamier sú identické s kamerami série G2 založenými na „Full-Frame“ CCD detektoroch Kodak KAF-veľmi efektívne chladenie čipov až o 50 stupňov Celsia pod okolitú teplotu, jednoduché 12 V DC napájanie, kompaktná a robustná hlava kamery s mechanickou uzávierkou a voliteľným 5 alebo 6 pozičným filtrovým kolesom. 

Zatiaľčo vedecké aplikácie vyžadujú vedecké CCD detektory s maximálnou kvantovou účinnosťou, veľmi nízkym šumom, vysokou dynamikou a lineárnou odozvou na svetlo, astrofotografovia viac oceňujú CCD detektory s tzv. anti-blooming ochranou, dovoľujúc snímať aj širokouhlé zábery s veľmi jasnými hviezdami v zornom poli bez pretekania náboja do okolitých pixlov a elektronickou uzávierkou pre robenie krátkych expozícii Mesiaca a planét. Niektorí astrofotografovia tiež preferujú kamery s farebnými CCD detektormi, schopnými urobiť farebný snímok jedinou expozíciou, aby sa nemuseli starať o dodatočné skladanie snímkov v jednotlivých kanáloch do výsledného farebného obrazu. Nové CCD kamery G2-2000 a G2-4000 majú všetky tieto vlastnosti.

Image

Hlava kamery G2 CCD

Oba modely kamier, založené na CCD detektoroch Kodak KAI majú radu dôležitých vlastností rovnakých s kamerami G2-0402, G2-1600 a G2-3200 pre vedecké aplikácie a úzkopásmové snímanie založenými na čipoch Kodak KAF:

  • Kompaktná hlava kamery, malá a ľahká aby mohla byť pripojená i k malým ďalekohľadom.

  • Vysoko kvalitná, nízkošumová elektronika dovoľuje snímať obrazy s vysokým pomerom obraz/šum bez gradientov a iných artefaktov.

  • Efektívne a presne regulované chladenie CCD čipov až o 50 °C pod okolitú teplotu.

  • Integrovaný všetko obsahujúci návrh s USB a napájecím konektorem priamo na hlavu kamery.

  • Integrovaná uzávierka nenúti pozorovateľa zakrývať tubus pri robení temných snímkov.

  • Integrované filtrové koleso pre štandardné filtre k robeniu (L)RGB alebo úzkopásmových obrazov

  • Napájací zdroj s jediným napätím dovoľuje prácu z jedinej 12 V batérie alebo prostredníctvom sieťového adaptéru.

  • Rýchle sťahovanie snímkov cez High-speed USB rozhranie do počítača PC s „Plug and Play“ inštalácia ovládačov.

  • Rada adaptérov pre všetky štandardné okulárové výťahy ďalekohľadov, koma korektory, reduktory ohniska, fotografické aktivity atd.

  • Robustná konštrukcia pre každodenné použitie.

  • Bohatá programová podpora.

Ďalšie vlastnosti sú dôležité najmä pre astronomickú fotografiu:

  • „Anti-blooming“ ochrana zaisťuje kruhové tvary jasných hviezd v zornom poli bez rušivých prietokov náboja.

  • Elektronická uzávierka dovoľuje veľmi krátke expozície jasných objektov ako je Mesiac a planéty.

  • Rýchlejšie vyčítanie podoblastí CCD čipov v porovnaní s kamerami založenými na CCD detektoroch KAF.

  • Varianty kamier s farebnými CCD čipmi s Bayerovou maskou dovoľujúc robenie farebného snímku jedinou expozíciou a kvalitná viacpriechodová rekonštrukcia farieb obslužným programom.


ImageImage

Hlava CCD kamery G2-4000

Série kamier G2 CCD s detektormi Kodak KAI zahrňuje štyri modely.

 

Model

CCD čip

Farebná maska

Rozlíšenie

Veľkosť pixlu

Plocha čipu

Čas stiahnutia

G2-2000

KAI-2020 monochromny

Žiadna

1604 × 1204

7,4 × 7,4 ?m

11,9 × 8,9 mm

~ 2,6 s

G2-2000C

KAI-2020 farebný

Bayer RGBG

1602 × 1202

7,4 × 7,4 ?m

11,9 × 8,9 mm

~ 2,6 s

G2-4000

KAI-4022 monochromny

Žiadna

2056 × 2062

7,4 × 7,4 ?m

15,2 × 15,3mm

~ 5,7 s

G2-4000C

KAI-4022 farebný

Bayer RGBG

2054 × 2060

7,4 × 7,4 ?m

15,2 × 15,3mm

~ 5,7 s

 

Poznámka:

Kamery G2-2000C a G2-4000C používajú CCD detektor s farebnou maskou aplikovanou priamo na jednotlivé pixly. Sú teda schopné urobiť farebný snímok jedinou expozíciou, ale za cenu zníženej citlivosti (kvantovej účinnosti). Tieto kamery sú vybavené filtrovým kolesom pre farebné filtre. Je síce možné filtrové koleso u týchto kamier použiť napr. pre expozície s úzkopásmovými filtrami, ale použitie monochromatickej verzie kamier v týchto prípadoch poskytuje oveľa lepšie výsledky.

 

Nižšie rozlíšenie farebných variant kamier je spôsobené nutnosťou interpolácie farieb jednotlivých pixlov z hodnôt okolitých pixlov. Monochromatický surový snímok spravený farebnou kamerou má rovnaké rozlíšenie, ako snímok z monochromatickej kamery. Obraz je zmenšený pri rekonštrukcii farieb z farebného vzoru (Bayerova maska).

 

Kamery G2CCD 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, sťahovaniu snímkov, ich spracovávaniu, uchovávaniu a pod.

Pre prácu s kamerami G2CCD je potrebný počítač ktorý:

  1. Je kompatibilný so štandardom PC.

2. Používa moderný 32 bitový operačný systém Windows.


Poznámka:

USB ovládač kamier G2CCD je navrhnutý pre Windows 2000 a vyššiu verziu tohoto operačného systému (napr. Windows XP). Staršie 16/32 bitové systémy, ako napr. Windows 95/98 a Windows Me, nie sú ovládačom podporované. G2CCD nemôžu s týmito systémami správne pracovať.

  1. Poskytuje aspoň jeden USB port.

Poznámka:

Súčasná séria kamier G2CCD je navrhnutá pre prácu s rozhraním USB 2.0 high-speed (480 Mbps). Hoci sú kamery plne spätne kompatibilné s USB 1.1 full-speed (12 Mbps) rozhraním, čas stiahnutia obrazu je za použitia USB 1.1 spojenia dlhší.

 

Technické špecifikácie kamier G2CCD

CCD čip

Kamery G2-2000 a G2-4000 používajú nízkošumové „Interline Transfer“ CCD detektory Kodak KAI. Pokročilé výrobné postupy umožňujú vyrobiť transparentné elektródy a mikročočky na povrchu čipu zaisťujú absolútnu kvantovú účinnosť až 55% . Temný prúd týchto čipov je veľmi nízky, takže výsledný pomer signál/šum je veľmi priaznivý.

Image

CCD detektor Kodak KAI-2020 v tele kamery G2-2000

Model G2-2000 a G2-2000C 

Model G2-2000 používa 2 MPx CCD detektor Kodak KAI-2020.

Rozlíšenie

1604 (H) × 1204 (V) pixlov

Veľkosť pixlu

7,4 ?m (H) × 7,4 ?m (V)

Obrazová plocha

11,9 mm (H) × 8,9 mm (V)

Plná kapacita pixelu

~40 000 e-

Temný prúd

40 e-/s/pixel pri 40 °C

Špecifikácia čipu KAI-2020 
ImageImage

KAI-2020 CCD a jeho kvantová účinnosť

 

Model G2-4000 používa 4 MPx CCD detektor Kodak KAI-4022.

Rozlíšenie

2056 (H) × 2062 (V) pixlov

Veľkosť pixlu

7,4 ?m (H) × 7,4 ?m (V)

Obrazová plocha

15,2 × 15,3 mm

Plná kapacita pixelu

~40 000 e-

Temný prúd

40 e-/s/pixel pri 40 °C

Špecifikácia čipu KAI-4022 
ImageImage

KAI-4022 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 CCD rozhranie dokáže prečítať snímok behom niekoľkých sekúnd. Maximálna dĺžka káblu je 5m. Táto dĺžka môže byť rozšírená až na 10m pomocou USB rozbočovača (USB hub) alebo aktívneho USB káblu. Aktívne predlžovacie prvky dovoľujú vzdialiť USB zariadenie až na 100m.

Rozlíšenie ADC

16 bitov

Digitalizácia

Korelované dvojité vzorkovanie

Čítacie módy

Štandardný (STD)

 

Nízkošumový (LN)

Vodorovný binning

1 až 4 pixly

Zvislý binning

1 až 4 pixly

Čítanie podoblastí

Ľubovolná podoblasť čipu

Rozhranie k počítaču

USB 2.0 High Speed

 

USB 1.1 Full Speed kompatibilný

Špecifikácia elektroniky kamery

Čas stiahnutia 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 systémoví čítací šum asi 1 e- nad čítacím šumom CCD čipov.
  • Čítací mód LN (Low-noise) je pomerne pomalší (asi 1,2×), ale zaisťuje systémový čítací šum menší alebo rovný čítaciemu šumu daného čipu špecifikovaného výrobcom.

Model G2-2000

Zosilnenie

1 e-/ADU

Systémový čítací šum

8,5 e- RMS (LN čítanie)

 

9,5 e- RMS (štandardné čítanie)

Stiahnutie plného obrazu

3,1 s (LN čítanie)

 

2,6 s (štandardné čítanie)

Špecifikácia elektroniky G2-2000

Model G2-4000

Zosilnenie

1 e-/ADU

Systémový čítací šum

8,5 e- RMS (LN čítanie)

 

9,5 e- RMS (štandardné čítanie)

Stiahnutie plného obrazu

6,8 s (LN čítanie)

 

5,7 s (štandardné čítanie)

Špecifikácia elektroniky G2-4000

Poznámky:

  1. 1.Binning môže byť kombinovaný nezávisle v oboch osách.
  2. 1.Časy stiahnutia sú platné pre USB 2.0 rozhranie a závisia na použitom PC. Tu uvedené časy sú zmerané na počítači vybavenom 1.5 GHz procesorom Pentium M. Časy sťahovania môžu byť pomerne dlhšie, pokiaľ je použité rozhranie USB 1.1.


Image

Napájací a USB konektor na spodnú časť hlavy kamery

Chladenie čipu

Regulované dvojstupňové termoelektrické chladenie s núteným obehom vzduchu zaisťuje pokles teploty o viac ako 50 °C pod okolitú teplotu a presnosť regulovania 0.1°C. Zmrazenie CCD čipu minimalizuje jeho tepelný šum a dovoľuje exponovať dlhú dobu.

Chladenie CCD čipu

Termoelektrické (Peltierové moduly)

TEC moduly

Dva stupne

Max. rozdiel teplôt

50 °C pod okolité maximum

 

45 °C pod okolní štandard

Presnosť regulácie

+/-0,1 °C

Chladenie hornej strany

Nútený obeh vzduchu (dva 50 mm ventilátory)

Špecifikácia chladenia čipu 
Image

Ventilátory a vetracie otvory na zadnej strane plášťa kamery.

 

Poznámky:

  1. 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 využívajúc asi 90% chladiaceho výkonu. To poskytuje dostatok rezervného výkonu k udržaniu CCD čipu na konštantnej teplote aj pokiaľ okolitá teplota vzraste o niekoľko stupňov Celsia.
  2. 1.Pre kamery G3 je k dispozícii kvapalinový tepelný výmenník. V prípade záujmu kontaktujte výrobcu.
  3. 1.Účinnosť chladenia závisí na okolitých podmienkach, tiež na napájacom zdroji. Pokiaľ napájacie napätie klesne pod 12 V, maximálny rozdiel teplôt sa zníži.
  4. 1.Jeden 50 mm ventilátor používajú kamery G2 začínajúc verziou 3, staršie verzie kamier obsahovali dva 40mm ventilátory.

Image

Teplota v komore CCD čipu môže klesnúť až o -50°C pod okolie

Napájací zdroj

Napájanie 12V DC dovoľuje kamere pracovať z akéhokoľvek (aj nestabilizovaného) zdroja vrátane batérií, sieťového adaptéru a pod. S kamerou je dodávaný univerzálny 100–240 V AC/50–60 Hz, adaptér o výkone 60 W. Hoci spotreba kamery nepresahuje 30W, dvojnásobná rezerva 60W zdroja zaisťuje kvalitné napájanie bez rušenia a šumu.

Napájanie hlavy kamery

12 V DC

Spotreba kamery

15 W bez chladenia

 

40 W chladenie100%

Vstupné napätie adaptéru

100-240 V AC/50-60 Hz

Výstupné napätie adaptéru

12 V DC/5 A

Maximálny výkon adaptéru

60 W

Špecifikácia napájacieho zdroja

Poznámky:

  1. 1)Spotreba kamery je meraná na napájacej strane (230 V/50 Hz) 12 V zdroja.
  2. 1)Kamera obsahuje vlastné zdroje, takže môže byť napájaná z nestabilizovaného zdroja 12 V DC. Vstupné napätie môže byť medzi 12 a 14 V. Aj tak niektoré parametre (napr. efektivita chladenia) sa zhoršujú akonáhle napájacie napätie poklesne pod 11 V.
  3. 1)G2CCD kamera meria napájacie napätie a poskytuje údaje ovládaciemu softvéru. Vstupné napätie je zobrazované v záložke Chladenie nástroja CCD kamera programu SIMS. Táto vlastnosť je užitočná najmä pokiaľ je kamera napájaná batériami.

Image

Napájecí zdroje 12 V DC/5 A pre kameru G2CCD

Upozornenie:

 Napájací konektor na hlave kamery má kladný pól na stredovom kontakte. Hoci moderné zdroje vždy používajú túto polaritu konektoru , vždy keď používate iný než dodaný zdroj, presvedčte sa že má konektor so správnou polaritou. 

Mechanické špecifikácie

Kompaktná robustná hlava kamery meria 114x114x74mm. Plášť je vyrobený z masívneho duralu CNC obrábaním a čiernym eloxovaním. Hlava samotná obsahuje USB-B konektor a 12 V DC napájací konektor, žiadne ďalšie časti (oddelená krabica s CPU, USB adaptér a pod.) okrem sieťového adaptéru, nie sú potrebné. Integrovaná mechanická uzávierka dovoľuje čítanie bez rozmazania dopadajúcim svetlom rovnako ako automatické robenie temných snímkov, nevyhnutné pre automatické robotizované ďalekohľady. Integrované filtrové koleso má 5 pozícii pre štandardné 1.25" filtre so závitom na objímke. Je tiež k dispozícii varianta s 6 pozíciami pre 1" filtre (bez objímok).

Interná mechanická uzávierka

Áno, clonová

Najkratšia expozícia

25ms

Najdlhšia expozícia

Neobmedzená, limitovaná saturáciou čipu

Interné filtrové koleso

5- pozícii pre 1,25" závitové objímky

 

6-pozícii pre 1" skla istené závitami

Rozmery hlavy

114 mm × 114 mm × 77 mm

Vzdialenosť senzoru od čela kamery

26 mm (7 mm priestor pre filtre)

 

29 mm (10 mm priestor pre filtre)

Hmotnosť hlavy

1,1 kg

Mechanické špecifikácie

Poznámky:

  1. 1.Hmotnosť hlavy kamery vrátane 2" adaptéru ďalekohľadu a filtrového kolesa bez filtrov.
  2. 1.K dispozícii sú rôzne pre ďalekohľady a objektívy , vrátane štandardného 2" adaptéru, T-závitu, adaptéru pre objektívy Canon EOS a Nikon apod.

Image

Filtrové koleso s 5 pozíciami a clonková uzávierka v hlave kamery G2-4000

Podpora Software

Výkonný program pre riadenie kamery a manipuláciu so snímkami SIMS (Simple Image Manipulation System) je dodávaný spolu s kamerou. SIMS dovoľuje riadiť expozíciu, chladenie, filtrové koleso, vytvára automatické sekvencie prevádza kompletnú kalibráciu a pod. Obsahuje tiež pokročilé nástroje ako napr. automatickú registráciu skladania jednotlivých snímkov so sub-pixelovou presnosťou , blikania snímkov, obrazové filtre, profily a rada ďalších nástrojov.

ImageImage

Simple Image Manipulation 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 pointácia

Programový systém SIMS dovoľuje automatickú pointáciu montáže ďalekohľadu za použitia samostatnej pointačnej kamery. Správne a spoľahlivo pracujúca automatická pointácia využívajúca výhod výpočtového výkonu počítačov PC (napr. výpočet centroidu pointačnej hviezdy, z množstva pixlov dovoľujúc dosiahnutia sub-pixelovaj presnosti) nieje úplne triviálna úloha. Tomu odpovedajú aj možnosti parametrov, ktoré je nutné programu zadať(alebo nechať automaticky určiť). Pre množstvo parametrov viedlo k rozdeleniu zložky „Guiding“ v programe SIMS na dve samostatné zložky. Prvá je nazývaná „Guiding setup“ a zahrňuje parametri nevyhnutné pre nastavenie automatickej pointácie.

Image

Záložka „Guiding setup“ nástroja„CCD Camera“ programu SIMS

Druhá záložka „Guiding“ potom dovoľuje automatickú pointáciu zapínať a vypínať, kalibrovať parametre pointácie a prepočítať ich po zmene deklinácie ďalekohľadu bez nutnosti novej kalibrácie. Nová kalibrácia tiež odpadá po preložení nemeckej montáže. 
Táto záložka tiež zobrazuje časové priebehy získaných odchýlok pointačnej hviezdy v oboch osách od referenčnej polohy. Dĺžka vlastného priebehu i rozsahu grafov je volne nastaviteľná, takže ich zobrazenie možno prispôsobiť nepresnostiam a dĺžke periodickej chyby danej montáže.

Image

Záložka „Guiding“ nástroja „CCD Camera“ programu SIMS

Kompletný záznam o kalibrácii, získaných odchýlkach, prevedených korekcií a pod. Je tiež zobrazovaný v tejto zložke. Záznam ide kedykoľvek uložiť do textového súboru.

Image

Chladená CCD kamera G2 a pointačná a zobrazovacia CCD kamera G1

Pokročilá rekonštrukcia farieb z farebných kamier

Farebné CCD snímače majú červené, zelené a modré filtre aplikované priamo na jednotlivé pixely.

Image

Schéma CCD snímača s tzv. Bayerovou maskou

Každý pixel registruje svetlo iba určitej farby (červenej, zelenej, alebo modrej). Farebný snímok ale obsahuje informáciu o všetkých farbách v každom pixly. Je teda nevyhnutné dopočítať ostatné farby z hodnôt okolitých pixlov.

Image

Zväčšený výrez surového snímku z farebnej kamery bez odpočítania farebnej informácie.

Existuje rada spôsobov ako dopočítať chýbajúce farby jednotlivých pixlov-od jednoduchého rozšírenia farieb do okolitých pixlov (táto metóda vedie k obrázkom s viditeľnými farebnými chybami) cez presnejšie metódy bilineárne alebo bikubické interpolácie okolitých pixlov až po sofistikované viacprechodové metódy.

Image

Predchádzajúci snímok s bilineárne interpolovanými farbami

Bilineárna interpolácia poskytuje výrazne lepšie výsledky než jednoduché rozšírenie chýbajúcich farieb do okolitých pixlov a pritom je dostatočne rýchla. Pokiaľ je ale rozlíšenie opticky blízke veľkosti jednotlivých pixlov, u jemných detailov vznikajú farebné artefakty , ako ukazuje obrázok hore.

Image

Ten istý surový snímok, tentokrát ale s farbami dopočítanými viacprechodovou metódou.

Viacprechodová metóda je výrazne pomalšia v porovnaniu s jednoprechodovou bilineárnou interpoláciou, jej výsledky sú najmä v detailoch výrazne lepšie. Táto metóda dovoľuje použiť rozlíšenie farebných kamier skutočne na maximum. 
SIMS ponúkajú voľbu metódy interpolácie Bayerovej masky v nástrojoch „Image Transform“ i „New Image Transform“. Pre rýchle náhľady alebo v prípade že najmenší zobrazený detail svojimi rozmermi moc prevyšuje veľkosť jedného pixlu (nech už vplyvom optiky alebo atmosféry), je rýchla bilineárna interpolácia dostačujúca. Pre najlepšie výsledky je ale vhodné použiť viacprechodovú metódu.

Dodávky a balenie

Kamery G2CCD sú dodávané v pevných kufríkoch s penovou výplňou obsahujúc:

  • Hlavu kamery s užívateľom zvoleným adaptérom. Štandardne je dodávaný 2" adaptér. Pokiaľ je kamera objednaná spolu s filtrovým kolesom a poprípade s filtrami, koleso je zamontované v hlave a osadené zvolenými filtrami.
  • Napájací zdroj 100-240 V AC/12 V DC s 1.8 m výstupným káblom.
  • 5 m dlhý USB A-B kábel pre pripojenie kamery k počítaču.
  • CD-ROM s ovládačmi kamery, inštaláciou programom SIMS, elektronickou dokumentáciou a PDF verziou manuálu.
  • Tlačovou kópiou manuálu kamery.

Image

G2CCD v prepravnom kufríku

Ďalší článok

Planetáriá

Vedecké CCD MI

Kupoly

MMP 2013

CCD kamery

Astronyx je od roku 2012 výhradný dovozca ATIK CCD kamier a príslušenstva pre Slovensko


Copyright © 2013 by Astronyx.

 All Rights Reserved.