Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
Kontakt
Distributoři
Produkty
Galerie
Reference
Pozorování
Ceník
Download
CCD kamery
CCD kamery
Software
Software



Hlavní stránka  Produkty  CCD kamery  Články

CCD kamery G2-0402, G2-1600 a G2-3200
 Vylepšená série kamer G2-CCD podporuje vysoce citlivé, nizko-šumové Full-Frame CCD detektory Kodak. High-speed USB 2.0 rozhraní minimalizuje čas stažení obrazu a pokročilá analogová elektronika zaručuje velice nízký čtecí šum. Efektivní dvoustupňové chlazení s Peltierovými články udržuje čip hluboce zmrazený, aby byl minimalizován tepelný šum. Kompaktní a robustní hlava kamery integruje veškerou elektroniku, závěrku a filtrové kolo s 5 nebo 6 pozicemi pro filtry.

Řada vlastností chlazených CCD kamer G2CCD s USB 2.0 rozhraním podporuje náročné vědecké aplikace:

  • Vysoká citlivost se špičkovou kvantovou účinností přes 80%.

  • Nejnižší možný čtecí šum limitovaný pouze vlastním CCD čipem.

  • Vysoký dynamický rozsah s 16 bitovou digitalizací a lineární odezva.

  • Efektivní a precizně regulované chlazení s volitelným tepelným výměníkem pro vodní chlazení.

  • Schopnost práce bez dozoru umožněná zabudovanou závěrkou a filtrovým kolem pro UBVRI nebo úzkopásmové filtry.

Kamery G2CCD byly navrhovány aby splnily potřeby amatérských astronomů:

  • Kompaktní hlava kamery, malá a lehká aby mohla být připojena i k malým dalekohledům.

  • Integrovaný vše obsahující návrh s USB a napájecím konektorem přímo na hlavě kamery.

  • Integrovaná závěrka nenutí pozorovatele zakrývat tubus při pořizování temných snímků.

  • Integrované filtrové kolo pro standardní filtry k pořizování (L)RGB nebo úzkopásmových obrazů.

  • Napájecí zdroj s jediným napětím dovoluje práci z jediné 12V baterie nebo prostřednictvím síťového adaptéru.

  • Plug and play instalace software.

  • Bohatá programová podpora.

  • Robustní konstrukce pro každodenní použití.

Bez ohledu na to, jestli jsou vašim cílem spolehlivá a reprodukovatelná vědecká data nebo krásné snímky objektů hlubokého vesmíru, kamery G2CCD vám poskytnou obojí.

Hlava kamery G2 CCD

Hlava kamery G2 CCD

Série kamer G2CCD zahrnuje tři modely:

Model CCD čip Rozlišení Velikost pixelu Obrazová plocha Čas stažení
G2-0402 KAF-0402ME 768 × 512 9 × 9 μm 6,9 × 4,6 mm ~ 0,6 s
G2-1600 KAF-1603ME 1536 × 1024 9 × 9 μm 13,8 × 9,2 mm ~ 2,1 s
G2-3200 KAF-3200ME 2184 × 1472 6,8 × 6,8 μm 14,9 × 10 mm ~ 4,8 s

Poznámka:

Uvedené časy stažení snímku jsou platné pro kamery G2 revize 3 a vyšší. Časy stažení snímku v plném rozlišení u kamer revize 1 a 2 jsou asi 2× delší.

Kamery G2CCD jsou navrženy pro spolupráci s osobním počítačem (PC). Na rozdíl od např. digitálních fotoaparátů, které pracují nezávisle na počítači, vědecké chlazené kamery obvykle počítač potřebují k řízení práce, stahování snímků, jejich zpracování a uchování apod. Pro práci s kamerami G2CCD je zapotřebí počítač, který:

  1. Je kompatibilní se standardem PC.

  2. Používá moderní 32 bitový operační systém Windows.

    Poznámka:

    USB ovladač kamer G2CCD je navržen pro Windows 2000 a vyšší verze tohoto systému (např. Windows XP). Starší 16/32 bitové systémy, jako např. Windows 95/98 a Windows Me, nejsou ovladačem podporovány. G2CCD nemohou s těmito systémy správně pracovat.

  3. Poskytuje alespoň jeden USB port.

    Poznámka:

    Současné série kamer G2CCD je navržena pro práci s rozhraním USB 2.0 high-speed (480 Mbps). Ačkoliv jsou kamery plně zpětně kompatibilní s USB 1.1 full-speed (12 Mbps) rozhraním, čas stažení obrazu je při použití USB 1.1 spojení poněkud delší.

Technické specifikace kamer G2CCD

CCD čip

Kamery G2CCD používají vysoce citlivé, nizko-šumové CCD čipy Kodak KAF Full Frame CCD. Pokročilé výrobní postupy umožňující vyrobit transparentní elektrody a mikročočky na povrchu čipu zajišťují špičkovou kvantovou účinnost mezi 80 a 90 %. Temný proud těchto čipů j velice malý ve srovnání s jinými čipy pro profesionální vědecké aplikace — výsledný poměr signál/šum je tedy velice příznivý.

Model G2-0402

Model G2-0402 používá 0,4 MPx CCD Kodak KAF-0402ME Class 1 nebo 2.

Rozlišení 768 (H) × 512 (V) pixelů
Velikost pixelu 9 μm (H) × 9 μm (V)
Obrazová plocha 6,9 mm (H) × 4,6 mm (V)
Plná kapacita pixelu ~100 000 e-
Kapacita výstupního bodu ~220 000 e-
Temný proud 1 e-/s/pixel při 0 °C
Zdvojení tepelného šumu 6,3 °C

Specifikace KAF-0402ME CCD

KAF-0402ME CCD a jeho kvantová účinnost

Model G2-1600

Model G2-1600 používá 1,6 MPx CCD Kodak KAF-1603ME Class 1 nebo 2.

Rozlišení 1536 (H) × 1024 (V) pixelů
Velikost pixelu 9 μm (H) × 9 μm (V)
Obrazová plocha 13,8 mm (H) × 9,2 mm (V)
Plná kapacita pixelu ~100 000 e-
Kapacita výstupního bodu ~220 000 e-
Temný proud 1 e-/s/pixel při 0 °C
Zdvojení tepelného šumu 6,3 °C

Specifikace KAF-1603ME CCD

KAF-1603ME CCD a jeho kvantová účinnost

Model G2-3200

Model G2-3200 používá 3,2 MPx CCD Kodak KAF-3200ME Class 1 nebo 2.

Rozlišení 2184 (H) × 1472 (V) pixelů
Velikost pixelu 6,8 μm (H) × 6,8 μm (V)
Obrazová plocha 14,9 mm (H) × 10 mm (V)
Plná kapacita pixelu ~55 000 e-
Kapacita výstupního bodu ~110 000 e-
Temný proud 0,8 e-/s/pixel při 0 °C
Zdvojení tepelného šumu 6 °C

Specifikace KAF-3200ME CCD

KAF-3200ME CCD a jeho kvantová účinnost

Elektronika kamery

16 bitový A/D převodník s korelovaným dvojitým vzorkováním zajišťuje vysoký dynamický rozsah a čtecí šum limitovaný pouze samotným CCD čipem. Rychlé USB rozhraní dokáže přečíst snímek během několika sekund.

Maximální délka USB kabelu je 5 m. Tato délka může být rozšířena až na 10 m použitím USB rozbočovače (USB hub) nebo aktivního USB kabelu. Aktivní prodlužovací prvky dovolují vzdálit USB zařízení až na 100 m.

Rozlišení ADC 16 bitů
Digitalizace Korelované dvojité vzorkování
Čtecí módy Standardní (STD)
  Nízkošumový (LN)
Vodorovný binning 1 až 4 pixely
Svislý binning 1 až 4 pixely
Čtení podoblastí Libovolná podoblast čipu
TDI vyčítání Ano, rozlišení 2 ms
Rozhraní k počítači USB 2.0 High Speed
  USB 1.1 Full Speed kompatibilní

Specifikace elektroniky kamery

Čas stažení obrazu závisí na CCD čipu použitém v daném modelu kamery. Také čtecí šum kamery závisí na použitém čipu a na čtecím módu.

  • Ve standardním čtecím módu je systémový čtecí šum asi 1 e- nad čtecím šumem CCD čipu.

  • Čtecí mód LN (Low-noise) je poněkud pomalejší (asi 1,2×), ale zajišťuje systémový čtecí šum menší nebo roven čtecímu šumu daného čipu specifikovaného výrobcem.

Model G2-0402

Zesílení 1,5 e-/ADU (1 × 1 binning)
  2,3 e-/ADU (ostatní binning)
Systémový čtecí šum 12 e- RMS (LN čtení)
  16 e- RMS (standardní čtení)
Stažení plného obrazu 0,6 s (LN čtení)
  0,5 s (standardní čtení)

Specifikace elektroniky G2-0402

Model G2-1600

Zesílení 1,5 e-/ADU (1 × 1 binning)
  2,3 e-/ADU (ostatní binning)
Systémový čtecí šum 12 e- RMS (LN čtení)
  16 e- RMS (standardní čtení)
Stažení plného obrazu 2,5 s (LN čtení)
  2,1 s (standardní čtení)

Specifikace elektroniky G2-1600

Model G2-3200

Zesílení 0,8 e-/ADU (1 × 1 binning)
  1,3 e-/ADU (ostatní binning)
Systémový čtecí šum 8 e- RMS (LN čtení)
  10 e- RMS (standardní čtení)
Stažení plného obrazu 5,6 s (LN čtení)
  4,8 s (standardní čtení)

Specifikace elektroniky G2-3200

Poznámky:

  1. Binning může být kombinován nezávisle v obou osách

  2. Čtecí šum LN vyčítání závisí na vlastním CCD čipu. Jestliže kupříkladu čtecí šum daného čipu je 11,5 e- RMS, rovněž systémový čtecí šum je 11,5 e- RMS.

  3. Časy stažení jsou platné pro USB 2.0 rozhraní a závisí na použitém PC. Časy uvedené zde jsou změřeny na počítači vybavené 1,5 GHz procesorem Pentium M.

    Časy stahování mohou být poněkud delší, pokud je použito rozhraní USB 1.1.

Napájecí a USB konektor na spodní části hlavy kamery

Napájecí a USB konektor na spodní části hlavy kamery

Chlazení čipu

Regulované dvoustupňové termoelektrické chlazení s nuceným oběhem vzduchu zajišťuje pokles teploty čipu až o 50 °C pod okolní teplotu a přesnost regulace 0,1 °C. Zmrazení CCD čipu minimalizuje jeho tepelný šum a dovoluje exponovat dlouhou dobu.

Chlazení CCD čipu Termoelektrické (Peltierovy moduly)
TEC moduly Dva stupně
Max. rozdíl teplot 50 °C pod okolí maximálně
  45 °C pod okolí typicky
Přesnost regulace +/-0,1 °C
Chlazení horké strany Nucený oběh vzduchu (50 mm ventilátor)

Specifikace chlazení čipu

Ventilátory a větrací otvory na zadní straně pláště kamery

Ventilátory a větrací otvory na zadní straně pláště kamery

Poznámky:

  1. Nedoporučuje se chladit čip až na maximální možný rozdíl teplot, protože kamera pak nemusí být schopna zajistit jeho stabilní teplotu, pokud se teplota okolí zvýší. Obvykle je praktické nastavit zchlazení čipu využívající asi 90% chladicího výkonu. To poskytuje dostatek rezervního výkonu k udržení CCD čipu na konstantní teplotě i pokud okolní teplota vzroste o několik stupňů Celsia.

  2. Pro kamery G2CCD je k dispozici kapalinový tepelný výměník. V případě zájmu kontaktujte výrobce.

  3. Účinnost chlazení závisí na okolních podmínkách také na napájecím zdroji. Pokud napájecí napětí poklesne pod 12 V, maximální rozdíl teplot se sníží.

  4. Jeden 50 mm ventilátor používají kamery G2 počínaje revizí 3, starší revize kamer obsahovaly dva 40 mm ventilátory.

Maximální rozdíl teplot -50°C již nenechává velký prostor pro regulaci

Maximální rozdíl teplot -50°C již nenechává velký prostor pro regulaci

Napájecí zdroj

Napájení 12 V DC dovoluje kameře pracovat z jakéhokoliv (i nestabilizovaného) zdroje včetně baterií, síťových adaptérů apod. S kamerou je dodáván univerzální 100–240 V AC/50–60 Hz, adaptér o výkonu 60 W. Ačkoliv spotřeba kamery nepřesahuje 30 W, dvojnásobná rezerva 60 W zdroje zajišťuje kvalitní napájení bez rušení a šumů.

Napájení hlavy kamery 12 V DC
Spotřeba kamery 15 W bez chlazení
  40 W chlazení 100%
Vstupní napětí adaptéru 100-240 V AC/50-60 Hz
Výstupní napětí adaptéru 12 V DC/5 A
Maximální výkon adaptéru 60 W

Specifikace napájecího zdroje

Poznámky:

  1. Spotřeba kamery je měřena na napájecí straně (230 V/50 Hz) 12 V zdroje.

  2. Kamera obsahuje vlastní zdroje, takže může být napájena z nestabilizovaného zdroje 12 V DC. Vstupní napětí může být mezi 10 a 14 V. Nicméně některé parametry (např. efektivita chlazení) se zhoršují jakmile napájecí napětí poklesne pod 11 V.

  3. G2CCD kamera měří napájecí napětí a poskytuje údaje ovládacímu software. Vstupní napětí je zobrazováno v záložce Chlazení nástroje CCD kamera programu SIPS. Tato vlastnost je užitečná zejména pokud je kamera napájena bateriemi.

Napájecí zdroje 12 V DC/5 A pro kameru G2CCD

Napájecí zdroje 12 V DC/5 A pro kameru G2CCD

Upozornění:

Napájecí konektor na hlavě kamery má kladný pól na středovém kontaktu. Ačkoliv moderní zdroje vždy používají tuto polaritu konektoru, vždy, když používáte jiný než dodaný zdroj, přesvědčte se, že má konektor se správnou polaritou.

Mechanické specifikace

Kompaktní a robustní hlava kamery měří 114 × 114 × 77 mm. Plášť je vyroben z masivního duralu CNC obráběním a černě eloxován. Hlava samotná obsahuje USB-B konektor a 12 V DC napájecí konektor, žádné další části (separátní krabice s CPU, USB adaptér apod.), vyjma síťového adaptéru, nejsou zapotřebí. Integrovaná mechanická závěrka dovoluje vyčítání bez rozmazání dopadajícím světlem stejně jako automatické pořizování temných snímků, nezbytné pro automatické robotizované dalekohledy. Integrované filtrové kolo má 5 pozic pro standardní 1,25" filtry se závitem na objímce. Je také k dispozici varianta s 6 pozicemi pro 1" filtry (bez objímek).

Filtrové kolo s 5 pozicemi a clonková závěrka v těle kamery G2

Filtrové kolo s 5 pozicemi a clonková závěrka v těle kamery G2

Interní mechanická závěrka Ano, clonová
Nejkratší expozice 100 ms
Nejdelší expozice Neomezena, limitována saturací čipu
Interní filtrové kolo 5 pozic pro 1,25" závitové objímky
  6 pozic pro 1" skla jištěná šrouby
Rozměry hlavy 114 mm × 114 mm × 77 mm
Vzdálenost senzoru od čela kamery 29 mm
Hmotnost hlavy 1,1 kg

Mechanické specifikace

K dispozici je také mírně tenčí hlava kamery bez interního filtrového kola. Její rozměry jsou 114 × 114 × 65 mm. Tato varianta dovoluje připojení externího filtrového kola s 10 nebo 12 pozicemi pro filtry D36 mm nebo D31 mm.

Kamera G2 s s připojeným externím filtrovým kolem

Externí filtrové kolo pro 10 filtrů D36 mm (vlevo) a pro 12 filtrů D31 mm nebo s objímkami M28.5 × 0,6 (vpravo)

Rozměry hlavy 114 mm × 114 mm × 65 mm
Vzdálenost senzoru od čela kamery 16,5 mm
Vzdálenost senzoru od čela externího filtrového kola 33,5 mm
Hmotnost hlavy kamery 0,9 kg
Hmotnost hlavy kamery s externím filtrovým kolem 1,7 kg

Mechanické specifikace

Poznámky:

  1. Minimální expozice 100 ms je možná u kamer G2 revize 3 a vyšší. Nejkratší expoziční čas starších revizí byl 175 ms.

Podpora software

Výkonný program pro řízení kamery a manipulaci se snímky SIPS (Scientific Image Processing System) je dodáván spolu s kamerou. SIPS dovoluje řídit expozici, chlazení, filtrové kolo, pořizuje automatické sekvence, provádí kompletní kalibraci apod. Obsahuje také pokročilé nástroje jako např. automatickou registraci a skládání dílčích snímků se sub-pixelovou přesností, blikání snímků, obrazové filtry, profily a řadu dalších nástrojů.

Simple Image Manipulation System

K dispozici jsou ovladače pro software třetích stran (např. MaxIm DL, AstroArt, apod.). Pro zjištění dostupnosti ovladače kamery pro daný software prosím navštivte sekci download na www stránkách výrobce.

Automatická pointace

Programový systém SIPS dovoluje automatickou pointaci montáže dalekohledu s použitím samostatné pointační kamery. Správně a spolehlivě pracující automatická pointace využívající výhod výpočetního výkonu počítačů PC (např. výpočet centroidu pointační hvězdy z mnoha pixelů dovolující dosažení sub-pixelové přesnosti) není úplně triviální úkol. Tomu odpovídá i množství parametrů, které je nutno programu zadat (nebo nechat automaticky určit). Právě množství parametrů vedlo k rozdělení záložky „Guiding“ v programu SIPS na dvě samostatné záložky. První je nazvána „Guiding setup“ a shrnuje parametry nezbytné pro nastavení automatické pointace.

Záložka Guider setup nástroje CCD Camera programu SIPS

Záložka „Guider setup“ nástroje CCD Camera programu SIPS

Druhá záložka „Guiding“ pak dovoluje automatickou pointaci zapínat a vypínat, kalibrovat parametry pointace a přepočítávat je po změně deklinace dalekohledu bez nutnosti nové kalibrace. Nová kalibrace také odpadá po přeložení německé montáže.

Tato záložka také zobrazuje časové průběhy zjištěných odchylek pointační hvězdy v obou osách od referenční polohy. Délka vlastního průběhu i rozsah grafů jsou volně nastavitelné, takže jejich zobrazení lze přizpůsobit nepřesnostem a délce periodické chyby dané montáže.

Automatická pointace v programu SIPS

Automatická pointace v programu SIPS

Kompletní záznam o kalibraci, zjištěných odchylkách, provedených korekcích apod. je také zobrazován v této záložce. Záznam lze kdykoliv uložit do textového souboru.

Kamera G2 s chlazeným CCD čipem a pointační kamera G0

Dodávky a balení

Kamery G2CCD jsou dodávány v pevných kufřících s pěnovou výplní obsahující:

  • Hlavu kamery s uživatelem zvoleným adaptérem. Standardně je dodáván 2" adaptér. Pokud je kamera objednána spolu s filtrovým kolem a případně s filtry, kolo je zamontováno v hlavě a osazeno zvolenými filtry.

  • Napájecí zdroj 100-240 V AC/12 V DC s 1.8 m výstupním kabelem.

  • 5 m dlouhý USB A-B kabel pro připojení kamery k počítači.

  • CD-ROM nebo USB Flash Drive s ovladači kamery, instalací programu SIPS, elektronickou dokumentací a PDF verzí manuálu kamery.

  • Tištěnou kopii manuálu kamery.

Kamery G2 jsou dodávány v kufříku vyplněném pěnou (vlevo), pokud je kamera objednána s externím filtrovým kolem, je použit větší kufřík (vpravo)

Galerie snímků

G2 CCD kamery s CCD detektory KAF jsou určeny pro vědecké aplikace a pouze výjimečně jsou používány ke snímání „estetických“ astrofotografií. Následující příklady reprezentují vědecká pozorování i některé astrofotografie, pořízené těmito kamerami.

Astronomický výzkum

G2 kamery jsou oceňovány profesionálními vědeckými pracovníky i amatérskými astronomy, zabývajícími se vědeckými pozorováními. Zde je jen několik příkladů, vybraných z obrovského množství pozorování, zahrnujících objevy extragalaktických nov, fotometrii a astrometrii planetek, objevy i pravidelná sledování proměnných hvězd, pozorování tranzitů exoplanet atd.

Objekt Tranzit exoplanety WASP 12b
Autor Pavel Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 250mm f/5.4 reflektor

Odchylka od ideální křivky pouze 0.8mmag RMS

Objekt Dvě novy objevené v galaxii M81 během tří dní
Autor Pavel a Petr Cagaš, Václav Přibík
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 reflektor

Tyto objevy drží rekord ve velikosti dalekohledu, použitého k objevům nov v M81. Druhý nejmenší dalekohled má zrcadlo o průměru 750mm.

Objekt Nově objevená HADS (High Amplitude Delta Scuti) proměnná hvězda
Autor Václav Přibík
Kamera G2-1600
Dalekohled 254mm f/4.7 reflektor

Objekt 5 nových proměnných hvězd objevených při pozorování tranzitu exoplanety HAT-P 20b
Autor Václav Přibík
Kamera G2-1600
Dalekohled 254mm f/4.7 reflektor

Objekt 9 nov v galaxii M31
Autor Kamil Hornoch
Kamera G2-3200
Dalekohled 650mm f/3.6 reflektor

Objekt Planetka 2007/TU24 procházející blízko Země
Autor Peter Kušnirák
Kamera G2-3200
Dalekohled 650mm f/3.6 reflektor

Mikroskopie a materiálové inženýrství

Objekt Sluneční článek — viditelné světlo
Autor FEKT,VUT v Brně
Kamera G2-3200

Objekt Sluneční článek — blízké IR, propustný směr
Autor FEKT,VUT v Brně
Kamera G2-3200

Objekt Sluneční článek — blízké IR, mikroplasmy v závěrném směru
Autor FEKT,VUT v Brně
Kamera G2-3200

Záření polovodiče (sluneční článek) v blízkém IR oboru

Objekt Paladiová vrstva na wolframovém vzorku krytém oxidem wolframu
Autor Institut fyzikální chemie J. Heyrovského
Kamera G2-0402

Elektronový emisní mikroskop, zorné pole kamery je 800nm (1.5nm/pixel).

Astrofotografie

Objekt M57 "Prstencová mlhovina"
Autor Pavel Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt M27 "Činka"
Autor Pavel Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt Galaxie M101
Autor Martin Myslivec
Kamera G2-3200
Dalekohled 185mm f/3.9 astrograph

Objekt Galaxie M66
Autor Pavel Cagaš
Kamera G2-1600
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt Kometa "Holmes"
Autor Pavel Cagaš
Kamera G2-1600
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt Kulová hvězdokupa M13
Autor Pavel a Petr Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt M81 "Boodeho galaxie"
Autor Pavel a Petr Cagaš, Václav Přibík
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt M16 "Orlí mlhovina"
Autor Pavel a Petr Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt M51 "Vírová galaxie"
Autor Pavel a Petr Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Objekt M1 "Krabí mlhovina"
Autor Pavel Cagaš
Kamera G2-3200
Dalekohled 265mm f/8 Newton

Snímky jsou publikovány se svolením jednotlivých autorů.

 
 | Hlavní stránka | Produkty | 
Moravské přístroje, a.s., Masarykova 1148, Zlín-Malenovice, 76302