Moravian instruments
Vyhledávání
Hlavní menu
Hlavní stránka
Kontakt
Distributoři
Produkty
Galerie
Reference
Pozorování
Download
Kamery
CMOS & CCD kamery
Software
Software
Obchod
Obchod


Hlavní stránkaProduktyCMOS & CCD kamery

CMOS kamery série C3
 Kamery C3 používají poslední generaci CMOS senzorů Sony IMX, nabízející výjimečnou kvantovou účinnost díky zezadu osvětlenému čipu a velmi nízký temný proud. I přes relativně malé pixely, jejich kapacita přesahuje 50 ke-. V kombinaci s plnou 16 bitovou digitalizací, perfektně lineární odezvou na světlo a výjimečně nízkým čtecím šumem jsou tyto senzory vhodné pro estetickou astro-fotografii i pro astronomický výzkum. Formáty senzorů od APS až po „full-frame“ (24 × 36 mm) zajišťují široké zorné pole a optimálně využívají možností optických systémů, převážně používaných amatérskými astronomy.

Mechanická konstrukce astronomických CMOS kamer C3 vychází s dřívějších modelů CCD kamer G3 Mark II, díky čemuž je celé řada C3 plně kompatibilní s širokou škálou adaptérů pro dalekohledy, OAG adaptérů, filtrových kol, Ethernet adaptérů, pointačních kamer atd.

Bohatá programová podpora a ovladače dovolují použití kamer C3 bez nutnosti investovat do dalších programů. S kamerami zdarma dodávaný program SIPS dovoluje řídit nejen kameru a filtrové kolo, ale kompletní pozorovací sestavu až po synchronizaci kopule s montáží. Nicméně, ovladače ASCOM (pro Windows) a INDI (pro Linux) a také nativní Linux knihovny, rovněž zdarma ke stažení, dovolují integraci kamer C3 s širokou paletou programů třetích stran.

Kamery C3 jsou navrženy pro spolupráci s řídicím počítačem (PC). Na rozdíl od např. digitálních fotoaparátů, které pracují nezávisle na počítači, vědecké kamery obvykle vyžadují počítač pro řízení práce, stahování, zpracování a ukládání snímků atd. K ovládání kamery je zapotřebí počítač, který:

  1. Je kompatibilní se standardem PC a provozuje moderní 32 nebo 64 bitový operační systém Windows.

  2. Používá x86 nebo ARM procesor a provozuje 32 nebo 64 bitový operační systém Linux.

    Poznámka:

    K dispozici jsou ovladače pro 32 bitové i 64 bitové systémy Linux, ale program pro ovládání kamer a zpracování snímků SIPS, dodávaný spolu s kamerami, vyžaduje operační systém Windows.

  3. Podporovány jsou také počítače Apple Macintosh s procesory x64.

    Poznámka:

    Na počítačích Mac jsou v současné době podporovány jen některé aplikace.

Kamery C3 používají ke spojení s řídicím PC rozhraní USB 3.0, pracujícím na rychlosti 5 Gbps. Jsou ale také kompatibilní s rozhraním a kabely USB 2.0.

Alternativně je možné použít rozhraní Moravian Camera Ethernet Adapter. Tento adaptér dokáže připojit až 4 kamery série Cx (s CMOS snímači) nebo Gx (s CCD snímači) a nabízí 1 Gbps a 10/100 Mbps rozhraní Ethernet pro přímé spojení s řídicím počítačem. Protože počítač pak s kamerami komunikuje protokolem TCP/IP, je možné do cesty vložit např. WiFi most nebo jiné síťové zařízení.

Tip:

USB standard nedovoluje použití USB kabelů delších než asi 5 metrů a USB 3.0 kabely jsou ještě kratší, aby bylo možné dosáhnout velmi vysoké přenosové rychlosti. Na druhé straně komunikační protokol TCP/IP, použitý ke spojení s kamerou přes síť Ethernet, je směrovatelný, tedy vzdálenost mezi kamerou a řídicím počítačem může být prakticky neomezená.

Rychlost stahování je přirozeně podstatně menší, pokud je kamera připojena přes Ethernet adaptér, zvláště v porovnání s přímým připojením přes USB 3.

Kamery C3 potřebují k práci 12 V DC zdroj energie. Síťový adaptér poskytující vhodné napájení je dodáván s každou kamerou.

Poznamenejme, že kamera musí být připojena k nějakému optickému systému (např. k dalekohledu), aby mohla vracet snímky. Kamera dokáže exponovat dlouhou dobu, nezbytnou k zachycení velmi slabých objektů. Pokud má být kamera používána s dalekohledem, musí být celá sestava dalekohledu a montáže schopná plynule sledovat objekt po obloze během dlouhých expozic.

Systém kamer C3

Hlava kamery C3 je navržena aby ji bylo možné snadno zkombinovat s řadou příslušenství, splňující nejrůznější požadavky při pozorování. Kamera samotná je vyráběna v několika variantách.

Za prvé, existují varianty lišící se výkonem chlazení:

  • Standardní chlazení

  • Zvýšené chlazení (kamera je o 11 mm hlubší díky zvětšenému chladiči)

Za druhé, existují varianty lišící se ovládáním filtrového kola:

  • Kamera s interním filtrovým kolem.

  • Kamera s řídicím portem pro externí filtrové kolo. Tento model dovoluje připojení několika variant externích filtrových kol, lišících se počtem a velikostí filtrů.

Kamera C3 s interním filtrovým kolem dovoluje použití dvou typů filtrů:

  • Filtrové kolo pro 5 filtrů D50 mm bez objímek nebo ve 2” závitových objímkách

  • Filtrové kolo pro 7 filtrů D36 mm bez objímek.

Dále jsou pro kamery C3 k dispozici tři velikosti externích filtrových kol, lišících se v počtu pozic a velikosti filtrů:

  • Malá „S“ kola pro 10 filtrů D36 mm bez objímek.

  • Malá „S“ kola pro 7 filtrů D50 mm bez objímek nebo ve 2” závitových objímkách.

  • Malá „S“ kola pro 5 čtvercových filtrů 50 × 50 mm.

  • Střední „M“ kola pro 10 filtrů D36 mm bez objímek.

  • Střední „M“ kola pro 7 filtrů D50 mm bez objímek nebo ve 2” závitových objímkách.

  • Střední „M“ kola pro 5 čtvercových filtrů 50 × 50 mm.

  • Velká „L“ kola pro 9 filtrů D50 mm bez objímek nebo ve 2” závitových objímkách.

  • Velká „L“ kola pro 7 čtvercových filtrů 50 × 50 mm.

Upozornění:

Interní i externí filtrová kola pro D36 mm filtry mohou být použita pouze s kamerami C3 se senzory velikosti APS. Kamery s “full-frame” senzory (24 × 36mm) nemohou tak malé filtry používat.

Hlava kamery je navržena tak, aby buď mohla obsahovat interní filtrové kolo nebo aby mohla ovládat externí filtrové kolo, ale ne obě současně. U varianty s interním filtrovým kolem nemůže být externí filtrové kolo použito.

A za třetí, pro kamery C3 existují dvě velikosti seřiditelných adaptérů dalekohledu:

  • Malé „S“ adaptéry, kompatibilní s kamerami C2, se používají například pro závity M48 × 0,75 a M42 × 0,75, Nikon bajonet, okulárový 2” adaptér apod.

  • Velké „L“ adaptéry, kompatibilní s kamerami C4, určené pro adaptéry o velkém průměru, například závitový adaptér M68 × 1 nebo G3-OAG, který je také vybaven závitem M68 × 1.

Seřiditelné adaptéry jsou uchyceny na základnu adaptérů v případě kamer s interním filtrovým kolem případně na kameru zcela bez filtrového kola. Pokud je použito externí filtrové kolo, jsou seřiditelné adaptéry uchyceny přímo na čelní plochu pláště externích filtrových kol, která je k tomu uzpůsobena. To znamená, že základny obou velikostí “S” i “L” mohou být uchyceny přímo na kameru, ale externí filtrová kola jsou vyrobena pouze pro jednu velikost adaptérů:

  • „S“ externí filtrová kola jsou kompatibilní s malými „S“ adaptéry

  • „M“ a „L“ externí filtrová kola jsou kompatibilní s velkými „L“ adaptéry

Poznámka:

Poznamenejme, že externí filtrová kola „S“ a „M“ mají velice podobné rozměry a pojmou stejný počet stejně velkých filtrů. Liší se pouze velikostí seřiditelných adaptérů.

Hlava kamery a řada doplňků vytvářejí systém přizpůsobitelný velké řadě různých aplikací.

Schema systému kamer C3 s malými S adaptéry

Schema systému kamer C3 s malými „S“ adaptéry

Schema systému kamer C3 s velkými L adaptéry

Schema systému kamer C3 s velkými „L“ adaptéry

Komponenty systému kamer C3 zahrnují:

  1. Hlava kamery C3 s interním filtrovým kolem

  2. Hlava kamery C3 s interním filtrovým kolem a zvýšeným chlazením

  3. Hlava kamery C3, dovolující použití externího filtrového kola

  4. Hlava kamery C3, dovolující použití externího filtrového kola a se zvýšeným chlazením

  5. 1,75” Lichoběžníková liška „rybina“ pro kamery C3

  6. Moravian Camera Ethernet Adapter (x86 CPU)

  7. Moravian Camera Ethernet Adapter (ARM CPU)

    Poznámka:

    Camera Ethernet Adapter dovoluje připojení až 4 kamer Cx libovolného typu na jedné straně a 1 Gbps Ethernet rozhraní na druhé straně. Tento adaptér umožňuje připojení kamer Cx směrovatelným protokolem TCP/IP na prakticky neomezenou vzdálenost.

  8. Interní filtrové kolo se 7 pozicemi pro D36 mm filtry

  9. Interní filtrové kolo s 5 pozicemi pro 2”/D50 mm filtry

  10. Filtrové kolo s 10 pozicemi pro D36 mm filtry pro pláště velikosti „S“ a „M“

  11. Filtrové kolo se 7 pozicemi pro 2”/D50 mm filtry pro pláště velikosti „S“ a „M“

  12. Filtrové kolo s 5 pozicemi pro 50 × 50 mm filtry pro pláště velikosti „S“ a „M“

  13. Externí filtrové kolo velikosti „S“ (5, 7 nebo 10 pozic)

  14. Adaptér T-závit (M42 × 0,75) se vzdáleností ohniska 55 mm

  15. Adaptér velikosti „S“ Canon EOS bajonet pro objektivy kompatibilní s Canon

  16. Adaptér velikosti „S“ Nikon bajonet pro objektivy kompatibilní s Nikon

  17. Externí filtrové kolo velikosti „M“ (5, 7 nebo 10 pozic)

  18. Externí filtrové kolo velikosti „L“ (7 nebo 9 pozic)

  19. Filtrové kolo s 9 pozicemi pro 2”/D50 mm filtry pro pláště velikosti „L“

  20. Filtrové kolo se 7 pozicemi pro 50 × 50 mm filtry pro pláště velikosti „L“

  21. Pointační kamera C1

    Poznámka:

    Kamery C1 jsou zcela nezávislá zařízení s vlastním USB rozhraním pro připojení k řídicímu PC. Mohou být použity buď s mimo-osým pointačním adaptérem C3 OAG nebo na samostatném pointačním dalekohledu.

    Kamery C1 mohou sdílet stejnou jednotku Moravian Camera Ethernet Adapter s až 3 dalšími kamerami série Cx a tak mohou být zpřístupněny přes TPCP/IP síť.

  22. Adaptér M68 × 1 se vzdáleností ohniska 47,5 mm velikosti „L“

  23. Adaptér Canon EOS bajonet velikosti „L“ pro objektivy kompatibilní s Canon

  24. Off-Axis Guider adaptér se závitem M68 × 1 a vzdáleností ohniska 61,5 mm

CMOS senzory a elektronika kamery

Kamery C3 jsou vybaveny zezadu osvětlovanými CMOS senzory Sony IMX s rolující závěrkou a pixely velkými 3,76 × 3,76 μm. Přes relativně malé rozměry pixelu, jejich plná kapacita přesahuje 50 ke-, což je více než kapacita pixelů typická i pro CMOS senzory s mnohem většími pixely a dokonce převyšuje i kapacitu srovnatelně velkých pixelů CCD snímačů.

Použité Sony senzory obsahují plně 16-bitový ADC (analogově/digitální převodník). 16-bitová digitalizace zajišťuje dostatečně velké rozlišení k pokrytí celého výjimečně velkého dynamického rozsahu senzoru.

Poznámka:

Tyto senzory nabízejí také menší dynamické rozlišení (12 a 14 bitů), kamery C3 ale tyto módy nepoužívají. Astronomické snímky se vždy zabírají 2 byte na pixel, takže snižování dynamického rozlišení na 14 nebo 12 bitů nepřináší žádnou výhodu kromě mírně rychlejšího stahování snímků. Ale chlazené astronomické kamery jsou určeny pro velmi dlouhé expozice a zlomek sekundy ušetřený na času stažení snímku je zanedbatelný ve srovnání s velkými výhodami plně 16-bitové digitalizace.

Oba senzory IMX571 (použitý v C3-26000) i IMX455 (použitý v C3-61000) jsou dodávány ve dvou třídách:

  • Spotřebitelská třída. Výrobce senzorů (Sony Semiconductor Solutions Corporation) omezuje použití těchto senzorů na „konzumní“ (ne-profesionální) fotografické kamery s maximálním dobou běhu 300 hodin za rok.

  • Průmyslové třída, určená pro použití v profesionálních produktech s intenzivním nebo i nepřetržitým provozem 24/7.

Všechny charakteristiky senzorů (rozlišení, dynamický rozsah, …) jsou stejné, senzory se odlišují jen cílovou aplikací a dobou provozu. C3 je technicky „fotografická kamera“, pouze specializovaná na astronomii. Je-li také „spotřebitelská“ nebo „profesionální“ už záleží na uživateli. Kamery používané k příležitostnému snímání (když počasí dovolí) jen výjimečně překročí 300 hodin pozorování za rok. Kamery permanentně instalované na hvězdárnách, využívající každou jasnou noc k pozorování a případně umístěné v místech s velkým počtem jasných nocí překročí limit 300 hodin za rok během pár měsíců. Proto jsou kamery C3 nabízeny ve dvou variantách:

  • C3-26000 a C3-61000 se „spotřebitelskými“ senzory, určenými k provozu max. 300 hodin ročně.

  • C3-26000 PRO a C3-61000 PRO s průmyslovou třídou senzorů.

Kamery C3 se spotřebitelskými senzory:

Model C3-26000 C3-61000 C3-26000C C3-61000C
CMOS senzor IMX571 IMX455 IMX571 IMX455
Třída senzoru Consumer Consumer Consumer Consumer
Barevná maska None None Bayer RGBG Bayer RGBG
Rozlišení 6252 × 4176 9576 × 6388 6252 × 4176 9576 × 6388
Velikost pixelu 3,76 × 3,76 μm 3,76 × 3,76 μm 3,76 × 3,76 μm 3,76 × 3,76 μm
Plocha senzoru 23,51 × 15,70 mm 36,01 × 24,02 mm 23,51 × 15,70 mm 36,01 × 24,02 mm

Kamery C3 s průmyslovými senzory:

Model C3-26000 PRO C3-61000 PRO C3-26000C PRO C3-61000C PRO
CMOS senzor IMX571 IMX455 IMX571 IMX455
Třída senzoru Industrial Industrial Industrial Industrial
Barevná maska None None Bayer RGBG Bayer RGBG
Rozlišení 6252 × 4176 9576 × 6388 6252 × 4176 9576 × 6388
Velikost pixelu 3,76 × 3,76 μm 3,76 × 3,76 μm 3,76 × 3,76 μm 3,76 × 3,76 μm
Plocha senzoru 23,51 × 15,70 mm 36,01 × 24,02 mm 23,51 × 15,70 mm 36,01 × 24,02 mm

Elektronika kamery

Hlavní role elektroniky CMOS kamery, mimo inicializace a ovládání některých pomocných funkcí, je přenos dat z CMOS detektoru do řídicího PC ke zpracování a ukládání. Na rozdíl od kamer s CCD detektory, návrh kamery s CMOS čipy nedokáže ovlivnit řadu důležitých parametrů, jako např. dynamický rozsah (počet bitů na pixel).

Linearita senzoru

Odezva senzorů, použitých v kamerách C3, na světlo je velmi lineární. To znamená, že kamera může být použita i pro náročné výzkumné projekty, jako je např. fotometrie jasných proměnných hvězd apod.

Odezva senzoru IMX455 v 16 bitovém módu

Odezva senzoru IMX455 v 16 bitovém módu

Rychlost stahování

Kamery C3 jsou vybaveny pamětí RAM, schopnou pojmout několik snímků v plném rozlišení. Stahování snímku do řídicího počítače je tak zcela nezávislé na procesu digitalizace, protože stahování pouze přenáší již digitalizovaný obraz z paměti kamery.

Čas potřebný ke stažení celého snímku závisí na použitém čtecím módu a také zda je použito rychlé rozhraní USB3 nebo pomalejší USB2:

Model C3-26000 C3-61000
Celý snímek, USB 3.0 (5 Gbps) 0,28 s 0,61 s
Celý snímek, USB 2.0 (480 Mbps) 1,23 s 2,86 s

Pokud je čten pouze výřez snímku, čas digitalizace a stažení klesá. Rychlost ale není přímo úměrná počtu pixelů vzhledem k určité fixní režii, nezávislé na velikosti čtené oblasti.

Model C3-26000 C3-61000
Podrámec 1024 × 1024, USB 3.0 (5 Gbps) 0,03 s 0,04 s
Podrámec 1024 × 1024, USB 2.0 (480 Mbps) 0,07 s 0,07 s

Upozornění:

Ovladač je někdy nucen přečíst větší část senzoru vzhledem k omezením kladeným senzorem na rozměry a pozice pod-rámců. Někdy může být dokonce nezbytné přečíst celý senzor.

Tip:

Doporučujeme kliknout na tlačítko Adjust Frame v záložce Frame nástroje pro ovládání kamery programu SIPS. Rozměry a pozice zvoleného rámce jsou pak upraveny tak, aby vyhovovaly limitům daným senzorem. Upravený pod-rámec je pak možno přečíst bez nutnosti stahovat větší část obrazu nebo dokonce celý snímek a poté jej ořezávat ve firmware.

Rychlost stahování snímků přes Moravian Camera Ethernet Adapter závisí jestli je použit 100 Mbps nebo 1 Gbps Ethernet, jestli je kamera k zařízení Ethernet Adapter připojena přes USB 2 nebo USB 3 a také je ovlivňována vytížením Ethernet linky atd. Při použití přímé 1 Gbps Ethernet linky a USB 3 je doba stažení snímku z kamery C3-61000 asi 2,5 s.

Zisk kamery

Senzory použité v kamerách C3 nabízí programovatelné zesílení 0 do 36 dB, což znamená násobení výstupního signálu 1× až 63×.

Poznámka:

Firmware kamer C3 dovoluje nastavovat pouze analogové zesílení, tedy skutečné zesílení signálu před jeho digitalizací. Použité senzory podporují také digitální zesílení, což je pouze číslicová operace, které nepřináší pro astronomickou kameru žádné výhody. Tento typ operací může být proveden později během zpracování obrazu v PC.

Ovladač kamery akceptuje zesílení v rozsahu 0 až 4030, což odpovídá přímo hodnotám registrů senzoru. Toto číslo ale nereprezentuje zesílení ani v dB ani nevyjadřuje přímo násobek. Nicméně ovladač kamery nabízí funkci, která toto číslo převede současně na zesílení v dB a také na násobek zesílení. Některé vybrané hodnoty jsou v následující tabulce:

Číslo zesílení Zesílení v dB Násobek zesílení
0 0,00 1,00×
1000 2,34 1,32×
2000 5,82 1,95×
3000 11,46 3,74×
4000 32,69 43,11×
4030 35,99 63,00×

Převodový poměr a čtecí šum

Obecně řada vlastností senzoru závisí na zesílení. Použité senzory také obsahují dvě digitalizační cesty. Jedna cesta nabízí velice nízký čtecí šum, ale nedokáže využít plný dynamický rozsah pixelů. Další digitalizační cesta je schopná zužitkovat plnou kapacitu pixelu, ale za cenu mírně vyššího čtecího šumu. Zlomový bod nastává při zesílené 3× (asi 10 dB), kde kapacita pixelu klesne z více jak 50 ke- na ~17 ke-. Čtecí šum poté klesne z ~3,2 e- RMS na ~1,5 e- RMS.

Číslo zesílení Zesílení dB Zesílení násobek Převodový poměr Čtecí šum RMS Plná kapacita pixelu
0 0,0 dB 0,80 e-/ADU 3,51 e- 52 800 e-
2749 9,7 dB 0,26 e-/ADU 3,15 e- 17 100 e-
2750 9,7 dB 0,26 e-/ADU 1,46 e- 16 900 e-
4030 36,0 dB 63× 0,18 e-/ADU 1,39 e- 11 600 e-

Dynamický rozsah senzoru, definovaný jako poměr mezi plnou kapacitou pixelu a čtecím šumem, je největší při použití zesílení 0, i když je čtecí šum mírně větší:

  • Při zesílení 0 je dynamický rozsah 52 800 / 3,51 = 15 043×

  • Při zesílení 2750 je dynamický rozsah 16 900 / 1,46 = 11 575×

Také stojí za zmínku, že v reálných situacích není spodní hladina šumu vždy definována čtecím šumem. Pokud kamera není používána s velmi úzkým úzko-pásmovým filtrem (s FWHM jen několik nm) a pod velmi tmavou oblohou, dominantní zdroj šumu bývá jas oblohy. Pokud šum způsobený jasem oblohy přesáhne asi 4 e- RMS, extrémně nízký čtecí šum, spojený s použitím zesílení 2750 a více, není využit a dynamický rozsah je zbytečně omezen omezenou kapacitou pixelu.

Jaké zesílení je tedy nejlépe použít? To záleží na konkrétní aplikaci.

  • Zesílení nastavené na 2750 může být použito při snímání přes úzko-pásmové filtry s přiměřeně krátkými expozicemi, aby šum generovaný jasem oblohy nepřesáhl čtecí šum. To je typické pro estetickou astro-fotografii, kde menší kapacity pixelu neomezuje kvalitu výsledných snímků.

    Ale i bez úzko-pásmových filtrů dovoluje extrémně nízký čtecí šum sčítat větší množství kratších expozic, aniž by šum pozadí výsledných snímků neúměrně rostl díky akumulaci vysokého čtecího šumu jednotlivých snímků.

  • Zesílení 0 nabízí nejvyšší dynamický rozsah senzoru, což bývá důležité zejména ve výzkumných aplikacích. Pásma propustnosti filtrů používaných ve fotometrii jsou relativně široká a dominantním zdrojem šumu je jas oblohy.

    Ale také při snímání přes RGB filtry při pořizování estetických astro-fotografií může vyšší dynamický rozsah dovolovat použití delších expozic, aniž by docházelo k saturaci jasných částí snímaných galaxií nebo mlhovin, což zabraňuje jejich dalším zpracování.

Poznámka:

Upozorňujeme, že hodnoty uvedené výše nejsou zveřejněny výrobcem senzorů, ale určeny z nasnímaných obrazů s použitím programu SIPS. Výsledky se tedy mohou mírně lišit v závislosti na konkrétním senzoru a dalších faktorech (např. teplotě senzoru, osvětlení senzoru při měření apod.), ale také na programu použitém k určení těchto hodnot, protože měřicí metoda je založena na statistické analýze odezvy senzoru na světlo.

Ovládání expozice

Nejkratší expoziční čas kamer C3 záleží na použitém senzoru:

  • Nejkratší expozice kamer C3-26000 je 43 ms

  • Nejkratší expozice kamer C3-61000 je 55 ms

Pro maximální délku expozice neexistuje žádný limit. Ve skutečnosti je nejdelší expozice omezena saturací senzoru buď dopadajícím světlem nebo temným proudem (viz. následující podkapitola).

Mechanická závěrka

Kamery C3 jsou vybaveny mechanickou závěrkou, což je velice důležitá vlastnost, dovolující práci bez obsluhy (plně robotické sestavy nebo jen dálkově ovládané dalekohledy). Bez mechanické závěrky není možné pořizovat temné snímky, nezbytné pro správnou kalibraci.

Mechanická závěrka v kamerách C3 je navrhována pro maximální spolehlivost. Počet cyklů otevření a zavření je prakticky neomezený, protože v závěrce nejsou žádné třecí plochy. Cena za spolehlivost pak je relativně pomalý chod. Naštěstí závěrka není zapotřebí pro samotné řízení expozic, pouze pokud se pořizuje temný snímek (případně bias snímek), musí se uzavřít — všechny použité CMOS snímače jsou vybaveny elektronickou závěrkou.

Firmware kamery optimalizuje práci závěrky tak, aby se neprovádělo zbytečné otevírání a případně zavírání. Pokud je pořizována série světlých snímků jeden za druhým, závěrka zůstává otevřená aby se expozice nezdržovaly zbytečným zavíráním a opětovným otevíráním. Pokud následuje temný nebo bias snímek, závěrka se před expozicí zavře a opačně. Závěrka zůstává zavřená pokud následuje série temných snímků a otevře se pouze před světlým snímkem. Pokud se žádná expozice neprovádí po dobu několika sekund od konce poslední expozice a závěrka zůstala po poslední expozici otevřena (to znamená po světlém snímku), firmware kamery závěrku zavře aby byl senzor chráněn před dopadajícím světlem.

Chlazení a napájecí zdroj

Regulované termoelektrické chlazení je schopné ochladit CMOS senzor o 40 až 45 °C pod okolní teplotu, v závislosti na typu kamery. Horká strana Peltiérova článku je chlazena ventilátory. Teplota senzoru je regulována s přesností +/-0,1 °C. Vysoký rozdíl teplot a přesná regulace zajišťují velmi nízký temný proud pro dlouhé expoziční časy a současně dovoluje správkou kalibraci snímků.

Kamery C3 jsou k dispozici ve dvou variantách, lišících se výkonem chlazení:

  • Kamera se standardním chlazením dosahující regulovaného rozdílu teplot 40 °C pod okolní teplotou.

  • Kamery s zvýšeným chlazením, dosahující regulovaného rozdílu teplot až 45 °C pod okolím. Tato varianta kamer je ve srovnání se standardními kamerami mírně hlubší díky zvětšenému chladiči, mírně těžší a díky použitým výkonnějším ventilátorům i mírně hlučnější.

Porovnání verzí kamer C3 se standardním a se zvýšeným chlazením

Efektivita chlazení závisí na okolních podmínkách a také na napájejí kamery. Pokud napájecí napětí klesne pod 12 V, maximální rozdíl teplot se také sníží.

Chlazení CMOS čipu Termoelektrické (Peltiérovy moduly)
Maximální ΔT ~48 °C pod okolí (zvýšené chlazení)
~43 °C pod okolí (standardní chlazení)
Regulovaný ΔT 45 °C pod okolí (zvýšené chlazení)
40 °C pod okolí (standardní chlazení)
Přesnost regulace 0,1 °C
Chlazení horké strany Nucený oběh vzduchu (dva ventilátory)

Specifikace chlazení senzoru

C3-16000 se standardním chlazením (vlevo) a C3-16000EC s posíleným chlazením (vpravo) dosahující teploty senzoru -40°C a -45°C

Poznámka:

Maximální ochlazení senzoru lze dosáhnout při 100% výkonu chlazení. Ale teplota senzoru v takovém případě nemůže být regulována, elektronika nemá prostor k udržení teploty senzoru, pokud se okolní teplota zvýší. Typický rozdíl teplot může být dosažen s chlazením pracujícím na asi 90%, což ponechává dostatek prostoru pro regulaci.

Konstrukce kamery dovoluje použít pouze vzduchové chlazení nebo pouze kapalinové chlazení. Kombinované chlazení (vzduchové s možností připojení chladicí kapaliny) není k dispozici, neboť takové chlazení nepracuje dostatečně efektivně ani v jednom z obou případů.

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.

Napájení hlavy kamery 12 V DC
Spotřeba kamery <8 W bez chlazení
  47 W chlazení 100%
Napájecí konektor 5,5/2,5 mm, + uprostřed
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

Upozornění:

Napájecí konektor na hlavě kamer má plus pól na středovém kolíku. Ačkoliv všechny moderní zdroje používají tuto konfiguraci, vždy se přesvědčte, že použité napájení má správnou polaritu.

Poznámka:

Spotřeba je měřena na vstupu (AC strana) dodávaného napájecího zdroje. Spotřeba kamery ze stejnosměrného 12 V napájení je tedy menší než je zde uváděno.

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 12 V.

Kamera C3 měří napájecí napětí a poskytuje údaje ovládacímu software. Vstupní napětí je zobrazováno v záložce Chlazení nástroje Hlavní kamera programu SIPS. Tato vlastnost je užitečná zejména pokud je kamera napájena bateriemi.

Napájecí zdroj 12 V DC/5 A pro kameru C3

Napájecí zdroj 12 V DC/5 A pro kameru C3

Mechanické specifikace

Kompaktní a robustní hlava kamery se standardním chlazením měří 154 × 154 × 65 mm. Kamery se zvýšeným chlazením jsou o 11 mm hlubší.

Kamera C3 bez filtrového kola se standardním chlazením (zcela vlevo) a se zvýšeným chlazením (vlevo), kamera s interním filtrovým kolem a standardním chlazením (vpravo) a se zvýšeným chlazením (zcela vpravo)

Kamera C3 bez filtrového kola se standardním chlazením (zcela vlevo) a se zvýšeným chlazením (vlevo), kamera s interním filtrovým kolem a standardním chlazením (vpravo) a se zvýšeným chlazením (zcela vpravo)

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, vyjma síťového adaptéru, nejsou zapotřebí. Kamera bez interního filtrového kola navíc obsahuje 8-pinový konektor RJ-45 pro externí filtrové kolo. Integrovaná mechanická závěrka dovoluje vyčítání bez rozmazání dopadajícím světlem stejně jako automatické pořizování temných snímků, nezbytné pro automatické robotizované dalekohledy.

Interní mechanická závěrka Ano, clonová
Velikost hlavy se standardním chlazením 154 mm × 154 mm × 65 mm (bez filtrového kola)
  154 mm × 154 mm × 77,5 mm (interní kolo)
Velikost hlavy se zvýšeným chlazením 154 mm × 154 mm × 76 mm (bez filtrového kola)
  154 mm × 154 mm × 88,5 mm (interní kolo)
Vzdálenost senzoru od čela kamery 33,5 mm (k základně nastavitelných adaptérů)
Hmotnost kamery se standardním chlazením 1,6 kg (bez filtrového kola)
  1,9 kg (s interním filtrovým kolem)
  2,5 kg (s externím filtrovým kolem velikosti „S“)
  2,5 kg (s externím filtrovým kolem velikosti „M“)
  2,8 kg (s externím filtrovým kolem velikosti „L“)
Hmotnost kamery se zvýšeným chlazením 1,8 kg (bez filtrového kola)
  2,1 kg (s interním filtrovým kolem)
  2,7 kg (s externím filtrovým kolem velikosti „S“)
  2,7 kg (s externím filtrovým kolem velikosti „M“l)
  3,0 kg (s externím filtrovým kolem velikosti „L“)

Mechanické specifikace

Poznámka:

Vzdálenost ohniskové roviny je měřena od základny, na kterou jsou montovány nastavitelné adaptéry dalekohledů. Jednotlivé adaptéry pak zachovávají vzdálenost ohniskové roviny vyžadovanou daným standardem (např. Canon EOS bajonet má vzdálenost ohniskové roviny 44 mm).

Uvedená vzdálenost ohniskové roviny již počítá s tloušťkou skla permanentně umístěného v dráze světla (např. optické okno kryjící chladnou komoru senzoru).

Čelní pohled

Čelní průřez kamer C3 je shodný u variant kamer s interním filtrovým kolem i bez filtrového kola, stejně jako u variant se standardním a se zvýšeným chlazením.

Čelní rozměry kamer C3

Čelní rozměry kamer C3

Kamera bez filtrového kola

Boční rozměry kamer C3

Boční rozměry kamer C3 se zvýšeným chlazením

Kamera s interním filtrovým kolem

Boční rozměry kamer C3 s interním filtrovým kolem

Boční rozměry kamer C3 s interním filtrovým kolem a zvýšeným chlazením

Kamera s externím filtrovým kolem „S“

Čelní rozměry kamer C3 s externím filtrovým kolem

Čelní rozměry kamer C3 s externím filtrovým kolem

Boční rozměry kamer C3 s externím filtrovým kolem

Externí filtrová kola velikosti „M“ a „L“ mají větší průměr (viz. Externí filtrová kola), vzdálenosti čelní roviny od senzoru jsou ale u všech externích kol identické.

Boční rozměry kamer C3 s externím filtrovým kolem a zvýšeným chlazením

Vzdálenost ohniskové roviny

Uváděné vzdálenosti ohniskové roviny (BFD — Back Focal Distance) zahrnují korekce pro všechny optické elementy pevně zabudované v těle kamery (optické okno chladné komory, krycí sklo senzoru, ...). Uváděné vzdálenosti tedy nejsou mechanické, ale optické. Nejsou ale zahrnuty korekce pro filtry, protože tloušťky různých filtrů se významně liší.

Kamery C3 jsou vyráběny v řadě variant a mohou být použity s různým příslušenstvím, což vede na mnoho různých hodnot vzdáleností ohniskové roviny.

Existují dvě skupiny adaptérů pro dalekohledy a objektivy, lišící se v definici vzdálenosti ohniskové roviny :

  • Adaptéry bez pevně dané vzdálenosti ohniskové roviny. Tyto adaptéry jsou navrhovány aby vzdálenost ohniskové roviny byla co nejmenší.

  • Adaptéry s definovanou vzdáleností ohniskové roviny. Tyto adaptéry typicky určeny pro optické korektory (rovnače pole, koma-korektory, ...) a také pro fotografické objektivy. Udržení definované vzdálenosti ohniskové roviny je nezbytné pro správnou funkci korektoru, případně pro správné zaostření fotografického objektivu.

    Poznámka:

    Speciální variantou adaptéru s předepsanou vzdáleností ohniskové roviny je Off-Axis Guider adaptér (OAG). Udržení definované vzdálenosti od senzoru je nezbytné aby bylo možné zaostřit pointační kameru, když je zaostřena hlavní kamera.

Adaptéry bez předepsané vzdálenosti ohniskové roviny

Nejčastěji užívané adaptéry bez předepsané vzdálenosti ohniskové roviny jsou závitové adaptéry M48 × 0,75 pro kamery C3 s „S“ základnou adaptérů nebo s externím filtrovým kolem velikosti „S“ a M68 × 1 pro kamery C3 se „L“ základnou adaptérů nebo s externími filtrovými koly velikosti „M“ a „L“.

Poznámka:

Závitový adaptér M48 × 0,75 je používán také ve variantě s předepsanou vzdáleností ohniskové roviny 55 mm, např. ve spojení s optickými korektory. Proto jsou k dispozici dva typy tohoto adaptéru — „krátká“ varianta s minimální vzdáleností ohniskové roviny a „dlouhá“ varianta, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

Vzdálenosti ohniskových rovin kamer C3 s krátkým adaptérem M48 × 0,75 — bez filtrového kola (vlevo), s interním filtrovým kolem (uprostřed) a s externím filtrovým kolem (vpravo)

Vzdálenosti ohniskových rovin kamer C3 s adaptérem M68 × 1 — bez filtrového kola (vlevo), s interním filtrovým kolem (uprostřed) a s externím filtrovým kolem (vpravo)

Adaptéry s definovanou vzdáleností ohniskové roviny

Existují tři základní varianty kamer C3, lišící se vzdáleností ohniskové roviny od čelního pláště kamery — kamera bez filtrového kola, kamera s interním filtrovým kolem a kamera s externím filtrovým kolem. Ale adaptéry s předepsanou vzdáleností ohniskové roviny jsou vždy navrhovány pro stejnou vzdálenost od senzoru. Jejich rozměry počítají se vzdáleností 33,5 mm mezi senzorem a seřiditelnou základnou, na kterou jsou montovány, což odpovídá vzdálenosti čela pláště externího filtrového kola od senzoru.

Nicméně, pokud nejsou adaptéry namontovány na seřiditelnou základnu na plášti externího filtrového kola, musí být namontovány na samostatnou seřiditelnou základnu adaptérů, která je umístěna na plášti kamery. Tato základna adaptérů je navržena, aby poskytla přesně stejnou vzdálenost ohniskové roviny 33,5 mm, pokud je namontována na kameře s interním filtrovým kolem.

Pokud má být s adaptérem zachovávajícím vzdálenost ohniskové roviny použita kamera bez filtrového kola, je nutné použít vysokou základnu seřiditelných adaptérů, která také zachovává vzdálenost ohniskové roviny 33,5 mm. Tloušťka této základny přesně odpovídá tloušťce pláště externích filtrových kol.

Kamery C3 s dlouhým adaptérem M48 × 0,75 s 55 mm BFD — bez filtrového kola (vlevo), s interním filtrovým kolem (uprostřed) a s externím filtrovým kolem (vpravo)

Kamery C3 s adaptérem Canon EOS — bez filtrového kola (vlevo), s interním filtrovým kolem (uprostřed) a s externím filtrovým kolem (vpravo)

Kamery C3 s adaptérem Nikon — bez filtrového kola (vlevo), s interním filtrovým kolem (uprostřed) a s externím filtrovým kolem (vpravo)

Kamery C3 s OAG — bez filtrového kola (vlevo), s interním filtrovým kolem (uprostřed) a s externím filtrovým kolem (vpravo)

Volitelné příslušenství

Ke kamerám C3 je nabízena celá řada příslušenství rozšiřujícího funkce kamery a pomáhajícího zabudovat kameru do celé pozorovací sestavy.

Externí filtrová kola

Pokud není v hlavě kamery zabudováno filtrové kolo, veškerá elektronika i firmware, určený k jeho ovládání, zůstává nevyužit. Tyto komponent mohou být jen s drobnými úpravami použity k ovládání externího filtrového kola. Přední plášť kamery může být v tomto případě nižší, místo pro interní filtrové kolo je pak nadbytečné.

Kamera C3 bez filtrového kola a s externím filtrovým kolem velikosti „S“

Adaptéry dalekohledů

Ke kamerám C3 je nabízena řada adaptérů pro dalekohledy nebo fotografické objektivy. Uživatel může zvolit jakýkoliv jiný adaptér podle potřeby a další adaptéry mohou být také objednány separátně.

Nastavitelné adaptéry dalekohledu jsou uchyceny dvěma způsoby podle toho, jestli jsou umístěny přímo na těle kamery (např. u kamery s interním filtrovým kolem) nebo na plášti externího filtrového kola.

  • Adaptéry kamer C3 nesou přišroubovány přímo k plášti kamery. Na místo toho je vždy použita základna adaptéru, přišroubovaná k plášti kamery.

  • Pokud je použito externí filtrové kolo, základna adaptéru není zapotřebí, protože externí filtrová kola Mark II jsou navržena pro tento typ adaptérů.

Kamery C3 jsou vyráběny se dvěma velikostmi základen pro seřiditelné adaptéry:

  • Malé „S“ adaptéry (také používané u kamer C2)

  • Velké „L“ adaptéry (také používané u kamer C4)

Seřiditelné adaptéry jsou přišroubovány k základně adaptérů, pokud je použita kamera s interním filtrovým kolem nebo zcela bez filtrového kola. Je-li použito externí filtrové kolo, je adaptér uchycen přímo na čelní ploše pláště filtrového kola. To znamená, že základny velikosti „S“ i „L“ mohou být přišroubovány přímo na kameru, ale externí filtrová kole jsou vyrobena pouze pro jednu velikost adaptérů:

  • Externí filtrové kola velikosti „S“ jsou kompatibilní s malými „S“ adaptéry

  • Externí filtrové kola velikosti „M“ a „L“ jsou kompatibilní s velkými „L“ adaptéry

Malé adaptéry velikosti „S“:

  • 2 palcový okulárový adaptér — adaptér pro okulárový výtah s průměrem 2 palce.

  • T-závit krátký — adaptér s vnitřním závitem M42 × 0,75 mm.

  • T-závit s 55 mm BFD — adaptér s vnitřním závitem M42 × 0,75 mm, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

  • M48 × 0,75 krátký — adaptér s vnitřním závitem M48 × 0,75 mm.

  • M48 × 0,75 s 55 mm BFD — adaptér s vnitřním závitem M48 × 0,75 mm, zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 55 mm.

  • Bajonet Canon EOS — standardní adaptér pro bajonet objektivů Canon EOS (velikost „S“), zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 44 mm.

  • Bajonet Nikon F — standardní adaptér pro bajonet objektivů Nikon (velikost „S“), zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 46,5 mm.

Velké adaptéry velikosti „L“:

  • M68 × 1 — adaptér s vnitřním závitem M68 × 1 a vzdáleností ohniskové roviny 47,5 mm.

  • Bajonet Canon EOS — standardní adaptér pro bajonet objektivů Canon EOS (velikost „L“), zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 44 mm.

  • Bajonet Nikon F — standardní adaptér pro bajonet objektivů Nikon (velikost „L“), zachovávající vzdálenost ohniskové roviny 46,5 mm.

Všechny adaptéry dalekohledů a objektivů kamer C3 mohou být velmi mírně nakláněny. Tato vlastnost byla zavedena, aby umožnila kompenzaci možných nepřesností v seřízení kolmosti senzoru na optickou osu dalekohledu.

Adaptéry dalekohledů jsou přichyceny pomocí tří tažných šroubů. Protože je sklon adaptérů nastavitelný, další tři tlačné šrouby (červíky) jsou zapotřebí k zafixování nastavené polohy adaptéru po povolení tažných šroubů během seřizování.

Seřizování adaptéru (vlevo) a sejmutí nastavitelného adaptéru (vpravo)

Off-Axis Guider adapter

Kamery C3 mohou být volitelně vybaveny Off-Axis Guider adaptérem. Tento adaptér obsahuje rovinné zrcátko, skloněné o 45° k optické ose. Toto zrcátko odráží část přicházejícího světla do portu pro pointační kameru. Zrcátko je umístěno dostatečně daleko od optické osy, aby neclonilo hlavnímu senzoru kamery. Optická soustava tedy musí být schopna vytvořit dostatečně velké zorné pole, aby i na odrazné zrcátko dopadalo dostatek světla.

Pozice odrazového zrcátka vzhledem k optické ose

Pozice odrazového zrcátka vzhledem k optické ose

C3-OAG je vybaven vnitřním závitem M68 × 1 pro uchycení k dalekohledu. Vzdálenost ohniskové roviny je 61,5 mm.

Upozornění:

C3-OAG je vyráběn pro základny velikosti „L“, je tedy kompatibilní pouze s externími filtrovými koly velikosti „M“ a „L“.

C2-OAG (se závitem M48 × 0,75 nebo M42 × 0,75) pro základny velikosti „S“ může být namontován na externí filtrové kolo velikosti „S“, odrazné zrcátko je tak blízko optické osy, že částečně cloní senzory používané v kamerách C3 a C2-OAG tedy nemůže být použit s kamerou C3-61000.

Pokud je OAG uchycen ke kameře s interním filtrovým kolem, musí být použita nízká základna seřiditelných adaptérů.

OAG na kameře C3 s interním filtrovým kolem

OAG na kameře C3 s interním filtrovým kolem

Pokud má být OAG použit s kamerou bez filtrového kola, musí být namontován na vysoké základně adaptérů stejně jako jakýkoliv jiný adaptér. Výsledná vzdálenost ohniskové roviny zůstává stejná.

Port pro pointační kameru je kompatibilní s kamerami C0 a C1. Je nezbytné nahradit standardní adaptér CS/1,25” zkrácenou, 10 mm dlouhou variantou. Protože kamery C0 a C1 vyhovují standardu CS-mount, (BFD 12,5 mm), jakákoliv kamera odpovídající tomuto standardu s 10 mm dlouhým 1,25” adaptérem by měla správně pracovat a C3-OAG.

Uchycení kamery přímo na montáž

Kamery C3 jsou v horní části hlavy kamery vybaveny dvěma standardními „stativovými“ závity 0.250-20UNC a také čtyřmi otvory s metrickými závity M4.

Pozice závitových otvorů v horní části hlavy kamery C3 (vlevo), 1,75" lišta standardu Vixen pro uchycení hlavy kamery k montáži (vpravo)

Volitelně je možné k těmto závitům uchytit lichoběžníkovou lištu (tzv. „rybinu“) o rozměru 1,75 palce (standard Vixen). Pomocí této lišty lze přímo tělo kamery, např. s připojeným fotografickým objektivem, uchytit přímo k řadě astronomických montáží navrhovaných pro tento standard.

Kontejner pohlcovače vlhkosti vyměnitelný bez nástrojů

Kamery C3 jdou dodávány s kontejnerem pro silikagel, pohlcující vlhkost v chladné komoře senzoru, dovolujícím vyšroubování a vysušení silikagelu ponechaného v kontejneru v troubě (viz návod na použití kamery).

Celý kontejner pohlcovače vlhkosti může být vysušen nebo může být jeho obsah po odšroubování perforovaného vnitřního víčka vysypán a vysušen zvlášť

Celý kontejner pohlcovače vlhkosti může být vysušen nebo může být jeho obsah po odšroubování perforovaného vnitřního víčka vysypán a vysušen zvlášť

Poznámka:

Z těchto důvodů není na kontejneru žádné těsnění, které by se mohlo při vyšší teplotě poškodit. Těsnění je umístěno na chladné komoře senzoru.

Nové kontejnery mají tenký o-kroužek u okraje kontejneru se závitem. Tento o-kroužek nehraje roli při utěsnění chladné komory senzoru, je určen pouze k zamezení pronikání prachu do přední části hlavy kamery, kde je optické okno chladné komory, závěrka a případně filtrové kolo. Materiál tohoto o-kroužku vydrží teplotu při vysoušení silikagelu, je ale možné jej jednoduše stáhnout a po vysušení opět navléci.

Standardně je s kamerou dodáván kontejner, který nepřesahuje profil hlavy kamery. Je vybaven štěrbinou pro nástroj (nebo např. minci), dovolující povolení a opětovné utažení kontejneru. Kontejnery pro kamery s posíleným chlazením jsou prodlouženy vzhledem k větší hloubce těchto variant kamer.

Kontejnery pro kamery se standardním i posíleným chlazením i ve variantách dovolující manipulaci bez nástrojů

Kontejnery pro kamery se standardním i posíleným chlazením i ve variantách dovolující manipulaci bez nástrojů

Samostatně je možné objednat náhradní kontejner, který usnadní výměnu vysoušeče. Je možné vysušit náhradní kontejner a jej jen vyměnit v kameře. K náhradním kontejnerům je dodávána i utěsněná zátka.

Náhradní kontejner je dodáván i ve variantě dovolující povolené a utažení bez použití nástroje. Tento kontejner je ale delší a přesahuje profil kamery. Pokud není volné místo za kamerou kritické, tento kontejner může výměnu vysoušeče ještě usnadnit.

Kontejner pohlcovače vlhkosti se štěrbinou (vlevo) a pro manipulaci bez použití nástroje (vpravo)

Kontejner pohlcovače vlhkosti se štěrbinou (vlevo) a pro manipulaci bez použití nástroje (vpravo)

Barevné varianty kamer

Hlava kamery je k dispozici v několika barevných variantách střední stěny. Aktuální nabídka je k dispozici na WWW stránkách výrobce.

Barevné varianty kamer C3

Barevné varianty kamer C3

Gx Camera Ethernet Adapter

Zařízení Moravian Camera Ethernet Adapter dovoluje připojení až 4 kamer Cx libovolného typu na jedné straně a 1 Gbps Ethernet rozhraní na druhé straně. Tento adaptér tak dokáže zpřístupnit připojení kamery Cx s použitím směrovatelného protokolu TCP/IP na prakticky neomezenou vzdálenost.

Jednotka Moravian Camera Ethernet Adapter (vlevo) a adaptér se dvěma připojenými kamerami (vpravo)

Zařízení Moravian Camera Ethernet Adapter je detailně popsáno zde.

Podpora software

Program SIPS (Scientific Image Processing System), dodávaný spolu s kamerou, dovoluje kompletní ovládání kamer (expozice, chlazení, výběr filtrů atd.). Také podporuje automatické sekvence snímání přes různé filtry, s rozdílným binningem apod. S plnou podporou ASCOM standardu může SIPS ovládat celou hvězdárnu. Konkrétně montáže dalekohledů, ale také další zařízení (motorová ostření, kopule nebo odsuvné střechy, GPS přijímače apod.).

SIPS zahrnuje nástroje pro automatickou pointaci, včetně tzv. „dithering“ (řízené vzájemné posuny mezi jednotlivými snímky). Jsou podporovány oba způsoby ovládání montáže — přes rozhraní „autoguider“ port (kabel s 6 vodiči) a také „Pulse-Guide API“ programové rozhraní ovladače montáže. Pro velmi kvalitní montáže, schopné sledoval pole bez nutnosti pointace po dobu jedné expozice, podporuje SIPS mezi-snímkovou pointaci pouze na základě porovnávání snímků z hlavní zobrazovací kamery.

SIPS ovládající celou hvězdárnu (zobrazen v tmavé barevné paletě)

SIPS ovládající celou hvězdárnu (zobrazen v tmavé barevné paletě)

Schopnosti programu SIPS nekončí u ovládání kamery a hvězdárny. SIPS obsahuje řadu nástrojů pro kalibraci snímků, práci s 16 a 32 bitovými FITS soubory, zpracování celých množin snímků (např. medián množiny apod.), transformace snímků, export snímků do běžných formátů atd.

SIPS pracuje s FITS soubory, podporuje kalibrace i zpracování snímků

Protože prví „S“ ve zkratce SIPS znamená „Scientific“ (vědecký), program podporuje astronomickou redukci snímků a také fotometrické zpracování celých řad.

SIPS se soustřeďuje na astrometrické a fotometrické zpracování snímků, ale obsahuje i základní funkce pro zpracování astronomických fotografií

Program SIPS je zdarma ke stažení z tohoto www serveru. Všechny funkce jsou podrobně popsány v uživatelské příručce, nainstalované s každou kopií programu.

K dispozici jsou také ovladače standardu ASCOM a také ovladače programové systémy třetích stran (např. TheSkyX, MaxIm DL, AstroArt, atd.). Navštivte stránku download tohoto www serveru se seznamem všech ovladačů.

K dispozici jsou také INDI ovladače pro 32 bitový i 64 bitový Linux pracující na procesorech x86 a ARM. S kamerou jsou dodávány také ovladače pro program TheSkyX pracující pod systémem macOS.

Upozornění:

Vždy se ubezpečte, že pracujete s nejnovějšími verzemi programů a ovladačů. Minimální verze programových balíků, podporujících kamery C3, jsou:

  • SIPS verze 3.32

  • Moravian Camera Ethernet Adapter firmware verze 52

  • ASCOM ovladače verze 5.7

  • INDI ovladače pro Linux verze 1.7-5

  • Linux knihovny verze 0.6.6

  • TheSkyX ovladače verze 3.1

  • AstroArt ovladače verze 4.1

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).

Okno nástroje Guider programu SIPS

Okno nástroje „Guider“ programu SIPS

Nástroj „Guider“ 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. Okno 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. Také je zobrazován kompletní záznam o kalibraci, zjištěných odchylkách, provedených korekcích apod. Záznam lze kdykoliv uložit do textového souboru.

Alternativou klasické pointace je mezi-snímková pointace, navržená pro moderní montáže, které jsou natolik přesné, že udrží chod se sub-pixelovou přesností po dobu jediné expozice a viditelné nepravidelnosti se objeví až za dobu přesahující několik expozic. Mezisnímková pointace pak provádí jemné opravy polohy montáže mezi jednotlivými expozicemi, což zamezuje „cestování“ snímaných objektů po ploše detektoru během doby pozorování. Tato metoda pointace používá hlavní kameru, nevyužívá další pointační kameru a přirozeně nepotřebuje ani OAG nebo samostatný pointační dalekohled.

Parametry mezi-snímkové pointace v záložce Pointace okna nástroje Kamera

Parametry mezi-snímkové pointace v záložce „Pointace“ okna nástroje Kamera

Pokročilá rekonstrukce barev z barevných kamer

Barevné snímače mají červené, zelené a modré filtry (Bayerova maska) aplikovány přímo na jednotlivé pixely.

Každý pixel registruje světlo pouze určité barvy (červené, zelené nebo modré). Barevný snímek ale obsahuje informaci o všech barvách v každém pixelu. Je tedy nezbytné dopočítat ostatní barvy z hodnot okolních pixelů..

Existuje řada způsobů jako dopočítat chybějící barvy jednotlivých pixelů — od jednoduchého rozšíření barev do okolních pixelů (tato metoda vede k obrázkům s viditelnými barevnými chybami) přes přesnější metody bilineární nebo bikubické interpolace okolních pixelů až po sofistikované víceprůchodové metody.

Bilineární interpolace poskytuje výrazně lepší výsledky než prosté rozšíření chybějících barev do okolních pixelů a přitom je dostatečně rychlá. Pokud je ale rozlišení optiky blízké velikosti jednotlivých pixelů, u jemných detailů vznikají barevné artefakty, jak ukazuje obrázek dole vlevo.

Syrový obraz nahoře s barvami dopočítanými bi-lineární interpolací (vlevo) a stejný syrový snímek, ale zpracovaný víceprůchodovým algoritmem rekonstrukce barev (vpravo)

Víceprůchodová metoda je výrazně pomalejší ve srovnání s jednoprůchodovou bilineární interpolací, její výsledky jsou ale zejména v detailech výrazně lepší. Tato metoda dovoluje využít rozlišení barevných kamer skutečně na maximum.

SIPS nabízí volbu metody interpolace Bayerovy masky v nástrojích „Image Transform“ i „New Image Transform“. Pro rychlé náhledy nebo v případě, že nejmenší zobrazený detail svými rozměry hodně převyšuje velikost jednoho pixelu (ať již vlivem optiky či atmosféry), je rychlá bilineární interpolace dostačující. Pro nejlepší výsledky je ale vhodné použít víceprůchodovou metodu.

Dodávky a balení

Kamery C3 jsou dodávány v pevných kufřících s pěnovou výplní obsahující:

  • Hlavu kamery s uživatelem zvoleným adaptérem. 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.

  • 2 m dlouhý USB 3.0 A-B kabel pro připojení kamery k počítači.

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

  • Tištěnou kopii manuálu kamery.

Kamery C3 jsou dodávány v kufříku vyplněném pěnou (vlevo), pokud je kamera objednána s externím filtrovým kolem, je použit větší kufřík (vpravo)

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