ATR585M - астрономическая DSO-камера

Описание и характеристики

Камера ATR585M (ATR3CMOS08300KMA) разработана специально для астрофотографии. Она в основном используется для съемки объектов глубокого космоса, поскольку имеет охлаждаемый CMOS-сенсор, сверхнизкий уровень шума считывания и отсутствие свечения усилителя. Ее также можно использовать для съемки планет. Ее исключительные характеристики и широкий спектр применения подарят вам великолепный опыт в астрофотографии.

Ниже перечислены характеристики ATR585M:

• Монохромный цветной CMOS-сенсор IMX 585
• Разрешение: 3840 x 2160
• Квадратный пиксель 2,9 мкм
• Оптический формат 1/1,2 дюйма
• 12-битный АЦП
• 512 Мбайт памяти
• Точное регулирование температуры
• Чувствительность G: 59560970 мВ при выдержке 1/30 с
• Zero Amp-Glow
• Низкий уровень шума: от 0,5046 до 3,045,18e- 
• Поддержка режима высокой частоты кадров (24 кадра в секунду при считывании всех пикселей по 12 битам).
• Максимальное отношение сигнал/шум: 456 дБ 
• Динамический диапазон: 885,6 дБ (HDR)
• -35°C ниже температуры окружающей среды при кратковременном воздействии / -45°C при длительном воздействии (> 1 с)

2. Технические характеристики и производительность ATR585M

2.1 Технические характеристики камеры

2.2 Кривая квантовой эффективности SmartSens IMX585

Чувствительность датчика G ATR585M составляет 9560 мВ при выдержке 1/30 с. Его спектральная чувствительность показана на рисунке (см.выше).

2.3 12-битный АЦП и ROI

ATR585M имеет встроенный 12-битный АЦП. Он также поддерживает 12-битный режим вывода для аппаратного биннинга и меньшего разрешения. Камера также поддерживает аппаратный ROI, и чем меньше размер ROI, тем выше частота кадров.

В таблице 2 показана частота кадров ATR585M в 12/8-битном режиме, при использовании интерфейса передачи данных USB3.0 / USB2.0 и различном разрешении:

2.4 DDR3 буфер

Камера ATR585M оснащена буфером DDR3 объемом 512 МБ (4 Гб), что помогает поддерживать стабильность передачи данных и эффективно снижает эффект свечения усилителя, возникающий из-за возможности временной буферизации данных изображения без их быстрой отправки на приемник.

2.5 Сортировка по ячейкам

ATR585M поддерживает цифровое объединение пикселей от 1:1 до 8:8 как методом стекирования, так и методом усреднения, а также аппаратное объединение пикселей от 1:1 до 2:2 методом усреднения. Аппаратное объединение пикселей значительно быстрее, чем программное.

2.6 Переключатель коэффициента усиления преобразования

ATR585M поддерживает переключение режимов HCG, LCG и HDR.

2.7 Система питания и охлаждения для точной регулировки температуры

Пожалуйста, имейте в виду, что камера может питаться только от источника постоянного тока 12 В 3 А.

Система охлаждения ATR585M представляет собой двухступенчатое термоэлектрическое охлаждение (TEC) с регулируемым электрическим вентилятором, способствующим рассеиванию тепла.

Система термоэлектрического охладителя управляется ПИД-регулятором, что позволяет точно регулировать температуру термоэлектрического охладителя до заданного значения с отклонением в 0,1 °C.

Рабочную температуру можно регулировать до заданного значения, а эффективное снижение температуры может составлять -42°C от температуры окружающей среды. Такая эффективная система охлаждения гарантирует стабильность изображения и его качество.

2.8 Zero Amp-Glow

Фотоаппарат ATR585M был тщательно разработан и способен обеспечить съемку без эффекта свечения усилителя. На рисунках 3 и 4 показаны снимки, сделанные разными камерами при температуре 20°C и выдержке 5 минут, с эффектом свечения усилителя и без него. Для сравнения, изображение, полученное с помощью ATR585M, не демонстрирует эффекта свечения усилителя.

Рисунок 3. Ампер-свечение

Рисунок 4. Нулевое свечение тока.

2.9 Анализ производительности камеры

Работоспособность камеры можно оценить с помощью параметров e-/ADU, шума считывания, полного заполнения ячейки и динамического диапазона.

e-/ADU: Датчики, используемые в камерах для машинного зрения, имеют пиксели, которые преобразуют поступающие фотоны в электроны. Коэффициент усиления в CCD/CMOS-камере представляет собой коэффициент преобразования электронов (e-) в цифровые значения, или аналого-цифровые единицы (ADU). Коэффициент усиления выражается как количество электронов, преобразованных в цифровое число, или электронов на ADU (e-/ADU).

Шум считывания: Шум считывания возникает в электронике камеры в процессе считывания, поскольку электроны подвергаются аналого-цифровому преобразованию, усилению и обработке, которые позволяют получить изображение. Шум считывания является наиболее важным показателем для оценки производительности камеры. Более низкий уровень шума считывания обычно означает лучшее отношение сигнал/шум и лучшее качество изображения.

Полная емкость ячейки: Электроны удерживаются в каждом пикселе и преобразуются в электрический заряд, который можно измерить, чтобы показать количество света, попавшего на каждый пиксель. Максимально возможный электрический заряд называется «емкостью полной ячейки». При одинаковых условиях, таких как уровень шума и качество АЦП, чем больше емкость полной ячейки у сенсора, тем шире его динамический диапазон. Поскольку существует ограничение на глубину, до которой могут быть изготовлены пиксели, емкость полной ячейки часто пропорциональна площади передней поверхности светособирающего элемента пикселя.

Динамический диапазон: Динамический диапазон — это отношение максимального уровня выходного сигнала к уровню шума при минимальном усилении сигнала (уровень шума — это среднеквадратичное значение шума в черном изображении). Уровень шума камеры включает шум считывания сенсора, шум обработки камеры и шум темного тока. Динамический диапазон отражает способность камеры отображать/воспроизводить самые светлые и самые темные участки изображения, а также количество промежуточных значений. Технически это внутрикадровый динамический диапазон. В одном изображении может быть участок, полностью черный, и участок, полностью насыщенный.

Для камер серии ATR значение усиления отображается в режиме xxx%. Здесь xxx используется в качестве оси x (значение усиления) для описания характеристик камеры.

Все приведенные ниже данные были получены с помощью SharpCap с драйвером ASCOM:

Ниже показаны настройки камеры, использованные для анализа эффективности ХГЧ:

• Полное разрешение
• 12-битный RAW-режим
• Температура: -10°C

Данные анализа камеры представлены в таблице 3 :

Настройки камеры, использованные для анализа производительности LCG, показаны ниже:

• Полное разрешение
• 12-битный RAW-режим
• Температура: -10°C

Данные анализа камеры:

Данные анализа камеры.

3. Комплектация и подключения продукта

Размеры и крепление ATR585M.

Схема и интерфейс камеры.

3.4 Механическое соединение камеры с адаптером

ATR585M можно подключить к телескопу с помощью соответствующего адаптера или к объективу камеры. Наиболее распространенные адаптеры уже входят в комплект, но мы также предоставляем некоторые специальные адаптеры в зависимости от требований.

Диаметр внутренней резьбы для подключения к датчику составляет 17,5 мм. ATR585M поставляется с креплением M42x0.75 и может напрямую подключаться к телескопу с резьбой M42x0.75.

Камера ATR585M также может подключаться к телескопам с окулярами 1,25" или 2" с помощью адаптеров M42M-1,25" или M42M-2". На рисунке 10 показано соединение камеры и адаптера. После того, как адаптер прикручен к камере, камеру можно вставить в окулярную трубу телескопа. 

Камера и её адаптерные соединения.

3.5 Механическое соединение камеры с объективом

Подключение камеры и объектива.

3.6 Электрическое соединение камеры с аксессуарами

На задней панели ATR585M расположены 3 разъема: разъем питания DC 12V/3A, порт USB 3.0/USB 2.0 и USB-концентратор.

Из-за значительно большего энергопотребления IMX585, ATR585M (включая систему охлаждения) теперь загружается только от источника питания 12 В/3 А. USB 3.0 больше не работает как источник питания, а только как способ передачи данных. USB-концентратор обеспечивает подключение к другим устройствам, что позволяет пользователю избежать путаницы с кабелями. После подключения другого устройства через USB-концентратор, оно будет подключено к ПК через порт USB 3.0/USB 2.0.