QHY461M PH, BSI Medium Size CMOS Kamera, gekühlt (#1931294 , € 12650)
Neue - speziell für die anspruchsvollsten Amateur-Astrofotografen - entwickelte CMOS Kamera von QHY
Die monochrome QHY461M PH ist eine komplette Neuentwicklung der größeren, wissenschaftlichen Kamera des monochromen Modells QHY 461M Pro. Sie besitzt ein kompakteres Gehäuse und verfügt NICHT über die wissenschaftlichen Funktionen der QHY461 M/C PRO, BSI Cooled Scientific Kameras (verschiedene Versionen / Varianten erhältlich) . Dazu gehören unter anderem die beiden 2 x 10 GB Glasfaserschnittstellen, GPS Zeiterfassung, programmierbarer FPGA und dem externen Triggereingang. Auch eine optionale zusätzliche Wasserkühlung ist nicht verfügbar.
Die Daten werden über eine Standard USB 3.0 Schnittstelle an den PC übertragen. Ansonsten ist die Leistung der QHY461 PH im wesentlichen identisch mit der wissenschaftlichen Version. Der Hauptvorteil der QHY461M PH besteht darin, dass sie alle für die Astrofotografie wichtigen Funktionen und Leistungen zu einem deutlich niedrigeren Preis als die QHY461M Pro bietet.
Der Sony BSI CMOS IMX 461 Sensor
Hochauflösender, wissenschaftlicher CMOS-Sensor Sony IMX 461 mit 102 Megapixeln
Der Sony IMX461 ist ein BSI Exmor R Sensor mit ähnlicher Architektur des größeren Bruders, dem IMX411. Der Sensor hat eine Größe von 44mm x 33mm bei 55mm Bilddiagonale. Das Array hat 11.656 x 8.742 Pixel (102 Megapixel) bei quadratischen 3,76 µm Pixeln. Er hat eine maximale Quanteneffizienz bei gleichzeitig hohem Dynamikbereich.
Echte 16 Bit Analog Digitalisierung mit 65.536 Graustufen
Der IMX ist der weltweit erste wissenschaftliche CMOS Sensor mit einem 16 Bit AD-Wandler "on board". Die Datenausgabe liefert echte 16 Bit mit 65.536 Graustufen. Im Vergleich zu Kameras 12/14 Bit Sensoren bietet die QHY461 PH eine höhere Abtastauflösung und die Systemverstärkung beträgt weniger als 1e-/ADU bei sehr geringem Ausleserauschen.
Sehr geringes Ausleserauschen von nur 1 Elektron bei hoher Verstärkung
Die QHY461M PH hat nur ein Elektron Ausleserauschen (1 e-) bei hoher Verstärkung und eine hohe - für die große Dimension des Sensors - Auslesegeschwindigkeit von 1,3 Bilder pro Sekunde (fps) bei 16 Bit, bzw. 2,7 Bilder pro Sekunde bei 8 Bit AD Wandlung.
Quanteneffizienz und niedriges Dunkelstromrauschen
Die BSI Technik des IMX461 Sensors führt zu einer außerordentlichen hohen Quanteneffizienz (max. 90% bei 540nm) und weist dank der Exmor BSI sCMOS-Technologie von SONY einen extrem niedrigen Dunkelstrom auf. Das bedeutet, dass die Kamera aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und ihres geringen Ausleserauschens nicht nur für kurze Belichtungszeiten, sondern auch für lange Belichtungszeiten geeignet ist, bei denen das Dunkelstromrauschen oft dominiert.
Die Quanteneffizienz des IMX 461 in Abhängigkeit der Wellenlänge
Full-Well-Kapazität von 50 ke- im Standardmodus und bis zu 720 ke- im erweiterten Modus
Ein weiterer Vorteil der BSI CMOS-Struktur ist die erhöhte Full-Well-Kapazität. Dies ist besonders wichtig für Sensoren mit kleinen Pixeldimensionen. Selbst bei ungebinnten 3.76 µm Pixeln hat die QHY461 PH eine Full-Well-Kapazität von 50 ke-. Bei einem Binning von 2x2 auf 7,5 µm beträgt die Full-Well-Kapazität bereits 204 ke- und bei einem Binning von 3x3 auf 11 µm 408 ke-. Als weiteres technisches Highlight bietet QHY461 PH 4 verschiedene Auslesemodi des Sensors zur Verfügung, darunter einen erweiterten Full-Well-Modus. Im erweiterten Modus beträgt die Full-Well-Kapazität 80 ke- unbinned, 320 ke- binned 2x2 und 720 ke- binned 3x3.
Echte Rohdaten
Viele DSLR Kameras verfügen über eine RAW Bildausgabe, die jedoch in der Regel nicht vollständig ohne interne Verarbeitung erfolgt. Bei näherer Betrachtung sind einige Spuren der Rauschunterdrückung und der Entfernung von Hot Pixeln sichtbar. Dies kann sich in der Astronomie negativ auf das Bild auswirken. Die QHY461M PH (und auch die anderen QHY Modelle mit einer 16 Bit AD Wandlung) bietet jedoch eine ECHTE RAW-BILDAUSGABE und erzeugen ein Bild, das nur aus den ORINALSIGNALEN der einzelnen Pixeln besteht, wodurch die maximale Flexibilität für astronomische Bildverarbeitungsprogramme und andere wissenschaftliche Bildverarbeitungsanwendungen erhalten bleibt.
Anti-Tau-Technologie und Ausleseglühen des Verstärkers
Die Technik der QHY461M PH basiert auf fast 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung gekühlter CMOS Kameras und bietet Lösungen zur Vereisungs- und Taukontrolle. Das optische Eintrittsfenster verfügt über eine eingebaute Heizung, um Taubeschlag auf dem Eintrittsfenster und die Sensorkammer vor interner Feuchtigkeitskondensation zu schützen. Der Sensor selbst wird mit unserem Trockenmittelröhrensockeldesign zur Kontrolle der Feuchtigkeit in der Sensorkammer trocken gehalten. Die QHY461M PH zeigt selbst bei langen Belichtungszeiten kein Verstärkerglühen.
Erweiterte Hightech Funktionen
Neustart der Kamera mit Power on/off
Die Elektronik der Kamera ist so ausgelegt, dass die Spannungsversorgung von +12V zum Neustart der Kamera verwendet werden, OHNE dass die USB Schnittstelle getrennt und neu wieder angeschlossen werden muss. Das bedeutet, dass Sie die Kamera neu starten können, indem Sie einfach die +12V abschalten und sie dann wieder einschalten. Diese Funktion ist unabdingbar für den remote Betrieb eines Teleskops! Sie können einfach ein remote zu steuerndes Netzteil verwenden, um die Kamera neu zu starten.
Funktion zur Unterdrückung des zufälligen thermischen Rauschens
Bestimmte Arten des thermischen Rauschens können sich bei BSI CMOS Kameras mit der Zeit verändern (Stichwort:Alterung von elektronischen Bauteilen). Das hat zur Folge, dass jedes Bild eine individuelle Charakteristik des thermischen Rauschens hat, was die Reduzierung durch Abzug eines Dunkelbildes erschwert.
Die QHY461M PH setz eine innovative, firmeneigene Technologie ein, die das Ausmaß des zufälligen thermischen Rauschens erheblich reduziert.
Optimierung der USB Geschwindigkeit zur Minimierung der horizontalen Streifenbildung
CMOS Sensoren zeigen in der Regel eine gewisse horizontale Streifenbildung (siehe Abbildung). Üblicherweise werden diese zufälligen horizontale Streifen durch die Addition mehrerer Rohbilder entfernt, so dass sie das endgültige Bild nicht beeinträchtigen.
Das so genannte periodische horizontale Banding wird jedoch beim Stacking nicht entfernt, so dass es im endgültigen Bild sichtbar werden kann. Durch Anpassen der USB-Übertragungsgeschwindigkeit im Einzelbild- oder Livebild Modus kann der Nutzer die Frequenz des CMOS-Sensortreibers anpassen, die Übertragungsfrequenz optimieren und somit die horizontale Streifenbildung unterdrücken.
Links ein Beispiel für das typische periodische horizontales Rauschen bei der Standard USB Übertragungsfrequenz. Rechts nach Optimierung der Übertragungsfrequenz mit starker Reduzierung des Bandings
Die wichtigsten technische Daten der QHY461M PH:
- Sensor: Sony BSI IMX 461,
- Sensorauflösung: 102 Megapixel mit der Pixelgröße 3,76 µm x 3,76 µm
- Sensorgröße: 44 x 33 mm, Bilddiagonale 55 mm
- AD Wandelung: unverfälschte, echte 16 Bit (65.536 Graustufen)
- Ausleserauschen: 1e- bis 3,7 e- (je nach Auslesemodi)
- Datenschnittstelle: USB 3.0
- Full Well: bis zu 720 ke- je nach Auslesemodus bei hohem Dynamikbereich
- Quanteneffizienz: max. 90% bei 450 Nanometer
- Dunkelstromrauschen: extrem gering
- Verstärker-Glühen: nicht vorhanden
- Rauschunterdrückung: vom Nutzer frei wählbar
- Bildauslesung: 4 verschiedene Modi, vom Nutzer frei wählbar
Hier beschreiben wir Ihnen ausführlich die Vorteile des modernen Sony IMX 461 CMOS Sensors im Vergleich mit einem CCD Sensor, der jahrelang die erste Wahl in der bildgebenden Amateurastronomie war
Baader Blogpost:
Ein Vergleich der technischen Daten zwischen dem Sony CMOS Sensor IMX 461 und dem Kodak CCD KAF 16803 Sensor - CMOS vs. CCD
This entry was posted on 9. März 2023
