QHY411 M/C BSI Cooled Scientific Kameras

Gekühlte QHY411 M/C BSI Scientific Kameras

Mit 151 Megapixel die höchste Bildauflösung weltweit
Die QHY411 ist die höchstauflösenste gekühlte wissenschaftliche CMOS Kamera die zur Zeit weltweit angeboten wird. Der 151 Megapixel Back-Site-Illuminated SONY IMX411 Sensor verfügt über ein Array mit 14.192 x 10.640 Pixeln bei quadratischer 3,76μm Pixelgröße. Die Sensorgröße beträgt 54mm x 40mm. Die QHY 411 ist sowohl als monochrom- als auch in einer Farbversionen erhältlich.

Echte 16-Bit Digitalisierung mit 65 536 Graustufen
Die QHY 411 ist auch die weltweit erste wissenschaftliche CMOS-Kamera die die Bilder in echter 16bit Datentiefe mit 65.536 Graustufen ausliest. Die meisten CMOS Sensoren liefern nur Datentiefen von 12- bis14bit. Speziell in der astronomische Photometrie liefert ein Bild mit 16bit Datentiefe wesentlich genauere Messergebnisse. Einige Kameras kombinieren zwei 12bit-Ausgänge, um 16bit-Bilder zu erzeugen, aber die tatsächliche Anzahl der Graustufen ist immer nur noch 4096 x 2 = 8.192 Graustufen, was deutlich weniger als echte 16bit Datentiefe ist.

Extrem geringes Ausleserauschen, 1 Elektron bei hoher Verstärkung, 2,4e- bis 2,8e- bei schwacher Verstärkung
Der QHY 411 hat nur ein Elektron Ausleserauschens bei hoher Verstärkung und 1 Bild pro Sekunde (Datentiefe 16bit), 2 Bilder pro Sekunde (Datentiefe 8bit) hohe Auslesegeschwindigkeit. Nur 1 Elektron Ausleserauschens bedeutet, dass ein Pixel, welches nur 3 bis 4 Photonen aufnimmt, ein Signal to Noise (SNR)  >3 erreicht.

Dies ist eine perfekte Leistung, wenn die Aufnahmebedingungen "photonenbegrenzt" sind, d.h. bei kurzen Belichtungen, extrem lichtschwachen Aufnahmeobjekten usw., was diesen großflächigen Sensor ideal für Himmelsdurchmusterungen und time "domain-Astronomie" (Zeit basierend) macht.  Bei geringer Verstärkung beträgt das Ausleserauschen immer noch nur 2,4e bis 2,8e-.

Der Begriff "time Domain" Astronomie bezeichnet hier in der Astronomie Beobachtungsobjekte, die zeitbezogen ihre Position oder ihre Helligkeit oder beides ändern, also Planetoiden, Veränderliche Sterne, Exo Planeten Transits, Sternbedungen durch Planetoiden und ähnliche Objekte.

Full Well Kapazität von 44ke bei 3,76µm und 396ke- bei 11μm Pixelgröße
Ein Vorteil der Back-Site-Illuminated CMOS-Struktur ist die erhöhte Full Well Kapazität. Dies ist besonders hilfreich für Sensoren mit kleinen Pixelgrößen. Die QHY411 erreicht eine Full Well-Kapazität von 44ke bei ungebinnten 3,76μm Pixeln. Bei einem binning von 2x2 und 7,5μm Pixelgröße beträgt die Full Well Kapazität 176ke- und bei einem binning von 3x3 bis und 11μm Pixeln beträgt die Full Well Kapazität 396ke-.

Back-Site-Illuminated Sensor mit elektronischer "Rolling Shutter" und  geringem Dunkelstrom
Der QHY411-Sensor ist Back-Site-Illuminated und hat einen extrem geringen Dunkelstrom, wobei die Exmor BSI sCMOS-Technologie von SONY verwendet wird. Damit ist die Kamera nicht nur wegen des geringen Ausleserauschens ideal für kurze Belichtungen, sondern auch für lange Belichtungen, bei denen das Dunkelstromrauschen oft dominiert.  Um das Dunkelstromrauschen weiter zu reduzieren, wurde in die QHY411 die patentierte QHYCCD-Technologie zur Reduzierung des thermischen Rauschens und eine zweistufige thermoelektrische Kühlung integriert, um die Temperatur des Sensors zu reduzieren.

USB3.0 / 2 x 10Gigabit-Glasfaser Schnittstelle
Die QHY411 verfügt über eine USB3.0 und eine 2 x 10Gigabit-Faser-Schnittstelle. USB3.0 unterstützt 2 Bilder pro Sekunde Auslesegeschwindigkeit bei 8-Bit Datentiefe, und 1 Bild pro Sekunde1 FPS bei 16-Bit Datentiefe und kurze Datenblöcke von 2 Bilder pro Sekunde ebenfalls mit 16-Bit.  Die 10Gigabit Schnittstelle unterstützt kontinuierlich einen Datenstrom von 2,6 Bilder pro Sekunde bei 16-Bit Datentiefe. Eine OPTIONALE QHY PCIE Kit (#1931116 , € 3050) ist notwendig, um solch hohe Übertragungsraten zu erreichen.  Eine Grabberkarte ist jedoch nicht erforderlich, um die Kamera zu betreiben, da die Kamera auch mit einem USB3.0-Anschluss arbeiten kann.  Es gibt Anwender, die zwei oder mehr ethernetfähige Kameras besitzen, aber nur eine Kamera gleichzeitig betreiben wollen.  In diesem Fall muss nur eine Grabberkarte bestellt werden.  Sollen jedoch mehrere Kameras mit jeweils 2X10GB gleichzeitig betrieben werden, so wird die gleiche Anzahl von Grabberkarten benötigt.

Luft- und Wasserkühlung
Der QHY411 verfügt über eine 2-stufige TE-Kühlung, die nur mit Luft auf bis zu 30 Grad Celsius unter die Umgebungstemperatur oder mit zusätzlicher Wasserzirkulation auf bis zu 45 Grad Celsius unter die Umgebungstemperatur kühlt.  

QHY411 Leistungskurven

Als wissenschaftliche Kamera ermöglicht die QHY411 dem Benutzer Zugriff auf verschiedenen Auslesemodi des Sensors, um maximale Flexibilität und Einsatz der Kamera in einer Vielzahl von Bildanwendungen zu ermöglichen.  Derzeit gibt es 8 Auslesemodi (weitere können in Zukunft aktiviert werden).  Unterschiedliche Auslesemodi führen zu unterschiedlichem Verhalten in der Full Well Kapazität, dem Ausleserauschen und einigen anderen Faktoren. Die acht Auslesemodi sind die Modi 0 bis 7. Die folgenden Diagramme zeigen die Systemverstärkung, das Ausleserauschen und die Full Well-Kapazität für jeden dieser 8 Modi.

Wenn Sie weitere Fragen haben, senden Sie uns bitte eine E-Mail an kontakt (at) baader-planetarium.de.

Bitte beachten Sie die zusätzlichen Angaben unter dem TAB "Downloads".