Caméra CMOS Moravian Instruments C2-12000 avec capteur Sony IMX253
Les caméras C2 sont conçues pour fonctionner en coopération avec un ordinateur personnel (PC) hôte. Contrairement aux appareils photo numériques, qui fonctionnent indépendamment sur l'ordinateur, les appareils photo scientifiques nécessitent généralement un ordinateur pour le contrôle du fonctionnement, le téléchargement, le traitement et le stockage des images, etc. Pour faire fonctionner l'appareil photo, vous avez besoin d'un ordinateur qui :
- Est compatible avec une norme PC et exécute un système d'exploitation Windows moderne 32 ou 64 bits
- Est un ordinateur basé sur x86 ou ARM et exécute un système d'exploitation Linux 32 ou 64 bits
- La prise en charge des ordinateurs Apple Macintosh x64 est également incluse.
Les caméras C2 sont conçues pour être connectées au PC hôte via une interface USB 3.0, fonctionnant à 5 Gbit/s. Les caméras sont également compatibles avec le port USB 2.0 pour communiquer avec un PC hôte.
Alternativement, il est possible d'utiliser le Adaptateur Ethernet pour caméra morave appareil. Cet appareil peut connecter jusqu'à quatre caméras Cx (avec capteurs CMOS) ou Gx (avec capteurs CCD) de tout type et offre une interface Ethernet 1 Gbps et 10/100 Mbps pour une connexion directe au PC hôte. Étant donné que le PC utilise ensuite le protocole TCP/IP pour communiquer avec les caméras, il est possible d'insérer un adaptateur WiFi ou un autre périphérique réseau sur le chemin de communication.
Les caméras C2 nécessitent une alimentation externe de 12 V CC pour fonctionner. L'adaptateur mural fournissant la tension appropriée est livré avec chaque caméra.
Notez que l'appareil photo doit être connecté à un système optique (par exemple le télescope) pour capturer des images. L'appareil photo est capable de réaliser de longues expositions, nécessaires pour acquérir la lumière d'objets faibles. Si vous prévoyez d'utiliser l'appareil photo avec le télescope, assurez-vous que l'ensemble de la configuration télescope/monture est capable de suivre l'objet cible en douceur pendant de longues expositions.
La tête de caméra C2 est conçue pour être facilement utilisée avec un ensemble d'accessoires pour répondre à divers besoins d'observation. La tête de caméra elle-même est fabriquée en deux variantes différentes :
-
Caméra avec roue à filtres interne.
-
Caméra avec port de contrôle pour roue à filtres externe. Ce modèle permet la fixation de plusieurs variantes de roues à filtres externes avec différents nombres de positions et tailles de filtres.
Facteurs de conversion et bruit de lecture
Généralement, de nombreuses caractéristiques des capteurs dépendent du gain utilisé. Par conséquent, nous proposons deux listes de paramètres pour le gain minimal et maximal.
Paramètres caméra/capteur pour les capteurs avec pixels de 3,45 × 3,45 μm :
| Résolution de numérisation
|
12 bits |
12 bits |
8 bits |
8 bits |
| Gain du capteur
|
0 dB |
24 dB |
0 dB |
24 dB |
| Pleine capacité du puits
|
11000 e -
|
1100 e -
|
2600 e -
|
1100 e -
|
| Facteur de conversion
|
2.8 e- /ADU |
0,3 e - /ADU |
10.0 e - /ADU |
4.4 e- /ADU |
| Lire le bruit |
2.2e- RMS |
2.0e - RMS |
4.2e- RMS |
9,7e - RMS |
Paramètres caméra/capteur pour capteurs avec pixels 4,50 × 4,50 μm :
| Résolution de numérisation
|
12 bits |
12 bits |
| Gain du capteur
|
0 dB |
24 dB |
| Pleine capacité du puits
|
26000 e -
|
2100 e -
|
| Facteur de conversion
|
6.3 e- /ADU |
0,5 e - /ADU |
| Lire le bruit
|
5.3e - RMS |
3,9 e - RMS |
Appareil photo électronique
Le contrôle des capteurs d'obturateur roulant diffère considérablement du contrôle des capteurs d'obturateur globaux et les composants internes de la caméra C2-9000 sont donc assez différents des autres modèles C2.
Le C2-9000 contient 256 Mo de mémoire intégrée, capable de stocker jusqu'à 14 images en pleine résolution. L'API de l'appareil photo permet des expositions séquentielles, au cours desquelles les images à courte exposition sont stockées en mémoire, peut-être plus rapidement que l'ordinateur hôte n'est capable de les lire. Les expositions séquentielles sont interrompues lorsque la mémoire interne est remplie d'images, non encore lues par le PC hôte. Comme expliqué précédemment, les capteurs à obturateur roulant sont capables d'effectuer une exposition d'image tout en numérisant l'image précédente.
Gain de la caméra
Les capteurs utilisés dans les caméras C2 offrent un gain programmable de 0 à 24 dB, ce qui se traduit par une multiplication du signal de sortie de 1× à 15,9×. Le gain peut être réglé par pas de 0,1 dB.
Contrôle de l'exposition
Les caméras C2 sont capables de réaliser des expositions très courtes. Le temps d'exposition le plus court est de 125 μs (1/8000 de seconde). C'est également l'étape par laquelle le temps d'exposition est exprimé. Ainsi, la deuxième exposition la plus courte est de 250 μs, etc.
La durée d'exposition longue est contrôlée par le PC hôte et il n'y a pas de limite supérieure sur la durée d'exposition. En réalité les poses les plus longues sont limitées par la saturation du capteur soit par la lumière entrante, soit par le courant d'obscurité (voir le sous-chapitre suivant).
Obturateur mécanique
Les caméras C2 sont équipées d'un obturateur mécanique, ce qui constitue une fonctionnalité importante permettant des observations sans surveillance (installations entièrement robotisées ou simplement à distance). Sans obturateur mécanique, il n'est pas possible d'acquérir automatiquement les images sombres, nécessaires au bon calibrage de l'image, etc.
L'obturateur mécanique des caméras C2 est conçu pour être aussi fiable que possible, le nombre de cycles d'ouverture/fermeture est pratiquement illimité, car il n'y a pas de surfaces frottant les unes contre les autres. Le prix à payer pour une grande fiabilité est la lenteur de l’obturation. Heureusement, l'obturation mécanique n'est pas nécessaire pour le contrôle de l'exposition, mais uniquement pour prendre des images sombres et éventuellement des images polarisées : tous les capteurs CMOS utilisés sont équipés d'un obturateur électronique.
Le micrologiciel de l'appareil photo optimise le fonctionnement de l'obturateur pour éviter les mouvements inutiles. Si une série d'images lumineuses est prise immédiatement l'une après l'autre, l'obturateur reste ouvert pour ne pas introduire de retard assez significatif dans le cycle fermeture/ouverture entre les images lumineuses suivantes. Si l'image suivante est une image sombre ou biaisée, l'obturateur se ferme avant l'exposition et vice versa — l'obturateur reste fermé si une série d'images sombres est acquise et s'ouvre uniquement avant l'image claire suivante. Si aucune exposition n’est prise pendant env. 5 secondes lorsque l'obturateur est ouvert, le micrologiciel de l'appareil photo ferme l'obturateur pour protéger le capteur de la lumière entrante
Refroidissement et alimentation
Le refroidissement thermoélectrique régulé est capable de refroidir le capteur CMOS jusqu'à 45 °C en dessous de la température ambiante. Le côté chaud Peltier est refroidi par ventilateur. La température du capteur est régulée avec une précision de +/-0,1 °C. La chute de température élevée et la régulation précise garantissent un courant d'obscurité très faible pour les longues expositions et permettent un calibrage correct de l'image.
La tête de caméra contient deux capteurs de température : le premier capteur mesure directement la température du capteur CMOS. Le second mesure la température à l’intérieur de la coque de la caméra.
Les performances de refroidissement dépendent légèrement de la quantité de chaleur générée par un capteur utilisé dans la caméra :
-
En général, les capteurs à plus faible résolution génèrent moins de chaleur et atteignent ainsi une température plus basse.
-
Les caméras de la version « A », utilisant des capteurs avec des modes de lecture limités, génèrent également moins de chaleur et atteignent des températures plus basses.
Les performances de refroidissement dépendent également des conditions environnementales ainsi que de l'alimentation électrique. Si la tension d'alimentation descend en dessous de 12 V, la chute de température maximale est inférieure.
