QSI 660
La caméra modèle QSI 660 utilise un capteur d'image Sony CCD de 6,1 mégapixels. Cette nouvelle génération de capteur Sony offre une sensibilité remarquable avec un pic QE de plus de 75%. La haute sensibilité, la large plage dynamique, les doubles taux de lecture, les performances à faible bruit et les roues de filtres de couleur internes à 5 ou 8 positions font du QSI 660 la solution idéale pour une large gamme d'applications d'imagerie scientifiques, médicales, astronomiques et industrielles exigeantes.
Le QSI 660wsg est disponible avec un port de guidage intégré (IGP) permettant aux astronomes de guider en utilisant la lumière du télescope principal tout en captant la lumière de l'étoile guide devant les filtres.
Le système de caméra 660 est pris en charge par un logiciel d'acquisition d'images d'astronomie et de microscopie de pointe et une API de contrôle de caméra complète est disponible pour créer des applications Windows ou Linux personnalisées.
Capteur d'image CCD haute performance
Capteur d'image 6.1mp
Le capteur 2758×2208 du QSI 660 offre une résolution extrêmement élevée avec son pixel de 4,54 µm.
La conception compacte et la roue de filtre couleur interne du QSI 660ws permettent d'obtenir des images filtrées sans vignettage, même avec des systèmes optiques très rapides.
La caméra QSI 660 utilise un capteur d'image CCD à transfert interligne Sony ICX694 de 6,1 mégapixels avec la technologie des microlentilles. Le capteur Sony ExView a une sensibilité exceptionnelle sur toute la bande visuelle avec une efficacité quantique maximale de 77 % ainsi qu'un courant d'obscurité remarquablement faible. Le capteur dispose d'une protection antiblooming et d'un obturateur électronique rapide. Des micro-lentilles recouvrent la surface du CCD pour focaliser la lumière dans chaque pixel de 4,54 µm afin d'augmenter la réponse optique. Voir l'onglet Spécifications ci-dessous pour plus de détails.
Performance technique de pointe
Conception haute performance
Deux chaînes de traitement analogiques distinctes, offrant des taux de lecture doubles, permettent à la série QSI 600 d'atteindre deux objectifs d'imagerie apparemment incompatibles. Le mode haute qualité de la série QSI 600 offre le rapport signal sur bruit (SNR) le plus élevé possible pour les applications nécessitant le bruit le plus faible et la plage dynamique la plus large possible. Le mode haute vitesse a un taux de lecture de 8 MHz offrant des lectures à grande vitesse à plusieurs images par seconde. Le mode de lecture est facilement modifiable sous le contrôle du programme, offrant une flexibilité exceptionnelle en ajustant les performances de la caméra aux objectifs d'imagerie souhaités.
- Toutes les caractéristiques de performance importantes, y compris la linéarité, le bruit de lecture et le transfert de photons (gain), sont testées et confirmées lors de la fabrication. La synchronisation et les tensions de chaque caméra sont soigneusement définies lors de la fabrication pour assurer une efficacité de transfert de charge maximale et pour minimiser l'injection de charge et d'autres sources de bruit secondaires. Le profilage ResearchSpec® exclusif de QSI garantit des performances optimales pour chaque caméra.
- Des pratiques de conception sophistiquées à signaux mixtes sont utilisées dans toute la caméra. Cela permet une conception très compacte tout en éliminant les interférences du bruit conduit et rayonné. Des circuits imprimés multicouches et des composants à montage en surface conformes à ROHS sont utilisés exclusivement. Une méthodologie unique d'empilage de circuits imprimés élimine les fils d'interconnexion qui pourraient réduire la fiabilité.
- Une alimentation à découpage soigneusement conçue et isolée génère toutes les tensions nécessaires pour faire fonctionner la caméra à partir d'une seule source d'alimentation 12 V CC. Les pratiques de conception à faible bruit et les techniques de filtrage avancées éliminent complètement tout impact mesurable sur les performances de bruit de la caméra.
- L'aspect le plus important de la conception d'une caméra CCD est sans doute le sous-système de traitement vidéo. C'est là que presque toutes les caractéristiques de performance de l'appareil photo sont établies. Le traitement vidéo de la série 600 commence par un préampli de précision à très faible bruit pour amplifier avec précision le signal de pixel de niveau microvolt du capteur d'image CCD. Ce signal est ensuite traité par un double échantillonneur corrélé (CDS) pour réduire le bruit de lecture temporel dans le signal de pixel. Le conditionnement de signal ultérieur alimente ensuite le niveau de pixel vers un convertisseur analogique-numérique (ADC) 16 bits de précision à grande vitesse où il est converti en une valeur numérique comprise entre 0 et 65535. Le bruit de lecture apporté par l'ensemble de ce sous-système est extrêmement faible. Si petit en fait, qu'il est pratiquement indétectable, contribuant à moins de 1/30 du bruit de lecture combiné d'un capteur d'image typique. Le faible bruit de lecture et le gain de caméra soigneusement choisi offrent une excellente plage dynamique. La linéarité est également exceptionnelle, limitée uniquement par le capteur d'image CCD lui-même.
Conception raffinée
Suffisamment petit pour se cacher derrière un CD-ROM, la famille de la série QSI 600 moyen format établit de nouvelles normes pour les caméras CCD scientifiques complètes et hautes performances. L'apparence saisissante, le design raffiné et l'ajustement et la finition supérieurs ne font que suggérer les performances techniques avancées qui se cachent à l'intérieur. Certains l'ont décrit comme une œuvre d'art.
Une caractéristique déterminante de la série 600 est la conception flexible qui permet trois styles de corps progressivement configurés avec un impact minimal sur la taille globale. La taille du boîtier d'une caméra dépend des fonctions internes installées. Le boîtier Slim est la version la plus fine et peut être utilisé avec des CCD intégrant un obturateur électronique. Le corps Medium offre un espace supplémentaire pour un obturateur mécanique interne. Le corps complet permet l'installation de l'obturateur et d'une roue à filtres à cinq positions avec filtres interchangeables.
Conçue avec une utilisation intensive d'outils de conception CAD-CAM sophistiqués, la série QSI 600 est usinée CNC à partir d'un alliage d'aluminium de qualité aéronautique. Les composants du corps anodisés finement finis sont assemblés avec du matériel en acier inoxydable résistant à la corrosion.
Petit, léger et fin
La série 600 est conçue pour prendre en charge les capteurs d'image avec une diagonale maximale de 22,5 mm. Pour cette classe d'appareils photo, ils sont étonnamment compacts. À seulement 4,45 pouces carrés, la caméra Slim Body ne mesure que 1,68 pouces de profondeur, occupe moins de 30 pouces cubes et pèse moins de 26 onces. Même un appareil photo complet avec obturateur et roue de filtre couleur ne fait que 2,5″ de profondeur et à peine 40 onces. En fait, le faible encombrement est la limite pratique pour une caméra avec une roue à filtres à 5 positions utilisant des filtres standard filetés de 1,25″ ou 31 mm non montés.
Garder la profondeur de la caméra au minimum était un des premiers objectifs de conception. Non seulement le backfocus est minimisé, mais le bras de levier de la caméra est réduit, ce qui se traduit par une plus grande stabilité. L'obturateur et la roue à filtres ont été placés à l'intérieur du corps, très près du capteur d'image, réduisant ainsi la mise au point arrière et la profondeur globale. L'électronique de contrôle de mouvement est en fait enterrée dans la plaque de montage de l'obturateur/filtre de 0,12″ d'épaisseur pour réduire davantage la profondeur. Le fait de tirer les ventilateurs de refroidissement et les dissipateurs de chaleur dans le corps a entraîné une autre réduction significative de la profondeur. Enfin, le fait que tous les câbles électriques et les tuyaux de recirculation de l'échangeur de chaleur liquide en option sortent du corps dans la même direction et perpendiculairement à l'axe optique garantissaient un ajustement sans interférence dans les espaces restreints.
Refroidissement efficace et à faible consommation du capteur CCD
La clé de la conception compacte des caméras de la série 600 est un sous-système de refroidisseur thermoélectrique (TEC) personnalisé à 2 étages très efficace. Des ventilateurs de refroidissement intelligents et programmables sont intégrés à l'arrière du boîtier de la caméra pour éliminer la chaleur générée par le refroidisseur. En règle générale, le refroidissement par air forcé abaisse la température régulée du CCD jusqu'à 45 °C en dessous de la température ambiante en utilisant 85 % de puissance. Une régulation de température serrée de +/- 0,1°C est maintenue à des réglages de température de 10°C en dessous de la température ambiante et inférieure. Un échangeur de chaleur liquide mince (illustré à droite) peut être fixé à l'arrière du boîtier de la caméra pour augmenter encore le refroidissement, jusqu'à 55 °C en dessous de la température du fluide en circulation.
Le capteur d'image CCD refroidi est positionné dans une chambre environnementale hermétiquement fermée recouverte d'une fenêtre optique de précision à revêtement anti-reflet. La chambre est purgée avec un gaz rare ultra sec pour augmenter la conduction thermique et éliminer la possibilité de formation de givre à l'intérieur de la chambre. Pour prolonger la période utile avant qu'une nouvelle purge ne soit nécessaire, un déshydratant à microtamis rechargeable par l'utilisateur est utilisé pour piéger les molécules d'eau qui pénètrent dans la chambre. Il est situé derrière une membrane submicronique perméable aux gaz pour empêcher la contamination particulaire de la chambre CCD.
Refroidissement et courant d'obscurité
Un refroidissement efficace du capteur d'image CCD est essentiel pour l'imagerie à longue exposition, en particulier en astronomie. Les électrons générés thermiquement s'accumulent dans les pixels au fil du temps et entrent en compétition avec les photo-électrons qui composent l'image. Cette accumulation d'électrons thermiques est connue sous le nom de « courant d'obscurité ». Il abaisse la plage dynamique du capteur et réduit le rapport signal sur bruit. Finalement, les électrons générés thermiquement submergeront l'image.
Heureusement, le courant d'obscurité peut être considérablement réduit en refroidissant le CCD. Les capteurs Sony ExView CCD accumulent des électrons thermiques à un taux d'environ 4 électrons par seconde par pixel à 25°C. A chaque baisse de température d'environ 6°C, le courant d'obscurité est réduit de moitié. Là où une exposition de 10 minutes pourrait générer 2400 électrons thermiques à 25°C, elle n'en produira qu'environ 10 à -25°C. Il s'agit d'un très petit nombre par rapport au bruit de lecture du CCD et à la pleine capacité des pixels.
Deux obturateurs et une roue à filtres
Obturateur électronique
Le QSI 660 utilise l'obturateur électronique intégré au capteur d'image Sony ICX694 CCD pour contrôler les expositions. La synchronisation de l'obturateur est très précise et peut aller de 100 microsecondes à 240 minutes. L'obturateur à action très rapide est possible grâce à deux caractéristiques clés de l'architecture de transfert interligne.
Tous les électrons existants peuvent être retirés des pixels instantanément avec une seule impulsion électronique, commençant l'exposition.
Après la durée d'exposition spécifiée, le champ d'image entier peut être déplacé instantanément dans une zone de maintien à l'abri de la lumière sur le CCD. L'image est ensuite lue à la vitesse normale sans être contaminée par la moindre lumière éclairant encore la surface du CCD.
Obturateur mécanique
Le modèle 660s intègre l'obturateur mécanique interne à éclairage uniforme en option dans la configuration du boîtier de l'appareil photo "de taille moyenne". Lors de l'utilisation d'un CCD à transfert interligne, l'obturateur mécanique n'est pas utilisé pour effectuer l'exposition. C'est toujours la responsabilité de l'obturateur électronique. L'obturateur mécanique est utilisé pour couvrir le CCD et simplifier la création d'images Dark et Bias pour le traitement ultérieur de l'image.
Roue de filtre
Le modèle 660ws ajoute une roue de filtre interne à cinq positions à l'appareil photo dans un boîtier d'appareil photo "plein format". Le 660ws-8 intègre une plus grande roue à filtres à 8 positions. Même avec le grand capteur de 4 mégapixels, la mise au point arrière courte et l'espacement rapproché fournis par la roue de filtre couleur interne permettent au 660ws ou au ws-8 de fonctionner même avec des optiques plus rapides que f/2.8 sans vignettage. La roue à filtres accepte tous les filtres standard filetés de 1,25″ ou non montés de 31 mm.
La roue à filtres peut être facilement retirée et remplacée pour changer ou nettoyer les filtres en verre. Des roues à filtres supplémentaires peuvent être achetées permettant un échange rapide des différentes configurations de jeux de filtres.
Port de guidage intégré innovant
La sélection de la meilleure solution de guidage pour l'imagerie du ciel profond a toujours nécessité un compromis. Le port de guidage intégré (IGP) disponible résout bon nombre des problèmes associés aux solutions de guidage existantes.
La bonne solution de guidage
Le guidage avec une lunette de guidage séparée offre la plus grande flexibilité, mais la flexion différentielle peut être un problème, en particulier avec les longues focales. Avec une puce de guidage interne, vous êtes obligé de guider avec la lumière à travers vos filtres et vous ne pouvez pas guider du tout lorsque l'obturateur est fermé ou qu'une image est en cours de téléchargement. Ceci est particulièrement problématique pour les imageurs à bande étroite. Pour contourner ces problèmes, vous pouvez ajouter un guide externe hors axe, mais un OAG traditionnel peut ajouter un pouce ou plus de mise au point arrière, plus de poids et deux nouvelles surfaces de montage qui doivent être maintenues de manière rigide.
Guide avec lumière devant la roue à filtres
Les modèles WSG de la série QSI 600 résolvent les problèmes avec d'autres solutions de guidage en intégrant un guide de précision hors axe directement dans le corps de la caméra avec le prisme de détection positionné devant la roue de filtre couleur intégrée - là où il appartient.
Ne vous battez jamais pour trouver une étoile guide
L'un des principaux défis lors de l'utilisation d'une caméra avec une puce de guidage interne est de trouver une étoile suffisamment brillante pour guider dans le champ de vision limité du capteur de guidage interne. Lors de la prise de vue à travers des filtres rouges, verts ou bleus, ⅔ de la lumière disponible est bloquée par le filtre et non transmise à la puce de guidage interne, garantissant des étoiles signal/bruit plus faibles pour le guidage. Ce problème est aggravé par les filtres à bande étroite où aussi peu que 1% de la lumière totale d'une étoile atteint la puce de guidage. En positionnant le prisme de détection devant les filtres, vous avez toujours toute la lumière de l'étoile disponible pour le guidage.
Le port de guidage intégré prend en charge les systèmes optiques rapides
En intégrant le Off-Axis Guider dans la caméra, nous sommes en mesure de positionner le prisme de détection très près de la roue de filtre interne en ajoutant un minimum de backfocus et en éliminant toute possibilité de flexion ou de rotation par rapport à un OAG traditionnel. Le grand prisme de détection carré ½" est positionné de manière optimale à proximité de la roue à filtres interne, permettant l'utilisation de caméras de guidage avec de grands capteurs, tout en empêchant tout vignettage du capteur principal même avec des systèmes optiques très rapides.
Options de caméra de guidage flexibles
Le port de guidage intégré (IGP) intégré aux modèles WSG de la série 600 est conçu pour prendre en charge toute caméra avec une mise au point arrière de 12,5 mm ou moins qui peut être fixée à l'aide de filetages à monture C ou T. De nombreux appareils photo sont conçus avec une mise au point arrière de 12,5 mm pour être compatibles avec les objectifs à monture CS. Les objectifs à monture CS utilisent le même filetage que la monture C (1″ x 32tpi) mais avec une mise au point arrière de 12,5 mm contre 17,5 mm pour la monture C.
Mise au point facile et rigide de la caméra de guidage
La caméra de guidage se fixe au WSG à l'aide d'un adaptateur fileté pour monture C ou T (spécifié au moment de la commande). L'adaptateur fileté se trouve au-dessus de la bague de mise au point et permet de faire pivoter la caméra de guidage dans n'importe quelle position. La bague de mise au point se visse sur la base de mise au point pour permettre un déplacement de 3 mm lors de la mise au point de la caméra de guidage. Une fois la mise au point effectuée, la bague de mise au point est verrouillée avec une vis de réglage. La caméra de guidage peut toujours être tournée manuellement si vous le souhaitez sans modifier la mise au point. Le résultat final est une caméra de guidage rigide et facilement focalisée qui ne bougera pas ou ne fléchira pas pendant que votre monture suit le mouvement apparent du ciel nocturne.
Connectivité et notification
Le panneau de connexion, illustré ci-dessus, est soigneusement encastré dans le corps de la caméra pour la protection et permet d'accéder à toutes les connexions externes. Les deux trous filetés à l'arrière du corps sont utilisés pour fixer un système de retenue de câble en option pour supporter les connexions électriques ainsi que les tuyaux de recirculation si l'échangeur de chaleur liquide est utilisé.
Interface USB
Toutes les caméras de la série QSI 600 utilisent un port USB 2.0 haute vitesse (compatible USB 1.1) pour la connexion à l'ordinateur hôte et au logiciel d'application d'imagerie. Le temps de lecture et de transfert d'une image entière de 2048 × 2048 est généralement d'environ une demi-seconde en mode haute vitesse et de moins de 7 secondes en mode haute qualité. La fréquence d'images peut être encore augmentée en ne lisant qu'une partie de l'image (ROI) ou avec un binning flexible sur puce.
Port de guidage/contrôle
Un port de contrôle optiquement isolé à quatre canaux est accessible via un connecteur modulaire standard à 6 broches. Le brochage du signal est compatible avec la plupart des correcteurs d'entraînement de montage de télescope modernes et est destiné à être utilisé pour le guidage du télescope sous MaxIm/DL et CCDSoft. Les sorties peuvent également être utilisées à d'autres fins de contrôle lors du développement de vos propres applications avec la boîte à outils de développement logiciel ActiveX de la série 600. Les sorties sont à émetteur commun, à collecteur ouvert et peuvent absorber jusqu'à 50 mA. La tension maximale ne doit pas dépasser 50v.
Exigences d'alimentation
L'efficacité énergétique est l'une des caractéristiques déterminantes des caméras de la série 600. Une caméra 640ws entièrement configurée fonctionne à partir d'une seule alimentation 12v DC et consomme moins de 24 watts à refroidissement complet, avec les deux ventilateurs au maximum et la roue à filtres en mouvement. D'autres configurations de modèles de caméras ont une consommation d'énergie aussi faible que 5 watts. Inclus avec chaque caméra est une alimentation 12 volts CC approuvée avec une plage de tension d'entrée de 90-240V, 50-60HZ.
Notification
La notification visuelle et sonore est intégrée à toutes les caméras de la série 600. Un affichage d'état LED multicolore fournit une indication visuelle des différents états de fonctionnement de la caméra. Le comportement de l'indicateur est configurable et peut être désactivé par commande de l'utilisateur. Un bipeur interne unique fournit un retour sonore du fonctionnement et de l'état de la caméra. Comme l'affichage visuel, le bip peut être configuré et désactivé par l'utilisateur.
Support logiciel étendu
