QSI 6162 Mono

Le modèle d'appareil photo QSI-6162 utilise un capteur d'image CCD plein format KAF-16200 de 16 mégapixels avec une technologie de microlentilles spécialement conçue pour l'astrophotographie. La taille de pixel de 6 microns fait de cette caméra le partenaire d'imagerie idéal pour une large gamme de télescopes à distance focale. La capacité de « caser » le CCD signifie que le QSI-6162 est adapté aux distances focales allant jusqu'à 2,5 m et reste toujours autour de 1 seconde d'arc par pixel (recommandé pour une imagerie réussie). Le grand capteur CCD APS-H 16mp avec une diagonale de 35 mm fonctionne parfaitement avec des filtres montés de 2 pouces ou non montés de 50,8 mm sur des oscilloscopes aussi rapides que f / 2,8 avec un vignettage minimal. La caméra est disponible avec ou sans guide hors axe et le choix d'une roue à filtres à cinq ou huit positions.

• Version « s » : Pas de roue à filtres, pas de port de guidage intégré.
• Version "ws" : roue porte-filtre interne 5 positions, pas d'orifice de guidage intégré.
• Version "wsg" : roue à filtre interne 5 positions, orifice de guidage intégré.
• Version "ws8" : roue à filtre interne 8 positions, pas de port de guidage intégré.
• Version "wsg8" : roue à filtre interne 8 positions, orifice de guidage intégré.

Le système de caméra 6162 est pris en charge par un logiciel d'acquisition d'images 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

Grand capteur d'image CCD de 16 mégapixels

La caméra modèle 6162 utilise un capteur d'image CCD plein format 16 mégapixels On Semiconductor KAF-16200. Le capteur KAF-16200 possède une matrice photoactive de 4490 W x 3599 H pixels. Faible courant d'obscurité de 8e et une profondeur de puits de 40 000e. Des micro-lentilles recouvrent la surface du CCD pour focaliser la lumière à travers la grille transparente afin d'augmenter encore la réponse optique du capteur. Les pixels de 6 µm offrent une résolution extrêmement élevée à de longues distances focales et de superbes images à champ large à de courtes distances focales.

Le capteur utilise une véritable technologie de transfert de charge biphasée avec une grille transparente qui augmente considérablement la réponse optique par rapport aux capteurs plein format éclairés à l'avant traditionnels.

Le capteur KAF 16200 a d'excellentes valeurs de réponse entre 400 nm et 1000 nm avec un pic QE supérieur à 58 %. Un faible courant d'obscurité et une capacité de charge élevée des pixels se traduisent par une plage dynamique supérieure à 69 dB. Des micro-lentilles recouvrent la surface du CCD pour focaliser la lumière à travers la grille transparente afin d'augmenter encore la réponse optique. Voir l'onglet Spécifications ci-dessous pour plus de détails.

Performance technique de pointe

"La série QSI 600 a été conçue dès le départ pour atteindre les performances d'imagerie les plus élevées possibles avec les capteurs d'image Full-Frame et Inteline Transer CCD de Kodak."

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 KAF 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

Conception de carrosserie innovante et esthétique

Le nouveau QSI 6162 grand 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 qu'évoquer les performances techniques avancées à l'intérieur. Certains l'ont décrit comme une œuvre d'art.

Une caractéristique déterminante de la caméra de la série 600 est la conception flexible qui permet des styles de corps progressivement configurés avec un impact minimal sur la taille globale. Le nouveau boîtier 6162 s'appuie sur cette approche modulaire en ajoutant un guide hors axe en option au boîtier de style «ws» sans avoir à remplacer l'ensemble de la façade du boîtier comme par le passé. Cela permet de fournir un chemin de mise à niveau simple et bon marché qui n'était pas disponible auparavant avec les caméras QSI.

Conçu avec une utilisation intensive d'outils de conception CAD - CAM sophistiqués, le QSI 6162 est usiné à partir d'un alliage d'aluminium de qualité 6802. Les composants du corps anodisés finement finis sont assemblés avec du matériel en acier inoxydable résistant à la corrosion.

Garder la profondeur de la caméra au minimum était un des premiers objectifs de conception. Les mesures traditionnelles de mise au point arrière courte des caméras de la série QSI 600 existantes ont été conservées avec la conception du 6162. Non seulement la mise au point arrière est minimisée sur toute la plage, mais le bras de moment de la caméra est réduit, ce qui améliore la 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 3 mm d'épaisseur pour réduire davantage la profondeur. Le fait de tirer les ventilateurs de refroidissement et les dissipateurs thermiques dans le corps a entraîné une autre réduction significative de la profondeur.

Refroidissement efficace et à faible consommation du capteur CCD

Sous-système de refroidissement CCD

La clé de la conception des caméras de la série 6162 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.

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 noble 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 Kodak CCD accumulent des électrons thermiques à un taux d'environ 4 électrons par seconde par pixel à 25°C. A chaque baisse de température de 6,3°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.

Obturateur compact et roue à filtres

Sous-système d'obturation et de filtre

La caméra 6162 atteint sa flexibilité de configuration unique grâce à un sous-système innovant d'obturateur/filtre. L'obturateur mécanique et la roue à filtres peuvent être installés en interne tout en minimisant la croissance des dimensions de la caméra. Il en résulte une perte minimale de mise au point arrière lorsque ces fonctionnalités sont ajoutées. La conception compacte réduit également le vignettage avec les systèmes optiques rapides.

Obturateur et roue de filtre

La caméra modèle 6162ws intègre l'obturateur mécanique interne à éclairage uniforme exclusif de QSI et ajoute une roue à filtres interne à cinq ou huit positions à la caméra. La roue à filtres accepte tous les filtres standards filetés de 2″ ou non montés de 50,8 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. L'obturateur n'est pas seulement utilisé pour chronométrer les expositions, mais peut être laissé fermé pour produire des "images sombres" pour le traitement ultérieur de l'image. Les expositions peuvent être aussi courtes que 0,03 seconde ou aussi longues que 240 minutes. L'obturateur est conçu pour plus d'un million de cycles.

Port de guidage intégré innovant

Port de guidage intégré

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) en option, lorsqu'il est installé sur les modèles 6162ws, est conçu pour prendre en charge n'importe quelle caméra avec une focale arrière de 12,5 mm ou moins qui peut être fixée à l'aide de filetages à monture C, STi 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 à l'OAG à l'aide d'un adaptateur fileté à monture C, Sti 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

Le 6162 utilise un port USB 2.0 haut débit (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 pour une image entière de 16 mp est généralement d'environ trois secondes en mode haute vitesse et de vingt-trois 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 du 6162. Une caméra 6162 entièrement configurée fonctionne à partir d'une seule alimentation 12 V CC et consomme moins de 36 watts à refroidissement complet, avec les deux ventilateurs au maximum et la roue à filtres en mouvement. Inclus avec chaque caméra est une alimentation CC approuvée de 12 volts avec une plage de tension d'entrée de 90-240 V, 50-60 HZ.

Notification

La notification visuelle et sonore est intégrée aux caméras 6162. 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

Support logiciel complet

Chaque caméra de la série 600 est accompagnée d'un ensemble d'applications logicielles et d'outils qui vous permettent de commencer immédiatement l'imagerie ou de développer des applications de contrôle de caméra personnalisées pour répondre précisément à vos besoins.

MaxIm LE et MaxIm DL

MaxIm LE est basé sur la version 4.5 primée de MaxIm DL de Diffraction Limited, offrant le moyen le plus rapide et le plus simple d'imager le ciel nocturne. Toutes les caméras de la série QSI 600 sont prises en charge pour l'imagerie et l'autoguidage, et la plupart des caméras de guidage populaires sont également prises en charge.

Pilotes pour CCDSoft et TheSkyX de Software Bisque

Réalisant qu'une seule chaussure ne convient pas à tous, QSI fournit également les pilotes nécessaires pour CCDSoft, le populaire logiciel de traitement d'image et de contrôle de caméra de Software Bisque, ainsi que leur dernière application d'imagerie, TheSkyX.

Utilisation de l'API COM de Windows avec LabVIEW, MATLAB et d'autres applications

L'API Windows de contrôle de la caméra QSI est un composant d'automatisation qui communique avec le pilote de périphérique de la caméra et exporte une interface d'automatisation COM . L'interface d'automatisation COM permet de développer des applications de contrôle de caméra personnalisées à utiliser avec National Instruments LabVIEW, MathWorks MATLAB et toute autre application qui adhère à l'interface COM de Windows. L'API est distribuée sur le CD d'installation QSI et est incluse avec le programme d'installation des pilotes et logiciels USB QSI ci-dessus. Le manuel de référence de l'API peut être téléchargé à partir de la page de documentation. QSI propose des exemples de VIs pour LabVIEW qui peuvent être utilisés comme point de départ pour développer des applications LabVIEW personnalisées. Veuillez contacter le support QSI pour plus de détails.

De nombreux autres packages d'imagerie astronomique populaires sont également pris en charge. Voir la page du logiciel QSI pour plus de détails.

Développement d'applications personnalisées Windows

QSI fournit une API (interface de programmation d'application) compatible ASCOM permettant aux clients d'écrire leurs propres applications de contrôle de caméra personnalisées. L'API de contrôle de la caméra est un composant d'automatisation qui communique avec le pilote de périphérique de la caméra et exporte une interface d'automatisation COM. L'automatisation COM fournit une interface que Microsoft Office, VB, VBA, C++ et d'autres applications Windows peuvent utiliser pour contrôler la caméra. L'API est disponible dans le cadre du kit de développement logiciel (SDK) QSI, disponible en téléchargement sur le site Web de QSI.

Développement d'applications personnalisées Linux

Micrologiciel évolutif sur le terrain