Astronomi

CMOS sensör kullanarak büyütme

CMOS sensör kullanarak büyütme


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

60mm, ⨍=700mm refraktörümün büyütülmesiyle ilgili sorumu elden geçiriyorum. Video göz merceği, piksel boyutu 5,6μ x 5,6μ olan bir CMOS sensördür. Piksel sayısı 0.3 megapiksel çözünürlükte 720 X 480'dir. Bununla birlikte, CMOS sensörünün bu fiziksel özellikleri göz önüne alındığında büyütmeyi deşifre edebileceğiniz bir algoritma hakkında hiçbir fikrim yok. Herhangi bir düşünce takdir edilecektir. Teşekkür ederim!


CMOS sensör kullanarak büyütme

Büyütme kavramı, elmaları portakallarla değil, elmalarla elmaları karşılaştırdığımızda en kolay şekilde tanımlanır.

Teleskop kullandığımızda (ve normal veya düzeltilmiş görüş varsayıldığında) durum şu şekildedir.

Uzayda bir noktadan teleskoba giren ışık, esasen paraleldir ve doğru odaklandığında ışık mercekten de paralel olarak çıkar. Bu durumda büyütme terimi gerçekten açılar için geçerlidir. 900 mm'lik bir teleskopumuz ve 120x büyütme sağlayan 7,5 mm'lik bir göz merceğimiz varsa, o zaman 30 ark saniye geniş Jüpiter gözümüze 1 derece uzaklıkta görünecek.

Yani burada "elmalardan elmalara" açılar için açılar anlamına gelir.

Odak noktasına fotoğraf emülsiyonu veya CMOS sensörü gibi bir kayıt cihazı yerleştirildiğinde büyütme hakkında konuşmanın kolay bir yolu yoktur, çünkü bu durumda açılar pozisyonlara dönüştürülmüştür.

Burada "elmalardan armutlara", açılara göre konumlar anlamına gelir.

Bunun yerine ölçek hakkında konuşabiliriz.

[Bu yorumda] OP, radyan cinsinden açıyı ve ardından çarpanı veren odak uzunluğuna bölünen piksel boyutunu kullanarak piksel başına 1.65 yay saniyesini doğru bir şekilde elde etti.

$$frac{180}{pi} frac{3600}{1000} = 206.2648$$

bu, radyanı dereceye, ardından ark saniyesine çevirir, sonra 1000'e böler, çünkü bu denklem pikseller için mikrometreleri ve odak uzaklığı için milimetreleri belirtir.

Eğer bir görünür büyütme Resminizi bir ekranda görüntülemeye bağlı olarak, açıların oranı olan aşağıdakileri kullanabilirsiniz.

frac{ ext{kamera pikseli}}{ ext{odak uzaklığı}}

$$M_{görünen} = frac{ ext{angle}}{ ext{angle}} = frac{frac{ ext{ekran pikseli}}{ ext{görüş mesafesi}}}{frac{ ext{kamera pikseli}}{ ext{odak uzaklığı}}} = frac{ ext{ekran pikseli}}{ ext{kamera pikseli}} imes frac{ ext{odak uzaklığı}}{ ext {görüş mesafesi}}$$

Bu, elbette ekranı bizden ne kadar uzak tutarsak, Jüpiter o kadar küçük görünür veya ekranımızdaki piksel boyutu ne kadar büyükse, o kadar büyük görünür.

Ancak elbette bu, yalnızca cihazımız görüntü pikselleri ile ekran pikselleri arasında 1:1 uyumla görüntüleniyorsa işe yarar. Cihaz pikselleri ölçeklendirirse (çoğu yapar), o zaman daha büyük bir zorlukla karşılaşırsınız.

Bu nedenle teleskoplarla kaydedilen görüntüler nadiren "büyütme" gösterir. Mikroskop görüntüleri için, bir bakteri gösterip "büyütülmüş 5000 X" diyorlarsa, bakteri boyutunu kitaptaki basılı görüntünün boyutuyla karşılaştırıyorlar.


CMOS sensör kullanarak büyütme - Astronomi

Şarj bağlantılı bir cihazın nihai çözünürlüğü (CCD) veya tamamlayıcı metal oksit yarı iletkeni (CMOS) görüntü sensörü, mikroskop optik sistemi tarafından görüntüleme dizisinin yüzeyine yansıtılan görüntüye göre fotodiyotların sayısının ve boyutlarının bir fonksiyonudur. Mikroskop optik çözünürlüğünü belirli bir dijital kamera ve video bağlayıcı kombinasyonuyla eşleştirmeye çalışırken, mikroskoptan tüm optik verileri yeterli şekilde yakalamak için gereken minimum piksel yoğunluğunu belirlemek için bu hesaplayıcıyı kullanın.

Öğretici, rasgele seçilmiş bir numunenin ekranda belirmesiyle başlatılır. Numune Görüntüsü pencere (kara kutu) ve göz merceği açıklığı veya projeksiyon merceği alan diyaframı ile sınırlandırılmıştır. Sensör tarafından yakalanan numunenin gerçek alanını ortaya çıkarmak için CCD boyutlarını (varsayılan olarak 2/3 inç) gösteren renkli bir dikdörtgen görüntünün üzerine bindirilir. Sürgülerin altındaki gri, sarı ve kırmızı kutularda, mikroskop Optik Çözünürlük (gri), CCD Gerekli Piksel Boyutu (Sarı), Optimum CCD Dizi Boyutu (Sarı), Monitör Büyütme (kırmızı ve Toplam Büyütme (kırmızı) mikrometre veya bir ürün olarak sunulmuştur. Kaydırıcılar çevrildikçe bu değerler sürekli olarak güncellenir. yeni bir CCD Formatı (boyut), ekranın solunda görünen radyo düğmeleri kullanılarak seçilebilir. Numune Görüntüsü pencere. Fiziksel CCD Boyutları seçilen sensörün yüzdesi (milimetre cinsinden), görüntüleme çipi ile aynı en-boy oranına sahip bir dikdörtgen boyunca görüntü penceresinin sağ tarafında görüntülenir.

Öğreticiyi çalıştırmak için, Sayısal Diyafram ve Objektif Büyütme Göz önünde bulundurulacak mikroskop optik konfigürasyonu için uygun değerleri ayarlamak için kaydırıcıları (değerler kaydırma çubuklarının üzerinde görünür). Ardından, bir mercek veya projeksiyon merceği seçin Alan Numarası (değerler 18 ile 26 milimetre arasında değişir) ve Video Bağlayıcı büyütme (0,5x ile 1,0x arasında). Kuplör kaydırıcısı çevrildikçe, numune görüntüsünün üzerine bindirilen dikdörtgenin boyutu öğretici tarafından CCD sensörü tarafından yakalanan numune alanıyla eşleşecek şekilde değiştirilir. kullanılarak herhangi bir noktada yeni bir numune seçilebilir. Bir Numune Seçin açılır menü.

Bir CCD veya CMOS görüntü sensörünün fotodiyot dizisi üzerine bir optik mikroskop tarafından oluşturulan görüntülerin yakalanmasının verimliliği, objektif büyütme, sayısal açıklık ve çözünürlükten elektronik görüntü sensörü fotodiyot dizisi boyutuna, en boy oranına kadar çeşitli faktörlere bağlıdır. , video bağlaştırıcı büyütme ve dizi içindeki tek tek ışığa duyarlı öğelerin boyutları. Ayrıca kontrast, sinyal-gürültü oranı, sahne içi dinamik aralık ve entegrasyon süresi gibi görüntülenen numuneye özgü parametreler de dikkate alınmalıdır.

Bir CCD'nin nihai optik çözünürlüğü, mikroskop lens sistemi tarafından dizi yüzeyine yansıtılan görüntüye göre fotodiyotların sayısının ve boyutlarının bir fonksiyonudur. Şu anda mevcut CCD dizilerinin boyutu birkaç yüz ile binlerce piksel arasında değişmektedir. Bilimsel araştırmalara yönelik cihazlarda kullanılan modern dizi boyutları, 1000 × 1000 ila 5000 × 5000 sensör elemanı arasında değişmektedir. Tüketici ve bilimsel düzeyde CCD üretimindeki eğilim, sensör boyutunun sürekli olarak küçülmesi yönündedir ve şu anda 4 × 4 mikrometre kadar küçük fotodiyotlara sahip dijital kameralar mevcuttur.

Bir mikroskobun optik elemanları ile görüntülenen bir numunenin yeterli çözünürlüğü, ancak her bir çözülebilir birim için en az iki numune yapıldığında elde edilebilir, ancak birçok araştırmacı yeterli numuneyi sağlamak için çözülebilir birim başına üç numuneyi tercih eder. Mikroskop gibi kırınım sınırlı optik cihazlarda, ortalama görünür ışık dalga boyunda (550 nanometre) optik çözünürlüğün Abbe limiti, sayısal açıklığı 1.4 olan bir objektif lens kullanıldığında 0.20 mikrometredir. Bu durumda, 10 mikrometre karelik bir sensör boyutu, tercih edilen 7 × 7 mikrometre sensör boyutuyla optik ve elektronik çözünürlüğün eşleşmesine izin verecek kadar büyük olacaktır. CCD görüntü sensöründeki daha küçük fotodiyotlar uzamsal çözünürlüğü iyileştirse de, aynı zamanda cihazın dinamik aralığını da sınırlar.

Tablo 1 - Mikroskop Optik Çözünürlüğünü Eşleştirmek için Piksel Boyutu Gereksinimleri

Amaç
(Sayısal Diyafram)
çözüm
sınır
(Mikrometre)
Öngörülen
Boyut
(Mikrometre)
Gerekli Piksel
Boyut
(Mikrometre)
1x (0.04) 6.9 6.9 3.5
2x (0.06) 4.6 9.2 4.6
2x (0.10) 2.8 5.6 2.8
4x (0.10) 2.8 11.2 5.6
4x (0.12) 2.3 9.2 4.6
4x (0,20) 1.4 5.6 2.8
10x (0,25) 1.1 11.0 5.5
10x (0,30) 0.92 9.2 4.6
10x (0,45) 0.61 6.1 3.0
20x (0,40) 0.69 13.8 6.9
20x (0,50) 0.55 11.0 5.5
20x (0,75) 0.37 7.4 3.7
40x (0,65) 0.42 16.8 8.4
40x (0,75) 0.37 14.8 7.4
40x (0,95) 0.29 11.6 5.8
40x (1.00) 0.28 11.2 5.6
40x (1.30) 0.21 8.4 4.2
60x (0,80) 0.34 20.4 10.2
60x (0.85) 0.32 19.2 9.6
60x (0,95) 0.29 17.4 8.7
60x (1.40) 0.20 12.0 6.0
100x (0,90) 0.31 31.0 15.5
100x (1,25) 0.22 22.0 11.0
100x (1.30) 0.21 21.0 10.5
100x (1.40) 0.20 20.0 10.0

Mikroskopide, görüntü tipik olarak optik sistem tarafından bir insan gözünün retinası, bir elektrikli görüntü sensörü veya geleneksel film üzerindeki hassas kimyasal emülsiyon olabilen bir dedektörün yüzeyine yansıtılır. Ortaya çıkan görüntünün bilgi içeriğini optimize etmek için dedektörün çözünürlüğü mikroskobunkiyle yakından eşleşmelidir. Bir numunenin görüntüsünü oluşturmak için kullanılan görünür ışığın dalga boyu spektrumu, optik çözünürlük açısından mikroskobun performansında belirleyici faktörlerden biridir. Daha kısa dalga boyları (375-500 nanometre), ayrıntıları daha uzun dalga boylarından (500 nanometreden büyük) daha büyük ölçüde çözme yeteneğine sahiptir. Uzamsal çözünürlüğün sınırları aynı zamanda ışığın optik sistem boyunca kırınımı tarafından da belirlenir; bu terim genellikle şu şekilde adlandırılır: kırınım sınırlı çözüm. Araştırmacılar, sayısal açıklık, dalga boyu ve optik çözünürlük arasındaki ilişkiyi ifade etmek için kullanılan birkaç denklem türetmiştir:

Formül 1 - Sayısal Diyafram, Dalga Boyu ve Optik Çözünürlük

Formül 2 - Sayısal Diyafram, Dalga Boyu ve Optik Çözünürlük

Formül 3 - Sayısal Diyafram, Dalga Boyu ve Optik Çözünürlük

Nerede r çözünürlük (iki numune noktası arasındaki çözülebilir en küçük mesafe), NA nesnel sayısal açıklığa eşittir, λ dalga boyuna eşittir, NA(Obj) objektif sayısal açıklığa eşittir ve NA(Koşul) kondenser sayısal açıklığıdır. Şu denkleme dikkat edin (1) ve (2) denklem için 0,5 olan çarpma faktörü ile farklılık gösterir (1) ve denklem için 0.61 (2). Bu denklemler, optik fizikçiler tarafından objektiflerin ve yoğunlaştırıcıların davranışını açıklamak için yapılan çeşitli teorik hesaplamalar da dahil olmak üzere bir dizi faktöre dayanmaktadır ve herhangi bir genel fizik yasasının mutlak değeri olarak görülmemelidir. Varsayım, kaynaklardan biri tarafından oluşturulan Airy diskin merkezi, ikinci Airy diskin kırınım modelindeki birinci dereceden yansıma ile örtüştüğünde, iki nokta ışık kaynağının çözülebileceği (ayrı olarak görüntülenebilir), bu durum olarak bilinen bir durumdur. Rayleigh Kriteri. Konfokal ve multifoton floresan mikroskopisi gibi bazı durumlarda, çözünürlük aslında bu üç denklemden herhangi birinin koyduğu sınırları aşabilir. Düşük numune kontrastı ve uygun olmayan aydınlatma gibi diğer faktörler, daha düşük çözünürlüğe ve çoğu zaman gerçek dünyadaki maksimum değere hizmet edebilir. r (550 nanometrelik bir orta spektrum dalga boyu kullanılarak yaklaşık 0,20 mikron) ve 1,35 ila 1,40 sayısal açıklık pratikte gerçekleştirilmez.

Mikroskop mükemmel hizada olduğunda ve alt kademeli kondansatör ile uygun şekilde eşleşen hedeflere sahip olduğunda, objektif sayısal açıklık değeri denklemlerde ikame edilebilir. (1) ve (2), eklenen sonuçla bu denklem (3) denkleme indirgenir (2). Unutulmaması gereken önemli bir kavram, büyütmenin bu denklemlerin hiçbirinde bir faktör olarak görünmemesidir, çünkü yalnızca sayısal açıklık ve aydınlatmanın dalga boyu numune çözünürlüğünü belirler. Yukarıda bahsedildiği gibi (ve denklemlerde gözlemlenebilir), ışığın dalga boyu bir mikroskobun çözünürlüğünde önemli bir faktördür. Daha kısa dalga boyları daha yüksek çözünürlük sağlar (daha düşük değerler r) ve tersi. Optik mikroskopide en büyük çözme gücü, en kısa etkili görüntüleme dalga boyu olan yakın ultraviyole ışıkla gerçekleştirilir. Yakın ultraviyole ışığı, numune detayını çözme yeteneğinde mavi, ardından yeşil ve son olarak kırmızı ışık takip eder. Çoğu durumda, mikroskopistler numuneyi aydınlatmak için bir tungsten-halojen ampul tarafından üretilen geniş spektrumlu beyaz ışığı kullanır. Görünür ışık spektrumu, yeşil ışığın baskın dalga boyu olan yaklaşık 550 nanometrede ortalanır (gözlerimiz yeşil ışığa en duyarlıdır). Eğitim için çözünürlük değerlerini hesaplamak için kullanılan ve Tablo 1'de sunulan bu dalga boyudur. Sayısal açıklık değeri de bu denklemlerde önemlidir ve daha yüksek sayısal açıklıklar da daha yüksek çözünürlük üretecektir (bkz. Tablo 1).

Katkıda Bulunan Yazarlar

Matthew J. Parry-Hill, Kimberly M. Vogt, John D. Griffin, ve Michael W. Davidson - Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı, 1800 Doğu Paul Dirac Dr., Florida Eyalet Üniversitesi, Tallahassee, Florida, 32310.

İlgili Nikon Ürünleri

Optik

Ünlü CFI60 sonsuzluk optikleri dahil birinci sınıf Nikon objektifler, ultra düşükten en yüksek büyütmelere kadar nefes kesen keskinlik ve netlikte parlak görüntüler sunar.

Hedef Seçici

Nikon'un Objektif Seçici aracıyla mikroskop objektif lenslerini filtreleyin, bulun ve karşılaştırın.

Kameralar

Nikon, araştırmacıların numuneleri ve uygulamaları için ideal bir mikroskop görüntüleme sistemi yapılandırmasına olanak tanıyan çok çeşitli bir kamera ve kontrolör serisine sahiptir.


2. Mono BİN

Mono gruplama, renkli kameralar için bir seçenektir, seçilirse, renkli kamera Bayer matrisinin bilgilerini yok sayar ve birleştirmek ve gri tonlamalı bir görüntü elde etmek için en yakın piksel değerini seçer. Bu, monokrom bir sensör görüntüsüne yakın sonuç verir, ancak çözünürlüğün yalnızca dörtte birini aldığınızı unutmamak önemlidir.


CCD ve CMOS Sensörleri Arasındaki Farklar

Birkaç hafta önce üzerinde çalıştığımızı duyurmuştuk. yeni soğutmalı CMOS kamera astrofotografi için. Bir çıkış tarihi için çalışmaya devam ederken, CCD ve CMOS sensörleri arasındaki bazı farklılıklara göz atmaya başlamanın iyi bir zaman olduğunu düşündük.

İki teknoloji arasındaki farklara ve nasıl bir görüntü oluşturduklarına daha teknik bir bakışla başlayacağız. biz zaten bir CCD sensörleri hakkında kılavuz sensörlerin gerçekte nasıl çalıştığına dair bir genel bakış sağlar. Ancak, burada birkaç noktayı vurgulayıp genişleteceğim.

Bir CCD (Şarj Bağlantılı Cihaz) sensörü üzerindeki alan, bir dizi kanal durağı ve kapısı kullanılarak piksellere bölünür. Sensör açığa çıkarken, bir piksele düşen fotonlar elektronlara dönüştürülür ve yük paketleri olarak depolanır.

Pozlamadan sonra sensörü okumak için pikselleri oluşturan kapıları "saatleriz". Bu, şarj paketlerini görüntü sensöründen aşağı ve yatay okuma yazmacına taşır. Bu kaydediciye girdikten sonra, yük paketlerini tek tek elektron sayılarını bir voltaja çeviren bir yükselticiye taşımak için benzer bir saatleme yöntemini kullanabiliriz.

Bu dijital dönüştürme sensörün dışında gerçekleştiğinden, yüksek kaliteli 16 bit analogdan dijitale dönüştürücü (ADC) kullanılabilir. Her piksel aynı zamanda mükemmel pikselden piksele yeniden üretilebilirlik sağlayan aynı amplifikatör kullanılarak dönüştürülür ve bu da sensörlerin mükemmel doğrusallığa sahip olmasını sağlar.

CCD sensörlerine genellikle "aptal" sensörler denir ve çok sayıda harici devre gerektirir. Ancak bu aynı zamanda CCD üzerindeki diğer devrelerin bir görüntüye çok az sinyal eklediği anlamına gelir. Bu, kamera tasarımcıları olarak kameralarımızı düşük ışıkta görüntüleme için optimize etme konusunda bize büyük bir kontrol olanağı sağlıyor.

Bu tür bir okuma yapısı, aynı zamanda, kameraya esneklik ekleyerek, gruplama kullanarak piksel boyutunu dinamik olarak değiştirmemize izin veren şeydir.

Bununla birlikte, tüm bu zamanlama, sensörlerin okumayı yavaşlatmasına neden olur. Geleneksel olarak, kaliteye hıza öncelik verdiğimiz astronomide bu bir sorun değildir.

CCD sensörleri, özellikle büyük sensörlere bakmaya başladığınızda nispeten pahalıdır. Atik 16200 .

CMOS (veya Tamamlayıcı Metal Oksit-Yarı İletken) sensörlerine genellikle "çip üzerindeki sistemler" denir. Birkaç farklı CMOS sensörü türü vardır, ancak şimdilik yeni CMOS kameramızda kullandığımız Panasonic sensörde kullanılan türe odaklanacağız.

Her piksel, kendi okuma devresine bağlı ayrı bir elemandır. Bu, yazılımda belirli bir dereceye kadar taklit edilebilmesine rağmen, çip üzerinde gerçek bir gruplama olmadığı anlamına gelir. Tipik olarak, her sütunun kendi ADC'si vardır. Bunlar, CCD'lerle kullanabileceğimiz yüksek kaliteli harici 16 bit ADC'lere kıyasla daha düşük kaliteli 12 bit ADC'ler olma eğilimindedir.

Ancak her piksel tek tek ve eş zamanlı olarak okunabildiğinden ve çok sayıda ADC kullanıldığından bu, sensörün okuma hızını büyük ölçüde artırır. Bu ayrıca, ADC ve görüntü sensörünün aynı silikon kalıp üzerinde olduğu anlamına gelir ve bu da çok düşük okuma gürültüsü verebilir. Bununla birlikte, bir CMOS sensöründeki okuma gürültüsünün tam kuyu derinliği ile bağlantılı olduğunu ve sensörün en düşük okuma gürültüsü ayarlarında kullanılmasının genellikle kuyu derinliği pahasına olduğunu not etmek önemlidir. Derin gökyüzü görüntüleme için kullanma eğiliminde olduğumuz tam kuyu derinliklerinde, CMOS ve Sony CCD sensörleri arasında bizimkiler gibi çok az fark vardır. 4-Serisi .

Tam kuyu derinliği için klasik benzetme, her pikseli bir kova gibi düşünmektir. Kovanız ne kadar derinse, taşmadan önce o kadar çok foton toplayabilirsiniz.

Aynı kalıpta daha fazla devre olması, astronomide CMOS sensörlerinin bildiği "amp" parlamasına da neden olur. Bunun etkilerini hem sensör hem de görüntü kalibrasyonu yoluyla kontrol etmenin ve en aza indirmenin yolları vardır. Gelecekteki bir tarihte amfi parıltısına daha yakından bakacağız. Diğer bir dezavantaj, her piksel için farklı devrelerin kullanılmasının, pikseller arasında doğrusallık ve hassasiyette küçük farklılıklara yol açabilmesidir.

CMOS sensörlerindeki piksel boyutu, kitlesel pazar uygulamaları nedeniyle nispeten küçük olma eğilimindedir. Örneğin, kullandığımız Panasonic sensöründeki pikseller 3,8 m'dir. Bu, kamerayı daha kısa odak uzunluklu teleskoplar için mükemmel bir eşleşme haline getirir ve bu da harika görüş alanları sağlar. Bu, bizim gibi kameralarla CMOS'a özel değildir. Atik 490EX benzer piksel boyutlarına sahiptir. Ancak, özellikle pikseller gruplanamadığından, kamerayı çeşitli kurulumlarda daha az esnek hale getirir.

CMOS sensörleri, DSLR kameralar ve cep telefonları gibi çok çeşitli tüketici ürünlerinde tercih edilen teknolojidir. Bu, tüketici pazarlarının yarattığı ölçek ekonomisinden faydalandığımız anlamına gelir ve sonuç olarak CMOS sensörleri CCD muadillerinden çok daha ucuz olma eğilimindedir.


Artıları ve Eksileri – Bir Özet

  • CCD'deki diğer devreler tarafından eklenen çok az sinyal
  • Pahalı
  • Piksel boyutunu değiştirmek için gruplama
  • Okumak için yavaş
  • Pikselden piksele yeniden üretilebilirlik
  • Yüksek kaliteli ADC
  • Maliyet
  • Amp kızdırma
  • Okuma hızı
  • 12 bit ADC görüntü kalitesini sınırlayabilir
  • Yüksek kazanç ayarlarında düşük okuma gürültüsü
  • Pikseller arasındaki doğrusallık ve hassasiyetteki farklılıklar
  • Çip üzerinde binning yok

Bu, iki sensör teknolojisi arasındaki temel farklara ve bunun onlara sağladığı artı ve eksilere ilişkin yalnızca giriş niteliğinde bir genel bakıştır. Genel olarak, CMOS sensörleri, kısa odak uzunluklu teleskoplarla kullanıldığında CCD'lere harika bir alternatif sunar. Ancak asıl fayda, makul fiyatlarla büyük multi-megapiksel sensörler arayan astrofotoğrafçılar içindir. Geliştirmemizde ilerledikçe, bir CMOS sensörü kullanmanın astropotografiyi daha pratik anlamda nasıl etkilediği hakkında daha fazla bilgi yayınlayacağız.

Alakalı haberler

Mark Thompson'ın Guinness Dünya Rekoru Girişiminin Gururlu Sponsorları

Bu Eylül, TV Astronomu ve yazar Mark Thompson, Guinness Dünya Rekorunu kırmaya çalışacak ve daha fazla oku

VİDEO: Atik'in OEM görüntüleme çözümlerine giriş

Atik Kameralarda, tüm uygulamalarımızda mümkün olan en iyi ürünleri sunmaktan gurur duyuyoruz,&hellip Devamını Oku

Atik, önde gelen küresel PCR üreticileriyle birden fazla yeni sözleşme imzaladı

Önde gelen global Orijinal Ekipman&hellip ile işbirliğimizi daha da genişlettiğimizi duyurmaktan mutluluk duyuyoruz.


QHYCCD'den QHY410C Kamera

QHYCCD'nin QHY410C kamerası, arkadan aydınlatmalı (BSI) bir CMOS tam çerçeve renkli kameradır.

24,6 MP Sony IMX410 CMOS sensör, 5.94um piksel boyutuna sahiptir. IMX410, esasen QHY128C kamerada kullanılan sensörün arkadan aydınlatmalı bir versiyonudur. Renkli kamera tam bir 120ke- kuyusu ile birlikte gelir ve en çok uzun odak uzaklığına sahip teleskoplar için uygundur. Tam çerçeve kamera, 512 kbayt kalıcı yerleşik bellekle birlikte gelir.

Sony IMX410 sensörü, tam okuma modundayken, tam çözünürlüklü, 8 bitlik görüntüler için 15 fps'de 24 MP durağan görüntüler sağlayabilir. O tam çözünürlükte ve 16 bit görüntülerde 7.5 fps yapabilir. Sensör, yüksek dinamik aralığa ve en düşük kazançtayken 3,75e-okuma gürültüsüne sahiptir. En yüksek kazançtayken, kameranın okuma gürültüsü 1,1e-'dir.

Bu QHY410C kamera, paraziti azaltmamasını veya sıcak pikselleri kaldırmamasını sağlayan gerçek ve tamamen RAW görüntü çıkışıyla birlikte gelir. Görüntü, astronomik görüntü işleme programları için esnekliği koruyan orijinal sinyalden oluşur.

QHY410C, iki aşamalı bir termoelektrik soğutma sistemine sahiptir. Termal gürültü kontrolü, ham görüntünün kalitesini etkilemeden CMOS sensör gürültüsünü azaltmak için çalışır.

QHY410C kamera, hem CCD sensör kapak camı hem de sensör odası optik penceresi için tam çiy önleme teknolojisine sahiptir. QHY, çiy oluşumunu önlemek için hazne penceresi için yapılmış bir elektrikli ısıtma panosu içermektedir. Sensör odasındaki nemi kontrol etmek için bir silikon jel tüp soket tasarımı kullanılarak sensör kuru tutulur.

Pozlamanın uzunluğuna rağmen, bu QHY renkli kamera sıfır amplifikatör parlamasına sahiptir.

QHY410C, parlak yıldızların etrafında haleleri önlemek için AR+AR kaplamalı optik pencereye sahiptir. Bu, H-alfa ve SII'nin kırmızı dalga boyuna tam erişim sağlar. RGB renk dengesi için, kameranın önündeki özel bir filtre tutucusuna ayrı bir çıkarılabilir 2 inçlik UV/IR filtresi yerleştirilmiştir. Bu, 700 nm'nin üzerindeki yakın IR dalga boylarını geçmeden yapılır.

Her kamera fabrikada yüksek hassasiyetli eksen ölçüm cihazı ile kalibre edilir. Sensörün dikey yerleşiminin, sensör boyunca kenardan kenara +/-20 mikrondan daha iyi olacak şekilde görüntü düzlemine düz olması garanti edilir, bu nedenle görüntü dizisinde başka bir yerde mekanik hatalar olmadığında kamera eğimi için ayarlama yapmaya gerek yoktur.

– CMOS Sensör: SONY IMX410 COLOR CMOS

– Etkili Piksel Alanı: 6072*4044

– Etkili Toplam Piksel: 24,6 Megapiksel

– AD Örnek Derinliği: 14-bit (16-bit ve 8-bit olarak çıktı)

– Pozlama Zaman Aralığı: 100us – 3600sn

– Tipik Sensör Boyutu: Tam Çerçeve Boyutu

– Okuma Gürültüsü: [email protected]üşük kazanç, [email protected]üksek kazanç

– Dinamik Aralık: >17000:1 (14'ten fazla DURDURMA)

– Panjur Tipi: Elektrikli Panjur

Soğutmalı Sistem: Çift Aşamalı TEC soğutma (ortamın yaklaşık -35C altında)

– Teleskop Arayüzü: Hızlı montaj/merkez ayar halkasında M54/0.75 Dişi Diş

– Dahili Çiy Önleyici Isıtıcı: Evet

30 Watt @ %100 TEC. 13 Watt @ %50TEC

QHY410C-PH fotoğraf versiyonunun liste fiyatı 3695$'dır. QHY410C ve diğer QHY kameraları hakkında daha fazla bilgiyi buradan edinebilirsiniz.

Ve sadece Astronomy Technology Today'in dergi sayfalarında yer alan en kapsamlı haber, makale ve incelemelere ulaşmanızı kolaylaştırmak için 1 yıllık abonelik sadece 6$'a sunuyoruz! Veya daha da iyi bir anlaşma için, sadece 9$'a 2 yıl sunuyoruz. Sadece çok sınırlı bir süre için geçerli olacak bu fırsatları almak için buraya tıklayın. Ayrıca buradan ücretsiz bir örnek sayıya da göz atabilirsiniz.


Daha fazla okuma

CCD Sensörler

CCD sensörleri, fotonları yakalayan ve onları fotoelektronlara dönüştüren silikon bazlı yarı iletkenlerdir. Bu, dijital bir sinyale dönüştürülür ve kamera tarafından okunur.

EMCCD Sensörleri

Elektron çoğaltıcı CCD (EMCCD) sensörleri, düşük sayıda foton yakalayan ve bunları yüksek sinyale dönüştüren CCD'lerin bir çeşididir.

InGaAs Sensörleri

InGaAs odak düzlemi dizi sensörleri, kısa dalga yakın kızılötesi dalga boyları (900 – 1700 nm) için optimize edilmiş yarı iletkenlerdir.


CMOS Kazanç Ayarlarının Açıklaması

Yeni Atik Horizon kameramız, CMOS sensör kullanan ilk Atik Kameradır. CMOS ve CCD sensörleri arasında birçok fark vardır ve bunlardan biri CMOS kameramızın ayarlanabilir kazanç ayarları sunmasıdır. Bu nedenle, CMOS kazanç ayarlarının gerçekte ne olduğunu ve görüntülemeniz üzerindeki etkilerini açıklayan bir video hazırladık. Bu, kazanç ayarlarının okuma gürültüsünü azaltmaya nasıl yardımcı olabileceğini içerir, ancak tam kuyu derinliği uğruna. Ayrıca, dar bant görüntüleme için yüksek kazanç ayarlarının neden harika olabileceğine bir göz atıyor, ancak LRGB yapıyorsanız, daha düşük bir rakama bağlı kalmak isteyebilirsiniz.

Alakalı haberler

Mark Thompson'ın Guinness Dünya Rekoru Girişiminin Gururlu Sponsorları

Bu Eylül, TV Astronomu ve yazar Mark Thompson, Guinness Dünya Rekorunu kırmaya çalışacak ve daha fazla oku

VİDEO: Atik'in OEM görüntüleme çözümlerine giriş

Atik Kameralarda, tüm uygulamalarımızda mümkün olan en iyi ürünleri sunmaktan gurur duyuyoruz,&hellip Devamını Oku

Atik, önde gelen küresel PCR üreticileriyle birden fazla yeni sözleşme imzaladı

Önde gelen global Orijinal Ekipman&hellip ile işbirliğimizi daha da genişlettiğimizi duyurmaktan mutluluk duyuyoruz.


Astrofotografi için bir CMOS veya CCD görüntüleyici kullanmalı mıyım?

Her iki görüntüleyici de size gece gökyüzü hedeflerinin harika çekimlerini verebilir, ancak hangisi en iyisidir?

Astrofotografi, ödüllendirici görüntüler üretebilen değerli bir hobidir, Image Credit: Luis Zanches

CMOS (Tamamlayıcı Metal-Oksit-Yarı İletken) ve CCD (Charge Coupled Device) dijital görüntülemede kullanılan sensör tipleridir. Her ikisi de biraz farklı çalıştırma ve kurulum yöntemleri kullanır, bu nedenle belirli kullanımlar için artıları ve eksileri vardır.

Genel olarak astrofotografide CCD'ye karşı küçük bir önyargı vardır. Bu, sensörün sinyal-gürültü performansından kaynaklanmaktadır. Bu, uzun pozlamalı çekimlerde daha doğru olmalarını sağlar. Bu aynı zamanda, bazı CMOS yongalarının mücadele ettiği bir şey olan, tüm sensör boyunca daha düzgün bir okuma ile de desteklenir. Genel olarak çok daha hızlı okuma sürelerine sahip oldukları ve CCD'den çok daha genç bir teknoloji olduğu için CMOS cihazları için tamamen kötü bir haber değil, bu nedenle iyileştirmeler çok daha hızlı yapılıyor.

ile güncel kalınEn son Uzay Hakkında Her Şeyde haberler –mevcut her ay sadece 4,99 £ Alternatif olarak abone olabilirsinizİşte fiyatın bir kısmı için!


Kamera Lensi Eğitimi

Merceğin açıklığı, bir merceğin toplayabileceği ışık miktarını kontrol eder, bir mercek ne kadar çok ışık toplarsa, görüntü o kadar parlak olur. Bu nedenle, diyafram boyutu pozlama süresini ve dolayısıyla kameranın hızını etkiler. Thorlabs, f/# sembolü (örn., f/1,4) kullanılarak ifade edilen f-sayısı cinsinden her bir lens için aşağıdaki tablolarda maksimum diyafram boyutunu sağlar. F sayısı arttıkça diyafram açıklığı küçülür ve lens tarafından daha az ışık toplanır.

Spesifik olarak, f-sayısı şu şekilde tanımlanır:

burada f/# f sayısıdır, f odak uzaklığıdır ve d giriş göz bebeği çapıdır.

Çok fazla ışık toplayabilen kamera lensleri (yani düşük f değeri), daha kısa pozlama süreleriyle kullanılabildikleri ve düşük ışık koşulları için ideal oldukları için hızlı lensler olarak bilinir. Örneğin, f/1,4 diyafram açıklığına sahip 50 mm odak uzaklığına sahip bir lens daha büyük bir açıklığa sahiptir ve bu nedenle aynı odak uzaklığına sahip f/2,5 diyafram açıklığına sahip bir lensten daha hızlıdır. Daha büyük açıklıklar kullanmak ışık toplamayı artırırken, bunu yapmak görüntünün alan derinliği olarak bilinen eksenel odak bölgesini azaltır. Farklı diyafram açıklığı boyutlarının etkisini görsel olarak göstermek için, aşağıdaki tablo f değerlerini artırmak için aynı lensle (DCU224C 1/2" biçimli kamerada MVL12M43) çekilmiş bir dizi görüntü göstermektedir. Görüntüler sabit pozlamada çekildiğinden, her f/# artış için (bir faktörle

1.4) Merceğin topladığı ışık miktarı yarı yarıya azalır.

Odak uzaklığı

Odak uzaklığı (FL), kabaca ana düzlemden odak düzlemine olan mesafe olarak tanımlanır. Bir kamera merceği için, odak uzaklığı kamera sisteminin görüş alanını belirler, odak uzaklığı ne kadar uzun olursa, görüş alanı o kadar küçük olur. Genel bir kılavuz olarak, 50 mm odak uzaklığına sahip bir lens ve 35 mm formatlı bir kamera kombinasyonu, insan gözüyle kabaca aynı görüş alanını üretir (

53° diyagonal). Aşağıdaki tablo, farklı sensör formatları için insan gözüyle aynı görüş alanını elde etmek için gereken odak uzunluklarını listeler.

Görüntü görüş alanıyla ilgili lensler için üç genel sınıflandırma vardır. Sensör formatının diyagonal uzunluğuna yakın bir odak uzaklığına sahip bir lens, insana yakın görüş alanına sahip bir görüntü üretir ve bu sensör formatı için "normal" bir lens olarak kabul edilir. Geniş açılı bir lensin odak uzaklığı normalden daha kısadır, bu da daha geniş bir görüş alanı üretir ancak görüntünün kenarına doğru namlu distorsiyonu etkileri sergileme eğilimi gösterir. Son olarak, odak uzaklığı normalden daha uzun olan bir lens, daha küçük bir görüş alanına ve görüntüdeki nesnelerin daha fazla büyütülmesine sahip olan telefoto lens olarak bilinir.

DCU224C 1/2" Formatlı CCD Kamera

Bunu göstermek için, sağdaki üç görüntü dizisi aynı kamerayla üç farklı lensle çekildi. Objektifin odak uzaklığı arttıkça fotoğraflardaki nesnelerin büyütülmesi artarken görüş alanı azalır. Resimdeki öğelerin her biri, aşağıdaki sırayla 10" (254 mm) artışlarla kabaca aralıklıdır: Polaris&trade Sabit Monolitik Ayna Montajı (kameradan 10"), KM100 ayna montajlı Ø1/2" direk (kameradan 20"), ve sonradan monte edilmiş RSP1 döndürme montajı (kameradan 30"). İlk görüntüyü çekmek için kullanılan MVL4WA, görüntünün sol kenarındaki kapı çerçevesini açıkça bozan geniş açılı bir lenstir.

İnsan Gözünün Görüş Alanı için Sensör/Lens Kombinasyonları
Sensör Formatı Lens Odak Uzaklığı
1/3" (6 mm Diyagonal) 6,9 mm
1/2,9" (6,2 mm Diyagonal) 7,1 mm
1/2" (8 mm Diyagonal) 9,2 mm
1/1,8" (9 mm Diyagonal) 10,4 mm
2/3" (11 mm Diyagonal) 12,7 mm
1/1.2" (13,3 mm Diyagonal) 15,3 mm
1" (16 mm Diyagonal) 18,5 mm
4/3" (23 mm Diyagonal) 26,6 mm
  • Daha büyük kırpma faktörleri, kamera sensörünün daha fazla doldurulmasına karşılık gelir. Ayrıntılar için metne bakın.

Farklı Kamera Sensörü ve Lens Formatlarını Birleştirme

CCD veya CMOS sensörlerini kullanan modern kameralar, bir kamera sensörü formatı için belirlenir ve benzer şekilde lensler, belirli bir kamera formatı için en uygun görüntülemeyi sağlamak üzere tasarlanmıştır. Bu format ataması (örneğin 1/2", 2/3", 4/3"), videonun katot ışın tüpleri kullanılarak kaydedildiği zamandan kalma bir tutma kuralıdır ve bir video için gereken video tüpünün dış çapına atıfta bulunur. Verilen görüntü boyutu Sağdaki diyagram, birkaç standart kamera formatı arasındaki boyut farkını göstermektedir.İdeal görüntüleme sisteminde, bir kamera ve lens aynı format için tasarlanır, ancak kamera/lens kombinasyonlarını kullanmak da mümkündür. Bunu yapmak, ortaya çıkan görüntü üzerinde ya vinyet etkisi ya da kırpma gibi bir etkiye sahip olacaktır.

vinyet oluşturma
Objektif formatı kamera formatından daha küçük olduğunda vinyet oluşturma meydana gelir. Bu meydana geldiğinde, sensörün alanı tam olarak açıkta kalmaz ve görüntünün kenarlarında koyu bir halkanın görünmesine neden olur. Vinyet etkisi, her ikisi de aynı 4/3" formatlı kamera kullanılarak çekilen aşağıdaki iki resimde gösterilmektedir. Soldaki resimde, 12 mm odak uzaklığı kullanılarak 4/3" formatlı lens ile tam bir görüntü elde edilir. kenarlarda hafif karartma. Bu küçük vinyet etkisi örneği, lensin kenarında iletimi azaltan lens tasarımından kaynaklanmaktadır. Öte yandan, aynı odak uzaklığına sahip 2/3" biçimli bir lens, fotoğrafın kenarında belirgin bir koyu halka oluşturur. İkinci örnek görsel olarak çok açık olduğu için, kamera sensöründen daha küçük biçimlere sahip lenslerin kullanılmasını önermiyoruz. görüntüleme.

Eskitme: 8051M-GE 4/3" Formatlı Kamera

  • Her bir merceğin yerel format odak uzaklığı yeşil renkle vurgulanır. Ayarlanmış odak uzunluklarının açıklaması için soldaki metne bakın.

Kırpma
When the lens format is larger than the camera format, the effect on the resultant image is known as cropping. In this case, a full image is produced but at a smaller size (i.e. cropped) because the sensor is only capturing a fraction of the complete image. A crop factor or focal length multiplier quantifies the amount of cropping and is defined as the ratio of the diagonal length of the lens' design format divided by the diagonal length of the sensor format. The crop factor for all possible 1/3", 1/2.9", 1/2", 1/1.8", 2/3", 1", and 4/3" format lens/sensor combinations are shown in the table to the right.

An image that is cropped appears as if it was taken with a lens of higher focal length (i.e. a smaller field of view), but does not magnify the image. The cropping effect can be quantified using an adjusted focal length (defined as the crop factor multiplied by the lens focal length). For example, an image taken using a 1" format, 50 mm focal length lens with a 1/2" format sensor will produce an image with an adjusted focal length of 100 mm. While the field of view is reduced as if using a 100 mm lens, objects in the image will remain at the same size. The table to the right lists all of the lenses offered on this page with the adjusted focal length for different sensor formats.

The images below illustrate this effect visually using two images taken using the same lens with 1/2" and 1/3" format cameras. The image taken using the smaller 1/3" format camera produces an image that is cropped compared to the image taken using the 1/2" format camera. Note, however, that the objects in both images remain at the same magnification.

Cropping: MVL8M1 8 mm FL, 1" Format Lens

DCU223C Camera: 1/3" Sensor Format
AFL = 21.4 mm


Click to Enlarge
Click Here for Raw Image (1024 x 768)

Thorlabs' Camera Lenses for Machine Vision each have a characteristic range of object distances. Objects placed within this range can be brought to a sharp focus on the sensor of the C-Mount camera. As seen in the image sequence below, the addition of an C-mount extension tube or spacer between the camera and the lens changes this range of object distances and allows the system to focus on objects closer to the lens. This increases the magnification of the image on the camera while decreasing the depth of field. The following table lists the range of possible object distances for various combinations of Thorlabs' C-Mount extension tubes and machine vision lenses.

Note that Thorlabs' camera lenses are designed to correct for optical aberrations witin a specified range of object distances. The modification of the specified minimum object distance with an extension tube may reduce the ability of these lenses to eliminate aberrations.


Videoyu izle: Canon CMOS Sensor Technology (Ocak 2023).