CCD kamera G2-8300

English Czech
CCD kamera G2-8300
Kamera: G2-8300, Moravian Instruments
Senzor: KODAK KAF-8300 CCD, pixel 5.4×5.4 um
Rozlišení, velikost: 8.3 MPix, 3358×2536 px, 18.10×13.70 mm
Plná kapacita pixelu: 2.55x104 e-
Čtecí šum: 8 e- RMS
Temný proud 0,2 e-/s/pixel při 0 °C
Rozměry, váha: 114×114×77 mm, 1100 g
Napájení: 12 V DC

Monochromatická kamera G2-8300 patří mezi vědecké CCD kamery s širokými možnostmi použití. Mezi přednosti patří precizní mechanické a elektronické provedení, nízký čtecí šum, ochrana proti přetečení (anti-blooming gate), možnost chlazení senzoru až 50°C pod okolní teplotu. Všechny tyto vlastnosti z ní činí velmi užitečný nástroj pro použití v astrofotgrafii, která má velmi vysoké nároky na použitou techniku. Oproti DSLR, která pracuje s poměrem stran 3:2, kamera G2-8300 využívá poměru stran 4:3, což usnadňuje práci při ladění kompozice a lépe využívá kruhového pole vykresleného dalekohledem. CCD kameru G2-8300 je možné pořídit se zabudovaným filtrovým kolem s 5-ti pozicemi. Pro účely astrofotografie jsem zvolil set LRGB (Luminance-Red-Green-Blue) filtrů firmy Astronomik, které jsou parfokální a optimalizované pro použití v astrofotgrafii.

Asi jedinou nevýhodou proti digitální zrcadlovce je nutnost tahat sebou do terénu počítač a vyšší energetická náročnost. Energeticky nejnáročnější jsou v tomto ohledu peltierovy články užité k chlazení. Kamera si v provozu vezme cca 3A při chlazení 30-40°C pod okolní teplotu. Připočíst musíme i spotřebu notebooku protože na provoz z baterií vydrží max. 2 hodiny. Abych měl vždy dostatečnou rezervu nikdy nechladím na maximální rozdíl teplot, ale standardně na teplotu -20°C, která poskytuje dostatečnou rezervu i pro horké letní měsíce, kdy teplota přes noc dosahuje 25°C. Výše uvedené nevýhody však lehce vynahradí rozdíl v citlivosti snímače, výhody pro úzkopásmovou fotografii a práce která odpadá s pořizováním temných snímků pro DSLR.

propustnosti RGB filtrů Astronomik

Mlhovina VdB14 a VdB15. Jeden z prvních snímků pořízený kamerou G2-8300 v kombinaci s vysoce světelným astrografem 585 mm, f/2.9

kvantová účinnost senzoru KAF-8300

Kvantová účinnost senzoru KAF-8300

propustnosti RGB filtrů Astronomik

Propustnosti RGB filtrů Astronomik


Fotoaparát Canon EOS 300D

English Czech
fotoaparát Canon EOS 300D
Kamera: EOS 300D (Digital Rebel), Canon
Senzor: APS-C CMOS, pixel 8.6×8.3 um
Rozlišení, velikost: 6.3 MPix, 3072×2048 px, 22.7×15.1 mm
Citlivost: ISO 100-1600
Závěrka: 1/4000 sec - 30 sec, Bulb
Rozměry, váha: 142×99×72 mm, 790 g
Napájení: 7.4 V DC

Tento model digitální zrcadlovky od firmy Canon byl vlastně prvním digitálním fotoaparátem, který se mezi astrofotgrafy masivně rozšířil. Stalo se tak zejména díky relativně nižšímu šumu ve srovnání s jinými výrobci DSLR. Pro úspěšné použití v astrofotografii, zejména pro snímání emisních mlhovin zářících na čáře ionizovaného vodíku (H-α - 656.3 nm), je však nutné zvýšit citlivost fotoaparátu na červeném konci spektra vyjmutím jeho originálního UV/IR filtru a nahrazením filtrem s větší šířkou přenášeného pásma. Pokud není modifikace provedena je kvantová účinnost pro tuto vlnovou délku nižší než 10%, což je opravdu velmi málo. Níže je pro srovnání graf kvantové účinnosti v závislosti na vlnové délce pro fotoaparáty Canon EOS a srovnání se senzorem KAF-8300. Po modifikaci se kvantová účinnost DSLR Canon pro čáru H-alfa pohybuje okolo 25%. Vzhledem k tomu, že údaje k fotoaparátům EOS300D a EOS350D nejsou k dispozici, grafy byly vytvořeny na základě dat pro Canon EOS40D ze stránek Christiana Buila

fotoaparát Canon EOS 300D

Citlivost nemodifikovan0ho fotoaparátu EOS vs. CCD


Fotoaparát Canon EOS 350D

English Czech
fotoaparát Canon EOS 350D
Kamera: EOS 350D (Digital Rebel XT), Canon
Senzor: APS-C CMOS, pixel 6.4×6.4 um
Rozlišení, velikost: 8.0 MPix, 3456×2304 px, 22.2×14.8 mm
Citlivost: ISO 100-1600
Závěrka: 1/4000 sec - 30 sec, Bulb
Rozměry, váha: 126x94x64 mm, 485 g
Napájení: 7.4 V DC

Fotoaparát Canon EOS 350D je nástupnickým modelem řady EOS 300D. Z hlediska použití fotoaparátu pro astrofotografii je oproti Canonu EOS 300D znát velký posun zejména pokud jde o šum při dlouhých expozicích, který je výrazně nižší. Nezanedbatelná je také znatelně vyšší rychlost zápisu snímků na paměťovou kartu, což v terénu při focení oblohy oceníme zejména při ostření a ladění kompozice. Fotoaparát je také celkově menší. Bolestí tohoto modelu je však elektroluminiscence. Problémem není její síla, ale nereprodukovatelnost, která se projevuje změnou intenzity, jejím posunem a náhodným mizením na některých snímcích. Z tohoto důvodu není možná její uspokojivá korekce pomocí temných snímků (dark frames). Z rozhovorů s kolegy astrofotografy vím, že se tato vada projevuje jen u některých kusů EOS 350D, nicméně zatím se nám nepodařilo zjistit dle jakého klíče se objevuje a mizí. Verze firmwaru na toto nepredikovatelné chování nemá vliv. V případě, že člověk nenarazí zrovna na kus s tímto problémem a fotoaparát je modifikován pro astrofotografii vyjmutím originálního UV/IR blokujícího filtru, lze s ním dosahnout excelentních výsledků, což dokazují např. snímky maďarského astrofotografa Ivana Edera.

Fotoaparát EOS 350D který používám není modifikovaný pro astrofotografii a používám ho pouze k focení denních snímků, pořizování "time-lapse" videí a focení "star-trails". Bohužel vlastním zrovna kousek, který má problém s výše uvedenou elektroluminiscencí, takže zpracování nočních snímků vyžaduje mírně větší "softwarové" úsilí, než s použitím bezproblémového kusu.

CCD kamera Watec 902H3 Ultimate

English Czech
kamera Watec 902H Ultimate
Kamera: 902H3 Ultimate, Watec Corporation
Senzor: SONY ICX259AL EX-View HAD CCD interline transfer, pixel 6.5x6.25 um
Rozlišení, velikost: 0.44 MPix, 752×582 px, 4.9 x 3.6 mm
Rozměry, váha: 34×39×50 mm, 98 g
Napájení: 12 V DC (160 mA)

Watec 902H Ultimate je vysoce citlivá černobílá TV kamera s CCD senzorem, původně určená pro bezpečnostní systémy. Mezi astronomy amatéry našla uplatnění v mnohých aplikacích ať už pro snímání Měsíce, sledování meteorických rojů, nadoblačných výbojů (tzv. sprites) nebo jako citlivá pointační kamera. Je vybavena senzorem Sony s technologií HAD (Hole-Acumulation-Diode) Ex-View umožňující zvýšení citlivosti za špatných světelných podmínek zvětšením dosahu kamery v blízké infračervené oblasti, která sahá až k 1050 nm. Kamera umožňuje ruční nastavení citlivosti a gama-korekce. Mimo to je vybavena funkcí řízení zisku AGC (Auto Gain Control) a BLC (Back Light Compensation).

Kameru Watec používám k pointaci ve spojení s autoguiderem

relativní odezva senzoru ICX259AL

Relativní odezva senzoru ICX259AL


Modifikovaná webkamera Logitech QuickCam Pro 4000

English Czech
kamera Logitech QuickCam Pro 4000
Kamera: QuickCam Pro 4000, Logitech
Senzor: Sony ICX098AK HAD CCD internal transfer, pixel 5.6x5.6 um
Rozlišení, velikost: 1.3 MPix, 659×494 px,
Rychlost snímání: >30 snímků/s
Rozměry, váha:
Napájení: přes USB port

Spolu s kamerou Philips SPC 900NC jedna z nejlepších webových kamer pro snímání např. planet nebo Měsíce, které už dnes nejsou bohužel běžně k sehnání. Jako jedna z mála obsahuje kvalitnější CCD senzor místo CMOS senzoru a je tedy citlivější. Kamerka jde velmi snadno rozebrat. Výhodou je snadná demontovatelnost originálního objektivu a nahrazení redukcí pro připojení k dalekohledu.

Tuto kameru se mi podařilo sehnat za zlomek původní ceny v roce 2012, kdy už nebyla běžně k sehnání. Pro astronomické využití jsem provedl webce lobotomii, která spočívala v několika věcech: 1) Jednak ve vyjmutí IR blokujícího filtru, takže se kamera stala citlivou i v oblasti infračerveného záření. 2) Nahrazení původní čočky 1.25" redukcí pro připojení k dalekohledu. 3) Zabudování kamery do soustruženého celokovového těla.

astrofotografický speciál

Přední strana DPS s odejmutou čočkou

astrofotografický speciál

Zadní strana DPS

astrofotografický speciál

DPS s připevněnou zaostřovací čočkou

astrofotografický speciál

Držák čočky se zabudovaným IR-blokovacím filtrem

astrofotografický speciál

Relativní odezva senzoru v R, G a B kanálu

astrofotografický speciál

Návrh nového pouzdra kamery


Na dvou animovaných snímcích dole je prezentována citlivost kamery v infračervené oblasti po odejmutí originálního IR blokujícího filtru. Test byl prováděn v neosvětlené místnosti. První snímek byl pořízen bez jakéhokoliv dalšího filtru. Druhý snímek byl pořízen po vložení IR filtru který blokuje viditelné záření a propouští vlnové délky pouze nad 800 nm. Blikání je způsobeno zapínáním a vypínáním infračervené LED diody vyzařující na vlnové délce 950 nm s výkonem cca 15 mW/steradián. Osvětlení bylo provedeno ze vzdálenosti 2.5 metru.

bez IR filtru

Testovací snímek s vyjmutým IR blokujícím filtrem v neosvětlené místnosti bez jakéhokoliv předřazeného filtru.

s IR filtrem 800 nm

Testovací snímek s vyjmutým IR blokujícím filtrem v neosvětlené místnosti a předřazeným filtrem Astronomik Planet IR Pro, který propouští pouze vlnové délky nad 800 nm.

Spektrální charakteristika filtru Astronomik Planet IR Pro 807

Spektrální charakteristika filtru Astronomik Planet IR Pro 807