C/2023 A3紫金山阿特拉斯彗星
Astrobin IOTD 10/29/2024
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相机 QHY600SBFL M
望远镜: Takahashi TOA-130NS
赤道仪:Sky-Watcher EQ8-R Pro
曝光:Chroma Blue 50 mm: 15×60″(15′)
Chroma Green 50 mm: 15×60″(15′)
Chroma Red 50 mm: 15×60″(15′)
望远镜: Takahashi TOA-130NS
赤道仪:Sky-Watcher EQ8-R Pro
曝光:Chroma Blue 50 mm: 15×60″(15′)
Chroma Green 50 mm: 15×60″(15′)
Chroma Red 50 mm: 15×60″(15′)
型号 | QHY294M Pro |
CMOS 芯片 | SONY IMX492 |
色彩版本 | 仅黑白 |
前照/背照 | 背照式 |
典型尺寸 | 4/3英寸 |
像素尺寸 | 4.63μm*4.63μm |
有效分辨率 | 4164*2796 |
有效像素数 | 1170万 4680万(扩展像素模式) |
QHY294天文冷冻相机,采用4/3英寸背照式传感器,拥有黑白(SONY IMX492 CMOS)和彩色(SONY IMX294)版本。
294M 拥有独特的像素切换模式——扩展像素模式*。
294M的原始芯片SONY IMX492是一颗1170万像素的芯片。在开启扩展像素模式后,可以把原有的单像素拆分成四像素,变为约4680万像素。在画幅一定时,大像元拥有更好的弱光识别力和相对较高的帧率;而多像素有助于提升画面的分辨率和细节。用户可以根据情况进行模式切换。
QHY294所采用的IMX492/IMX294芯片具有HGC(高增益模式)和LGC(低增益模式)两档,QHYCCD将两档增益自动进行切换。当增益设置值在1600时候,自动切换为HGC模式,可以享受HGC模式带来的超低读出噪声(1.6电子到1电子)水平。而增益1600时对应的满阱电荷数为14500左右。接近单位增益。
【背照式】的CMOS器件由于减少了感光区域周边电路结构的尺寸,因此相比前照式,在同等像素面积下可以获得更大的满阱电荷数。
QHYCCD的相机具有【真正RAW数据的输出】。尽管很多单反相机宣称具有RAW图像格式输出,但是仍然不是真正意义上的RAW数据,机身或多或少的对图像进行了一定的处理,例如软件的去热噪声处理,再保存成RAW格式。而对于天文摄影,科学图像拍摄这类对数据的原始性要求很高的场合,真正RAW图像输出为后期处理提供了坚实保障。可以广泛应用于生物成像拍摄,光学实验室,航拍等多种需要原始RAW图像的应用场合。
基于QHYCCD在制冷型相机方面多年的产品设计经验,我们提供了完善的【防结露】措施,包括电加热板,以及可以连接硅胶干燥管的密封腔干燥孔设计,可以有效的避免CMOS自身结露以及避免CMOS密封腔的玻璃窗口结露。
型号 | QHY294M Pro |
CMOS 芯片 | SONY IMX492 |
色彩版本 | 仅黑白 |
前照/背照 | 背照式 |
典型尺寸 | 4/3英寸 |
像素尺寸 | 4.63μm*4.63μm |
有效分辨率 | 4164*2796 |
全解析度 | – |
有效像素数 | 1170万 4680万(扩展像素模式) |
满阱电荷数 | 65ke- |
输出样本深度 | 14bit |
读出噪声 | 1.6-1.2e- @High gain mode 6.9-5.2e- @Low gain mode |
暗电流 | 0.002e- /pixel/sec@-20℃ 0.005e- /pixel/sec@-20℃ |
曝光时间 | 60μs-3600sec |
辉光抑制 | 有辉光,通过主动辉光抑制减弱影响 |
帧率 | Standard 11.6mega pixel mode Full resolution: 16.5FPS@14BIT ROI: 2160lines 21FPS 1080lines 41FPS 960lines 46FPS 768lines 56FPS 480lines 87FPS 240lines 156FPS 100lines 290FPS47mega pixel mode 8340*5644 4FPS@14BIT and 8BIT |
快门 | 电子滚动快门 |
计算机接口 | USB3.0 |
滤镜轮接口 | 4PIN QHYCFW 接口 |
机内缓存 | 256MB DDR3 |
制冷系统 | 双层半导体制冷 |
制冷温差 | 约-35摄氏度环境温差 |
光学玻璃窗口 | AR+AR双面增透亮星光晕抑制型 |
密封 | 密封腔硅胶干燥管 密封腔玻璃窗口加热 |
机身本体接口 | M42/0.75 |
可通过标配接环达成的接口 | M48/0.75 |
后截距 | 17.5mm(±0.3) |
重量 | 约650g |
数量 | |
相机 | 1 |
12V电源适配器+电源线 | 1 |
自锁电源线 | 1 |
数据线 | 1 |
干燥管(含干燥剂) | 1 |
顶丝+六角改锥 | 1 |
M42转2寸转接环 | 1 |
驱动下载说明卡 | 1 |
标配接环组 | A1 |
有关接环方案的说明请参考:https://www.qhyccd.cn/adapters/
注意:ALL-IN-ONE不包括电子极轴镜以及老型号CCD相机的固件!请在下方的单独链接里下载它们的文件。
ALL-IN-ONE包下载地址:https://www.qhyccd.cn/download/
ALL-IN-ONE包安装教程视频:https://www.bilibili.com/video/BV11r4y1u7d8
Drivers:相机运行的必需驱动,必须安装;
BroadCast WDM:广播驱动,配合Sharpcap,用于给OBS等直播软件提供直播讯号,如有直播需求的用户需要安装;
EZCAP:QHYCCD自研的相机控制及管理软件。通常推荐安装64位版本;
ASCOM Driver:需要根据您安装的ASCOM平台版本进行安装。(目前ASCOM最新版本是6.5)
ASCOM Driver CFW/CFW(RS232):两个驱动分别对应了USB控制滤镜轮和相机串口控制滤镜轮两种方式,建议拥有滤镜轮的用户两种驱动都勾选安装;
CP210x-VCP:串口驱动,有些电脑自带该驱动;没有自带此驱动的电脑在控制滤镜轮时可能会报错,建议选择性勾选安装;
各种软件的SDK(插件):根据您使用的软件类型,勾选对应软件的SDK即可。注意确认您所安装的软件是32位还是64位的,要根据对应版本选择SDK;
SharpCap:第三方软件,选择32位或64位安装。该安装途径已经过SharpCap官方授权,可放心使用。
QT Lib: 是保障64位软件能在部分兼容性较差的电脑上正常运行的插件,可选择性安装。
安装驱动过程中,不要让相机连接电脑!!等全部安装好后,再连接电脑。
选择安装位置:不论是第三方软件还是驱动的安装,如果设备空间允许的话,强烈建议使用默认安装位置,不要任意更改!软件默认的安装位置进行安装的话,All-in-one程序会在接下来自动将SDK安装至软件根目录;如果改变了安装位置,接下来您可能需要手动定位软件的根目录。
在全部内容安装完毕后会弹出两个文件夹分别是ASCOM驱动备份文件和SDK的备份文件目录,请记住它们所在的位置,方便以后使用。
ALL-IN-ONE安装流程结束后,再将相机连接电脑。
首先给制冷相机接入12V电源(如果是行星导星相机则无需电源),然后通过USB3.0数据线将相机连接至您的电脑。在将相机连接至电脑之前一定要确保设备已经接入电源。如果在软件内能够正常识别并工作,即说明软件驱动安装成功。
注意:制冷相机的输入电压不能低于11.5V否则不能正常运行。同时也不要高于13V。
此处仅提供各软件的连接方式及基础功能说明,关于软件的详细功能请参考各软件的使用说明。
注意:对于传感器尺寸较大的相机,如QHY600等全画幅以上的相机,请尽可能使用64位版本的软件。
注:在SharpCap4.0 (3.2BETA)中,已经新增了中文版本。该版本由QHYCCD进行主要汉化及校对工作,欢迎大家使用,并欢迎大家提供反馈意见。在下方我们依然按照3.1英文版进行说明
开启SharpCap。点击菜单栏中的摄像头,然后在选中相机。如果前面所提及的软件和驱动都安装成功,那么视频图像就会自动出现,同时也可以在软件的左下角看到帧率,如下图所示。
界面主要功能介绍:
Capture Profiles:预设管理。SharpCap软件重启后默认设置重置。如果经常使用一个或者多个参数配置,可以在调整好下方参数后点击保存,在再次打开软件前便可直接调用该预设。
Exposure:设置曝光时长。勾选LX mode后可以把单帧曝光时长调至更长。
Gain:相当于普通数码相机的iso。数值越大,感光度越高。
Frame Rate Limit:限制最大帧率,默认不设限,可自行调节。
Offset:偏置调节。当对相机进行完全遮光后,可能会发现图像并不是真的全黑。可以通过调整偏置(offset)来获得一个更好的暗场。可以通过打开直方图(histogram)来确认这一点。
USB Traffic:控制数据传输速率(帧率)。当数值为0时,相机达到最大帧率。
Enable Broadcast Mode:开启广播驱动,具体使用方法可参考下载界面的说明。
Read Mode:部分型号具有可以切换高低增益模式的功能。
Color Space:选择色彩空间(输出格式)。Raw8/Raw16为8位或16位的Raw格式,输出保存的视频图像为黑白(即使传感器为彩色,需要通过debayer进行色彩还原);RGB24为非Raw格式,可直接输出彩色图像,但占用空间较大。
Capture Area:可选择使用何种分辨率进行拍摄。
Binning:使用像素合并进行拍摄。
Output Format:选择输出格式。
Debayer Priview:显色预览。当此项功能开启时,即使选择raw格式,屏幕预览区也会显示彩色图像。但此时保存出的图像仍然是黑白的,请注意。
Gamma,Brightness,Contrast:对应伽马值、亮度、对比度调整。我们建议在正常情况下不必调整这三项参数。
White Bal (R/G/B):彩色相机白平衡校准功能。具体校准方法可以参考彩色相机页面下的对应说明。黑白相机则无需此功能。
直方图:重要的图像参考,可以用来检测白平衡是否准确、offset的设置以及图像是否过曝等。和普通数码单反的直方图原理一致,建议具有图像基础的人使用。
Thermal Controls:制冷控制。制冷相机接入12V电源后,温度控制电路就会启动,您可以通过调整下图中的设置来控制CMOS的温度。控制温度主要有两种方式,一种是调整制冷器功率(Cooler Power),一种是设置目标温度(Target Temperature)。如果您想要通过设置目标温度这种方式来直接控制CMOS的温度,可先点击“Auto”再来通过调整滑动条来设置目标温度。
由QHYCCD开发的软件,对于QHYCCD相机,它拥有基础的拍摄功能。
安装EZCAP_QT软件并通过USB3.0数据线将相机连接至您的电脑。启动EZCAP_QT,在Menu->Camera中点击”Connect”,如果相机是成功的连接的,EZCAP_QT软件的标题就会显示相机的固件版本以及相机的ID,如下图所示;
可在Language中切换成简体中文。
在 “相机设置” 中点击“温度控制”,设置CMOS传感器的温度。您可以开启“自动 ”来设定目标温度。比如,在此我们设置目标温度为-10C。CMOS传感器的温度将会很快下降到此温度(大约需2-3分钟)。如果您想要关闭制冷,您可以选择“停止”。如果您只想设置制冷功率而不设置温度,您可以设置功率的百分值。
使用预览窗口(preview tab)来进行预览,还可以使用对焦工具来进行对焦。然后使用拍摄窗口(Capture tab)来捕获图像。
在EZCAP_QT中有一个图像任务规划器,用于拍摄序列。
执行AllInOne安装,勾选BroadCast WDM Camera选项。
安装过程执行结束,右键计算机找到设备管理器,查看有图像设备名称为QHYCCD BroadCast WDM Camera即为安装成功。
使用:
通常使用sharpcap连接相机作为广播端,连接相机之后需要打开Enable Live Broadcast开关进行广播。
常见的配合软件(即广播接收端)有:UFOCAPTURE、HANDYAVI、QQ视频功能等。AMcap测试效果图:
QQ视频测试效果图:
UFOCAPTURE测试效果图:
注意事项:
如果相机一直卡死,它有可能是多种原因导致的,您可以按照下面的提示进行检查。
1) 您的电脑配置的是否是VIA芯片组或者一些类型的主板,在SharpCap上根本不出图(但是在ASCOM上工作却正常)在这种情况下,您需要开启相机的DDR缓冲
2) 您的电脑和赤道仪是否漏电?这可能会导致漏电流通过GND从电脑上转移到相机上。这有可能会影响USB传输、丢失数据包、相机卡死。您需要确保电脑和赤道仪都很好的接地。
3) USB接口的电压是否足够高?一些电脑的USB接口电压达不到5V。这样可能会导致相机一直卡死。在这种情况下,您可以选择通过使用带电源的USB3.0 Hub来连接电脑和相机,这样能够确保相机得到5V的电压。
4) CPU使用率是否太高?如果CPU使用率过高,将会导致很多帧丢失并且会使得相机卡死。您可以增大USB traffic值来降低FPS,从而获得更稳定的图像传输。
5) USB连接线是否连接牢靠?有时相机与USB连接线的连接问题以及电脑与USB连接线的连接问题会导致信号丢失并且使相机卡死。尤其是当USB连接线移动时。在这种情况下,您可以尝试在USB接头和插口部分涂一些硅油。这样会使得USB连接更加稳定。
6) 避免静电。有时人体上携带的静电会导致相机卡死。在触碰相机前,您可以接触一下电脑机箱外壳来释放静电。
7) 一些计算机的前置USB接口不太适合高速数据传输(原因是它们是通过连接线连接到主板的,这样使得信号完整性变差)。如果您发现相机在前置USB接口使用时一直卡死,您可以尝试将相机连接至它的后置USB接口(它们直接连接到了主板的芯片组)。
8)系统中USB选择性暂停功能开启会引起相机在长时间工作中的卡死情况。请根据以下步骤关闭此选项。
Windows电源设置步骤:1. 点击“开始键”,点击“设置”。2. 点击“电源和睡眠”, 点击“其他电源设置”。3. 点击“更改电源计划”。4. 点击“更改高级电源设置”。5. 默认情况下“USB 选择性挂起”功能是开启的,会导致图像卡死,帧率低,视频不流 畅,图像没有刷新,等等一系列问题。我们需要禁用这个功能。6. 禁用此功能。
9)当遇到更新Sharpcap软件后连接相机无法输出帧率情况时,请下载AllInOne安装包,安装时勾选sharpcap选项。安装包会自动更新sharpcap中的QHY SDK 。完成后重启sharpcap软件。
上图是典型的因为USB数据传输错误导致的部分图像丢失导致图像错位的情况。
原因是由于USB通讯质量问题,或者外部干扰问题,导致正在传输的USB图像数据包数据错误,无法通过CRC校验,从而SDK判定为一次USB传输错误。SDK会对通讯错误进行修复,避免出现死机,但是这一包数据也会丢失。造成这种现象。
检查以及解决方法是:
(1)USB线损坏或者USB接触不良引起的通讯质量问题: 解决方法是更换USB线,并且检查USB线到电脑的连接,以及USB线到相机的连接是否过于松动;
(2)在使用了某一些信号不匹配的HUB,可能会导致此类问题,可以直连或者尝试更换其他型号HUB(建议使用有源HUB);
(3)由于交流适配器漏电引起的通讯干扰问题,需要检查系统里面每一个设备的交流适配器是否都良好接地;
(4)使用了版本不匹配的SDK和固件,下载最新安装包(QHY最新发布了AllInOne安装包可以实现一键自动替换SDK,您只需要在安装包中勾选相应软件),或者请求QHYCCD技术支持远程协助。
根据USB3.0的特性,USB3.0的最大线缆支持长度约为3米,在3米以上就会无法保证传输稳定性。为了保证图像质量,QHY标配USB线缆为1.5米。如果有延长USB线缆的需求,请告知经销商,并选用选配件中QHY推荐的有源USB延长线(带有信号放大器)。
1.准备配件:
可支持远程断电插排x1 (建议使用可以单独控制每个插孔版)
带有12V供电USBHUB x1 (该USBHUB可支持12V断电设备重置,可联系QHY咨询建议型号)
使用步骤:
使用带有12V电源供电的USBHUB,连接到可支持远程断电的220V电源插孔上。可以每次开机以后自动连接一下USBHUB电源,可以实现一次远程重连。
该方案适用于USB供电的设备,(QHY导星行星系列相机,QHY小号制冷)
2.设备管理器-管理-服务和应用程序, 将 DevicesFlow_22569 和 Devquery Background Discovery Broker 启用。
3.BIOS,在Power Management选项中,把高级电源管理模式由s3(STR)更改为S1(POS)。
型号 | Unity Gain |
600M/C | 25 (Extended Full Well Mode) * |
268M/C | 30 (Extended Full Well Mode) * |
294Pro | 1600 (11MP Mode)
2600 (47MP Mode) |
410C | 90 (Low gain)
40 (High gain) |
367C | 2800 |
247C | 2200 |
128C | 3300 |
168C | 10 |
183M/C | 10 |
163M/C | 120 |
174GPS | 17 |
550P | 85 |
*仅建议制冷相机拍摄深空天体时参考unity gain进行设置。行星相机拍摄方式不同,需要根据情况自由选择gain值。
*对于原生16bit的型号,如QHY600,QHY268等,可以直接把gain设置为0,因为即使最低增益也可以满足要求。不过在扩展满阱模式下仍建议使用表格中的设定。
首先,并不存在一个所谓的”最佳的GAIN和OFFSET值”, 例如不足的AD采样率(12位或者14位),以及读出噪声随增益提高而降低的特性。我们需要稍微理解一下相机的读出噪声,满阱,系统增益,以及天光背景的光子噪声等,才能更好的帮助我们确定应该使用的GAIN和OFFSET.
如果您以前没有制冷CMOS相机的使用经验,那么我们建议您刚开始的时候,增益可以设置为”单位增益(Unity Gain)”。单位增益是指相机的系统增益为1e/ADU的时候的GAIN设置值,例如QHY168C的是10,而QHY367C的则为2800(见上表)。单位增益的设置也不必纠结一定要刚好是系统增益,增减一点影响其实并不大。
单位增益并不是最好的设置,只是一个起始点。根据拍摄的具体情况,可再进一步确定是增加或者减少这个值。通常情况下,如果您的光学系统是快速光学系统,大光圈,例如F2.2-F5之间的望远镜,曝光时间又比较长,比如5分钟以上,同时又没有使用窄带滤镜,那么可以考虑进一步减少GAIN. 以便获得更大的动态范围,更好的利用相机的满阱值,以避免恒星过曝。(过曝的恒星会导致星点肥大,同时恒星的颜色饱和度受到损失)。
如果使用了窄带滤镜,或者望远镜焦比在F6-F10,曝光时间又比较短,那么在曝光时间周期内接受到的光子数有限,这种情况下,您可以提高增益,以期充分发挥在CMOS高增益下读出噪声低的特性,提高目标的信噪比。
使用情况 | 增益值 | 目的 |
入门值 | 系统增益 | 提供一个初始值给入门用户使用 |
使用快镜,曝光时间较长 | 降低增益 | 充分发挥动态范围,避免星点饱和 |
使用窄带,慢镜,曝光时间短 | 提高增益 | 光子数有限情况下,获得更低读出噪声 |
OFFSET的设置也并没有一个最佳值。OFFSET设置的正确方法是:在某一个增益下,分别拍摄偏置场和暗场,然后观察图像的直方图分布。
可以看到直方图分布是一个峰。通过改变OFFSET,可以使得这个峰向左或者向右平移。我们需要确保整个这个峰都要大于0,不能被0给截掉。同时,为了能有所冗余,因此需要比零略大一些,比如大100到几百个ADU,甚至几千ADU都是可以的。但是也不能太大,否则会占用掉0-65535中有效的动态范围。
需要注意,不同增益下,这个峰的宽度是不相同的,在高增益下这个峰就会变宽。因此在低增益下合适的OFFSET值,在高增益下未必合适。很可能由于这个峰变宽了导致这个峰的部分被0给截掉。
CMOS相机采样不足16位时,会导致AD的采样精度不能与CMOS的满阱电荷数很好的匹配。在低增益下,CMOS的系统增益往往会达到若干个电子对应一个ADU。这样会带来采样误差。损失了相机对信号强度的分辨能力。
当提高增益的时候,CMOS的系统增益值会降低,当达到某一个增益时,对应1e/ADU,这就是系统增益。但是提高增益会带来一个问题,就是限制了输出图像的满阱电荷数。比如12位的CMOS,当系统增益为1的时候,图像达到饱和的时候,对应的满阱就只有4096电子。这样如果图像中有比较亮的目标,例如大多数的恒星等,就会出现饱和。特别是如果您的望远镜是快镜,或者曝光时间比较长,这个问题就会特别的突出。一旦恒星饱和,星点就会变粗,而且后期是无法补救的(除非用软件缩星大法)。同时,星点的颜色信息也会受到影响,星点的颜色饱和度会下降。最终图像感觉星点很粗,大部分星点很白。感觉图像非常干涩。因此这种情况下,只能通过降低增益,来获得图像更大的满阱。
降低增益是在没有16位AD情况下采用的一个不得己的折中方法。这时候采样误差(量化噪声)会增加。但是,由于在长曝光,以及快镜下,像素的光子数比较多,光子数自身的量子噪声,会带来超过量化噪声的起伏(可以理解为一种在亮度上自然实现的“抖动”算法),因此量化噪声增加带来的影响会有所减小。通过一定的叠加,也可以在一定程度上弥补因为量化噪声引起的图像层次不够的问题。
在光子数受限的情况下,例如在窄带摄影,曝光时间短,以及使用的镜子是“慢镜”的情况下,那么可以提高增益。因为这种情况下不容易出现目标饱和问题,同时,背景天光几乎没有,此时读出噪声和量化噪声是影响弱光探测能力的主要因素,提高增益获得更低的读出噪声和更低的量化噪声,对于提高信噪比是非常有意义的。