CCD-kennojen ominaisuuksien ihmettelyä (tapaus QSI)

[rintape]

Täsmennetään hiukan tuota omaa ihmettelyäni. En ollenkaan kyseenalaista noiden kameroiden hintoja. QSI 540 maksaa 4000 ja QSI 520 3000 taalaa. Hinnat on kovat, mutta ne on varmasti loistovehkeitä ja ehkäpä jopa joka sentin arvoisia.

Se mikä ihmetyttää on, että 3000 dollarin kamerassa on vain kahden megan kenno (QSI 520). Jos siihen laitettaisiin 10 megainen kenno niin kuinka paljon se maksaisi? 3020 dollaria? Voisiko selityksenä olla, että esim. tätä kyseistä kameraa on alettu joskus vuosia sitten suunnittelemaan tuon kennon ympärille, joka on silloin ollut aivan huippuluokkaa. Ja kun koko paketti on sitten valmis markkinoille, itse kenno tuntuu hiukan vaatimattomalta. Mutta sitä pelkkää kennoa on hankala lähteä enää vaihtamaan.

Eihän tuo pikseli määrä sinänsä ole se autuaaksi tekevä juttu, mutta nyt kun alkaa pikkaisen olemaan kokemusta niin alan ymmärtämään kennon fyysisen koon merkityksen. Binnaamiseen en ole itse päässyt käsiksi. Olen kuitenkin ymmärtävinäni, että se on erittäin hieno asia. Ja silloinhan isompi kenno johon mahtuu enempi pikseleitä on selvä etu.

Petri

ps. välillä nämä mun ihmettelyni ei varmaan auta meidän harrastusta eteenpäin, mutta koettakaa kestää

[Meade-mad]

Mikä tuossa vanhassa 520c:ssä on niin paljon parempaa, että siitä voidaan pyytää samaa hintaa kuin tuoreesta uutuusmallista? Siis tämä vs. tämä?
Kummastakin löytyy noilta sivuilta "tekniskaa" niin paljon, että heikompaa DSLR-miestä alkaa jo hirvittää. Ja nyt on kyse vain yhden ainoan valmistajan mallien eroista... (ei vain ymmärrä tuota tässä vaiheessa oppimiskäyrää )

Mikä taika on sitten näissä näennäisesti samankaltaisten kameroiden hinnoissa?

jk

[Make]

Mikä taika on sitten näissä näennäisesti samankaltaisten kameroiden hinnoissa?

En tunne ko. tapausta, mutta on mahdollista, että tuon vanhemman kameran komponentit alkavat poistua markkinoilta (obsolete components). Tällöin alkaa komponenttien jahtaaminen kaikenlaisilta trokareilta ja "mustasta pörssistä", jotta tuotantoa voitaisiin vielä jatkaa, jos elektroniikkaa ei haluta / voida muuttaa. Tällaisten komponenttien hinnat lähtevät nousemaan sitä nopeammin, mitä kauemmin niiden valmistuksen loppumisesta on. Teollisuuskameroiden tapauksessa olen nähnyt tilanteita, joissa vanhan mallin hinta alkaa nousta, vaikka markkinoille on jo tuotu uudempi, parempi malli saman valmistajan toimesta. Taustalla on se, että joillekin asiakkaille ko. kamera on elintärkeä; he ovat valmiita maksamaan siitä, että heidän ei tarvitse investoida oman järjestelmänsä uudistamiseen vielä. Sitä en kyllä ymmärrä, miksi tähtitieteellisten kameroiden tapauksessa olisi tärkeää saada juuri samaa mallia. Ainakaan harrastajilla ei ole tätä tarvetta, mutta kuka tietää, jos ammattilaisilla näin olisi joissakin isommissa järjestelmissä.

Eihän tuo pikseli määrä sinänsä ole se autuaaksi tekevä juttu, mutta nyt kun alkaa pikkaisen olemaan kokemusta niin alan ymmärtämään kennon fyysisen koon merkityksen. Binnaamiseen en ole itse päässyt käsiksi. Olen kuitenkin ymmärtävinäni, että se on erittäin hieno asia. Ja silloinhan isompi kenno johon mahtuu enempi pikseleitä on selvä etu.

Isosta pikselimäärästä ei tähtikuvauksessa ole välttämättä mitään hyötyä, koska valoa on niin vähän tarjolla verrattuna päivänvalossa tapahtuvaan kuvaukseen. Valo koostuu fotoneista, jotka ovat hiukkasia. Jos pikselit ovat todella pieniä ja kuvataan himmeää kohdetta, ei pikseliä kohden kerry kovin montaa fotonia. Tämä taas johtaa huonoon signaali/kohinasuhteeseen. Hyvä kuva syntyy kuitenkin loppujen lopuksi fotonien kokonaismäärästä eikä niinkään resoluutiosta tai kääntäen voisi sanoa, että kuvan resoluutio pitää valita saatavissa olevan valon määrän mukaan, vaikka sitten jälkikäteen resamplaamalla. Kennolla tapahtuvan binnauksen etu resamplaukseen verrattuna on pienempi kohina, koska vierekkäisten pikselien signaalit yhdistetään ennen digitointia.

[Jyrki]

Isosta pikselimäärästä ei tähtikuvauksessa ole välttämättä mitään hyötyä, koska valoa on niin vähän tarjolla verrattuna päivänvalossa tapahtuvaan kuvaukseen. Valo koostuu fotoneista, jotka ovat hiukkasia. Jos pikselit ovat todella pieniä ja kuvataan himmeää kohdetta, ei pikseliä kohden kerry kovin montaa fotonia. Tämä taas johtaa huonoon signaali/kohinasuhteeseen. Hyvä kuva syntyy kuitenkin loppujen lopuksi fotonien kokonaismäärästä eikä niinkään resoluutiosta tai kääntäen voisi sanoa, että kuvan resoluutio pitää valita saatavissa olevan valon määrän mukaan, vaikka sitten jälkikäteen resamplaamalla. Kennolla tapahtuvan binnauksen etu resamplaukseen verrattuna on pienempi kohina, koska vierekkäisten pikselien signaalit yhdistetään ennen digitointia.

Ei kai tämä pikselimäärä ihan näin suoraviivaista ole ?
Jos on lyhyen polttovälin nopea putki niin pienet pikselit ovat vaan eduksi. Otetaan esimerkiksi vaikka Hyperstar viritelmät, jossa porukka odottaa malttamattomana vielä paljon pienempi pikselisiä kameroita kuin mitä nykyjärkkäreissä on. Lisäksi mahdollisimman suuri määrä näitä pienikokoisia pikseleitä lienee vain eduksi, ei suinkaan haitaksi. Pitkän polttovälin putkissa onkin sitten eri juttu.

[einari]

Laskeskelin tossa että millaisia kaarisekunti/pikselikokoja Hyperstareilla tulee.
Jos oletetaan vaikka että polttoväli on 540mm niin 4 mikronin pikseleillä tulee 1.53"/pikseli.
Tuskin tuota pienempää pikselikokoa ainakaan Suomen keleissä kaipaisin.

[Jyrki]

Laskeskelin tossa että millaisia kaarisekunti/pikselikokoja Hyperstareilla tulee.
Jos oletetaan vaikka että polttoväli on 540mm niin 4 mikronin pikseleillä tulee 1.53"/pikseli.
Tuskin tuota pienempää pikselikokoa ainakaan Suomen keleissä kaipaisin.

Käsittääkseni 1"/pikseli voisi hyvinkin toimia ja jopa hieman sen alle. Ja toisekseen ihan 4 mikronin pikseleitä ei taida olla edes DSLR kamereroissa. 550D pääsee kyllä aika lähelle 4.3 koolla, mutta monissa CCD kameroissa ollaan melko kaukana tästä. 

[Timpe]

Tulipas paljon asiaa sitten viime kommenttini. Tekisi mieli vastailla niin moneen eri kommenttiin jotain, mutta nyt pitää karsia ja palata asiaan myöhemmin jos on tarvetta.

Tein noista QSI:n kolmesta kamerasta vertailun Exceliin, jonka kuvittelin hiukan selvittävän asiaa. Valitettavasti näin ei käynyt, sillä tuosta ei löytynyt merkittävää syytä esim. mallien 520C ja 583C hinnoitteluun. Tämä xls-tiedosto on ladattavissa nyt täällä: http://personal.inet.fi/luonto/kuvagalleria/temp/QSI_CCD_camera_comparison.xls
Kertokaa jos tuolta löytyy syy miksi 3000 dollarin kamerassa on vain kahden megan kenno (QSI 520) ja se on saman hintainen uuden QSI 583c mallin kanssa. Itselleni tämä ei ole vielä selvinnyt, jollei se tosiaankin ole se "Pixel Full Well Depth" juttu, jonka Meade-mad bongasi spekseistä.

Uskon että hinta muodostuu ihan talousperiaatteiden mukaan: kysyntä ja tarjonta ja pienet valmistussarjat. (...clip...)
Mutta, uskon että suuren suosion saanut KAF-8300 kennoiset kamerat on oire tulevasta. Siinä tuntui hinta/laatu-suhde olevan kohdallaan kun alle kahdella kiloeurolla sai kohtalaisen hyvän ja isokennoisen kameran. Niinpä sitä on myyty niin että välillä valmistaja ei ole pysynyt kysynnän tahdissa.

Einarikin tuntuu olevan tässä jäljillä, joten kysyn hiukan lisää tuosta QSI 583C:n KAF-8300 kennosta. En ole seurannut näiden CCD-kameroiden markkinoita, joten minulla ei ole mitään esikäsitystä tuon KAF-kennon paremmuudesta/huonommuudesta muihin nähden. Vertailun vuoksi noissa kahdessa muussa QSI-mallissa (520C ja 540C) on KAI-sarjan kennot. Onko tämä KAI jotenkin enempi Pro-sarjan kenno Kodakin luokittelussa ja tuo KAF taasen Consumer-sarjalainen?

Sitten tuohon kennon fyysiseen kokoon. Eikös juttu ole niin, että mitä suurempi CCD-kenno kamerassa on, sitä laajemman kuva-alan sillä saa taivaalta? Tässä mielessä suurempi kenno olisi parempi, kun kuvauspolttoväliä on 1500mm ja jotkut kohteet eivät mahdu kenttään EOS 7D:n APS-C kennollakaan. Sitten kun tuollaiseen suureen kennoon yhdistetään paljon pikseleitä, siitä tulee ilmeisesti myös kovin kallis tehdä. Tai ainakin kallis silloin, jos nämä miljoonat pikselit ovat "hyvälaatuisia" (mitä se sitten tarkoittaakin näissä ympyröissä). Omalla järkeilylläni kannattaisi siis hakea sellaista kameraa, joka on fyysisiltä mitoiltaan suuri kenno ja jossa olisi samalla "sopivan" paljon niitä hyvälaatuisia pikseleitä (suhteessa kennon pikselikokoon, jotta kohina pysyy aisoissa) 

Oma käsitykseni on tässä vaiheessa sellainen, että CCD-kamerakauppaa tehdään pitkälle erilaisella teknisellä mambo-jambo-mielikuva-mainonnalla ja laitteiden hinnoittelu on suhteellisen vapaasti kelluvaa eli kameran hinnalla ja laadulla/ominaisuuksilla ei näyttäisi olevan täyttä 1:1 vastaavuutta. DSLR-puolella massamarkkinat ovat jo asettuneet, mutta CCD-kameroissa vallitsee nyt eräänlainen "villi länsi".

[pnuu]

Yksi spekulaatioista unohtunut pointti on kennon lineaarisuus. Fotometriaan tarkoitetulta kameralta tuossa käsittääkseni vaaditaan huomattavasti enemmän kuin "tavalliseen" kuvaamiseen. Ei tosin taida kukaan käyttää OSC-kameroita siihen, mutta jos kenno on tuota plaatua, niin hintakin sitten sen mukainen.

[einari]

Yksi syy siihen että KAF-8300-pohjaiset kamerat on 'halpoja' on ehkä se että niitä on käytetty digijärkkäreissä, esim Olympuksen E300 ja E500.
Samoin QHY8 oli 'halpa' koska siinä oli sama Sonyn kenno mitä käytettiin Nikonin järkkäreissä.
Siispä koska kennoja tehtiin isompi sarja niin ccd-kamerankin valmistus oli jonkin verran halvempaa.

Toki isommalla kennolla saa laajemman kuvakentän, mutta tuleepa siitä sitten seurannaisvaikutuksia:
optiikan pitää olla tarpeeksi hyvää reunasta reunaan, optiikassa pitää olla tarpeeksi suuret röörit (riittääkö 2" aukko), samoin filtterit jos käyttää (2"), isompi kenno=paljon pikseleitä=hitaampi lataus=hitaampi käsittely jne.

Itse ennemmin vaihdan lyhemmän optiikan jos haluan isomman kuva-alan ja tyydyn vaatimattomampaan kennokokoon/pikselimäärään.
Tosin mieli voi tässä vielä vaihtua kun pääsen kokeilemaan kerhon uutta ccd-kameraa...

[Jyrki]

Oheisesta linkistä löytyy ihan mielenkiintoinen juttu mono ja OSC kameroiden eroista.


http://www.stargazer-observatory.com/mono_vs_osc.html

[Lauri Kangas]

Itse ennemmin vaihdan lyhemmän optiikan jos haluan isomman kuva-alan ja tyydyn vaatimattomampaan kennokokoon/pikselimäärään.

Mäkin tyydyin pikkukennoiseen atikkiin juuri siitä syystä että on paljon kameraoptiikkaa ja niillä saa tarvittaessa mahtumaan siihen pikkukennolle vaikka koko taivaan.

Näreet on kuitenkin niin että kyllä tuo pikselien vähyys jonkin verran ahdistaa, kun täyden kennon kuva ei täytä edes omaa monitoria. Musta tuo 8300-kenno on aika sweet spotissa kokonsa, pikselikokonsa ja pikselimääränsä suhteen koska kameraoptiikoilla saa ihan loistavaa jälkeä, kenno mahtuu pienempien filsujen taakse (jos ei ole nirso) ja kaukoputkella voi sitten vaikka binnata pikseleitä ja silti on jokunen megapikseli jäljellä. Ellei jotain suurta halpaa innovaatiota tule lähiaikoina niin seuraava kamera on kyllä tuolla kennolla.

QSI:n kameroita on usein moitittu tolkuttoman pitkistä latausajoista. Eikös Hytösen Harrilla ole tuo kamera, osaisi varmaan kommentoida ominaisuuksia.

[hm]

Tähtikameroissa käytetään yleisesti kennoja, jotka on alkujaan suunniteltu teollisuuskäyttöön; esim. konenäkö- ja medikaalipuolelle. Näillä markkinoilla on astrokameroiden osuus lähinnä desimaaleista löytyvä. Melkoista suunnittelupanosta vaativan tuotteen valmistaja edellyttää komponenttien varmaa saatavuutta useiden vuosien ajan. Tämä selittää osaltaan astrokameroiden kennovalikoiman hidasta rotaatiota.

Kamerapuolella voidaan suurista valmistusmääristä johtuen siirtää vähäisetkin, ja toisinaan melko näennäisiltä tuntuvat innovaatiot tuotteisiin nopealla syklillä tuotekohtaisten suunnittelukulujen pysyessä kohtuullisina.

En allekirjoita näkemystä kennojen herkkyyden nopeasta lisääntymisestä. Kvanttihyötysuhteessa ei ole tapahtunut merkittävää kasvua parin vuosikymmenen aikana. Pikselin kaivoon mahtuvien elektronien määrä on melko suoraan riippuvainen pinta-alasta, josta sitten päästään suoraan dynamiikan maksimiarvoon. Kameroiden markkinoinnissa esiintyvillä moninumeroisilla ISO-arvoilla ei ole mitään tekemistä kennon perusherkkyyden kanssa.

Tänäkin päivänä on saatavana postimerkin kokoisia CCD-kennoja, jotka maksavat laatuisan henkilöauton verran. Sellaisessa kennossa on sitten tasalaatuisia ja virheettömiä pikseleitä, joista saadaan lineaarista signaalia ja toistakymmentä ihan oikeaa ja toistettavaa bittiä. Digijärkkärin CMOS-kenno tuottaa lopputuloksena kaunista kuvaa, joka tehdään kennon perässä olevassa prosessorissa, tai jopa kahdessa sellaisessa. Prosessorit tekevät laadukasta työtä ja luovat siistiä kuvaa sekä eliminoivat kennon vammaisten pikselien (joita saattaa olla tuhansia kennossa) virheet.

Hannu Määttänen

[Timpe]

Toki isommalla kennolla saa laajemman kuvakentän, mutta tuleepa siitä sitten seurannaisvaikutuksia:
optiikan pitää olla tarpeeksi hyvää reunasta reunaan, optiikassa pitää olla tarpeeksi suuret röörit (riittääkö 2" aukko), samoin filtterit jos käyttää (2"), isompi kenno=paljon pikseleitä=hitaampi lataus=hitaampi käsittely jne.

En nyt tarkoittanut omalla viestilläni ihan _niin_ suurta kennoa, vaan olisin tyytyväinen jos päästäisiin edes liki nykyisen EOS 7D:n APC-S kennon kuvakulmaan. Starizonalla on näppärä CCD field of view calculator, jolla saan nämä arvot 1500mm polttovälilleni ja esim. noille QSI:n kameroille:

EOS 7D = 0.59''/pixel  (51.1' x 34,2')
QSI 520c = 1.02''/pixel (27,0' x 20.4') = "mitätön" kuvakulma
QSI 540c = 1.02''/pixel (34.8' x 34.8') ...hiukan parempi...
QSI 583c = 0.74''/pixel (41.3' x 30.9') ...näistä kolmesta levein.

Ja eikös tuo kuvakulman kapeus samalla vastaa vähän niin kuin DSLR:n croppikerrointa, jolloin kapealla + suuripikselisellä kennolla saadaan aikaan myös suuret seurantatarkkuusvaatimukset jalustalle, kun croppikerroin kasvaa? Vai ymmärränkö tämän nyt väärin? Pitänee siis käydä läpi tuo Starizonan laskimen kameralista ja katsoa mitä vaihtoehtoja on tarjolla

[rintape]

Eikös seurannan tarkkuusvaatimus ole selvästi eniten riippuvainen käytettävässä polttovälistä? Mitä pidempi polttoväli, sitä nopeammin tähdet kuvakentässä viuhuu. Riippumatta siitä montako pikseliä tai minkä kokoisia ne ovat?

Jos vaikka ajatellaan kennoa jossa on kaksi miljoonaa pikseliä ja se on kooltaan vaikka 10x10 milliä. Jos nyt otetaan toinen kenno, jossa pikselit ovat samankokoiset, mutta jonka pinta-ala on 20x20 milliä ja siinä on siis silloin kahdeksan miljonaa pikseliä. Eikös silloin seuranta ole täsmälleen samalla "rasituksella"? Isommassa kennossa vaan näkyy neljä kertaa isompi alue taivasta, jolloin kohteen löytyminen on paljon helpompaa ja kuvaa saa sommiteltua paljon paremmin?

Tuossa esimerkissä ajattelin samankokoisia pikseleitä. Pikseleiden koko taitaa kuitenkin hiukan seurantaan vaikuttaa. Pienemmät pikselit hiukan nostaa vaatimuksia?

Petri

[PetriKe]

Jos jollain ei vielä jostain syystä ole Wodaskin CCD Calculatoria käytössä, niin käykääpä lataamassa:
http://www.newastro.com/book_new/camera_app.php

Siinä voi verrata kuva-aloja eri kamera-kaukoputki -kombinaatioilla ja saa kuva-alan koot ja pikseliä/kaarisek arvot ym. Lisäksi siihen voi itse lisätä kameroita ja kaukoputkia.