CCD-kennojen ominaisuuksien ihmettelyä (tapaus QSI)

[Timpe]

Kun tuo digijärkkärin modauspolku tuli käytyä tuskalla loppuun asti, niin ihmetelläänpä seuraavaksi sitten oikeiden tähtikameroiden CCD-kennojen ominaisuuksia  
Tässä alla on vertailukuvat kennojen herkkyyksistä QSI:n sivuilta. Olen merkinnyt kuviin QSI kameran tyypin, sen CCD-kennon pikselimäärän ja fyysisen koon (pikselin koko ja kennon halkaisija). Lopuksi olen heittänyt kaavioon vielä ko. kameramallin lähtöhinnan, josta tullaan ylöspäin varusteiden mukaan.

Kuten kuvasta näkee, siinä on vain "Single-shot-color" -kameroita eli värikameroita, jotka vastaavat kuvaamiseltaan esim. digitaalista järjestelmäkameraa. Mukana on tosin vertailun vuoksi tuon QSI 583:n mustavalko-kameran graafi, josta näkee tällaisen mv-mallin herkkyysedun suhteessa näihin värikameroihin. En ole kuitenknaan kiinnostunut näistä mustavalkokameroista, sillä haluan käyttää ne Suomen vähäiset selkeät säät hyödyksi täysimääräisesti ja näin värikameran edut ajavat mv-kameran ohi omassa luokittelussani. Anyway, kertokaas mikä tolkku noissa kameroiden hinnoitteluissa oikein on, kun hinnat eivät näytä menevän ainakaan kennon pikselimäärien mukaan. Eivätkä ne näytä menevän myöskään kennon fyysisen koon mukaan, kun tuo uusin 583 malli on noista kennoltaan kookkain. CCD:n herkkyydessä näyttää olevan eroa suhteessa kennon pikselimääriin ja näin tuo 540c nousee varmaan hinnaltaan muita kalliimmaksi, eh?

Asiaa on näemmä puitu jo aiemminkin esim. täällä: http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=7460.0 (Pikselien määrän merkitys kamerassa)
ja täällä http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=4508.msg36194#msg36194 , josta lainaan olennaisen tähän:

Tässähän on kysymys kuvausputken ja kameran resoluutiosta sekä vastaavasti ohjausputken ja sen kameran resoluutiosta. Resoluutiolla viittaan tässä arvoon kaarisekuntia / pikseli. Tämän saa laskemalla 206 x kameran pikselin koko mikrometreinä / polttovälillä. Siis, jos kameran pikseli on 9 mikrometriä ja putken polttoväli on 1800 mm, niin kaavasta johdettuna 206 x 9 / 1800 = 1,03 kaarisekuntia / pikseli. Nämä arvot lasketaan sekä kuvauskalustolle että ohjauskalustolle.

Oman kuvausröörini polttoväli on 1500mm (tai noin 1250mm, jos Santelille laskee tulevaisuutta) ja jos tuolla arvolla laskee erottelun vaikka tuon 5,4 um pikselikoon mukaan päädytään 0,74 kaarisekuntiin / pikseli. Tai sitten 7,4 um pikselikoon mukaan, niin päästään lukuun 1,0 "/pikseli. Nykyisen EOS 7D kameran 18 Mpix pikselimäärä ja 4,7um pikselikoko ovat niin huimia suhteessa tähän erotteluun, että olen onnellisesti "over-samplannut" kaikki tähtikuvani ja tästä huoimatta olen ollut lopputuloksiin kohtuullisen tyytyväinen, vaikka tähdet ovatkin kasvaneet kymmenien pikselien kokoisiksi loppukuvassa. Tämän perusteella matematiikkakaan ei taida tuoda tähän mitään ratkaisua vai kuinka?

QSI:n mallit ovat tuossa netistä lukemani perusteella, mistä on tullut sellainen mielikuva, että tuon valmistajan kamera voisi olla ihan mukava omistaa. Jos siis yleensäkään kelvollista tähtikameraa aikoo joskus ostaa näin taalan heikentyessä (nyt 1.00 EUR = 1.44470 USD)...  

Ai niin, mihin kohtaan noita käppyröitä tavallisen modaamattoman digikameran herkkyys sitten asettuu?

[Timpe]

Vastan vielä itselleni, kun tsekkasin tuon DS Observatory Jyrkin SBIG kameran speksitkin:
http://www.sbig.com/sbwhtmls/special_production_st4000xcm.htm
Tuolla on kuva modaamattoman digikameran ja tähtikameran herkkyyseroista ja onpa siellä SBIG:in speksitkin käyrineen... hmmmm.
Joten ruotikaapas nyt samalla tuotakin mallia vertailuksi

[Jyrki]

Tästä aiheesta kaipaisin itsekin keskustelua, sillä mitä enemmän näitä kamera asioita tutkii niin sen älyttömämmältä moni asia tuntuu...

Ensinnäkin en ymmärrä miksi CCD OSC (värikamera) olisi paljoakaan herkempi kuin vastaavalla kennolla varustettu  (modattu) DSLR kamera. Jäähdytyksen takia CCD:ssä on varmasti vähemmän kohinaa, mutta en ymmärrä miksi se olisi muuten herkempi.
Näyttää myös, että kehitys CCD kameroissa laahaa n. 3-5 vuotta jäljessä DSLR kameroita ja niissä käytetään selvästi vanhempia kennoja. Esimerkkinä vaikka juuri markkinoille tulleet 10 megapikselin QHY10 sekä Starlight Xpress SXVR-M26C OSC kamerat, joissa on Sonyn ICX493AQA kenno.Sama kenno tuli DSLR kameroihin jo vuonna 2007.

Mono CCD kameroissa tilanne näyttäisi olevan ihan sama, sillä esim. KAF 8300 kenno joka myy kuin häkä tällä hetkellä, ei ole sieltä tuoreimmasta päästä. Lisäksi mono puolella näyttäisi olevan ongelmana löytää isoja ja hyvälaatuisia kennoja kun niillä ei ole juurikaan kysyntää nykypäivän värikameramarkkinoilla. Onko Kodak enää ainoa, joka niitä valmistaa ? Sony ei käsittääkseni niitä valmista, eivätkä Kodakin kennot yllä Sonyn värikennojen tasolle.

Hinnoittelu CCD kameroissa on sitten aivan oma taiteenlajinsa. Hinnat ovat ensinnäkin pöyristyttävän korkeita niiden tekniseen tasoon nähden. Ja vaikka korkeita hintoja voidaan varmasti selittää pienillä valmistuserillä, kysynnällä ja tarjonnalla, ja monilla muilla hyvillä selityksillä niin ne ovat silti aivan naurettavan kalliita. Toisaalta jos jäähdytetyn CCD kameran haluaa niin eipä siinä auta muuta kuin maksaa tai tyytyä modattuun DSLR kameraan.

[Timo Kantola]

Tuolla puolessavälissä on joitain Canonin QE käppyröitä:
http://astrosurf.com/buil/50d/test.htm

Ja olishan Tuukkasella myynnissä järkkärin korvike:
http://foorumi.avaruus.fi/index.php?topic=7468.0

[Kaizu]

Hinnoittelu CCD kameroissa on sitten aivan oma taiteenlajinsa. Hinnat ovat ensinnäkin pöyristyttävän korkeita niiden tekniseen tasoon nähden. Ja vaikka korkeita hintoja voidaan varmasti selittää pienillä valmistuserillä, kysynnällä ja tarjonnalla, ja monilla muilla hyvillä selityksillä niin ne ovat silti aivan naurettavan kalliita. Toisaalta jos jäähdytetyn CCD kameran haluaa niin eipä siinä auta muuta kuin maksaa tai tyytyä modattuun DSLR kameraan.

Ajatellaampa asiaa busines-mielessä. Haetaan pankista 10mijoonaa euroa ja rakennetaan sillä pokkareiden tuotantolinja. Haetaan pankista 10 miljoonaa lisää ja ostetaan sillä raaka-aineita, muoveja, lasia , elektroniikan pikkuhippusia. Haetaan taas 10miljoonaa ja palkataan sillä vuodeksi 100 japanilaista tai 500 kiinalaista työntekijää. Haetaan vielä 10 miljoonaa ja ostetaan sillä pahvilaatikoita ja laivarahteja. Pannaan kone käyntiin ja saadaan markkinoille miljoona kameraa. Rahaa on palanut 40 euroa per kamera. Kun myydään nämä 120 eurolla kappale, jää dealereillekin jotakin ja tullille ja verottajalle ja tekijällekkin.
Sitten tulee kuningasajatus; tämä linja pystyy tuottamaan myös tähtikameroita ja voidaan vielä säästää. Kameroita ei mene kuin 10 000kpl, joten materiaaleihin meneekin vain
100 000 euroa samoin kuin pahvilaatikoihin ja rahteihin. Tähtikamera maksaa tekijälleen 2020 euroa ja jotta dealerit ja tuloli ja verottaja ja valmistaja saisivat omansa, joutuu tähtikuvaaja pulittamaan kamerastaan 6060 euroa. Tähtikamera ei ole kallis mutta massatuotannon ansiosta pokkari on halpa.
Esimerkki on vähän karrikoitu, oikeasti tähtikameroita ei vuodessa mene noin paljoa. Sen vuoksi vanhoja malleja myydään vielä viiden vuoden päästäkin.

Kaizu

[Jyrki]

Kiitos Kaizulle tästä liike-elämän oppitunnista. Jos se oli tarkoitettu minulle, niin sille on yhtä vähän tarvetta kuin aiemmin tarjoamillesi pientyökalujen käyttövinkeillle

Oli kyseessä sitten kiinalaisten ylitarjonta, liian suuret pahvilaatikot tai verottajan ymmärtämättömyys niin se ei muuta miksikään sitä tosiasiaa, että CCD kamerat ovat järjettömän kalliita niiden tekniseen tasoon nähden...

[Lauri Kangas]

...että CCD kamerat ovat järjettömän kalliita niiden tekniseen tasoon nähden...

Tai sitten tuon kaizun oppitunnin tärkeimmän teesin mukaan: Pokkarit ovat järjettömän halpoja niiden tekniseen tasoon nähden. Minusta nuo kaikki koneet sisältää melkoista taikuutta vaikka ymmärränkin lähes kaiken mitä niiden sisällä tapahtuu.

Sen sijaan jos ei funtsita teknistä tasoa vaan omaa kukkaroa niin olen samaa mieltä että vähän tarpeettoman kalliita ovat.

[Kaizu]

Kiitos Kaizulle tästä liike-elämän oppitunnista. Jos se oli tarkoitettu minulle, niin sille on yhtä vähän tarvetta kuin aiemmin tarjoamillesi pientyökalujen käyttövinkeillle

Oli kyseessä sitten kiinalaisten ylitarjonta, liian suuret pahvilaatikot tai verottajan ymmärtämättömyys niin se ei muuta miksikään sitä tosiasiaa, että CCD kamerat ovat järjettömän kalliita niiden tekniseen tasoon nähden...

Mikä sai ajattelemaan että nämä olivat sinulle tarkoitettuja?

Eivät ne olleet, yleisesti päivitellään samaa asiaa. Itse aikanaan rakentelin jalustoja mutta tulin lopulta siihen tulokseen että jos haluan edes siedettävän hyvän, saan sen paljon halvemmalla ostamalla kaupasta. Vaihtoehtoina on hieroa jotakin hammaspyörää satoja tunteja tai sitten myydä sama aika muutamalla kympillä tunti työnantajalleni ja ostaa niillä rahoilla jalusta. No oli minulla kolmaskin vaihtoehto, myydä vähän perintömetsää.
Jos kameran on kallis niin siinä on silloin busineksen paikka, tehdä muutama kamera halvalla ja sitten myydä ne kalliilla eteenpäin. Tienistillä voi sitten tehdä yhden kameran itselleen.
Käsitykseni mukaan QHY-kamerat ovat syntyneet näin, Kiinassa, eikä niistä taida olla ylitarjontaa. Atikit ovat myöskin saaneet alkunsa samoin. Hassua kyllä, sen busineksen aloitti sama herra jolta ostin jalustani, Rui Tripa, Portugalista yhdessä Stephen Chambersin kanssa . Nyt hän on siirtynyt kokonaan Atik businekseen.

Niihin aiemmin mainittuihin insinöörioppilaisiin ja valmistuneihinkin törmään jatkuvasti työelämässä. Kaikille ei ihan oikeasti voi antaa työkaluja etteivät he satuttaisi itseään, ei vaikka käyntikortissa lukisi koneinsinööri. Toisaalta joillekkin voi antaa työkaluja ainakin pieniä.

Kaizu

[Timpe]

Tuolla puolessavälissä on joitain Canonin QE käppyröitä:
http://astrosurf.com/buil/50d/test.htm

Hyvät käppyrät, kiitos näistä!

Jos unohdetaan tästä keskustelusta tuo CCD-kameran absoluuttinen kalleus, niin voisiko joku tietävämpi kertoa noiden antamieni QSI-mallien erot? Miksi 520c mallista pyydetään samaa hintaa kuin 583c mallista? 520c on 2 megapikselin malli, QE-käppyrät 0,3...0,4 välillä ja 583c vastaavasti 8,3 megapikselin kennolla ja QE-arvoilla 0,3...0,4.

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 )

[Meade-mad]

Olisiko tässä vastaus?
QSI 583c
Pixel Full Well Depth 25,500 electrons

QSI 520c
Pixel Full Well Depth 45,000 electrons

Eikös tuo meinaa ikään kuin sävyjen erottelukykyä eli kameran dynamiikkaa, siis heikoimman ilmaistavan sävyn ja juuri valkoiseksi puhki palavan pikselin eroa.

jk

[Jyrki]

Olen ymmärtänyt "full well depth" lukujen merkityksen jotakuinkin samalla tavalla kuin Meade-mad luonnehti, mutta en usko sen kuitenkaan olevan hinnoittelussa kovin merkittävä tekijä.
Otetaan esimerkiksi vaikka QHY10 (full well 45.000)  ja QHY12 (full well 32.000) kamerat, jotka ovat muuten samoja paitsi niissä on erilainen kenno. QHY10 maksaa n. 2.600 euroa ja QHY12 himpun verran enemmän, vaikka 10:ssä on parempi full well (mutta toisaalta vähemmän pikseleitä). Vaikea sanoa kuinka paljon asialla on muutenkaan merkitystä käytännön kuvauksen kannalta, sillä kuuluisassa KAF 8300 kennossa full well on "ainoastaan" 25.500.
  
Mitä tulee tähtikuvauskameroiden hinnoitteluun niin uskon, että lähivuosien aikana niille tulee tapahtumaan sama kuin kaukoputkille eli hinnat ropisevat alas ja kunnolla. Tähtikuvauksen suosio on kasvanut kovaa vauhtia, mutta eräs kehitystä hidastava tekijä on edelleen korkeat hinnat. Kiinalaisten vahva mukaan tulo putkipuolella on pudottanut hintoja todella paljon ja mahdollistanut yhä laadukkaampien putkien päätymisen tavallisille harrastajille. Uskon, että kamerapuolella tulee tapahtumaan ihan sama ja se laittaa monet CCD kameravalmistajat ahtaalle. Huippukalliilla kameroilla on varmasti edelleen kysyntää jatkossakin, mutta ns. keskikastin kamerat 1.000-5.000 euroa tulevat halpenemaan merkittävästi. Tämä näky oli siis suoraan kiinalaisvalmisteisesta kristallipallosta.        

[rintape]

Tuo Kaitsun suppea liiketoimintateoria selittää ja ennustaa kyllä monia asioita oikein, mutta. Edelleen ihmetelen miksi ccd kamerat tuntuvat kennon fyysisen koon ja pikselimäärän suhteen niin ylihintaisilta. Jos nyt valmistetaan 1000 kpl huippuluokan ccd kameraa jäähdytyksineen ja muine ominaisuuksineen niin totta kai se maksaa. Mutta eikö sen kaiken muun huipputekniikan sisään upotettu kenno pitäisi olla melkein ilmainen? Nykyiset 12-18 megaiset kennot joita käytetään 400-1000 euron digijärkkäreissä eivät voi olla kovin kalliita.

Onko nämä tähtikameroiden ccd kennot oikeasti kehitetty pelkästään juuri niitä varten? Esim. tämä KAF 8300 joka niittää mainetta. Onko sitä käytetty joskus tavallisessa kamerassa? Ovatko nämä tähtikameroiden kennot jotenkin ominaisuuksiltaan niin erilaisia ja parempia kuin tavallisissa kameroissa käytetyt? Järkkäripuolella käytetyt kennot tuntuvat olevan tarkkaan varjeltuja salaisuuksia, aina ei edes ilmoiteta valmistajaa.

Petri

[einari]

Uskon että hinta muodostuu ihan talousperiaatteiden mukaan: kysyntä ja tarjonta ja pienet valmistussarjat.
Ja onko tähtikameroiden valmistuksessa mukana samaa automatiikkaa kuin digijärkkäreiden, en tiedä.
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.

Luulen että jatkossa tulee olemaan enemmänkin ccd-kameroita jotka tulee tuohon 1-2keuron luokkaan.
Kennon osuus kameran hinnasta tuskin on kovin merkittävä - aikaisemmin ehkä näin oli.

[Jyrki]

Tuo Kaitsun suppea liiketoimintateoria selittää ja ennustaa kyllä monia asioita oikein, mutta. Edelleen ihmetelen miksi ccd kamerat tuntuvat kennon fyysisen koon ja pikselimäärän suhteen niin ylihintaisilta. Jos nyt valmistetaan 1000 kpl huippuluokan ccd kameraa jäähdytyksineen ja muine ominaisuuksineen niin totta kai se maksaa. Mutta eikö sen kaiken muun huipputekniikan sisään upotettu kenno pitäisi olla melkein ilmainen? Nykyiset 12-18 megaiset kennot joita käytetään 400-1000 euron digijärkkäreissä eivät voi olla kovin kalliita.

Onko nämä tähtikameroiden ccd kennot oikeasti kehitetty pelkästään juuri niitä varten? Esim. tämä KAF 8300 joka niittää mainetta. Onko sitä käytetty joskus tavallisessa kamerassa? Ovatko nämä tähtikameroiden kennot jotenkin ominaisuuksiltaan niin erilaisia ja parempia kuin tavallisissa kameroissa käytetyt? Järkkäripuolella käytetyt kennot tuntuvat olevan tarkkaan varjeltuja salaisuuksia, aina ei edes ilmoiteta valmistajaa.

Petri

En usko, että OSC CCD kameroihin valmistetaan erikseen omia kennoja vaan ne ovat ihan samoja kuin mitä digijärkkäreissä käytetään.  Ongelmana lienee se, että pienet CCD valmistajat eivät saa käyttöönsä (edes rahalla) uusinta teknologiaa vaan joutuvat tyytymään "poistomyynnissä" olevaan tavaraan. 

Monokameroissa lienee hieman erilainen ongelma, sillä niissä käytettäviä kennoja ei varmaankaan valmisteta kovin suuria eriä ja valmistajiakin on nykyisin harvassa. Värikennot kehittyvät kuitenkin sen verran kovaa vauhtia että ne tullevat jatkossa olemaan kova haastaja (myös herkkyyden osalta) monokameroille. Varsinkin jos monopuolen kennot eivät pysy hinta-tekniikkakehityksessä mukana.

[Make]

Mielenkiintoinen keskusteluketju  .

Moni tuntuu nyt ajattelevan, että kamerassa vain kenno olisi olennainen hinnan tai laadun osalta. Tietenkin se on tärkeä, mutta ei läheskään ainoa tärkeä asia. Jotakin kokemusta on kertynyt päivätyöstäni, jossa kehitän teollisuudelle kamerapohjaisia sensoreita.

• Kameran elektroniikka rakennetaan kennon ympärille. Pienillä valmistussarjoilla elektroniikan ja firmwaren kehitys on kameraa kohden todella kallista. Lisäksi hyvissä CCD-kameroissa on oikeasti varauduttu ulko-olosuhteissa toimimiseen ja säilyttämiseen. Tällainen elektroniikka on kalliimpaa.
• CCD-kameran mekaaniset osat on jyrsitty alumiinista pieninä sarjoina. Käykääpä joskus jollakin konepajalla kysymässä hintoja vastaaville osille, niin kauhistutte. DSLR:t on koottu muoviosista ja todennäköisesti valetuista metalliosista ja sarjat ovat suuria.
• Tuotekehitys maksaa todella paljon. Siitä koostuu suurin osa CCD-kameran hinnasta; osat ovat paljon pienempi kulu. Kulut tietenkin pyritään minimoimaan. Kennoa ei vahdeta nopeasti, koska se merkitsisi suuria tuotekehityskuluja. DSLR-kameralla osien osuus voi olla tuotekehitystä suurempi, koska sarjat ovat suuria.

Verrattaessa mono-CCD-kameraa ja DSLR:ää ei voittajasta ole epäilystä: mono-CCD voittaa mennen tullen siitä syystä, että jokaisen pikselin väri on valittavissa kulloisenkin filtterin avulla ja myös binning-mahdollisuuden takia. Erityisesti tämä tulee esiin kapeakaistakuvauksessa. Sen sijaan väri-CCD vastaan DSLR-kisan voittajaa en osaa mennä sanomaan. Se on varmaankin tapauskohtaista.