QHY600 M/C PH/SBFL/L

개요

낮은 읽기 노이즈와 빠른 읽기 속도의 장점으로 CMOS 기술은 천체 이미징에 혁명을 일으켰습니다. 흑백, 후면 조명, 고감도 천체 이미징 카메라는 천체 사진가에게 이상적인 선택입니다. QHY600는 최신 소니 후면 조명 센서인 IMX455(풀프레임, 35mm 포맷)을 사용하며, 3.76μm 픽셀과 네이티브 16비트 A/D 변환을 제공합니다.  이 센서는 흑백 및 컬러 버전으로 제공됩니다.  QHY600는 16비트가 아닌 CMOS 카메라의 시대를 끝내고, 풀프레임(이상) 흑백 CMOS 카메라가 아닌 시대를 끝냅니다.

QHY600는 SONY의 Exmor BSI CMOS 기술을 사용하여 매우 낮은 암전류(0.002e/p/s@-20C)를 자랑합니다. QHY600는 또한 앰프 글로우가 없는 카메라입니다. QHY600는 높은 게인과 전체 해상도에서 단 1전자의 읽기 노이즈와 4FPS의 읽기 속도를 제공합니다. 읽기 노이즈가 1전자라는 것은 카메라가 4~6개의 광자만으로 SNR>3을 달성할 수 있음을 의미합니다. 이는 짧은 노출, 협대역 이미징 등 광자가 제한된 조건에서 완벽한 성능을 발휘하며, 이 대면적 센서는 천체 관측, 시간 영역 천문학, 형광 이미징, DNA 시퀀싱 및 현미경 검사에 이상적입니다.

모델

QHY600 시리즈는 사진 촬영과 과학적 용도를 모두 포괄하는 여러 모델을 보유하고 있습니다. 아래는 QHY600 PH(사진) 시리즈의 다양한 유형입니다:

QHY600PH : 아마추어 천체사진가를 위한 표준 버전;

QHY600PH-SBFL (짧은 후방 초점 거리 버전) ：DSLR 렌즈 사용자나 짧은 후방 초점 거리가 필요한 분들을 위해 특별히 설계되었습니다. 이 버전은 특수 전면 부품을 갖추고 있으며, B.F.L이 단 14mm에 불과합니다(QHYCFW 연결 시 소비 BFL은 12.5mm). 'BFL 소비'의 정의와 당사 어댑터 시스템에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오: https://www.qhyccd.com/astronomical-camera-adapter-bfl-solution/). QHY600SBFL은 필터 휠을 사용해도 Canon/Nikon 렌즈와 쉽게 호환됩니다. 이 어댑터 측면에는 4mm 구멍이 있어, 필요 시 결로 방지를 위해 플라스틱 파이프를 통해 에어 펌프를 연결할 수 있습니다.

QHY600L ：가볍고 짧으며 저렴한 버전입니다. QHY600PH와 비교하여 QHY600PH-Lite는 다음과 같은 특징이 있습니다: QHY600L은 모노 버전만 제공; 본체 길이가 약 112mm로 짧아지고 가격이 QHY600PH보다 낮아짐; 내장 DDR3 버퍼(메모리 저장소)가 QHY600PH/Pro의 2GB에서 1GB로 조정됨. QHY600L의 기타 사양은 본체 길이와 무게를 제외하고 QHY600PH와 동일합니다.

특징

2GB DDR3 이미지 버퍼

QHY600은 60MP 센서 전체의 원활하고 끊김 없는 데이터 전송을 위해 2GB DDR3 이미지 버퍼를 탑재했습니다. 최신 세대 CMOS 센서의 픽셀 수는 매우 높아 임시 및 영구 저장을 위해 더 많은 메모리가 필요합니다. 예를 들어, QHY600 센서는 프레임당 약 120MB의 데이터를 생성합니다. 데이터 대역폭도 기존 16비트에서 현재 32비트로 증가했습니다. 이러한 대용량 파일을 전송하려면 카메라에 충분한 메모리가 필요합니다. QHY600은 최대 2GB의 대용량 메모리를 채택했습니다. 데이터 처리량이 두 배로 증가했습니다. 이 대용량 이미지 버퍼는 새로운 세대 CMOS의 고속 이미지 획득 및 전송 요구를 충족시켜 여러 프레임 촬영을 더욱 부드럽고 끊김 없게 하며, 컴퓨터 CPU의 부담을 더욱 줄여줍니다.

또 다른 장점은 빠른 프로세서가 없거나 USB 3.0 지원이 부족한 일부 컴퓨터를 사용할 때, 컴퓨터가 고속 데이터를 제대로 전송하지 못하고 데이터가 자주 손실된다는 점입니다. DDR은 많은 이미지 데이터를 버퍼링하여 컴퓨터로 전송할 수 있습니다. USB 3.0 전송이 자주 중단되더라도 데이터가 손실되지 않도록 보장합니다. SharpCap에는 DDR 버퍼링을 켜거나 끌 수 있는 옵션이 있습니다. ASCOM 드라이버의 현재 버전은 DDR 모드에서 작동합니다.

네이티브 16 비트 A/D: 새로운 Sony 센서는 온칩 네이티브 16비트 A/D를 갖추고 있습니다. 출력은 실제 16비트이며 65536 레벨입니다. 12비트 및 14비트 A/D와 비교하여 16비트 A/D는 더 높은 샘플 해상도를 제공하며 시스템 게인은 1e-/ADU 미만으로 샘플 오류 노이즈가 없고 읽기 노이즈가 매우 낮습니다.

BSI: 후면 조명 CMOS 구조의 한 가지 장점은 풀 웰 용량이 개선된다는 것입니다. 이는 특히 픽셀이 작은 센서에 유용합니다. 일반적인 전면 조명 센서에서는 대상에서 들어오는 광자가 센서의 감광층에 도달하기 전에 먼저 감광층 바로 위에 내장된 금속 배선을 통과해야 합니다. 배선 구조는 일부 광자를 반사하여 센서의 효율을 떨어뜨립니다. 후면 조명 센서에서는 빛이 반대쪽에서 감광 표면으로 들어갈 수 있습니다. 이 경우 센서의 내장 배선 구조는 감광층 아래에 있습니다. 그 결과 더 많은 입사 광자가 감광층에 도달하고 더 많은 전자가 생성되어 픽셀 웰에 포착됩니다. 이 광자 대 전자 생성 비율을 양자 효율이라고 합니다. 양자 효율이 높을수록 센서가 광자를 전자로 변환하는 효율이 높아지며, 따라서 더 많은 어두운 피사체의 이미지를 캡처하는 센서의 감도입니다.

제로 앰플리파이 글로우: 이것은 제로 앰프 글로우 카메라이기도 합니다.

TRUE RAW 데이터: DSLR 구현에서는 RAW 이미지 출력이 있지만 일반적으로 완전한 RAW는 아닙니다. 자세히 살펴보면 노이즈 감소 및 핫 픽셀 제거의 흔적이 여전히 보입니다. 이는 천문학 이미지에 '별 잡아먹는 현상'과 같은 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 QHY 카메라는 진정한 RAW 이미지 출력을 제공하며 원래 신호만으로 구성된 이미지를 생성하여 획득 후 천체 이미지 처리 프로그램 및 기타 과학 이미징 애플리케이션에 최대한의 유연성을 유지합니다.

안티듀 기술: 거의 20년에 걸친 냉각 카메라 설계 경험을 바탕으로, QHY 냉각 카메라는 완벽한 결로 제어 솔루션을 구현했습니다. 광학 창에는 내장형 제습 히터가 있으며, 챔버는 내부 습기 결로로부터 보호됩니다. 챔버 창용 전기 가열 보드는 결로 형성을 방지하고, 센서 자체는 실리카겔 튜브 소켓 설계를 통해 건조 상태를 유지하여 센서 챔버 내 습도를 제어합니다.

냉각: 2단계 TE 냉각 외에도 QHYCCD는 하드웨어에 독자적인 기술을 적용하여 암전류 노이즈를 제어합니다.

사용 가능한 고급 기능

다중 읽기 모드

다중 읽기 모드는 QHY 16비트 카메라(QHY600/268/461/411) 전용입니다.  읽기 모드에 따라 드라이버 타이밍 등이 다르며, 성능도 달라집니다. 자세한 내용은 "다중 읽기 모드 및 곡선" 부분을 참조하세요.

랜덤 변화 열 노이즈 억제 기능

일부 후면 조사형 CMOS 카메라에서 시간에 따라 변하는 유형의 열 노이즈가 발견될 수 있습니다. 이 열 노이즈는 일반적인 열 노이즈의 고정된 위치 특성을 가지지만, 그 값은 노출 시간과 관련이 없습니다. 대신 각 프레임이 고유한 특성을 나타냅니다. QHY600/268/461/411는 이러한 노이즈의 겉보기 수준을 크게 줄일 수 있는 혁신적인 억제 기술을 사용합니다.

UVLO 보호

UVLO(저전압 잠금)는 비정상적으로 낮은 전압으로 인한 전자 장치 손상을 방지하기 위한 보호 기능입니다.

일상 경험에서 알 수 있듯이, 전기 장치의 실제 작동 전압은 정격 전압을 크게 초과해서는 안 되며, 그렇지 않으면 손상될 수 있습니다. 카메라와 같은 정밀 장비의 경우, 입력 전압이 너무 낮은 상태에서 장시간 작동하면 카메라의 수명에 악영향을 미칠 수 있으며, 전원 관리자와 같은 일부 장치가 장기간 과부하로 인해 타버릴 수도 있습니다. 2021.10.23 안정 버전 이후의 올인원 드라이버 및 SDK에서는 카메라의 입력 전압이 11V 미만일 때 카메라가 경고를 표시합니다.

수평 밴딩 최소화를 위한 USB 트래픽 최적화

CMOS 센서에 일부 수평 밴딩이 나타나는 것은 일반적인 동작입니다. 일반적으로 무작위 수평 밴딩은 여러 프레임 스태킹으로 제거할 수 있어 최종 이미지에 영향을 주지 않습니다. 그러나 주기적인 수평 밴딩은 스태킹으로 제거되지 않아 최종 이미지에 나타날 수 있습니다. 단일 프레임 모드 또는 라이브 프레임 모드에서 USB 트래픽을 조정하면 CMOS 센서 드라이버의 주파수를 조정할 수 있으며, 이미지에 나타난 수평 밴딩을 최적화할 수 있습니다. 이 최적화는 특정 조건에서 주기적인 밴딩을 제거하는 데 매우 효과적입니다.

특정 USB_TRAFFIC 값에서 나타나는 일반적인 주기적 수평 노이즈.

USB 트래픽을 조정하여 주기적 수평 노이즈를 방지한 후.

전원을 껐다 켜서 카메라를 재부팅합니다

이 카메라는 USB 인터페이스를 분리했다가 다시 연결하지 않고도 +12V를 사용하여 재시작할 수 있도록 설계되었습니다. 즉, +12V를 종료한 후 다시 전원을 켜기만 하면 카메라를 재시작할 수 있습니다. 이 기능은 천문대에서 카메라를 원격으로 제어할 때 매우 유용합니다. 원격 제어 전원 공급 장치를 사용하여 카메라를 재시작할 수 있습니다. 원격 제어 시 USB를 다시 연결하는 방법을 고려할 필요가 없습니다.

다중 판독 모드 및 곡선

판독 모드 #0 (사진 모드).

판독 모드 #1 (고이득 모드)

판독 모드 #2 (슈퍼 풀웰 모드)

판독 모드 #3 (확장 풀웰 2CMSIT, 노란색 곡선)

곡선은 절대 양자 효율(QE)을 나타냅니다

다중 판독 모드는 QHY 16비트 카메라(QHY600/268/461/411)에 특화되어 있습니다.  판독 모드에 따라 드라이버 타이밍 등이 다르며, 성능도 다릅니다. 이러한 판독 모드는 현재 QHYCCD ASCOM 카메라 드라이버, SharpCap 및 N.I.N.A.에서 지원됩니다.

판독 모드 #0 (사진 DSO 모드). 이 모드는 대부분의 DSO 촬영 상황에 적합합니다. 이 모드에서는 유니티 게인에 신경 쓸 필요가 없습니다. 게인0이 16비트 센서에 충분히 좋기 때문입니다. 그러나 게인25와 게인26 사이에 노이즈 감소가 있습니다.

읽기 모드 #1 (하이 게인 모드). 이 모드는 일부 최신 디지털 카메라의 네이티브 ISO의 약 2배에 해당하며, iso800, iso3200 등과 같은 매우 높은 ISO 값에서 다이내믹 레인지를 크게 향상시킬 수 있습니다. 하이 게인 모드는 QHYCCD 16비트 카메라에 이러한 개선을 제공합니다. 매우 어두운 피사체와 같이 높은 게인으로 촬영해야 할 때 이 모드를 선택하는 것이 좋습니다. QHY600/268/461의 HGC/LGC 전환 지점은 56입니다. 즉, 이 모드에서 게인 값을 56 이상으로 설정해야 최대한 활용할 수 있습니다.

읽기 모드 #2 (확장 풀웰 모드). 픽셀 크기가 3.76um인 이 센서는 이미 인상적인 풀웰 용량 51ke-를 갖추고 있습니다. 그럼에도 불구하고 QHYCCD는 혁신적인 사용자 제어 가능한 읽기 모드 설정을 통해 51ke-보다 높은 풀웰 용량을 달성하는 독특한 접근 방식을 구현했습니다. 확장 풀웰 모드에서 QHY600는 거의 80ke-의 매우 큰 풀웰 전하 값을 달성할 수 있고, QHY268는 거의 75ke-를 달성할 수 있습니다. 더 큰 풀웰 용량은 더 넓은 다이내믹 레인지를 제공하며 밝기의 큰 변화가 포화될 가능성이 줄어듭니다.

읽기 모드 #3 (확장 풀웰 모드-2CMS). 반면에 확장 풀웰 모드 풀웰이 크면 노이즈도 더 많아집니다. 걱정하지 마세요. 2CMS 모드는 2차 샘플링을 통해 동일한 풀웰 값과 시스템 게인을 유지하면서 읽기 노이즈를 약 1.3배 줄일 수 있습니다. 더 큰 풀웰이 필요할 때는 모드 #2 Extended Fullwell 모드보다 이 2CMS 모드를 더 권장합니다. 참고로, 모드 #2에서는 게인 25 또는 26을 사용하는 것이 게인 0을 사용하는 것보다 좋습니다.

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