دوربین تصویربرداری نجومی ToupTek مدل ATR432MسفارشیToupTek ATR432M Mono Astronomy Camera

دوربین تصویربرداری نجومی ToupTek مدل ATR432M

تشریح مشخصات فنی دوربین تصویربرداری تک رنگ نجومی ToupTek مدل ATR432M درتصویر بالا از چپ به راست:

1. دوربین تصویربرداری نجومی مجهز به سنسور تصویر برداری تک-رنگ شرکت سونی با نام  IMX432M  است.
2. ابعاد سنسور یا حسگر تصویربرداری برابر است با 14.4 میلی‌متر در9.9 میلیمتر‌ و قطر آن برابر با 17.5 میلی‌متر است.
3. بالاترین کیفیت عکسبرداری این دوربین برابر است با 1100 در 1600 پیکسل برابر با 1.76 مگاپیکسل است.
4. با مبدل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال (Analog to Digital Converter=ADC) برابر با 12Bit هر سیگنال آنالوگ به 12bit خروجی دیجیتال تبدیل می‌شود.
5. اصطلاح  بازدهی کوانتومی (QE)  نسبت فوتون فرودی به الکترون تبدیل شده در یک  حسگر نوری است. هر چه QE بیشتر باشد و نویز Read noise  کمتر باشد کیفیت تصویر خروجی بهتر است. در این دوربین نجومی بازده کوانتومی 79 درصد است که مقدار خوبی است.
6. اصطلاح  Full Well 100ke نشان دهنده این است که هر پیکسل تراشه تصویربرداری عکاسی نجومی ATR432C توانایی نگه داری 100000 الکترون را دارد  که مقدار بسیار خوبی است. در هر سنسور نوری اگر اندازه پیکسل‌های بزرگ‌تر باشد « ظرفیت اشباع کامل هر پیکسل» (full-well depth) معمولاً بیشتر است. در زمان نورگیری هر دوربین عکاسی، نور وارده شده به هر پیکسل حسگر باعث تولید الکترون میشود. اما محدودیتی برای تعداد این فوتوالکترون‌هایی که هر پیکسل می‌تواند در خود نگه دارد وجود دارد. این حالت « ظرفیت اشباع کامل هر پیکسل» (full-well depth) است. وقتی مقدار فوتوالکترون‌ها از این عدد فراتر رفت، سیگنال (الکترون‌های اضافی) به پیکسل‌های مجاور سرازیر می‌شوند و باعث می‌شوند تا تصویر ستاره‌های درخشان در آسمان شب «شکوفه کنند» یا بزرگ و متورم به نظر برسند.
7. دارای 512 مگابایت حافظه داخلی DDR3 برای ارسال تصاویر با سرعت بالا.
8. دوربین مجهز به پورت USB3 است که سرعت بسیار بالایی در انتقال اطلاعات دارد.
9. دارای سیستم خنک کننده داخلی دو مرحله‌ای ترموالکتریک TEC cooling برای خنک کردن سنسور و کاهش نویز است.
10. اصطلاح FPS94 نشان می‌دهد که این دوربین عکسبرداری و فیلمبرداری نجومی در بالاترین کیفیت قابلیت تصویربرداری 94 فریم در ثانیه را دارد.
11. این مقدار نشان می‌دهد که سیگنال مفید (نور ستاره‌ها، سحابی‌ها و کهکشان‌ها) چقدر نسبت به نویز ناخواسته‌ی دوربین (مثل نویز الکترونیکی یا نویز حرارتی) قوی‌تر است.هرچه مقدار SNR بیشتر باشد، تصویر شفاف‌تر و تمیزتر خواهد بود. وقتی گفته می‌شود SNR = 50 dB یعنی سیگنال حدود 330 برابر قوی‌تر از نویز است. این مقدار بسیار بالا محسوب می‌شود و برای عکاسی نجومی فوق‌العاده است، به‌ویژه در رصد اجرام کم‌نور اعماق آسمان.
12.  اصطلاح Read Noise به این واقعیت اشاره دارد که هر دستگاه دوربین Cmos یا CCD نویز‌هایی ناخواسته روی تصویر ایجاد می‌کند. این مسئله بویژه در زمان نوردهی طولانی مدت از اهمیت زیادی برخوردار است. هر چه Read Noise کمتر باشد تصویر بهتری دریافت خواهد شد. در هر تراشه (چیپ‌ست) تصویربرداری نوری، فتون‌های آنالوگ نوری باید تبدیل به اطلاعات دیجیتال شوند، این فرآیند با کمک مبدل آنالوگ به دیجیتال (Analog to Digital Converter=ADC) انجام می‌شود در این فرآیند نویزهایی ناخواسته ایجاد می‌شوند که Read out  نویز نامگذاری شده‌اند.

دوربین تصویربرداری نجومی ToupTek مدل ATR432M با پیکسل‌های نوری بسیار بزرگ ۹ میکرومتری و ظرفیت اشباع بالای 100ke

سنسورهایی با پیکسل های بزرگتر نسبت به سنسورهایی با پیکسل‌های کوچکتر نویز کمتری دارند، به خصوص در نور کم. به همین دلیل است که، برای مثال، در هنگام عکاسی در شب دوربین موبایل (گوشی هوشمند در مقایسه با دوربین های DSLR، تصاویری با نویز بیشتر (یا دانه دانه) در شب ثبت می‌کند. گوشی موبایل ممکن است دارای پیکسل‌هایی به اندازه 1.5 میکرومتر 1.5μm  باشد در حالی که یک DSLR ممکن است دارای پیکسل‌های 4 میکرومتر 4μm  یا حتی 6 میکرومتر 6μm باشد. پیکسل‌های بزرگتر نیز نویز دارند اما نور بیشتری را جمع آوری می‌کنند و بنابراین نسبت سیگنال به نویز بالاتری(بهتری) دارند. دوربین‌هایی که برای عکاسی اجرام روشن منظومه شمسی طراحی و ساخته شده‌اند، پیکسل‌های کوچک‌تری دارند. دوربین های عکاسی اعماق آسمان معمولا ​​پیکسل‌های بزرگ‌تری دارند.

در هر سنسور نوری اگر اندازه پیکسل‌های بزرگ‌تر باشد « ظرفیت اشباع کامل هر پیکسل» (full-well depth) معمولاً بیشتر است. در زمان نورگیری هر دوربین عکاسی، نور وارده شده به هر پیکسل حسگر باعث تولید الکترون میشود. اما محدودیتی برای تعداد این فوتوالکترون‌هایی که هر پیکسل می‌تواند در خود نگه دارد وجود دارد. این حالت « ظرفیت اشباع کامل هر پیکسل» (full-well depth) است. وقتی مقدار فوتوالکترون‌ها از این عدد فراتر رفت، سیگنال (الکترون‌های اضافی) به پیکسل‌های مجاور سرازیر می‌شوند و باعث می‌شوند تا تصویر ستاره‌های درخشان در آسمان شب «شکوفه کنند» یا بزرگ و متورم به نظر برسند. پیکسل‌های بزرگتر به طور کلی می توانند الکترون‌های بیشتری را در خود نگه دارند. به عنوان مثال، دوربین ZWO ASI290MM با پیکسل‌های 2.9 میکرومتر دارای «ظرفیت اشباع» 14,600e چهارده هزار و ششصد الکترون در هر پیکسل است. دوربین تصویربرداری نجومی توپ تک مدل ATR432C پیکسل‌های بزرگ  9 میکرون با «ظرفیت اشباع» بسیار بالای 100 هزار الکترون دارد.

ابعاد و اندازه دوربین تصویربرداری نجومی ToupTek مدل ATR432M:

وسایل موجود در دوربین تصویربرداری نجومی ToupTek مدل ATR432M:

از آنجا که محصول وارداتی است ممکن است شرکت توپ تک وسایل در جعبه (کابل و آداپتورها) را بر اساس زمان سفارش کمی تغییر دهد.

اتصال دوربین تصویربرداری نجومی ToupTek مدل ATR432M با سایر تجهیزات نجومی و کامپیوتر:

توصیه برای انتخاب بین ATR432C و ATR432M -  کدام برای چه کاری بهتر است؟

• عکاسی سیاره‌ای و ماه
  دوربین تک‌رنگ بهتر است: چون فیلتر بایر ندارد، هر پیکسل کل سیگنال را می‌گیرد؛ بنابراین در عکاسی سیاره‌ای جزئیات دقیق‌تر و وضوح بیشتری ثبت می‌شود. نرخ فریم بالای ATR432M هم برای روش Lucky Imaging عالی است.
  ATR432M برای سیاره و ماه مناسب‌تر است.

• عکاسی اعماق آسمان (سحابی‌ها، کهکشان‌ها، خوشه‌ها)
  سنسورهای رنگی می‌توانند در یک شات کل رنگ‌ها را بگیرند و کار با آن‌ها ساده‌تر است، مخصوصاً وقتی نمی‌خواهید با چرخ فیلتر کار کنید. اما مدل تک‌رنگ با فیلترهای باریک‌باند می‌تواند وضوح و حساسیت بیشتری ارائه بدهد. با این حال گزارش‌های موجود درباره آمپ‌گلو در مدل تک‌رنگ ممکن است باعث شود مدل رنگی برای عکاسی معمولی اعماق آسمان خروجی تمیزتری بدهد.
  ATR432C برای عکاسی رنگی ساده‌تر است؛ ولی مدل تک‌رنگ برای نتایج حرفه‌ای نیازمند فیلتر و کالیبراسیون بیشتر است.

پس اگر هدف اصلی شما عکاسی سیاره‌ای یا ماه است، مدل ATR432M (تک‌رنگ) پیشنهاد می‌شود. سنسورهای تک‌رنگ جزئیات بیشتری ثبت می‌کنند، حساسیت بالاتری دارند و با فیلترها بهترین وضوح و کنتراست را برای عکاسی از سیارات و ماه ارائه می‌دهند. برای عکاسی اعماق آسمان مانند سحابی‌ها و کهکشان‌ها، مدل ATR432C (رنگی) ساده‌تر است چون تصاویر رنگی کامل را در یک شات می‌گیرد و به فیلتر اضافی نیاز ندارد. البته مدل تک‌رنگ با «فیلترهای باندباریک» می‌تواند کیفیت بالاتری ارائه دهد، اما نیازمند پردازش و کالیبراسیون بیشتری است.

نکته: تصویربرداری خوش‌شانس (Lucky Imaging) یک تکنیک در نجوم است که برای گرفتن تصاویر واضح‌تر و با وضوح بالا از سیارات، ماه و گاهی اجرام کوچک آسمان عمیق به کار می‌رود تا اثر آشفتگی جو (که به آن "seeing" هم می‌گویند) کاهش پیدا کند.

مراحل کار به این شکل است:

1. تعداد زیادی نوردهی کوتاه: به جای گرفتن یک نوردهی طولانی، صدها یا حتی هزاران نوردهی بسیار کوتاه (مثلاً چند میلی‌ثانیه) گرفته می‌شود.

2. انتخاب بهترین فریم‌ها: جو زمین دائماً نور اجرام آسمانی را دچار آشفتگی می‌کند، اما گاهی برای یک لحظه کوتاه، هوا پایدار می‌شود. این فریم‌ها “خوش‌شانس” هستند چون واضح‌تر و کمتر تار هستند.

3. ترکیب بهترین فریم‌ها: فقط واضح‌ترین فریم‌ها با نرم‌افزار مخصوص هم‌تراز شده و ترکیب (Stack) می‌شوند. این کار باعث می‌شود جزئیات و نسبت سیگنال به نویز بهتر شود و تاری تصویر از بین برود.

دلیل کارکرد این روش:

• جو زمین بسیار سریع تغییر می‌کند، بنابراین در نوردهی‌های کوتاه، آشفتگی فرصت ندارد کل تصویر را تار کند.

• با انتخاب فقط واضح‌ترین فریم‌ها، شما عملاً محدودیت‌های دید ضعیف را دور می‌زنید.

موارد استفاده:

• تصویربرداری سیاره‌ای (مشتری، زحل، مریخ و غیره)

• تصویربرداری از ماه و خورشید

• گاهی اجرام روشن آسمان عمیق مثل خوشه‌های ستاره‌ای، ولی برای اجرام کم‌نور معمولاً مناسب نیست چون آن‌ها به نوردهی طولانی نیاز دارند.

برای آشنایی بیشتر با دوربین‌های عکاسی نجومی و انتخاب بین دوربین تک-رنگ یا رنگی به لینک زیر مراجعه کنید:
راهنمای انتخاب دوربین‌های تصویربرداری نجومی ZWO زد-دبلیو-او - موسسه طبیعت آسمان شب | فروشگاه تلسکوپ دوچشمی میکروسکوپ