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Der neue Sony Exmor R Sensor: Was bedeutet er für Astrofotografen?

23. Februar 2018, Marcus Schenk

„Wo viel Licht ist, ist starker Schatten.“

Diese Worte stammen von keinem Geringeren als Johann Wolfgang von Goethe. Als er diese Zeile verfasste, ahnte noch niemand etwas von digitalen Kameras. Und der berühmte Dichter meinte das auch sicher in einem ganz anderen Kontext.

Und doch: Der Satz passt so gut zu astronomischen Kamerasensoren, dass wir ihn einfach verwenden mussten.

Aber wie passt das zusammen? Und warum greift das Zitat gleichzeitig nicht mehr bei Kameras mit den neuen Exmor R Sensoren? Darauf kommen wir gleich zurück.

Diese Grafik zeigt einen typischen Sensor. Die farbige Fläche illustriert die Pixel.

 

100% empfindlichere Kameras von ToupTek

Es ist eine Nachricht, die viele Astrofreunde freuen wird: Die aktuellen Touptek Kameras sind bis zu 100% empfindlicher (Quelle: Sony), als ältere, konventionelle CMOS-Kameras. Denn in der letzten Zeit hat sich in der Sensortechnologie grandioses getan. Um es kurz zu sagen: Dank des neuen Exmor R Sensors ist es nun möglich, in kürzerer Belichtungszeit noch mehr Objektinfos auf den Chip zu bannen.

Die Kameras von ToupTek sind schon mit den brandaktuellen Sensoren ausgestattet: Hier gehts zu den Kameras.

Bis vor einigen Jahren bevorzugte man noch CCD-Sensoren. Denn sie rauschten deutlich weniger, waren empfindlich und man konnte mehr Details erkennen. Doch dann wurden die CMOS-Sensoren weiterentwickelt. Man erreichte einen schnellen Datentransport und eine hyperschnelle Digitalisierung. Das Rauschen wurde deutlich geringer und diese Technik damit interessant für die Astronomie.

Diese CMOS-Sensoren nennt man übrigens auch front-illuminated oder frontseitig belichtete Sensoren. Und hier wird auch Goethes Aussage „Wo viel Licht ist, ist starker Schatten.“ interessant. Denn sie hat etwas mit der Architektur bzw. dem Aufbau des Chips zu tun.

Der Front-Illuminated Sensor: Lichtstrahlen treffen auf den Sensor, werden aber zum Teil abgelenkt.

Der Front-Illuminated Sensor: Lichtstrahlen treffen auf den Sensor, werden aber zum Teil abgelenkt.

 

Die „klassischen“ CMOS-Sensoren

Die front-illuminated Sensoren besitzen eine ganze Menge Elemente, die die Licht-Photonen zuerst passieren müssen, bevor sie an Ziel kommen und in den Pixel fallen.

Zuerst wären da die Mikrolinsen, dann die Farbfilter und schließlich auch noch die Elektronik. Letztere wurde nämlich von oben auf dem Chip aufgebracht. Das heißt: An dieser Stelle finden sich Aluminiumbahnen, Drähte und Transistoren. Auch hier müssen die Photonen durch. Erst danach erreicht das Licht endlich den heiß ersehnten Pixel.

Diese Elektronik ist aber leider so etwas wie ein Schattenwerfer. Etwas ähnliches, wie wir es auch von Teleskopen mit großen Fangspiegeln kennen: Ein gewisser Teil des Lichts wird absorbiert und abgelenkt.

Manche Photonen haben sogar gar keine Chance. Sie werden nicht durchgelassen oder vom Metalldraht einfach wieder reflektiert. Die Konsequenz ist unvermeidlich: Es kommt weniger Licht an.

Nun hat Sony darüber nachgedacht, wie man die aktuellen Chips empfindlicher machen kann. Und sich etwas grandioses einfallen lassen, was jetzt auch in neuen Astrokameras zum Einsatz kommt: Die „back illuminated“ CMOS-Sensoren.

 

Die neuen „back illuminated“-Sensoren von Sony

Sony hat die Sensoren auseinander genommen und ganz anders aufgebaut. Nun passieren die Photonen die Mikrolinsen und dann die Farbfilter. So weit so klar. Doch im Anschluss kommen sofort die Pixel.

Back-Illuminated: Die Lichtstrahlen treffen ungehindert den Pixel und die Lichtempfindlichkeit erhöht sich.

Die Elektronik, die Drähte und die Transistoren sitzen nun dahinter. Die Photonen gelangen jetzt also ohne Ablenkung in die Photozellen. Das Siliziumsubstrat wird von hinten, anstatt von vorne beleuchtet. Ein weiterer Vorzug ist die STARVIS Technologie, eine Untergruppe der Exmor R Sensoren, die mit einer noch höheren Empfindlichkeit ausgestattet sind. Gerade da, wo es wenig Licht gibt, spielt diese Technik ihren Vorzug hervorragend aus.

Durch zahlreiche Verbesserungen sollen die Exmor R Sensoren extrem schnell sein, noch weniger rauschen, doppelt so empfindlich (Quelle:Sony) sein und auch eine höhere Transmission im nahen Infrarot besitzen.

In der Forschung verwendet man diese Technik übrigens schon länger. Doch bisher lag der Preis für solche Kameras in wahrhaft astronomischer Höhe. Dank extrem gesunkener Preise, sind diese CMOS-Sensoren nun auch für Amateure eine Bereicherung.

Was bedeutet das für Ihre astronomischen Aufnahmen?

• Mehr Licht in kürzerer Zeit
• Kürzere Belichtungszeiten – daher weniger Probleme mit der Nachführung
• Galaxien und Nebel nun auch ohne gekühlte Kameras fotografieren
• Extrem hohe Bildrate – dadurch noch schärfere Planetenbilder
• Höhere Empfindlichkeit im nahen Infrarot – für Marsbilder, Venusbilder
• Hellere Himmelsobjekte oft als Live-Video möglich

Fazit:

Die neuen „Back-Illuminted“ Sensoren von Sony bieten für Astrofotografen neue und spannende Möglichkeiten. Aufgrund geringer Kosten sind die Preise klein. Und der Gewinn sind schöne Astrofotos mit weniger Aufwand. Aber das Beste: Die Kameras von Touptek sind schon mit dieser Technologie ausgestattet. Vielleicht könnte man nun sagen: „Wo viel Licht ist, bleibt viel Licht“. Zumindest was diese neuen Kameras angeht.

P.S.:
Wenn auch Sie die neuen Kameras nutzen wollen dann: einfach hier entlang.

Touptek: Welche Kamera passt zu mir? So finden Sie es heraus – mit nur einem Blick. (1 Kommentar)

22. Januar 2018, Marcus Schenk

Stellen Sie sich folgende Situation vor: Die Suche nach der richtigen Kamera.

Verzweifelt fixiert der Hobbyastronom vor dem Bildschirm die hunderte Angebote der Kameras. Technische Daten rauschen ihm im durch den Kopf. Allmählich verliert er den Überblick. Welche Kamera soll er nur kaufen? Dabei will er sich doch nicht ewig mit dieser Suche beschäftigen, sondern endlich schöne Fotos machen.

In diesem Beitrag finden Sie gleich zwei Hilfen, die es Ihnen erleichtern, in kurzer Zeit die richtige ToupTek-Kamera für Ihren Zweck zu finden.

 

Das Touptek Kamera-Sortiment

Eine ToupTek Kamera soll es sein. Aber welche? Mit dieser Methode finden Sie es heraus

1. Eine Grafik gibt Ihnen den Überblick

Das Angebot der Kameras wird immer größer. Wie soll man da den Überblick behalten?
Sensorgröße, Pixelgröße oder Auflösung sind nur einige der Eckdaten. Und man müsste sie mit jeder einzelnen Kamera vergleichen.

Dann gibt es noch die Frage: Geeignet für Planeten, Deep-Sky oder nur fürs Guiden?

Kann man das alles nicht einfacher herausfinden? Ja, auch wir haben uns das gefragt und eine Lösung für die ToupTek-Kameras gefunden. Hier ist das Ergebnis: Eine Grafik für den schnellen Überblick, die Ihnen aber auch etliche weitere Daten liefert. Damit ersparen Sie sich ewiges hin- und herklicken.Was sehen Sie noch in dieser Grafik?

Sensorgröße: Mit nur einem Blick sehen Sie die Sensorgrößen von zehn verschiedenen Kameras. Die Rahmengrößen sind zueinander passend gestaltet.

Artikelnummern: Über jedem Sensor stehen die Artikelnummern, daneben die Kamerabezeichnung. Interessiert Sie eine Kamera, können Sie die Nummer direkt in die Suchfunktion des Shops eingeben.

Farbige Quadrate: Innerhalb der Rahmen sehen Sie drei kleine farbige Kästchen und/oder ein schwarzes und weißes Kästchen. Es ist eigentlich selbsterklärend: Die Kästchen geben an, ob es die Kamera in der color und/oder in der monochromen Variante gibt.

Zahl unter dem Sensor: gibt die Sensorbezeichnung an, als z.B. IMX178 oder AR0130.

Pixelgröße (mircon) und Bilder pro Sekunde (fps): Die Kameras wurden in einem X-Y-Diagramm verteilt. So sehen Sie sofort, ob eine Kamera kleine oder große Pixel besitzt, die aufgenommenen Bilder pro Sekunde sehr niedrig oder sehr hoch sind. Sensorgröße, Pixelgröße und fps: Das alles sind wichtige Daten, um zu entscheiden, welche Kamera für Ihren Zweck die Richtige ist.

Planetary, focal length, guiding: Drei farbige Balken am Rand geben Aufschluss, für welchen Zweck oder Teleskop die Kamera am besten geeignet ist. Je farbiger der Balken, desto besser geeignet für den jeweiligen Bereich. Diese Balken sagen Ihnen sofort, welche Kameras für Sie geeignet sind.

Beispiel: Eine hohe Bildrate ist für Planetenaufnahmen geeignet, während ein sehr großer Chip für ein reines Guiding nicht besonders gut geeignet ist. Chipgröße und Pixelgröße geben Ihnen einen Anhaltspunkt über die geeignete Brennweite des Teleskops.

 

2. Wie unterscheide ich die verschiedenen Sensorgrößen?

Die Sensorgrößen der Touptek-Kameras reichen von 4,8mm x 3,6mm bis zu dem großen 20MP Sensor mit 13mm x 8,7mm.

Bei Planetenaufnahmen und Guiding sind kleinere Sensoren ausreichend, für weitläufige Mondaufnahmen oder ausgedehnte DeepSky-Aufnahmen soll es aber schon mehr Feld sein.
Doch eine Vorstellung von den unterschiedlichen Größen ist schwierig, vor dem Kauf aber wichtig. Deshalb haben wir auch hier für Sie eine Grafik erstellt und sie auf ein Bild der Galaxie NGC247 projiziert.

Konkret sind hier verschiedene Rahmen mit Produktnummern eingezeichnet. Viel besser als es eine Erklärung könnte, sehen Sie zum Beispiel wieviel größer die ToupTek Kamera EP3CMOS20000KPA Deep Sky Color im Vergleich zum ToupTek GPCMOS1200KMB Mono Guider ist.

Mit diesen beiden Grafiken sind Sie vor dem Kauf auf der sicheren Seite. Und das ohne stundenlange Recherche. Schauen Sie sich am besten gleich um auf den Produktseiten der modernen ToupTek-Kameras.

Die Sonne im H-Alpha-Licht aufgenommen mit dem Filter QUARK und der neuen ToupTek-Kamera

17. August 2017, Stefan Taube

Unser spanischer Mitarbeiter Carlos Malagon hat fast täglich freie Sicht auf unser Tagesgestirn. Er schickte uns dieses Bild von der Sonne, die er mit der neuen Kamera EP3CMOS02300KMC von ToupTek aufgenommen hat:

H-Alpha-Sonne

Die Sonne im H-Alpha-Licht, aufgenommen von Carlos Malagon.

Das Bild zeigt die Chromosphäre der Sonne. Das ist ein Teil der Sonnenatmosphäre, die sich oberhalb der Photosphäre befindet und die sich im Licht der Wellenlänge von 656 Nanometer zeigt. Diese Wellenlänge wird auch als H-Alpha bezeichnet. Dabei handelt es sich um einen bestimmten Anregungszustand der Wasserstoffatome in der Sonnenatmosphäre. Am Rand der Sonne zeigt sich eine schöne Protuberanz. Mehr über die praktische Sonnenbeobachtung erfahren Sie in dem sehr empfehlenwerten Buch: Die Sonne – Eine Einführung für Hobby-Astronomen

Neben der Kamera von ToupTek verwendete Carlos Malagon den H-Alpha-Filter QUARK von DayStar und den Omegon Pro Apo 80/500 auf der Montierung SkyWatcher Star Adventurer.

Diese kleine Montierung ist ideal für die Reise. Sie trägt eine Kamera mit kleiner Optik und führt diese der Himmelsrotation nach. Der Star Adventurer kann auf jedes Fotostativ geschraubt werden. Carlos Malagon benutzt hierfür das  Omegon Aluminium-Dreibeinstativ Stativ Titania 500. Der Schnappschuss unten zeigt die ganze Ausrüstung:

Carlos_Ausrüstung

Zurück im Schatten: Die leichte Ausrüstung für das Sonnenbild.

Übrigens: Da der Sonnenfilter QUARK einfach zwischen Kamera und Teleskop in den Okularauszug gesteckt wird, kann er auch schnell wieder entfernt werden. Dann kann eine handliche Ausrüstung wie diese einfach für die Fotografie des Nachthimmels genutzt werden.

Jetzt Neu: Omegon Autoguiding-Set mit 15% Preisvorteil

10. Januar 2017, Marcus Schenk

Einfach nützlich bei der Astrofotografie: ein Leitrohr und ein Autoguider. Damit kontrollieren Sie Ihr langbelichtetes Foto und sorgen für perfekt und punktförmig nachgeführte Aufnahmen.

Von Omegon gibt es jetzt ein Mini-Guidescope mit 50mm oder 60mm Durchmesser. Mit dem Touptek Autoguider GCMOS01200KMB Mono wird das Ganze zu einer Astrofoto-Kontrollbasis.

Das 60mm Mini-Guidescope mit dem Touptek Autoguider

Im Set wird es günstiger

Das Mini-Guidescope können Sie mit dem Touptek-Guider auch im Set erwerben.
Ihr Vorteil: Sparen Sie beim Kauf eines Sets bis zu 15% im Vergleich zu den Einzelprodukten:

1. Omegon Kamera Easy Autoguiding-Set50

2. Omegon Kamera Easy Autoguiding-Set60

Warum diese Leitrohre so praktisch sind

Bis vor Kurzem nutzte man lange Refraktoren, die man parallel zum Hauptteleskop montierte. Diese Leitfernrohre brauchen eigene Rohrschellen, sind unhandlich und insgesamt sehr schwer. Bei einem stationär aufgestelltem Teleskop ist das auch kein Problem. Doch was wenn Sie Ihr Teleskop transportabel halten wollen? Mit den neuen Mini-Guidescopes ist es so einfach wie noch nie. Sie setzen das Guidescope einfach auf Ihren vorhandenen Sucherschuh, Kamera anschließen – fertig. Dabei ist es nicht viel schwerer als ein gewöhnliches Sucherfernrohr. Wir finden das total praktisch! Somit nutzen Sie sogar kleinere Teleskope für die Fotografie von DeepSky-Objekten.

Das Mini-Guiding-Set: Hier zu sehen als Beispiel aufgesetzt auf einen Apochromaten.

Was nehmen Sie sich 2017 astronomisch vor? Ihr bestes Astrofoto aufzunehmen? Mit unserer neuen Technik ist der Traum in greifbarer Nähe.

Im Vergleich: ToupTek 440KMA und Watec für Sternbedeckungen

24. März 2016, Bernd Gährken

Bei der Sternverfinsterung durch Kleinplaneten liefern die Amateure einen wichtigen wissenschaftlichen Beitrag. Aus der Zeitdauer der Bedeckung lässt sich der Durchmesser der Himmelskörper bestimmen. Die dabei mögliche Genauigkeit ist sonst nur mit einer Raumsonde erreichbar.

Zur Aufnahme werden seit vielen Jahren hochempfindliche Videokameras aus der Überwachungstechnik verwendet. Als Hersteller sind Mintron und Watec am bekanntesten. Die Watec-Kameras gibt es mit unterschiedlichen Chips. Den Standard bildeten lange Zeit die Watec 120N mit einem Sony ICX-418ALL und die WAT902H Ultimate mit einem ICX429ALL . Die WAT902H Ultimate war die empfindlichere der beiden Kameras. Dennoch wurde meist die Watec 120N bevorzugt, da hier die Belichtungszeit flexibel eingestellt werden konnte. Die WAT902H lieferte nur 50 Halbbilder pro Sekunde, während die Watec 120N auf bis zu 10 Sekunden hochgeregelt werden konnte. Im Livebild wurden damit schon die Spiralarme in den Galaxien sichtbar und die Kugelsternhaufen konnten selbst mit kleinen Teleskopen aufgelöst werden. Die Watec 120N wurde daher auch gern für Präsentationen an den Volkssternwarten verwendet.

Eine neue Kamera mit dem empfindlichen ICX429ALL ist die ToupTek Kamera EXCCD00440KMA. Sie kann direkt via USB mit dem PC verbunden werden und braucht anders als die analogen Watec- und Mintronkameras keinen externen Grabber. Dadurch entfällt die früher notwendige externe Stromversorgung, die bei Sternverfinsterungen oft eine Fehlerquelle war und bei Flugreisen das Gepäck mit zusätzlichen Gewicht belastete. Die Kamera wird komplett mit Software geliefert. Zur Aufnahme können aber auch Standardprogramme wie Sharp-Capture verwendet werden. Die aktuelle Sharp-Cap-Version 2.7 bietet die Möglichkeit die aktuelle PC-Zeit in das Livebild einzublenden. Dadurch ist es möglich, den Timeinserter durch ein Dongle für die Netzwerksynchronisation zu ersetzen. Diese Dongles gibt es als „Gude Expert Mouse Clock“ für DCF77 und GPS. Sie kosten zwischen 80 und 200 Euro. Leider bietet Sharp-Cap keine Histogrammfunktion. Auch wenn die Empfindlichkeit der ToupTek höher ist als bei der Watec, ist dies am Livebildschirm nicht zu erkennen und wird erst bei der späteren Nachbearbeitung sichtbar. Die Orientierung am Sternenhimmel fällt daher mit der ToupTek schwerer aus als mit der Watec. Hier kann es sich lohnen auf die Originalsoftware zurückzugreifen, die bei den Histogrammfunktionen mehr Optionen bietet.

ToupTek und Watec im Vergleich. Die Chips haben beide ein Halbzollformat. Der Body der ToupTek ist größer, da ein passive Kühlkörper verbaut ist.

ToupTek und Watec im Vergleich

Watec

ToupTek

ToupTek und Watec im Vergleich: Bei identischen Belichtungszeiten ist die ToupTek deutlich rauschärmer.

Die ToupTek wird mit einen C-Mount-Anschluss geliefert. Der Anschlag ist für Videoobjektive einstellbar. Ein Adapter auf 1,25 Zoll-Okularauszüge ist inklusive.

Anschlag einstellen bei der ToupTek

Beispielaufnahme

 

 

Neu: Kameras von ToupTek für Planeten und Deep-Sky

16. März 2016, Marcus Schenk

ToupTek ist ein neuer Hersteller durchdachter Astrokameras für Einsteiger und Fortgeschrittene. Durch die hohe Verarbeitungsqualität seiner Produkte hat er sich weltweit schon einen guten Namen gemacht. Jetzt sind diese spannenden neuen Kameras auch im deutschsprachigen Raum angekommen.

Die ersten Tests und Astroaufnahmen konnten uns vollständig überzeugen. Man kann wirklich sagen: Das was diese Kameras leisten, war vor wenigen Jahren nur Profis und vor 20 Jahren nur Raumsonden vorbehalten. Doch überzeugen Sie sich am Besten selbst!

Vorgestellt: die neuen Kameras von ToupTek

1. ToupTek 1200KPA Color-Guider
Wer einfach Planeten fotografieren oder sein Teleskop guiden will, der liegt mit der 1200KPA genau richtig. Mit einer hohen Auflösung und einem rauscharmen Aptina AR013 Chip gelingen gute Planetenfotos.

ToupTek 1200KPA

ToupTek 1200KPA

2. ToupTek 1200KPA Mono-Guider
Genau wie der Color-Guider ist diese monochromatische Kamera perfekt geeignet für Planetenfotos und zum Guiden des Teleskops. Der Vorteil der monochromen Version: die hohe Auflösung und Empfindlichkeit.

Die ToupTek KPA1200KPA mit dem ST-4-Anschluss zum automatischen guiden Ihres Teleskops

Deep-Sky-Kameras mit passiver Kühlung:

3. ToupTek 2300KPA Deep-Sky Color
Diese empfindliche Kamera ist für Teleskope mit kleinen und mittleren Brennweiten geeignet und überträgt bis zu 90 Bilder/Sekunde. Das ist echte Videoastronomie.

ToupTek 2300KPA

ToupTek 2300KPA

4. ToupTek 300KMA Deep-Sky Mono
Mit einem ICX618 CCD-Sensor ist diese Kamera empfindlicher als viele andere Kameras. Ein großer Vorteil ist die hohe Empfindlichkeit im Infrarot.

ToupTek 300KMA

ToupTek 300KMA

5. ToupTek 440KMA Deep-Sky Mono
Schon mit kurzen Belichtungszeiten fotografieren Sie mit dieser Kamera Galaxien und Nebel. Optimal für Teleskope mit 1000mm Brennweite und mehr.

ToupTek 440KMA

ToupTek 440KMA

Software im Lieferumfang

Alle Kameras werden mit einer umfangreichen Software ausgeliefert. Von der Bildaufnahme bis zu Timpelapse-Aufnahmen bietet sie enorme Möglichkeiten. Besonders schick ist der automatische Dunkelbildabzug.

Die ersten Astrofotos:

Eine ToupTek bei der Arbeit

Eine ToupTek bei der Arbeit

Testaufnahme: Großer Orionnebel M42 mit einem 50mm Objektiv

Testaufnahme: Großer Orionnebel M42 mit einem 50mm Objektiv

Was mit diesen Kameras möglich ist, sehen Sie an den Fotos vom Jupiter, die in den letzten Tagen mit einer Touptek 1200KPA entstanden sind.

Jupiterbilder aufgenommen mit der ToupTek 1200KPA Bild: B.Gährken

Jupiterbilder aufgenommen mit der ToupTek 1200KPA Bild: B.Gährken

Astroshop.de ist der Generalimporteur für Touptek in Europa. Das bedeutet für Sie: Wir stehen im direkten Austausch mit dem Hersteller und bieten Ihnen dadurch einen erstklassigen Service.

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26.05.2020
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