Caméras de prise de vue CMOS de la série C3
Les appareils de prise de vue C3 utilisent la dernière génération de capteurs CMOS Sony IMX, qui offrent une efficacité quantique exceptionnelle grâce à leur conception back-illuminée et à leur très faible courant d'obscurité. Malgré des pixels relativement petits, la capacité full-well est supérieure à 50 ke-. Combinés à une numérisation complète sur 16 bits, à une réponse parfaitement linéaire à la lumière et à un bruit de lecture exceptionnellement faible, ces appareils de prise de vue conviennent aussi bien à l'astrophotographie esthétique qu'à la recherche astronomique. Les formats de capteur allant de l'APS au plein format photographique (24 × 36 mm) garantissent un large champ de vision et exploitent au mieux les possibilités des systèmes optiques les plus utilisés par les astronomes amateurs.
La conception mécanique des caméras CMOS astronomiques de la série C3 a été reprise des anciennes caméras G3 Mark II à base de CCD, ce qui permet à la série de caméras C3 d'être compatible avec une grande variété d'adaptateurs pour télescopes, d'adaptateurs appareil-photo off-axis guider, de roues à filtres, d'adaptateurs Ethernet, de caméras guiding, etc. est entièrement compatible.
La prise en charge étendue des logiciels et des pilotes permet d'utiliser la caméra C3 sans avoir à investir dans un progiciel tiers, grâce au progiciel SIPS gratuit fourni avec la caméra. Les pilotes ASCOM (pour Windows) et INDI (pour Linux) ainsi que les bibliothèques de pilotes Linux sont fournis avec la caméra et offrent la possibilité d'intégrer la caméra C3 à un grand nombre de programmes de contrôle de caméra.
Les caméras C3 sont conçues pour fonctionner avec un ordinateur personnel (PC). Contrairement aux caméras numériques fixes qui fonctionnent indépendamment de l'ordinateur, les caméras scientifiques nécessitent un ordinateur pour le contrôle du fonctionnement, le téléchargement des images, le traitement et le stockage, etc.
Les caméras C3 sont conçues pour être connectées au PC hôte via un port USB 3.0 très rapide. Alors que les caméras C3 restent compatibles avec l'interface USB 2.0 plus ancienne (et plus lente), le temps de téléchargement des images est nettement plus long.
Les caméras C3 sont équipées de détecteurs CMOS à obturateur déroulant Sony IMX avec éclairage arrière et pixels carrés de 3,76 × 3,76 µm. Malgré la taille relativement petite des pixels, la capacité full-well dépasse de plus de 50 ke- la capacité full-well des capteurs CMOS concurrents dotés de pixels beaucoup plus grands et dépasse même la capacité full-well des capteurs CCD à taille de pixel comparable.
Les capteurs Sony utilisés sont équipés de CAN (convertisseurs analogique-numérique) 16 bits. La numérisation sur 16 bits garantit une résolution suffisante pour couvrir entièrement la plage dynamique exceptionnelle du capteur.
Contrôle de l'exposition
Le temps d'exposition le plus court des caméras C3 dépend du type de capteur utilisé :
C3-26000 le temps d'exposition le plus court est de 17,3 µs
C3-61000 le temps d'exposition le plus court est de 19,5 µs
Il n'y a pas de limite pratique au temps d'exposition maximal, mais dans la pratique, les temps d'exposition les plus longs sont limités par la saturation du capteur soit par la lumière incidente, soit par le courant d'obscurité (voir le chapitre suivant sur le refroidissement du capteur).
Obturateur mécanique
Les caméras C3 sont équipées d'un obturateur mécanique, qui est très important pour permettre des observations sans surveillance (installations entièrement robotisées ou uniquement télécommandées). Sans l'obturateur mécanique, il n'est pas possible de capturer automatiquement des images sombres, nécessaires pour un étalonnage correct de l'image, etc.
L'obturateur mécanique des caméras C3 est aussi fiable que possible, le nombre de cycles d'ouverture/fermeture est pratiquement illimité, car aucune surface ne frotte l'une contre l'autre. Le prix de cette grande fiabilité est la lenteur du mouvement de l'obturateur. Heureusement, l'obturateur mécanique n'est pas nécessaire pour le contrôle de l'exposition, mais uniquement pour l'enregistrement de darkframes et éventuellement de biasframes - tous les capteurs CMOS utilisés sont équipés d'un obturateur électronique.
Le firmware de la caméra optimise le fonctionnement de l'obturateur afin d'éviter tout mouvement inutile. Lorsqu'une série d'images lumineuses est capturée immédiatement à la suite, l'obturateur reste ouvert afin de ne pas introduire de retard significatif dans le cycle de fermeture/ouverture entre chaque paire d'images lumineuses consécutives. Si l'image suivante doit être une image sombre ou une image de polarisation, l'obturateur se ferme avant l'enregistrement de l'image sombre et vice versa - l'obturateur reste fermé lorsqu'une série d'images sombres est enregistrée et ne s'ouvre qu'avant la prochaine image claire. Si aucune photo n'est prise pendant quelques secondes alors que l'obturateur est ouvert (c'est-à-dire après une exposition avec une image claire), le micrologiciel de la caméra ferme l'obturateur pour protéger le capteur de la lumière incidente.
Refroidissement et alimentation
Le refroidissement thermoélectrique régulé est capable de refroidir le capteur CMOS jusqu'à 40 à 45 °C en dessous de la température ambiante, selon le type de caméra. Le côté chaud de Peltier est refroidi par des ventilateurs. La température du capteur est contrôlée avec une précision de ±0,1 °C. La chute de température élevée et le contrôle précis garantissent un courant d'obscurité très faible pour les temps d'exposition longs et permettent un étalonnage correct des images.
Les caméras C3 sont disponibles en deux variantes qui se distinguent par leur capacité de refroidissement :
Les caméras avec refroidissement standard atteignent une différence de température régulée jusqu'à 40 °C en dessous de la température ambiante.
Les caméras avec refroidissement avancé peuvent réguler la température jusqu'à 45 °C en dessous de la température ambiante. Par rapport à la version standard, les appareils de prise de vue à refroidissement renforcé sont un peu plus grands en raison du radiateur plus grand, un peu plus lourds et un peu plus bruyants en raison des ventilateurs plus puissants.
Un bon stockage est une prévention importante contre la rosée et prolonge également la durée de vie
Après utilisation, placez immédiatement la caméra dans le TS Protect Case et ajoutez un peu de gel de silice. Pendant le stockage, le gel de silice absorbe l'humidité de la caméra. En même temps, il empêche la pénétration de l'air humide de la pièce. Le stockage au sec permet même aux petites tablettes de dessiccation de se régénérer partiellement sur les appareils de prise de vue réfrigérés. Votre caméra ou vos accessoires sont toujours prêts à vous servir dans des conditions optimales. Vous trouverez le gel de silice et la mallette dans nos recommandations de produits.
Les appareils de prise de vue ne sont pas étanches à l'air, donc si la caméra reste sur le télescope, elle est exposée à l'humidité. La petite quantité de déshydratant dans la caméra peut protéger le capteur et l'intérieur du verre de protection de l'humidité pendant la durée de la prise de vue mais pas pour rester sur le télescope pendant plusieurs jours. Des problèmes d'humidité peuvent en résulter. Une astuce simple consiste à tendre un sac en plastique autour du porte-oculaire sur lequel la caméra est montée, de manière à ce que l'air ne puisse pas y pénétrer. Dans le sac en plastique, vous placez du gel de silice dans un petit sac en tissu. Vous créez ainsi une "zone climatique sèche" pour la caméra, même sur le télescope. Vous pouvez ainsi laisser la caméra sur le télescope pendant quelques jours pour une session de prise de vue de plusieurs jours.
A moyen et long terme, cela ne remplace pas un stockage correct dans une valise hermétique avec du gel de silice.
Couleur ou mono ? Les caméras noir et blanc ont une plus grande sensibilité et résolution que les caméras couleur. Cependant, la complexité pour obtenir une image en couleur est plus élevée: il vous faut des filtres colorés et une roue à filtres.
