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tklosa
Senior im Astrotreff

Deutschland
112 Beiträge

Erstellt am: 13.10.2016 :  22:07:59 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo zusammen,

Bitte schaut euch mal diesen 2015 neu erschienenen Sensor an:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/KAE02150-D.PDF

Bei diesem Sensor hat man drei Analogausgänge um für jedes Pixel entscheiden zu können was damit werden soll. Der Ausleseprozess ist auf S19/20 beschrieben. Offenbar ist Vout1 deutlich unempfindlicher, tastet das Ladungspaket aber verlustfrei ab. Wenn man da unter 1.1mV misst hat man weniger als 180 e- eingesammelt und das Pixel kann durch entsprechendes Clocking durch den Vervielfacher geschoben werden wo dann bei 20x Versärkung 3600 draus werden.
Leider bleibt es ein front illuminated Sensor der nur jedes 2. Photon findet aber alles andere ist preislich vermutlich auch kaum im Bereich des Möglichen.

Die EM Verstärkung ist aufgrund der vielen Abhängigkeiten von Temperatur, Spannung u.s.w vermutlich nicht für Helligkeitsmessungen kalibrierbar.

Mir scheint der Monochrom-Typ ein interessanter Kandidat für die nächste Generation der BitBangCCD zu sein. Noch kenne ich den Preis des Sensors nicht. Mal sehen ob mir bei ON überhaupt jemand antwortet.

Kann jemand einen Problempunkt erkennen? Ich habe im Markt noch keine Kamera gefunden wo der drin ist. Habe ich was übersehen?

Gruß, Thomas.

Bearbeitet von: tklosa am: 21.10.2016 11:39:48 Uhr

Amateurastronom
Altmeister im Astrotreff


1365 Beiträge

Erstellt  am: 14.10.2016 :  04:37:44 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: tklosa


Bitte schaut euch mal diesen 2015 neu erschienenen Sensor an:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/KAE02150-D.PDF
...
Kann jemand einen Problempunkt erkennen? Ich habe im Markt noch keine Kamera gefunden wo der drin ist. Habe ich was übersehen?



Das ist doch ein Interline-Transfer-Sensor, oder sehe ich das falsch.
Die verwendet man für astronomische Zwecke wegen "beating" etc. nicht so gerne, wenn man mal von diesen britischen Kameras absieht, deren Name mir gerade nicht einfällt.

Bearbeitet von: Amateurastronom am: 14.10.2016 04:38:41 Uhr
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Nobbi
Meister im Astrotreff

Deutschland
277 Beiträge

Erstellt  am: 14.10.2016 :  10:30:31 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Thomas,

klingt interessant. Aber wenn ich das richtig verstehe (hab es nur überflogen) weiß man hinterher nicht, welcher Pixel durch den EM Kanal ging und welcher normal ausgelesen wird. Das wäre aber für eine korrekte Bildkalibration zwingend erforderlich.
Sinnvoll implementiert hätte man natürlich schon so eine Art HDR-Image am Einzelbild.


Dass Interline Sensoren kaum verwendet werden, sehe ich so nicht, außer Starlight Xpress bieten jede Menge anderer Hersteller Interline Chips für die Astronomie an (SBIG,FLI,ATIK,QSI,Apogee,QHY).

Viele Grüße
Norbert

Bearbeitet von: am:
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tbstein
Meister im Astrotreff

Deutschland
330 Beiträge

Erstellt  am: 14.10.2016 :  14:57:49 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Thomas, hallo Norbert,
zu diesem Sensor habe ich schon Ende 2014 gelesen, auf http://image-sensors-world.blogspot.de/2014/11/on-semi-presents-emccd-with-per-pixel.html . Es gibt auch schon eine neuere, größere Variante, den KAE-08151, mit 8 Mpix und 22mm Diagonale. Anscheinend entscheidet ein Thresholding-IC instantan, ob der Pixel normal oder durch den EM-Kanal ausgelesen wird. Ich denke auch, dass es hier einige Schwierigkeiten mit der Kalibration geben könnte. Das 16/9 Format des 02150er Sensors geht auch eher Richtung Videokamerasensoren. So richtig am Markt ist der anscheinend aber noch nicht, nur beim IMPERX Puma zu finden, wohl derzeit nur military usage. Der Preis ist wohl nicht wirklich mainstreamtauglich. Außerdem sind die neuesten CMOS-Sensoren und natürlich auch die SCmos-Dinger schon sehr nah dran an der doch recht gemütlichen 20xEM Verstärkung.
Viele Grüße
Tino

Bearbeitet von: am:
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tklosa
Senior im Astrotreff

Deutschland
112 Beiträge

Erstellt  am: 14.10.2016 :  22:33:15 Uhr  Profil anzeigen
Danke euch für die Diskussion. Das hilft mir das pro und con der verschiedenen Optionen besser abzuwägen.

Die große Suchmaschine hat aus den Schlüsselworten Inline, DDC und beating nichts klärendes für mich ergeben. Was ist das für ein Problem und ist es irgendwo beschrieben?

Den 8MP Sensor habe ich auch gesehen. Den kann ich aber nicht mehr vernünftig mit einer Softwaremaschine auslesen. Da müßte man einen Bildprozessor oder besser einen FPGA und deutlich mehr RAM integrieren und fast die ganze Software neu schreiben. Das erscheint mir im Moment zu aufwändig auch wenn der große quadratische Sensor wirklich schick ist. Noch kenne ich auch die Kosten der beiden Sensoren nicht. Mal sehen ob mir von ON jemand antwortet. Ich habe da den FAE für EMEA ausfindig machen können. Sollte der 8MP Sensor unter 1000€ zu haben sein dann könnte man auch über den nachdenken denn das 16:9 stört mich auch.

Die Entscheidung wo es für welches Pixel lang geht muß man in der Steuerung treffen. So wie ich den Text verstehe kommt die Ladung an Vout1 vorbei und man kann entscheiden was man will. Nach 26 Zyklen muß man dann handeln und das Pixel entweder in die Ausgabezelle für Vout2 schieben oder in den Vervielfacher, wo das Ergebnis dann nach der Verstärkung an Vout3 erscheint.
Schiebt man immer in die Vout2 Zelle hat man ein normales CCD, welches sich auch für Helligkeitsmessungen kalibrieren lassen sollte. Nur wenn man für die schwachen Zellen unter 180e- die EM-Kette verwendet dürfte die Kalibrierung problematisch werden da die Verstärkung von diversen Faktoren abhängig ist. Dürfte etwas Puzzelei sein jedes Pixel dann da hin zu bekommen wo es hingehört aber das sollte lösbar sein.

Bei den sCMOS habe ich mich bei Fairchild umgesehen. Der CIS2020 beeindruckt insbesondere mit einer 20% höheren QE. Allerdings kann man dem frei erhältlichen Datenblatt nicht entnehmen wie sich das dann in Bits am Digitalinterface übersetzt. Der Dunkelstrom ist mit typisch 35e-/p/s auch recht hoch. On gibt typisch 0.1 an und 70 max was dann die hot pixel sein dürften. Das CLCC Package ist auch schwer zu handaben.
Außerdem kann man bei einem CCD in der Steuerung noch einiges tun um die Performance anwendungsspezifisch zu optimieren. Dazu gibt es einige App notes. Ich habe den Eindruck die CMOS sind eher auf hohe Frameraten optimiert.
Tino, was ist denn der "beste" Sensor aus deiner Sicht?

Gruß, Thomas.

Bearbeitet von: am:
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tklosa
Senior im Astrotreff

Deutschland
112 Beiträge

Erstellt  am: 14.10.2016 :  23:41:15 Uhr  Profil anzeigen
Habe hier noch ein schönes Whitepaper gefunden welches sCMOS mit den CCD Technologien vergleicht:
http://www.scmos.com/files/high/scmos_white_paper_8mb.pdf

Liest man das Ganze mit dem Hintergedanken, daß die Framerate bei Langzeitbelichtungen egal ist, dann bleibt eigentlich EMCCD als beste low light Technologie übrig.

Allerdings wurde hier auch back illum. EMCCD verwendet. Der Artickel ist schon 7 Jahre alt. Damals gab es die KAE-Serie noch nicht.

Mal sehen ob ich herausbekommen kann was der CIS2020 kostet. Immerhin ergibt die Integration von 2 ADC's pro Spalte eine Imense Chipfläche wie man sieht.

Bearbeitet von: am:
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tklosa
Senior im Astrotreff

Deutschland
112 Beiträge

Erstellt  am: 21.10.2016 :  12:12:43 Uhr  Profil anzeigen
Ich habe das Thema mal allgemein auf die KAE-Sensoren umbenannt. Bis die Beschaffbarkeit geklärt ist, das könnte noch ein paar Wochen dauern. ON hat mich erwartungsgemäß erst mal an die Distributoren verwiesen, da laufen jetzt anfragen. Anfang November ist auch die Electronica. Bei so einer Messe kann man mitunter auch Fortschritte machen da man persönlich mit zuständigen Vertriebsleuten reden kann.

Eigentlich sollte die 20x EM-Verstärkung ausreichen um die dunklen Bereiche über das Ausleserauschen zu heben. Da diese Verstärkung vor der Lesestufe liegt dividiert sich das Ausleserauschen durch die EM-Verstärkung (Friis-Formel). Was ich beschränkender finde ist die Limitierung auf <200e- die man in die Kette schicken darf wenn der Sensor nicht zu schnell altern soll. Allerdings setzt der Hersteller 24/7-Betrieb mit voller Framerate über 10 Jahre für die Alterungsbetrachtung an.

Viele Grüße, Thomas.

Bearbeitet von: am:
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tklosa
Senior im Astrotreff

Deutschland
112 Beiträge

Erstellt  am: 01.11.2016 :  17:33:15 Uhr  Profil anzeigen
Für den 8M pixel Sensor landet man mit MwSt. jenseits der 2k€. Den kleineren 16:9 Typ kann man so um 1k€ haben. In beiden Fällen sind die Teile auf Allocation ab 10Stk. mit etwa 1 Jahr Lieferzeit. Kameras mit diesen Sensoren werden also vermutlich in der 10k€ Klasse liegen wenn es sie mal geben sollte. Es soll auch Engineering Samples geben die man bis zu 2Stk. kaufen kann. Wenn man sich entschieden hat bleibt also etwa 1Jahr Zeit um das Drumherum zu entwickeln. Das riecht nach Sponsorensuche.

Gruß, Thomas.

Bearbeitet von: tklosa am: 01.11.2016 17:35:30 Uhr
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