GPM174M 导星相机
1 功能描述
GPM174M相机具有高效的弱光捕捉能力，其在500nm处具有非常高的QE值。此外它还具有大靶面、高满阱、高灵敏度和低读出噪声等优势。这使得GPM174M在自动导星、日面摄影和月面摄影中都有着不俗的性能。
GPM174M的特点如下：
- IMX249 黑白 CMOS 传感器
- 分辨率： 1920 x 1200
- 86微米方形像素
- 1/1.2 英寸画幅
- 12 位ADC
- 带帧缓存
- G 灵敏度： 825mv，1/30s
- 噪声：96 至6.48e-
- 8bit位宽时能达到16FPS
- 最大信噪比：45 dB
- 动态范围：72.0 dB
2 GPM174M 规格和性能
2.1 相机规格
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传感器 |
索尼 IMX249黑白背照式传感器 |
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对角长度 |
13.31 毫米 |
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图像分辨率 |
230万像素（1920*1200） |
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像素大小 |
5.86微米 x 5.86微米 |
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图像区域 |
11.3毫米 x 7.03毫米 |
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固定分辨率下的最大帧率 |
12位 |
8位 |
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8.5 帧/秒 @ 1920*1200 |
16.2 帧/秒 @ 1920*1200 |
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快门类型 |
全局快门 |
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曝光时间 |
0.042毫秒 – 1000秒 |
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增益 |
1x – 480x |
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信噪比 |
45dB |
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动态范围 |
72.0 dB |
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读取噪声 |
6.48 – 3.96 e- |
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量化宽松峰值 |
>89% |
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满阱电荷 |
33.4ke- |
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ADC |
12bit |
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帧缓存 |
内置 |
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数据传输端口 |
USB2.0 Type C |
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相机接口 |
1.25英寸外径适配1.25英寸接口望远镜，标准C接口适配C接口工业镜头 |
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保护窗口 |
红外截止滤光片/增透窗口 |
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光谱响应范围 |
380-1100nm （带AR增透保护玻璃） |
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相机控制开发工具包 |
Windows/Linux/macOS/Android等多平台SDK（Native C/C++、C#/VB.NET、Python、Java、DirectShow、Twain 等）; |
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拍摄模式 |
静态捕获和视频模式 |
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相机尺寸 |
直径 37 毫米 * 高度72.4毫米 |
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相机重量 |
70克 |
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后截距 |
后截距8.5毫米，搭配C接口达17.5毫米，搭配CS接口达12.5毫米 |
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散热： |
被动散热 |
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支持的操作系统 |
® Microsoft Windows® XP / Vista / 7 / 8 /10（32位和64位） OSx（Mac OS X） Linux目录 |
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2.2 索尼IMX249光谱响应曲线
GPM174M 的传感器G灵敏度为825mv，1/30s。 其光谱灵敏度如下图。灵敏度是使用颜色温度为3200K的激发光源，并在光源和传感器接收表面之间放置红外截止玻璃CM500(t = 1.0mm)以大量照射平行光。
图 1 IMX249光谱灵敏度特性
2.3 12位 ADC 和ROI
GPM174M是原生12位 ADC。相机支持软件像素合并。相机还支持硬件ROI，ROI尺寸越小，帧率越高。
表 2显示了GPM174M在不同分辨率下的12/8位模式、USB2.0 数据传输接口下的帧率
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位宽/帧率/分辨率 |
12bit ADC |
8bit ADC |
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USB2.0 |
USB 2.0 |
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1920*1200 |
8.5 |
16.2 |
2.4 帧缓存
GPM174M相机内置帧缓存，有助于保持数据传输的稳定性， 并有效减少由于图像数据暂时缓冲而引起的辉光现象，无需将数据匆忙发送到接收端。保证在多台相机同时工作的情况下，每台相机还能达到最大帧率。
2.5 像素合并
GPM174M支持软件从 1 x 1 到 8 x 8 的数字像素合并（堆叠或平均方法）。
2.6 电源系统
相机通过USB 2.0接口获取供电。一旦使用USB 2.0数据线与主控系统建立连接，该相机即准备好进行工作。
2.7 相机性能分析
相机性能可以通过e-/ADU、读取噪声、满阱电荷和动态范围进行评估。
e-/ADU：用于视觉应用的相机中的传感器具有将入射光子转换为电子的像素。CCD/CMOS相机上的增益即为电子（e-）到数字信号或模拟数字单元（ADU）的转换因子。增益表示转换为数字信号所需要的电子数，或每个ADU的电子数（e-/ADU）。
读取噪声：读取噪声是测量相机性能的最重要参考。较低的读取噪声通常意味着更好的信噪比和更好的图像质量。读取噪声 是在读出过程中在相机电子设备内产生的，因为电子经过模数转换、放大和处理步骤，从而能够产生图像。
满阱：电子被保留在每个像素中并转化为电荷，可以测量这些电荷以显示落在每个像素上的光量。可能的最大电荷称为“满阱电荷”。在噪声和A/D转换器质量等相同条件下，传感器的满阱容量越大，传感器的动态范围就越高。由于像素的深度存在限制，因此满阱电荷通常与像素聚光元件的正面面积成正比。
动态范围：是信号放大最小时，最大输出信号电平与本底噪声（本底噪声，即黑色图像中的RMS（均方根）噪声电平）之间的比率。相机的本底噪声包含传感器读出噪声、相机处理噪声和暗电流散粒噪声。动态范围表示相机显示/再现图像最亮和最暗部分的能力，以及两者之间的变化数量。从技术上讲，这是场景内动态范围。在一个图像中，可能有一部分是完全黑色的，另一部分是完全饱和的。
对于GPM系列相机，增益值处于xxx%模式。这里xxx用作描述相机性能的x轴（增益值）
图 2 GPM174M 的 e/ADU、读取噪声、满阱和动态范围
读取噪声是衡量相机性能的最重要参考。较低的读取噪声通常意味着更好的SNR和更好的图像质量。
用于性能分析的相机设置参数如下所示：
- 最大分辨率。
- RAW 12位 ADC
图 3 显示了表3中相机分析数据的曲线表 3
图 3 GPM174M 的 e/ADU、读取噪声、满阱和动态范围
相机分析数据如表 3：
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传感器分析数据 |
||||||||
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增益值 |
100 |
177 |
316 |
562 |
1000 |
1778 |
3162 |
4798 |
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对数增益 （dB） |
0.00 |
5.01 |
9.98 |
15.04 |
19.93 |
25.00 |
30.00 |
33.77 |
|
e-/ADU |
8.16 |
4.58 |
2.59 |
1.44 |
0.82 |
0.46 |
0.26 |
0.17 |
|
读出噪声（e-） |
6.48 |
5.33 |
4.79 |
4.36 |
4.25 |
4.03 |
4.02 |
3.96 |
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满井电荷（ke-） |
33.43 |
18.77 |
10.59 |
5.92 |
3.37 |
1.88 |
1.06 |
0.68 |
|
动态范围（stop） |
12 |
11.78 |
11.11 |
10.41 |
9.63 |
8.86 |
8.04 |
7.44 |
3 产品包装和连接
3.1 包装内容列表
图4 GPM174M的包装信息
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标准封装 |
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A |
外箱 长：50厘米 宽：30厘米 高：30厘米（20个，12~17公斤/箱，0.045立方米），照片中未显示 |
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B |
包装纸盒：长15厘米，宽15厘米，高10厘米 （每个成品包装约总重0.8-1.0千克） |
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C |
GPM系列相机配一个标准C接口 |
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D |
2米长USB3.0高速线缆A口公转C口公 |
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F |
1.25英寸延长筒 |
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G |
2米长ST4导星线缆 |
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H |
CS接圈 |
3.2 Camera 尺寸及其支架
图5 GPM174M的尺寸和安装座
GPM系列的机身由坚固的合金制成，确保了相机结构结实、耐用。相机搭载了IR-CUT或AR增透保护玻璃来保护相机传感器并阻挡红外光并消除反射光。相机的内部没有移动部件。与其他工业相机解决方案相比，这阳做是的相机更加更加坚固耐用同时延长了相机的使用寿命。
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项目 |
规范 |
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1 |
可直接塞进1.25英寸目视口径的望远镜 |
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2 |
GPM搭配1.25英寸延长筒，可直接塞进1.25英寸目视口径的望远镜 |
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3 |
标准C接圈可直接适配工业C接口镜头 |
3.3 相机轮廓和界面
图6 相机轮廓和 接口
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项目 |
规范 |
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1 |
内嵌ST4自动导星接口能直连赤道仪ST4导星接口 |
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2 |
USB2.0 接口Type C口 |
同类型相机
GPM462M
GPCMOS02000KMA
GPCMOS02000KPA
