SBIG社製 ST-4000XCM
最新型「4.2メガ・ワンショットカラー」冷却CCDカメラ
セルフガイディング「ダブルCCD搭載」モデル
国内販売価格 特価¥698,000-(一式)



ST-4000XCM セルフガイディング冷却CCDカメラ


 最新型ST-4000XCMは、ST7/8/9/10/2000同サイズの標準STカメラボディに大型4.2メガピクセルKAI-4020CMカラーチップが搭載されている冷却CCDカメラです。ST-4000XCMの読み出しノイズ、暗電流とアンチブルーミング性能は、現在のST-2000XCMカラーカメラとほぼ同様です。しかし、ST-4000XCMは、ST-2000XCMの2倍のイメージング面積とST-10XMEに搭載されているKAF-3200MEチップの1.5倍の画素数を誇ります。但し、大型KAI-4020CMチップの大きさにも関わらず、オプティカルウインドウの拡大とCCDチェンバー周辺の工夫により、同チェンバー内にセルフガイド用のガイドチップも設置することに成功しました。ST-4000XCMは、もちろん最新リモートガイドヘッドもサポートします。


ST-4000XCMは、現在、一眼レフデジタルカメラでワンショットカラー天体撮影を楽しんでいらっしゃり、しかもそれよりも高感度・ハイパワーペルチェ冷却によるローノイズ化、更には天体撮影専用のオートガイド機能を希望されるユーザーの方々に特にお奨めします。SBIG社のKODAK社へのKAI-4020CMの大量 仕入れにより、ST-2000XCMより2倍の有効イメージング面積を提供しても、ST-4000XCMは少ない価格アップで製品がご提供
できるようになりました。




最新! ST-4000XCM「ワンショット・カラー」CCDカメラ


ST-4000XCMの主な特徴

  ・ST-XEシリーズCCDカメラの中で最も大きい「コダック社製KAI-4020CM」を搭載。現行シリーズの「ST-2000XCM」に比べ、2倍のエリアサイズ

  ・カラー合成不要の容易なインターフェース。最大300倍ものアンチブルーミング抑制レベル

  ・総画素4.2メガ(2048×2048)で、一画素「7.4μ角」もの微粒子が特徴

  ・短焦点望遠鏡での使用でも、一画素「7.4μ角」もの微粒子で「高解像度」を確保

  ・もちろん「ダブルCCDテクノロジー」搭載で、「セルフガイディング」が可能

  ・また、外部オートガイダー(別売)での「セルフガイディング」にも対応

  ・機械シャッターを利用しての「自動ダークフレーム減算」撮影が可能

  ・最速シャッタースピードは「0.001秒」を達成。高速シャッター撮影時には「電子シャッター」で撮影

  ・優れた「感度色彩特性

  ・良好な「読み取りノイズ特性」

  ・優秀な「ダークノイズ特性」

  ・冷却システムは、高効率型1段ペルチェ素子を採用。「強制換気型空冷」及び「専用水冷装置」までもが標準装備

  ・フルフレーム(高解像度)でわずか「10秒」、1/4フレームでは「2秒」の高速データ転送を実現

  ・抜群のユーザーインターフェースな「CCDOPSソフトウエア」を標準装備。これ一本で撮影から本格的な画像処理、更には自動保存撮影等までを一括で管理

  ・豊富な「専用アクセサリー」群をご用意。ハイテクアクセサリーがコネクトオンで即対応

  ・何よりも「400万画素/ワンショットカラーCCDカメラ」が驚きのプライス。70万円を切りました

  ・メーカーは信頼の「SBIG社」日本国内でのサポートは知識豊富な弊社にお任せ下さい!




最新! ST-4000XCM「ワンショット・カラー」CCDカメラ

ST-4000XCMのメインCCD素子は15.2mm角と広大な受光エリアを有します
上記写真の通りに、従来機からの
「Dブロック」は同様でありながらオプティカル
ウインドウの開口サイズ(φ32.4mm!)は従来機に比べより大きく
、またメイン
CCD素子の位置もオフセットされております。

なお、このオプティカルウインドウは「IRカットガラス」となっております。

ST-4000XCMカメラ採用される「KAI-4020CM」CCD素子は、現行のST-2000XCMカメラに使用される「KAI-2020CM」CCD素子に比べ2倍(200%)ものサイズを誇ります。
また、同現行シリーズのST-10XMEカメラの「KAF-3200ME」素子に比べても約150%もの有効面積を有します。
この「KAI-4020CM」CCD素子は実に対角線長「21.5mm」にも及び、これだけ広大な有効面積を有するCCD素子は、ST-XEシリーズカメラモデルでは現在最も大きいCCD素子を搭載し、かつ「ワンショット・カラーCCD」機種であるために、別売の「RGB合成用フィルター」及び「カラーフィルターホール装置」のそれぞれは一切必要無く、この点からもより安価帯にて「本格的なラ−ジフォーマットカラー撮影」をお楽しみ頂けます。仮に「カラーフィルター」が必要なる場合には、そのラ−ジフォーマットCCDにより、2インチ用の「大型サイズ」のフィルターの併用が必須となり、より高額な出費を余儀無くされます。この点もこの「ST-4000XCM」なら必要有りません。
以上の様に、SBIG社では特別にこのカメラのためのCCD素子を数量をまとめて確保する事により、このST-4000XCMにおいて今回のような「
超特価」を実現しました。




 ST-4000XCMカメラは、予め、専用設計の「UV+IRブロックフィルタ-」が標準でビルトイン(組み込み)されており、これにより天体画像において最適なカラーバランスをご提供し、特に一眼レフ用の望遠レンズや短焦点屈折望遠鏡等と最適な組み合わせを実現しています。
このカスタムフィルターの特徴は、「ST-2000XCM」等のワンショット・カラーカメラに付属のバーダー社製UV/IRカットフィルターと同じ特性を誇ります。
これにより、新たに「IRカットフィルター」の利用を行なわずとも、容易に「カメラレンズ」等の撮影光学系と組み合わせて頂けます。
このフィルターは、このように「赤外波長領域」を効果的にカットすると共に、撮影対象によっては非常に重要となる「Hα領域」や[S-II(サイファー2)]等の重要な波長領域は高い透過率を確保しています。
ちなみにこのフィルターの「Hα領域」において、実に「97%」もの透過率を示します。

さらに、CCD本体に搭載したRGBフィルターの透過曲線を見ると、Hαと[SII]を通過する一方で、大部分の不要なソディウム光害の波長が赤フィルターと緑フィルターとの間で最も小さいギャップで表れています。
赤のピーク透過率はおよそ525nmです。天体撮影用に最適化されていない一般的なデジタルカメラを比較してみると、赤のピーク透過率はおよそ600nm、Hαで急激に下降し、[SII]に対してはほとんど反応がありません。
これは、一般のデジタルカメラがソディウム光害に対してHαの約2倍も敏感であることを意味します。ST-4000XCMはこの正反対です。赤フィルター曲線を見ると、ソディウム線が減衰しており、H-アルファ付近でおよそ2倍の量の光が透過しています。

ST-4000XCMは、天文系で効果が高いようにバランスが取られています。赤に対して敏感で、Hα周辺の波長に対する感度はソディウム線周辺の波長よりも約2倍にもなります。
一般的なデジタルカメラは、日照用にバランスが取られています。赤フィルターの中心は、光害の主な要素であるソディウム線上にあります。このカメラのソディウム光に対する感度は、Hαに比べておよそ2倍です。

注記:デジタルカメラ」における絶対的な量子効率を参照。詳しくは http://astro surf.com/buil/d70v10d/spectro3.gif をご覧ください。

ワンショット・カラーカメラの詳細についての他のユーザー様からの比較データ、画像処理における秘訣、およびいくつかのサンプルイメージはここをクリック下さい。




市販のデジタルカメラからのステップアップ

専用の天文CCDカメラへの買い替えについてデジタルカメラユーザーの方々からよく質問を受けることがあります。それは、安価な一般消費者向けデジタルカメラと比べてSBIG社製冷却CCDカメラにはどんな利点があるのかという点です。答えはいたって単純で、「感度」と「諸性能」です。では、天文CCDカメラのほうが敏感で性能も優れている理由は何でしょうか?この質問に答えるいくつかの簡単な要因を以下に示します

1. 感度特性

デジタルカメラは、十分な自然光または撮影者が用意した人工照明がある日照条件の下で地球上のシーンを撮影することを目的に設計されています。シーンには高いコントラスト、輝度、およびダイナミックレンジがあります。通常、露出時間は非常に短く、何分の一秒から数秒までです。カメラ自体から来るノイズに比べて地球シーンから受け取る信号量は圧倒的に多いので、通常はカメラのノイズは大きな問題になりません。一般消費者向けカメラのなかにも、ダークフレームを消す「ノイズリダクション」モードが付いていたり、長く露出する必要がある暗いシーンから悪影響レベルのノイズを減らす加工機能の付いているものもあります。しかし、これらの拡張機能が付いていても、通常、一般消費者向けデジタルカメラを天文用に使う場合、カメラのノイズが干渉するようになる前までの数分間しか露出できません。

天体CCDカメラははじめから、夜間の暗闇(ことわざにある、石炭容器の中の黒猫)を背景にした非常に微かな物体を撮影することを目的に設計されています。人工照明でシーンを明るくできる可能性は皆無です。通常、コントラスト、輝度、およびダイナミックレンジは非常に低いもので、多くの場合、対象物は背景の数パーセントの明るさしかありません。対象物から出る光は微量で、一回に最長1時間の露出が可能です。カメラのエレクトロニクスは、最初から最後のステップまで、イメージに影響するノイズを可能な限り最小許容範囲内に抑えるように設計されています。長く露出中に発生するカメラノイズの主な源は、CCDカメラ本体から出る暗電流です。暗電流は熱によって生成され、通常、センサーを冷却することでのみ減少させることができます。


カメラの感度を比較するため、コダック社製CCDカメラ類を、ポピュラーなキャノンおよびニコン製等のデジタルカメラと対比する研究が行われています。素晴らしいデジタルカメラ天体写真で有名な写真家ヨハン・シェルダーは、STL-11000Mカメラの感度を彼のキャノン10Dと比較しました。その結果、STL-11000Mがおよそ4倍も敏感であることを発見しています。クリスチャン・ブジルも個人的にキャノン10D、キャノン20D、およびニコンD70DSLRをモノクロームコダック0402MEベースのCCDカメラ(ST-402MEなど)と比較し、このカメラ方が敏感であることを確認しています。


KAI-4020Mの量子効率曲線を見ると、KAI-4020Mモノクロ(およびそれよりも小型のモデルKAI-2020)の感度が、KAI-11000Mよりも若干高いことが分かります。これと、カラーフィルターの効果を考慮すると、典型的なデジタルカメラに比べてST-4000XCMは青および緑波長により敏感で、赤およびHα波長にはもっと敏感であると結論できます。デジタルカメラの赤への感度の低さは、カメラを改良することである程度まで高めることができますが、その場合でも、CCDまたはCMOSセンサー内にある暗電流のため露出時間は10分ほどまでに限られます。ST-4000XCMの場合、その熱電子冷却システムと初期の暗電流の低さから、必要に応じて、その時の撮影条件が許す限り一回に最長1時間までの露出が可能です。

右上のファーストライトイメージは、プロトタイプのST-4000XCMカメラ+TeleVue社製4インチf/5屈折レンズを通し、SBIG社のアランホームズ氏により取られたノータッチガイディングの30分露出です。(画像はページの掲載上、縮小表示されています。)


2. 冷却システム
量子効率とスペクトル反応だけでなく、CCD素子そのものを冷却し発生するダークノイズが減らされる事で、微弱信号の受信程度は高かまります。
このST-4000カメラに採用されている「KAI-4020CM」CCD素子は、読み取りノイズや諸ノイズは非常に低い「8e- rms」の高い性能を示します。また、ダークノイズについては、0℃/一秒露出でわずか「0.1e-」しか発生しません。デジタルカメラメーカーは、エレクトロニクス部から発生してイメージに表れるノイズを減らすために回路を改良する努力はできますが、

暗電流はCCD自体の特性であるため、回路の暗電流を減らす方策はありません(それゆえに暗電流と呼ばれるわけです)。ダークノイズは露出の長さに比例してその発生量は増えてゆきます。我々が普段目にしている景色等は、明るくハッキリとしている為に、通常、比較的に短い露出時間での撮影が可能となるため、写し込んだ描写に対して「ダークノイズ」の占有量が非常に小さくなる為に無視できています。
しかし、天体撮影の対象は眼視では確認できないものや判別がしにくいもの等が多く有り、それらをハッキリと描写する為には、より長い露出時間を指定する必要がり、結果的には大量の「ダークノイズ」が画像内にハッキリと確認出来てます。
CCDの特性として、「ダークノイズ」の発生は、「温度」によって増大することで、逆に言えば、CCD素子そのものの温度を下げることによって、「ダークノイズ」の発生量を抑制する事も可能なのです。
従って、正にCCDカメラ機器のハウジング(本体外部枠)等に施されている「ヒートシンク形状」や強制換気用の「ファン」の取り付けや、更には本体内部に配置されている

「内蔵型ヒートシンク」へ循環される「水冷支援装置(上記写真ではノズルが確認出来ます)」等が、ST-4000XCM等の天文専用の冷却CCDカメラには、欠かす事のできない工夫の一つに数えられ、これらが「天体撮影時」において大変大きな効果として実証されています。
このST-4000XCMカメラには、高効率の「ペルチェ冷却装置」が内蔵されています。 また、上記の通りに更に「水冷支援装置」までもが対応可能で、いっそうもっとCCDの温度を低温に保つ事が可能です。KAI-4020CMの暗電流は、温度が6℃下がるたびに50%減少します。CCDを冷却して温度を周囲温度から華氏30〜40度下げると、暗電流をおよそ1/100倍までに減少することができます。これは、CCDカメラの重要な唯一の利点で、逆に一般消費者用デジタルカメラの主な制約となります。




3. セルフガイド機能

天体撮影におてい、より長時間の露出を行なうためには、星を点像に写す為に「ガイディング」が必要となります。
特にディープスカイ(深宇宙の銀河など)においては、その撮影対象が微光対象である事が通常であり、結果、より多くの露出時間を必要とします。一般的な望遠鏡の架台(通常は赤道儀)は、上の通りに「星を点増に写す」ために
「電動モーター」などを利用して星の動きに合わせて自動的に微動を継続的に行ないますが、その一連の行程は100%ではなく、結果、どうしても点像に写らない(右の写真)事態が起こります。そこで、一般的に「デジタルカメラ」のユーザーの方々は、上記の「ガイディング」を100%達成させる為に、また別の「オートガイダー装置」を導入してこの対処に当たります。これには、もちろん「新たな出費」や、何よりも撮影現場での「機器の操作の複雑化」などがユーザーにかせられます。:また別のガイディングシステムをオペレートする事は、容易な事ではありません。

そこで、ST-4000XCMカメラの場合は、「撮影用」と「ガイディング用」の2枚のCCD素子を一台のカメラに搭載しています。「撮影用」のCCD素子は「7.4μ角」もの微粒子が特徴であり、「ガイディング用」のCCD素子は、657x495ピクセルを有します。この「ガイディング用」のCCD素子は、以前に私達SBIG社が「ST-237A」や「STVカメラ」のメインCCDとして採用した事のある優れた性能を有するCCD素子なのです。
この「ガイディング用」CCD素子は、カメラをコントロールするのと同じ「CCDOPSソフトウェア」によって同時にコントロール可能です。

 以上のように、このST-4000XCMなら、撮影用のCCD素子の性能ももちろんの事、その性能をフルに発揮する為に必要な「ガイディング」機能も同時に有する「実使用」に高いパフォーマンスを満たします。




4.アダプティヴ・オプティクス装置
ST-4000XCMなら、上記のガイディングの他に「AO-8」と呼ばれる「補正光学系機器」をもサポートします。(この補正光学系の詳細につきましては、こちらをご参照下さい。)

SBIG社では、著名な方との協力してアマチュアのCCDカメラで深宇宙対象(銀河など)をより解像度よく撮影する為に大変効果的な「補正光学系機器」システムを一般で初めて市場に導入しました。その名は「AO-7」。それ以来、私達はよりラージフォーマットCCDカメラ「ST-Lシリーズ」のための代2世代の「AO-L」を発売し、
そしてこの最も新しい「AO-8」は先の「AO-7」に代わる後継機として、2007年末に発売を開始しました。この「AO-8」は、カメラの搭載された「ガイディング用」CCD素子、またはリモートCCDシステムによりコントロールされます。ガイド星と呼ばれるズレの「基準」となる星の動作を監視して、ズレの補正を行ないます。このテクニックは、撮影画像の「解像度」および「よりシャープなイメージ」としてディスプレーに表示されます。(右写真参照。)
この「AO-8」は旧型の「AO-7」に比べ、その画期的な補正システムにより、より大きなガイドズレにも対応します。
例えば、お使いの「赤道儀(星を点像に写す架台)」がより高精度なものであれば、この「AO-8」と「ST-4000XCM」を使って(AO-8が対応するCCDカメラは他にございます。)、より長時間の「素晴らしい」天体撮影が行える様になります。
右記のイメージは、同日に取得した同対象(二重星)を同じシステムで撮影したもので、画像を3倍に拡大しています。左側のイメージはAOなしで撮影した画像で、右側のイメージはAOを併用した場合の画像です。このケースにおいて、AOは、約30%で明るさ(ピーク価値)と解像度(FWHM)を劇的に改善した事が証明されました。



5.CCDOPSソフトウエア
「CCDOPS・ソフトウエア」とは、このように「ユーザー様のご利用実情」を第一に考慮した結果
「オールインワンソフト」に身を固めた、紛れもない「世界水準」の優秀なソフトウエアです。
弊社では、そのソフトの日本語化に十数年前より勤めさせて頂いてきており、この「Ver5.40J Build 8J」で7代目の優等生です。(→ 詳細はこちらより

 2008年2月現在、ST-4000XCMカメラは「英語版のみ」の対応となっております。

 同カメラをご購入の皆様には、日本語版ソフトウエアが完成次第、おってお届けの予定です。




ST-4000XCMカメラは、以下の性能を示します



 ※4.2メガピクセル「KAI-4020CM」ワンショット・カラーCCD素子をメインに搭載

 ※オートガイド専用の「TC-237H」CCD素子をサブ搭載

 ※カラー画像取得の為の「カラーフィルター」の追加の必要のない最適なカラーバランス
  を実現した内蔵高品質MAR塗装UV/IRフィルターを標準搭載済み

 ※転送レート「421,000-ピクセル/sec」もの高速USBインタフェースを搭載

 ※最新型高速「I2C」ポート搭載で「CFW-10フィルタホイール」「AO-8」をフルサポート

 ※従来からの「ST-XE」用の様々なアクセサリー(オートガイドケーブル等)をサポート

 ※ユーザー側にてメンテナンス可能な「乾燥プラグ」

 ※上記メンテナンス中に必要な「ダミープラグ」ももちろん標準付属

 ※電子シャッターの採用により、最速「0.001秒」を実現!

 ※機械式シャッターの採用による、自動ダークフレームの取得

 ※50.8mm取付け用の「ノーズピース」が付属。このノーズピースに「48mm径」のフィルター
  が取付可能。

 ※制御ソフトにて任意に「FAN」のON/OFFが可能。

 ※最新型「ヒートエクスチェンジャー」放熱システムを搭載。水冷支援装置も標準装備。

 ※CCDカメラ本体側面に配置の「1/4インチ・カメラネジ」を標準装備。カメラ三脚等への搭載が可能。

 ※「42mmTネジ」を望遠鏡取り付け口に装備。幅広い取付け方法に対応。

 ※4.5m長の「USBカメラ接続ケーブル」が付属。(アイクロン延長システムで最大100mまで延長可能。)

 ※TIC「オートガイド」接続ケーブルが付属(LX200専用)

 ※ご購入時にご選択可能な「専用電源アダプターケーブル」。AC/DC用からお選び下さい。

 ※運搬/保管に重宝する「ペリカン」ハードキャリーケースが標準付属。












 
お勧めの専用アクセサリー:



 ※「AO-8」アダプティブオプティクス

 ※リモートガイドCCDアッセンブリー

 ※別売(追加用)専用AC電源アダプターケーブル

 ※シュミカセVCネジ取り付け用変換アダプター

 ※望遠レンズアダプター(ニコン用等) ※ST-4000XCM専用品をご用意

 ※
オートガイド接続に必須! リレーアダプターボックスRABから架台までのケーブル

 ※
最大10枚搭載の電動フィルターホイール!CFW-10

 ※脱着を確実/素早く! 
Baader社製クイックリリースAD(#6+7)

 ※光害カットにはより優秀なフィルターを! LPS-P2光害カットフィルター

 ※電源用延長ケーブル(2.4m)
はAC/DC共用の純正品を!安心/確実!

 ※
CCDカメラをパソコンより最大100mまで遠隔操作可能! アイクロンUSB延長装置

 ※メンテナンスは確実に! 乾燥剤プラグ・シリンダー(ST-XE専用)

 ※駆動用電源は万全ですか? 
ボイジャー・ディープサイクルバッテリー(105Ah)




 ※etc.....


別売オプション







ST-4000XCM性能表
 CCD素子  Kodak KAI-4022CM
 画素アレー  2048 x 2048 画素
 CCD チップ面積  15.2 x 15.2 mm
 画素数  420万画素
 画素サイズ  7.4 x 7.4 ミクロン
 最大電子容量  35,000 e-(ビニングなし)、90,000 e- (ビニングあり)
 ダークノイズ  0.1e-/画素/秒/ 0℃にて
 アンチブルーミング  標準装備
CCD素子諸性能
 シャッター  機械式+電子式
 露光時間  0.001 〜 3600 秒
 CRS  あり
 A/D変換  16 ビット
 A/D ゲイン  0.6e-/ADU ビニングなし 0.9e-/ADU ビニングあり
 読取ノイズ  7.9e- rms
 カラービニングモード  1 x 1
 モノクロビニングモード  1 x 1, 2 x 2, 3 x 3
 画素デジタリングレート  〜425kps
 フルフレーム転送  10秒 (〜4 秒/ハフフレーム, 〜2秒1/4フレーム)
システム諸性能
 冷却能力  強力一段空冷ヒートエクスチェンジャー, 冷却ファンで 外気温よりー35℃、付属の水冷支援装置使用で
 ー45℃まで冷却可能。温度制御@0.1。C
 電源  5VDCで1.5 アンペアにて, +/-12VDCで 0.5 アンペアにて, 専用電源アダプター付き
 インタフェース  USB 1.1
 OS  Win98/2000/Me/XP, Mac OS-X
 ガイディング  付属のオートガイド用内蔵ガイダー付属(外部リモートガイドヘッド オプションもあり)
ハードウエア諸性能
 CCDヘッド寸法  127mm x 77mm/直径:125mm x 奥行き:75mm
 CPU  CCDヘッドのみ一体化
 カメラ取り付け  42mmTネジ/2インチ接眼部
 重量  約900g
 バックフォーカス  0.92インチ/23.368mm





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