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新カメラの紹介です。
海外の方から、Imaging Source社のDMK31AF03.AS というカメラをUFOCaptureで使いたいという話があり、スペックを見た所、魅力的なカメラだったので、調査のため購入してみました。主要スペックは
--1/3インチモノロクCCD
--C/CSマウント
--IEEE1394インタフェース (6ピンバスパワー駆動)
--解像度 1024x768
--最大フレームレート 30fps プログレッシブ
--ゲイン max 36db
というものです。詳しくは以下をご覧ください。
http://www.astronomycameras.com/en/products/firewire-cameras/mono/dmk31af03as/
内部フォーマットがY800というこれまでにないタイプなため、現在のUFOCaptureでは動きませんが、今日調べた所、僅かな変更で動くようにすることができることがわかりました 。
価格は製造元直販で590ユーロ、私は米国のお店経由で買ったので、本体700ドル送料(UPS)80ドルほどでした。国内でも産業用カメラとして扱っている商社もあります。
注意すべきは、カメラには IEEE1394の6ピンの端子しかないことです。このため、以下に注意が必要です。
1. オートアイリスレンズは使用不可(どうしても使用したい場合には別途アイリス電源を供給する必要があります)
2. バスパワーなので、6ピンのIEEE1394端子をもったパソコンが必要(ImagingSource社がオプションとして電源供給可能なケーブル(2mのみ)を販売しているのでそれを使えは4ピンのみのPCでも使うことができます。)
3. ケーブル長は規格上 最大4.5m
同じスペックでUSB2.0のタイプもあるので、ケーブル長やノートパソコンでの使用を考えるとそちらの方が便利かもしれません。
また兄弟には赤外フィルター無しのカラー高解像度カメラもあり、それも気になります。

ついに夜空のビデオ観測も高解像度の時代に突入するのかもしれません。
明るさや解像度などの実力を早く知りたいところです。 さっそく今晩から実験してみますので、ご期待ください。

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今日は東京で春一番、瞬間最大風速 27.9m だそうです。
今は北西の風が冷たく、北陸の雷雲を関東に流し込んで視界がなくなってしまいました。

なにをさておき、感度とノイズの第一報です。
ドライバの設定画面でゲインのオートと固定、ガンマなどが指定できます。
ゲインは0〜36dbでWat-100Nの0〜42dbより少し少ないですが、ほぼ同じ常用範囲だと思います。
下図がゲイン設定を変えた時のノイズの様子です。最大ゲインでは画素ノイズが顕著になって動体監視には使えません。
8割り程度にゲインを抑えるたのが左側で、ノイズレベルは40/255以下に下がり、なんとか使えるようになります。
この状態で感度はどうでしょうか。同じ条件でWATECと比較できないのでまだよく分かりませんが.....
解像度は さすがXGA 、レンズが負けている感じです。

最初、CBCの6mmF0.8 を試したのですが、CBCのF0.8 赤外補正レンズが CCD面の脇の金具に微かに当たり、ギリギリピントが出ませんでした 。アイリス用に別電源供給ケーブルまで作ったのに、ガッカリでした。

あとこのカメラで困ったのは、ピント合わせです。デスクトップパソコンしか接続できないので、モニタが遠く大変でした。結局パソコンのモニタを双眼鏡で覗きながらピント合わせをしました。

でも動いてみると、さすがプログレッシブ、やはり綺麗です。フレームレートも 29.97ではなく 30.00fpsなので タイムスタンプが3フレームできっかり0.1秒ずつ変化するのが少し嬉しいです。

高解像度化で心配したUFOCaptureにおけるCPU負荷ですが、これは全然問題ありませんでした。Core2Duo 2.4GHz で プレビュー時で30〜40%, プレビューオフで 20%台でした。
レンズをなんとかして、流星が取れたらまた報告します。

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強風で抜群の透明度だったので、25mmで北極星付近を狙ってみました。
綺麗なデータが取れたかと思ったら、朝みたらレンズの絞りが少し動いていてキッチリ開放になっていなかったので 、今晩もう一度取り直します。

参考までに F1.0付近での等級グラフの様子を掲載しておきます。
8.0等付近までマスクされ、7等までは+-0.5等でリニアリティは大変良いです。
このCCDの色係数のbvf は 0.0 がベストで、補正なしでほぼ眼視等級とよく一致します。
あと、このカメラ、IEEE1394でありながら x/y が 1.000 、つまり完全な正方画素です。
さすが工業計測用カメラですね。リニアリティといい、感度特性がはっきりしている点など、監視用カメラとは一線を画す感じがします。製造元のBBSでは well depth の測定とかも行われています。

ちなみに、UFOCaptureはこのカメラのための改造をしたものを使用していますが、UA2は公開バージョンでそのまま分析できました。AVI ファイルは Y800 というモノクロ用フォーマットを使用したものになるので、心配したのですが、問題なく分析できました。プログレッシブなので、intlc チェックをオフにするのが注意点です。
ちなみに AVIのビットレートは およそ 180Mbps (1024*768*30*8 bit )です。画素が多いですが、色情報がないので容量に無駄がありません。

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CBC6mmF0.8 はピントが出なかったのですが、CBC8mmF0.8 はギリギリでピントが出ることが分かったので、CBC8mmF0.8 を使ってとにかく流星映像を撮ろうと思いました。

24日夜は快晴だったものの、8mmレンズ+1/3インチCCDの視野は狭く、1流星しか検出できませんでした。(DMKの設定はゲイン850でノイズレベル35程度にしました)
この流星は WAT100N+6mm で -0.6等、DMK31AF で 0.0等と分析されました。
差が大きいですが、映りが相当違うのでしかたないような気がします。明らかに感度が違うと思いますが、なぜこんなに映りの差になるのかはまだよく分かりません。
以下、ピークホールド、コマ送り静止画、分析グラフなど掲載します。

感触としては、DMK31AF03.AS はWAT100N より相当感度が劣るようです。
各ピクセルのセルサイズが以下のように WAT100N の 1/3.8 しかないので、これがそのまま感度の差に現れている感じです。つまり、ノイズと量子化効率はほぼ同じで、受光面積の差がそのまま感度の差になっているようです。
DMK31AF03.AS -- ICX204AL 4.65μm x 4.65μm x 1024 x 768
WAT-100N -- ICX038 8.4μm x 9.8μm x 640 x 480

高解像度は魅力で、スプライトなどでは物凄く鮮明な映像が撮れるかもしれません。
しかしながら、ここまで感度の差があると流星観測にはWATECの方が適していると思いました。

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この DMK31AF03.AS のように Y800などのWindowsで標準サポートされていない内部フォーマットをもつビデオカメラの動作を可能にした UFOCaptureV2 V2.20 をリリースしました。
このようなフォーマットを用いるカメラはそのデバイスドライバに必要なWindows用変換モジュールをデバイスドライバと共に提供するようです。
ImagingSource社の場合には、IAT_YUV.ax というサードパーティ製変換モジュールを自動的にインストールするようにしてありました。
UFOCaptureV2 V2.20 ではこのように必要な外部モジュールが提供されている環境ならそのモジュールを利用して動作するようになりました。これによって ImagingSource社のモノクロカメラは多分全機種動作するようになったと思います。

DMK31AF03.ASは感度がいま一つのようですが、高解像度の幕開けになったと思います。感度については今後に期待したいと思っています。

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日中も動かしてみました。
シャッタースピードが 1/10000秒 から 60分まで幅広く変えられるのが凄いです。
デバイスバライバの指定で自動露出モードもあるのですが、自動に設定するとUFOCaptureでは検出毎に露出の調整をやり直すので都合が悪く、自動露出は使えません。

以下は1/1000秒シャッターでの映像のフレーム画像です。
オートアイリスレンズに別電源を供給して絞りを開放にしているのですこしピンポケです。マニュアルアイリスレンズで適当に絞ればより鮮明な画像が撮れると思います。
さすが、XGAのプログレッシブの動画 、このような高速移動物体が綺麗に映ります。

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2/27夜 東京は低空の透明度が低いので、北極星付近で比較しました。
S2: Wat100N + CBC 6mm F0.8 + Canopus ADVC55 720x480 29.97i
H2: ImagingSource DMK31AF03.AS + CBC 8mm F0.8 1024x768 30.00p (gain 850, offset 0, gamma 1.0)
です。
同一領域でS2では6流星、H2では2流星検出しました。
H2で検出さたのは0等以上の明るいものだけでした。
同じ流星について、S2とH2では測定された等級が異なります。
041002については S2 -1.0等、H2 0.2等
053547については S2 -2.9等、H2 -2.6等 でした。
色感度の違いもあるのですが、最大の原因は感度の違いによる光芒の広がりの違いだと思います。1フレームイメージでみるとより大きく映るはずのH2の方が遥かに光芒が小さく映っています。H2の感度が低く、周囲の淡い部分がバックグラウンドと同一レベルになってしまっているのだと思います。

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デスクトップパソコンだとピント調整が大変難しいので、ノートパソコンに接続しました。
私のノートパソコンはIEEE1394が4ピンだったので、6ピンIEEE1394のCardBusアダプタを経由して、アダプタとアイリスに別電源を供給して動かしました。
CPUがPentiumM2.0GHzなので、Preview時CPU負荷がほぼ100%となりPreviewはできても記録はコマ落ちが発生して観測には使えないようです。 高解像度はやはり厳しいですね。

[前田]

宮崎の前田です。
高価なカメラを買ってテストしていただき助かります。
もう少しでハイビジョンの時代ですね。
感度が足りないのは残念ですが、時間の問題でしょうか。

ところで、プログレッシブと普通のビデオで１フレームの流星の
経路長が異なるのはなぜですか。（常識的なことかもしれませんが、、）

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