QHY42Pro

QHY42PRO是一款2k*2k分辨率科学级CMOS相机，采用国产长光辰芯Gsense400传感器，12位 ADC。具有11um大像素尺寸，400万像素和22.5mm * 22.5mm有效感光面积。QHY42PRO包含标准背照版本，紫外增强版和前照版本。 QHY42PRO适用于天文学，生物学，紫外成像，电力线检测，刑侦痕迹学鉴定，考古鉴定，珠宝鉴定和夜视成像等领域。

QHY42PRO拥有95％峰值QE，79％UV峰值QE和非常好的近红外响应，极低的读出噪声1.6e-，是天文学和生物科学研究的理想相机。

关于该型号的的更多参数及定制化服务请咨询QHYCCD。

概览

QHY42具有极低读出噪声和背照式CMOS传感器，其QE峰值为95%。QHY42同时提供紫外增强版以及前照式版本。QHY42背照式的最高帧率可以达到24 FPS的完全分辨率。优秀的芯片性能辅以双层TE冷却技术，使QHY42无需接天文望远镜就拥有实时直播星空的能力——接大光圈广角镜头可以实时直播银河，接大光圈中长焦镜头甚至可以追踪人造天体。此外，QHY42也常适合于生物学、紫外线和低照成像和安全领域。

QHYCCD可以提供QHY42 CMOS传感器板和基于FPGA的高性能图像计算平台。拥有五种不同的FPGA模型，为定制项目提供最大的灵活性。

关于该科研级型号的的更多参数、定制化服务、价格明细等信息，请咨询QHYCCD并致电+86(10)-80709022-602。

产品参数

型号	QHY42PRO-BSI（背照式） QHY42PRO-FSI（前照式）
CMOS芯片	Gpixel GSENSE400 BSI / UV
像素大小	11um*11um
全解析度	2048*2048
有效像素数	400万像素
感光面积	22.5mm*22.5mm
满井电荷数	89ke-
输出样本深度	双 12BIT ADC (高增益通道和低增益通道)
典型尺寸	2-inch
最大帧率@全分辨率下	24FPS@20482048 12bit 48FPS@20482048 8bit12FPS@4096*2048 12bit (Dual channel HDR output)
读出噪声	1.7e-
暗电流	TBD
峰值量子效率	背照式：95% 前照式：70%
曝光时间范围	20us-300sec
快门类型	逐行扫描
电脑接口	USB3.0 (QHY42/HDR-USB3)
内置图像缓存	QHY42PRO: 128MB DDR2 memory
制冷系统	双层制冷系统（可实现约-35℃环境温差） (测试温度+20℃）
Anti-Dew 加热器	自带密封窗玻璃加热器
望远镜接口	M54/0.75
光学窗口	AR+AR 高品质增透滤镜
后截距	17.5mm
重量	735g

QHY42Pro BSI

QHY42Pro FSI

机械尺寸

相关测试

QHY42测试照片，由德国天文学家马丁米勒教授测试。通过测试，他认为QHY42的性能非常适合专业天文研究，特别是在Ha波段的灵敏度，以及11um的像素尺寸，以及超低的读出噪声，都很适合在较短曝光的情况下获得高信噪比的天文图像。
http://avvamhl.xobor.de/g90-Test-der-Scientific-QHY-CMOS-Kamera-p2.html

QHY42测试样片：”彗星星云”是一个反射星云，它通过流出形成了一颗年轻的恒星并被它照亮。每一帧30秒的曝光时间，叠加62帧，增益2，偏移20，T = -22°C，16“Mak，ObservatoryHö，MartinMiller

与设备相关的测试报告，论文等

Transit Measures with QHY42 Camera by Bruno Fontaine
Transit Measures with QHY 42 Camera

QHY42 Test Image by Dr.Martin Miller
The test results shows the high sensitivity of QHY42, especially in Ha wavelength, and the ultra low readout noise. results the high SNR image in short exposure time. Dr.Martin Miller says QHY42 has great potential in professional astronomy imaging. See all of the test image and the parameter at

http://avvamhl.xobor.de/g90-Test-der-Scientific-QHY-CMOS-Kamera-p2.html

QHY42 User: Northolt Branch Observatories
https://www.facebook.com/NBObservatories

QHY42 User:Irydeo Astronomical Observatory (MPC Z41)
https://www.facebook.com/irydeoobs.obs

使用说明

安装控制软件及All-IN-ONE固件包

ALL-IN-ONE整合驱动包可应用于大部分QHY设备，包括制冷CMOS相机、A系列CCD相机、行星导星相机、滤镜轮等。

注意：ALL-IN-ONE不包括电子极轴镜以及老型号CCD相机的固件！请在下方的单独链接里下载它们的文件。

ALL-IN-ONE包下载地址：https://www.qhyccd.cn/download/

ALL-IN-ONE包安装教程视频：https://www.bilibili.com/video/BV11r4y1u7d8

稳定版和BETA版本的选择：稳定版版本相对于beta 版本要旧一些，因版本更迭进度问题可能不支持新推出的产品，但更为稳定，建议新用户选择该版本；beta版本为当前开发的最新版本，通常会优先新增对新产品的支持，多一些试验性质及新功能，建议使用新产品及有一定使用经验的用户选择beta版本。
在正式安装All-in-one包之前，需要下载并安装第三方拍摄软件或平台。由于All-in-one包的大多数内容都是对第三方软件进行支持的插件，因此请务必先下载并安装好自己所需要的拍摄软件，再进行All-in-one包的安装，否则程序会报错。
ALL-IN-ONE包的内容包括：
- Drivers：相机运行的必需驱动，必须安装；
- BroadCast WDM：广播驱动，配合Sharpcap，用于给OBS等直播软件提供直播讯号，如有直播需求的用户需要安装；
- EZCAP：QHYCCD自研的相机控制及管理软件。通常推荐安装64位版本；
- ASCOM Driver：需要根据您安装的ASCOM平台版本进行安装。（目前ASCOM最新版本是6.5）
- ASCOM Driver CFW/CFW（RS232）：两个驱动分别对应了USB控制滤镜轮和相机串口控制滤镜轮两种方式，建议拥有滤镜轮的用户两种驱动都勾选安装；
- CP210x-VCP：串口驱动，有些电脑自带该驱动；没有自带此驱动的电脑在控制滤镜轮时可能会报错，建议选择性勾选安装；
- 各种软件的SDK（插件）：根据您使用的软件类型，勾选对应软件的SDK即可。注意确认您所安装的软件是32位还是64位的，要根据对应版本选择SDK；
- SharpCap：第三方软件，选择32位或64位安装。该安装途径已经过SharpCap官方授权，可放心使用。
- QT Lib：是保障64位软件能在部分兼容性较差的电脑上正常运行的插件，可选择性安装。
安装驱动过程中，不要让相机连接电脑！！等全部安装好后，再连接电脑。
选择安装位置：不论是第三方软件还是驱动的安装，如果设备空间允许的话，强烈建议使用默认安装位置，不要任意更改！软件默认的安装位置进行安装的话，All-in-one程序会在接下来自动将SDK安装至软件根目录；如果改变了安装位置，接下来您可能需要手动定位软件的根目录。
在全部内容安装完毕后会弹出两个文件夹分别是ASCOM驱动备份文件和SDK的备份文件目录，请记住它们所在的位置，方便以后使用。

设备连接电脑

ALL-IN-ONE安装流程结束后，再将相机连接电脑。

首先给制冷相机接入12V电源（如果是行星导星相机则无需电源），然后通过USB3.0数据线将相机连接至您的电脑。在将相机连接至电脑之前一定要确保设备已经接入电源。如果在软件内能够正常识别并工作，即说明软件驱动安装成功。

注意：制冷相机的输入电压不能低于11.5V否则不能正常运行。同时也不要高于13V。

连接设备并使用软件

此处仅提供各软件的连接方式及基础功能说明，关于软件的详细功能请参考各软件的使用说明。

注意：对于传感器尺寸较大的相机，如QHY600等全画幅以上的相机，请尽可能使用64位版本的软件。

使用SharpCap

注：在SharpCap4.0 （3.2BETA）中，已经新增了中文版本。该版本由QHYCCD进行主要汉化及校对工作，欢迎大家使用，并欢迎大家提供反馈意见。在下方我们依然按照3.1英文版进行说明

开启SharpCap。点击菜单栏中的摄像头，然后在选中相机。如果前面所提及的软件和驱动都安装成功，那么视频图像就会自动出现，同时也可以在软件的左下角看到帧率，如下图所示。

界面主要功能介绍：

Capture Profiles：预设管理。SharpCap软件重启后默认设置重置。如果经常使用一个或者多个参数配置，可以在调整好下方参数后点击保存，在再次打开软件前便可直接调用该预设。

Exposure：设置曝光时长。勾选LX mode后可以把单帧曝光时长调至更长。

Gain：相当于普通数码相机的iso。数值越大，感光度越高。

Frame Rate Limit：限制最大帧率，默认不设限，可自行调节。

Offset：偏置调节。当对相机进行完全遮光后，可能会发现图像并不是真的全黑。可以通过调整偏置（offset）来获得一个更好的暗场。可以通过打开直方图（histogram）来确认这一点。

USB Traffic：控制数据传输速率（帧率）。当数值为0时，相机达到最大帧率。

Enable Broadcast Mode：开启广播驱动，具体使用方法可参考下载界面的说明。

Read Mode：部分型号具有可以切换高低增益模式的功能。

Color Space：选择色彩空间（输出格式）。Raw8/Raw16为8位或16位的Raw格式，输出保存的视频图像为黑白（即使传感器为彩色，需要通过debayer进行色彩还原）；RGB24为非Raw格式，可直接输出彩色图像，但占用空间较大。

Capture Area：可选择使用何种分辨率进行拍摄。

Binning：使用像素合并进行拍摄。

Output Format：选择输出格式。

Debayer Priview：显色预览。当此项功能开启时，即使选择raw格式，屏幕预览区也会显示彩色图像。但此时保存出的图像仍然是黑白的，请注意。

Gamma，Brightness，Contrast：对应伽马值、亮度、对比度调整。我们建议在正常情况下不必调整这三项参数。

White Bal （R/G/B）：彩色相机白平衡校准功能。具体校准方法可以参考彩色相机页面下的对应说明。黑白相机则无需此功能。

直方图：重要的图像参考，可以用来检测白平衡是否准确、offset的设置以及图像是否过曝等。和普通数码单反的直方图原理一致，建议具有图像基础的人使用。

Thermal Controls：制冷控制。制冷相机接入12V电源后，温度控制电路就会启动，您可以通过调整下图中的设置来控制CMOS的温度。控制温度主要有两种方式，一种是调整制冷器功率（Cooler Power），一种是设置目标温度（Target Temperature）。如果您想要通过设置目标温度这种方式来直接控制CMOS的温度，可先点击“Auto”再来通过调整滑动条来设置目标温度。

使用ASCOM

QHY设备可以在很多支持ASCOM平台的软件上工作。这里以MAXIMDL为例。

首先确认ASCOM平台和ASCOM驱动都已经成功安装。开启MAXIMDL，按照下图的提示来完成设置。

在拍摄前需要点击Connect；

连接软件后按照步骤开启设置制冷温度。

使用EZCAP_QT

由QHYCCD开发的软件，对于QHYCCD相机，它拥有基础的拍摄功能。

安装EZCAP_QT软件并通过USB3.0数据线将相机连接至您的电脑。启动EZCAP_QT，在Menu->Camera中点击”Connect”，如果相机是成功的连接的，EZCAP_QT软件的标题就会显示相机的固件版本以及相机的ID，如下图所示；

可在Language中切换成简体中文。

在 “相机设置” 中点击“温度控制”，设置CMOS传感器的温度。您可以开启“自动 ”来设定目标温度。比如，在此我们设置目标温度为-10C。CMOS传感器的温度将会很快下降到此温度（大约需2-3分钟）。如果您想要关闭制冷，您可以选择“停止”。如果您只想设置制冷功率而不设置温度，您可以设置功率的百分值。

使用预览窗口（preview tab）来进行预览，还可以使用对焦工具来进行对焦。然后使用拍摄窗口（Capture tab）来捕获图像。

在EZCAP_QT中有一个图像任务规划器，用于拍摄序列。

使用N.I.N.A

开启N.I.N.A. – Nighttime Imaging ‘N’ Astronomy。通过ASCOM驱动连接。

开启制冷器设置温度。

设置曝光时间拍摄图像。

QHYCCD BroadCast WDM Camera 广播驱动说明

QHYCCD BroadCast WDM Camera 是支持具有视频广播功能QHYCCD相机的广播驱动，可以满足客户将视频图像发送到其他目标软件上的需求。

通过QHYCCD BroadCast WDM Camera广播驱动将视频图像发送到多个目标软件上。例如使用sharpcap连接具有WDM功能的相机，可以将sharpcap的显示视频图像发送到其他支持WDM的软件上进行显示，适用于视频在线广播类应用。

安装

执行AllInOne安装，勾选BroadCast WDM Camera选项。

安装过程执行结束，右键计算机找到设备管理器，查看有图像设备名称为QHYCCD BroadCast WDM Camera即为安装成功。

使用：

通常使用sharpcap连接相机作为广播端，连接相机之后需要打开Enable Live Broadcast开关进行广播。

常见的配合软件（即广播接收端）有：UFOCAPTURE、HANDYAVI、QQ视频功能等。AMcap测试效果图：

QQ视频测试效果图：

UFOCAPTURE测试效果图：

注意事项：

目前仅支持Windows系统。

目前版本暂时SDK不支持16位。

彩色图像需选用RGB24模式，否则会出现图像有网格状。

高级功能

高级快门测量

QHY42PRO支持高级Trig Out信号。支持QHYCCD 4PIN，5PIN，6PIN GPIO端口定义。这些定义可以使用REG39进行切换。并且有一个TrigOut输出脉冲使能寄存器REG142，该寄存器用于禁用输出信号，以避免某些意外信号输出，例如在摄像机初始化和模式更改期间。

要激活QHY42PRO的高级Trig Out功能，您需要使用以下命令升级摄像机中的两个FPGA固件：

FPGA_V20191118

MAX10_V20191120

REG39 [3：0] GPIO模式切换寄存器。

0：I2C控制的GPIO信号输出

1：QHYCCD GPS_BOX（6PIN）

2：5PIN

3：4PIN

4：多摄像机同步工作模式。主

5：多相机同步工作模式。奴隶

6至15：未定义

REG142 TrigEnable控制电阻

0：禁用输出脉冲

1：启用输出脉冲。

关于5PIN端口

5PIN电缆颜色定义

密码	颜色	信号名
1	黑色	快门测量
2	白色	不适用
3	灰色	LinePeriod
4	红色	触发
5	棕色	地线

5PIN插座定义（面向相机端口侧），请注意有一个红色标记点。

重要提示：该端口中的四个IO是直接数字输出，没有光电隔离。IO标准是2.5V电平。高电平为2.5V。低电平为0V。5针通过ESD protec组件与相机硬件连接。对于5PIN I / O配置，仅直接输出四个IO。请不要输入任何信号或连接任何电压。即使具有ESD保护。但是请小心使用，以免造成静电损坏。

警告：不要使用原始的漏极开路连接方法！这些IO中施加的任何电压超过2.5V都可能损坏相机！

ShuterMessure波形

shutterMessure波形是指示开始/结束曝光的高精度波形。对于QHY42PRO，请注意，它是ROW 0的开始/结束曝光。上升沿是曝光开始，下降沿是曝光结束。宽度是曝光时间。您可以连接GPS补偿设备直接对其进行补偿。该波形输出支持实时视频模式，单模式和突发模式

LinePeriod

对于卷帘CMOS，您需要了解行周期，然后才能计算其他行的开始和结束曝光时间。与此正式：

t（begin2）是第2行的开始时间。因此：

t（开始3）= t（开始2）+ LinePeriod

t（开始4）= t（开始2）+ 2 * LinePeriod

……….

与t（end2）相同

对于所有QHY42PRO摄像机，LinePeriod是固定值。因此您只需要测试一次并记下它。请注意不同的速度设置。LinePeriod将不同。仅SPEED设置会生效。您可以弄乱每个SPEED设置并写下来。

TrigOut（高速）

TrigOut信号用于正常的肌肉切除，而不用于高精度的肌肉切除。TrigOut信号是摄像机中的垂直同步信号。这是一个短脉冲（脉冲为低电平）。TrigOut的下降沿接近第0行的最终曝光，上升沿什么也不是。该波形输出支持实时视频模式，单模式和突发模式。

关于SMA Trig In，Trig Out端口。

相机上有两个SMA端口。切入和切出。触发输入是输入硬件信号以触发相机开始以硬件捕获。Trig Out输出TrigOut信号或快门测量信号或其他信号。这两个端口是光电隔离端口，并且是低速端口（由于光电隔离器的上升/下降沿很慢）。但是它对摄像机具有更好的ESD保护，并且适合更长的电缆。

REG39 BIT [7：6] TrigIn端口的模式切换位

0：ShutterMeasure波形输出

1：TrigOut（垂直同步）输出

2：未定义

3：未定义

REG39 BIT [5：4]模式切换位，用于TrigOut端口

0：未定义

1：未定义

2：未定义

3：未定义

由于光隔离器的结构，TrigOut端口需要一个上拉电阻，以将其上拉至一个电压。例如，将5kohm连接到3.3V-12V。

对于TrigIn，您可以输入一个带有与其串联的限流电阻的电压。

样本波形

5PIN端口中的LinePeriod波形

5PIN端口中的TrigOut波形

5PIN PORT中的快门测量波形@曝光时间设置为20.0ms

5PIN PORT中的快门测量波形@曝光时间设置为1.0ms

设备维护

相机接地与防静电措施

保证拍摄设备接地对于远程台和野外拍摄用户都十分重要。连接为一个整体的拍摄设备（包括赤道仪、相机、电脑等）有一台可以有效接地，接保证设备正常运行（即共地）。然而，电脑/赤道仪的配件质量往往良莠不齐，220V转12V适配器可能存在漏电现象，如果没有很好的接地，会在USB接口的地(金属外壳）和供电电源线的地（金属外壳）之间形成很高的电压。如果USB和供电电线与相机接触非常良好，那么由于在相机处形成了共地，使得设备能够正常运转。

但是在相机处形成的共地是非常危险的，一方面容易导致USB连接不可靠，经常出现使用过程中USB连接丢失的现象，另一方面还有潜在的损坏端口的风险。因此在设备投入使用前，应该确保电脑和适配器接地良好。

常见的因为计算机或者电源适配器漏电到导致USB不稳定或者端口损坏情况有:

具有9芯线插座和USB插座的相机，在相机处共地；
具有USB插座和金属外壳的相机，连接望远镜和赤道仪后，赤道仪的地和计算机的地在相机处共地；

上述可能导致USB连接不稳定，经常丢失连接，USB端口烧毁，色轮；接口烧毁等问题。

可以使用万用表的交流电压档来检测电脑和适配器之间是否有漏电发生。方法是先不要连接相机，一个表笔接USB插头的金属外壳，另一个表笔接电源适配器的DC输出插头的负极（一般是内正外负）。如果两者之间电压很小，则不存在漏电或者已经通过电源插头的地实现了良好的接地，如果有几V到几十V的电压，则有漏电且没有良好接地。需要检查220V电源插头是否能提供良好的地。

另外一个办法是用试电笔。测试各个电源适配器的负极，电脑的金属部分，赤道仪的金属部分是否漏电。

如果没有办法避免，则需要单独用一根导线，将电脑的地（一般接金属外壳）和220V转12V适配器的负极连接，实现共地。

保护制冷器

在使用相机的过程中，应该避免热冲击。所谓热冲击是指当制冷器的温度骤然上升或下降时，制冷器由于热胀冷缩原理所要承受的内部强应力，距离的热冲击会缩短制冷器寿命甚至彻底损害制冷器。因此，当您开始使用制冷器来调整CMOS的温度时，您应该避免一下就将制冷器开启到最大功率，而应该逐步的增大制冷器的功率。在断开电源前，如果制冷器的功率比较高，也应逐步减小制冷器的功率然后再断开电源。

CMOS的保养与维护

清洁CMOS传感器和光学窗口：

如果您发现在CMOS传感器上有灰尘，可以拆下相机的前半部分，然后使用单反相机传感器用的清洁套装清洁CMOS传感器。CMOS传感器清洁过程中一定要小心谨慎。您同样可以使用单反清洁工具或者镜头纸来进行清洁。注意用力不能过大，因为涂层很脆弱很容易被擦出划痕。

干燥相机CMOS腔：

1. CMOS传感器位于CMOS腔内。在相机的前端的侧面有干燥孔。如果CMOS腔内有潮气使得传感器玻璃结雾，您可以通过这个孔连接硅胶管来进行干燥。请在硅胶棒中放入有效的硅胶干燥剂并确保里面有棉花以防止硅胶进入到CMOS腔内。

2.双干燥孔循环干燥：

相机机身前端配备两个螺纹为M5的干燥接口，用于搭配干燥管和循环泵进行传感器腔内的干燥处理。

下图（以QHY600Pro为例）中红色虚线圆圈为干燥接口所在位置：

在抽气泵的作用下，传感器腔内的气体通过一端的干燥接口抽出，进入干燥管，干燥后经过滤处理，再通过另一个干燥接口输入相机，循环往复，进行干燥。

注：

1.进气口和出气口的顺序不要弄反

2.循环干燥前，需要关闭制冷器，等温度恢复常温后开启循环干燥。按照此步骤才能有效的去除密封腔内的水汽。如果制冷器开启状态，相机内部的制冷器会吸附水汽，导致更多的水汽凝结在相机内部，而不被干燥剂吸收。

防止CMOS密封腔的光学窗口结雾：

如果环境湿度非常大，CMOS密封腔的光学窗口就可能有结露的问题，相机有一个内置的加热板来给传感器加热来防止结雾，在大多数情况下，它的效果非常明显。如果结雾问题仍然存在，请尝试以下方法：
1. 避免让相机朝向地，冷空气的密度要比热空气的密度大，如果相机朝下向地，冷空气会更容易接触到玻璃使得它降温进而结雾。
2. 提高CMOS传感器的温度。您可以稍微提高一下CMOS传感器的温度来防止玻璃结雾。
3. 检查加热板是否工作，如果加热板没有工作，玻璃会非常容易结雾，通常情况下加热板的温度在25℃的环境下可以达到65-70℃。如果它没有达到这么热，有可能是因为加热板损坏，您可以联系我们来更换加热板。

QHYCCD BURST相关模式

在SDK中增加了和BURST模式相关的功能，目前支持Burst功能的相机有QHY600、QHY411、QHY461、QHY268、QHY6060、QHY4040、QHY4040PRO、QHY2020、QHY42PRO、QHY183A

此模式为连续模式的子模式，只能在连续模式下使用此功能，当使能此功能时相机会停止输出图像数据，软件帧率会降低至0，此时给相机发送相关指令，相机会根据设置输出指定帧序号的图像数据，例如设置Start End为1 6，相机收到指令时将输出帧序号为2 3 4 5的图像数据。

注：

1.光纤模式下使用Burst模式时，第一次Burst拍摄会少一张，例如设置start end为1 6，输出2 3 4 5为正常，而实际上第一次Burst拍摄时只会输出3 4 5，2会无法收到，第二次及之后的拍摄可以正常获取Burst图像2 3 4 5。这个问题将在后面进行修复。

2.QHY2020,QHY4040发现曝光时间短的时候出来的帧序号是 [start+1,end-1] 但是长曝光下出来的是[start+2,end]

3.相机刚连接时如果设置的end值比较大，相机进入burst模式后会直接出图，因此需要设置相机进入IDLE状态后再设置start end及相关burst操作

下为Burst模式相关函数的用法：

1.EnableQHYCCDBurstMode