Модификация зеркальной камеры Canon EOS 5D Mark-II в Da

Внимание! 
1. прежде чем снять блок матрицы изображения надо микрометром промерять углы! без этого матрицу в плоскость не вернуть!
2. нужна чистая комната для предотвращения попадания пыли!

Перед матрицей изображения любой фотокамеры находятся два светофильтра: первый — голубое стёклышко отсекающее ИК диапазон, второй — полосовой фильтр

Сенсор фотоаппарата CANON EOS 5D Mark-II в сборе

Эти светофильтры обладают определёнными спектральными характеристиками:

Спектральная характеристика светофильтров фотоаппарата CANON EOS 5D Mark-II

голубой график: первый светофильтр от матрицы изображения — фильтр ИК частот
зелёный график: второй (верхний) светофильтр от матрицы изображения — полосовой UV/IR Cut фильтр !
жёлтый график: сумма двух фильтров — спектральная чувствительность фотоаппарата до модификации

Цифровая зеркальная камера в заводском исполнении подавляет 74% уровня сигнала линии водорода Hα! Для качественной астросьёмки требуется расширение рабочего спектра камеры!

Те, кто удалил верхний светофильтр думая что камера стала Da — у меня для Вас плохие новости: у Вас получилась камера версии Dы — просто добавилась чувствительность в области УФ, а в области ИК не прибавилось абсолютно ничего! Просто картинка станет красной из за смещённого по спектру светового потока

Для модификации фотоаппарата до версии Da достаточно удалить первый светофильтр! В современных фотокамерах на него нанесён пьезоэлемент, благодаря которому с помощью ультразвуковых колебаний можно сбрасывать пылинки с матрицы изображения. Оказалосбь, что «Пылетряс», являющийся полосовым светофильтром является отличным UV/IR Cut фильтром с полосой пропускания по уровню 90% 420-676нм! и практически идентичен Baader UV/IR Cut / L-Filter 420 – 680 nm! А если не видно разницы, зачем платить больше? 😉

Baader UV/IR Cut / L-Filter 420 – 680 nm

Для того, чтобы делать астрофотографии в том числе и с применением обычных фотообъективов рекомендую «пылетряс» оставить! Если Вы являетесь перфекционистом, то можете приобрести Baader BCF 2 — DSLR ASTRO CONVERSION FILTER FOR CANON 400-700nm  но я не думаю что +20nm по краям спектра существенно и кардинально улучшат качество астрофотографии 🙂

Не мало важным является аспект корректной сборки! Для её проверки нужно сделать DARK-кадр. Для этого фотокамера закрывается крышкой, а видоискатель закрывается специальной резиновой заглушкой находящейся на нашейном ремне. Т.к. инструкции не все читают, то не все знают, именно с им и надо в последствии делать астрофотосьёмку!

фрагменты руководства по эксплуатации цифровой зеркальной фотокамеры CANON

Если на DARK-кадре есть розовые пятна и полосы, значит тот, кто модифицировал фотоаппарат криво собрал матрицу и она через щели ловит тепловые излучения от внутренних компонентов камеры! Либо на матрице изображения отсутствуют экранирующие элементы — рамка светофильтров. Вот, например, как выглядит DARK-кадр с фотоаппарата CANON EOS 5D Mark-II у которого сняты вообще все светофильтры и рамки!

Dark-кадр с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II с матрицы изображения которого удалены все компоненты

Dark-кадр с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II с матрицы изображения которого удалены все компоненты

фотоаппарат CANON EOS 1100D с удалённым блоком светофильтров и экранирующей рамкой крепления

Красный цвет на изображении это никак не водород Hα — это тепловой шум! Если все детали стали на свои места то Dark-кадр должен быть идеально чёрный

Dark-кадр с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II с матрицы изображения которого удалены все светофильтры, но установлены все механические компоненты их крепления

Если в RAW конверторе поднять экспозицию на +5EV можно будет увидеть собственный ИК фон разогретой матрицы изображения — именно эту информацию и вычитает DeepSkyStacker из стека изображений

Dark-кадр +5EV с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II с матрицы изображения которого удалены все светофильтры, но установлены все механические компоненты их крепления при комнатной температуре +27С

И чем больше выдержка, тем сильнее выражены тепловые шумы!

Dark-кадр +5EV с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II (ISO=1250 600s t=+27С)

Для устранения теплового шума тепло от матрицы изображения надо отводить! Для отвода тепла я применю графитовый теплопроводный лист на основе графена толщиной в 10 атомов имеющий теплопроводность до 5 раз большую, чем медь! Его я наклеиваю одной стороной на рамку матрицы изображения (являеющейся единственным в камере теплоотводом), другой стороной на металлический кронштейн штатива! Таким образом, охлаждая кронштейн штатива с помощью элемента Пельтье я понижаю тепловые шумы!

Пространство между камерой и плоскостью элемента Пельтье для уменьшения теплопотерь было заполнено алюминиевой фольгой и обмотано полиамидным скотчем. В дальнейших планах для улучшения теплоотдачи нижнюю декоративную пластмассовую планку заменить на металлическую

Dark-кадр +5EV с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II (ISO=1250 600s t=+27С Tрадиатора=+7C)

Если всю систему достаточно хорошо охладить то тепловые шумы практически уберутся!

Dark-кадр +5EV с фотокамеры CANON EOS 5D Mark-II (ISO=1250 600s t=-10С)

Камера CANON EOS 5Da Mark-II к астросъёмкам готова! Оценим уровни шума 

Для того, чтобы понять как время экспозиции влияет на уровень шума произведём эксперимент: сделаем серию «dark» RAW фотографий. Напоминаю, что для их получения камеру спереди закроем стандартной крышкой, а видоискатель (чтобы свет не проникал внутрь камеры) специально предназначенной для этого заглушкой, которая располагается на шейном ремне камеры.

Т.к. полезного сигнала в их нет (крышка закрыта), то это значит всё что будет содержать в себе полученное изображение — всё шум!!!

Качественную оценку уровня шума будем производить с помощью программного обеспечения RawDigger (достаточно trial версии) по следующей методике:

численные значения шума буду получать как среднее арифметическое среднеквадратичного отклонения в каналах:

RGBdev=(Rdev+Gdev+Bdev+G1dev)/4

Для оценки шумов в зависимости от времени экспозиции сделаем серию снимков с эквивалентными экспопарами, дающие одинаковую по яркости картинку, но с разными значениями чувствительности ISO и, соответственно, разными выдержками

В качестве эталонной шумовой кривой будет кривая BIASов. После чего отснимем экспопары в разных температурных условиях:

1. Камера при комнатной температуре +24С без прикрученного к кронштейну штатива элемента охлаждения
2. Камера при комнатной температуре +24С с прикрученным к кронштейну штатива охладителя на элементе Пельтье (-8С)
3. Камера при температуре +6С без прикрученного к кронштейну штатива элемента охлаждения
4. Камера при температуре +6С с прикрученным к кронштейну штатива охладителя на элементе Пельтье (-18С)
5. Камера при температуре -14С с прикрученным к кронштейну штатива небольшого радиатора охлаждения (-9С)

Уровень шума >25 является существенно заметным на фотографии

Уровни шума камеры CANON EOS 5Da Mark-II

Как видно из графиков:

1. Для камеры CANON EOS 5Da Mark-II оптимальной чувствительностью по ISO является значение=1250
2. Зимняя уличная астрофотография является предпочтительной
3. Теплоотвод из графеновой плёнки прекрасно работает!

Закончив переделку «пятачка» я протестировал его с применением узкополосного светофльтра OPTOLONG L-Enhance.

Спектральная характеристика светофильтра OPTOLONG L-Enhance

По случаю ясной ночи и скорости ветра 7м/с с порывами до 12м/с для того, чтобы телескоп не превратился во флюгер, съёмку производил с балкона Минской городской квартиры при луне 61%! Зона краснее красного (население 2 млн!)

Порядок действий был такой:
1. систему выставил примерно на север (балкон у меня на юг)
2. в настройках монтировки нажал «установить в 0» — она провернула голову.
3. выставил оси в 0
4. выбрал объект IC434 и нажал GoTo — навелась сфоткала, поправила положение, сфоткала — так и отцентрировалась на раз-два!
5. запустил гидирование
6. запустил автофокус (он стоял приблизительно в тех значениях)
7. запустил сьёмку
8. попивая чаёк смотрю лёжа на диване телевизор, одним глазом поглядывая на смартфон за процессом сьёмки

у меня балкон практически идеально смотрит на юг! всего на 2,8 градуса отклонение! Монтировку я не трогаю с последнего полевого наблюдения. т.е. угол подъёма оси остаётся! Достаточно было выставить треногу по уровню и параллельно балкону выставить 2 ноги. Этого оказалось достаточно для наведения и гидирования

IC434 06/12/2020 г. Минск, ул. Пономаренко, д. 28

Оборудование:
EQ6R-Pro | ZWO ASIAIR PRO | SVBONY 60240+ZWO ASI 120MM mini | SW150750 | CANON EOS 5Da Mark-II | Baader MPCC Mark-III | OPTOLONG L-Enhance 2″ | ZWO EAF | 30*180s @ ISO=1250 | Dark+Flat+Bias | Минск. ул. Пономаренко, д. 28 ,2й этаж, балкон | Луна 61% | DSS+Lr+Ps

Сохранить в PDF