Erstellung von IR-R-B-Kompositen

oder Falschfarbenfotografie mit einem IR-Pass-Filter

Die Astronomen können bekanntermaßen aus den Farben der Sterne und Nebel Informationen über deren Eigenschaften entnehmen. Je heißer der Stern ist, desto mehr verschieben sich sein Strahlungsmaximum und seine Farbe in den blauvioletten Bereich. Umgekehrt gilt, daß kühle Sterne im roten oder infraroten Teil des Spektrums leuchten. Bei Emissionsnebeln kann man aus den Farben Rückschlüsse ziehen, ob Wasserstoff oder Sauerstoff ionisiert wurde. Doch nicht alle Spektralbereiche außerhalb des visuellen Spektrums sind dem Amateur mit relativ einfachen Mitteln zugänglich. Eine Ausnahme bildet der nahinfrarote Bereich, in dem viele CCD-Sensoren noch eine gute Empfindlichkeit haben und für den es Durchlaßfilter gibt, die nur Licht oberhalb einer bestimmten Wellenlänge durchlassen.

Der CCD-Sensor Sony ICX-694 hat laut Datenblatt eine ausreichend hohe Empfindlichkeit im Nahinfraroten, die erst bei ca. 1000nm gegen Null geht. Das bewog mich, den IR-Pass-Filter ProPlanet 807 von Astronomik zu erwerben, der Licht ab einer Wellenlänge von ca. 800nm durchläßt. Aus dem Datenblatt des CCD-Sensors, den Durchlaßkurven der RGB-Farb- Luminanz- und Infrarot-Durchlaßfilter (zu finden bei Astronomik) erstellte ich dann die obigen Kurven, die die Quanteneffizienz des in der Atik 460EX verbauten Sensors ICX-694 für den Spektralbereich von 350-1000nm darstellen. Aus den obigen Kurven lassen sich auch die relativen Belichtungszeitenverhältnisse ableiten, wenn die Intensitäten in allen Filterbereichen gleich sein sollen, vorausgesetzt, man hat eine (hypothetische) Strahlungsquelle, die über den gesamten Spektralbereich mit gleicher Intensität strahlt. Es ergeben sich die folgenden Daten:

  relative Signalintensität (Integral unter der Kurve)        
  blau grün rot infrarot Luminanz  
  727 634 562 319 2053  
 
  Belichtungszeitenverhältnis [sec] (Bezugsbelichtungszeit: 180 Sekunden)        
  blau grün rot infrarot Luminanz Bezugsfilter
  180 206 233 411 64 blau
  157 180 203 358 56 grün
  508 583 657 1159 180 Luminanz

Wie man aus der Grafik leicht erkennt, liegen die Durchlaßbereiche der RGB-Farbfilter im Mittel bei etwa 430nm, 530nm und 630nm und damit etwa in einem Abstand von 100nm. Das führt zu einem ausgewogenen Farbsignal. Bei Falschfarbenaufnahmen unter Verwendung eines IR-Pass-Filters wird das infrarote Licht dem Rot-Kanal, das rote Licht dem Grün-Kanal und das blaue Licht dem Blau-Kanal des Farbbilds zugeordnet. Für ein ausgewogenes Farbsignal sollten auch hier die mittleren Farben gleichmäßig weit auseinander liegen. Wie die Grafik oben zeigt, ist das für die Filterkombination aus B-, R- und IR-Pass-Filter ProPlanet 807 mit etwa 850nm, 630nm und 430nm der Fall. Ohne die Intensitätsverhältnisse aus den obigen Tabellen zu kennen, hatte ich die Belichtungszeiten pro Einzelbild aus dem Bauch heraus auf 180 Sekunden für den B- und R-Filter und auf 600 Sekunden für den IR-Pass-Filter festgelegt. Die obige Tabelle zeigt, daß das keine schlechte Wahl war.

Die obige Grafik offenbart, daß der IR-Pass-Filter auch im Violetten zwischen 350nm und 390nm Licht durchläßt. Diese Intensität geht natürlich in die obigen Rechnungen ein. Es ist aber sehr unwahrscheinlich, daß ein IR-helles Objekt auch im Violetten hell ist bzw. ein UV-helles Objekt auch noch im Nahinfraroten hell leuchtet. Von daher dürfte die tatsächliche Signalintensität von infraroten Objekten geringer sein, was längere Belichtungszeiten erforderlich macht, und die rechnerisch notwendige Belichtungszeit für den IR-Pass-Filter näher an die von mir gewählten 600 Sekunden heran bringt.

Erste Beispiele für IR-R-B-Falschfarbenaufnahmen sind hier zu finden:
IC 5146 (Kokonnebel)
Nebel bei LBN 524

Noch ein Tipp zum Schluß: Zum Fokussieren mit dem IR-Pass-Filter sollte man sich nach Möglichkeit einen kühlen, roten Stern und nicht einen heißen, blauvioletten Stern aussuchen, damit das Leck im Violetten nicht das Treffen des optimalen Fokus' spürbar beinflußt.

 

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