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デジタル一眼レフカメラの改造

星雲の撮影に使用されているデジタル一眼レフカメラは、ほとんどが改造されたモデルです。 これは、夜空で光っている赤い星雲は、市販のデジタル一眼レフカメラだと薄くしか写らないためです。 そこで改造デジタル一眼レフカメラが、天文ショップ等で販売されています。 IRフィルター改造と呼ばれているデジカメの改造です。


ローパスフィルターが星雲の光をカット

デジカメのフィルター特性 デジタル一眼レフカメラの撮像素子であるCMOSやCCD直前には、ローパスフィルターと呼ばれるフィルターが 取り付けられています。

このフィルターには様々な役目がありますが、その一つとして特定の波長を光を除去する意味があります。 これはCMOSやCCDのデジタル撮像素子は、可視光以外の感度も高いためです。 目に見えない光まで写ってしまうと、撮影画像の色合いがおかしくなるためです。

宇宙で輝く赤い星雲は、Hα光と呼ばれる波長で輝いています。残念なことに、この付近の波長の光は、デジカメの ローパスフィルターが大部分をカットしてしまいます。そのため、せっかくデジタル一眼レフカメラで赤い星雲を写しても、 ほとんど写ってくれないのです。


IRフィルター改造

固定撮影で撮ったオリオン座 デジタル一眼レフカメラで星雲を写すためには、このフィルターをなんとかするしかありません。 そのために考え出されたのが、デジタル一眼レフカメラのフィルター改造です。

このフィルター改造は「IRフィルター改造」と一般的に呼ばれています。IRフィルターというのは、 赤外カットフィルターの略です。 デジタル一眼レフカメラのローパスフィルターを外した後に、そこに別のIRフィルターを取り付けることから この呼び名があります。

本来はデジカメのローパスフィルターを外すだけでもよいのですが、そうすると必要がない波長の光まで写ってきて しまいます。それを防ぐために、赤外線だけカットするIRフィルターをデジタル一眼レフカメラに取り付ける ようにしています。 フィルターを外した後、ピント位置が変わってしまうことを防止する意味もあります。


デジカメ改造後と改造前

改造前と改造後 デジカメの改造後と改造前では、赤い星雲の写りが大きく変わってきます。 今まで薄くしか写らなかった星雲が、しっかりと画面に現れるようになります。 右の画像の上が改造前、下が改造後です。

IRフィルター改造したと言っても、デジタル一眼レフカメラの外観は全く一緒です。 デジカメに備わった機能もそのまま使うことができます。しっかりした店で改造してもらっていれば、 デジタル一眼レフカメラのAFもずれたりすることはないでしょう。

しかし一般撮影に改造デジタル一眼レフカメラを使うと、赤く被ったように写ってしまいます。 これは今までローパスフィルターがカットしていた波長の光をCCDが受けるためです。 RAWモードにして色温度を調整したり、ケンコーのブルーエンハンサーフィルターを使うことで ある程度防げますが、撮影シーンによってはやはり不自然さが若干残ります。 改造後は天体写真専用カメラと考えた方がよいでしょう。


デジタル一眼レフカメラの冷却改造

冷却改造キャノンEOS40D デジタル一眼レフカメラのもう一つの問題は、長時間露出時に発生するノイズです。 これはCMOSやCCDと言った電子デバイスを撮像素子に用いているため、ノイズの発生は避けられない問題です。

しかしこのノイズは、温度が低くなると発生が少なくなるという特性があります。 ある実験によれば、CCD温度が6度下がるごとにノイズの量が半減するということです。 この特性を生かしたのが、高価な冷却CCDカメラというわけです。

その特性をデジタル一眼レフカメラにもという声が大きくなり、冷却改造されたデジタル一眼レフカメラが 2008年前後から販売されるようになりました。当時は、キャノンEOS40Dの冷却改造モデルが30万円前後。 キャノンEOSKissX2の改造モデルが20万円程で天文ショップを通じて販売されていました。 現在では、キャノンEOS60Dの冷却改造モデルが20万円強で販売されています。

こうした冷却改造デジタル一眼レフカメラは、外気温から約20度程度CCD温度を下げられるので、市販のデジタル一眼レフカメラとはノイズの量が比べものになりません。 全く違うデジタル一眼レフカメラのようです。 撮像素子を直接冷やすので、連続撮影するとCCDの温度が徐々に上がってくる問題も避けられるようになりました。

しかし冷却改造の弊害もあります。デジタル一眼レフのチップを冷却するためにペルチェ素子を使っているため、 容量の大きな外部電力がカメラ内蔵のバッテリーと別に必要になります。また、ダストリダクション機能や内蔵ストロボなど、 一部機能が使用できなくなっているモデルもあります。長期間使用した場合の耐久性という面もまだ未知数です。

※より詳しい内容は、天体写真撮影方法の中の「デジカメの改造ページ」をご覧ください。

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