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カラーCCDカメラ 「Wat-231S2」 ローパスフィルター除去→ スプライト映像 2/20

 
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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1342
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Sun Feb 12, 2012 10:05 pm    記事の件名: カラーCCDカメラ 「Wat-231S2」 ローパスフィルター除去→ スプライト映像 2/20 引用付きで返信

Wat-231S2のローパスフィルターの除去をやってみました.比較的簡単に出来て、効果あり?だったので報告します.

詳細は写真を見れば判りますが、Wat-231S2 はCCDの前にローパスフィルター(Low Pass Filter. LPF)があり、画像調整、赤外線カットなどを行っています.これを取り外すとカットされていた赤外線もCCDまで届くので、スプライト撮影にはどんな影響があるのか試してみたいと思います.

Wat-231S2の場合はローパスフィルターは接着されているのではなく、CCDの前に置いてあるだけなので(ケースで押して動かないようにしている)簡単に元に戻すことが出来ます.踏み切るハードルは低いかも...

尚、ご注意ですが、改造するとメーカーの保証はなくなります.また失敗しても誰も責任を取ってはくれません.あくまで自己責任の世界です.また、改造についてメーカーへ問い合わせる事も御法度です.ここのメンバーには常識ですね.

ローパスフィルターを外した結果、良い点としては「解像度が上がった」「ノイズが減った」などですが、改悪点としては「色がおかしくなった(赤色ランプの赤や黄色が白く見えるようになる、他)」があります.

文献によると、スプライトの波長は主に630 - 700nm、及び730 - 800nm付近の2つのピーク群からなるとの事.通常のカラーカメラではローパスフィルターで650-700nmあたりでこれより長い波長の光がカットされているので、この改造によって730-800nmの光が観測出来るようになるかも..
今後は赤外線カットフィルターや可視光線カットフィルターなども使って、いろいろ試してみるつもりです.また報告します.お楽しみに...
ITO



カバーを外した231S2.jpg
 説明:
カメラ本体側部の8本のビスを外して、2つのカバーを外します.
内部は平行な4枚+水平の1枚の基板からなっており、4枚の基盤は水平な基盤にハンダとコネクターで固定されています.
ローパスフィルターを外すにはCCDカバー(右端)を外す必要がありますが、それには水平の基盤と右端(4番目)の基盤を結合している二カ所のハンダを外す必要があります.
指を3枚目と4枚目の基盤の間に入れて、広げながらハンダを溶かせば簡単に外れました.
 ファイルサイズ:  72.57 KB
 閲覧数:  5795 回

カバーを外した231S2.jpg



CCD基盤裏.jpg
 説明:
本体から外した4枚目の基盤(最右側)とCCDカバー部
四隅のビスを外すとCCDを保護している黒いカバーが外れます.さらに中央の2本のビスを外すと、円盤型のCCDカバーを外す事が出来ます.
 ファイルサイズ:  82.79 KB
 閲覧数:  5795 回

CCD基盤裏.jpg



LPF_CCD.jpg
 説明:
CCDカバーを外した基盤
黒い円盤状のCCDカバーを注意深く外すと、CCD本体とその上に乗っている「ローバスフィルター」が現れます.
ローバスフィルターはCCD上に乗っているだけなので、ドライバーでちょっと押すと簡単に外れます.
 ファイルサイズ:  85.68 KB
 閲覧数:  5795 回

LPF_CCD.jpg



LPFなしのCCD.jpg
 説明:
ローパスフィルターを外したCCD基盤
 ファイルサイズ:  86.18 KB
 閲覧数:  5795 回

LPFなしのCCD.jpg



LPF.jpg
 説明:
取り外したローバスフィルター

取り外した後は元のように組み立てればOKです.
ピントを再度調整するのをお忘れなく...
 ファイルサイズ:  59.82 KB
 閲覧数:  5795 回

LPF.jpg



With_LowPassFilter.jpg
 説明:
改造前(ローパスフィルターあり)の画像(新宿の夜景です)
Wat-231S2(LPFあり)+ Yakumo25mm
 ファイルサイズ:  125.55 KB
 閲覧数:  5795 回

With_LowPassFilter.jpg



Without_LowPassFilter.jpg
 説明:
改造後(ローパスフィルターなし)の同じ場所の映像
同じ光源でも光の強さが大幅に増えている感じです.ランプ類は赤外線を盛大に出しているのですね.また航空障害灯の赤がほとんど白色になっているのが特徴的です.
Wat-231S2(LPFなし) + Yakumo25mm
 ファイルサイズ:  124.95 KB
 閲覧数:  5795 回

Without_LowPassFilter.jpg



M20120212_211439_天頂付近.jpg
 説明:
改造後の夜空の映像
天頂付近に向けていたら流星がキャプチャー出ました.
今晩は比較的透明度が良い夜空ですが、改造前と比べると映る星の数は圧倒的に多くなりました.
勿論、Wat-100Nなどの白黒機種には及びませんが、改造前と比べると全く別の機種か?と思える程.
驚きました.
 ファイルサイズ:  108.06 KB
 閲覧数:  5795 回

M20120212_211439_天頂付近.jpg


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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1342
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Mon Feb 20, 2012 10:19 pm    記事の件名: 2012.2.20 ローバスフィルター無しでスプライトをキャプチャー 引用付きで返信

2012. 2. 20 房総半島沖で弱い雷雲が発生.雷がポツリポツリと発生.スプライトが 21:14:55 に観測されました.
ローバスフィルターを外した Wat-231S2 でうまくキャプチャー出来ましたので掲載します.

以前同じカメラ(ローパスフィルター有り)で写したスプライトはかなり赤かったのですが、ローパスフィルターなしではスプライトには赤外線が多く含まれているため、スプライトの映像はかなり白っぽく「薄いピンク色?」に映っています.
またローバスフィルターを外す事により感度はかなり上がったようで、真ん中のスプライトの左右に小さなスプライトも写すことが出来ました(フレーム画像).
ITO



211455_C3_30.jpg
 説明:
2012. 2. 20 21:14:55 房総半島沖の太平洋上空でのスプライト(フレーム画像)
ローパスフィルターを除去したカラーCCDカメラ「Wat-231S2」+Yakumo25mmF0.95でキャプチャー.
レンズにはフィルター類は付けていません.
 ファイルサイズ:  134.76 KB
 閲覧数:  5643 回

211455_C3_30.jpg



M20120220_211455_Tokyo2_C1P.jpg
 説明:
同じスプライト(白黒映像)
Wat-100N + CBC12mmF0.80 でキャプチャー
 ファイルサイズ:  62.22 KB
 閲覧数:  5643 回

M20120220_211455_Tokyo2_C1P.jpg


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Lightningwizard



登録日: 2007.10.19
記事: 165

記事日時: Fri Feb 24, 2012 4:13 am    記事の件名: 引用付きで返信

Hi Koji, it's interesting to see your results.
It may show as red again if you put instead a filter blocking near-IR above 800 nm. This is the wavelength at which RGB color filters start to pass IR equally for R G and B which results in grey. High-pressure sodium lights have a very strong peak at 819 nm, eliminating it may increase contrast slightly. Sprites emit mostly in three wavelength groups around 650, 750 and 850 nm. I have been looking for a filter with a hard block between 760-800 nm but have not found it yet. I tried also a neodymium filter, which does make the sprite more red, but the sky a bit purple, and there is less contrast with the background.

greetings Oscar

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ITO



登録日: 2004.08.09
記事: 1342
所在地: 東京都杉並区浜田山

記事日時: Fri Feb 24, 2012 4:53 pm    記事の件名: Sprite capture without Low-pass filter, etc. 引用付きで返信

Dear Oscar san, many thanks for your comment.

I'm just writing this at the waiting area in Narita airport. Departure time of the flight is 18:50pm to JFK, NY and transit to Sao Paulo, Brazil. It's long, long way and looks like the worst nightmare . . .

To me, it's also very interesting result captured by color CCD camera without LPF (Low pass filter). That's 1st time capture and I really don't know what the color means. I'll try it with various filters, IR-Cut filter, visible ray cut filter, specific wavelength cut filter, etc. and upload here. I'd very appreciate your kind comments on it.

I'll come back to Japan on March 13 and hope Japan to warm up a bit then . . ..
thanks again
Koji Ito
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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 2962
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Tue Mar 13, 2012 8:59 pm    記事の件名: 感度上がってますね。 引用付きで返信

前田です。
カラーカメラのIRカットフィルタ除去した結果拝見しました。さすがに感度がすごく上がっている感じですね。
私は、以前キャノンのモノクロCCDでIRカットフィルタ除去をしたことがあります。
カラーの場合は、R、G、Bが、R+IR、G、Bの3色に分かれるんですかね。
月か惑星をグレーティングを通した画像を3色分解した映像などを見ると分かるのですが。
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