Astrofotografie: Welche Filter helfen wann?

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Gehört zu: Astrofotografie
Siehe auch: Digitalkamera, Lichtverschmutzung, Beobachtungsobjekte, Meine Geräte  , DLSR-Objektive, Astro Pixel Processor, AZ-GTi
Benutzt: Fotos von Google Drive,  Grafik von Github

Stand: 19.10.2022  (Filterschublade, Breitband- vs. Schmalband-Filter)

Filter für bessere Astrofotos bei Lichtverschmutzung

Als fotografierender Amateurastronom möchte ich bessere Astrofotos von meinem heimischen Beobachtungsort unter städtischer Lichtverschmutzung machen, um aus meiner Ausrüstung das Maximum heraus zu holen bei größtmöglicher Bequemlichkeit.

Bei dieser Zielvorstellung  kommen schnell viele liebe Experten, die einem diverse Filter empfehlen.

Ich interessiere mich zur Zeit ausschließlich für astronomische Filter zur Fotografie (nicht für visuelle Beobachtungen).

Zur Fotografie will ich meine Digitalkamera Canon EOS 600D einsetzen – also One Shot Colour = OSC (bzw. auch meine neue ZWO ASI294MC Pro).

Hersteller von astronomischen Filtern

Es gibt viele Firmen, die Filter für die Astrofotografie anbieten:

  • Astronomik (astro-shop, Gerd Neumann)  z.B. CLS Filter
  • Astrodon
  • Baader
  • Hutech z.B. IDAS LPS-V4 – Light Pollution Suppression Filter
  • Omegon z.B. Light Pollution Filter (Nebula or Galaxy)  Improved 95%T NPB DGM Skyglow 48mm 2″.
  • Castell
  • Televue
  • Teleskop Service
  • Lumicon
  • Skywatcher z.B. Light Pollution
  • u.v.a.m.

Generell: Was können Filter bringen?

  • Filter filtern das Licht, was wir vom Himmel bekommen; also kommt durch den Filter WENIGER Licht als ohne.
  • Wir müssen also mit Filter (immer) länger belichten als ohne  (es sei denn das Beobachtungsobjekt strahlt ausschließlich im Durchlassbereich des Filters)
  • Filter machen kein Objekt heller, im Gegenteil: alle Objekte werden dunkler.
  • Günstigensfalls kann ein Fiiter den Kontrast bestimmter Objekttypen verstärken (sog. “Nebelfilter” z.B. für Emmissionsnebel).
  • Möglicherweise kann ein Filter Störlicht unterdrücken. In der Stadt ist das Störlicht leider aus vielen unterschiedlichen Bestandteilen zusammengesetzt. Davon können in der Regel nur einige wenige herausgefiltert werden (z.B. Natriumdampflampen).

Luminanzfilter

Wenn man mit einer monochromen (schwarz-weiss) Kamera fotografiert (was die Super-Spezis sehr empfehlen), braucht man ja Filter für Rot, Grün und Blau (Genannt: RGB). Soweit klaro. Dann kommen aber noch sog. “Luminanzfilter” dazu – was soll das denn?

So ein Luminazfilter lässt alle Farben durch, aber nicht UV und nicht IR; d.h. Fotos mit dem Luminanzfilter bingen dem RGB-Fotografen zusäzliches Signal evtl. sinnvoll für feinere Details (Schärfe, Kontrast und Rauscharmut werden auch genannt). Wenn man dann die monochromen Aufnahmen zu einem Farbbild zusammensetzt, spricht man von einem L-RGB-Bild.

Wenn man nun aber eine Farbkamera verwendet (wie z.B. meine ZWO ASI294MC Pro), braucht man dann eigentlich auch noch so einen Luminanzfilter?
Die ASI294MC Pro hat nur ein AR-Schutzglas, aber keinen eingebauten IR-Cut-Filter. Ich brauche also einen zusätzlichen IR-Cut-Filter. Da gibt es viele Angebote:

Zum bequemen Wechseln von Filtern wäre eine Filterschublade und dazu passende Filterhalter praktisch.
Beispielsweise diese hier: https://www.teleskop-express.de/shop/product_info.php/info/p11885_ZWO-Filterschublade-fuer–2–Filter—M48-und-T2-Anschluss—Laenge-21-mm.html
Wie immer, muss man auch hier auf die optische Länge achten, um den Backfokus hinzubekommen. Beim Preis sollte man die Filterhalter nicht vergessen.

Bei Teleskop-Service gekauft:

  • Artikel: ZWO-FD-M42
  • Anschluss Teleskopseite: M48x0,75 Innengewinde (kann auf T2 reduziert werden)
  • Anschluss Kameraseite: T2 Außengewinde (kann auf M48 erweitert werden)

So kann ich meinen Tri-Narrowband-Filter ganz einfach einsetzen z.B. zum Fotografieren von Banard’s Loop.

Meine astronomischen Filter

Am 08.06.2019 habe ich einen 2 Zoll Filter Omega Optical NBP DGM Skyglow gekauft  (s.u.)  (NBP=Narrowbandpass für Nebel aus dem lichtverschmutzten Hamburg)

Am 22.12.2018 habe ich einen 2 Zoll Graufilter ND 0,9 bei Teleskop Serrvice gekauft. Zweck: Mondbeobachtung mit dem Großen Hein (53 cm Dobson) in Handeloh.

Am 02.12.2016 habe ich mir einen Filter “HOYA 77mm Enhancing (Intensifier)” zugelegt, weil der auf dem NPT in Bremervörde als kostengünstiger “Trick” empfohlen wurde…

Am 28.09.2016 habe ich einen Skywatcher Stadtlicht (Light Pollution) Filter 2 Zoll besorgt, um mal damit etwas herumzuprobieren…

Samir Kharusi: Lichtverschmutzung und Filter

Sehr bekannt ist die Web-Seite von Samir Kharusi:   http://www.samirkharusi.net/filters.html

Samir erläutert, wie man die Lichtverschmutzung ganz einfach mit einer DSLR messen kann und empfiehlt im Anschluss verschiedene Filter in Abhängigkeit von der Wert der Lichtverschmutzung.

Tabelle 1: Lichtverschmutzung und Filter

VLmag SQM Filter
> 5,5 > 20,0 nur UV/IR Blocker
4,5 – 5,5 18,6 – 20,0 IDAS LPS-P2
4,0 – 4,5 18,0 – 18,6 IDAS LPS V3 & UV/IR Blocker
3,5 – 4,0 17,5 – 18,0 Astronomik UHC & UV/IR Blocker
< 3,5 < 17,5 Narrowband

Breitbandfilter und Schmalbandfilter

Es gibt Breitbandfilter, die große Wellenlängenbereiche durchlassen und andere Wellenlängenbereiche absorbieren bzw. stark dämpfen. Andererseits gibt es Schmalbandfilter, die eng begrenzte Bänder bestimmter Spektrallinien durchlassen und alles andere absorbieren.

Generell zu beachten ist, dass sich bei der Benutzung von Filtern die Belichtungszeiten verlängern, und zwar bei Breitbandfiltern moderat (etwa 2x) aber bei Schmalbandfilter erheblich (z.B. 8-10x)

Abbildung 1: Breitband- und Schmalband-Filter (GitHub: ColoursForAstronomy.svg)

Schmalband-Filter

Breitbandfilter

Im Grundsatz werden Breitbandfilter eingesetzt, um Lichtverschmutzung (z.B. in städtischen Lagen) zu mindern. Sie sollen das “Störlicht” mindern, aber sonst das Licht aller astronomischen Objekte (Sterne, Galaxien, Sternhaufen, Emissionsnebel, Refletionsnebel) durchlassen. Solche Breitbandfilter werden auch “Stadtlichtfilter” oder “Light Pollution Supression (LPS)” oder “Clear Sky Filter / City Light Supression (CLS)” genannt.

Bei so einem Breitbandfilter muss man also wissen, welche wenigen Wellenlängen das “Störlicht” hat. Bei Natriumdampflampen funktioniert das, bei LED-Beleuchtung funktioniert das nicht wirklich.

Schmalbandfilter “Narrow Band”

Schmalbandfilter haben die umgekehrte Logik; sie lassen nur das Licht bestimmter Objekttypen durch. Alles andere wird unterdrückt. Damit  erreicht man eine Kontrastverstärkung .  Das funktioniert bei Beobachtungsobjekten, die vorrangig in bestimmten Spektrallinien leuchten (z.B. OIII, H-beta, H-alpha,…) – also beispielsweise bei Emissionsnebeln aber NICHT bei Sternen, Sternhaufen und Galaxien.

Bei so einem Schmalbandfilter muss man also wissen, welche wenigen Wellenlängen die aufs Korn genommenen Beobachtungsobjekte ausstrahlen. Das funktioniert z.B. gut bei Emissionsnebeln.

Eine klassiche Meinung ist, dass man Schmalbandfilter nicht mit Farbkameras (OSC) verwenden soll. Seit der Erfindung der Tri Narrowband Filter (s.u.) ändert sich diese Meinung aber.

Beispiel eines Breitbandfilters

Hier ist die Transmissionskurve meines Light Pollution Supression (LPS) Filters…

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Beispiel eines Schmalbandfilters

Hier ist die Transmissionkurve meines Narrowband-Filters, der H alfa, H beta und O III durchlässt und sonst nichts:

Abbildung 2: Transmissionskurve Omega Skyglow Improved (Google Drive: Filter_Omega_Narrowband-1.jpg)


Omega Narrow Band Filter

Abbildung 3: Spektrum eines Emmissionsnebels (wolfcreek.space m42.chart_.jpg)

m42.chart_.jpg

Credit: Wokfcreek Space

Mögliche Schmalbandfilter für meine DSLR Canon EOS 600D

Die traditionellen Astro-Spezialisten schwören auf monochrome Astro-Kameras, wo dann Filtterräder zum Einsatz kommen. Das ist eine erheblicher technischer und zeitlicher Aufwand. Für Farbkameras (sog. One Shot Colour, wie meine Digitalkamera  DSLR) wollen die Astro-Experten auf keinen Fall Schmalbandfilter einsetzen, wegen der Bayer-Matrix.

Andererseits gibt es in den einschlägigen Astro-Foren und auch bei Youtube neuerdings zunehmend Berichte über erfolgreichen Einsatz von Schmalbandfiltern bei Farbkameras. Zum Fotografieren aus lichtverschmutzten Gegenden “aus dem Backyard” werden neuerdings Multi-Schmalbandfilter empfohlen:

  • OPT TRIAD Filter    Link        USD 775,–
  • OPT TRIAD Ultra Quad-Band Schmalband Filter   Link
  • Omega Optical 95-T-NPB-DGM Skyglow    (NPB = Narrow Pass Band)  Link      USD 150,–
  • STC Astro Duo-Narrow Band  Link      EUR 369,–
  • IDAS Nebula Booster NB1 for OSC Cameras   Link      USD 239,–
  • Baader Moon and Skyglow Neodyn (???????)

Geeignet sind solche Multi-Band-Filter für Emissionsnebel, die ja genau in diesen Bändern leuchten. Da restliche Licht wird abgeblockt. Für Objekte, die ein kontinuierliches Spektrum ahben, wie Sterne und Galaxien eignen sich solche Filter aber nicht.

Youtube Astrobackyard: Using Narrowband Filters with a Color Camera (Results)

Tri-Narrowband: Der Omega Optical NPB DGM Skyglow Filter

Den Text habe ich in einen separaten Post ausgelagert.

Schmalbandfilter – Nebelfilter

  • UHC , UHC-S   (ist das Narrow Band oder nicht ???)
  • OIII
  • H-alfa, H-beta

Breitbandbandfilter – Stadtlicht-Filter – Light Pollution Filter

Breitbandfilter arbeiten genau andersherum: sie filtern Linien aus, wo sie glauben, dass das typische Störlicht liegt und lassen alles andere durch.

Das Störlicht in der Stadt kann sich aus verschiedenen Teilen zusammensetzen. Ein häufiger Bestandteil ist die Straßenbeleuchtung mit Natriumdampf-Lampen. Diese strahlen in einem engen Band bei 589,00 nm und 589,59 nm  (Natrium D-Linie), wie diese Grafik aus der Wikipedia   zeigt:

Abbildung 4: Natrium Dampflampe (Google Drive: Sox.jpg)


Low Pressure Sodium – Natriumdampf-Lampe (Niederdruck)

  • Astronomik CLS
  • Omegon Light Pollution Filter
  • Skywatcher Light Pollution Filter

Graufilter

“Sonnenfilter” – “Mondfilter”

Empfohlene Filter aus der Community

Als Light Pollution Filter wird gerne empfohlen der SkyTech CLS CCD.

Filter für meine Sony-NEX-5R mit Takumar 135mm Objektiv

Die Astro-Experten haben eine Canon-Kamera und können dort sog. Clip-Filter einsetzen. Bei meiner Sony-NEX-5R geht das leider nicht und ich muss den Filter vor das Objektiv schrauben.

Meine Recherche ergab, dass mein Lieblingsobjektiv “Takumar 135mm” vorne ein M49 Innengewinde für Filter hat.

Ich will das verifizieren indem ich einen ganz einfachen Skylight-Filter mit M49*0,75 Aussengewinde bei Ebay gekauft habe: SKYLIGHTFILTER R1.5 Filter SKYLIGHT 49mm M49 (G17 http://www.ebay.de/itm/380333668078

Abbildung 5: Skylight-Filter mit M49-Gewinde (Google Drive: SkylightFilterM49.jpg)


Ebay Classic Camera Shop: Skylight Filter M49*0,75 R 1,5 (G17)

Ergebnis: der Skylightfilter M49*0,75 passt sauber auf meine Objektive Takumar 135mm, Takumar 35mm und Olympus G.ZUIKO 50mm.

Nun will ich aber astronomische Filter mit meine Takumar-Objektiv benutzen. Diese gibt es in den Größen 1,25 Zoll und 2,0 Zoll, denn sie sollen eigentlich in den Okularauszug eines Teleskops geschraubt werden.

Astronomische 2 Zoll Filter haben ein Aussengewinde nach der Norm E48; d.h. 47,8mm Durchmesser mit 0,75 mm Steigung.

Ich brauche also noch einen “Step-down-Ring” 47,8mm innen /49mm aussen z.B. von Amazon https://www.amazon.de/dp/B0013UTYFI/ref=pe_386171_38075861_TE_item

Abbildung 6: Step-Down-Ring M49 -> 48 (Google Drive: Filter_0965.JPG)


Light Pollution Filter – Step Down 49/48

Diesen habe ich für wenig Geld bestellt und werde testen, ob er mit seinem M49 Gewinde tatsächlich auf mein Takumar-Objektiv passt.

Der Step-Down-Ring ist bei mir angekommen und lässt sich tatsächlich bestens vorn auf mein Takumar-Objektiv schrauben. M49 Innengewinde am Objektiv und M49 Aussengewinde am Step-Down-Ring passen bestens.

Nun bestelle ich als Test einen billigen Skywatcher-Light-Pollution Filter und möchte ausprobieren, ob dieser vorne auf den M48 Step-Down-Ring passt. Das was so lapidar “M48” genannt wird muss also genauer ein Aussengewinde nach der Norm E48 sein; d.h. 47,8mm Durchmesser mit 0,75 mm Steigung.

Als ersten preisgünstigen Filter habe ich ins Auge gefasst: Skywatcher Light Pollution Filter für 2 Zoll astronomische Okulare: https://www.amazon.de/Skywatcher-Stadtlicht-Light-Pollution-schwarz/dp/B00AWDAWTY

Der 2-Zoll Skywatcher Light Pollution Filter kann auch nach kurzer Zeit bei mir an und  – oh Wunder – er passt mit seinem E48-Aussengewinde optimal vorne auf den Step-Down-Ring mit dem M48-Innengewinde.

Abbildung 7: Light Pollution Filter M49 auf Takumar 135 mm (Google Drive: Filter_0963.jpg)


Light Pollution Filter M48/M49

Nun können endlich Probefotos geschossen werden – aber der Wettergott meint es zur Zeit nicht so gut mit uns hier in Hamburg.

Update 15. Nov. 2018

Den 2-Zoll Skywatcher “Light Pollution Filter” kann ich auch ganz einfach mit meinem neuen Astro-Equipment (2018) verwenden. Der Filter kann in die 2-Zoll-Verlängerungshülse am Flattener/Redurcer meines Orion ED 80/600 geschraubt werden. Das probiere ich heute abend mal aus….

Update 4. Juli 2019

Nun habe ich mir einen richtig guten Filter gegönnt: Omega Light Pollution Nebula or Galaxy Improved 95%T NPB DGM Skyglow 48mm 2″.

Update Dez. 2021

Ich habe mir nun eine Filterschublade gegönnt.