星撮り日記

ZWO ASI385MC購入&ファーストライト

2019/11/22
機材 7
天体写真 GS-200RC ZWO ASI385MC
こんにちは。nabeです。

先日の記事で「ASI178MCの600万画素、14bit A/Dコンバーターはほとんど意味がない」ということを書きました。すこし補足説明です。

望遠鏡を通して焦点に入る光は必ず回折し、エアリーディスクと呼ばれる広がりを持ちます。そして、口径比(F値)が大きければ大きいほどその直径は大きくなります。簡単に言えば、ボケるのです。そのボケがセンサーのピクセルピッチよりはるかに大きいと、どれだけ画素数が細かく増えようともあまり意味がありません(オーバーサンプリング)

実際は多少なりとも意味はありますが、理想的なシーイングでの星像の話なので、実際の星は大気の影響で更にボケますし、ピクセルサイズの微細化によってどうしても低下する感度の方が大きな問題になります。

このあたりの説明はSamさんが大変詳しく説明されていますので、一度読んでみると面白いかと思います。
http://hoshizolove.blog.jp/archives/38286367.html

そして、16,384階調の14bitA/Dコンバーターについても、確かにASI178のフルウェルキャパシティは最大15,000e-のため、一見意味のあるように見えますが、それが役に立つのはゲインがゼロの時だけです。天体撮影で使うようなゲイン200や300に設定するとフルウェルキャパシティは一気に1,000e-ほどまで低下します。1光子1段の階調としても4096階調の12bitA/Dコンバーターがあれば十分です。

そのうえで「ASI385MCは200万画素だけど、感度が高くて読み出しノイズが低い」ということも述べ、

今から買うならASI385MCですね~

という話をしたと思います・・・・・・。


・・・・・・。

Re_IMG_2209.jpg
買っちゃった♡

いやあ、先日撮影したNGC2359で、淡い対象を撮影するのにASI178MCの限界を感じてしまったのです。ついでに、日本で買うよりもZWOから直接個人輸入したほうが数千円安いことに気づいてしまいました。送料も無料でしたし。

ちなみに、今ならブラックフライデーセールで更に安く購入できます。(ちくしょう)





ZWOから直接購入したのにはもう一つ理由があって、日本で購入することができないUV-IRカットカバーガラスを購入したかったのです。というか、これだけ購入するつもりでした。

ZWOのカメラは基本的にクリアガラスの保護フィルターが入っていて、全波長の光を透過します。素人考えでは光はカットしないほうがより多くの光を捉えられて良いんじゃないかと、購入した当初はそう思っていたのですが、そうでもないらしいのです。

可視光

青く塗った可視光域ではRGBのそれぞれの波長がベイヤー配列のカラーフィルターできれいに分けられているのですが、それより長い波長に注目してみると、近赤外線域では感度がバラバラ、850nm以遠はほぼ同じ感度となり、この波長までをカットするフィルターを使うとカラーカメラをモノクロカメラとして使うことができます。

何が問題かと言うと、GとBにも近赤外線が感光してしまうのでカラーバランスが合わないんですよね・・・。

よく考えればすぐ分かることです。そのためフィルターレス改造をした天体改造カメラでは、HEUIBなど任意のフィルターを使うことでUV-IRをカットしています。自分の天体改造カメラはハヤタ・カメララボさんのHKIRで、既にUV-IRカット仕様だったため、何もフィルターを入れないのが当たり前になっていました。

案外、ZWOのCMOSカラーカメラを使っていて、ノーフィルターで撮影している方は多いのではないでしょうか。近赤外線をモノクロで撮影したいならともかく、少なくとも通常のワンショットカラー撮影ではUV-IRカットフィルターを入れるべきだと思います。



Re_IMG_2230.jpg

ということで購入したUV-IRカットフィルターがこちら。一緒に購入したらカメラの箱の中に入れてくれていました。

Re_IMG_2232.jpg

蓋をはずして、センサーを傷つけないよう細心の注意を払ってクリアフィルターを取ります。

Re_IMG_2233.jpg

換装後がこちら。

Re_IMG_2236.jpg

右が標準のクリアフィルター。当たり前ですがクリアです。左がUV-IRカットフィルター、僅かに青みがかった色をしています。上下方向がよく分からなかったので適当につけちゃいましたが、向きはあるんでしょうかね…?反射面を見比べてもコーティングの差異は感じませんでした。

モノクロセンサーならともかく、カラーセンサーのフィルターはUV-IRカット仕様を標準にして欲しいな~と思ったり思わなかったり。



で、早速昨日妙義山へテストに出かけました。車で2時間ほどで行けて、空もかなり暗いのでお気に入りの場所になりつつあります。11月は忙しいと言った舌の根も乾かぬうちにちゃっかり遠征です。ちゃんと5時起きでお仕事を終わらせてきたので許してください。

Re_DSC_0101.jpg

夜半すぎから月が出てきたので機材ポートレート。映えますね!

筒はGS-200RCです。

Re_IMG_2248.jpg

ピントを合わせたり、オフセットを探ったり、ゲインを変えてみたりと、色々パラメーターを弄ってカメラの癖を掴みます。どうもオフセットに少し癖がありそうな感じです。

ASI178MCと比較して画素数が約1/4になりましたが、そもそもパソコンの解像度が1920×1080(約200万画素)なので、当たり前ですが問題はありません。

ただ、アスペクト比が16:9のセンサーのため、これまで以上に対象の向きを意識する必要があります。

Re_IMG_2249.jpg
到着が日没直後だったので、まだギリギリ狙えるM27亜鈴状星雲を狙ってみました。この対象は前回同じGS-200RCにASI178MCを装着して撮影したので比較するのに丁度いい対象だと思ったのです。

その時は1枚5秒では亜鈴状星雲のオモリの部分が出てこなかったので、20秒に露出を増やしての撮影だったのですが、ASI385は178比で約3~4倍の低照度感度があるということだったので、安直に5秒の露出で始めてみました。

結構イケてますね!スペック通り低照度感度はASI385MCの方が高いです

コメント 2019-11-22 183816

GS-200RC(0.75xRD)F6
左:ASI385MC ゲイン350 5秒
右:ASI178MC ゲイン270 20秒

撮影画像のうち1枚をSI8でベイヤー変換、レベル補正だけかけてあります。

ゲインが違うので厳密な比較ではないのですが、露出時間は1/4で20秒の画像に迫るものがあります。ASI385MCの方がゲインが高いのに画像はなめらかな気がします。

コメント 2019-11-22 184841
2台の比較なのですが、ASI385MCはZWOのCMOSカメラのなかでもずば抜けて読み出しノイズが小さいことが特徴です。ゲイン350ではおよそ0.7e-、ASI178MCの1.4e-の約半分です。(それぞれグラフのスケールが違うことは留意してください)

ゲインを350まで上げても、ASI178MCのゲイン270の時と同じだけの約9ストップのダイナミックレンジを確保できるのも素晴らしいです。

3倍の低照度感度で2倍の低読み出しノイズ。まさに短時間多枚数撮影のために生まれてきたようなカメラです。



そのまま5秒露光で500フレームを撮影、ガイドエラーの少ない400コマをコンポジットして処理したものがこちら。ででん!

M27-385-AWA-pstif_ge-rs.jpg
露出:5秒×400 ゲイン:350 オフセット:140 ダーク50枚 フラットなし ガイドなし
DSSでスタック Photoshopで調整 RegiStax6でウェーブレット処理

おおー。よく写りますね!

心配していた200万画素という低画素数ですが、全く問題ないように感じます。ちゃんとダンベルの外側まで写っています。F6の光学系でたった5秒の露光を積み重ねただけの画像ですが、読み出しノイズの低さが確実に効いてきます。

UV-IRカットフィルターのおかげでカラーバランスもきれいに整いました。

参考に、前回同じ妙義山で同じ筒とASI178MCを使って撮影したものがこちら。1枚20秒の露光でおよそ140枚をコンポジットしています。処理の設定やフローはほぼ同じです。
M27-gs200-ps_ge.jpg

こうやってみると、画素数ってなんだっけと考えさせられます。5秒露光のASI385MCのほうがラッキーイメージング効果が効いてシャープに見えるほどです。

やはりCMOSカメラは画素数よりも感度だ!

ASI385MC
コメント 2019-11-22 170712
だいぶ高度が落ちてしまったので大気差による色ズレが顕著です。

ASI178MC
コメント 2019-11-22 170731

ほぼ同じ画角で両者を切り出してみました。総露光時間はASI178MCが約47分、ASI385MCが約33分ですが、露出時間が短いにもかかわらずノイズ感で言えばASI385MCの圧勝です。解像感もASI385MCに軍配が上がります。こればかりはシーイングやUV-IRカットフィルター効果かもしれませんが、全体的にスッキリしています。


比較

実線がASI178MC、半透明の線がASI385MCの感度グラフです。両者を重ねてみました。BとGの感度が低い代わりに、Rの感度、とりわけ656nm付近のHαに対してASI178MCよりもかなり高い感度を持っているようです。逆に、OⅢやHβの感度は少し低いようです。

ただこのグラフ、QE(量子変換効率)に対して相対的な感度を表しているのだとおもいますが、だとしたらなぜASI178MCのグラフのピークは100%に無いのでしょうか?

線形だけ見ると違いがあるのはやはりHα輝線の付近のみなので、もしかするとASI385MCは特別Hαの感度が高いということなのかもしれません。上の撮影画像を見ても、青の感度が低いというような印象はありませんでした

ちなみに、QEはどちらも非公開ですが、80%以上であるということです。



かな~り長い記事になってしまいましたがまとめです。

まず、カラーセンサーのCMOSカメラで、ノーフィルターのワンショットカラー撮影をするのであれば、UV-IRカットフィルターは絶対につけたほうがいいです。ZWOのカメラは一部を除いてデフォルトでクリアフィルターです。確実にカラーバランスがおかしくなります。

ASI385MCは確かに高感度でした。それと、ラッキーイメージングの「短時間多枚数露光」というアプローチの撮影において、読み出しノイズが低いということはかなりのアドバンテージを持っているということがわかりました。積み重ねると確実に、体感できるレベルで効いてきます。

200万画素という低画素機ではありますが、1000枚や2000枚、ときには10000枚以上の撮影をするラッキーイメージングにおいては撮影用PCのストレージを圧迫しないというメリットがあります。コンポジットも早いです。

最初に述べたことや、実際の撮影画像を比較してみても、高画素機が必ずしも解像度を向上させるわけではないという事はよく理解できました。

ASI385MC、凄いカメラです。
コメント 2019-11-22 173233

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Comments 7

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YOCCHAN

ファーストライトおめでとうございます♪

nabeさん、こんばんは。

いい選択をされ大成功だったことお祝いします。
私はASI290MCを持ってまして、ASIAIRを用いてガイド用か系外銀河や惑星状星雲の撮影で使おうと思ってます。
撮影対象に合致した持っている機材のF値と画素ピッチ、感度が重要であることが今夏の比較を見てよ~く理解できました。
こういう記事は貴重ですね、計算してわかっていても脳裏に高画素数があって目がくらんでしまいそうだった自分に気が付けました。

2019/11/23 (Sat) 17:51
nabe

nabe

Re: ファーストライトおめでとうございます♪

YOCCHANさん、こんばんは。コメントありがとうございます。

ASI290もいいですよね。自分も最後まで悩みましたが、1600mmに1/3inchセンサーは流石に小さすぎてメジャーな銀河でもはみ出てしまうほどの画角になるため、少し広めのASI385にしました。290を使って小さな惑星状星雲をたくさん撮影されている方も居るので、ぜひチャレンジしてみてください。

画素数に関しては、普段扱っているカメラが2000万とか3000万画素のため、200万画素はどうしても少ないように感じてしまいますが、FullHDは約200万画素、あの高解像度な4Kでも800万画素と考えると、そんなに必要なのかな?と思う時もあります。

実はこれを購入したすぐ後に900万画素のASI533が発表され、若干そちらにしておけばよかったと思いましたが、実際に使うと200万画素で十分だということが改めて分かったので、しばらくはASI385MCで遊ぼうと思います。

2019/11/23 (Sat) 22:22

tom

Twitterからこちらに来ました。

こんにちは、TwitterでUV-IRカットフィルターの事を書かれていたので、
詳しく知りたく、ここに来ました。
ASI294MC proを最近購入して使っています。この記事はタイムリーな記事なので
大変、勉強になりました。
UV-IRカットフィルターを付ける場合は、市販の48mmの物でも大丈夫なのでしょうか?(付けれるかどうかわかりませんが)
それと、付ける場合は現在付いているクリアフィルターは外すのでしょうか?
nabeさんが購入された専用のUV-IRカットフィルターのが良いと思いますが、カメラの分解に少し恐怖を・・
それでは、これからもブログ拝見させて頂きます。

2019/11/25 (Mon) 07:30
nabe

nabe

Re: Twitterからこちらに来ました。

tomさん、おはようございます。コメントありがとうございます。

センサー直前につけるよりも、センサーから離した位置につける方が一般的にゴースト耐性が上がると思われます。市販の48mmのUV-IRカットフィルターでも全然アリだと思います。といいますか、ASI294MCのような大型センサー用の純正UV-IRカットカバーガラスは無かったと思います。

自分のASI385の場合、ただ単純にいちいちフィルターをつけるのが面倒だったのと、純正でオプションがあったので(笑)

IDASのHEUIB-Ⅱなんかは、UV-IRカット効果に加えてHα付近以外の赤のバンドを狭めることで、相対的にHαを強調することができるフィルターなので、更に良いかもしれません。

その際にクリアフィルターを外すか否かについては、冷却タイプのカメラですので外さないほうがよろしいかと思います。保護フィルターの役割もありますので。補正レンズ後に付ける場合、光路長がフィルター分伸びることを忘れずに。

よきCMOSカメラライフを!

2019/11/25 (Mon) 08:12

tom

Twitterからこちらに来ました。

nabeさん早々に返信くださり有難うございます。
事、こまかく教えて頂いて助かります。

私のスキルがまだ、そこまで達していないので勿体ないしだいです。
単純に市販のUV-IRカットフィルターを付ければいいくらいの考えでした。
それに、(光路長がフィルター分伸びること)などまったく頭になく、また一つ勉強になりました。

ASI294MC proを購入した後で、(えらい物に手を出した)と思いながらも
皆さんのブログなどを見ながら、何とか撮影できるまでになったところです。

これからも、Twitter・ブログで勉強させてもらいますね。tom

2019/11/25 (Mon) 17:04

N.K

ASI385MC等について

初めまして。
最近、天体観望を始めたばかりの初心者です。
今は天体望遠鏡を通しての眼視しか行っていないのですが、電視観望を行いたいと思っています。
電視観望について調べ始めてみると、天文に関する知識だけでなく、画角などのカメラに関する撮影知識、感度や諧調などのセンサーも含む天体カメラ、ネットワークに関することなどにも造詣が深くなければならず、「なんて奥が深くて、お金のかかる(笑)世界なんだ」と驚いています。
nabeさんのサイトは非常に参考になることが多く、興味深く拝見しています。
誠にありがとうございます。

鏡筒・経緯台は購入したのですが、カメラはまだ持っていませんでしたのでASI385MCを買おうと思っています。
本記事にある「日本で購入することができないUV-IRカットカバーガラス」についてですが、これは https://astronomy-imaging-camera.com/product/zwo-protective-window-asi-cameras にある「UV IR-CUT Protective Window」ことでしょうか。
また、これは https://astronomy-imaging-camera.com/product/1-25-uv-ir-cut-filter の「UV IR CUT filter – 1.25"」とは、その外側に付いている取り付けのためのリングを取り除いただけで、同一のものなのでしょうか。

UV-IRカットカバーガラスを購入しようとするならば、ASI385MCなので「ZWO D21 UV IR-CUT protect window」を購入しなければならないでしょうか。

私はナローバンドとして https://www.syumitto.jp/SHOP/SY0091B.html のQBPフィルターも買おうと思っています。
ナローバンドフィルターと、カメラの内部にしても上記のUV/IRカットカバーガラスを同時に装着しても、ゴーストなどは発生しないのでしょうか。
また鏡筒とカメラまでの間に、光路長の問題は大丈夫だとするならば例えば「鏡筒・ナローバンドフィルター・T2リング・UV/IRカットフィルター・カメラ」におけるT2リングなど、同時に2つのフィルターが装着できるようになる方法はあるのでしょうか、あるいは物理的に2つのフィルターが同時に装着できてもゴーストなどが発生する確率は高くなるのでしょうか。

質問が多くて申し訳ありませんが、お教えいただけませんでしょうか。

2023/02/26 (Sun) 02:02
nabe

nabe

Re: ASI385MC等について

N.Kさん、こんばんは。お返事遅くなって申し訳ありません。
おそらくもうすでに解決済みだとは思いますが、返信させていただきます。


>本記事にある「日本で購入することができないUV-IRカットカバーガラス」についてですが、これは https://astronomy-imaging-camera.com/product/zwo-protective-window-asi-cameras にある「UV IR-CUT Protective Window」ことでしょうか。
・はい、そうです。ZWOのカメラは一部を除いてクリアガラスになっているので、基本はUV/IRカットフィルター使用が前提です。このUV/IRカットカバーガラスに変えることで、最初からUV/IRカットの効果を得ることができます。


>また、これは https://astronomy-imaging-camera.com/product/1-25-uv-ir-cut-filter の「UV IR CUT filter – 1.25"」とは、その外側に付いている取り付けのためのリングを取り除いただけで、同一のものなのでしょうか。
・おそらくコーティング自体は同じですが、ガラスの直径が違うと思います。


>UV-IRカットカバーガラスを購入しようとするならば、ASI385MCなので「ZWO D21 UV IR-CUT protect window」を購入しなければならないでしょうか。
・ASI385なのでD21が該当しますね。



>私はナローバンドとして https://www.syumitto.jp/SHOP/SY0091B.html のQBPフィルターも買おうと思っています。
>ナローバンドフィルターと、カメラの内部にしても上記のUV/IRカットカバーガラスを同時に装着しても、ゴーストなどは発生しないのでしょうか。
>また鏡筒とカメラまでの間に、光路長の問題は大丈夫だとするならば例えば「鏡筒・ナローバンドフィルター・T2リング・UV/IRカットフィルター・カメラ」におけるT2リングなど、同時に2つのフィルターが装着できるようになる方法はあるのでしょうか、あるいは物理的に2つのフィルターが同時に装着できてもゴーストなどが発生する確率は高くなるのでしょうか。
・QBPフィルターの新しいやつは赤外線までカットする仕様に変わっているので、そもそもUV/IRカットフィルターをつける必要性は薄いです。
光路の中になにか反射するものが増えれば、どれだけ高級なフィルターであってもゴーストの可能性は高くなります。必要最小限がいいかと思います。


それでは、楽しい電視観望ライフを!

2023/07/29 (Sat) 23:32
機材