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Kameraumbau für digitale Infrarotfotografie

Der Mythos IR-Fotografie und Digitalfotografie:

Wer sich mit dem Thema "Infrarotfotografie und Digital" befaßt, stößt auf widersprüchliche Aussagen: Da kann man lesen, daß Digitalkameras grundsätzlich infrarottauglich seien, weil der Sensor bis weit in den Infrarotbereich hinein empfindlich ist; wo anders liest man aber wieder, mit Kamera X würde es leider gar nicht gehen und mit Kamera Y seien die Belichtungszeiten für Infrarot extrem lang.

Hier erfahren Sie, was wirklich dahinter steckt und ob ein Kameraumbau speziell für Infrarotfotos mehr ist als nur teurer Luxus!

Ist meine Kamera für IR-Fotos geeignet?

Geht es oder geht es nicht?

Infrarotes Licht ist langwelliger als das sichtbare. Dieses für den Kamerasensor, aber nicht für uns Menschen sichtbare Licht würde sich für natürlich wirkende Farbdarstellung störend auswirken. Deshalb ist in Digitalkameras vor dem Sensor ein Sperrfilter eingebaut, der Licht oberhalb von ungefähr 750 nm*) zurückhält. Die Kameras könnten also grundsätzlich für Infrarot-Aufnahmen verwendet werden, wenn es nicht der Sperrfilter verhindern würde. Wie tauglich Ihre eigene Kamera für IR-Fotos ohne Umbau ist, hängt in erster Linie davon ab, wie dicht der vom Hersteller verbaute Sperrfilter ist.

*)   1 Nanometer = 1 / 1.000.000 mm

Im Kasten rechts ist das Problem beschrieben: Für Infrarotfotografie mit einer normalen Digitalkamera muß ein Hindernis überwunden werden. Ideal wäre natürlich, wenn man bei Bedarf einfach den Sperrfilter aus dem Strahlengang entfernen könnte. Tatsächlich gab es auch schon Kameras, die das konnten (einige Kompaktkameras von Sony, die über den sogenannten Night-Shot-Modus verfügen). Allerdings war das nicht für Infrarotfotos gedacht, so daß man nur begrenzt damit glücklich wird - aber immerhin.

Tricksereien

Der Sperrfilter vor dem Sensor dient ja nur dem Zweck, Störungen durch das nicht sichtbare Licht zu vermeiden. Zu diesem Zweck muß der Filter nicht zu 100% sperren, sondern es genügt auch etwas weniger. Und siehe da: tatsächlich läßt der Sperrfilter vieler Digitalen noch ein klein wenig Infrarotlicht durch. Wenn man diesen Rest nun "herausfischen" würde, könnte man damit nicht vielleicht...???

Rennen fahren mit angezogener Bremse...

Im Prinzip geht es tatsächlich. Dazu muß dieser kleine verbliebene Rest aber vom normalen, sichtbaren Licht getrennt werden - und richtig: das erledigt ein zusätzlicher Filter vor dem Objektiv! Dieser Filter sollte aber besser sein als der interne Sperrfilter. Er sollte fast 100% des sichtbaren Lichts abfangen. Praktisch läuft das darauf hinaus, daß man ein Körnchen dessen, was im Überfluß vorhanden gewesen wäre, mühsam einsammelt, um ein mickeriges Pflänzchen so zu hätscheln und pflegen, daß am Ende doch noch was Ansehnliches draus wird.

Es wird wohl kaum jemand behaupten, es sei ein sinnvolles Vorgehen, mit dem Overkill moderner Digitaltechnik auf diese Weise zu fotografieren! Und auch wenn es grundsätzlich schon möglich ist, so handelt man sich unnötiges Rauschen und weitere Mängel dabei ein. Kommt noch hinzu, daß fast alle Digitalkameras neuester Generation einen dermaßen dichten Sperrfilter enthalten, daß Belichtungszeiten von mehr als 30 Sekunden oder noch wesentlich höher der Normalfall sind.

Sind ältere Kameras besser für Infrarotfotografie?

Ohne Umbau (also ohne Entfernen des Sperrfilters) tendenziell ja. Meine alte Fuji Finepix S2pro kommt bei Sonnenschein und ISO 400 für IR-Fotos mit Belichtungszeiten um 1/8 Sekunde aus. Die Nikon D70 ganz ähnlich, und auch die frühen Canon-DSLR (10D, 300D) lagen meist unter einer Sekunde. Allerdings haben diese Kameras nicht nur einen schwächeren Sperrfilter, sondern auch einen älteren Typ von Sensor, der bei langen Belichtungszeiten noch deutlich rauschanfälliger ist als die heutigen.

Möglichkeiten für den Kameraumbau für digitale IR-Fotografie

Daß man an einen Umbau seiner Kamera denken sollte, wenn man sich mit Infrarotfotografie intensiver befassen möchte und nicht nur als nette Spielerei ansieht, dürfte einsichtig sein. Bleibt die Frage, welche Art von Umbau in Betracht kommt. Kern des Umbaus ist natürlich die Entfernung des Sperrfilters, damit das infrarote Licht ungehindert den Sensor erreichen kann. Die Belichtungszeiten liegen dann je nach verwendetem Infrarotfilter auch durchweg mehr oder weniger in der Nähe ganz normaler Werte. Stativ ist keines nötig.

Auch wenn man im Internet Bastelanleitungen dafür findet, würde ich einen solchen "Eingriff" nicht selber machen. Da sind doch einige Feinheiten zu beachten und es ist alles andere als trivial. Außerdem hätte ich wenig Lust, alles mehrmals wieder auseinander zu nehmen, weil ein Staubkörnchen oder feiner Fussel mit eingebaut wurde. Wer diesen Kampf in den Zeiten der Dunkelkammer selber erlebt hat, weiß, daß das Nerven kosten kann!

1. Eine universelle Kamera

[ neueste Erfahrung siehe hier ]

Es ist möglich die Kamera universell einsetzbar zu erhalten. Nach dem Ausbau des Sperrfilters wird die Kamera zwar zur "Brillenträgerin" (soll heißen: vorne auf das Objektiv muß jetzt grundsätzlich immer ein Filter aufgeschraubt werden), aber man kann wählen, welche Eigenschaften man jeweils haben möchte:

  1. Mit einem Neutralisationsfilter vor dem Objektiv (sieht farblos aus wie ein ganz normaler UV-Filter) wird der alte Zustand vor dem Entfernen des Sperrfilters wieder hergestellt. Die Kamera ist genauso einsetzbar wie vorher auch, nur mit dem Unterschied, daß der Sperrfilter jetzt vor dem Objektiv sitzt und nicht mehr unzugänglich vor dem Sensor.
  2. Mit einem Schwarzfilter (also einem für Infrarotfotografie) wird das sichtbare Licht blockiert, das Infrarotlicht aber ungehindert zum Sensor durch gelassen.
  3. Mit einem entsprechenden Filter sind sogar UV-Aufnahmen möglich, also am anderen Ende des Spektrums.

Neben der zweifellos attraktiven Möglichkeit, mit derselben Kamera wahlweise ganz normale Fotografie zu betreiben oder Infrarot-Fotografie ohne die unsinnig langen Belichtungszeiten der nicht umgebauten Kameras bleiben aber für Infrarot zwei Schwachpunkte bestehen:

Meine Empfehlung:

Eine auf rein Infrarot fest umgebaute Kamera finde ich vom Gebrauchswert her für Infrarotfotografie auf jeden Fall eine sehr angenehme Lösung. Die Alternative "Universelle Kamera" ist aber auch nicht von der Hand zu weisen. Man braucht keine zwei Kameras (Gewichtsersparnis!) und hat den Vorteil, daß man mit einer solchen Kamera IR quasi immer dabei hat (vorausgesetzt man hat den Filter dabei...). Wirklich interessant finde ich diese Lösung aber erst bei Kameras mit LiveView (also Sucherbild auf dem Display auch bei DSLR), weil man sonst wegen dem Schwarzfilter vor dem Objektiv ja kein Sucherbild hätte für Infrarotfotos.

2. Eine reine Infrarot-Kamera

Das wird dadurch erreicht, daß hinter dem Spiegel, aber vor dem Sensor ein Longpassfilter (also Schwarzfilter) an der Stelle des früheren Sperrfilters fest eingebaut wird. Sinnvollerweise wird bei diesem Umbau gleich der Autofokus auf Infrarot neu justiert, so daß man keine Fokusdifferenz beachten muß. Weil natürlich ein ganz normales Sucherbild bestehen bleibt, ist das Handling einer solchen Kamera herrlich unkompliziert.

Welcher Filter?

Da man sich bei einem Umbau vom Typ 2 ja festlegt, sollte man vorher einen Gedanken drauf verschwenden, welchen Filter man einbauen läßt. Dabei trifft man nämlich auch eine nicht ganz unwichtige Entscheidung:

Vergleichsfotos InfrarotfotgrafieVergleichsfotos Infrarotfotgrafie

Vergleichsfotos InfrarotfotgrafieDazu ist zu sagen, daß wirklich "normale" Farben Infrarotaufnahmen niemals bringen können, weil natürlich der überwiegende Teil des sichtbaren Lichts fehlt. Die Wahl des Filters legt nur fest, ob ein Rest sichtbares Licht (aus dem Rotbereich) durchgelassen wird oder nur infrarotes. Aus der Kamera kam das hier rechts zu sehende Bild. Der scheinbar natürliche blaue Himmel im Bild oben links ist erst das Ergebnis einer Bearbeitung (Kanaltausch - gebräuchlich für Farb-Infrarot).

Der Rest von Farbigkeit im Bild wird umso schwächer, je mehr man sich mit dem verwendeten Filter dem Wert von ca. 800 nm nähert. Wenn man ernsthaft vor hat, auch farbige IRs zu machen, sollte der Filter einen Wert von max. 720 nm nicht überschreiten. Das hier gezeigte Bild wurde mit einem 700 nm Filter aufgenommen.

Direkter Vergleich

Beide Bilder oben sind eine Weiterbearbeitung desselben mit 700 nm Filter aufgenommenen IR-Fotos. Natürlich gibt es keinen Grund, warum SW-IR nicht immer machbar sein sollte. Weil mich selber interessiert hat, wieviel das ausmacht, habe ich zwei verschiedene Kamera-Umbauten im direkten Vergleich getestet. In SW fällt der Unterschied erstaunlich gering aus:

Vergleichsfotos InfrarotfotgrafieVergleichsfotos Infrarotfotgrafie

(Das linke Foto ist mit 700 nm Umbau aufgenommen, das rechte mit 830 nm Umbau)

Meiner Meinung nach ist der Unterschied so gering, daß er für die Realität nicht von Bedeutung ist. Natürlich ist der IR-Effekt im rechten Bild einen kleinen Tick stärker, aber es wäre sicher leicht möglich, die Stimmung im linken Bild durch Verbiegen der Gradationskurve so weit anzupassen, daß man schon extrem genau systematisch vergleichen müßte, um das 830 nm Bild noch sicher identifizieren zu können.

Argumente für die kürzere Wellenlänge:

Und was kommt an Kosten auf einen zu?

Resumée:
Meiner Meinung nach kommt im Interesse des Gebrauchswertes nur eine umgebaute Kamera in Frage (fest einbgebauter Schwarzfilter vor dem Sensor bei Kameras ohne LiveView, universeller Umbau mit Filter ausgelagert vor das Objektiv eventuell bei Kameras mit LiveView), denn nur mit einer solchen Kamera wird Infrarotfotografie in der Handhabung fast so selbstverständlich wie normale Fotografie. Wer diese Erfahrung einmal gemacht hat wird nicht mehr drauf verzichten wollen. Infrarot ist keine aufwändige Prozedur mit Stativ mehr, sondern Kamera ans Auge, Ausschnitt wählen und Druck auf den Auslöser. Man greift durch diese Mühelosigkeit viel öfter zur Infrarotkamera, was die fotografische Ausbeute deutlich erhöht.

Anbieter für den Kamera-Umbau in Deutschland: IRreCams und Optik Makario