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IR-Kamera selber bauen III: Die Filter

 
Beim Selbstumbau zu einer IR-Kamera spielen natürlich die Filter eine grosse Rolle. Denn nachdem man den IR-Sperrfilter entfernt hat, “sieht” die Kamera das ganze Spektrum – also von UV über sichtbares bis hin zu Infrarotlicht. Deshalb wird sie in diesem Zustand auch als Vollspektrum-Kamera bezeichnet. Mit den Filtern werden nun bestimmte Teile des sichtbaren und unsichtbaren Lichts ausgeschlossen oder zugelassen.

Grundsätzlich gibt es vier Bereiche bei der Kamera, wo ein Filter installiert werden kann:

1. Vors Objektiv. Die gängigste Methode, meistens mit Schraubfiltern aus Glas. Keine Bastelei nötig, dafür sind die Filter teuer.

2. Hinters Objektiv. Der Filter, in der Regel ein Gel- oder Polyesterfilter, wird zugeschnitten und beim Objektivbajonett über die Linse geklebt oder dort in eine spezielle Halterung (falls vorhanden) geschoben.

3. Hinter dem Spiegel. Objektiv wird abgenommen, so dass die Spiegelbox erreichbar wird. Spiegel hochklappen und den zugeschnittenen Filter (analog Nummer 2) ganz hinten vor dem Verschluss (und dem dahinterliegenden Sensor) ankleben.

4. Direkt auf den Sensor. Das ist die Methode, die von professionellen IR-Umbau-Anbietern angewandt wird. Hierbei dient ein rechteckiger Glasfilter als Ersatz für den IR-Sperrfilter. Alternativ könnte auch ein Gel- oder Polyesterfilter vor dem Verschluss (andere Seite als bei 3.) angeklebt werden.

Für meinen Selbstumbau empfehle ich, den Filter hinter dem Objektiv anzubringen. Das ist einfach und schnell und bringt eigentlich keine Probleme mit sich – im Gegensatz zu Varianten 3 und 4. Bei 3 wird vor allem das Anbringen und Entfernen kompliziert, bei 4 wird wohl der Staub auf dem Sensor zum primären Problem.

Wie also einen IR-Filter zuschneiden und anbringen? Folgende Anleitung soll helfen.

 
IR-Umbau

1. So sieht die Rückseite einer Objektivs in der Regel aus. Unser Filter soll über der Linse angebracht werden.

 
IR-Umbau

2. Nimm’ ein Blatt Papier und ein Bleistift, halte das Papier über die Erhebungen rund um die Linse und schraffier’ mit dem Bleistift drüber, so dass sich die Konturen abzeichnen.

 
IR-Umbau

3. Anschliessend ausschneiden. Überleg’ dir, wo die Flächen sind, an denen ein kleines Stück Klebeband angebracht werden kann. Achtung! Bei vielen Objektiven empfiehlt es sich, den Filter nicht auf den Erhebungen zu befestigen, sondern zwischen diesen und dem Glas, also möglichst nah an der Linse. Sonst besteht die Gefahr, dass der Spiegel beim Hochklappen den Filter berührt. Wichtig: Das hebelartige Teilchen, das zur Befestigung an der Kamera dient, nicht bedecken oder verkleben (im unteren Bild sieht man es neben dem rechten Klebstreifen).

 
IR-Umbau

4. Klebstreifen anbringen. Festdrücken.

 
IR-Umbau

5. Wir wählen nun den gewünschten Filter aus, legen die Papiervorlage drüber und schneiden aus.

 
IR-Umbau

6. Zuerst Staub und Dreck von der Linse wischen, danach den Filter beidseitig putzen und ankleben. Finito!

IR-Kamera selber bauen II: Sperrfilter entfernen

 
Teil 2 zum Thema “IR-Kamera selber bauen”. Es ist das eigentliche Kernstück.

Eine Kamera auf IR oder Vollspektrum umzurüsten ist anstrengend, aber auch sehr befriedigend. Ich mag es, aus etwas Altem etwas Neues zu machen. Zeit, Geduld, eine ruhige Hand und vor allem ein aufgeräumter, sauberer Arbeitsplatz sind für das Projekt unerlässlich. Die Materialliste gibts im ersten Teil (Link).

Der mühsamste Part der Umrüstung der Nikon D70 auf Vollspektrum sind die beiden Flachbandkabel, die du entfernen musst, um an den Sensor zu gelangen. Wenn die Kamera nach dem Zusammenbau nicht funktioniert, ein Kartenfehler angezeigt wird oder das Display verrücktspielt, liegt das wahrscheinlich an der falschen Handhabung dieser empfindlichen Kabel, die ziemlich schnell brechen können. Der knifflige Teil ist, sie beim Zusammenbau wieder richtig in ihre Halterungen zu bekommen.

Teste die Kamera unbedingt, bevor du beim Wiederzusammenbau alle Schrauben anbringst. Leg’ den Akku und die Speicherkarte ein, prüf’, ob das Display funktioniert, und stell’ sicher, dass die Kamera Fotos aufnehmen und speichern kann. Wenn das nicht der Fall ist (was anfangs wahrscheinlich ist), überprüfe die Flachbandkabel. Sieh’ nach, ob sie ganz eingesteckt sind.

Noch ein wichtiger Hinweis bezüglich Staub auf dem Sensor. Diese fiesen kleinen Flecken können eine echte Plage sein. Und da bei der IR-/Falschfarben-Fotografie oft Probleme mit der Schärfe auftreten, musst du mit den meisten Objektiven mit grosser Blende (11 und höher) fotografieren, was bedeutet, dass die lästigen Flecken noch mehr sichtbar werden. Beim Umbau gelangt natürlich Staub auf den Sensor. Achte also darauf, dass die Umgebung relativ windstill und staubfrei ist. Zweitens ist es ratsam, die folgenden Utensilien für die Reinigung nach dem Umbau bereitzuhalten: Einen Gummibalg (gibt’s auch in der Apotheke) zum “Abblasen” des Sensors, und ein Set mit speziellen Wischstäbchen (Link), um den Sensor von besonders hartnäckigen Partikeln zu befreien.

Wie nun also eine IR-Kamera selber bauen? Hier nun die Anleitung für den wichtigsten Schritt: Das Entfernen des IR-Sperrfilters.

 
IR-Kamera selber bauen

1. Alle Schrauben am Boden der Kamera entfernen, inklusive jener nah am Objektivanschluss (im Bild ganz unten). Achtung: Die Schrauben haben unterschiedliche Längen und es ist wichtig, dass sie wieder im korrekten Gewinde befestigt werden. Deponiere sie also so, dass du nachher weisst, welche wo waren.

 
IR-Kamera selber bauen

2. Auch Schrauben (insgesamt 4) an der linken und rechten Seite der Kamera abschrauben.

 
IR-Kamera selber bauen

3. Boden vorsichtig abnehmen. Danach das kleine rostfarbene Flachbandkabel lösen. Hierzu Halterung aufklappen, vorsichtig herausziehen. Danach den kompletten Deckel ablösen.

 
IR-Kamera selber bauen

4. Achtung: Den rot-markierten Bereich, vor allem die Verkabelungen, wegen möglichen Stromschlags nicht berühren!

 
IR-Kamera selber bauen

5. Flachbandkabel links unten herauslösen. Danach die vier Schrauben, welche das eigentliche Sensorgehäuse tragen, entfernen.

 
IR-Kamera selber bauen

6. Weisse Kabelreihe ausstecken. Danach kann das Gehäuse von der Kamera abgelöst werden. Anschliessend die vier Schrauben entfernen und danach den Rahmen, und mit dem Fingernagel vorsichtig den cyan-farbenen Sperrfilter herauslösen. Vorsicht: So herauslösen, dass er nicht auf den Sensor fällt.

 
IR-Kamera selber bauen

7. Der entfernte IR-Sperrfilter.

 
IR-Kamera selber bauen

8. Nun die Kamera wieder zusammensetzen. Also alle Schrauben rein, alle Kabel rein. Die Flachbandkabel sind besonders heikel. Es ist schwierig, sie wieder in ihre Halterungen zu führen. Hier können weiche, dünne Werkzeuge helfen, zum Beispiel dieses Wischstäbchen.

Infrarot-Kamera selber bauen I: Wie fange ich an?

 
Wenn du einen Infrarot-Kamera selber bauen möchtest, dann brauchst du Material und Werkzeuge. Und du musst etwas handwerkliches Geschick und Geduld mitbringen. Dies ist eine Anleitung für eine Nikon D70, die man von den gängigen DSLRs am einfachsten selber umrüsten kann.

Du benötigst folgendes:

1. Nikon D70, gebrauchte gibt’s inzwischen für rund 50 Franken.

2. IR-Filter. Hier wird zwischen Glasfiltern (teuer), Gel-Filtern (immer noch teuer) und Kunststoff-Filtern (sehr günstig) unterschieden. Ich empfehle zum Start Filter von Lee, am besten via Swatchbook (Link), das viele Filter enthält, welche die üblichen Farbstile abdecken. Eines kostet vielleicht 20-30 Franken.

3. Objektiv, das keine IR-Hotspots generiert. Zum Glück sind die gängigsten Objektive für Infrarot geeignet. Zum Beispiel das Standardzoom 18-70mm (Link). Das kostet gebraucht rund 70-100 Franken.

 
Damit du nun die Infrarot-Kamera selber bauen kannst, brauchst du folgende Werkzeuge:

4. Schraubenzieher, mit dem das Gehäuse der D70 geöffnet werden kann. Wichtig: Schau’, dass der Schraubenzieher wirklich zu den Schrauben passt.

5. Doppelseitiges Klebeband, ich empfehle Tesa (Link), sowie eine Schere fürs Zuschneiden.

 
Ich empfehle ausserdem für die Reinigung des Sensors folgendes:

6. Blasebalg, um den Staub wegzupusten, gibts zum Beispiel in einer Apotheke.

7. Wischstäbe (“swabs”), mit denen der Sensor geputzt werden kann (Link).

 
Insgesamt belaufen sich die Kosten auf 150-250 Franken für das Material.

 
Im nächsten Teil werde ich zeigen, wie man den IR-Sperrfilter entfernt.

How I process/Wie ich verarbeite

During my conversion work, I found that the Nikon D70 is particularly good for Aerochrome emulations using the Green filter (Hoya X1) and Orange (Tiffen 15). Why this is so, however, I do not know. I wonder if it has to do with the high IR sensitivity? Maybe. Sometimes the differences between cameras baffle me. So does the fact that some lenses work better with certain cameras than with others. For example, the 28-85mm (link) works well with the D70, but not at all with the D7200. The 18-70mm (link), which I also recently tested, basically works well with both cameras, but better with the D70. In my eyes, this standard zoom is the best general lens for a full spectrum D70.

Anyway. In this bilingual post I want to briefly show how I generate Aerochrome images with a D70. From left to right, you can see the processing in the following series of images.

 
D70 Aerochrome

 
Left: the image with auto white balance.

Middle: With white balance in Adobe Raw. Came up with values 2750 for temperature and 66 for tint. Then I chose “Landscape” as the preset, because it made the tint a little darker and bluer.

Right: The final image in Photoshop. First I took care of the IR contamination in the Channel Mixer. In the red channel 120 for red and -20 for blue, in the green channel 120 for green and -20 for blue. Press OK. Now swap the channels in two new steps. That means: In the red channel 0 at red and 100 at blue, in the blue channel 100 at red and 0 at blue. Press OK. Then in the green channel 0 at green and 100 at blue, in the blue channel 100 at green and 0 at blue. Press OK.

Done.

Während meiner Umrüstungsarbeiten habe ich herausgefunden, dass die Nikon D70 besonders gut geeignet ist für Aerochrome-Emulationen mittels des Grünfilters (Hoya X1) und Orange (Tiffen 15). Warum das so ist, weiss ich jedoch nicht. Ob es mit der hohen IR-Empfindlichkeit zu tun hat? Vielleicht. Manchmal stellen mich die Unterschiede zwischen den Kameras vor Rätsel. Ebenso der Umstand, dass einige Objektive mit bestimmten Kameras besser funktionieren als mit anderen. Zum Beispiel funktioniert das 28-85mm (Link) mit der D70 gut, mit der D7200 jedoch so gar nicht. Das 18-70mm (Link), das ich jüngst ebenfalls testete, funktioniert grundsätzlich mit beiden Kameras gut, jedoch besser mit der D70. In meinen Augen ist dieses Standardzoom das beste Allgemein-Objektiv für eine Vollspektrum-D70.

Wie auch immer. In diesem zweisprachigen Post möchte ich kurz zeigen, wie ich mit einer D70 Aerochrome-Bilder generiere. Von links nach rechts sieht man in der Bildreihe oben die Verarbeitung.

Links: das Bild mit Auto-Weissabgleich.

Mitte: Mit Weissabgleich in Adobe Raw. Kam auf die Werte 2750 für Temperatur und 66 für Tönung. Danach wählte ich “Landschaft” als Preset, weil die Tönung so noch ein wenig dunkler und blauer wurde.

Rechts: Das finale Bild in Photoshop. Als erstes sorgte ich mich im Kanalmixer um die IR-Kontamination. Im Rotkanal 120 bei Rot und -20 bei Blau, im Grünkanal 120 bei Grün und -20 bei Blau. OK drücken. Nun die Kanäle in zwei neuen Schritten tauschen. Das heisst: Im Rotkanal 0 bei Rot und 100 bei Blau, im Blaukanal 100 bei Rot und 0 bei Blau. OK drücken. Anschliessend im Grünkanal 0 bei Grün und 100 bei Blau, im Blaukanal 100 bei Grün und 0 bei Blau. OK drücken.

Erledigt.

Converting a camera to IR: What to consider

Nikon D70

 
Converting a camera to IR or full spectrum is exhausting, but also very satisfying. I like making something new out of something old and giving it my own touch.

I’ve learned a few things and also had to pay some lesson money. Here are some conclusions from the Nikon D70 project. I will probably go into more detail on some of them in future posts.

Time, patience, a steady hand and above all a tidy, clean workplace are essential for the project.

I followed this guide from Life Pixel (link).

 
1. on the subject of unscrewing the camera housing: find a suitable screwdriver, otherwise the screws will be mangled, making the whole thing an extremely time-consuming and nerve-wracking procedure. Put the loosened screws in a safe place and remember which one came from where, because they have different lengths.

2. the most tedious part of converting the Nikon D70 to IR was the two ribbon cables that you have to remove in order to take off the LCD panel and get to the sensor board. If the camera doesn’t work after reassembly, a card error is displayed, or the display goes haywire, it’s probably due to mishandling of these delicate cables, which can snap fairly quickly. The tricky part is getting them back into their holders properly during reassembly. The key here is to be patient and not panic. Steady. A toothpick or otherwise a thin, soft (!) tool can help “thread” the cables into their holders, which give little slack.

3. removing the IR cut filter is rather easy, but please take care that it doesn’t fall on the sensor and damage it when removing it (it needs some pressure with your fingernails to make it pop out). So it is best to turn it upside down so that it simply falls to the floor (or onto the table) guided by gravity.

4. be sure to test the camera before you put all the screws back in when reassembling. Quickly put in the battery and memory card, see if the display works, and make sure it can take photos and save them. If it doesn’t (which is likely at first), check the ribbon cables. See if they are inserted all the way.

5. concerning dust on the sensor. These nasty little spots can be a real pain. And since IR/false color photography often has focus problems, you have to shoot at a large f-stop (11 and up) with most lenses, which means the annoying spots become even more visible. Of course, since you’re exposing the sensor when you’re converting a camera to IR, a lot of dust can get on it. First of all, make sure that the environment is relatively wind-free and dust-free. Secondly, it is advisable to have the following three utensils ready: A rubber bellows (you can also get it in the pharmacy) to “blow” the sensor, a kit with special wiping sticks (link) to free the sensor from particularly stubborn particles. At first, just try with the bellows: flip up the mirror, hold the camera upside down and blow into it, wait a bit. If it still has dust, run the vacuum cleaner and hold the suction tube under the camera while blowing in with the bellows. Be careful: don’t vacuum too close, don’t vacuum too hard. If that’s still not enough, then gently run the wiping sticks over the sensor. Always use only once, then throw away. Repeat the procedure if necessary and combine until the images come out clean.

6. converting a camera to IR is one thing, the restoration, so that the camera feels good, is another. Especially the Nikon D70 is known for the fact that after some time material comes off the handle and the whole thing becomes sticky. Here’s what has worked for me: Grab a bottle of vodka or something else neutral high-proof alcoholic, a rag and a kitchen sponge and get to work. Wet the rag with some vodka and run it over the sticky areas. Follow up with a proper rub down with the kitchen sponge. Then wipe again with the vodka cloth. Repeat several times until the stickiness disappears. In the end, clean everything with a damp (water) rag, and generally be careful not to use too much liquid and avoid holes and cracks et cetera as much as possible.

 
As you can see, professionally converting a camera to IR is not that easy. But if in the end everything fits and you have an IR/full spectrum camera in your hands that works, takes clean pictures and feels good, that is very satisfying.

By the way, the pictures above were taken with the converted Nikon D70 (with standard lens 18-70mm). With Aerochrome look.