Projekt ALSK: Bau einer All-Sky-Kamera zur Meteorbeobachtung Teil I: Vorüberlegungen und Berechnung   Aktueller Status: ALSK fertiggestellt; First Light! Bau einer Spiegelheizung; Second Light!    Die Beobachtung der Geminiden 2006 war meine erste systematische Meteorbeobachtung. Zusammen mit Matthias Knülle und Ulf Wossagk beobachtete ich visuell und fotografisch. Die Fotos realisierten wir in klassischer Fototechnik mit einer Batterie von insgesamt 13 Kleinbildkameras. Doch der hellste Bolide, den wir sahen, lag außerhalb des Gesichtsfeldes unserer Kameras. Daher reifte bald der Plan zum Bau einer All-Sky-Kamera für meine Canon EOS 20Da.   Prinzipiell gibt es dafür zwei Möglichkeiten: 1. man verwendet ein Fischaugenobjektiv mit einem Bildwinkel von 180°  2. man verwendet eine verkleinernde Zwischenoptik und nimmt das entstehende Zwischenbild mit einem normalen Objektiv auf.   Für die zweite Möglichkeit kann man einen asphärischen Weitwinkelvorsatz nehmen oder einen konvexen sphärischen Spiegel. Der Spiegel hat den Nachteil, dass hierbei auch Kamera und Stativ mit abgebildet werden. Dennoch entschied ich mich dafür, da dies die mit Abstand billigste Lösung ist. So begann ich mit der Suche nach einem entsprechenden Spiegel.   Professionelle All-Sky-Kameras werden mit einer verspiegelten Konvexlinse gebaut. Doch das war mir zu teuer. Außerdem erscheint hierbei das störende Abbild der Kamera recht groß, da der Durchmesser der Linse meist nur um die 20 cm beträgt und die Kamera demzufolge nah an den Spiegel heran rücken muss. In meinem Lebensmittelgeschäft sah ich die Lösung an der Decke hängen:   Natürlich ist ein solcher Kunststoffspiegel nicht annähernd so präzise wie ein Glasspiegel. Doch will ich meine Bilder ja nicht ausmessen. Im Internet fand ich mehrere Anbieter für solche Überwachungsspiegel. Am preisgünstigsten war die Firma Becker & Partner. Um eine gute Bildqualität zu erreichen bestellte ich einen Spiegel im Durchmesser von 60 cm. Damit ging es an die Dimensionierung:     Durch die Kamera und das Standard-Zoomobjektiv sind einige Parameter vorgegeben. Die maximale Brennweite meines Zoomobjektivs beträgt 50 mm, die Bildfeldhöhe des EOS-Sensors 15 mm. Vereinfacht kann man annehmen, dass sich die Kamera in unendlicher Höhe über dem Spiegel befände: dann fiele das Licht vom Horizont waagerecht auf den Spiegel und würde bei einem Winkel von 45° senkrecht nach oben in das Kameraobjektiv gespiegelt. Dabei wäre der Durchmesser des Bildkreises gleich dem Durchmesser des Spiegels dividiert durch Wurzel 2. Bei einem Spiegeldurchmesser dS von 60 cm ergibt sich so dB zu 43 cm. In Wirklichkeit ist die Kamera natürlich näher am Spiegel und das Bild oberhalb des Horizonts entsprechend kleiner. Doch durch diese Betrachtung schafft eine zusätzliche Sicherheit, dass das runde Bild auch sicher mit dem rechteckigen Sensor erfasst wird. Der Bildkreis muss mit der gegebenen Brennweite f = 50 mm von einem bestimmten Abstand a aus aufgenommen werden, damit die Bildgröße gerade 15 mm beträgt, um den Sensor der EOS in der Bildhöhe gerade auszufüllen. Mit etwas Übermaß lässt sich der Aufnahmeabstand so zu a = 153 cm berechnen.   Die Kamerahöhe über dem Boden hK ergibt sich aus dem Aufnahmeabstand a plus dB/2 zu 175 cm.   Das Stativ, bestehend aus den drei Beinen und dem Kopf mit der Kamerabefestigung, sollte aus Fichtenholz gebaut werden. Es wurde so dimensioniert, dass die Kamera um einen gewissen Betrag q = 25 cm nach unten abgehängt ist, damit sie noch gut handhabbar bleibt. Damit ergab sich die Gesamthöhe des Stativs hGes = hK + q von 190 cm. Aus den verwendeten Metallwinkeln ergab sich eine Winkelung der Stativbeine von 24° gegenüber der Mittelachse. Damit ergibt sich die Länge der Beine über den Cosinus zu 208 cm.   > Optische Parameter > Diesen Bericht als PDF downloaden   Stand: 8.12.2007   <<    >