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CCD元年!から20年

ふと気がつけば、天文ガイドが、CCD元年!と名打ってから、今年でもう20年ですね!(◎-◎;)!!
たまたま片付けをしていたら古い天文雑誌を見つけてしまい、思わず見てしまいました。

CCD元年!  オリンパスE-620 デジタル一眼レフカメラ Z.D25mmF2.8 にてパチリ

当時は、未だ、デジカメなんて言葉もなく、一部業務用として、電子スチルカメラ(記録はアナログ方式、2.5インチフロッピーに・・・おっと、話が逸れそうなので、この位で・・^^;)が出ていましたが、CCDといえば、主にビデオカメラを指していました。
その中で、SBIG社が、ST-4を発売し、その後、イメージングを主目的としたST-6が発売されて、一般よりも一足先に、いわゆるデジタルカメラが、天文分野に普及しました。
それもそのハズ、天文台では、1980年頃から、冷却CCDカメラを使用し(例えば、1982年のハレー彗星の初検出も冷却CCDカメラによるものでした)従来の銀塩写真による成果を遥かに上回る結果を得ていたのですから、それがアマチュアの手にも届く価格帯に降りてきたとなれば、俄然、盛り上がろうというものです。
かくいう自分も、SBIGのST-4をオートガイダー兼イメージング用として、1994年5月に購入。
当時所属していたTUDの先輩方から教わったおかげもあり、貴重なシューメーカー・レヴィ第9彗星の木星への衝突痕を撮影することができました。

SL9衝突痕 TA160 反射望遠鏡 ST-4 冷却CCDカメラにて。

しかし、当時は、なかなか画像処理ソフトが無く、いろいろと苦労させられました。自作することも考え、大学の図書館で、VisualBasicを勉強していたのも懐かしい思い出です。
なんだかんだで、この頃やっていたことは、なかなか実を結ばなかったけれど、今にして思えば大きな財産になっている気がします。


ST-4によるオリオン座大星雲M42の三色分解カラー画像 MIZAR130SL反射望遠鏡 ST-4にて

今となってはショボイ画像ですが、でも、自宅のノートパソコンで、星雲の姿が大きく写しだされるのは感動モノでした。この写真は、当時は、まだ三色分解合成できるソフトウエアもロクにない中、高校の天文部で一緒だったK君が、協栄産業さんで、SkyProというソフトウエアを当時としては破格の19800円で売っていることを教えてくれて、早速買ってきて貰って、4月になりオリオンも西に低くなりましたが、強引に短時間露光で三色分解合成を試した時のものです。
光害がキビシイ相模原市内で、これだけの写真が撮れた!という事実は、とても刺激的でした。
遠征に行かなくても撮影ができ、しかも、現像代も不要なのですから・・!!

その後、カシオのQV-10によるデジタルカメラの普及が始まり、デジカメが市民権を得るまで、さほどかかりませんでした。2000年には出荷ベースで、フィルムカメラをデジタルカメラの方が上回ったと記憶しています。
一方で冷却CCDカメラも、ステライメージという使い勝手が良いソフトがアストロアーツから発売され(実質Ver1.0は買いましたが、イマイチでしたが・・、Ver2から劇的に良くなりました)、ソフトウエア周りも環境が整いました。
また、CCD元年では、アマチュア用としては、25万画素がアマチュアの上限だろう・・という下りがありますが、実際には、その翌年くらいには、Kodak社から、比較的安価で画素数が多いKAF400,KAF1600 CCDがリリースされ、SBIG社を初めとする天文用冷却CCDカメラメーカ各社のカメラに搭載され、39万画素ないし150万画素の冷却CCDカメラが普及していきました。
ボク自身も、1996年の百武彗星がST4では上手く撮影できなかったこともあり、この彗星の為に、KAF400系冷却CCDカメラ新調を検討し、武藤工業のCV-04Lを購入します。
CVとは、コスモ・ビジョンの略です(クロスボーン・バンガードぢゃないよ ^^;)
当時、円高でさらに安かったST7とは最後まで悩みましたが・・・(後から考えるとST7にしておけば良かった?ビミョーですが・・・)

ヘールボップ彗星のシェル状構造  MIZAR130SL CV-04L冷却CCDカメラ

このカメラのおかげで、ヘールボップ彗星の貴重な現象を捉えることができました。
もっとも、これを知ったのは、タシロ大佐に、天体観望会でMT200で眼視で拝見させていただいて、撮影した中に写ってないか、探して見つけたのですが・・・
ディジタルカメラで記録しておくと、後日の後処理によって、さらなるポテンシャルを引き出せるのも良いところですよね。

しかし、このカメラは、当時は知りませんでしたが、ピークQEでも、26%と余り高くなく、2000年頃に、田中光化学工業のTaNaKaさんのEチップのPictorと比べると歴然の差があることを知りました。
リニア彗星 C/1999S4  ペンタックス 100SDUF屈折望遠鏡(400mmF4) CV-04L 冷却CCDカメラ

CV-04Lを買った当時は、これさえあれば、天文台画像の様な写真が自分でも撮れる!!と思っていただけに、ファーストライトのNGC1232(←マニアック杉 ^^;)でガックリして、それ以降、やはり超高感度へのあこがれがあったのだと思います。
結果的に、感度至上主義、大口径至上主義に至るわけです、、、
それでも、CV-04Lは、いろいろなことを学ばせてくれたカメラであります。
この写真はアストロアーツのTopに取り上げていただき、遠天に入るきっかけになりました。
また、オートガイダーとしてのST4も、狭山のM本さんのおかげで、使いこなすことができるようになったのも、CV-04Lでなんとか・・と思っていたからに他なりません。
恐らく、彼は今は、天文は趣味にされてないと思いますが、お元気かなぁ・・
当時は本当にお世話になりました。

冷却CCDカメラ元年!から10年を経た、2004年頃には、様々なカメラが出てきました。
1999年のニコンD1を皮切りに、デジタル一眼レフカメラがリーズナブルな価格で出てきていました。
先に書いた狭山のM本さんもEOS D30(EOS 30Dぢゃないぜ)を入手し、星景写真にチャレンジしたのですが、まるで雪の様にノイズが被っておりました。
第一世代のリーズナブルなデジタル一眼レフカメラでは天体写真には使い物にならかなったと言えますが、しかし、
2002年、フジのデジタル一眼レフカメラ、FinePixS2Proがデジタル一眼レフカメラによる天体写真に火を付けます。
FinePixS2Proによるオリオン座大星雲  MT160反射望遠鏡 FinePixS2Proデジタル一眼レフカメラ

その後、Canonからも、EOS D60(EOS 60Dぢゃないよ)が販売され、三ツ星さん等、敏感な望遠鏡販売店さんは軸足をそれまでの中盤フィルムカメラによる天体写真から次第に、デジタル一眼レフカメラによる天体写真に移していきます。それまでは、デジタルカメラ(コンデジ)による天体写真は、星ナビ誌などで取り上げられたものの、ベテランからは( ´,_ゝ`)プッとハナで嗤われるイロモノに過ぎませんでしたが、S2Proや、EOS D60、その後に続く、EOS10Dや、EOS Kiss Digitalによる天体写真は明らかに、一線を画するものでした。
一方で、冷却CCDカメラ陣営も、とうとう、35mmフルサイズの冷却CCDカメラとして、STL-11000が登場。
以前にも、BT-241など、PHILIPS(現DALSA)のCCDを採用したフルサイズ冷却CCDカメラをビットランさんがオファーしていましたが、感度が低い為か、あまり作例を見かけませんでした。星空の駅員さんが頑張っておられた位?
駅員さんも天体やめて久しいとは思いますが・・・

STL-11000に採用されたKAI11000Mはクセこそあるものの、感度も悪くなく、デジタル一眼レフカメラとは明らかに一線を画する天体写真が得られるカメラとして、活躍していきました。
一方で、デジタル一眼レフカメラ陣営も、弱点だったHα線への感度を、望遠鏡販売店(主に瀬尾さんですが)が赤外カット改造デジタル一眼レフカメラを提供することにより改善し、デジカメの天体写真普及を促した時期でもありました。
初代EOS Kiss Digital (IRカット改造)によるM8 M20付近の天の川 タムロンSP300 にて

ボクの方も、メーテルさんから中古で初代EOS Kissデジタルの赤外カット改造カメラを譲っていただき、活用しました。最も、赤外カット改造デジカメで入選した実績は皆無ですが・・・ガ━━(;゚Д゚)━━ン!!

さらにその一方で、惑星撮影用には、冷却CCDカメラではなく、ToUcamProというWebカメラが台頭してきた時期でもあります。

火星 2003年 ToUcam Pro MT160 反射望遠鏡

従来も、それこそ、1988年の火星大接近から、CCDビデオカメラの対惑星への優位性は雑誌記事等でも紹介されておりましたが、このTouCamProは、リーズナブルな価格ということと、Registaxという優れたフリーウエアによる画像処理と相まって、またたく間に、惑星撮影の主役として踊りでました。
まあ、いち早く自分も購入してたりしますが、でも、これは自分の嗅覚というよりは、階段男さんのおかげですね~
この様に、冷却CCD元年!から、10年を経た、2004年というのは、デジタル天体写真が一番盛り上がっていた頃で、様々な選択肢があった様に思います。

さらに10年経った、現在を見ると、
冷却CCDカメラ陣営は、Kodak社がCCD事業を手放し、正直、TrueSenseImaingからは、あまり意欲的な提案が無い様に思えます。
KAI29050Mがフルサイズ冷却CCDカメラの一つの頂点でしょうか・・。
一方で、デジタル一眼レフカメラ側でも、画素数なら、フルサイズ36MPixelのD800を皮切りに頭打ち感が出ています。
Bayer配列で、36MPixelでは、とうていKAI29050のモノクロセンサ冷却CCDカメラの牙城を崩し難いでしょう。
その一方で、デジタルカメラは確実に進化しつつあり、手持ちでも星空が楽しめる様になってきています。
昇るさそり座  フジ X-E1  XF18-55mm 18mmF2.8にて 手持ち1/4秒@ISO6400

これは映像エンジンの進化によるものですが、その一方でやはり、天体から来る光量というかフォトン数は限られています。
今後は、有機CMOS3層センサによる、デジタルカメラのより一層の進化は望めるものの、やはりもともとの被写体からの光(フォトン数)というのは限られているわけですから、どんなに優れたセンサが出てきたとしても、総露出時間は変わらないだろうと考えています。
つまり、1枚あたりは短時間露光でもOkで、オートガイドなんて不要になるにしても、超多数枚が必要で、一つの天体写真を完成させる為に必要な露出時間は短くなることはないかな、という気がしています。
シリコン陣営では、ブラックシリコンに数年前から期待はしているのですが、ブラックシリコンイメージセンサ、出てこないですねぇ・・orz
有機三層CMOSの場合は、波長特性は有機膜で制限かけられてしまいそうですから、この場合、赤外カット改造デジタル一眼レフカメラなんてのは存在しなくなってしまうかもしれません。
とはいえ、2014年現在のデジタルカメラのHα透過特性は、決して悪いものではないので、通常の明るめの散光星雲を撮影する限りでは問題はなさそう。
あとは、ライカM(モノクローム)を始めとして、それに続く、Sonyαモノクローム(?)等、モノクロセンサのデジタル一眼カメラで、赤外カットフィルターの有無(赤外写真の需要を考えれば無しで良いと思いますが・・)が気になりますね。
モノクロ一眼カメラが、現行の冷却CCDカメラキラーになる可能性が非常に高い気がしています。

産業用としては、10年ほど前に台頭してきたEM-CCDカメラも、現在では極微弱光領域の一部を除き、sCMOSに置き換われつつあります。
さらに極微弱光では、イメージインテンシファイアが使われていますが・・・
CMOSが、イメージセンサの主流(もともとイメージセンサとして開発されましたしね。CCDはもともとはメモリ)となるのではないでしょうか。
Kodakのセンサ部門売却もあり、冷却CCDカメラ陣営としては進歩が見込めない点がやや不安ではあります。
この10年で、SonyからはExViewHAD CCDⅡセンサの様な、より高感度なセンサの提供はありましたが・・・
できればAPS-Cサイズ無いし、フォーサーズセンサであればなお良かったのですが・・・
顕微鏡イメージング用途として考えれば1インチセンサは、実に良いサイズです・・・。

次の10年でどれだけの進化があるか、判りませんが、アマチュアでもハッブル宇宙望遠鏡並の写真が手に入れられる時代になっていると、また楽しいなと思います(・・・無理か! ^^;)

イメージセンサの圧倒的な進化は難しいと思えますが、10年後にはアマチュアが自分の望遠鏡を宇宙に打ち上げる時代になっているかもしれませんね。
重力の井戸の底の呪縛を断ち切れば、それだけでもまた1段とアマチュア天体写真の画質は向上するでしょう。

CCD元年!30年となる10年後は果たしてどうなっているのでしょうね~  +(0゚・∀・) + ワクテカ...

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コメント

No title

CCDの歴史にオンタイムで関わられ、すごいレポートで、楽しく読まさせていただきました。
マイコンを、キットで作っていたころから、タブレットまでの展開もあり、いろんな変化を体験してますよね。
この経験を、伝えていくのも、大事ですね。

No title

CCD元年から20年も経ってるんですね。
私が仕事で画像処理を多用する様になったのも
それぐらいだった様な気がします。
使えるCCDが増えてきたのがきっかけでした。

No title

CCD元年の当時から使い始めているから、すごく読みがいのあるレポートですね。CCDだけではなく、OLG100がコメントされているようにマイコンの変遷もそうだし、この時代からあらゆるものの電子化、デジタル化が進みましたね。
でも、ふとアナログ時代はよかったなぁと懐古してしまうことがままあります。

No title

とても読み応えのある詳しいレポート有難うございます!
PCは最初から知っていますが、天文分野のCCDの変遷については10年経過後辺りに戻って来たのでとても勉強になりました。
こういう蓄積があるからUTOさんの様々な手法が生まれて来るんですね。

No title

この号の記憶が全くないです。
わたしもST-4をもっていましたが、もっぱらガイドカメラでした。
CCD ASTRONOMYという季刊誌がアメリカS&Tの別冊として出版されたのも1994年です。
このころから記憶があまりないのは天文活動をあまりしていなかったからでしょう。
さて、CCDは今後どうなるか興味があります。
軍事目的に必要でしょうからよりいい素子が安価に出てくるのを期待したいです。

No title

ものすごい力の入った解説。読み入りました。「CCD元年」の号は自分も捨ててないと思うのですがねえ…。確か表紙は日周運動の画像でしたよね。

この号で、冷却CCDのパイオニア。岡野邦彦さんらが訪れている「ハイランドアカデミー奈良原」は、うちから車で15分のところにあるんですよ。ここの60センチRCはよく覗きに行きましたが、いまはお蔵入りになっていて残念な限りです。

No title

私は天体撮影を再開してから6年程度なので、記載されている事の大半を知りませんでした。興味深く読ませて頂きました。ありがとうございます。機材の進歩は有難いのですが、出来れば懐との関係が良好であることを願いたいものです。

No title

utoさんこんにちは。確かにCCDの開発は止まっていますね。 職業柄、開発の止まったものには興味がないのがデジイチにこだわる第一の理由です。 今は、同じSN比を得るために必要な時間はCMOSのほうが短くなっているような気がします。 まぁ最後はフォトン揺らぎですが、これはutoさんと同意見です。 こればかりは神様にでもならない限りどうしようもないですから。 でもでも今度のEXPEED4よさげです。 EXPEED3のDfより4のD5300のほうが滑らかとのNet上の話題が、でもでも、このクラスは個体に当たり外れがあるのでなんとも・・・判断はD4sが出てからですかね。
また、言われるようにモノクロデジイチが出れば、天体用途としてのCCDの寿命が尽きるような気もします。 遊び心満載のNikonDfですから、もう一歩遊び心を!EXPEED4搭載モノクロバージョンを待っています。 でないかなぁ・・・・無理かなぁ、モノクロ用の画像エンジンを作るほど暇じゃないと言われそう。

3月4日に伺います。時間は未定ですが、午後なら夜食事でもしましょう。 ピクトロとPro1のプリント持って行きます。

No title

OLG100さん、こんにちは~
マイコンほど大きな変化ではありませんが、ディジタルカメラの変遷も楽しいですね。ST4時代は、富士フィルムとNikonで、縮小光学系を内蔵したFUJIXブランドのカメラもありました(記録はPCカード型のHDDだったかと)
天文雑誌でも、ほんのちょこっとだけですが、取り上げられた様な、どうだったかなぁー・・

そうですね、経験や体験を伝えていくことって凄く大事だと思います。
今は、ブログやSNSなどで、発信できる場も増えてますしね!

No title

かいなおさん、こんにちは~
CCD元年から、20年です。画像処理の普及も後押ししてくれましたよね~
画像処理自体は、やっぱりMacintosh、Windows3.0が普及した1990年代前半頃から、花開きましね。
天文雑誌でも、電子暗室と呼んでもてはやされていました。

No title

いーぐるさん、こんにちは~
CCDもいろいろと変わってきて、今は、ガイドカメラ用のリーズナブルなカメラもありますね。ASI120MMなんて、3万円ちょっとでしょ、、これ、1995年頃なら同じ画素数のカメラを買おうと思ったら、50万円以上出さないと買えなかったんですから・・・

そうですね、ほんとあらゆる物がデジタル化・電子化されましたね!
SUICAとか今じゃ当たり前だけど、20年前にはなかったですものね~
ケータイ電話もなかったか・・ポケベル全盛期かしら・・
技術の進歩で便利になった反面、製品寿命も短くなり、忙しくなりましたね。

No title

元栗畑の住人さん、こんばんわ。
おぉ!ぜひ、3/4お会いしたいですね!!
Pro1とピクトロの比較、楽しみです。

こないだの新年会の時に、yamatomoさんやGENTAさん、naokiさんたちと元栗畑の住人さんのところに遊びに行きましょう!と話をしていました。
年度末は忙しいことから、たぶん、暖かくなった4月になると思いますが、みんなで押し掛けたいと思っていますので、そちらの方もよろしくお願い致します m(_ _)m

No title

CCDの歴史、素晴らしいです。今は色々選べて良い時代ですね

No title

シュミットさん、こんにちは~
CCDの黎明期の頃は、ほんと、試行錯誤でしたからね~
でも、いろいろと創意工夫が楽しかった時期でもありました。

こうして振り返ってみると、今はほんと、多種多様なカメラが入手しやすくなっていい時代ですよね。
撮影法・処理方法は確立しつつあるので、その部分での工夫の余地も少なくなってきている(画一化しつつある)のが少し残念ですが・・・

No title

NGCさん、こんにちは~
ST4、ボクがオートガイダーとして使ったのは結構後で、ボクの方は専らイメージングとして使ってました (^^ゞ
CCD Astronomy誌も1994年だったのですね!
この頃は、大学天文連盟の方でも、使っている方がいましたし、大学の図書館には画像処理の資料も沢山あるし、当然、大学生なので、時間もあるし、で、凄く環境に恵まれていました (^^ゞ
まぁー、もーちょっと勉強していたら良かったなーとは思いますケド・・(; ̄ー ̄A アセアセ・

小さなCCDに、対象を乗せるのが難しくって、2時間探して諦めかけた時に、画面端に入ってきたりなんてなこともありましたよ。その後はGA-4による目視ガイドなんだから、今とは隔世の感がありますね。
よくもまあ、頑張ってたなぁ~と思っちゃいます。

軍事目的かぁー・・でも、高速応答性、ダイナミックレンジ、高感度化・・なんかどれをとっても、CMOSが優位な様な。
極微弱光領域だと、CCDによる超秒露光や、電子像倍型CCDなど、有利な面もありますが・・・先行きがちょっと心配です。

No title

こもロハスさん、こんにちは~
表紙はちぎれてしまったらしく(^^ゞ、めっからなかったのですが、確かに、ちょっとマゼンタがかった空の日周運動だったような・・。

あらー、ハイランド奈良原の60cmはお蔵入りなんですかー・・・残念ですね。

No title

sora-canさん、こんにちは~
こちらこそ、読んで頂いてありがとうございます。
もうちょっといろいろと書きたかった面もあったのですが、ST8300とかの8300系のカメラとか、それまでの小さなチップの冷却CCDカメラとは一線を画すものでしたし・・
仰る通り、機材の進歩はありがたいのですが、フトコロに厳しいとツライですよね~
お互い、比較的廉価な機材で頑張れるところまで、頑張りましょう!

No title

元栗畑の住人さん、再び、こんにちは~
そうなんですよ、ExViewHAD2センサなどは出てきましたが、Kodakの方が売却されたせいもあるのでしょうが、魅力的な製品が出てこないですね、、(´・ω・`)ショボーン
KAF402MEが出た時はワクワクして、自分でCCD買って、ST7Eに載せ替えちゃったりしたものですが・・

デジカメの進歩は凄まじいですね。センサの向上もあるのでしょうが、やはり映像エンジンの進化が大きいですね。
D4sもソチ五輪の前には登場でしょうかね~?
モノクロ一眼、どうもSonyがやりそうな噂がありますね。
リーズナブルな価格だったら・・(゚A゚;)ゴクリ
Nikon Dfも素晴らしいカメラだと思いますが、似た路線なら、個人的には、フジのX-T1の方に興味が・・(^^ゞ
でも、レリーズ穴が無さげなので、安心して見送れます (; ̄ー ̄A アセアセ・

huqdogさんが上の記事に書いてくださった、X-E1のIR改造はヤバイなぁ・・
・・やってみたくなりそうです。

3/4はぜひお願いします m(_ _)m
仕事が立て込む時期ですが、調

No title

yukkun_sakuraさん、こんにちは~
ほんと、今は、リーズナブルで、いろいろなカメラがありますよね~
ASI034MCをお使いなのですね!
昔は、このクラスのカメラは、BJ-30Cですが、お値段はやっぱり26万円もしましたですよ、、、

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プロフィール

UTO

Author:UTO
子供の頃、図鑑で見たパロマー天文台の天体写真に憧れて、天体写真を初めて幾星霜・・
デジタルカメラの進歩によって、当時のパロマ天文台の写真を超える天体写真がアマチュアでも撮れる時代になりました。

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