DSI Pro モッズ
DSI Pro を用いた天体測光の改造
Jeff Hopkins
Hopkins Phoenix Observatory
Phoenix, AZ
2006 年 9 月 5 日
概要
カラー版 Deep Sky Imager（DSI）では天体用のフィルター測光は行えませんが、DSI Pro なら可能です。本格的な観測を行うには、カメラにいくつかの簡単な改造を施す必要があります。具体的には、フィルタースライドをフィルターホイールに交換し、簡易なペルチェ冷却器（TEC）を追加します。これらの改造を施すことで、DSI Pro（および DSI Pro II）を使えば、光害のある郊外でも比較的小型の望遠鏡でプロ並みの天体測光が可能になります。本稿では、これらの改造方法と、このカメラを用いて BVRI CCD 測光を行うために必要な手順について解説します。
図 1 改造済み DSI Pro を Meade 12” LX200 GPS 望遠鏡に装着した様子
天体観測向けの CCD カメラ自体は 10 年以上前から存在していましたが、アマチュア市場で購入可能かつ扱いやすい CCD デバイスが普及したのはごく最近のことです。その先駆けとなったのがウェブカメラでした。一部の愛好家がこれに手を加え、驚くほど高品質な結果を得られるように改造しました。ウェブカメラは惑星、月、太陽など明るい天体の撮影に適していますが、深宇宙天体を撮るには追加改造が必要であり、それは多くのアマチュアにとってハードルが高いものでした。
しかし、Meade がカラー版 Deep Sky Imager（DSI）を発売したことで状況は一変しました。これでカメラ自体を改造せずとも深宇宙天体の撮影が可能になったのです。さらに、DSI シリーズに付属する AutoStar ソフトウェアも非常に優れており、カメラ単体の価格に見合う価値があります。ただし、ソフトウェアの品質がマニュアルを大きく上回っているため、習得にはある程度の努力が必要です。
関連: — 自動化、ビュー、共有可能なインターフェイスを備えた、実際のリレーショナル データベースの上にあるスプレッドシートのようなシンプルなインターフェイス。.
カラー版 DSI をフィルター測光に使用できない理由は主に二つあります。第一に、カラー版 DSI の CCD チップには RGB フィルターが内蔵されているため、標準的な測光システムに合致する適切な外部フィルターを見つけることが困難、あるいは不可能だからです。第二に、特に暖かい季節において問題となるのが、カメラが非冷却で周囲温度と同じ状態で動作する点です。
カラー版 DSI の発売直後、Meade はモノクロ版である DSI Pro をリリースしました。DSI Pro は本格的な CCD 測光を行うための優れた出発点となります。モノクロカメラであるため、RGB 用の 4 枚挿しフィルタースライドが付属しています（フィルターは別売り）。外部フィルターを組み合わせて DSI Pro を使用する利点は、モノクロカメラの方が感度が高く、解像度も優れていることです。
付属のフィルタースライドでも測光用フィルターを保持することは可能ですが、すぐに問題が生じることがわかります。測光用フィルターは高価であるにもかかわらず、スライド構造は開口部が大きく、ほこり、結露、指紋、傷などにさらされやすいためです。フィルターを安全に保持・保護するには、フィルターホイールの使用がはるかに適しています。
ショッピングの場合: — より広範なZohoスイートにプラグインするローコードアプリビルダーで、アプリごとではなくユーザーごとに価格が設定されます。.
最初のステップは、フィルタースライドホルダーを、カラー版 DSI で使われているようなロープロファイルのアダプタープレートに交換することです（図 2 参照）。これにより、スライド用の大きな開口部がなくなり、CCD チップまでの距離も短縮されます。このアダプターは ScopeStuff（http://www.scopestuff.com/）から 37 ドルで購入可能です。
注記: 元の 1.25 インチノーズピースも新しいアダプターと併用できますが、ノーズピースを使用するよりもフィルターホイールをカメラに近づけて取り付ける方が望ましいです。
元のスライドホルダーアダプターをロープロファイルアダプタープレートに交換するのは非常に簡単です。アダプターを固定している小さなプラスドライバー用のネジが 4 本あります。それらのネジと元のアダプターを取り外し、ロープロファイルアダプターとより短い新しいネジに交換します。
注記: カメラの四隅には六角穴付きネジが 4 本ありますが、これらはカメラ本体を組み立てているものです。この改造のためにこれらのネジを外さないでください。
図 2 オリジナルの DSI Pro（フィルタースライド付き）とロープロファイル／オリジナルアダプター
DSI Pro にロープロファイルアダプターを取り付けたら、次のステップとしてフィルターホイールを追加します。市場には 100 ドル未満からほぼ 1,000 ドルまでさまざまな製品がありますが、コストパフォーマンスに優れた選択肢として ATIK 製マニュアルフィルターホイールが挙げられます。これも ScopeStuff から 199 ドルで購入可能です。このフィルターホイールは作りが堅牢で、最大 5 枚の 1.25 インチねじ込み式フィルターを装着できます。
図 3 ATIK フィルターホイールと F/3.3 焦点距離短縮レンズを取り付けた改造済み DSI Pro
焦点距離短縮レンズ（フォーカーレデューサー）を使用する理由は、イメージャーの視野を広げるためです。これにより、目的の恒星や比較星を同一視野内に捉えるのが格段に容易になります。
測光を行うには専用のフィルターが必要です。DSI Pro および DSI Pro II 付属の RGB フィルターは測光用としては使用できません。CCD 測光では通常、紫外（U）、青（B）、可視（V）、赤（R）、近赤外（I）の 5 種類の測光フィルター（UBVRI）が利用されます。他にもフィルターは存在しますが、これが最も一般的です。メートル級の大型望遠鏡を使用するのでなければ、U フィルターはあまり役に立ちません。DSI Pro の CCD はその波長帯域に対して感度が低いためです。したがって、BVRI の 4 つのフィルターのみを使用することを想定してください。
フィルターを購入できる業者はいくつかありますが、Astrodon が提供する BVRI フィルターセット（309 ドル）は価格対性能比に優れています。詳細は Astrodon の Schuler UBVRI 測光フィルターページ（http://www.astrodon.com/products/product.cfm?CatID=4）をご覧ください。
DSI シリーズのカメラは周囲温度冷却方式を採用しています。夜間の気温が低い時期であれば良好に動作しますが、それでもホットピクセルを除去するためにダークフレームを作成し、各画像から減算する必要があります。しかし、アリゾナ州フェニックスの夏場には、真夜中であっても観測所の温度が華氏 100 度（約 38℃）に達することがあります。このような高温条件下では、ダークフレームを減算しても十分な効果を得られません。
DSI Pro への冷却装置の追加は、最小限のコストと改造でどこまで可能かを探る実験として始まりました。
注記: この冷却改造は DSI シリーズの全機種に適用可能です。
冷却を行うことでダーク電流が低減されるだけでなく、カメラの感度も向上します。
CCD を冷却する最も簡単な方法の一つが、ペルチェ冷却器（TEC）の使用です。TEC は非常に興味深いデバイスで、二枚の金属板の間に半導体を挟んだ構造になっています。両 plate に直流電圧を印加すると、一方の板が発熱し、他方が冷却されます。発生する熱量と冷却能力は想像以上に大きいことがあります。実験の際は過熱させないよう注意が必要であり、発熱側には必ずヒートシンクを取り付ける必要があります。また、効率的な熱伝導を実現するため、両方の板の表面にサーマルグリスを塗布する必要があります。
温度制御回路やセンサーがないことに気づく方もいるでしょう。これらを追加することも可能ですが、複雑さが増します。ただし、温度制御がないことは実際には問題ではありません。電源を入れて冷却を 15〜30 分間継続すれば、温度は安定します。正確な温度値自体は重要ではなく、安定した時点でその晩用の新しいダークフレームを取得すればよいのです。この手法は非常に効果的です。
部品としては以下を推奨します：
- 40 mm TEC（型番：PJT-7）＠ 14.75 ドル
- 12 VDC 3.5 A 電源ユニット（型番：PS-1231）＠ 15.85 ドル
- 12 VDC ファン付きヒートシンク（型番
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