Infrarot für Einsteiger: gute Zusammenfassung (finde ich)

[wurzelwaerk]

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vor einer Stunde schrieb Taloan:

Unbedarfte Frage: IR Fotografie ist ja gleichzustetzen mit Wärmebildtechnik, oder?

Nicht ganz: https://de.wikipedia.org/wiki/Wärmebildkamera
Anderer Frequenzbereich, andere Optiken, andere Wandler/Sensoren... 

[mjh]

vor 1 Stunde schrieb Taloan:

Unbedarfte Frage: IR Fotografie ist ja gleichzustetzen mit Wärmebildtechnik, oder?
Macht es denn nicht gerade den Reiz der IR Fotografie aus, die unterschiedlichen Materialien und ihre ausgetrahlte Wärme "sichtbar" zu machen, die sich doch von den für uns sichtbaren Faben zum Teil unterscheiden müsste? Also im Farbfoto Hell/Dunkel muss ja nicht unbedingt gleich warm/kalt in IR-Sicht bedeuten.

Nein, das sind zwei ganz unterschiedliche Aufnahmetechniken. Bei der Infrarotfotografie geht es ausschließlich um das sogenannte nahe Infrarot, also die Wellenlängen des Lichts, die nahe denen des sichtbaren Spektrums liegen. Dieses Licht verhält sich ein bisschen anders, aber insgesamt doch recht ähnlich wie sichtbares Licht, nur dass wir es eben nicht sehen. Zu den Unterschieden gehört der Wood-Effekt, der lebendige Vegetation weiß erscheinen lässt: Während die Blätter das für uns sichtbare grüne Licht reflektieren, andere sichtbare Wellenlängen aber absorbieren (aus diesen gewinnen die Pflanzen ihre Energie), sind die Zellen der Blätter für das nahe Infrarot durchsichtig. Es findet aber eine Totalreflexion an den Zellwänden statt, ähnlich wie an Schneekristallen oder Seifenschaum – oder der Schaumkrone auf einem frisch gezapften Bier. Mit Wärme hat das nichts zu tun, und wenn der blaue Himmel in IR-Aufnahmen dunkel erscheint, dann nicht so sehr, weil er kalt wäre – das ist er allerdings auch –, sondern weil er eben nur blaues Licht streut, aber kein rotes und erst recht kein infrarotes.

Wärmestrahlung hat noch einmal eine viel größere Wellenlänge als das nahe Infrarot, und wer zum Beispiel herausfinden will, wo die Wärmedämmung seines Hauses unzureichend ist, wird mit einer Kamera mit IR-Filter keinen Erfolg haben.

Nebenbeibemerkt: Man könnte spaßeshalber mal die Fernbedienung des Fernsehers (etc.) mit der Hand abdecken und länger auf irgendwelche Knöpfe drücken. Wird es warm, nur weil da eine IR-Leuchtdiode leuchtet? Tatsächlich erzeugt die LED keine Wärmestrahlung, ganz im Gegensatz zu einer Glühlampe, die einen großen Teil ihrer Energie als langwellige Wärmestrahlung abstrahlt.

bearbeitet 3. August von mjh

[gscholz]

Am 29.7.2025 um 13:19 schrieb hanshinde:

Das ist der erste Beitrag zum Thema SW-IR, der bei mir die Lust auf eigene Versuche geweckt hat – ein 720NM-Filter ist schon bestellt! Anschließend habe ich auch "unseren" IR-Thread [...] mit anderen Augen gesehen, auch wenn Farb-IR und ein Übermaß an "weißer" Vegetation nach wie vor nicht meins ist.

Ein IR-Filter mag ein kostengünstiger Einstieg in das Thema sein, neben der geringen Lichtausbeute hat er aber einen deutlichen Nachteil, der hier in diesem Faden noch nicht wirklich herausgearbeitet wurde. Er kann ja nicht den Frequenzbereich im nahen Infrarot zeigen, den ein umgerüstetes Gehäuse ermöglicht. Das macht bei der S/W-Landschaftsfotografie für mich einen enormen Unterschied aus, da letzteres nicht nur das stark gestreute kurzwellige Licht (Dunst) ausblendet, sondern auch erheblich mehr ungestreutes Licht auf dem Sensor liefert. Gerade bei Aufnahmen im Gebirge, wo ich meine Kamera am liebsten einsetze, bekommt man so eine erheblich verbesserte Fernsicht. In der astronomischen Fotografie nutz man diesen Fernsichteffekt in nochmals konsequenterer Umsetzung, siehe z.B. spektrale Ausstattung des James-Webb-Weltraumteleskops.

Hier mal einige Beispiele von mir, die sich ganz bewust nicht im Infrarot-Faden sondern im SW-Landschaftsfaden wiederfinden. In wie weit man Motive mit einem prominenten Wood-Effekt wählt oder nicht, hat man ja selbst in der Hand. So ist dieser Effekt bei Nadelhölzern nicht so ausgeprägt wie bei Laubbäumen, auch die Wahl der Jahreszeit hilft hier unter Umständen.

 

 

 

bearbeitet 4. August von gscholz
Wortwahl

[Ridley]

vor 2 Stunden schrieb gscholz:

Ein IR-Filter mag ein kostengünstiger Einstieg in das Thema sein, neben der geringen Lichtausbeute hat er aber einen deutlichen Nachteil, der hier in diesem Faden noch nicht wirklich herausgearbeitet wurde. Er kann ja nicht den Frequenzbereich im nahen Infrarot zeigen, den ein umgerüstetes Gehäuse ermöglicht.

Warum sollte das so sein????

[gscholz]

vor 28 Minuten schrieb Ridley:

Warum sollte das so sein????

Weil beim IR-Filter, der ohne Sensorumrüstung vor das Objektiv geschaubt wird, der IR-Filter des Kameraherstellers vor dem Sensor noch vorhanden ist.

bearbeitet 4. August von gscholz
präzisere Formulierung

[mjh]

vor 42 Minuten schrieb Ridley:

Warum sollte das so sein????

Das ist etwas verwirrend formuliert … Ein IR-Filter ist natürlich immer nötig, wenn man Infrarotaufnahmen plant, und das gilt auch für eine umgebaute Kamera.

Der Sensorchip ist prinzipiell auch für das nahe Infrarot und auch für UV-Licht empfindlich, aber beides würde bei der Fotografie im Bereich des sichtbaren Lichts stören. Deshalb haben Digitalkameras ein UV/IR-Sperrfilter vor dem Sensor, das die unerwünschten Wellenlängen unterdrückt. Wie dieses Filter realisiert ist, wird von den Herstellern meist nicht angegeben, und hier gibt es verschiedene Lösungen.

Canon beispielsweise verwendet ein Sandwich aus einem IR-Absorptionsfilter und einem dichroitischen Filter für UV und IR, das mit Interferenz arbeitet. Absorptionsfilter haben eine relativ flache Kennlinie, während dichroitische Interferenzfilter steilflankig sind. Das Absorptionsfilter absorbiert bereits im roten Spektralbereich, was in diesem Fall erwünscht ist, denn die Sensorchips sind für Rot besonders empfindlich und das Absorptionsfilter macht den Sensor daher etwas panchromatischer. Die Kombination beider Filter bewirkt eine sehr effektive Unterdrückung des nahen Infrarot, was die so ausgerüsteten Kameras für die IR-Fotografie weniger geeignet macht. Jedenfalls war das früher so; ob es für Canons aktuelle Kameras immer noch gilt, habe ich nicht überprüft.

Manche erinnern sich vielleicht noch an das IR-Debakel bei Leicas M8 (das ist jetzt 19 Jahre her): Bei den M-Objektiven kommen teilweise sehr flache Einfallswinkel des Lichts auf dem Sensor vor, was einen sehr flachen Sensorstapel und damit auch ein dünnes UV/IR-Sperrfilter erfordert. Ein dichroitisches Filter ist dünn, aber trotzdem winkelabhängig, was bei einer M problematisch wäre. Leica entschied sich deshalb für ein dünnes Absorptionsfilter, versäumte aber, rechtzeitig zu prüfen, ob es auch ausreichend wirksam war. Erst als die Kamera in den Verkauf kam, merkte man, dass das im Licht von Glühlampen (aber auch dem Sonnenlicht) enthaltene Infrarot immer noch vom Sensor registriert wurde. Das Ergebnis war, dass schwarze Textilien – viele, aber nicht alle – violett abgebildet wurden und andere Farben bräunlich verfärbt erschienen. Leica musste daraufhin UV/IR-Sperrfilter nachliefern, die man auf die Objektive schrauben musste. Beim Nachfolgemodell M9 baute Leica ein wirksameres Filter vor den Sensor, das etwas dicker war und darüber hinaus eine stärkere Absorptionswirkung hatte.

Die Canon-DSLRs einerseits und die Leica M8 andererseits verkörpern die Extreme der IR-(Un)Empfindlichkeit; die meisten Digitalkameras liegen irgendwo dazwischen. Wie es mit der eigenen Kamera steht, kann man leicht herausfinden, wenn man damit eine IR-Fernbedienung fotografiert, während man einen der Knöpfe drückt. Wenn die Leuchtdiode der Fernbedienung im Bild violett leuchtet, hat die Kamera noch eine Restempfindlichkeit für das nahe Infrarot, und je heller sie leuchtet, desto mehr. 

Schraubt man nun ein Filter vor das Objektiv, das Infrarot durchlässt, das sichtbare Licht aber teilweise oder ganz sperrt, ergibt das naturgemäß eine sehr unempfindliche Kamera: Erst filtert das Filter vor dem Objektiv das sichtbare Licht größtenteils heraus, dann das Filter vor dem Sensor den größten Teil des nahen Infrarot, und von den Wellenlängen dazwischen bleibt nicht viel. Man kann so zwar IR-Fotografie betreiben, benötigt aber lange Belichtungszeiten oder sehr hohe ISO-Werte und man muss mit starken Einschränkungen bei Livebild und Autofokus leben.

Abhilfe schafft es, den Sensorstapel zu zerlegen und das UV/IR-Sperrfilter auszubauen. Stattdessen muss man es aber zumindest durch ein Klarglasfilter gleicher Dicke ersetzen, damit sich die optischen Eigenschaften des Sensorstapels nicht ändern. Man kann das Sperrfilter auch durch ein IR-Filter ersetzen, das nur das nahe Infrarot durchlässt, und erhält dann eine reine IR-Kamera. Mit einem Klarglasfilter bleibt einem die Wahl, mit einem UV/IR-Sperrfilter vor dem Objektiv normale Aufnahmen zu machen oder mit einem IR-Filter Infrarot-Aufnahmen. Bei beiden Varianten ist eine so umgebaute Kamera im IR-Bereich sehr viel empfindlicher, so dass man damit wie gewohnt arbeiten kann: Sucher und Display zeigen gut erkennbare Bilder, der Autofokus arbeitet wie gewohnt und die Belichtungszeiten sind meist kurz. 

Aber, wie gesagt: Ein IR-Filter braucht man immer, wenn man Aufnahmen im nahen Infrarot machen will. Man hat lediglich die Wahl zwischen einem IR-Filter vor dem Objektiv oder einem vor dem Sensor.

bearbeitet 4. August von mjh

[wurzelwaerk]

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Ergänzend vielleicht noch:

Der Name „IR-Filter“ für beides kann wirklich verwirren, denn der eine (originale am Sensor) sperrt IR (und UV), der andere (am Sensor umgebaute oder vors Objektiv geschraubte) ist eigentlich ein IR-Passfilter, denn er lässt nur IR durch. 
Je nachdem, bei welcher Wellenlänge er auf macht, lassen sich verschiedene IR-Aufnahmen erzeugen. 

[mjh]

vor einer Stunde schrieb wurzelwaerk:

Der Name „IR-Filter“ für beides kann wirklich verwirren, denn der eine (originale am Sensor) sperrt IR (und UV), der andere (am Sensor umgebaute oder vors Objektiv geschraubte) ist eigentlich ein IR-Passfilter, denn er lässt nur IR durch. 

Ja, deshalb sollte man beim Filter vor dem Sensor von einem Sperrfilter (englisch „cut filter“) sprechen. Generell gilt ja, dass Filter nach dem benannt sind, was sie durchlassen – ein Rotfilter lässt rotes Licht durch und ein Grünfilter grünes; nach demselben Muster ist ein IR-Filter ein Filter, das Infrarot hindurch lässt. Dass die übrigen Wellenlängen nicht zu hundert Prozent unterdrückt werden, muss man nicht besonders betonen; auch bei den IR-Filtern ist es nicht so, dass Licht mit einer kürzeren Wellenlänge als der im Datenblatt angegebenen überhaupt nicht mehr passieren könnte.

[gscholz]

vor 1 Stunde schrieb wurzelwaerk:

Der Name „IR-Filter“ für beides kann wirklich verwirren, ...

Die Bezeichung ist hier absichtlich gewählt worden, um zum Mitdenken anzuregen (Hilfe zu Selbsthilfe so zusagen). Ich bin mir noch nicht ganz sicher, ob das durchgehend gelungen ist.

[Ridley]

vor 7 Stunden schrieb gscholz:

Weil beim IR-Filter, der ohne Sensorumrüstung vor das Objektiv geschaubt wird, der IR-Filter des Kameraherstellers vor dem Sensor noch vorhanden ist.

Hm ok. Das ist hinlänglich bekannt. 
mjh hats nochmal sehr gut zusammengefasst.

 

 

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