Lichtstarke Vollformat-Kamera Sony A7S      für Naturbeobachtung abends und nachts

Die 2014 von Sony begonnene Alpha 7 S - Reihe (I - III) hat mit 12 Megapixeln für eine Vollformatkamera nur wenig Bildpunkte, aber eine hohe Lichtempfindlichkeit. Ein nachträglicher Ausbau des Infrarotfilters erhöht die Helligkeit nachts noch einmal um etwa das Dreifache.  Wenn etwas Restlicht von Mond oder Lichtreflektion der Wolkendecke (Großstadtnähe) vorhanden sind liegt die Auflösung der A7S schnell über der eines Nachtsichtgeräts Gen. II (Röhrengerät). Bei YouTube ist dazu ein interessanter Vergleich zu finden: https://fstoppers.com/gear/can-sony-a7s-ii-compete-against-military-grade-night-vision-297099

Vollformatkamera Sony A7S mit offenem Bildsensor. Bild rechts: Ausgebauter Infrarotfilter

Bei Nutzung der Sony als Restlichtverstärker sind einige Besonderheiten zu berücksichtigen.
Zunächst ist der vor dem Bildsensor angebrachte IR-Filter von einem Fachmann auszubauen. Es handelt sich um keinen 'Astroumbau'. Nach Demontage des Filters wird nur eine reflexmindernde Glasscheibe als Schutz des Sensors und zum Erhalt des Abstandsmaßes für das Objektiv eingesetzt. Qualifizierter Umbau wird u.a. von http://www.astro-modifikationen.de ausgeführt. Danach kann die Kamera mit einem einsetzbaren Filter-Clip (UV, IR) wieder als normaler Fotoapparat genutzt werden. Mit Einsatzfilter in einem Teleskop-Okular kann sie auch als Astrokamera verwendet werden.

Video-Standbild bei Nacht: Feldrand mit Straße. Objektiv: Schneider Kreuznach, Xenon 2/120 adaptiert auf c-mount mit c-mount-Adapter auf Sony E-Mount Anschluss (kreisförmiger Bildausschnitt)

Im Low Light Bereich entscheiden schon geringe Unterschiede bei Kameraeinstellung und Objektiv über Verwendbarkeit oder Unbrauchbarkeit. Hier einige Vorschläge zur Kamera-abstimmung. 

 

Die Videofunktion bietet das beste Sucherbild und eine gute Möglichkeit das Gesehene bei wenig Licht auch aufzunehmen. Für Low Light ist das leistungsfähigste Videoformat wohl XAVCS mit 50P, 50M (SD-Karte 64 GB, Class 10 erforderlich). Sinnvolle Video-Belichtungseinstellungen für wenig Licht sind 1/30 bis 1/10 Sek. und ISO 20000 bis 128000. 

Sony A7S mit Objektiv Cyclop 85 mm, f1.5, mit Adapter M42 auf Sony E-Mount. Das lichtstarke Nachtsicht-Objektiv hat keine Blende und ist relativ schwer

Weitere wichtige Funktionen sind Weißabgleich und Fotoprofil (PP1 - PP7). Optimale Einstellung hängen von Lichtverhältnissen und Objektiv ab. Es empfiehlt sich die Einstellungen einfach durchzuprobieren. Hilfreich zur Kontrolle des Bildrauschens der  Weißabgleich-Stufen und Fotoprofile ist die Zoomfunktion bzw. Fokusvergrößerung (bis 4-fach). Der Zoom hilft auch beim Scharfstellen. Ein Weißabgleich auf ein farbneutrales Bild ist zwar annähernd möglich, verursacht aber erhöhtes Bildrauschen und Verluste bei Kontrast und Helligkeit. D.h. die Bilder bleiben wegen des fehlenden IR-Filters und erhöhtem Infraroteintrags  leicht rötlich.

Nachtfoto auf Stativ mit Objektiv 50 mm, f1.7, Blende 5,6, Iso 5000, 5 Sek.

 

Nachtfoto bei Vollmond, 50mm, f1.7, Iso 65535, 1/40 Sek., RAW-Datei

Sinnvoll ist die Anzeige von 'Auto' oder 'Monitor' auf 'Sucher' zu stellen, alle überflüssigen Suchereinblendungen auszuschalten und für den Sucher hohe Auflösung und höchste Helligkeit zu wählen. Alternativ kann auch ein Sucher-Aufsatz mit 2 - 3-facher Vergrößerung  für den Monitor verwendet werden. Das ergibt ein etwas größeres, helleres, aber auch 'pixeligeres' Bild.

Nachtfoto bei Vollmond, 50mm, f1.7, Iso 64000, 1/30 Sek., RAW-Datei

Für den E-Mount Anschluss der Sony gibt es eine Vielzahl preiswerter Adapter mit denen auch viele ältere Objektive unterschiedlicher Hersteller angeschlossen werden können, bis hin zu C-Mount-Optik. Die Low Light Eignung liegt meist im Bereich Öffnungsverhältnis f 0.95 bis f 2.00 und  Brennweite 50 mm (1-fache) bis 200 mm (4-fache Vergrößerung). Bei Aufnahmen mit Stativ sind natürlich auch andere Optiken verwendbar.

Video-Standbild, nachts im Wald mit IR-Strahler Laser 850 Nm (kreisförmiger Strahl)

Für Natur- und Tierbeobachtung ist eine Mindestvergrößerung von 2-fach bis 4-fach empfehlenswert. Die Zoomfunktion der Sony ist nur bedingt einsetzbar. Wegen der geringeren Auflösung bei Nacht verschlechtert sich das Bild schnell, so dass Zoom nur bis etwa 1,7x sinnvoll erscheint. 

Video-Standbild, nachts in Ortsnähe. Die Auswahl von manuellen Einstellungen zu Empfindlichkeit (Iso), Weißabgleich, etc. geben einen Anhaltspunkt für den gewünschten Arbeitsbereich der Kamera. Tatsächlich führt die Kamera ein 'Eigenleben' und regelt vielfach selbstständig nach, auch mit Änderungen in Empfindlichkeit und Auflösung des Bildes

Es besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen Objektiven für Kameras und für Nachtsichtgeräte. Kameraobjektive benötigen einen gewissen technischen Aufwand für optimale Abbildungen bei allen Lichtverhältnissen. Nachtsichtobjektive sind auf  Helligkeit und Kontrast in der Dunkelheit (IR-Bereich) ausgelegt und haben oft kleinere, weniger genormte Geräteanschlüsse. In Kameraobjektiven sind mehr Linsen, meist 5 - 10 Gruppen (10 - 20 Luft-Glasübergänge) verbaut. In Nachtsichtobjektiven sind meist nur 2 - 4 Gruppen (4 - 8 Luft-Glasübergänge) ohne Blende vorhanden. Nachtsichtobjektive haben den Vorteil, dass sie bei vergleichbarem Öffnungsverhältnis und Brennweite meist heller und leichter sind. Die Qualitätsunterschiede bei diesen Objektiven sind jedoch groß. Die Angaben der Objektivhersteller sind hier nur eingeschränkt aussagekräftig. 

Nachtfoto bei Vollmond, 120mm, f2.0, Iso 32000, 1/40 Sek.

Auch bei normalen Foto-Objektiven kann es bei gleichem Öffnungsverhältnis und Brennweite große Differenzen in Konstruktion, Vergütung, Glasqualität und Lichttransmission geben. Es empfiehlt sich  Objektive bei wenig Licht und gleich niedriger Belichtungszeit / ISO miteinander zu vergleichen. Dabei zeigen sich schnell Unterschiede.

Video-Standbild mit Cyclop 85mm, f1.5, nachts mit Gegenlicht von Großstadt im Hintergrund

Ein kostengünstiger Kompromiss zum Einstieg ist das russisches Cyclop f 1.5, 85 mm (M42 Anschluss) Nachtsichtobjektiv mit guten Low Light Eigenschaften und auch für Fotografen akzeptabler Abbildungsleistung.

Nachtfoto bei Vollmond, 50mm, f1.7, Iso 51200, 1/30 Sek., RAW-Datei

Vielleicht lässt sich sagen, dass die Sony A7S auch als Restlichtverstärker / Nachtsichtgerät verwendbar ist, sobald etwas Licht von Mond, Wolkenreflektionen oder Zivilisation da ist. Das Hauptproblem der Kamera ist, dass sie ohne IR-Filter  so empfindlich und leistungsfähig ist, dass tatsächlich Beobachtung, Videos und Fotos bei Nacht möglich sind, aber in dunkleren Nächten oder bei größeren Entfernungen dann  doch noch etwas Lichtempfindlichkeit und Auflösung fehlen. In helleren Nächten sind auch Teleobjektive 200 - 400 mm, f2.8 und guter Lichttransmission noch nutzbar, ggf. auch mit Reducer Lens / Speed Booster auf f2.8 reduziert.

Nachtfoto mit  120 mm, f 2, Iso 40000, 1/20 Sek., RAW-Datei, mit Lichtkegel von Fahrzeugen

 

Überraschend, wie Nachtfotos die normale Umgebung verfremden

Die Kamera hat einen aktiven HD-Ausgang mit dem das Sucherbild mittels Video-Card auf Smartphone (USB-Camera-App) oder auf einem Tablet angezeigt werden kann.

Sony A7S mit externem 5'' HD-Monitor, Sucher-Aufsatz und CZJ Sonnar 200 mm, f2.8 Objektiv. Der 4K hochauflösende Monitor ist gegenüber verkleinerndem Sucher und geringer auflösendem Kameramonitor (3'') eine enorme Verbesserung. Zusammen mit einer Abdeckblende der Monitorränder und fokussierbarer Monitorlupe entsteht ein erstaunlich scharfes und helles Bild mit dem die Kameraleistung ausgenutzt werden kann. Der Bildschirm ist einregulierbar (Helligkeit, Kontrast, Sättigung) und wird an den HD-Ausgang der Kamera angeschlossen. Mit handwerklichem Geschick lässt sich mittels Käfigen und Gelenk eine stabilere Verbindung zwischen Kamera und Monitor herstellen.

Die 2014 erschienene Sony A7S ist inzwischen gebraucht für einen mittleren dreistelligen Betrag erhältlich. Das Nachfolgemodell, die A7S II ist etwas größer, schwerer und mit Bildstabilisator ausgerüstet. Das aktuelle Modell der Reihe, die A7S III hat einen  neuen Exmor R CMOS Backlight-Sensor mit etwas höherer Empfindlichkeit und reduziertem Bildrauschen. Auch Auflösung von Monitor und Sucher wurden verbessert.