Wer sich mit dem Thema CCD-Fotografie beschäftigt, kommt früher oder später nicht um das  Thema des Flatfields herum. Diese werden benötigt um die durch die optischen Elemente in der Aufnahme induzierten Fehler zu korrigieren. Hierzu zählen Vignettierung oder auch Staub auf Filtern oder dem CCD selbst. Ein Flatfield wird gewonnen indem man die Optik auf eine gleichmäßig helle Fläche richtet und dann so belichtet, dass die Pixel etwa 30-50% Sättigung erreichen. Auf die genauen Hintergründe der Flatfieldkorrektur möcht ich an dieser Stelle nicht genauer eingehen. Hier möchte ich auf entsprechende Literatur oder diverse Quellen im Internet verweisen.

Wie erwähnt benötigt man zur Erstellung eines Flatfields eine gleichmäßig helle Fläche. Dies gestaltet sich jedoch meist recht schwierig. Häufig werden Flatfields in der Dämmerung gegen den Himmel im Zenit gewonnen. Dies hat jedoch ein paar entscheidende Nachteile. In der Dämmerung ändert sich die Helligkeit des Himmelshintergrundes meist sehr rasch, so dass Aufnahmen mehrerer Flatfields alle unterschiedlich belichtet werden. Außerdem kann es vorkommen, dass die Himmelshelligkeit unter die Sternhelligkeit sinkt. Damit werden Sterne auf dem Flatfield sichtbar, die dann zu dunklen Stellen bei der Korrektur führen. Diese Flats sind dann unbrauchbar.

Aus den Erläuterungen im vorigen Abschnitt wird ersichtlich, dass hier eine andere Lösung zur Erzeugung von Flatfieldaufnahmen gefunden werden muss. Als Lösung wird der Bau einer sogenannten Flatfieldbox empfohlen. An diese können die folgenden Grundanforderungen gestellt werden:

• Homogene Helligkeitsverteilung über die gesamte Fläche

• Ausleuchtung über das ganze sichtbare Spektrum

• Geringer Preis

• Leichtes Gewicht

• Batteriebetrieb damit die Box auch feldtauglich ist

Für den Bau meiner Flatfieldbox habe ich Styroporplatten 1000x500x30mm verwendet. Als Beleuchtungsquelle verwende ich eine batteriebetriebene Campinglampe mit 36 LED (24 LED im Außenring, welche schräg angeordnet sind und 12 LED im Innenring). Als Diffuser habe ich Transparentpapier und eine polierte Opalglasscheibe 300x300x3mm verwendet. Nach mehreren Testreihen hatte ich die richtige Lösung der Tiefe der Box sowie den Abstand von Lichtquelle zu den  Diffusern gefunden. Die fertige Box hat nun die Maße von 45 x 45 x 45 cm. Der erste Diffuser mit Transparentpapier befindet sich in einem Abstand von 15 cm zur Lichtquelle und der zweite Diffuser mit einem Abstand von 30 cm zur Lichtquelle. Gewicht der Flatfieldbox ca. 1,5 kg. Der Preis der Flatfieldbox kommt insgesamt aller Materialien auf ca. € 25,-

Materialliste:  
5 Stück Styroporplatten 1000x500x30mm
1 Stück Styroporplatte 1000x500x20mm Montagekleber für Styropor
Campinglampe - Batteriebetrieb mit 4 Stk. "AA" 1,5 Volt (Fa. Conrad) Transparentpapier A3
Poliertes Opal Acrylglas 300x300x3mm (Fa. Acrylplex, Favoritner Gewerbering 3, 1100 Wien)
Styroporschneidegerät
Powerstripband 50m - zum Schutz der Kanten und vor Feuchtigkeit

Die Innenöffnung der Flatfieldbox ist quadratisch um genügend Ausleuchtung am Rand durch die eckige Form zu erhalten. Die Box wurde zusätzlich mit einem Powerstripband verklebt um sie vor Feuchtigkeit zu schützen und um nicht andere Hobby-Astronomen bei der Gewinnung der Flatbilder im Freien zu blenden.

Flatbild mit der Meade DSI II Pro
 Gut zu erkennen wie viel Schmutz (Staubpartikel) sich im System versteckt (Kamerachip, Filter, Schmidtplatte, Tubus etc.) Die Flatfields stammen aus der Fotoserie für M3 und nach Dark-, Bias- und Flatabzug ist kein einziger sogenannter Donut mehr zu sehen (siehe Galerie - Sternhaufen - M3).
 

Belichtungszeiten für Flatfields mit dem H-Alpha Filter halten sich auch hier eher kurz (im Sekundenbereich).

Großen Dank an meine Astro-Kollegen Günther Petz und Martin Helm beim Gelingen des Projektes Flatfieldbox, jeder hat seinen Wissen eingebracht, um ein positives kostengünstiges Ergebnis zu erreichen.

Who concerns itself with the topic CCD photography, does not come around sooner or later around the topic of the Flatfields. To correct this necessarily around the errors induced by the optical elements in the admission. For this vignettation or also dust on filters or the CCD counts. A Flatfield won by one the optics toward an evenly bright surface directs and then in such a way exposed that the pixels reach about 30-50% saturation. On details do not background the Flatfieldkorrektur moecht I here are more exactly received. Here I to appropriate literature or various sources in the InterNet would like to refer.

As mentioned one needs an evenly bright surface for the production of a Flatfield. This becomes however usually quite difficult. Frequently Flatfields in the dawn are won against the sky in the zenith. This has however a few crucial disadvantages. In the dawn the brightness of the sky background changes usually very rapidly, so that photographs of several Flatfields all are differently exposed. In addition it can occur that the sky brightness sinks under the starbrightness. Thus stars on the Flatfield become visible, which leads then to dark places with the correction. This Flatfield is then useless.

From the explanations in the previous section it becomes evident that another solution must be found here for the production by Flatfield exposures. As solution the building of a so-called Flatfieldbox is recommended. Against these the following basic requirements can be placed:

• Homogeneous brightness distribution over the entire surface

• Illuminating over the whole visible spectrum

• Low price

• Low weight

• Battery operated for outside use

For the building of my Flatfieldbox I used polystyrene plates 1000x500x30mm. As lighting source I use a battery-operated camping lamp with 36 LED. As diffuser I used tracing paper and an polished opalglass 300x300x3mm. After several test rows I had found the correct solution of the depth of the box as well as the distance from source of light to the diffuser. The finished box has now the measurements of 45 x 45 x 45 cm. The first diffuser (tracing paper) is in a distance from 15 cm to the lamp and the second diffuser (opalglass) 30 cm. Weight of the Flatfieldbox approx. 1.5 kg. The price of the Flatfieldbox comes altogether all materials to approx. € 25.-

The interior opening of the Flatfieldbox is square to bring sufficient illumination at the edge by the angular form. I have covered the box with a Powerstrip tape to save it from the humidity also not to disturb other hobby-astronomers  that shine through the polysterine plates.

Flatfield with the Meade DSI II Pro
 It can be seen very clear how much dust (particels) are hidden in the system (camerachip, filter, schmidtplate, tubus etc.) The Flatfields are from the photosession for M3 and after dark-, bias- and flatreprint is no any Donut be seen anymore (see Gallery - Star Clusters - M3).
 

Exposure times for Flatfields with the h-alpha filter keep themselves also here short (within the second range).

Many thanks to my astro-colleagues Guenther Petz and Martin Helm with the success of the project Flatfieldbox, everyone brought in its knowledge, in order to achieve a positive economical result.