Dossier : Matériel
La Caméra numérique SCR 200
Richard Chatel - Juin 1998
Cet article est tiré du numéro 11 de la revue Ccd & Telescope éditée par l'Association des Utilisateurs de Détecteurs Electroniques.
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Caractéristiques principales
- Capteur à transfert de trame (TC 255),
- pixels carrés de 10 x 10 microns
- image utile de 324 x 243 pixels
- Sensibilité maximale de 0.0005 lux / pas codeur pour une pose de 16.65 ms
- Conversion et transfert rapide jusqu'à 2 images/seconde en mise au point
- Convertisseur 12 bits adapté au capteur (66 dB)
- Refroidissement incorporé par module Peltier
- Ventilateur extérieur adaptable en option
Liaison avec l'ordinateur et le logiciel
- Liaison parallèle standard ou série (en option)
- Logiciel d'acquisition et de traitement, Editim Plus Lite sous windows
- Dispositif d'acquisition rapide pour la mise au point et le cadrage
- Format propriétaire EIP mais aussi FITS, RAW , TXT, etc…
- Affichage dynamique et simultané en tous modes, image, isophote, 3D, statistiques, coupe radiométrique
- Produit et logiciel supportés en Français et en Anglais
- Développement professionnel assurant l'évolution des produits
- En option : le suivi automatique, trichromie et mosaïque automatique
- Obturateur électronique donnant le 1/100e de seconde sans vibrations
- Dimensions : longueur : 45 mm, diamètre : 120 mm
- Poids : 700 g environ en fonction des options
- Alimentation unique de 12 volt CC
Le coin des spécialistes
Le capteur utilisé est un Texas Instrument TC-255 de 336 x 244 pixels à transfert de trame, possedant donc une zone image et une zone mémoire permettant de s'affranchir de tout obturateur mécanique et d'éviter ainsi toute vibration.
Quelques chiffres sur le capteur:
- Capacité pixels 62500 électrons.
- Dynamique 66 dB.
- Conversion 12 microVolts / électron.
- Efficacité de transfert 0.9995.
- Gamma 0.98.
- Bruit en simple échantillonnage: 62 électrons.
Description générale
A l'origine, cette caméra devait être distribuée sous deux modèles :
- La SCR200a - avec un module Peltier
- La SCR200b - avec deux modules Peltier
Il semble que seule la SCR 200 ait été commercialisée depuis maintenant un an.
C'est une caméra de bonne facture, se présentant sous la forme d'un boîtier cylindrique en aluminium anodisé noir de 120 mm de diamètre et de 46 mm d'épaisseur. Ses cotes sont crénelés pour assurer une meilleure ventilation de l'ensemble.
La face avant est équipée en standard d'une interface 42 à vis au pas de 0.75 mm correspondant aux bagues et accessoires T2 américains.
La fenêtre du capteur est fermée par un hublot et l'intérieur est rempli d'un gaz neutre sec (azote). Je n'ai observé aucun givrage ni condensation jusqu'à présent.
La face arrière comprend deux connecteurs :
- Un pour la liaison caméra ordinateur assurée par l'interface parallèle et un câble de 5 m (fourni en standard)
- Un pour l'alimentation de la caméra en 12 volts via un câble de 3 m (fourni en standard)
Entre ces deux connecteurs, un radiateur a été ajouté pour faciliter l'évacuation des calories (ce dernier n'est pas livré avec le matériel d'origine).
En option, un ensemble de refroidissement à air forcé vient se clipser autour de la caméra. Il n'est pas trop bruyant (pas plus que le ventilateur d'un PC) et ne semble pas provoquer de vibration. Je n'ai pas vérifié qu'il était débrayable comme le mentionne la publicité. En fait, une fois connecté à l'alimentation, le ventilateur fonctionne sans interruption. Il refroidit efficacement le corps de la caméra à l'exception de la face arrière, hors de portée du système de refroidissement, qui accuse un échauffement sensible non négligeable.
En option également, le bloc alimentation 220 V/12 volts régulé assurant l'énergie nécessaire à la caméra et au ventilateur.
- Poids de la caméra seule : 760 g
- Poids de la caméra avec ventilateur : 1150 g.
Logiciel d'acquisiton
Le logiciel fourni avec la caméra Editim Plus Lite fonctionne sous Windows 3.x et 95.
Il permet des acquisitions:
- avec un binning 1 x 1
- avec un binning 2 x 2
- avec un fenêtrage prédéfini (80 x 80 pixels)
- le choix entre une résolution 12 bits ou 8 bits (normalement réservé aux acquisitions plus rapides en focalisation)
Donc au total six possibilités différentes. A gauche, le binning
1x1, à droite, le binning 2x2 et au centre , le fenêtrage.....
Le tout, en 8 bits ou en 12 bits.
L'interface, très simplifiée aurait mérité d'être
un peu plus "professionnelle". j'ai apprécié de pouvoir intervenir
directement sur le temps de pose, par contre, les valeurs prédéfinies
sont inexistantes pour tout ce qui est inférieur à une seconde,
alors que les poses de 30 secondes et plus, nous le verrons plus loin, ne sont
d'aucune utilité.
Pour le refroidissement, le dispositif de commande de l'intensité du
courant à partir du logiciel n'est accessible qu'à partir du menu
de configuration.
Ce dispositif ne permet que deux possibilités:
- 0 (zéro) pour un refroidissement normal
- 1 (un) pour un refroidissement maximun
Aucun contrôle de la température n'est apparent.
Aucune possibilité enfin de contrôler le ventilateur depuis le
logiciel.
A titre indicatif, voici des tableaux donnant le courant d'obscurité dans différents cas de figure:
| Poses | Valeurs moy. en 8 bits | Valeurs moy. en 16 bits |
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| Poses | Valeurs moy. en 8 bits | Valeurs moy. en 16 bits |
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Ces tableaux montrent très nettement qu'en une seconde, le courant d'obscurité
occupe déjà la moitié de la dynamique. En 5 secondes la
caméra est saturée dans les deux premiers cas de figure.
Avec le refroidissement maximum , les résultats ne sont guère
plus encourageants, voir même inférieurs pour les poses les plus
faibles.
En résumé, la caméra n'est exploitable que pour des acquisitions
effectuées en des temps de pose inférieurs ou égaux à
une seconde, au delà, le courant d'obscurité devient trop important.
Seuls les objets suffisamment brillants seront accessibles (Lune, planètes,
etc...).
Les images prises en 12 bits sont transformées, de manière autoritaire,
en 16 bits. Mais lors de l'affichage, celui-ci se fera sur une plage comprise
entre 0 (Zéro) et +1 ( ou 0 et 32767 pour le PAP 97 et Qmips32). Cela
implique d'ajuster l'image de manière à
ce qu'elle puisse retrouver l'intégralité de la dynamique (entre
-1 et +1 ou, -32768 et 32767).
Sous QMIPS 32 ou le PAP 97, la plage de lecture se fera entre 0 (Zéro)
et 32767 ( soit une image sur 15 bits).
Bref, une transformation difficile à gérer où le néophyte
se perd dans les dédales techniques de l'imagerie électronique..
Quid des interpolations pour passer de 12 à 16 bits ?
Le logiciel, dans sa version "Lite" dispose de quelques fonctions telles que :
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Représentation graphique de l'intensité lumineuse |
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Mais pas de prétraitement automatique, pas de masque flou, pas d'addition automatique d'une pile d'images.... Toutes ces opérations ne sont possibles que par un enchaînement manuel des commandes.
L'acquisition des images 12 bits ou 8 bits se fait dans un format propriétaire (EIP) obligatoire pour utiliser les fonctions de traitement précitées. Cependant l'enregistrement dans un autre format (FITS en particulier) est possible…
La visualisation des seuils sous forme de graphique est tout simplement géniale.
Quelques regrets cependant :
- la fonction Undo (défaire) est limitée à la dernière image (il faut penser à dupliquer l'image avant de la traiter).
- Les informations stockées avec l'image ne comprennent ni la date, ni l'heure de début ou de fin de pose, ni le temps de pose.
- Les statistiques sont données avec la précision du 1/256e pour les images 8 bits et une précision du 1/32768e pour les images 16 bits.
- le manuel est peu ou pas explicite pour toute personne étrangère aux manipulations d'imagerie numérique. Il se limite à une simple description ou énumération des commandes sans en expliquer clairement le fonctionnement ou les résultats escomptés....
- enfin et surtout, la transformation systématique des images 12 bits
(0 à 4092) en 16 bits (- 32728 à 32727 ou – 1 à +1 sous
Editim Plus Lite) se traduit par la perte momentanée de la moitié
de la dynamique de l'image à l'affichage (0 à 32727 ou 0 à
+1 dans Editim). Il est alors nécessaire d'intervenir à chaque
opération pour rendre à l'image toute son intégrité
à l'aide de la commande ajuster. En mode d'acquisition
rapide et continu, cela peut s'avérer inexploitable (images surexposées
voir totalement blanches) et implique de réserver ce mode aux seules
acquisitions faites en 8 bits (qui est le seul mode correctement transmis
à l'affichage).
Résultats :
En planétaire, le capteur à transfert de trame permet des temps d'acquisition très courts (jusqu'à 0.01 s). Les pixels carrés de 10 microns permettent des images pouvant supporter un agrandissement important…. Les résultats sont très satisfaisant
B/ Imagerie en ciel profond
La caméra, ici, s'est avérée décevante. En moins de 5 secondes de pose et par une température ambiante de 20°C, le capteur est à la limite de la saturation.
Seules les étoiles les plus brillantes sont accessibles. Les étoiles captées dans le champ (déjà très petit) de la caméra sont donc peu nombreuses, voir inexistantes (par rapport à la ST 7 par exemple où la magnitude 15 est atteinte en 15 à 20 s).
Cependant, Michel TESSIER (Synonyme) travaille actuellement à améliorer le système de refroidissement. Cela devait permettre, à n'en pas douter, dans un avenir proche, de capter les plus beaux objets de notre ciel.
Conclusions :
- obturateur électronique
- pixels carrés de 10 x 10 microns
- convertisseur 12 bits (bien pour un début)
- le prix (aux environs de 8.000,00 F )
- c'est un produit français
- faible champ du capteur
- refroidissement insuffisant
- interface d'acquisition peu conviviale
- courant d'obscurité important
- transformation des images 12 bits en images 16 bits
Les points négatifs :
SYNONYME Conseils & Réalisations
20 bis, rue Sibuet - 75012 PARIS
Tél: 01.43.45.47.28 - Fax: 01.40.19.98.10
E-mail: synocom@worldnet.fr
