problème de choix de caméra numérique pour filmer un écran d' un intensificateur de lumière...

[lambda 170]

Bonjour à vous.

 

Je viens vers vous pour vous demander conseil... encore...

 

Voilà, depuis quelques temps, je vous saoule un peu avec mes histoires d'intensificateurs.

 

Bon, à titre de résumé de ce que j'ai essayé de faire jusqu'à present:, c'était d'installer une camera (une WATEC 120 n+ avec un objectif "macro") en sortie d'un intensificateur (côté écran phosphore) afin d'en récupérer l'image et de pouvoir faire un peu d'intégration, tout en restant en "mode video" (donc cumuler des frames X2 ou X4, max, pour garder un minimum de fluidité d'images).

Ca marche, meme plutôt fort.

Je visualise l'image (astro, paysage nocturne, bestiole en sous bois....)  sur un viewfinder (petit écran monoculaire LCD en 640X480)

Mais:

- la résolution finale est vraiment pas terrible, beaucoup moins bonne que lorsque j'observe à l'oeil nu directement à l'oculaire de l'intensificateur.

- l'échelle dynamique du dispositif dans son ensemble n'est pas bien étendue, ça sature très vite.

 

J'ai retenté l'expérience avec à la place de la camera, un bridge de chez SONY.

Là,

- meme en utilisant simplement l'écran live-view du bridge, c'est beaucoup mieux niveau resolution et échelle dynamique. Je retrouve ce que j'observe à l'oculaire de l'intensificateur.

c'est peut-être meme légèrement plus lumineux et contrasté.

- Lorsque je fais des clichés, avec des poses de 1/4 de sec, sous 400 Iso (par exemple, ca va dépendre de ce que j'observe), en montage digiscopique, j'arrive à obtenir des clichés de scène avec PLUS DE DETAILS QUE CE QUE J'OBTIENS EN OBSERVANT A L'OEIL NU A L'OCULAIRE DE L'INTENSIFICATEUR.

 

du coup, j'aimerais bien trouver une solution pour obtenir en mode video (en integrant X2, X4 si nécessaire):

- une image video de bonnes resolution,

- avec une échelle dynamique étendue,

et

- contenant visible sur un écran une quantité d'informations substantiellement supérieure à ce que je peux voir à l'oeil nu à l'oculaire, bref un S/N amélioré par rapport à celui de l'intensificateur utilisé seul.

 

Comme je disais, utiliser une watec ou équivalente, ca pèche niveau dynamique et resolution....

 

du coup, bien que ça ne m'enchante pas des masses, j'ai l'impression que je vais devoir me tourner vers la solution:

 

- caméra numérique (peut-être une planétaire monochrome: bonne resolution, sensibilité suiffisante, capteur peut-être petit, mais pas un probleme pour moi, peut-être même un avantage pour augmenter le couplage optique entre mon écran d'intensificateur et le capteur de la camera...)

- tablette de visualisation (tout doit -être portable et integer sur un meme bâti, pour mes usages, pas de fils et laptop sur un coin de table).

- logiciel chargé dans la tablette permettant de piloter la camera en faisant du stacking à la volée/temps reel, et/ou jouant sur la "vitesse d'obturation" de la camera...

 

Breeeef...

 

Quelles seraient vos conseils/suggestions "de personnes de l'art" là dessus ?

quelles cameras (à budget contenu) seraient utilisables pour cet usage, un peu détourné?

...

C'est un peu la jungle, et je m'y perds un peu dans tous les modèles dispos et logiciels associés...

 

Re-bref... Je cherche à filmer une scène visible sur écran phosphore, en faisant un peu d'intégration, entre autre, pour essayer d'en tirer la "substantifique moelle et "voir plus" que ce que je pourrais voir avec l'I.L. à l'oeil nu.

 

Par avance, merci pour vos suggestions et le potential brain-storming qui pourrait en découler.

 

à+,

Lambda

 

 

 

 

Modifié 20 mars 2018 par lambda

[Lucien 11 292]

Pour répondre de façon pertinente, il faudrait connaitre les caracteristiques de l'intensificateur : écran, taille et résolution.

 

Le système optique de reprise d'image doit être cohérent avec l'écran et le capteur en amont : 

couverture et taille pixel.

Il est impossible de dissocier l'optique de reprise du capteur, dans ce choix.

Capteur monochrome dans tous les cas.

Les intensificateurs d'image ont une faible résolution écran photo-cathode : 30pl/mm par exemple et un cercle image de 18 mm par exemple.

 

Donc si l'on cadre juste, un capteur de 1 million de pixels suffit dans ce cas: sinon binning 2x...

On peut perdre beacoup en sensibilité si l'optique de reprise n'est pas adaptée au capteur.

 

Dans le passé javais utilisé deux objectifs photo 50mm f1.4 montés en opposition pour photographier à la TP2415 200 Iso, la photocathode circulaire de 18mm de diamètre du tube XX1390 Philips.

 

Aujourd'hui franchement avec les cameras amateur modernes même non refroidies, si l'on fait du binning 2x voire 3x, on obtient du quasi temps réel á l'écran du PC, avec au moins les mêmes performances en sensibilité et résolution que les intensificateurs d'image dont peuvent disposer les amateurs.

 

Disons qu'au niveau amateur astro,

je ne comprends pas l'association d'un tube intensificateur avec un capteur Cmos ou Ccd.

Sauf à titre experimental bien sûr.

L'intensificateur seul et en visuel oui !

 

Lucien

 

[lambda 170]

Bonjour Lucien et merci pour ton retour bien ciblé.

 

Pour compléter ma demande:

 

 

1 hour ago, Lucien said:

Pour répondre de façon pertinente, il faudrait connaitre les caracteristiques de l'intensificateur : écran, taille et résolution.

 

Le tube est un tube "cascade 3 étages" de "génération 1" (P8079HP).

- écran phosphore de type P20: avec un maximum d'émission aux alentours de 520 nm (suivant mes réferences biblio.... et le datasheet de mon  tube).

- diamètre utile de 25 mm.

- resolution de 40 pl/mm

 

1 hour ago, Lucien said:

Le système optique de reprise d'image doit être cohérent avec l'écran et le capteur en amont : 

couverture et taille pixel.

Il est impossible de dissocier l'optique de reprise du capteur, dans ce choix.

Capteur monochrome dans tous les cas.

 

Complètement d'accord avec toi.... j'ai fait quelques essais sur diverses optiques relais et ai potassé pas mal de litérature là dessus... vu que le couplage direct par bouquet de fibres optiques n'est pas à ma portée en tant que simple hobbyiste, il faut soigner alors la solution de l'optique relais, c'est clair....

 

( J'en ai pas mal causé aussi par MP avec un membre éclairé de la communauté qui se reconnaîtra, si il lit ce message, merci encore à lui pour ces échanges!  )

 

1 hour ago, Lucien said:

On peut perdre beacoup en sensibilité si l'optique de reprise n'est pas adaptée au capteur.

 

Dans le meilleur des cas, je crois (de mémoire) que les optiques relais offrent une efficacité maximum théorique de couplage comprise entre 10 et 15% à la louche...

 

1 hour ago, Lucien said:

Dans le passé javais utilisé deux objectifs photo 50mm f1.4 montés en opposition pour photographier à la TP2415 200 Iso, la photocathode circulaire de 18mm de diamètre du tube XX1390 Philips.

 

J'ai quelques articles, dont un de Thierry Midavaine, qui mentionnent cette combinaison...

 

"Les intensificateurs d'image: utilisation en astronomie amateur" Thierry Midavaine, Club Eclipse (1987, je crois)

par. "4.5 Adaptation photographique"

 

et aussi un autre intéressant de Fabrice et Pierre Bourge

"Essais d'un amplificateur d'image" (1986, je crois)

par. "2 description de l'ensemble du système photographique"

 

(Tu dois connaître j'imagine ces réferences et peut-être meme as tu participé à ces travaux.) 

 

Le truc, c'est qu'on trouve pas mal d'exemple actuel de manips sur coin de tables montrant des camcorders quelqconques utilises pour filmer l'écran de ce type de tube. (sur Youtube, taper P8079HP camcorder, par exemple...): mais cela me semble pas du tout optimisé justement, juste un camcorder mis derrière l'écran sans plus se poser de questions et roulez jeunesse.... Cela ne me satisfait pas intellectuellemkent parlant....

 

1 hour ago, Lucien said:

Aujourd'hui franchement avec les cameras amateur modernes même non refroidies, si l'on fait du binning 2x voire 3x, on obtient du quasi temps réel á l'écran du PC, avec au moins les mêmes performances en sensibilité et résolution que les intensificateurs d'image dont peuvent disposer les amateurs.

 

 

En fait, complètement d'accord avace toi aussi, du moins j'y tends au fil de mes petits essais successifs (actuellement avec la WATEC 120n+ mentionée plus haut mais utilisée seule...)

Juste pour être clair: e but du fil ici n'est pas de démontrer une quelconque supériorité d'un système sur un autre...

 

1 hour ago, Lucien said:

Disons qu'au niveau amateur astro,

je ne comprends pas l'association d'un tube intensificateur avec un capteur Cmos ou Ccd.

Sauf à titre experimental bien sûr.

L'intensificateur seul et en visuel oui !

 

mes applications sont astros mais aussi terrestres (50/50, vor plus terrestres qu'astro, vue la météo défavorable quasi permanente en ce moment),

et dans ma tête, c'est en effet de la curiosité intellectuelle, et uniquement dans un but experimental.

 

Les tubes intensificateurs de lumières sont characterisés entre autres choses par le rapport S/N des images qu'ils fournissent.

Et du coup, je m'amuse à tenter d'améliorer le S/N global du système tube+caméra, que je voudrais utiliser, en voulant faire de l'accumulation d'image (le taux d'accumulation étant limité par la nécessité de rester en mode video "temps reel" fluide dans la limite du possible).

En fait , cela se fait/faisait depuis longtemps sous le sigle ICCD (Intensified CCD)....

 

Encore une fois, aucune envie d'imposer un système ou un concept... j'envoie juste ici cette requite à la communauté pour acquérir quelques pistes, réponses afin d'avancer trankilou dans mes manips "vintage" dans mon coin, quitte à faire un retour utile à la communauté, si un résultat vaut le coup d'être partagé ici ou là...

 

Lambda

 

Modifié 20 mars 2018 par lambda

[Lucien 11 292]

Oui, 

 

c'est intéressant toutes ces manipulations avec ces intensificateurs.

Sans vouloir concurrencer quoi que ce soit, comme tu l'indiques.

En effet pour assurer la transition vers le capteur numérique et avec le meilleur rendement, la fibre optique dédiée est quasiment idéale, sauf le coût !

Dans le passé avec mon ami Antoine R. nous avions réalisé un système intégré de photographie à base d'intensificateur de lumière.

On se servait du tube comme obturateur électronique avec des temps de pose unitaires de 1/50 de seconde à 45 secondes, Gain réglable, synchro avec le 24x36 argentique par la prise du flash, gestion des vibrations miroir par temporisation, sécurité de surchage lumineuse, filtre attenuant proche IR pour favoriser le visible (amovible)...

On avait vendu plusieurs de ces systèmes RP90, RP100...

Mais étrangement sans jamais avoir publié quoi que ce soit sur le sujet.

 

Pour en revenir à ta réalisation et afin de récupérer le maximum de flux lumineux de la photo-cathode,

il faut tenter de placer une optique de reprise la plus large (!!!) possible et la plus proche possible de sa surface.

Thierry Midavaine le faisait avec deux objectifs identiques de 50 ou 55 mm f1.2 !

 

Photographier un disque de 20 ou 25 mm de diamètre et avec une résolution ici suffisante se fait pratiquement avec tout objectif micro.

Cependant le bilan lumineux est assez médiocre par rapport á une solution comme celle de Thierry.

Cependant on peut déjà obtenir de bons résultats mais attention aux trop petits pixels trés trop ! nombreux : binning...

 

Lucien

 

[lambda 170]

Bonjour à vous.

 

20 hours ago, Lucien said:

c'est intéressant toutes ces manipulations avec ces intensificateurs.

Sans vouloir concurrencer quoi que ce soit, comme tu l'indiques.

En effet pour assurer la transition vers le capteur numérique et avec le meilleur rendement, la fibre optique dédiée est quasiment idéale, sauf le coût !

Dans le passé avec mon ami Antoine R. nous avions réalisé un système intégré de photographie à base d'intensificateur de lumière.

On se servait du tube comme obturateur électronique avec des temps de pose unitaires de 1/50 de seconde à 45 secondes, Gain réglable, synchro avec le 24x36 argentique par la prise du flash, gestion des vibrations miroir par temporisation, sécurité de surchage lumineuse, filtre attenuant proche IR pour favoriser le visible (amovible)...

On avait vendu plusieurs de ces systèmes RP90, RP100...

Mais étrangement sans jamais avoir publié quoi que ce soit sur le sujet.

 

Euh , je t'envoie un MP dans la foulée...

 

20 hours ago, Lucien said:

Pour en revenir à ta réalisation et afin de récupérer le maximum de flux lumineux de la photo-cathode,

il faut tenter de placer une optique de reprise la plus large (!!!) possible et la plus proche possible de sa surface.

Thierry Midavaine le faisait avec deux objectifs identiques de 50 ou 55 mm f1.2 !

 

En fait, pour le moment, je vais suivre cette voie là... en fait, avec mon montage actuel, c'est déjà le cas dans le principe.

Pour ta remarque de l'optique la plus large et la plus proche possible, c'est l'une des suggestions que m'avait aussi fait le membre du forum avec qui j'avais échangé sur ce sujet en MP:

 

Pour être plus concret, j'ai un peu cogité hier et vais tenter de quantifier un peu mon montage actuel, à titre d'exercice, afin de pouvoir le transposer à un futur montage utilisant non plus un APN mais une "vraie" camera video numérique.

 

Par avance, désolé pour la longueur de ce qui va venir en dessous, mais je n'aime pas trop venir poser des questions sur un forum sans avoir fait "un peu mes devoirs" avant, ne serait ce que par respect des intervenants qui viennent donner de leur temps pour me répondre....

Si la discussions deviant trop HS par rapport à la rubrique/thàmatique du forum, n'hésitez pas à me le dire...

 

Donc:

 

Actuellement, je continue à faire mes essais de "ICCD de coin de cuisine" avec ce montage là:

 

 

 

Suivant ce train optique:

 

écran phosphore - oculaire (f= 30 mm, diamètre de  lentille frontale= environ 37 mm, donc en supposant que rien ne vient diaphragmmer le faisceau lumineux traversant l'oculaire, f/d= 0.8 environ) - objectif de l'appareil (zoom f= 5-100 mm, f/d= 2.5-5.2) - capteur (environ 7.6 mm de diagonale: environ 6.2 mm de largeur et 4.6 mm de hauteur).

 

Lors de mes essais, j'ai choisi d'augmenter légèrement la focale du zoom de l'APN pour que le disque de l'écran soit tout juste inscrit dans la largeur du capteur.

l'objectif de l'appareil devient alors: f= 7.4 mm avec un zoom d'environ X1.5 et f/d= 3.2.

 

Ici un schema simplifié:

 

 

Donc voilà ou j'en suis à peu près....

 

Actuellement, le "relais optique" que j'ai improvisé possèderait (si je ne me plante pas dans les calculs):

une focale équivalente de: environ 5.9-6.0 mm

une rapport f/d (environ 5.9-6 mm / 37 mm = 0.16), en supposant que je ne diaphragmme rien du faisceau entrant dans l'oculaire et ressortant à l'arrière de l'objectif de l'APN...

 

Les paramètres de la manipulation m'ont été partiellement imposés par ce que j'avais de dispo dans mes "boîtes à monstres"...

(actuellement, je n'ai pas d'optique dispos permettant un rapprochement physique de l'écran phosphore inférieur à 16 mm, avec un diametre aussi "grand" (37 mm)...)

 

L'idée sera de remplacer donc l'APN actuel par une camera video numérique, avec par exemple un capteur de taille similaire:

 

- normalement, avec une optique relais "dé-magnifiante", le couplage optique est censé être meilleur, d'ou l'intérêt d'utiliser un capteur plus petit que l'écran qu'on veut imager.

voir comme reference par ex:

 

https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/8912/1/The-research-of-relay-lens-coupling-in-image-intensified-camera/10.1117/12.2034709.full

(par. 3.2)

ou ici

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9155/41/3/010/pdf

(par. 2.1.1 et 2.1.2)

etc...

 

- le prix de la caméra devrait, j'imagine être plus contenu avec un petit capteur.

 

A partir de ces constatations, je pense que cela serait intéressant de trouver, pour une caméra ayant un capteur de taille equivalente à celui de mon APN (4.6 mm X 6.2 mm) un objectif ayant une focale de l'ordre de 7.4 mm, comme indiqué ci dessus, mais avec un rapport f/D bien plus bas que les 3.2 constatés ci-dessus avec le zoom de l'APN, afin de limiter autant que possible des problèmes de vignettage que j'ai pu aussi constater:

 

Par exemple monter un truc comme ça...

 

L'écran phosphore - l'oculaire (f= 30 mm, f/d= 0.8, lentille frontale à 16 mm de l'écran) - quelques mm derrière, un objectif (f= 6 mm, f/d= 0.6, c'est ce que j'ai de disponible ici (de chez Computar) de plus proche en focale de l'objectif zoom réglé à 7.4 mm... l'image de l'écran serait un peu plus petite à l'écran en sortie de camera monochrome, mais ça irait quand-même...) - la caméra avec son capteur  (4.6 mm X 6.2 mm).

 

En assimilant ce "relais optique" envisagé dans le future à une lentille simple , j'ai tenté de calculer la valeur du couplage optique obtenu, et cela serait de l'ordre de 5% environ.... pas énorme, c'est clair.

 

 

Tout pourrait être évidemment recalculable pour une autre taille de capteur, entre autre, mais ayant déjà quelques pieces de disponibles concrêtement sur mes étagères, cela me permettrait de limiter des investissements supplémentaires en optique...

 

 

... Pour la resolution, j'y reviendrais dans un autre post...

 

 

Voilà un peu quelques cogitations qui ne demandent qu'à être corrigées, améliorées, commentées par vous, si vous le souhaitez...

 

Merci à vous, par avance pour vos retours là dessus.

 

à+,

Lambda

 

 

 

 

 

Modifié 21 mars 2018 par lambda
coquilles, orthographe...

[Lucien 11 292]

Faute de temps je passe le sujet.

 

Lucien

[lambda 170]

Bonjour Lucien.

 

C'est pas grave, en tout cas merci déjà pour ces quelques échanges.

 

Je continue à grenouiller sur les différentes formules de cameras qui colleraient à mon projet...

 

A bientôt.

 

Lambda

 

 

 

 

[Lucien 11 292]

Pour la caméra une ASI 1600MM te donnera la plus grande liberté pour l'optique de reprise :

- pixels pas trop petits,

- binning 2x si besoin ( 4 millions ainsi )

- assez large capteur avec ROI facile.

 

Sauf que tu auras vite envie de retirer l'intensificateur.

Et en mettant un réducteur de focale 0.7x à la lunette et binning 2x, ça donne pas mal de sensibilité pour vision en temps réel.

 

Ton intensificateur est en gros, un capteur de 3 millions de pixels de 13 micromètres et fort Gain.

Attention on ne peut comparer les Gains ici. La phocathode est émissive.

Sinon il faudrait faire intervenir la luminosité de l'écran du PC dans le cas de la caméra.

 

Lucien