Roch

Fabrication "maison" de caméra tri-cmos ?

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Il y a 10 heures, Roch a dit :

Mais je suppose qu'il doit bien exister des solutions...

heu, .... 3 PC  :) Ou au moins 2 :) 

On tombe vraiment vite dans l'usine à gaz, il faudrait un système dédié peut être géré par une carte graphique. 
C'est un beau projet mais il mériterait d'être "industrialisé", avec un calage précise des capteurs et une électronique embarquée qui fusionne les 3 canaux à bord.  La rentabilité du truc pourra difficilement être bonne car il n'y a pas de débouchés immenses. 

Par exemple avec un modeste capteur 2/3" une caméra pro de ce type c'est 48k€ : https://www.videoplusfrance.com/camera-de-production-hd-4k-2-3-tri-capteurs-cmos-sony.html
Comme autre source de prisme à 3 voies tu as ceux dédiés à la projection vidéo. Dans les projecteur de cinéma il y a ça et ils sont énormes pour disperser la chaleur, j'en ai vu chez Meopta. Je ne sais pas si on en trouve dans des projecteurs pour usage domestique. 

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Bonjour,

 

Il y a souvent confusion à propos du mot "sensibilité" en métrologie générale.

Un dispositif de mesure peut être très sensible et fort bruité ou inversement... je renvoie aux définitions.

 

Soit la question :

est-ce qu'un pixel Rouge de la matrice Bayer (2 x2) est moins sensible que l'ensemble des 4 pixels Rouges de la tri-CCD dichroïque ?

( Cette question est sans doute mal posée ainsi. )

 

Précisons donc :

 

Il est évident qu'un pixel Bayer est aussi sensible qu'un pixel tri-CCD dichroïque : ils reçoivent le même flux lumineux.

Cependant si j'en ai quatre je peux faire du binning et je vais gagner en sensibilité et même en rapport signal-bruit.

Donc , la tri-machin est plus sensible que la Bayer.

 

En tri-CCD on peut privilégier le rapport signal-bruit ou bien la résolution.

Et rien n'empeche à partir d'une MEME IMAGE de faire ceci :

 

- conversion Luminance en exploitant toute la résolution disponible,

- chrominance en Binning 2X,

Puis on assemble en LRGB.

 

La Bayer est coulée pour de bon.

 

************************

Sauf qu'il y a un point un peu inquiétant non ?  Quelqu'un connait une réalisation tri-CCD (ou tri-Mos) faite pour un usage astronomique ?

***********************

 

 

Lucien

 

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il y a 32 minutes, Lucien a dit :

- conversion Luminance en exploitant toute la résolution disponible,

- chrominance en Binning 2X,

Puis on assemble en LRGB.

+1

On peut disserter sur les termes, mais la tri CCD est clairement nettement supérieure à tout point de vue. 

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il y a 34 minutes, Lucien a dit :

Sauf qu'il y a un point un peu inquiétant non ?  Quelqu'un connait une réalisation tri-CCD (ou tri-Mos) faite pour un usage astronomique ?

Oui la NHK a déjà fait ça pour les aurores boréales. Et l'utilisation de dichroïques c'est courrant dans des instruments. Pas forcément pour faire de la trichromie mais dans une AO il faut ça pour analyser le signal par exemple. 
Pour un usage amateur il n'y a rien à ma connaissance, mais ça franchement ça ne m'inquiète pas, c'est juste qu'il y a beaucoup de contraintes sur un tel projet. 

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Salut Jean-Luc,

 

Quand je parlais de tri-CCD en astronomie, je pensais à des applications ciel-profond  avec des caméras à forte dynamique.

Il se peut que la tri-XXX avec ses filtres dichroïques induise des 'images fantômes' qui pourraient dégrader les signaux très faibles.

Mais je n'ai pas fait de recherches sur ce point.

 

Pour dire autrement, je ne sais pas s'il existe une image de M33 par exemple, et faite avec un tri-CCD ou tri-CMOS.

 

Lucien

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Il y a 2 heures, jldauvergne a dit :

heu, .... 3 PC  :) Ou au moins 2 :) 

On tombe vraiment vite dans l'usine à gaz, il faudrait un système dédié peut être géré par une carte graphique. 

 

Pourquoi ? C'est le débit ou la gestion des sorties multiples qui pose pb ?

Même en pose courtes, le débit utilisé en cp poses courtes est vraiment faible... et on sait déjà piloter 2 caméras en même temps avec un seul pc ( cam d'autoguidage + cam d'acquisition ) donc pourquoi pas trois ?

 

Et pour le prix, justement, avec mon système ( à base de caméras existantes ) ça fait pas tant que ça ; la seule inconnue est le prix d'un prisme adapté... mais je suppose qu'on peut trouver ça pour pas trop cher.

Les 50k€ d'un caméscope tri-cmos pro, c'est pas dans les capteurs ou le prisme qu'ils vont... et mettre au point un système "fixe" donne tout un tas de contraintes supplémentaires...

Si j'achète 3 qhy5III290, ça me revient à 1200 euros. ( ça peut même être moins si je prends une version usb2 chez altair astro ) On compte 200 euros pour les 2 mini-porte oculaires situés plus haut ... il reste le prisme et l'usinage d'une pièce pour raccorder le tout ( impression 3d ? )

 

Donc quoi ? Moins de 2000 euros au final ? Ou alors je sous-estime le prix d'un tel prisme ?

Sachant qu'une partie de ce prix est investi dans des caméras que l'on pourra sortir et utiliser pour autre chose... Et que l'autre partie du montage sera toujours adaptée aux nouvelles caméras à venir tant qu'il en existera en format "baton" coulant 31.75

 

Et pour ma part c'est moins cher, j'ai déjà une qhy290. En réalité j'en ai même deux, j'en ai une en version refroidie... mais je pense qu'adapter celle la sera trop compliqué.

 

Romain

Edited by Roch

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Posted (edited)
1 hour ago, Lucien said:

Il y a souvent confusion à propos du mot "sensibilité" en métrologie générale.

Un dispositif de mesure peut être très sensible et fort bruité ou inversement... je renvoie aux définitions.

 

Ben non, justement... En métrologie, la sensibilité a une définition précise :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Qualité_métrologique_d'un_appareil_de_mesure#Sensibilité

 

Comparera à flux identique une surface de 1 pixel et une surface de 4 pixels, c'est comparer 2 choses différentes en terme de quantité de signal, pas en terme de sensibilité.

 

1 hour ago, Lucien said:

Cependant si j'en ai quatre je peux faire du binning et je vais gagner en sensibilité et même en rapport signal-bruit.

 

Quitte à passer pour le chieur de service (mais c'est mon métier qui veut ça), non. Quand on fait du binning sur la matrice R ou V ou B avant interpolation, on n'augmente pas la sensibilité mais la quantité de signal que l'on a reçu. Et là en effet, on augmente le RSB au détriment de l'échantillonage

 

 

 

Edited by brizhell
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il y a 25 minutes, Lucien a dit :

Quand je parlais de tri-CCD en astronomie, je pensais à des applications ciel-profond  avec des caméras à forte dynamique.

Il se peut que la tri-XXX avec ses filtres dichroïques induise des 'images fantômes' qui pourraient dégrader les signaux très faibles.

Mais je n'ai pas fait de recherches sur ce point.

 

Pour dire autrement, je ne sais pas s'il existe une image de M33 par exemple, et faite avec un tri-CCD ou tri-CMOS.

 

Lucien

 

Oui, ça le fait un peu peur aussi. c'est une des questions que je me posais au début... les filtres dichroïques c'est vraiment adapté à l'astro ?

 

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Lucien,

 

à l’instant, brizhell a dit :

Ben non, justement... En métrologie, la sensibilité a une définition précise :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Qualité_métrologique_d'un_appareil_de_mesure#Sensibilité

 

C'est bien ce que je dis : il y a un définition précise mais des personnes font des confusions.:D

 

 

il y a 2 minutes, brizhell a dit :

Quitte à passer pour le chieur de service (mais c'est mon métier qui veut ça), non. Quand on fait du binning sur la matrice R ou V ou B avant interpolation, on n'augmente pas la sensibilité mais la quantité de signal que l'on a reçu. Et là en effet, on augmente le RSB.

 

Sauf qu'ici on ne fait pas d'interpolation, on fait du binning sur des pixels de même couleur !:D

 

Lucien

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il y a 26 minutes, Roch a dit :

Pourquoi ? C'est le débit ou la gestion des sorties multiples qui pose pb ?

Même en pose courtes, le débit utilisé en cp poses courtes est vraiment faible... et on sait déjà piloter 2 caméras en même temps avec un seul pc ( cam d'autoguidage + cam d'acquisition ) donc pourquoi pas trois ?

Je ne suis pas spécialiste du tout, mais il me semble que ça ne passe pas à plus de 2. Si @Thierry Legault a posé la question un peu plus haut ce n'est pas innocent, il est plus spécialiste :)

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il y a 23 minutes, Roch a dit :

les filtres dichroïques c'est vraiment adapté à l'astro ?

Oui. je pense que c'est moins cher et plus adapté. Dans un prisme tu as toujours un risque d'astig. Le prisme est fourbe. 

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Le lien de Brizhell indique ceci pour la définition de la sensibilité :

 

La sensibilité est un paramètre exprimant la variation du signal de sortie d'un appareil de mesure en fonction de la variation du signal d'entrée.

Un appareil est d'autant plus sensible qu'une petite variation de la grandeur G à mesurer provoquera un changement plus grand de l'indication donnée par l'appareil de mesure.

Nota : si la valeur d'entrée est de même nature que la valeur de sortie, la sensibilité est appelée gain.

 

Il est clair qu'en groupant les pixels (binning) on augmente la sensibilité puisque les intensités sont ajoutées.

Et au passage on augmente les rapport signal-bruit que ce soit en binning matériel  ou en binning logiciel.

 

 

Pour aller plus au fond des choses :

Si l'on souhaite comparer deux systèmes en termes de sensibilité, il faut prêter attention parfois à d'autres paramètres pour que la comparaison ait un sens.

Ici l'autre paramètre important est la résolution spatiale.

Idéalement pour comparer des sensibilités il faudrait le faire à résolution spatiale identique ou proche.

 

Or, le fait de faire du binning 2X sur la configuration tri-CCD dichroïque permet justement de rapprocher les résolutions respectives des deux systèmes : Bayer et tri-CCD.

Ce n'est pas simplement pour comparer des choux et des carottes.B|

 

 

**************************************************************************************************************

Un autre point concerne la tri-CCD qui serait utilisée en pose très rapide  : planétaire rapide.

Avec des temps de pose unitaires relativement courts, il pourra y avoir un problème de non synchronisation des image de la tri-CCD.

Sauf à disposer d'une électronique ou d'un driver spécifique.

Ceci pourra introduire une dégradation supplémentaires des images turbulentes.

 

Dit autrement :

je capte la couche Rouge à T=0 secondes

je capte la couche Verte à T=0.56 secondes

je capte la couche Bleue à T =1.0 seconde...

Car mes caméras ne sont pas synchronisées. ( Et il ne suffit pas de les synchroniser au début mon gars ! )

Et j'assemble le tout ?

 

Lucien

 

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NB : Pour le problème de synchronisation, on peut l'oublier c'est vrai si l'on empile les images au final.

 

Lucien

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Posted (edited)
Le 12/03/2019 à 15:30, Roch a dit :

Des filtres dichroïques "classiques" sont-ils optiquement adaptés à notre usage astro

Il existe différentes qualités.

Mais surtout, le soucis, c'est que j'ai l'impression que seule l'image réfléchie est exploitable :

l'image transmise serait blindée d'astigmatisme à cause de la légère translation des rayons convergents pas à la même distance du foyer.......   sauf si on recollimate (= à l'infini) temporairement le faisceau ????

Edited by FroggySeven

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Posted (edited)
Il y a 20 heures, jldauvergne a dit :

Je ne suis pas spécialiste du tout, mais il me semble que ça ne passe pas à plus de 2. Si @Thierry Legault a posé la question un peu plus haut ce n'est pas innocent, il est plus spécialiste :)


Certes... je vais creuser la question.
Mais ceux qui ont ça, ils doivent bien avoir une solution, non ? :D


2.jpg

 

Il y a 20 heures, Lucien a dit :

Un autre point concerne la tri-CCD qui serait utilisée en pose très rapide  : planétaire rapide.

Avec des temps de pose unitaires relativement courts, il pourra y avoir un problème de non synchronisation des image de la tri-CCD.

Sauf à disposer d'une électronique ou d'un driver spécifique.

Ceci pourra introduire une dégradation supplémentaires des images turbulentes.


Comme tu dis, la synchrolisation n'est pas parfaite. ça peut être un handicap si on veut par exemple utiliser les trois couches couleur pour faire un tri des images simultané. Plus d'information -> tri plus précis à priori.
Après l'utilisation envisagée n'est pas planétaire pour ma part. Ceci dit, l'avantage resterait très élevé... avec jupiter qui tourne très vite et des trous de turbu parfois très courts, obtenir trois fois plus de signal en prise de vue couleur serait un vrai gain.
Après comme l'a dit Jean-Luc, il faudrait rajouter un ADC en amont, ça rallonge bien le bazar mais à la barlow ça doit être jouable :D


J'ai fait quand même quelques tests de synchrolisation avec ma caméra, c'est vraiment pas si mal tant que le framerate est "raisonnable". ( disons 2 fois inférieur à la limite maxi )
Au bout de 2000 images à 10fps, j'avais toujours moins d'une image de décalage avec l'horloge.

 

Il y a 17 heures, FroggySeven a dit :

Il existe différentes qualités.

Mais surtout, le soucis, c'est que j'ai l'impression que seule l'image réfléchie est exploitable :

l'image transmise serait blindée d'astigmatisme à cause de la légère translation des rayons convergents pas à la même distance du foyer.......   sauf si on recollimate (= à l'infini) temporairement le faisceau ????


Oui je vois ce que tu veux dire...
Le fait que le filtre soit à 45° pose un problème pour transmission de rayons lumineux obliques ( avec un F/D court ).
A cause de la réfraction, certains traverseront beaucoup plus de verre que d'autres, ce qui engendrera de l'astigmatisme... et habituellement ce n'est pas un problème car on utilise les filtres "à plat" ; le problème est donc nettement moins visible ( probablement pas du tout )

Donc c'est facile, il faut du verre à indice de réfraction égal à celui de l'air... ;)


Bref, si je ne me trompe pas, c'est rédhibitoire. Donc exit les filtres, retour au prisme ; il me semble que là dedans, toutes les surfaces de transition verre - air sont perpendiculaires aux rayons lumineux. Le truc ne devrait donc, théoriquement, pas engendrer plus d'astigmatisme qu'un filtre classique.

Sauf que c'est beaucoup plus épais qu'un filtre classique, ce qui veut dire que la variation de longueur de verre traversée selon l'angle incident est bien plus importante... donc peut être que les rayons inclinés finissent par devenir un problème aussi. Aïe... :D

 

Romain

Edited by Roch

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Posted (edited)
il y a 29 minutes, Roch a dit :

il me semble que là dedans, toutes les surfaces de transition verre - air sont perpendiculaires aux rayons lumineux

perpendiculaire à l'axe central, donc ça marche (ou alors creuser solution de la collimation )

Edited by FroggySeven

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Je ne crois pas qu'il y ait le soucis dont vous parlez avec les lames dichroïques. Elles sont très minces. Une partie de la lumiere passe à travers et l'autre part à 90 degrés comme avec un RC. Ce met probablement un peu d'astig mais je pense que c'est négligeable surtout en ciel profond. Les systèmes d'OA seraient dans la m.... si les lames induisaient de l'astig :)

 

Pour le setup à 4 lunettes la réponse c'est qu'il faut forcément plusieurs pc. Rien de sorcier. Tu ne t'en sortiras pas avec un seul. Surtout les portables ils ont une puissance électrique  disponible limitée pour les ports usb, il est certain que rien que pour ça les 3 caméras ne peuvent pas être supportées.  Il faut forcément envisager un ou plusieurs hub usb costaud alimenté. 

Et sinon peut être envisager une des caméras sur le port gige.  Reste le plus gros soucis in fine : Quel logiciel supporte 3 caméras ? Aucun à ma conaissance. Est ce qu'un logiciel supporte 3 sessions en parallèle ça je ne sais pas. Mais encore une fois les questions de Thierry ne sont jamais innocentes :)

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Tiré de la doc de APT :

 

Fonctionnement multi-caméra

L’installation APT crée dans le menu Démarrer de Windows 3 icônes «APT», «APT Camera1», «APT Camera 2».

Les deux premiers peuvent être utilisés si vous avez une caméra. Ledernier est utilisé lorsque vous souhaitez utiliser une deuxième caméra.

Il n'y a pas de limiteau nombre de caméras que vous pouvez utiliser. Si vous voulez plus, créez plus de raccourcisvers APT.EXE et placez le nombre correspondant comme paramètre de départ dans le champ"Cible".

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Il y a 9 heures, jldauvergne a dit :

Elles sont très minces

ça va de 1 à  5mm couramment... à partir de quelle épaisseur ça pourrait commencer à poser problème ?

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Posted (edited)

Ca se calcule assez facilement tout ça, dés que j'ai un peu de temps je m'y colle ;)


@jldauvergne, le problème est que la plupart des télescopes "pro" sont ouverts à 8 ou plus. D'une part la tolérance de map est plus large, et d'autre part les rayons extrèmes sont moins obliques par rapport au chemin optique... donc ça pose moins de problèmes.

En cp poses courtes, on cherche le F/D le plus court possible. Actuellement je tourne entre 3.5 et 5, et sur mon prochain setup optimisé je pourrai probablement descendre à 2.8...

Je crains que ça ne fasse vraiment beaucoup d'aberrations, même pour une épaisseur très fine, et d'ailleurs je pense que c'est pour cette raison que les ADC ne sont pas adaptés aux F/D inférieurs à 8 ou 10, on doit trouver le même type de problème en descendant en F/D

Si l'astigmatisme est trop important pour un F/D inférieur à 4, pour moi c'est rédhibitoire ;)

 

@Colmic merci pour l'info :) donc c'est possible, bonne nouvelle. Je creuserai le sujet en temps voulu !

Romain

Edited by Roch
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il y a 46 minutes, Roch a dit :

D'ailleurs je pense que c'est pour cette raison que les ADC ne sont pas adaptés aux F/D inférieurs à 8 ou 10.

là tu mélanges joyeusement les choux et les carottes :) Tu as d'un côté une lame mince à faces parallèles et de l'autre un prisme. Aucun lien :)
Je ne dis pas qu'il ne peut pas y avoir de soucis avec les dichroïques, il faudrait l'avis d'un opticien, mais il n'y en a pas à ma connaissance, et ton analogie n'est pas fondée. 
 

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il y a une heure, FroggySeven a dit :

ça va de 1 à  5mm couramment... à partir de quelle épaisseur ça pourrait commencer à poser problème ?

Je ne suis pas certain que ça pose problème, et si c'était le cas ce serait probablement dépendant de la distance au foyer. 
Dans l'ADC ce qui cause l'astig c'est que le front d'onde ne traverse pas la même épaisseur de verre partout. Quand les prismes sont fermés ils ne génèrent pas d'astig.

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il y a 24 minutes, jldauvergne a dit :

là tu mélanges joyeusement les choux et les carottes :) Tu as d'un côté une lame mince à faces parallèles et de l'autre un prisme. Aucun lien :)
Je ne dis pas qu'il ne peut pas y avoir de soucis avec les dichroïques, il faudrait l'avis d'un opticien, mais il n'y en a pas à ma connaissance, et ton analogie n'est pas fondée.


Oui, bon l'analogie est un peu barbare il est vrai ;) mais pour moi c'est une question d'épaisseur de verre...  A partir d'une certaine épaisseur les rayons obliques commencent à focaliser plus près -> astigmatisme.
Bien sûr l'épaisseur d'un filtre n'a rien a voir avec l'épaisseur d'un prisme, mais le fait que la surface soit inclinée à 45° amplifie le problème à mon sens.

Bon c'est fondé sur des postulats un peu rapides tout ça, donc je vais faire mes petits calculs et je reviens ;)

 

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Posted (edited)
il y a 4 minutes, Roch a dit :

A partir d'une certaine épaisseur les rayons obliques commencent à focaliser plus près -> astigmatisme.

Non. Tu es sûr de bien comprendre ce qu'est l'astig ? 
Pour des f/d très courts il y a sans doute de l'aberration de sphéricité, car tous les rayons ne franchissent pas la même épaisseur de verre. Mais en tout cas le défaut est forcément de révolution. 

 

il y a 4 minutes, Roch a dit :

Bon c'est fondé sur des postulats un peu rapides tout ça, donc je vais faire mes petits calculs et je reviens

Oui voilà :) Qu'un prisme c'est comme une lame mince à face parallèle c'est un postulat très très très rapide en effet :)

 

Edited by jldauvergne

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https://www.ebay.fr/itm/CAMERA-STUDIO-TRI-CCD-SONY-BVP7P-ADAPTATEUR-CA3-NON-TESTE/172051761048?hash=item280f158798:g:zTIAAOSwaA5Wi~FI

Pour info si ça peut aider pour une réalisation.

Mais j'ajoute qu'un prisme par exemple pour une épaisseur de verre de 17mm créé une aberration de sphéricité non négligeable dès F/D < 7. Alors pour un F/D court, voisin de 3  pour le CP, un correcteur adapté serait nécessaire ...

Edited by CPI-Z

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