Utiliser un miroir sphérique pour quelques manips d'imagerie/vidéo basse résolution ?

[lambda 170]

Bonjour à vous.

 

J'aurai voulu poser une question aux cadors en optique qui peuplent nos rangs ici....

 

Malgré le problème d'astigmatisme d'aberration de sphéricité inherent peut on envisager de pouvoir utiliser un miroir sphérique pour faire un peu d'imagerie/video "basse resolution" en travaillant avec tout petit capteur positionné au "foyer" dudit miroir?

 

Plus concrêtement:

 

J'ai un miroir sphérique d'un vieux téléobjectif MAK russe (MTO 100/1000) et il me semble bien que les primaires sphériques de Maksutov classiques sont très ouverts (F/D= 1? 2? quelque chose dans cet ordre de grandeur).

 

Du coup,

 

J'avais envie de tester ce primaire (100 mm de diameter) en y installant au foyer un tout petit capteur (1/3" typiquement) en espérant ainsi, travaillant sur un tout petit champ, limiter un tant soi peu les problèmes d'astigmatisme aberration de sphéricité.

 

Je ne suis pas vraiment exigeant en terme d'acceptance d'abberation.... Juste essayer de profiter du petit F/D fournit par ce miroir pour faire quelques manips astro/basse luminosité.

 

Bref bricoler à partir d'une récup, un objectif réflecteur très ouvert, modulo le fait de:

- imager sur une tout petit champ,

- imager en basse resolution/sous échantillonnage...

Ces 2 conditions permettant (je me dis, peut-être faussement) d' accepter un certain niveau d'astigmatisme et d'obtenir une image exploitable...?

 

Connaissez vous l'ordre de grandeur d'ouverture de ce type de miroir utilisé dans ces Mak là?

 

Par avance, merci à vous pour vos remarques.

 

à+,

Lambda

 

 

 

 

Modifié 30 août 2019 par lambda

[lyl 4 481]

il y a 15 minutes, lambda a dit :

le problème d'astigmatisme inhérent

Bonjour, il ne s'agit pas d'astigmatisme mais d'aberration sphérique.

La possibilité dépend du diamètre (linéaire) et du f/D (au cube).

Elle couvre tout le champ : c'est la coma et l'astigmatisme qui dépendent de l'angle utilisé.

De mémoire, : 115mm miroir f8, 150mm miroir f/10 c'est utilisable.

 

Modifié 30 août 2019 par lyl

[lambda 170]

Merci Lyl, pour le réctificatif (j'ai corrigé mon premier post en ce sens), et pour le topo video.

 

À chaud, comme cela, une première idée qui ressort serait de fortement diaphragmer ce miroir, genre avec un anneau noir, qui réduirait son diamètre, afin de travailler uniquement avec une zone centrale dudit miroir...

 

(edit: ce qui tendrait à faire travailler ce miroir dans les conditions que tu viens de rajouter (115 mm F/D=8 mini... par exemple)

 

Mais cela anéantirait l'avantage du F/D bas originellement offert par ce miroir....

 

D'où mon intérêt de pouvoir utiliser toute la surface du miroir, en acceptant les compromis que je mentionne plus haut.

 

à+,

Lambda

 

Modifié 30 août 2019 par lambda

[lyl 4 481]

Tu n'as plus le ménisque correcteur ?

[banjo 6 870]

mesure la focale et donc le rapport f/d de ton primaire.

le champ théorique parfait n'est que 0.7mm pour f/d 3 tu peux facilement prendre 3mm mais ça va être sportif dans les coins,

sans compter la perte de contraste dû à l'étalement des couleurs.

mais faut quand même faire la manip pour du visuel assisté .

Paul

 

[lambda 170]

Lyl:

 

Si, j'ai bien le ménisque, avec son secondaire aluminé.

Ce que je compte essayer, c'est de mettre soigneusement de côté le ménisque (en fait, c'est un ensemble de 2 elements séparés par une calle métallique annulaire, le secondaire aluminé étant sur la face intéreure de l'élément le plus proche du primaire).

 

On avait à l'occasion un petit peu échangé à propos de ce type de vieux téléobjectif.

 

La dépose et remise des elements est très facile.

 

Donc l'idée est de ne garder pour cette manipulation que le bati du téléobjectif, avec sa mise au point hélicoidale faisant déplacer relativement le primaire avec son barillet par rapport au cylindre porte ménisque/miroir secondaire (enlevé et deposé de côté).

 

Donc dans le principe de base, modulo les mesures et adaptations à venir à faire.

- ce qui est conservé: primaire avec l'ensemble du corps métallique du téléobectif (partie barillet + partie cylindre porte ménisque/secondaire: les deux étant amovibles longitudinalement par rotation hélicoidale (pas helicoidal mâle sur le corps de barillet et femelle sur le cylindre (ou vice versa...)).

- mise en place du capteur en utilisant les possibilitéss de fixation offertes par le cylindre ayant porté initialement le ménisque et secondaire.

 

Banjo:

 

21 minutes ago, banjo said:

mais faut quand même faire la manip pour du visuel assisté .

 

Merci à toi aussi pour ton retour là dessus!

J'ai bien prévu de faire cette mesure de focale en effet (si je ne retrouve, bibliographiquement parlant, pas la valeur de F primaire typique pour un MTO 100/1000 Russe), et tu as bien compris la finalité de la manip !!

 

Pour le résultat dans les coins, à voir en effet, si on reste dans la gamme du "regardable dans l'instant", avec l'image obtenue dans sa totalité...

 

à+,

Lambda

 

Modifié 30 août 2019 par lambda

[lyl 4 481]

Sans ménisque pas de correction de l'aberration de sphéricité.

Je le répète c'est pareil au centre qu'au bord : les seules solutions sont de diaphragmer ou de corriger.

[lambda 170]

Ok Lyl.

Si je regarde la video, si j'ai bien compris, dans l'exemple de la lentille plan-sphérique, le Monsieur indique que les rayons incidents parallèles, les "plus proches" de l'axe optique (et parallèles à celui-ci) de la lentille sont en première approximation correctement focaliés en un point.

 

D'ou en effet la solution de diaphragmer. Du coup, lorsque tu dis que

29 minutes ago, lyl said:

c'est pareil au centre qu'au bord

 

En terme d'image, on a pas une espèce de "gradient" de défauts dû à l'aberration de sphéricité?

Je veux dire que sur une image obtenue, le sujet au centre et dans le voisinage immediat du centre serait "à peu près clean" mais qu'au fur et à mesure qu'on s'éloigne du centre de l'image, cela deviendrait de plus en plus moche....?

 

C'est un peu comme cela que je le voyais..... Désolé d'être un peu obtus, mais en fait, la représentation/manifestation du défaut d'aberration de sphéricité sur une vraie image (un paysage, une personne, un arbre, whatever, ou en effet un champ étoilé) est difficile à visualiser pour moi...

 

à+,

Lambda

 

 

 

[lambda 170]

En fait justement, je ne souhaite pas corriger , en supposant/espérant que l'image l'obtenue ne soit pas "trop déguelasse"...

(je veux tenter un truc dans le domaine du VA/OAE video/temps reel et vision nocturne terrestre, ou je peux tolérer pas mal de défauts (dans une certaine mesure...) dans ce que j'obtiens, ou autrement dis ne demande pas d'avoir une image/video de qualité "astrophotographique").

 

à+,

Lambda

Modifié 30 août 2019 par lambda

[lyl 4 481]

Yop, en faisant des essais de diaphragme tu peux trouver ton bonheur, ça réduira la taille de spot.

[patry 1 970]

Juste une question, sans le correcteur, comment tu va placer la caméra au foyer ?

A mon avis, le secondaire n'intervient pas dans la correction, donc tu aurait intérêt à fabriquer un support cylindrique en lieu et place du secondaire pour y mettre ta caméra. Tu aurait ainsi une espèce de mak-fastar !

Tant mécaniquement et optiquement ce serait plus simple.

 

Marc

 

[lyl 4 481]

J'ai regardé la taille d'un MTO : moins de 30cm.

Le miroir principal si il est à f/4, ça fait des spots à 50um rms, 100um géométrique.

Du 20 lignes par mm sur ton capteur, ça me semble pas énorme et la courbure de champ ne va pas aider, tu peux peut-être récupérer 60x60 points

[banjo 6 870]

Et en mettant une lentille plan concave à la même courbure que le miroir devant (sur)  le capteur ça peut pas rattraper un peu.

c'est la solution pour les camera de Schmidt pour compenser la courbure sur un ccd au foyer à la place des films argentiques .

Paul

Modifié 31 août 2019 par banjo

[Nicolas Z 46]

Bonjour,

Quitte à  diaphragmer ce miroir, il faudrait tenter de placer le diaphragme à son centre de courbure, pour rejoindre la conception de la chambre de Schmidt sans lentille, lensless schmidt camera, bien connue des américains. Cela se pratique avec des miroirs un peu moins ouverts, mais c'est à tenter selon le capteur employé.

 

La théorie en milieu de page:

https://www.telescope-optics.net/schmidt_camera_aberrations.htm

 

Un exemple

https://www.cloudynights.com/topic/474788-lensless-schmidt-camera-updated/

 

 

 

 

 

 

Modifié 2 septembre 2019 par Nicolas Z

[lambda 170]

Bonjour  tous.

Je réponds un peu de retard et brièvement pour vous remercier tous pour vos apports ici!

 

On ‎30‎-‎08‎-‎2019 at 10:42 PM, patry said:

A mon avis, le secondaire n'intervient pas dans la correction, donc tu aurait intérêt à fabriquer un support cylindrique en lieu et place du secondaire pour y mettre ta caméra. Tu aurait ainsi une espèce de mak-fastar !

 

Patry, je vois ce que tu veux dire, mais le problème est que je dois placer mon capteur et ce support cylindrique au foyer du miroir primaire, donc par rapport à la configuration actuelle de mon Mak complet, reculer forcément fortement l'ensemble du menisque correcteur (l'éloigner beaucoup du primaire pour le mettre à sa distance focale).

Et dans cette nouvelle configuration, je ne suis pas sûr du tout que le ménisque, très fortement reculé,  joue son rôle correcteur de façon normale.

 

En plus j'aimerai pouvoir m'en passer, cela faisant autant de verre en moins à traverser pour la lumière...

 

On ‎30‎-‎08‎-‎2019 at 11:37 PM, lyl said:

J'ai regardé la taille d'un MTO : moins de 30cm.

Le miroir principal si il est à f/4, ça fait des spots à 50um rms, 100um géométrique.

Du 20 lignes par mm sur ton capteur, ça me semble pas énorme et la courbure de champ ne va pas aider, tu peux peut-être récupérer 60x60 points

 

Ok Lyl, merci pour cette evaluation.... cela ne fait pas énorme en effet en champ utiisable....

Il faut que je vois ce que je peux tolérer, en tant qu'observateur, à l'image obtenue, histoire de gratter un peu plus de champ utilisable...

 

On ‎31‎-‎08‎-‎2019 at 8:44 AM, banjo said:

Et en mettant une lentille plan concave à la même courbure que le miroir devant (sur)  le capteur ça peut pas rattraper un peu.

c'est la solution pour les camera de Schmidt pour compenser la courbure sur un ccd au foyer à la place des films argentiques .

Paul

Ok Banjo, mais du coup, elle ne jourerait pas aussi le role d'une barlow, ce qui augmenterait mon F/D resultant, ce que je ne souhaite pas?

 

42 minutes ago, Nicolas Z said:

Quitte à  diaphragmer ce miroir, il faudrait tenter de placer le diaphragme à son centre de courbure, pour rejoindre la conception de la chambre de Schmidt sans lentille, lensless schmidt camera, bien connue des américains. Cela se pratique avec des miroirs un peu moins ouverts, mais c'est à tenter selon le capteur employé.

Excellent Nicolas Z! je vais regarder cela de plus près, cette solution étant à portée de mes moyens de bricolages!

Je potasse les liens de plus près!

 

Merci!

 

à+,

Lambda

[lyl 4 481]

Top Nicolas, c'est pour ça que NPZ a fait le TAL-2 sphérique 150f8 : c'est l'obstruction bien calculée qui optimise l'utlisation du sphérique. J'avais pas compris pourquoi pendant un moment le secondaire était aussi gros à f/8.

La formule part de ta focale incompressible, ça te donne le diamètre max et l'obstruction.

Modifié 2 septembre 2019 par lyl

[banjo 6 870]

il y a une heure, lambda a dit :

Ok Banjo, mais du coup, elle ne jourerait pas aussi le role d'une barlow, ce qui augmenterait mon F/D resultant, ce que je ne souhaite pas?

non car pas de tirage donc par de grandissement/réduction .

je me suis planté je crois que une plan/ convexe qu'il faut  , lentille de Smyth Danjon/Couder page 207 

 

Paul

 

Modifié 2 septembre 2019 par banjo

[lambda 170]

On ‎31‎-‎08‎-‎2019 at 8:44 AM, banjo said:

une lentille plan concave à la même courbure que le miroir devant (sur)  le capteur

=

4 minutes ago, banjo said:

pas de tirage donc par de grandissement/reduction

 

Oui, ok, Paul, je comprends! j'avais oublié cette absence de tirage.

Merci!

 

à+,

Lambda

[banjo 6 870]

j'ai corrigé mes âneries sur le message précédent

 

[lambda 170]

Bonjour à vous...

 

Bon, hier soir, première toute petite pré-manip de nuit....

 

J'ai dévissé d'un de mes MTO le premier barillet porteur du miroir primaire, et mis de côté avec precaution l'autre barillet porteur du système de ménisque correcteur+ secondaire.

 

Je me suis amusé à viser un immeuble lointain, assez lumineux avec pas mal de fenêtres allumées et ai projeté une image dudit immeuble sur une bande étroite de papier blanc (pour ne pas trop obstruer le miroir avec cet écran de projection improvisé).

 

J'ai observé l'mage résultante par l'arrière du barrillet, au travers du trou central du miroir primaire (du coup, bien pratique pour regarder proprement cette projection sans être de biais...), et ai fais une mesure approximative au réglet de la distance focale en appliquant cette definition:

 

http://sciences-physiques-et-chimiques-de-laboratoire.org/mod/glossary/print.php?id=4&mode=date&hook=&sortkey=CREATION&sortorder=desc&offset=-10

 

 

(pour les annotations rajoutées, je n'ai pas utilisé le formalisme algébrique, pour faire simple...)

 

J'obtiens une distance focale de l'ordre de 200 mm, ce qui me fait un miroir ouvert à environ 2, si je ne me trompe pas.

 

L'image était franchement  regardable et raisonnablement focalisable au centre de la projection, et sur une surface de  quelques mm2 centrée autour de l'axe optique du miroir.

 

Bien-sûr, tout ceci fait à l'oeil nu, je pense qu'avec une caméra en lieu et place de l'écran de projection papier, les aberrations sauteraient aux yeux, vues à l'écran... Mais bon, comme je disais, juste un première pré-manip....

 

à+,

Lambda

Modifié 3 septembre 2019 par lambda