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LucaR

Choix d'une caméra - la taille des pixels

Question

 Bonjour,

 

A terme j'aimerais changer d'imageur pour aller vers une solution caméra monochrome ou couleur + filtres. Pas tout de suite, mais je commence à réfléchir dès maintenant car d'expérience il vaut mieux réfléchir longtemps avant d'investir dans des trucs chers 🙂

 

Pour commencer j'ai donc essayé d'estimer une la taille de pixels idéals. Je sais que ce n'est pas le seul critère, mais c'est déjà un à prendre en compte! 

 

Après avoir fouillé les docs à droite à gauche Voici mon raisonnement.

 

=> J'aimerais savoir ce qu'en pensent les expérimentés parmi vous: j'ai bon ou je fais fausse route?

 

Si c'est bon j'en ferais sans doute un tuto simplifié en le généralisant (d'où cette présentation) - ce que j'ai trouvé jusqu'à présent dans le domaine était plutôt complexe pour mathématiciens confirmés!

 

1) Besoin pour le CP longue pose 

 

Mon setup actuel: lunette 102/714 triplet + réducteur 0,75 + AZEQ6 avec l'imageur Canon 650D non défiltré.

 

Je calcul d'abord mon besoin en CP longue pose car c'est ma priorité.

 

Le calcul me dit que le pouvoir séparateur de mon instrument sur la longueur d'onde moyenne 550 est à 1,36".

 

On considère généralement que l'amplitude de la turbulence en longue pose est compris entre 2" (meilleurs conditions) et 4" (pires conditions). C'est supérieur à mon pouvoir séparateur, c'est donc le facteur limitant. En effet, des détails qui bougent trop pendant les poses longues entraines forcément du flou: même voir plus petit dans du flou ne permet pas de voir plus que... du flou !

 

Un autre facteur limitant est la qualité du suivi + guidage. Pour simplifier on va considérer que j'arrive à une amplitude d'erreur de 2,5" ce qui est considéré comme une bonne qualité mais pas inconcevable avec mon AZEQ6 si je paramètre bien les choses.

 

Je peux donc considérer qu'en CP, selon la turbulence mon pouvoir de résolution sera compris entre 2,5" (limite de mon suivi) et 4" (fortes turbu)

 

Le critère de Nyquist dit que l'échantillonnage (nombre de seconde d'arc par pixel de caméra) doit être situé entre 1/3 et la moitié du pouvoir de résolution. Si je n'ai pas fait d'erreur de calcul (je vous passe les détails :-)), ça me donne :

 

=> à turbu faible (résolution max) : échantillonnage idéal entre 0,8"/px et 1,25"/px
=> à turbu forte (résolution min) : échantillonnage idéal entre 1,3"/px et 2"/px

 

Je dirais donc que le meilleurs échantillonnage se situe aux alentours de 1,2"/px à 1,3"px, ce qui pourrait satisfaire à peu prêt toutes les conditions - disons 1,25. 

 

=> Est-ce que ça vous semble une bonne stratégie de choisir ce "juste milieu" là?

 

Un autre calcul me dit que la taille des pixels correspondant à 1,25"/px avec ma focale est 3.2 micromètres. J'imagine que c'est moins "grave" de sur-échantillonner que sous-échantillonner, donc je considère 3,2 micromètre comme une limite supérieure à ne pas (ou pas trop) dépasser. A noter au passage que les pixels de mon APN actuel font 4,29 microns => clairement je sous-échantillonne!

Si on regarde les capteur Sony existant par exemple, ça me dirigerait donc vers ceux à 2,9 microns ou à la rigueur 3,75 mais pas plus, ou éventuellement 2.4.

 

=> Capteur Sony en 2.9: IMX290, IMX327, IMX462 ; en 3.75: IMX224, IMX185, IMX385, IMX533 ; en 2.4: IMX178, IMX183
 
2) Planétaire

Voyons ensuite ce que ça donne pour le planétaire (pas prioritaire pour moi) ou le CP courte pose.

 

On considère que si on film à plus de 10 images par secondes (je pense que toute les caméra le font?) la turbulence en pose courte est comprise entre 0,5" et 2" avec une moyenne à 1", ce qui est cette fois inférieur à mon pouvoir de résolution qui devient donc le facteur limitant (même net je ne peux pas voir plus petit).

 

D'autres formules encore donnent pour chaque taille de pixel de caméra une focale maximum au delà de laquelle il n'est pas la peine de monter sur mon instrument (avec Barlow) car ça conduirait à du sur-échantillonnage inutile d'un côté, mais aussi de la perte de champs en vain puisque des pixels en trop seraient "gâchés" => pas optimisé, quoi.

 

Pour 2.4m c'est 1094mm. J'y arrive avec Barlow x1.5 (si ça existe?), ou x2 avec le réducteur 0.75 = 1071, soit 97% du max
Pour 2.9m c'est 1322mm => réducteur + barlow 2.5 = 1339mm, 101% du max
Pour 3.75m c'est 1710mm => barlow 2.5 = 1785mm, 104% du max

 

Ce qui là aussi aurait tendance à avantager la taille 2.9m, qui permet le plus de s'approcher de la valeur idéal. 

 

Conclusion

Bref ma conclusion de ce raisonnement c'est qu'avec ma lunette et ma monture, l'idéal en terme de taille de pixel de caméra est un des trois capteurs à 2.9 micromètres IMX290, IMX327, IMX462 (si on s'en tient aux Sony) - mais que les capteurs à 2.4 ou 3.75 restent envisageable si d'autres critères (sensibilité...) militent plus en leur faveur. Mais ces autres critères je les verrais dans une deuxième temps 🙂

 

Pour compléter je suppose qu'il faudrait aussi voir en quoi le binning pourrait influer sur ce raisonnement, mais je n'ai pas encore assez compris cette technique pour en parler 🙂

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4 answers to this question

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Bonjour :).

 

 

Le 27/10/2020 à 00:00, LucaR a dit :

lunette 102/714 triplet + réducteur 0,75 ...

 

Le 27/10/2020 à 00:00, LucaR a dit :

On considère généralement que l'amplitude de la turbulence en longue pose est compris entre 2" (meilleurs conditions) et 4" (pires conditions). C'est supérieur à mon pouvoir séparateur, c'est donc le facteur limitant. En effet, des détails qui bougent trop pendant les poses longues entraines forcément du flou: même voir plus petit dans du flou ne permet pas de voir plus que... du flou !

 

Le 27/10/2020 à 00:00, LucaR a dit :

Est-ce que ça vous semble une bonne stratégie de choisir ce "juste milieu" là?

 

 

Je ne suis pas un spécialiste de l'échantillonnage ... mais ta manière de raisonner semble correcte niveau CP.

 

Ainsi, pour 1"/ pixels :

 

- 102/714 sans réducteur --> p ~ 3,46 μm

 

- 102/714 avec réducteur 0.75 --> p ~ 2,60 μm

 

 

Ca, c'est sur le "papier", car, comme tu l'a mentionné, la qualité du seeing et du suivi interviendront de manière plus que significative.

 

 

Après, il faut aussi ( et surtout ) considérer le champ photo et donc du type d'objets prioritairement visés.

 

Ainsi, une nébuleuse planétaire de 30" d'arc, ce n'est pas pareil qu'une nébuleuse de 0,5°. ^^

 

 

Avec ton triplet, le champ photographique corrigé doit bien tenir jusqu'au format APS-C.

 

De ce fait, pour le CP en "grand champ  , perso, viser des capteurs de "grandes taille" style 294 ou 533 ( ce dernier ayant l'intérêt d'être dépourvu d'effet "Amp-Glow" ).

 

 

 

PS : Niveau planétaire, j'avoue être une burne  :ph34r: ... donc ne pourrais te donner de conseils très avisés.

 

Cependant ( à part pour la Lune ) , une focale native de ~ 700 mm est assez faible ... d'où - perso - Barlow "x3" au minimum.

 

Edited by fljb67
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Il y a 2 heures, fljb67 a dit :

Avec ton triplet, le champ photographique corrigé doit bien tenir jusqu'au format APS-C.

 

Tout à fait, c'est le format de mon APN et ça tient très bien sans coma (une fois réglé le backfocu, j'ai un peu galéré là dessus :-D)

 

En fait la stratégie que j'envisage c'est d'acheter d'abord assez vite une caméra petits pixels pas chère pour tenter un peu de planétaire quand même (même si je sais qu'à 102mm je serais de toute façon limité) mais aussi pour aller chercher des objets type galaxies un peu trop petit pour mon APN actuel même en cropant. Pour ça je vise ASI178MC par exemple ou bien la 290. Mais je continuerais le grand champs avec mon APN - et la petite caméra me servira alors à l'autoguidage.

 

Puis, dans un deuxième temps, quand j'aurai un budget plus conséquent, je prendrais une vraie caméra CP monochrome refroidie pour m'éclater avec les filtres, SHO/HOO, etc... Et là la taille de capteur et la sensibilité seront des critères bien plus importants que l'échantillonage, en effet. 

 

Edited by LucaR
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Salut le ..."débutant" !

Ton raisonnement pour le ciel profond ne fait pas un pli. Les petites différences de choix d'échantillonnage peuvent varier de personne à personne...En tous cas, à parité d'échantillonnage, moi je préfère une focale un peu plus courte et des pixels plus petits que le contraire ( et n'oublions pas que le IMX 290 est très performant même s'il souffre d'ampoul glow à haut gain ), et ta lunette avec le réduc 0.75 et  la 290 te donne 1.1"/pixel. Tu n'obtiens pas la résolution de ton optique mais c'est du ciel profond et turbu. Dans les meilleurs soirées, sans réduc tu passes à 0.83"/pixel. Et là tu t'approches du ps. Moi je n'irais pas tenter le diable en allant au-delà; on connait tous les problèmes qui y sont liés...Avec ton setup actuel, je préfèrerais réussir à détecter une petite galaxie ou filaments de nébuleuses avec un léger sous-échantillonnage plutôt que chercher un peu de résolution en plus.

Tu considère une amplitude  de guidage de 2.5". Une fois maitrisée matos, technique et informatique ( merci pour ton aide à propos de Siril ;) ) tu feras sans aucun doute mieux ( turbu permettant ).

En revanche je te trouve plutôt optimiste en CP poses rapides avec 1" de turbulence de moyenne en 1/10 de sec...Ch'ais pas, faut voir ce qu'en disent les autres. Oui, dans les meilleures soirées...

Pour le planétaire pur, une lunette de 102 ça fait vraiment juste. N'empêche que couplée avec la 290mm, en portant ton f/d à env. 15 ou un poil plus, tu fais de TRES jolis plans sur la Lune et le Soleil !!

Jean Marc

 

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Merci :-)

 

il y a 9 minutes, JML a dit :

Salut le ..."débutant" !

 

Comme on dit souvent, les connaissances et compétences en astro c'est une  courbe de croissance à très forte pente :-D J'ai commencé... en juillet dernier ! A la base je m'amusais juste à prendre Neowise vite fait avec mon smartphone à la main. Pas trop satisfait de la chiure de mouche j'ai tenté avec mon APN sur trépied... Le doigt dans l'engrenage... 4 mois plus tard j'en arrive à me demander comment je vais bien pouvoir encore améliorer mon setup CP en jouant sur l'échantillonnage et les tailles de pixels de caméra et je fais des tutos Siril :-D Reste que j'ai que 4 mois d'expérience, dans n'importe quel autre hobby ce n'est encore que le début du stade bleusaille!

 

Sinon du coup depuis j'ai commandé une ASI 178MC sur Aliexpress qui devrait m'arriver bientôt, ainsi qu'une barlow x2.5. On verra ce que j'arrive à en tirer! Du moins si le beau temps accepte de revenir avant l'été...

 

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      Je suis encore en cours d'appropriation et d'optimisation des paramétrages mais ça se passe déjà très bien et je partage avec vous mon plaisir et mes premières images.
      Elle est bien sûr largement sur dimensionnée cette monture pour l'instant avec simplement la FSQ ou même avec le montage double FSQ/lunette Meade 127. La capacité de charge en photo est donnée pour 50 kg, il y a de la marge. 
       
      Rien d'exceptionnel ou original sur cette photo de NGC7822 (ou sh2 171 vous me direz quoi est quoi peut-être ) mais que ça fait du bien d'imager avec un produit d'une telle robustesse, qualité de fabrication et stabilité. Seule ombre au tableau, peut-être, elle n'est pas des plus silencieuse en GOTO.  
      Pas loin de 6 heures de poses.
       

      FSQ 106 EDX4 au foyer
      Focuser starlight Boss2
      AP1100 GTO3
      ATIK 4000 et filtres astrodon
      Filtes SHO astrodon
       
      Petite photo du setup avec la FSQ

      Et avec le double setup FSQP/lulu de 127mm (montage non équilibré ici)

       
      Au plaisir de vous lire.
       
      Eddie
      http://www.fwhm.fr
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