Taille des capteurs et des pixels sur les webcam...un truc bizarre

[whynotginiii]

Bonjour à tous,

Je tente de calculer la focale optimale nécessaire pour une webcam que j'ai récupéré. La boite n'indique pas la taille des pixels mais donne les infos suivantes:
CMOS 1/4" couleur progressive, 640x480 pixels.
Donc voici le raisonnement que j'ai suivi et je voudrais savoir ce que vous en pensez et avoir vos retours sur vos expériences de montage de barlow.

1/4" = 2,54 cm/4 (1 pouce = 2,54 cm) soit un capteur de 6,35mm. A priori il s'agit de la diagonale du capteur. Le capteur affiche 640x480 pixels. donc soit a=longueur et b=largeur alors b=0.75a=(480/640)a, en considérant que les pixels sont carrés. alors (6.35)²=a²+b². On en déduit que la longueur équivaut à 2,016 mm soit une taille de capteur de 2016µm/640=3,15µm.

Là, je m'interroge déjà car on trouve des caméras sur le marché (type Inova mais pas les seules), indiquant des capteurs de 1/4" et une taille de pixel de 5,6µm.


Je continue mon raisonnement, l'objectif étant de savoir s'il vaut mieux faire l'acquisition d'une barlow x2 ou x3:

=> d'après le guide de l'astronome (Ph Hénarejos, page 417) l'échantillonnage doit être de moitié le pouvoir de résolution du scope. Je pensais mettre cette webcam derrière mon maksutov 90/1200. Le pouvoir de résolution est donné par des formules variables selon les couleurs. Dans le vert (capteur principal des webcam) c'est Pr=140/D ou D est le diamètre en mm soit 140/90=1,56" d'arc. Donc un échantillonnage à atteindre E=1,56/2 soit 0,78" d'arc.

=> la focale adéquate est donnée par la formule F=206.P/E où P est la taille du pixel en µm et E l'échantillonnage attendu en fonction du Pr.

Donc j'arrive à la focale suivante: F=206*3.15/0.78 soit F=831 mm. Et donc, je n'aurai pas besoin d'une barlow mais d'un réducteur de focale (831/1200 = 0,7).

J'avoue que le résultat me parait très étrange...

J'ai fait les calculs pour P=5,6µm, j'arrive pour le mak à une focale adéquate de 1479 soit une barlow nécessaire de 1,23.

Si l'on moyenne dans les différentes couleurs, on peut partir sur Pr=120/D. J'arrive alors à Pr=1,33 soit E=0,67"/pixel
Pour un pixel de 3,15 µm, on a alors F=206*3.15/0.66=938 mm (on est toujours plus bas que la focale du mak)
Pour un pixel de 5,6 µm, on a alors une focale de 1748 mm


Ces résultats me surprennent et je me demandais:
- si certains d'entre vous ont fait de l'acquisition au foyer d'un mak de diamètre et focale similaire (90/1200), sans tube allonge ou sans barlow et si oui, avec quelle webcam
- si vous utilisez ces formules de calculs théoriques ou y allez au petit bonheur la chance dans le choix de la barlow; peut être avez vous d'autres formules pour définir les configurations
- est ce que le choix de l'échantillonnage (0,5 fois le pouvoir de résolution) est justifié. Est ce qu'il ne faut pas descendre plus bas.

Si l'on pousse plus loin le raisonnement, chaque pixel se voit affublé d'un échantillonnage, ce qui permet de savoir si l'objet convoité tient ou pas sur le capteur et quelle place il prend. En inversant la formule, à partir d'une focale donnée, on pourrait calculer le champ total couvert par la webcam...ici pour 0,78"/pixel, le capteur accepterait un champ de 500x300" d'arc soit 8,3x5' d'arc ou encore 0,13°x0,08°.

Sur une telle configuration, jupiter (environ 48" en ce moment) ne prend pas plus d' 1/10ème de l'image retransmise par le capteur.
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[astro31]

Youaip ! ton calcul est correct . spc900NC taille des pixels 5.6 microns

pour le planétaire echantillonage optimal ou de Nyquist . F/D = 2*Taille des pixels/la longueur d'onde 0.6 en Microns

soit F/D = 2 x 5.6 / 0.6 = 18,66 et ça c'est de la théorie qui sert de base:

dans la pratique on à 2 cas de figure turbulence moyenne F/D 20-25 faible turbulence F/D 25 à 35

Dans ton cas F/D = 2* 3,15 / 0.6 = 10.5

turbulence moyenne F/D 12-17 soit au foyer du 90x1200 F/D= 13.33
faible turbulence F/D 17 à 25 une barlow x2 tu seras a peu près à 26.... il faut faire un calcul détaillé en fonction de ta barlow sur ce site

seule l'expérimentation te permettra de trouver les meilleures valeurs...

[whynotginiii]

Je connais ce site que j'utilisais en visuel quand je devais choisir un oculaire. .
Cependant, avec le calcul de barlow, y a des données qui manquent. Comment on peut connaitre la distance entre la lentille de barlow et le capteur quand on a pas encore la barlow. Ce que je comprends pas c'est que avec puis sans barlow, le rapport de focale est pile de 2 de même que la barlow. La longueur de la barlow n'ajoute pas au chemin lumineux et donc en focale, en plus du rapport de grossissement induit (ou alors c'est déjà comptabilisé dans le rapport de la barlow).

Le processus suivi me parait bizarre d'ailleurs. On donne la taille souhaitée de l'objet en entrée et sortie. J'aurai pensé qu'on donnait plutôt les caractéristiques de la barlow, de l'objet et du telescope.
En procédant ainsi, j'obtiens effectivement une focale sans barlow qui est plus courte que ma focale d'appareil.


Sinon, je te remercie pour les infos expliquant pourquoi on passe sur des rapport F/D plus important. La turbulence, je ne pensais pas qu'elle jouerait également sur l'équipement.

Je m'interroge sur un point quand même, si la focale sans barlow est plus courte que la focale de l'instrument, est ce que ça implique quelque chose de particulier. Est ce que je vais pouvoir faire la MAP? ou est ce juste la couverture d'un pixel qui est meilleure (et peut être moins nette). Si 206*3.15/E=1200 alors E=0,54" d'arc donc plus faible que la moitié du pouvoir résolvant du mak.

Si ça joue pas sur la map et sur la netteté, mettre la webcam directement à l'oculaire donnerait pour jupiter à 48" une largeur de 48/0.54 de 89 pixels.

Faut donc que je teste au foyer, éventuellement de jour sur un objet lointain dans un 1er temps.

[whynotginiii]

rectification: je me suis gouré dans les calculs. J'ai entré à un moment la diagonal 6.35 au lieu de la diagonale au carré 40.3

Donc la taille du capteur au final est fausse et donc l'approche de la taille du pixel de ma webcam

j'arrive aux dimensions suivantes: a=5,08 mm soit 5080 µm pour 640 pixels => 7,9µm
et b=3,81 mm et la même taille de pixels.

A partir de là, je pense qu'il doit bien y avoir des espace entre les pixels et il est donc probable que le capteur soit du même accabit que les autres donc des pixels de 5,6µm.

Du coup, on arrive à des focales entre 1500 et 1750 soit 1,25 à 1,4 fois la focale soit un F/D entre 16 et 19. On retrouve la valeur de 18,8 évoquée par astro31 et donc la probable nécessité d'une barlow de x1,5 à 2

merci pour les remarques. Je ne connaissais pas la formule de Nyquist

[A voir en vidéo sur Futura]

[astro31]

Je pense que tu fais la MAP sans PB , par contre ton image ne sera pas optimisé

regarde le logiciel Astromatos qui te permet de voir le champ en fonction du capteur et de l'instrument , c 'est pas pas pour preparer les observations

A+

[whynotginiii]

Merci pour ce lien, je ne connaissais pas ce logiciel. je l'installe.

A priori, je peux aussi tomber dans la gamme de F/D avec un tube allonge derrière un oculaire. Je pense que l'alignement est pas évident à faire mais je vais tenter ça avant d'acheter une barlow. Je verrai aussi pour me faire prêter une barlow du club voire faire le test là bas avec le skywatcher 250/1250 sur HEQ5 (actuellement personne ne fait d'astrophoto et je pense que c'est une voie à développer pour pérenniser le club).

[astro31]

Un flip mirror est très utile dans ce cas pour centrer l'objet.

[chyneuze]

Oulala, trop de math! mal de tete

Par contre moi j'ai un Mak 90x1250 ( de chez Bushnell ), et j'ai tenté 2x et 3x, ben pour info, 3x c'est trop. On obtiens quelque chose de flou avec l'impression de ne jamais pouvoir faire la mise au pouint.
Capture faite avec des webcam intégré de pc portable démonté de 1.3 mpx, ensuite un Orion solas System imager de 1.3mp et après surtout avec mon EOS 1000D en liveview.
2 petit exemple comme sa a la barlow 2x:
Avec l'imageur orion.
Avec le 1000D en Live View

[whynotginiii]

Merci chyneuse pour l'info.

L'imageur c'est l'orion starshoot solar system je pense. L'image est bonne, en adéquation avec ce que j'imaginais d'un mak de cette taille.

Sinon, tu avais quoi comme monture

Sur l mak (le mieux c'est oxyrian, idem M42optics) j'ai un chercheur vraiment pas top. Toi, tu es content du point rouge?

Si d'autres ont des images au Mak 90, je suis preneur

[chyneuze]

Merci chyneuse pour l'info.

L'imageur c'est l'orion starshoot solar system je pense. L'image est bonne, en adéquation avec ce que j'imaginais d'un mak de cette taille.

Sinon, tu avais quoi comme monture

Sur l mak (le mieux c'est oxyrian, idem M42optics) j'ai un chercheur vraiment pas top. Toi, tu es content du point rouge?

Si d'autres ont des images au Mak 90, je suis preneur

Monture Azimutale d'origine avec goto.

Perso moi j'aime bien les viseur point rouge

D'Autre image ici: www.astro-sbh.c.la toute les image avant Janvier 2011 c'est avec le mak, et toute celle du soleil c'est avec le mak ( je l'utilise maintenant plus que pour sa )