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Optique : Résolution et contraste



  1. #1
    jeje420

    Optique : Résolution et contraste

    Bonjour à tous,


    J'étudie un système optique utilisant une caméra CCD qui comporte des aberrations sphériques transverses.
    J'ai calculé la résolution de mon système à l'aide de la formule : (1,22 λ*f')/d ce qui me donne une résolution de 3µm sur mon capteur.
    Or mes pixels font 3,75µm².
    Jusque là, si j'ai bien compris je peux distinguer deux points si ils sont espacés de 3,75µm minimum.
    Cela ne semble pas le cas, lorsque je fais la mesure sur l'image et je pense (en fait j'en suis sur) que cela est majoritairement dû aux aberrations sphériques.
    La question concerne le contraste, les aberrations sphériques engendre un contraste faible. Y a t'il un critère sur le contraste qui permette de dire qu'on a telle ou telle résolution?
    En d'autres termes, à partir de quelle valeur du rapport signal/fond je peux dire que je distingue un point?

    Petite question supplémentaire : Y a t'il un moyen de calculer les aberrations sphériques aisément ? sans passer par un logiciel de simulation.
    J'ai vu une formule utilisant le coefficient de sphéricité (je ne sais pas comment l'obtenir), la hauteur d'incidence et la distance focale du dispositif. (http://serge.bertorello.free.fr/opti...berration.html)



    Bonne journée à vous

    -----


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  3. #2
    phys4

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Bonjour,

    Vous trouverez ici les critères de résolution :
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Pouvoi...%C3%A9solution

    Les aberrations sphériques dépendent beaucoup des lentilles utilisées, elles peuvent avoir des formes très diverses.
    Avez vous essayé de faire l'image d'un point lumineux pour caractériser la forme et la taille de l'aberration ?
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #3
    LPFR

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Bonjour et bienvenu au forum.
    Phys4 a raison.
    Les aberrations viennent de l’optique et non du capteur. Et elles sont pratiquement impossibles à éviter pour les grands angles.
    La résolution que vous calculez est la résolution théorique, pour des lentilles parfaites.
    Dans la réalité, la résolution est plus (ou bien plus) faible. Surtout pour des grandes ouvertures. Pour la plupart d’objectifs sérieux, la meilleur résolution se situe pour un diaphragme vers 8 à 11.
    Les fabricants d’objectifs ont sûrement des moyens de calculer les aberrations et de les minimiser. Mais chaque modèle d’objectif de chaque fabriquant à ses aberrations. Il y a même des programmes (pas trop chers) qui connaissent les aberrations de chaque modèle et qui peuvent faire des corrections.
    Je ne pense pas que les aberrations sphériques provoquent un contraste faible.
    Au revoir.

  5. #4
    jeje420

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Bonjour, merci à vous deux pour vos réponses.

    Je vais préciser certaines choses à propos de ce que j’ai déjà fait.
    J’ai un système qui utilise 2 lentilles sphériques de 150mm et 60 mm en NBK7 de 25 mm d’ouverture.
    L’objet est à 150 mm de ma première lentille et le capteur est 60 mm (ça varie un peu mais grossièrement c’est ça)
    J’ai un diaphragme de 12,5mm de diamètre permettant de limiter mes aberrations sphériques.
    J’ai effectué des simulations sur Zemax permettant de caractériser mes aberrations mais elles ne semblent pas correspondre à mes résultats expérimentaux.
    Peut-être que l’expérience proposée par Phys4 permettra de les corréler.
    Après quelques recherches, je suis tombé sur la définition du piqué
    Le piqué dépend de la résolution et de l'acutance, d'après ce que j'ai compris et permet de définir la qualité d'une image.
    La résolution ne concerne que la séparation de deux disques d’Airy, les aberrations jouent sur l’acutance.
    Je prends l’exemple suivant pour illustrer : Si on a un motif noir rectangulaire sur un fond blanc, avec des aberrations le motif sera gris sur les bords et puis noir au milieu, signal/fond élevé. Si ce motif est plus petit il n’y aura que du gris, donc le contraste sera diminué, signal/fond plus faible.
    Du coup, les questions qui me viennent est comment distinguer l’acutance de la résolution?
    Pour ma mesure de résolution, à votre avis à partir de quelle valeur je peux dire que j’observe mon motif ?
    Imaginons, que je trace un profil sur 100 pixels, j’obtiens une forme gaussien correspondant à mon motif, mon max est de 200 (niveau de gris) et mon min de 50.
    Le critère de Rayleight dit 26% du maximum, mais dois-je soustraire mon min à mon max pour calculer ces 26% ou dois je simplement prendre les 26% du max ?
    Si je ne suis pas assez clair n’hésitez pas à me faire préciser.

    Bonne journée

  6. #5
    LPFR

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Re.
    De quel type d’aberrations parlez-vous ?
    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.../aberrcon.html
    A+

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    jeje420

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Sphériques, ce sont les seules que j'ai (les autres sont faibles à côté)

  9. Publicité
  10. #7
    LPFR

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Re.
    Merci. On aurait pu commencer par là.
    Car moi j’étais parti sur les barillets et coussinets.
    A+

  11. #8
    jeje420

    Re : Optique : Résolution et contraste

    Cela ne semble pas le cas, lorsque je fais la mesure sur l'image et je pense (en fait j'en suis sur) que cela est majoritairement dû aux aberrations sphériques.
    J'en avais parlé dès mon premier poste
    Du coup pas d'idées face à mes questions?
    A+

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