Une question qui me taraude

La question est la suivante:

Le flux de lumière atteignant un pixel de capteur est-il dépendant du diamètre et de la focale ou seulement de la focale de l'instrument ?

Le diamètre garantit le pouvoir résolvant et séparateur mais il devrait aussi influer sur le nombre de photons atteignant le pixel qui devrait croître proportionnellement à son carré.

J'ai bon là ?

La quantité de lumière reçue par mm carré va dépendre du rapport F/D.

Le rapport entre résolution (ou taille des pixels) et focale va déterminer ton échantillonnage, et le diamètre d'ouverture va déterminer à la fois la quantité de lumière totale, et le pouvoir séparateur !

Si on parle de lumière reçue dans un pixel donné, c'est le rapport diamètre/échantillonnage qu'il faut regarder. J'ai pas les formules, mais, doit bien en avoir qui ont ça !

Bonsoir

Le rapport entre résolution (ou taille des pixels) et focale va déterminer ton échantillonnage, et le diamètre d'ouverture va déterminer à la fois la quantité de lumière totale, et le pouvoir séparateur !

A mon avis le pouvoir séparateur c'est la résolution et c'est l'échantillonnage de ton instrument.

Si tu bosses à 1"/pix tu ne pourras jamais descendre en dessous de 1" d'arc ... même avec un diametre plus important. On ne peut pas couper les pixels en 2.

Je parle résolution native au moment des acquisitions bien entendu.

Christian

Donc à iso capteur, un pixel de ce capteur recevra plus de lumière avec un objectif photo de 100mm ouvert à 2 qu'avec un newton de 200 ouvert à 4.

J'ai bon là ?

Hello,

Oui le flux est plus conséquent (plus de convergence si on peut dire...). C'est l'intérêt de causer en rapport F/D, c'est une grandeur qui correspond bien à la réalité en photo...

Donc à iso capteur, un pixel de ce capteur recevra plus de lumière avec un objectif photo de 100mm ouvert à 2 qu'avec un newton de 200 ouvert à 4.

J'ai bon là ?

Oui le flux est plus conséquent (plus de convergence si on peut dire...). C'est l'intérêt de causer en rapport F/D, c'est une grandeur qui correspond bien à la réalité en photo...

Oui, mais ton image sera moins détaillée.

S’il n’y avait que le rapport F/d, pourqoui s’emmerder avec de gros instruments si un objo 50mm F/1,8 se trouve à moins de 100 € ?

Patte.

les deux jouent :

- Si tu travailles avec une focale donnée, tu à intérêt à prendre le plus gros diamètre bien sur pour capter le plus de photons possibles. Un télescope est un entonoir à photon.

- Inversement : si tu as un diamètre fixe, plus la focale est courte, plus le champ couvert sur le ciel est grand et plus tu capte des photons sur une large zone que tu va concentrer.

- Maintenant avec un même diamètre, mais une focale plus courte, si tu grossis l'image ("zoom in") pour la mettre à la même échelle que le même télescope, mais avec plus longue focale, tu va retrouver exactement le même rapport signal à bruit sur les objets.

Par exemple si tu fais M51 au C11 à F11 ou à l'hyperstar F2 : sur l'hyperstar F2 elle paraitra plus petite et plus lumineuse.

Mais si tu grossis l'image F2 pour que M51 fasse la même taille que sur l'image F10, l'image va s'assombrir (comme en visuel avec un coculaire de plus courte focale) et tu retrouvera exactement la même M51 sur tes deux images à taille égale.

(à condition d'avoir un échantillonnage correct dans les 2 cas bien sur)

Bref, en pratique tu commence par définir le champ que tu veux sur le ciel, ce qui va définir le couple capteur/focale.

Une fois que tu as la focale, tu prends le plus gros tube qui se monte raisonnablement sur la monture et qui rentre dans le budget.

De là tu as plusieurs choix à diamètre égal:

- capteur gros pixels et longue focale -> implique gros capteur, gros filtres, gros porte oculaire, optique corrigée sur un champ large. Tout ça est lourd et cher

- capteur petit pixems et courte focale -> tu gagne sur les filtres, la roue à filtre, le correcteur, le porte oculaire et la monture. C'est moins cher. C'est un peu la tendance avec les derniers CCD Sony et La ZWO1600. Mais dynamique plus petite en général. Bien en photo, moins en photométrie

Oui, mais ton image sera moins détaillée.

 

S’il n’y avait que le rapport F/d, pourqoui s’emmerder avec de gros instruments si un objo 50mm F/1,8 se trouve à moins de 100 € ?

 

Patte.

Tu réponds toi même à la question. Avec un Objo à 100 euros tu as bien la même luminosité, mais "juste" des objets bien plus petits

Merci pour vos réponses.

Cela va m’être utile pour dimensionner la caméra que je vais ajouter à mon setup.

Il semble évident qu'un capteur passe partout n'existe pas.

remarque complémentaire : à échantillonnage égal, plus le diamètre est grand, plus les étoiles sont fines et meilleure est la résolution. On gagne en SNR sur les étoiles au moins.

remarque complémentaire : à échantillonnage égal, plus le diamètre est grand, plus les étoiles sont fines et meilleure est la résolution.

Oui tu gagne en résolution avec le diamètre ce qui se traduit par une diminution de la tache d'airy par rapport au pixel.

Ex sur un SCT la tache d'airy fait à peu près 10microns en théorie à F/D 10 quel que soit le diamètre.

Mais pour avoir le même échantillonnage il faurdra des pixels de plus en plus gros au fur et à mesure que la focale augmente. Sur l'image les étoiles seront de plus en plus petites pour un même champ.

Il y a un exemple dans la doc de Celeston (le white paper sur les edge.)

Entre ton C11 et ton C9, tu as du gagner en finesse d'étoile et magnitude limite à échantillonage égal.

Bien sur la turbulence va aussi lisser les différences en ciel profond.

Par contre en planétaire on va resserer l'échantillonage pour profiter du diamètre.

Oui tu gagne en résolution avec le diamètre ce qui se traduit par une diminution de la tache d'airy par rapport au pixel.

Entre ton C11 et ton C9, tu as du gagner en finesse d'étoile et magnitude limite à échantillonage égal.

:?:

En d'autres termes, à même échantillonage, tu aura une meilleure FWHM en pixels avec un plus gros diamètre.

I.e. le pouvoir de résolution augmente avec le diamètre. (Le pouvoir de résolution est la faculté de séparer 2 étoiles proches.)

Autre exemple : C14 edge v.s. lunette 100mm

même focale

même échantillonnage

même taille de pixel

seule différence, plus gros diamètre pour le C14 -> F/D plus court.

Le F/D étant plus petit, la figure d'airy sera beaucoup plus petite sur le C14 edge. Le diamètre en micron sera plus petit, l'étoile ocupera moins de pixels.

Attention, car si tu sous échantillonne (en grand champ) tu peux voir apparaitre des étoiles carrées ! Ça m'arrive sur des poses test quand la map est nikel de chez nikel, et sur de courtes focales pas gênées par la turbu (genre au centre du champ sur mon 50mm f1.4 canon fermé à f4, ou sur certaines séries L en fermant le diaph toujours. Sinon aucun objo a pleine ouverture ne tient la comparaison face a une lulu...)

Mais bon, ce n'est pas gênant dans mon cas, car de toute façon, comme le suivi n'est pas parfait, y a suffisamment de mouvements pour arrondir les étoiles si on fait assez de poses...

En d'autres termes, à même échantillonage, tu aura une meilleure FWHM en pixels avec un plus gros diamètre.

De mieux en mieux

Bon, je ne vois pas ce qui te pose problème...prenons un exemple :

C8 edge contre C11 edge.

Edit : précision :

La tache d'airy est de 7µ de rayon dans les 2 cas (donnée Celestron).

Rayon de la tache d'Airy = 1.22 x lambda x F/D (avec lambda en micron et la tache en microns, diamètre en mm)

(se rappeler de la rêgle F/D x 0.7 dans le vert/jaune, c'est un bon ordre de grandeur)

Prennons un échantillonnage de 0.5" par pixel.

Dans le cas du C8 edge, ça donne des pixels de 4.92µ (camera 694 quasiment)

Dans le cas du C11 edge, ça donne des pixels de 6,80µ (camera ST10 par ex)

(plus de focale pour le C11, mais même échantillonage, donc pixels plus gros)

-> La tache d'Airy occupera donc 1.42 x 2 pixels sur le C8 contre 1.02 x 2 pixels seulement sur le C11.

Sinon aucun objo a pleine ouverture ne tient la comparaison face a une lulu...)

 

Tu te trompes.

Nikon 300f4 AFS. Etoiles nickels jusque dans les coins a pleine ouverture y compris avec un full frame.

Bon, je ne vois pas ce qui te pose problème...

Cherches... et laisses un peu ta calculette

Désolé, là je vois vraiment pas ce qui te pose problème. Ce sont des formules dont tu as l'habitude depuis des années.

Même sans les formules on sait que le pouvoir de résolution augmente avec le diamètre i.e. des étoiles moins étalées au plan focal. Rien de bizarre ni nouveau là dedans.

J'ai volontairement pris un exemple avec des tubes que tu connais bien, des tailles de pixels et échantillonnage que tu connais. Donc je comprends pas trop ou est ton soucis. Je vois pas trop comment t'aider plus...

C'est la turbu qui te gènes? Bien sur elle va venir en plus et lisser les différences d'autant plus que l'échantillonnage sera serré et la turbu forte.

Mais bon au final il restera toujours un petit avantage en terme de résolution et finesse des étoiles au plus gros diamètre.

Tu as quand même du le constater en passant du C8 au C9 puis C11, non?

Désolé, là je vois vraiment pas ce qui te pose problème. Ce sont des formules dont tu as l'habitude depuis des années.

 

Même sans les formules on sait que le pouvoir de résolution augmente avec le diamètre i.e. des étoiles moins étalées au plan focal. Rien de bizarre ni nouveau là dedans.

 

J'ai volontairement pris un exemple avec des tubes que tu connais bien, des tailles de pixels et échantillonnage que tu connais. Donc je comprends pas trop ou est ton soucis. Je vois pas trop comment t'aider plus...

 

C'est la turbu qui te gènes? Bien sur elle va venir en plus et lisser les différences d'autant plus que l'échantillonnage sera serré et la turbu forte.

 

Mais bon au final il restera toujours un petit avantage en terme de résolution et finesse des étoiles au plus gros diamètre.

 

Tu as quand même du le constater en passant du C8 au C9 puis C11, non?

Non, Christain a prévu de me donner son C11 qui devrait arriver ces prochains jours. Ne lui dites pas mais j'ai prévu de l'accoupler avec un CMOS...

La turbulence étant le seul facteur limitant, il va repasser sur un mak127.

Non, Christain a prévu de me donner son C11 qui devrait arriver ces prochains jours. Ne lui dites pas mais j'ai prévu de l'accoupler avec un CMOS...

 

La turbulence étant le seul facteur limitant, il va repasser sur un mak127.

Tout s'explique !

Pour l'objo 300f4, puisque tu n'en auras plus l'utilité avec ton futur C11, je t'envoie mon adresse par MP !

Édit :

Bon sans rire christiand, on veut l'explication maintenant, car de ce que je comprends, l'explication de olivdeso me semble logique...

Désolé, là je vois vraiment pas ce qui te pose problème.

Je n'ai pas de soucis avec la résolution . Je ne comprends pas et je ne suis pas d'accord avec ton point de vue, c'est autre chose.

Christian

Oui, la taille de la PSF dépend du diamètre à focale constante, c'est ce qui accroît la résolution.

Pour les notions de SNR, ce qui compte à échantillonnage constant est le diamètre et c'est tout. Le F/D, comme le montre Patrick, est une notion qui peut induire en erreur.

Je n'ai pas de soucis avec la résolution . Je ne comprends pas et je ne suis pas d'accord avec ton point de vue, c'est autre chose.

 

 

 

Christian

Justement, j'aimerais sincèrement que tu détailles ton pdv, car pour l'instant, le seul à avoir fournit des explications détaillées est olivdeso.

Je ne m'y connais pas assez pour affirmer qu'aucun autre facteur que ceux évoqués par O. n'entre en ligne de compte, donc ce serait sympa de nous aider tous à faire évoluer la question, car là, on tourne en rond...:/

Hello,

Je suis d'accord avec vous... si on travaille à la limite de diffraction des instruments (et que accessoirement on néglige la turbulence)

Question : est ce le cas en photo ?

En planétaire c'est systématique.

En ciel profond, on travaille rarement à la limite de difraction de l'instrument, mais ça ne veut pas dire pour autant que la diffraction n'a pas d'impact, elle est toujours là.

Même en tenant compte de la turbulence, tu gagne avec le diamètre en ciel profond :

Entre le C8 et le C11, il y a 0.4" en gros de différence sur le diamètre des étoiles. ça peu ne pas être négligeable suivant la turbulence et l'échantillonnage. Par exemple, si tu as un échantillonnage de 0.5" et un seeing de 1.5", tu va le voir. Tes étoiles seront légèrement plus étalées dans le C8, donc détection un peu moins bonne.

Maintenant, si tu as 3" de seeing, la différence entre les deux va être minime.

OK merci pour la réponse.

C'est vrai que je fais tellement peu de planétaire que je reste focalisé sur la longue pose... en pose courte la résolution ne s'envisage pas pareil.

J'ai fait une série d'article là dessus dans Astrosurf mag l'an dernier.