Un capteur N&B au format APS-C - Mode d'emploi Debayérisation d'un Capteur CMOS CANON

[Fred_76]

Ne serait il pas possible de trouver un produit ou in traitement qui décolorerait les pigments de la matrice de Bayer ? Une sorte de Javel pour capteur...

[Eric S]

Le capteur du Leica est prévu d'origine en monochrome, donc avec ses micro lentilles présentes. Dans le cas de notre ami, il y a un gain lié à la suppression de la matrice ainsi qu'une perte causée par la disparition des micro lentilles[...]

 

Oui, j'avais lu la disparition des microlentilles. Mais à ce moment là, je rejoints ton autre conclusion quelques messages plus hauts: le gain pour de la photo couleur n'est pas évident (voir négatif je pense). Le seul intérêt est alors en bande étroite.

 

Quant à enlever/décolorer la matrice CFA en préservant les microlentilles, je crains que ce ne soit super compliqué (déjà que la manip de François est tout sauf trivial ) et/ou qu'il ne faille des moyens techniques considérables.

 

Un cas particulier sur un Olympus E-500 où un gars a simplement remplacé le capteur (d'origine Kodak) par le même capteur sans matrice. C'était un modèle de capteur avec des vraies pattes de connexion, pas des microfils d'or nanosoudés...

[Moot]

L'ennui, c'est que les microlentilles sont au-dessus de la matrice colorée. On ne peut pas enlever l'une sans enlever les autres.

[Eric S]

L'ennui, c'est que les microlentilles sont au-dessus de la matrice colorée. On ne peut pas enlever l'une sans enlever les autres.

 

On enlève les micro-lentilles. On enlève la matrice colorée. On remet juste les micro-lentilles. Éventuellement, on met un film transparent de même épaisseur et même indice à la place de la matrice colorée pour conserver le même chemin optique. Forcément, si tout est collé de manière irréversible, c'est moins pratique à enlever au début .

 

PS : en plus, il faut remettre les micro-lentilles exactement au même endroit, genre à 1µm près .

[Fred_76]

Bah, il suffit d'être patient et de recoller les lentilles une par une...

 

Sinon, j'ai trouvé quelques images qui montrent ces microlentilles, la matrice de bayer et la surface sensible :

 

 

Une autre image montre un capteur partiellement gratté. A gauche la surface non nettoyée, on a une luminosité à 100%. Au centre, il n'y a que la zone de microlentilles qui a été retirée et il reste donc la matrice de Bayer. La luminosité chute de 40%. A droite, la matrice de Bayer est retirée et l'image est 6%-7% plus lumineuse que l'image d'origine. C'est sur un 350D avec des photosites globalement plus gros et certainement moins sensibles que le boitier du 600D testé par François qui trouve lui un gain de 15% environ :

 

 

De cette image on peut constater que les pigments de la matrice de Bayer filtrent énormément de lumière (55%) tout juste compensé par le gain apporté par les microlentilles (70%).

 

Ici une image montrant une coupe d'un capteur CMOS avec microlentille. On voit bien la surface perdue par l'électronique qui doit passer entre les photosites.

 

 

Ici, l'inimité d'un capteur Nikon D2H :

http://landingfield.wordpress.com/2013/02/06/peeping-into-pixel-a-micrograph-of-cmos-sensor/

 

Maintenant, il y a fort à parier que la matrice de Bayer ne serra plus très longtemps dans nos capteurs. Canon est en train de travailler sur la technologie Foveon et Panasonic sur une nouvelle façon plus efficace de répartir la lumière sur les capteurs. Avec la technologie Panasonic, le filtre laisse passer 85% de la lumière au lieu d'à peine 50% avec la matrice de Bayer, soit un énorme gain en sensibilité pour le capteur couleur qui deviendrait quasiment aussi sensible qu'un capteur monochrome (la résolution en moins) :

http://www.imaging-resource.com/news/2013/02/05/bye-bye-bayer-panasonic-claims-new-sensor-tech-ends-color-filter-light-loss

Modifié 1 juillet 2014 par Fred_76

[TBIRD]

n'empeche c'est un boulot de malade , chapeau bas Francois !!!

[xs_man]

Canon est en train de travailler sur la technologie Foveon et Panasonic sur

une nouvelle façon plus efficace de répartir la lumière sur les capteurs.

 

Il faut espérer que cela aboutisse un jour, ça fait un moment que l'on en parle.

 

 

Albéric

[Tromat]

Le problème du Foveon c'est qu'il n'est pas réputé pour sa sensibilité du fait que la lumière doit passer les différentes couches. La technique a peut être évoluée mais pour le ciel profond je suis assez pessimiste, pour le planétaire pourquoi pas.

[Fred_76]

Le principe étudié par Canon ressemble à, mais n'est pas de même nature que le principe Foveon. Ils ont déposé un brevet il y a quelques mois mais cela ne veut pas dire qu'ils vont développer un capteur avec cette technologie. Ils l'utilisent cependant déjà sur les capteurs destinés à faire la MAP auto de certains boîtiers (ils n'analysent que deux bandes de longueur d'onde) mais ce ne sont pas à proprement parler des capteurs de prise de vue.

 

La technique Panasonic est quant à elle bien plus prometteuse. Ils remplacent les pigments de la matrice de Bayer par des petits cristaux qui diffractent la lumière sur les photosites voisins selon la longueur d'onde. Il faut regarder le lien que j'ai donné.

 

On a vu que les pigments de la matrice de Bayer ne laissaient passer au mieux que 50% de la lumière incidente. Avec la technique Panasonic, c'est 85% qui passe, soit un quasi doublement de la sensibilité. Mais on a toujours des photo sites spécialisés par couleur et donc une résolution équivalente à une matrice de Bayer.

Modifié 2 juillet 2014 par Fred_76

[Moot]

Le problème du Foveon c'est qu'il n'est pas réputé pour sa sensibilité.

Surtout, il est réputé pour son bruit important. Et aussi étonnant que cela paraisse, c'est le niveau du bruit qui définit la sensibilité "au sens des photographes".

[Moot]

On enlève les micro-lentilles. On enlève la matrice colorée. On remet juste les micro-lentilles.

Excellente idée en théorie, inapplicable en pratique : les micro-lentilles sont déposées à l'état liquide (gouttes de résine), tout comme d'ailleurs les cases colorées de la matrice de Bayer. Les unes et les autres sont étroitement collées.

[OrionRider]

le capteur couleur qui deviendrait quasiment aussi sensible qu'un capteur monochrome (la résolution en moins)

 

Perso, j'espère qu'ils vont arrêter la course aux mégapixels.

 

D'une part ça ne sert à rien avec les objectifs qu'utilisent 90% des gens, la résolution optique ne suit pas.

D'autre part, la grande majorité des utilisateurs n'impriment pas leurs images et n'ont pas d'écran de 32 mégapixels. En général les photos finissent en 1024x768 sur Flickr.

 

Mais le plus gros souci pour nous c'est que même avec des optiques courantes comme le T200/1000, on arrive à des échantillonnages inguidables avec les montures chinoises et de toute façon inférieurs à la turbulence.

Sans parler de la taille des fichiers et du temps de traitement...

 

Si les fabricants parviennent à conserver ou même améliorer la sensibilité actuelle avec des pixels <2µm, qu'est-ce que ça serait avec des pixels de 6µ, comme dans le temps!

Vous imaginez un Reflex moderne avec 6MP?

Modifié 2 juillet 2014 par OrionRider

[xs_man]

Si les fabricants parviennent à conserver ou même améliorer la sensibilité actuelle avec des pixels <2µm, qu'est-ce que ça serait avec des pixels de 6µ, comme dans le temps!

Vous imaginez un Reflex moderne avec 6MP?

 

En gros un réflex ou alors une camera avec un ICX694 par exemple ?

Bon oui, ça n'est que 4.54 micron, mais on est pas loin de la cible non ?

Après, il faut juste aligner plein d'Euros...

 

Albéric

[Fred_76]

3x2µ=6µ

 

Il suffit donc d'un algorithme de dématriçage qui transforme le RAW shooté en 2µ de photosites en image FIT binnée de façon intelligente en superphotosites de 6µ.

[yannp29]

Salut,

 

Un bin logiciel suffirait. On est sur un capteur CMOS donc sans transfert de charge. Inconvénient, au contraire d'un binnig "hard" sur un CCD, on bin aussi le bruit....

 

Yann

[Fred_76]

Tu binnes le bruit si tu additionnes bêtement. Mais un logiciel "intelligent" pourra faire du sigma clipping, du médian...

[Tromat]

Mouais... le bin logiciel n'a que peu d'intérêt, le gain lié au bin matériel est la réduction du bruit de lecture.

[Eric S]

[...]les micro-lentilles sont déposées à l'état liquide (gouttes de résine), tout comme d'ailleurs les cases colorées de la matrice de Bayer. Les unes et les autres sont étroitement collées.

 

Je m'en doutais à voir la coupe au microscope. Tout est coulé ensemble.

 

Si les fabricants parviennent à conserver ou même améliorer la sensibilité actuelle avec des pixels <2µm, qu'est-ce que ça serait avec des pixels de 6µ, comme dans le temps!

Vous imaginez un Reflex moderne avec 6MP?

 

Sony A7s avec des pixels de 8,5 µm.

[yannp29]

Mouais... le bin logiciel n'a que peu d'intérêt, le gain lié au bin matériel est la réduction du bruit de lecture.

 

Tout à fait d'accord:)

Aucun intérêt de binner les 4 pixels alors si ce n'est l'échantillonage.

 

Yann

Modifié 3 juillet 2014 par yannp29

[OrionRider]

Non, un binning matériel ou logiciel ne serait pas aussi performant.

 

Chaque nouvelle génération d'APN propose des pixels plus petits, avec des photosites plus petits et une électronique qui rétrécit en même temps.

Si les photosites étaient physiquement plus grands, la place perdue pour l'électronique serait proportionnellement bien plus faible, comme dans cette simulation (à droite):

 

[Astroghost-Francois]

Voici quelques nouvelles mesures réalisées pour un client travaillant dans l'imagerie IR à 940 nm , en attendant que ma CoolingStarBox II soit fini et que je puisse enfin réaliser des tests sur le ciel .

Ces images représentes la vue d'un projecteur à LED Ir 940 nm , l'image finale est un crop sur un des LED Ir de 5mm.

 

Vous trouverez plus d'informations sur la page dédiée :

 

http://astronomie-astrophotographie.fr/TUTO-DEBAYERING.htm

 

Voici un comparatif avec le positionnement de la matrice de Bayer , l'image du 7D défiltré

et celle du 7D défiltré.

 

La dernière image simule le même niveau d'exposition que l'image du 7D défiltré.

On remarque un gain important en contraste sur l'image du 7D débayérisé et une dégradation

importante des fins détails sur l'image réalisé avec la matrice de Bayer.

 

 

François

Modifié 17 septembre 2014 par Astroghost-Francois

[Fred_76]

Bonjour François, à combien proposes tu la modification ? Et ou est donc passé ton tuto ?

[Fred_76]

Au fait, j'ai une question à la con.

 

Une fois débayérisée, la surface du capteur est nécessairement complètement exposée à l'oxydation, l'humidité et aux poussières. Est-ce que tu replaces un verre de protection au dessus du capteur ?

[Bottles74]

tu m'as devancé Fred !

[Astroghost-Francois]

Oui , bien sur , la vitre du capteur est remise en place sous atmosphère sèche .

J'ai fais quelques tests d'étanchéité à l’humidité et je n'ai rencontré aucun problème.

Je suis également en train de me fabriquer une cloche pour refermer les capteurs sous argon qui peux le mieux ....

J'ai fais quelques tests et mesures sur le pouvoir d’absorption de la vitre d'origine du capteur pour éventuellement la remplacer par un verre clair.....

 

François

[Fred_76]

Sur les boitiers Canon, ce que j'ai pu comprendre de toutes mes lectures, c'est que la vitre du capteur est normalement un filtre polarisant, qui participe à l'antimoiré.

 

• Le premier filtre polarise dans un axe (il réflechi aussi les UV et des Ir jusqu'à environ 670 nm, et sur certains boitiers, vibre par effet piezo pour le nettoyage)
  
• Le deuxième filtre polarise en circulaire (il absorbe aussi les Ir au dessus de 645 nm environ, c'est celui qu'il faut retirer pour laisser passer les Ha)
  
• La vitre du capteur polarise dans l'autre axe
  

 

Et c'est comme ça que les rayons sont dispersés sur les 4 photosites voisins pour réduire l'effet de moiré. Ils font ça depuis le 40D et apparemment ça n'a toujours pas changé. Nikon ne le fait plus sur les derniers boitiers haut de gamme car l'échantillonnage de leurs capteurs et la puissance des processeurs sont tels qu'ils peuvent effectuer l'antimoiré de façon logicielle.

Modifié 19 septembre 2014 par Fred_76

[Astroghost-Francois]

Oui Fred mais dans le cas d'un capteur monochromatique , l'utilité du low pass filter du capteur n'a plus d'utilité puisqu'on supprime les fausses couleurs et les effets de moiré dus justement au dématricage.

 

Quelques lignes sur ces effets :

 

http://www.mosaicengineering.com/products/nbaa.html

 

Donc ce filtre doit pouvoir être remplacé par un filtre clair tout simple de trés bonne qualité comme les Edmund optics.

[Fred_76]

Oui je ne dis pas le contraire !

 

En fait je clarifiais le fait. On lit un peu partout que sur les EOS, le premier filtre (LPF1) était LE filtre d'antimoiré et que le deuxième est le filtre de coupure UV/Ir. C'est complètement faux... voir mon message précédent.

 

Cela dit, laisser le verre "spécial" d'origine va très légèrement étaler le signal (il fait partie de la chaine d'antimoiré) et donc, remplacer ce verre par un verre simple anti réfléchissant, genre Edmund Optic (cf. JTWastro) devrait encore un chouya de plus améliorer la résolution. Mais je reconnais, on chipote !

[Astroghost-Francois]

Effectivement Fred , tu as raison , pour ceux qui veulent plus de détails sur les capteurs

vous pouvez faire un tour ici :

 

http://www.whatdigitalcamera.com/techniques/features/guides/494429/sensors-explained.html

 

Modifié 8 novembre 2014 par Astroghost-Francois

[Fred_76]

Je remonte ce topic.

 

François, as tu réussi à faire des photos astro avec un capteur débayérisé ?

 

As tu aussi une macrographie d'un capteur, par exemple le 500D, avant et après débayérisation histoire de voir la taille des microlentilles (surface collectrice avant opération) et la taille de la zone photosensible (surface collectrice après opération) ?