La réduction de focale (simple ou double)
Publié : 12 avr. 2019, 12:05
En VA on recherche des rapports F/D aussi faibles que possible de façon que le capteur reçoive un maximum de lumière.
Or pour la plupart des instruments destinés au visuel ces rapports sont de l'ordre de 5 à 10. Seuls des objectifs photo argentiques, ou de projection venus des pays de l'Est offrent des valeurs de 2,8 voire moins avec des focales de 50 à 200mm.
Dans une première étape on va réduire le rapport F/D vers des valeurs voisines de 3 ce qui, l'expérience l'a prouvé, permet déjà d' obtenir des résultats satisfaisants.
Simple réduction de focale
Elle peut se faire soit à l'aide d'un réducteur (le plus souvent réducteur-correcteur) spécialement conçu pour l'instrument avec un prix en rapport, soit avec un réducteur low-cost venant se fixer sur la camera. L'avantage de cette 2e technique est que l'on peut faire varier le rapport de réduction en changeant les bagues.
Exemple avec une caméra Altair
Petit rappel d'Optique: le réducteur est un système convergent, que l'on assimilera à une lentille mince (l'approximation est évidemment meilleure pour un réducteur que pour un réducteur-correcteur qui est un système dit épais). L'image qui se forme dans le plan focal du miroir primaire du télescope, ou de l'objectif de la lunette, va devenir un objet virtuel pour le réducteur qui va en donner une image réelle dans le plan du capteur de la caméra.
L'application des formules classiques permet de trouver le rapport de réduction en fonction du tirage (distance réducteur-capteur) connaissant la focale du réducteur.
Cette focale est facile à retrouver si le fabricant indique le tirage optimum (pour k=0,5 la focale vaut 2 fois le tirage optimum)
Au passage il est possible de valider mathématiquement la formule expérimentale de @ouki qui donne une variation de réduction de 0,1 pour 10mm de tirage.
En effet la variation de k est donnée par la dérivée de k par rapport à t: dk/dt=-1/f ce qui avec f= 102 mm fait -0,0098/mm soit -0,098 pour 10mm
Exemple: Le réducteur Kepler me permet de descendre à F/D=3,17 avec une lunette 80/400 et un télescope 150/750 .
Les limites sont imposées par les possibilités de mise au point, notamment sur les télescopes type Newton.
Les Schmidt-Cassegrain sont privilégiés car ils ont une grande latitude de mise au point.
Double réduction de focale
La méthode précédente convient bien aux instruments dont le F/D initial se situe aux environs de 5. Mais avec les Schmidt-Cassegrain classiquement à F/D=10 on aura du mal à descendre en dessous de 5. (Il existait autrefois des réducteurs F/3,3 mais le dernier exemplaire connu se trouve dans un musée su sud de la France)
Notez que l' on peut s'écarter de la valeur nominale F/6,3 en modifiant la distance capteur-réducteur conformément aux calculs de la 1ère partie.
Pour repousser les limites on peut faire une double réduction, avec un 1er réducteur vissé à l'arrière du télescope et un second placé sur le tube de la caméra.
(en augmentant malheureusement les aberrations chromatiques et géomètriques)
Si le 1er réducteur est seul:
Avec un second réducteur:
Sur le papier c'est simple; mais on va rencontrer deux problèmes de faisabilité.
1)La distance des 2 réducteurs ne pourra pas descendre en dessous d'une valeur fixée par les dimensions des raccords
2)Il faut que la latitude mise au point du télescope permette d'amener le 1er foyer F0 à la distance convenable.
Je ne vais pas détailler ici les calculs un peu fastidieux.
Des solutions existent; j'ai concocté un petit programme en javascript qui permet de les trouver facilement.
(je mettrais prochainement un lien d'accès à ce programme)
par exemple
J'attends avec intérêt des retours d'expérience avec un tel système, car je ne peux pas tester moi-même, n'ayant plus de réducteur pour C8 et de toutes façons, le champ serait encore trop réduit pour que je réussisse à pointer quelque chose avec la monture préhistorique du C8 orange 
Or pour la plupart des instruments destinés au visuel ces rapports sont de l'ordre de 5 à 10. Seuls des objectifs photo argentiques, ou de projection venus des pays de l'Est offrent des valeurs de 2,8 voire moins avec des focales de 50 à 200mm.
Dans une première étape on va réduire le rapport F/D vers des valeurs voisines de 3 ce qui, l'expérience l'a prouvé, permet déjà d' obtenir des résultats satisfaisants.
Simple réduction de focale
Elle peut se faire soit à l'aide d'un réducteur (le plus souvent réducteur-correcteur) spécialement conçu pour l'instrument avec un prix en rapport, soit avec un réducteur low-cost venant se fixer sur la camera. L'avantage de cette 2e technique est que l'on peut faire varier le rapport de réduction en changeant les bagues.
Exemple avec une caméra Altair
- gpcamrf.jpg (53.68 Kio) Consulté 5031 fois
L'application des formules classiques permet de trouver le rapport de réduction en fonction du tirage (distance réducteur-capteur) connaissant la focale du réducteur.
Cette focale est facile à retrouver si le fabricant indique le tirage optimum (pour k=0,5 la focale vaut 2 fois le tirage optimum)
- RF-ava.jpg (40.26 Kio) Consulté 5031 fois
En effet la variation de k est donnée par la dérivée de k par rapport à t: dk/dt=-1/f ce qui avec f= 102 mm fait -0,0098/mm soit -0,098 pour 10mm
Exemple: Le réducteur Kepler me permet de descendre à F/D=3,17 avec une lunette 80/400 et un télescope 150/750 .
- rfgpcam.jpg (69.5 Kio) Consulté 5031 fois
Les Schmidt-Cassegrain sont privilégiés car ils ont une grande latitude de mise au point.
Double réduction de focale
La méthode précédente convient bien aux instruments dont le F/D initial se situe aux environs de 5. Mais avec les Schmidt-Cassegrain classiquement à F/D=10 on aura du mal à descendre en dessous de 5. (Il existait autrefois des réducteurs F/3,3 mais le dernier exemplaire connu se trouve dans un musée su sud de la France)
Notez que l' on peut s'écarter de la valeur nominale F/6,3 en modifiant la distance capteur-réducteur conformément aux calculs de la 1ère partie.
Pour repousser les limites on peut faire une double réduction, avec un 1er réducteur vissé à l'arrière du télescope et un second placé sur le tube de la caméra.
(en augmentant malheureusement les aberrations chromatiques et géomètriques)
Si le 1er réducteur est seul:
- Celestron RF.jpeg (39.04 Kio) Consulté 5029 fois
- Celestron2RF.jpeg (48.62 Kio) Consulté 5029 fois
1)La distance des 2 réducteurs ne pourra pas descendre en dessous d'une valeur fixée par les dimensions des raccords
2)Il faut que la latitude mise au point du télescope permette d'amener le 1er foyer F0 à la distance convenable.
Je ne vais pas détailler ici les calculs un peu fastidieux.
Des solutions existent; j'ai concocté un petit programme en javascript qui permet de les trouver facilement.
(je mettrais prochainement un lien d'accès à ce programme)
par exemple
- RFcalc1.jpg (61.55 Kio) Consulté 5029 fois
