La réduction de focale

[pejive]

Ce qui suit peut s'appliquer indifféremment à un télescope ou à une lunette
Conditions initiales: le système sans réduction de focale

noRdF.jpg (41.85 Kio) Consulté 5925 fois

L'image A1B1 donnée par le miroir primaire du télescope ou par l'objectif de la lunette se forme dans le plan focal.
C'est dans ce plan focal que l'on doit placer le plan du capteur de la caméra
Le "backfocus" varie selon le réglage de la mise au point. En pratique connaître sa valeur n'a pas un intérêt fondamental, si ce n'est de savoir quelles combinaisons optiques seront possibles

Une fois le réducteur de focale placé à l'arrière du télescope

Il faut que l'image A2B2 se forme toujours dans le plan du capteur de la caméra.
En Optique on dit que cette image est réelle (puisqu'elle se forme sur un plan); c'est l'image de A1B1 donnée par le réducteur de focale;
A1B1 est dit objet virtuel puisqu'il n' existe plus, la lumière étant interceptée par le réducteur.
Question:
est-ce que le backfocus initial Bf a changé ? çà dépend
si on pouvait positionner exactement la camera au bon endroit, il ne changerait pas.
Mais en pratique on impose une valeur de la distance réducteur-capteur p2 en fonction des bagues disponibles. Donc on refait la mise au point et donc on change Bf.

Construction géomètrique de l'image
On va faire une simplification en supposant que le réducteur de focale se comporte comme une lentille mince convergente.
En réalité il faudrait le considérer comme un système épais.

Pour trouver la position de l'image on utilise des rayons particuliers:
rayon 1: passant par le centre optique O n'est pas dévié; le point B2 se trouvera obligatoirement sur ce rayon
rayon 2: parallèle à l'axe, sortira de la lentille en se dirigeant vers le foyer image F' de ladite lentille
(son copain 3 qui ne sert à rien pour la construction ) ferait la même chose;
B2 doit se trouver à la fois sur (1) et sur (2) donc il est à l'intersection des 2
A2 sera dans le même plan puisque, sans aberration, une lentille donne une image plane d'un objet plan.

Un peu de calcul

Il est facile à partir de la construction précédente d'établir la relation de conjugaison, et le grandissement K

formules.jpg (23.01 Kio) Consulté 5925 fois

Comme on ne connaît pas p1 on l'élimine ce qui donne une relation entre f, p2 et K.
Si on s'impose K on peut déterminer la valeur idéale de p2 à condition de connaître f.
Mais cette valeur est généralement mal connue, variable selon les fabricants, et n'oublions pas l'approximation de la lentille mince.
Les puristes peuvent s'amuser à déterminer plusieurs valeurs de K (au moins 2) en modifiant la distance p2; on trouve alors la valeur la plus correcte de f
J'ai fait çà avec un C8 et un réducteur f/3.3 les mesures correspondent à une focale de 180mm

RdFC8f33.jpeg (22.59 Kio) Consulté 5922 fois

On remarquera que K=0,5 lorsque p2=f/2 Certains fabricants indiquent justement cette valeur; on trouve souvent 51mm pour les réducteurs x0.5 en 1.25" ce qui correspond à une focale de 102 mm

[Guimby]

Bon il va falloir que je lise ça plusieurs fois ce soir pour bien comprendre...
Mille mercis @pejive , tu es un puit de science

[pejive]

Mille mercis @pejive , tu es un puit de science

de rien...
Un de mes étudiants m'a dit çà une fois un seul... en 30 ans de carrière

[clouzot]

Merci @pejive

Donc pour voir si j'ai tout bien compris, posons là un magnifique C8 (ou un C9) affublé de son non moins magnifique réducteur Celestron x0.63.

Je pars de la formule K = 1 - (p_2 / f), dans laquelle je pose
* K = 0.63.
* f, n'ayant pas mon réducteur (actuellement pris en otage par une harde de sangliers affamés) je pars de la mesure de @hendor26 soit 240mm.
* et je cherche p_2, l'espacement nécessaire pour obtenir ladite réduction de focale de x0.63

Par un rapide tour de passe-passe, j'en déduis que p_2 = (1-K) * f. Soit p_2 = (1-0.63)*0.240 = 0.0888. Donc un espacement optimal de 88mm (et non pas 105).

J'ai bien compris que l'approximation "lames minces" n'était pas forcément vérifiée dans le cas de ce réducteur, mais on est bien plus proches des 85-86mm que des 105mm.

J'ai tout bon ou je finis en khôlle à recopier mes formules ?

[pejive]

C'est çà, conditionné par la valeur de f.
A vérifier par l'expérience.
Concernant l'approximation lentille mince, il faudrait connaître la constitution du réducteur pour savoir si les valeurs changent avec un système épais.
J'avais fait les mesures pour de nombreuses valeurs de p2 avec le f/3.3 Je n'ai pas constaté d'anomalie du modèle lentille mince.
Mais il est vrai que ce sont en fait des réducteurs-correcteurs, ce qui complique un peu le problème...
On va demander à @ouki de passer aux travaux pratiques

[pejive]

J'ai testé (non sans difficulté car le Reset ne fonctionne pas correctement) le lien donné par @hendor26 avec les valeurs mesurées sur les images de @Guimby
D'après ce calculateur pour avoir une focale équivalente de 1353mm avec p2=90mm il faut que la focale du réducteur soit entre 220mm et 230mm (228mm)
Mes formules donnent 265...
Et si je prends f=228mm il faudrait p2=78mm ce qui n'est pas conforme à l'expérience ( les 90mm ont été mesurés au pied à coulisse )

Donc tant qu'une grande campagne d'expérimentation ne démontrera pas qu'elles sont fausses je continuerais d'utiliser mes formules

[Ubuntu]

J'ai testé (non sans difficulté car le Reset ne fonctionne pas correctement) le lien donné par @hendor26 avec les valeurs mesurées sur les images de @Guimby
D'après ce calculateur pour avoir une focale équivalente de 1353mm avec p2=90mm il faut que la focale du réducteur soit entre 220mm et 230mm (228mm)
Mes formules donnent 265...
Et si je prends f=228mm il faudrait p2=78mm ce qui n'est pas conforme à l'expérience ( les 90mm ont été mesurés au pied à coulisse )

Donc tant qu'une grande campagne d'expérimentation ne démontrera pas qu'elles sont fausses je continuerais d'utiliser mes formules

Oui et attention à la mesure entre la capteur et le réducteur car il faut partir du milieu des 2 lentilles du réducteur... ce qui n'est parfois pas facile à évaluer

[clouzot]

En tout cas le calcul ne correspond pas exactement à ce que j'observe avec le combo C9 + réducteur x0.63 + 294c à 86mm, dont le champ théorique devrait être 0.74° x 0.51° (si j'en crois astronomy.tools), alors que mes images non croppées solvent (merci ASTAP) avec un champ réel de 0.80° x 0.54°. Je réduis donc un peu plus que les x0.63, plutôt dans les x0.59.

[f6uhbgf]

Moi qui croyais que seul mes ados avaient des cours par correspondance, me voilà servi
En tout cas merci pour l'explication, pas tout compris mais sa viendra

[pejive]

En tout cas le calcul ne correspond pas exactement à ce que j'observe avec le combo C9 + réducteur x0.63 + 294c à 86mm, dont le champ théorique devrait être 0.74° x 0.51° (si j'en crois astronomy.tools), alors que mes images non croppées solvent (merci ASTAP) avec un champ réel de 0.80° x 0.54°. Je réduis donc un peu plus que les x0.63, plutôt dans les x0.59.

Note: the Meade and Celestron focal reducers are called f/6.3 reducers, this is because when used as designed they result in a focal ratio of approximately f/6.3 on an f/10 SCT.
They are NOT 0.63x reducers.

C'est pourquoi seule la mesure expérimentale est valable, avec une modélisation "lentille mince" dont la focale n'est probablement pas celle du réducteur-correcteur.
J'avais d'ailleurs essayé de voir les changements de réduction avec le réducteur-correcteur TS x0,8 sur la lunette AR102 en changeant la longueur des bagues: c'est insignifiant

[Papylima]

J'ai d'abord pensé que SLO était un membre du forum, mais non...

http://www.astrosurf.com/topic/134249-r ... nt-1801573

[Alain_G]

Bonjour

La question de naïve du jour :
Si au lieu de mettre le réducteur de focale directement en sortie du télescope je le mets derrière le renvoi-coudé, est-ce que ça va avoir un impact sur l'image obtenue ?

Bonne journée,
Alain

[pejive]

Ce qui compte c'est la distance réducteur-capteur; je ne pense pas que l'on puisse avoir le réducteur, puis le renvoi coudé et le capteur.
Avec une distance de l'ordre de 50mm il n'y a qu 'une possibilité.
Il vaut mieux éviter le renvoi coudé et travailler dans l'axe

[Alain_G]

D'accord, mais en fait j'intercale le renvoi-coudé pour éviter que la caméra vienne buter sur la monture ce qui m'est déjà arrivé en mettant tout dans l'axe (réducteur, porte filtre et caméra) et en visant une cible haut dans le ciel. Plus précisément la caméra est venue buter pendant le suivi de l'objet, je n'avais pas vu qu'elle était aussi près de la monture.

[Alain_G]

Un peu plus d'explications sur le pourquoi de ma question.
Suite à ma mésaventure, je mets donc le renvoi coudé quand j'utilise le réducteur de focale, donc le montage à l'arrière du C8 est le suivant :
Réducteur Celestron 0.63 / porte-oculaire / renvoi-coudé / porte-filtre à tiroir / caméra
Et ça se passe en fait plutôt bien.

Mais j'ai récupéré un réducteur Starizona 0.63 réputé bien plus qualitatif que le réducteur Celestron sauf que je n'arrive pas à connecter le renvoi-coudé après le réducteur (il doit me manquer une bague ou un adaptateur qui me permettrait de le faire). Du coup je fais le montage suivant :
Porte-oculaire / renvoi-coudé / réducteur de focale / porte-filtre à tiroir / caméra.
Avec ce montage j'ai de la coma (ou quelque chose qui y ressemble), et pas qu'un peu ! un comble vu la réputation du starizona.
Du coup je me demandais si ça pouvait être dû à mon montage ou si c'est le réducteur qui est en cause.
Il faudrait que je teste sans le renvoi-coudé pour voir si j'ai aussi de la coma, en faisant attention de ne pas viser un objet trop haut dans le ciel.

[clouzot]

Quelle version du réducteur Starizona as-tu ? Il y en a eu plusieurs itérations... le modèle que je connais se met dans le "visual back" (c'est la pièce qui a un filetage type SCT femelle d'un côté et fait porte-oculaire de l'autre) de 2 pouces et a un filetage M42 mâle en sortie, côté caméra.

image.png (243 Kio) Consulté 5640 fois

Mais les modèles précédents étaient conçus différemment, en particulier le filetage de sortie.

En tout cas avec ce réducteur, la distance entre correcteur et plan du capteur doit être de 90mm ± 2mm, pas plus pas moins. Tu peux te rapprocher de @WLd_WLf qui a fait un montage similaire et s'est tapé les mesures de distance avec un renvoi coudé 2 pouces.

[hendor26]

Salut,

Vu que la sortie du réducteur est en T2, il faudrait une diagonale T2 et elle font environ 35mm de longueur optique (chez Baader et TS uniquement).

Mais dans tout les cas avec un réducteur 0.63x, il faut éviter les diagonales 2" qui ont une longueur optique énorme +de100mm si je dis pas de bêtises

[Alain_G]

Quelle version du réducteur Starizona as-tu ? Il y en a eu plusieurs itérations... le modèle que je connais se met dans le "visual back" (c'est la pièce qui a un filetage type SCT femelle d'un côté et fait porte-oculaire de l'autre) de 2 pouces et a un filetage M42 mâle en sortie, côté caméra.

C'est le Starizona SCT Corrector II, donc la version précédente de celle actuellement commercialisée.
Pour le renvoi-coudé c'est le 2'' Explore-Scientific. Je le trouve relativement court (pour un 2'') comparé à d'autres.

[clouzot]

Donc : rien ne t'empêche de mettre ce correcteur après le renvoi coudé , si tant est que tu rajoutes en sortie de correcteur les bagues qui vont bien pour obtenir ces 90mm d'espacement entre sortie du correcteur et plan du capteur. Tu auras donc dans l'ordre : tube - (visual back éventuel) - renvoi coudé avec le réducteur rentré au max dedans - spacers - caméra

Il faut également que ton SCT ait suffisamment de marge de mise au point pour faire "sortir" le point focal (qui est habituellement juste à la sortie du tube). C'est à tester.

[Alain_G]

Donc : rien ne t'empêche de mettre ce correcteur après le renvoi coudé , si tant est que tu rajoutes en sortie de correcteur les bagues qui vont bien pour obtenir ces 90mm d'espacement entre sortie du correcteur et plan du capteur. Tu auras donc dans l'ordre : tube - (visual back éventuel) - renvoi coudé avec le réducteur rentré au max dedans - spacers - caméra

Il faut également que ton SCT ait suffisamment de marge de mise au point pour faire "sortir" le point focal (qui est habituellement juste à la sortie du tube). C'est à tester.

D'accord, mais c'est justement ce que je fais, mettre le réducteur après le renvoi coudé. C'est l'inverse que je n'arrive pas à faire, mettre le renvoi coudé derrière le réducteur, mais je ne sais pas si ça aurait un intérêt. Je serais peut-être plus proche des 90mm de backfocus.

Donc si je comprends bien le problème avec mon montage actuel vient du fait que la caméra est trop près du réducteur et que je ne respecte pas les 90mm de backfocus. Pas sûr de pouvoir faire la mise au point si je rajoute des bagues entres le réducteur et la caméra, j'essaierai à l'occasion.

[WLd_WLf]

J'ai en effet 87 mm de backfocus en incluant un renvoi coudé de 2 pouces. Seul ce montage me permettait l'accès au zenit avec ma monture altaz evolution.

Après le renvoi coudé ça implique
- adaptateur SCT male vers M42 femelle
- tube allonge M42 male vers femelle 15 mm
- adaptateur M42 male-male
- bague metal M42 1mm
- cam 294C (adaptateur M42 femelle 13 mm)

[Alain_G]

OK merci, ça correspond effectivement à ce que je veux faire.
Connecter la caméra derrière le renvoi coudé ça ne me pose pas de problèmes.
C'est connecter le renvoi coudé derrière le correcteur que je n'arrive pas à faire, j'ai essayé un peu toutes les bagues en ma possession et je n'ai pas trouvé de montage permettant de le faire.
Il faut dire que je suis un peu paumé entre tous les standards : T2, M42, M48 : pour moi c'est du charabia.
C'est peut-être ça qu'il me manque pour pouvoir le faire :
https://www.pierro-astro.com/materiel-a ... m48_detail
Sous réserve que le M48 dont il est question me permette de visser le correcteur dans le filetage prévu pour des filtres 2'' du renvoi coudé.

Question subsidiaire, comment tu mesures le backfocus avec ton renvoi coudé ?
C'est une estimation faite avec un mètre ou tu as une méthode plus précise (je n'ai pas trouvé d'info sur le backfocus de mon renvoi coudé sur le net).

[clouzot]

Ca n’est pas évident de mesurer la longueur du chemin optique d’un renvoi coudé. Une méthode qui fonctionnerait à première vue serait d’avoir un focuser gradué, de faire le focus avec et sans le renvoi puis de soustraire les deux mesures pour obtenir la différence. Parce que faire la mesure mécaniquement est quasi impossible (sans parler des renvois à prisme qui réfractent les rayons !)

[WLd_WLf]

J'avoue que j'ai fait ça de manière artisanale avec une équerre aristo et un crayon. J'ai tracé les 90 degrés du chemin optique sur l'extérieur du renvoi coudé en reliant les 2 endroits où le pas de vis est le plus proche du bord. Et après il m'a suffi de mesurer sa longueur avec une précision d'environ 1 mm.

Et pour les raccords c'est pareil je n'y pigeait strictement rien au début. J'ai du passer une heure ou 2 sur le web pour bien me documenter...le site de Pierro Astro est pas mal pour ça car très didactique