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Mise au foyer de la caméra CCD
  Effectuer une bonne mise au foyer de l'image est un élément très important pour avoir une image de qualité et la plus net possible.  Lorsque la caméra CCD est montée au foyer primaire du télescope, il n'y a pas de position infinie comme on peut le réaliser avec l'objectif d'un appareil photo numérique (APN) par exemple.  De plus on ne peut pas faire une mise au foyer en direct comme avec un APN réflex (la mise au point se faisant sur le verre dépoli de l'APN). 

Voici 3 techniques de mise au foyer :
  1. Les logiciels d'aide de mise au foyer
  2. Mise au foyer avec l'aide d'un masque
  3. Le masque Bahtinov
1.  Les logiciels d'aide de mise au foyer

Pour réaliser la mise au foyer, on peut utiliser la fonction de mise au foyer du logiciel venant avec la caméra CCD.  On vise une étoile brillante (de magnitude de 4 à 8) et on démarre une série d'expositions successives de 0.1 à 5 secondes dépendamment de la luminosité de l'étoile. Tout en regardant l'image à l'écran, on tourne le bouton de mise au foyer du télescope légèrement vers la droite ou la gauche jusqu'à obtenir une image au foyer.  Pour s'aider dans cette tâche, on utilise l'utilitaire de mise au foyer venant le logiciel de la caméra CCD.  Par exemple avec le logiciel Envisage fourni avec la caméra Meade DSI, la mise au foyer s'effectue avec l'image suivante :

Mise au foyer caméra DSI

En tournant légèrement le bouton de mise au point vers la gauche ou droite, on essaie de reproduire la plus haute ''montagne'' possible comme dans l'image ci-haut.  Le tout serait rapide s'il n'y avait pas la turbulence de l'air.  Même si on ne touche pas le bouton de mise au point, on s'apercevra que la hauteur de la montagne varie continuellement.  Cette variation est due à la turbulence de l'air.  Donc il faut porter une attention pour conserver les valeurs les plus hautes.

Un autre exemple d'aide à la mise au foyer est offert avec le logiciel Maxim DL (qui est fourni avec la caméra Orion StarShoot) : 

Mise au foyer avec Maxim DL

En tournant le bouton de mise au foyer, on observe l'information en bas à droite de l'image ci-haut :
  • MaxPixel représente la valeur des pixels les plus clairs.  Plus la valeur augmente, plus la mise au point s’améliore
  • FWHM représente la grosseur des étoiles (ou des pixels résolus).  Plus la valeur est petite plus la mise au point s’améliore.
  • HFD est semblable à FWHM.  On utilise HFD lorsque l’image est très défocusée.  Les étoiles ressemblent à des ‘’beignes’’.  Plus la valeur diminue plus la mise au point s’améliore.
2.  Mise au foyer avec l'aide d'un masque

Les logiciels d'aide de mise au foyer sont très utiles pour réussir une bonne mise au foyer.  Sans aucun outil d'aide pour la mise au foyer, il est très difficile de réaliser une bonne mise au point.  Si vous n'avez pas, avec votre caméra, d'utilitaires de mise au point, par exemple vous utilisez une Webcam ou un APN non réflex au foyer primaire de votre télescope, voici une méthode qui vous permettra de réussir une bonne mise au foyer.  Elle demande un peut de bricolage. Il s'agit de confectionner une feuille de carton noir qui épouse le diamètre de l'ouverture focale de votre télescope ou lunette.  On perce 2 ronds ou 2 triangles de quelques centimètres de diamètre qui sont répartis à égale distance du centre du carton.  Voici un exemple avec 2 ronds et un autre avec 2 triangles :

Mise au foyer - carton        Mise au foyer triangle  

On installe le carton sur l'ouverture avant du télescope.  On peut le maintenir en place avec l'aide de rubans adhésifs.  Voici la procédure:
  • Viser une étoile brillante de magnitude supérieure à 4.
  • Régler la caméra pour prendre des expositions successives de 1 à 5 secondes.
  • En regardant à l'écran qui reproduit l'image de la caméra, tourner la bague de mise au point dans le sens qui permet de rapprocher les 2 ronds (ou triangles).  Vous remarquerez aussi que les 2 ronds diminuent en taille.
  • Continuer à tourner la bague de mise au point dans le même sens jusqu'à ce que les 2 ronds se rejoignent et ne fasse plus qu'un.  À ce moment la mise au foyer est optimale. 
L'avantage des 2 triangles  sur les ronds consiste en l'apparition de pointes de diffraction autour de l'étoile comme dans l'image suivante :

Pointes de diffracion autour de l'étoile

La précision de mise au foyer est confirmée lorsque les pointes de diffraction sont nettes et réparties également autour de l'étoile. 

Avec toutes ces méthodes, vous remarquerez que la turbulence de l'air crée des variations de mise au foyer qui causent une difficulté dans l'assurance que la mise au foyer est optimale.  Personnellement, je m'applique beaucoup dans la mise au foyer de la caméra.  Je prends environ 5 à 10 minutes à faire la mise au foyer, analysant les variations dû à la turbulence pour conserver les valeurs les plus optimales.  Ça vaut vraiment la peine d'investir du temps pour une bonne mise au foyer car la qualité de l'image dépendra beaucoup d'une bonne mise au point. 

Heureusement, lorsqu'on a réalisé une bonne mise au foyer, si on ne change pas la configuration de l'équipement, celle-ci peut servir pour toute la session d'astronomie.  Personnellement, lorsque je prépare une session d'astronomie, je m'assure de choisir les objets qui peuvent s'imager avec la même configuration de l'équipement.  Par contre, avant de démarrer une nouvelle acquisition d'images, je vérifie toujours la mise au foyer pour m'assurer qu'elle n'a pas changé.  En effet, on peut accrocher par mégarde le bouton de mise au point (il ne faut pas oublier qu'on travaille dans le noir).  De plus, le foyer primaire de mise au point peut se déplacer lorsque l'équipement passe (bascule) au méridien. 

3.  Le masque Bahtinov

Le masque Bahtinov est une nouvelle technique révolutionnaire de mise au foyer.  Il représente une amélioration de la technique des masques décrite au point 2.  Cette méthode élimine la turbulence de l'air permettant de réaliser en peut de temps une mise au foyer très précise.  Voici une image du masque Bahtinov :

Bahtinov masque

Masque Bahtinov - mise au foyer On installe le masque sur l'ouverture avant du télescope et on procède à la mise au foyer comme suit :
  • Viser une étoile brillante de magnitude supérieure à 4.
  • Régler la caméra pour prendre des expositions successives de 1 à 5 secondes.
  • En regardant à l'écran qui reproduit l'image de la caméra, tourner la bague de mise au point dans un sens ou l'autre jusqu'à ce que la pointe de diffraction du milieu soit précisément au centre des deux autres comme dans l'image ci-contre.
  • À ce moment on obtient une mise au point très précise.

J'ai testé personnellement cette méthode et les résultats sont formidables.  On a la certitude que la mise au point est optimale.  Le temps pour effectuer la mise au foyer est d'environ 1 minute comparativement à la méthode logiciel qui me prend 10 minutes en plus de générer de l'incertitude sur la mise au foyer optimale.  Un autre point en faveur de ce masque est qu'il élimine complètement les variations de mise au foyer dû à la turbulence de l'air ce qui facilite grandement la mise au point.


On peut installer le masque au bout du pare bué ce qui permet de vérifier rapidement la mise au point après chaque déplacement du télescope. 

On peut fabriquer soi même le masque.  Il faudra par contre une bonne dose de patience et de dextérité pour réaliser cette tâche. Personnellement j'ai préféré opter pour l'achat d'un masque près à l'emploi.  Voici le site Web ou je me suis procuré le masque : http://www.focus-mask.com/index.html
Le site offre aussi gratuitement des patrons pour fabriquer soi même le masque.  Le masque fabriqué sur ce site est à la foi rigide et léger.  La méthode proposée de fixation du masque sur le télescope ou le pare bué consiste a simplement déposé le masque sur celui-ci comme présenté dans l'image suivante :

Bahtinov masque déposé sur le télescope

Voici un autre site où on peut se procurer le masque :
http://www.kendrickastro.com/astro/kwikfocus.html

Considérant tous les avantages du masque Bahtinov sur les autres méthodes de mise au foyer, je vous recommande cette méthode de mise au point.


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