Evaluation du filtre de correction infrarouge Baader
pour étendre la reponse rouge des boitiers numrériques reflex Canon

English version, click here

Le filtre Baader Planetarium testé (ref. #245 9211) est un remplacement du filtre de coupure infrarouge Canon pour améliorer la réponse dans le rouge des appareils photos numériques reflex (famille des Canon EOS 300D / 350D / 20D / 30D).

A gauche le filtre Baader, à droite le filtre original Canon. Noter la plus petite taille du filtre Baader et la différence de transmission optique.

Etapes de remplacement du filtre (photos Raymond David - Essentiel Electronique).

Ci-dessous, une comparaison dans diverses configurations de spectres solaire pris avec un spectrographe LISA (2 A/pixel) et un Canon 350D :

Spectre du haut :avec le filtre de coupure standard.
Spectre du milieu : avec le filtre de coupure Baader.
Spectre du bas : aucun filtre spectral en avant du détecteur.

Le filtre Baader transmet très bien la raie Halpha et le rouge profond jusqu'à 690 nanomètres. C'est une très bonne nouvelle pour l'observation des nébuleuses, pour les travaux de spectroscopie (accès à la raie HeI 6678A par exemple), et la détectabilité générale du boîtier reflex modifié. Une absorption est notée avec le filtre Baader dans la région UV, mais moins sévèrement comparativement au filtre Canon (malheureusement les raies H&K du Calcium, situées en deçà de 400 nm sont inaccessibles avec le filtre Baader en place).

Ci-après, la transmission mesurée du filtre IR Canon (en bleu) et du filtre IR Baader (en rouge). La position de la raie Ha est indiquée :

Le filtre Canon d'origine coupe non seulement l'infrarouge, mais aussi une partie non négligeable du spectre visible, ce qui réduit fortement la réponse dans des zones scientifiquement importantes, mais aussi affecte la sensibilité globale.

La gain en transmission du filtre Baader par rapport à l'original Canon est proche de 5 au niveau de la raie Ha. La coupure rouge du filtre Baader est très rapide. On peut noter aussi que la transmission du filtre Baader n'est pas nulle au delà de la longueur d'onde de coupure, et se maintien à un niveau de transmission proche de 6%, loin dans l'infrarouge sur le filtre testé. Cette transmission IR est suffisamment basse pour provoquer relativement peu de problèmes de chromatisme avec des optiques photographiques, mais suffisante pour éventuellement aborder la photographie infrarouge (voir plus loin). Le léger problème de bocage infrarouge du filtre Baader testé est bien visible sur le spectre sur-exposé ci-après (même avec le filtre, il est possible de voir la bande atmosphérique O2 à 760 nm) :

Spectre de la région du rouge profond avec le filtre Baader en place.

L'exploitation du filtre Baader pour l'imagerie infrarouge a posé un problème lors des tests comme le montre les deux images suivantes (notons qu'il s'agit d'une application marginale). Il est n'est pas aisé de dire pour le moment si le halo brillant observé à gauche de l'image est lié à l'homogéneïté du blocage dichroïque, ou s'il est causé par la taille un peu juste du filtre et un problème de positionnement au montage, provoquant des reflets parasites en bordure d'image ?

La graphique ci-après montre l'efficacité relative du 350D équipé du filtre Baader dans les 3 canaux R, V et B (la source de lumière est le Soleil et quelques raies de Fraunhofer sont visibles). La mesure de la réponse relative le long du spectre est imprécise car la rendement spectral du spectrographe et la distribution spectrale olaire ne sont pas corrigés. En revanche, l'intensité relative pour un point donné du spectre entre les bandes est bien représentative :

On peut noter qu'au niveau de la raie Ha, en plus de la réponse du canal rouge, de la lumière rouge est aussi détectée avec les pixels du canal vert, et très légèrement avec les pixels du canal bleu. A 656 nm, si la réponse est de 100% dans le canal rouge, elle est de 9% dans le canal vert et de 2% dans le canal bleu.

A suivre, la comparaison de la réponse colorée d'un boîtier non modifié et d'un boîtier modifié. Il s'agit d'images JPEG non rectifiées, telles quelles sorte de l'appareil (prise de vue en mode P et balance du blanc automatique) :

Puisque la  balance du blanc automatique est utilisée, sans surprise, l'image tire vers le rouge avec le filtre Baader.

Ci-après, la balance manuelle est réalisée sur un écran blanc en lumière du jour.

La même scène avec un boîtier EOS 5D en balance lumière du jour.

Ci-après, une image JPEG acquise avec un 350D modifié en balance du blanc automatique (à gauche), puis corrigé sous Iris en utilisant les commandes OFFSET et WHITE (à droite) :

Au prix d'un petit effort, un boîtier modifié avec le filtre de correction Baader semble exploitable pour la photographie de tous les jours. La balance manuelle s'applique et est d'une bonne aide. Noter cependant le commentaire en bas de cette page à propos de la sensibilité au phénomène d'aliasing. Noter encore que si l'autofocus est opérationnel, il faut utiliser des optiques photos très bien corriger des aberrations chromatiques sous peine de déconvenues. Bien sur, l'application première de cette modification est l'observation astronomique !

L'image ci-après a été réalisée le 23 avril 2006 avec un EOS 350D modifié avec le filtre Baader. Le boîtier reflex est équipé d'un objectif Canon 135 mm f:2L utilisé à f/2.8. La sensibilité est réglé sur 200 ISO et la pose totale est un compositage de 18 x 2 minutes. Le ciel était particulièrement pas l'éclairage urbain (magnitude limite 2.5 à l'oeil, cliquer ici pour afficher l'une des 18 images brutes de la séquence !).

NGC 7000. Portion de l'image originale, avec une échelle réduite d'un facteur 2.
Cliquer ici pour afficher cette portion d'image à l'échelle originale.

Image des fragments de la comète 73P/Schwassmann-Wachmann le 23 avril 2006 observé avec le Canon 350D modifié comme décrit dans cette page. L'optique est un téléobjectif Canon de 135 mm utilisé à f/2.8. Mosaïque de deux images. Le temps de poses est de 18x2 minutes sous un ciel pollué (près de Toulouse).

Identification des fragments de 73P.

Détails de l'image de la comète 73P/Schwassmann-Wachmann à l'échelle 1.
Noter le faible fragment G vers le coin supérieur droit de l'image de droite.
Noter aussi un problème d'artifact colorés dans les trainées d'étoiles, voir les explications ci-après...

Le filtre Canon original a aussi pour fonction de minimiser les phénomènes d'aliasing coloré en donnant un léger flou à l'image avant quelle ne soit enregistré par le détecteur. Ainsi, avec le filtre Canon anti-IR et anti-aliasing en place, vous perdrez un peu de netteté, mais les couleurs restituées sont plus fidèles. Si le filtre standard est remplacé, ont perd bien sur les capacités anti-aliasing (c'est le cas avec le filtre Baader). L'image est plus nette, mais on prend le risque de voir apparaître des arti+fact colorés, notamment si l'optique utilisée donne des images très piqués et/ou si la focale est courte. La méthode pour limiter ce type de défaut est de réaliser un "dithering" à l'acquisition, ce qui équivaut à dépointer légèrement le télescope entre deux images successives du même objet, typiquement d'une valeur de quelques pixels. Par exemple l'objectif Canon 135 mm f/2 série "L" produit des images très fines. Le FWHM des images stellaires avec cette optique (FWHM = Full Width at Half Maximum = largeur à mi-hauteur) est proche d'un pixel. Dans une image individuelle, si une étoile naturellement rouge tombe dans un pixel bleu de la matrice de Bayer, elle sera restituée d'une couleur bleu pur dans l'image digitale. Le dithering est la solution clef pour supprimer ou atténuer ce type de défaut (ce qui signifie au passage qu'il faut toujours réaliser plusieurs images du même objet). Les images ci-après donnent une idée du comportement du boîtier modifié lorsqu'on utilise une optique de très haute qualité et de courte focale.

Détail du champ de NGC 7000. Pose individuelle de 120 secondes. Echelle originale
A gauche, le premier cliché de la séquence. Noter les fausses couleurs dont sont affectées de nombreuses étoiles fines.
Au centre, le second cliché de la séquence. Les couleurs artificielles affectent différemment les étoiles car le pointage du télescope a été modifié.
A droite, addition de 18 images décalées aléatoirement à l'acquisition (dithering),
à présent les couleurs sont beaucoup plus représentatives du vrai type spectral des étoiles. 

RETOUR