Adaptation d'un Appareil Photographique Numérique (APN)
sur un instrument astronomique

Cette page montre un exemple de  montage d'un appareil Nikon CoolPix 950 sur un instrument astronomique (ici une lunette AstroPhysics de 120 mm ouverte à f/8,5). On utilise un oculaire de type Plössl qui constitue un afocal avec l'objectif de l'APN. Le principe est le même avec tous les APN à objectif non démontable. 

L'oculaire est disposé dans l'accessoire  MEADE de projection normalement prévu pour l'imagerie planétaire. La bague T d'adaptation du CoolPix provient de la société CKC Power. Un dispositif flip-mirror facilite le pointage. Un dispositif mécanique permet d'appuyer sur le bouton de prise de vue de l'APN avec un déclencheur souple afin d'éviter les vibrations (cadre se vissant sur la vis pas Kodak). L'alimentation secteur Nikon EH-30 est un autre accessoire vraiment utile pour les longues séances de prises de vue (petit cable partant du haut de l'APN).

Le choix de l'oculaire ainsi que de la distance allant de l'oculaire à l'objectif de l'APN sont importants afin d'éviter le phénomène de vignetage. Un oculaire MEADE "series 500" de 40 mm de focale forme une image de l'objectif de la lunette 30 mm en arrière de sa frontale et de diamètre 4,7 mm de diamètre. Un oculaire de 30 mm de la même série forme une image de l'objectif de la lunette de 3,5 mm de diamètre à 20 mm de distance de la dernière lentille de l'oculaire. C'est dans le plan de l'image de l'objectif de la lunette (ou du miroir dans le cas d'un télescope) qu'il faut placer l'entrée de l'objectif de l'APN.

Lorsque le zoom du CoolPix est réglé à sa plus grande distance focale de 21 mm, son ouverture est de f/2,8, d'où un diamètre de pupille d'entrée de 21/2,6=8,1 mm. Même avec un oculaire de 40 mm, l'image de la pupille du télescope est contenue en entier dans le diamètre de l'objectif de l'APN (4,7 mm pout 8,1 mm) et il n'y a aucun de risque de vignetage (en observant une plage de lumière uniforme tous les points de la photo prise seront éclairées de la même manière). En revanche, en ajustant le zoom à une focale intermédiaire de 14 mm, l'ouverture du CoolPix 950 est estimé à f/3,3, soit un diamètre de pupille d'entrée de 4,2 mm. Un début de vignetage commence à se faire sentir à cette focale. On voit bien cela sur les images suivantes.

A gauche, scène observée avec la lunette de 120 mm, un oculaire de 40 mm de focale et un réglage à 14 mm de la distance focale du CoolPix. Remarquer le vignetage sur le bord de l'image (la taille physique d'un oculaire au coulant 31,75 mm est aussi un élément limitatif du champ de pleine lumière dans l'image). A droite, le zoom est réglé à la focale de 21 mm et l'éclairement de l'image est parfaitement uniforme. Normalement la lunette utilisée a une distance focale de 1020 mm, mais dans cette dernière configuration la distance focale équivalente de tout le système est égale à 1020 x 21 / 40 =  535 mm, soit un rapport d'ouverture de /4,5, très lumineux et idéal pour tenter des images du ciel profond.

Avec une focale de 7 mm pour le zoom de l'APN on ne gagne plus vraiment de champ et le vignetage est sévère comme le montre l'image suivante :

Noter que les oculaires MEADE de la série 500 donnent de meilleurs résultats que les oculaires de la série 4000 pourtant plus coûteux car les premiers ont un cercle oculaire plus éloigné de la lentille frontale.

Ci-après, un test de magnitude limite en montant le COOLPIX 950 au foyer d'une lunette de 128 mm à F/D=8. Il s'agit d'une partie dl'image de l'amas Messier 44. La focale du Nikon est réglée à 17 mm et l'oculaire est un 40 mm. Sur ce compositage de 22 poses de 8 secondes (le temps d'exposition maximum autorisé par cet APN) on note des étoiles de magnitude 13,3.

Les deux images suivantes montrent respectivement la galaxie Messier 51 et l'amas globulaire Messier 13. Dans les deux cas 30 poses de 8 secondes ont été additionnées (temps d'intégration cumulé de 4 minutes).

Quelques autres pages de mon site consacrées aux APN :

Pour une utilisation en grand champ du CoolPic 950, cliquer ici.
Pour une étude comparative du CoolPix 950 et du CoolPix 990 cliquer ici.
Pour une utilisation du CoolPix en spectroscopie, cliquer ici.
Pour exploiter le format RAW du CP950, cliquer ici.

Voir aussi sur les système afocaux, la page : http://www.barrie-tao.com/afocal.html
 

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