Courbes QE des capteurs Sony IMX

[Jdef 19]

Bonjour

dans le cadre d'une réflexion sur l'évolution de ma configuration, j'ai voulu regarder la différence de sensibilité entre les capteurs couleurs et mono de la famille IMX 571/533. A priori on a les mêmes photosites entre ces 2 senseurs, la seule différence entre les versions mono et couleur venant du rajout de filtres couleurs sur les photosites, ce qui entraine une perte de sensibilité d'environ 10% entre les deux versions.

On trouve sur les différents sites des fabricants des courbes de sensibilité couleurs et mono qui sont cohérentes entre elles, sauf pour les caméras Zeus et Poseidon de Player One en version Mono qui présente une autre courbe de sensibilité.

En concaténant les différentes courbes (j'ai repris les courbes du module spectrophotométrie de SIRIL) j'ai constaté, ce que j'interprète comme une incohérence, des différences notables entre les courbes de sensibilité mono et couleur :

• Mono : pic à 450 nm dans le bleu - Couleurs : pic à 540 nm dans le vert.
• La courbe mono a moins de sensibilité que la version couleur au delà de 600 nm, ce qui est physiquement impossible sauf à avoir des différences technologiques dans les photosites entre les 2 capteurs, or c'est la même technologie STARVIS.
• En Ha, la caméra couleur aurait une meilleure sensibilité que la caméra N/B !!!

 

Par contre sur le site de Player One, si la courbes IMX 533 est la même qu'ailleurs (https://player-one-astronomy.com/product/ares-m-pro-usb3-0-mono-camera-imx533/), la courbe de l'IMX 571 est différente (https://player-one-astronomy.com/product/poseidon-m-pro-imx571-usb3-0-mono-cooled-camera/) et me semble-t-il cohérente des courbes couleurs avec un pic à 540 nm et une sensibilité dans l'IR comme attendu, au-delà des 800 nm ces filtres devenant quasiment transparents, donc on doit avoir la même sensibilité entre couleur et mono (cf. courbe de l'IMX 585C).

 

Est-ce vous partagez mes interrogations quant à la crédibilité de la courbe de sensibilité IMX mono communément annoncée pour la famille des capteur IMX571/455/533?

La courbe PO ne serait-elle pas la bonne en fait?

Quelqu'un aurait eu l'occasion de mesurer la sensibilité des capteurs IMX mono qui confirmerait la courbe fournie par PO pour le capteur IMX 571/533?

 

 

 

Modifié 13 octobre 2024 par Jdef

[jldauvergne 18 112]

Je ne suis pas certain de comprendre. Tu pars du principe que ces capteurs ont exactement la même technologie alors qu'ils ne sont pas identique ? Si tu te bases que sur la taille des pixels ça me semble faible comme corrélation 

[bon ciel 1 864]

Il y a 4 heures, Jdef a dit :

sauf à avoir des différences

Un seul pixel sur les 4 à un filtre rouge.

Elle est donc très loin d etre plus sensible qu une mono.

Et c est pareil dans les autres longueurs d ondes

[Jdef 19]

Tous ces capteurs sont de la même technologie STARVIS (https://www.sony-semicon.com/en/products/is/industry/rolling-shutter.html) et sont tous donnés avec les courbes caractéristiques en couleur ou en mono, sauf cet écart chez PO pour la 571 mono. Il est vrai que la version couleur et la version N/ B des 533/571 ne  font pas partie de la même ligne de produit SONY, CCTV pour la couleur et industriel pour le mono, mais normalement ça ne joue que sur le tri en sortie de chaine pour les aspects fiabilité.

Sony ne fait état d'aucune différence dans la technologie STARVIS entre ces capteurs (STARVIS 2 améliore la perfo en NIR, mais ne change rien dans le bleu et le vert).

Donc pour moi, la seule différence entre les versions mono et couleurs est l'ajout des filtres sur les pixels pour cette dernière, qualité des filtres mis en avant par Sony.

Si la courbe mono était bonne, les utilisateurs aurait du constater a minima un écart de sensibilité dans le rouge entre la version mono et la version couleur, en particulier si on utilise un filtre Ha, je n'ai jamais vu d'éléments en ce sens.

 

En complément, cette réponse qui pourrait répondre à mon questionnement à la suite à la même question posée sur le forum Cloudynight/Experienced Deep Sky Imaging (https://www.cloudynights.com/topic/940533-qe-curves-of-sony-imx-sensor-familly/), on m'a renvoyé vers un thread qui explique la notion de "réponse relative" ( https://www.cloudynights.com/topic/926962-using-the-imx585-mc-as-a-guide-camera-is-this-a-good-or-bad-idea/?p=13531827). Je vais essayer de retraiter les courbes en cohérence avec ces explications.

Si je compare des choux et des carottes ...

 

 

Modifié 13 octobre 2024 par Jdef

[Jdef 19]

Une fois la méthodologie appliquée on obtient ces nouvelles courbes qui correspondent à un QE% absolu pour la famille IMX et ça clos le point, les courbes redeviennent cohérentes entre elles. On observe cependant un moins bon rendement du filtre bleu par rapport aux autres bandes.

[Jdef 19]

J'ai poursuivi l'analyse en rajoutant les courbes de l'IMX 585C, dommage que la version Mono (le capteur existe) ne soit pas intégrée à ce jour, le capteur doit approcher les 95% de QE ...

 

[lyl 4 865]

Bayer publie les specs avec ses caméras : les capteurs IMX sont bien représentés.

Tu as la courbe normalisée comme vous montrer et la Qe Max en % du rendement quantique.

Cela n'évolue plus énormément.

Une caméra mono a une forte différence de rendement par rapport à celle sur laquelle tu déposes le filtre de Bayer.

[Bretoc 573]

il y a une heure, lyl a dit :

Une caméra mono a une forte différence de rendement par rapport à celle sur laquelle tu déposes le filtre de Bayer.

Est-ce également le cas au-delà de 800nm?

[Jdef 19]

A la louche sur le pic de chaque couleur :

Bleu : 0.73/0.91= 0.8

Vert : 0.8/0.89 = 0.9

Rouge : 0.62/0.73 = 0.85, 0.9 un peu plus loin en nm.

800 nm : 0.2/0.25 = 0.8

900nm : 0.1/0.15 = 0.66

L'aspect des courbes est trompeur au delà de 800nm...

Globalement dans le domaine visuel utile la perte de la matrice bayer est de 10-15% sur un pixel avec une dégradation à 20% dans le bleu. C'est toujours des % en trop, mais ce n'est pas non plus une forte différence si en plus on prend en compte les 2 à 5% de perte pour les filtres LRVB.

[lyl 4 865]

Il y a 3 heures, Bretoc a dit :

Est-ce également le cas au-delà de 800nm?

800nm, c'est pas dans la plage Bayer, pas de raison qu'ils filtrent ça, mais ça m'étonnerait qu'il n'y ait pas une petite perte.

[bon ciel 1 864]

Le 14/10/2024 à 11:13, Jdef a dit :

J'ai poursuivi l'analyse en rajoutant les courbes de l'IMX 585C

 

ce qui m'étonne c'est la courbe de la 533 que je trouve bien basse comparée à la 585 .

[Thierry Legault 6 786]

comparer un capteur en mono et couleur, c'est déjà comparer des choux et des carottes...Du moins tant qu'on ne sait pas pour quelle application 

[Jdef 19]

Je fais du lucky imaging avec ma 585C et même si les résultats sont pas mal avec 2h de poses cumulées, pour une mise en œuvre sans prise de tête, je trouve que ça manque un peu de signal sur les nébuleuses.

 

La question que je me posais à l'époque était de savoir si l'écart de sensibilité entre les 2 caméras que je possède, une 585C et une 533 M était suffisamment important au profit de la 585C pour, considérant ma configuration optique, rester avec la 585C en accumulant plus d'images ou s'il fallait que je passe en RVB avec la monochrome, plus lourde à mettre en œuvre, mais en restant dans une durée d'acquisition raisonnable pour un S/B objectif équivalent à ce qui serait obtenu avec des poses longues, indépendamment de la question de la perte de sensibilité couleur/mono d'un pixel sur 4 de la caméra couleur. Ce que les courbes ont montré, c'est que ça dépend de la configuration optique et que dans tous les cas on ne peut pas compenser le ratio 1/4 de la matrice de bayer.

 

Il faut bien interpréter les courbe données précédemment, il s'agit de la comparaison du rendement quantique des caméras à iso échantillonnage optique entre les 2 caméras. Si on ne peut pas assurer cet iso échantillonnage optique (ce qui est mon cas avec mon C9.25: 533--> 0,5" (optimal/seeing), 585C --> 0.38"), donc il faut raisonner à iso focale et prendre en compte l'effet taille de pixel, donc baisser les courbes de la 585C d'un facteur d'environ 0,6 pour comparer les niveaux de signal reçu sur chaque pixel. Ce qui globalement rend, mon montage optique, moins sensible avec la 585C ou la 585M qu'avec la 533M.

Par contre pour du grand champ (focale<900), c'est la 585C/M qui serait l'optimum vis-à-vis de l'échantillonnage.

 

Je ne prétends pas que le raisonnement soit totalement rigoureux, ni ne prenne en compte tous les paramètres (bruit de lecture, fond de ciel, ...), et même si la réponse finale au profit de la caméra monochrome peut paraitre évidente, ça m'a permis de mieux identifier les contraintes de ma configuration, l'écart important de  sensibilité dans le bleu au détriment de la 585C compensé par un surcroit de sensibilité au delà des 800nm et partir essayer le RVB cet été, toujours en lucky imaging.