Qu'est-ce que le backfocus ?
Le backfocus (ou back focus distance) désigne la distance optique exacte entre le dernier élément optique d'un correcteur de champ (réducteur, aplanisseur, flattener) et la surface sensible du capteur.
Chaque correcteur est calculé pour une distance précise, généralement 55mm pour les standards modernes (CCD/CMOS APS-C et FF), parfois 56.5mm, 65mm ou plus selon le modèle. Quand cette distance n'est pas respectée, typiquement à ±0.5mm près pour les exigeants, ±1-2mm pour les tolérants, le correcteur ne remplit plus sa fonction et la planéité du champ se dégrade aux coins.
Les étoiles, qui restent ponctuelles au centre, s'allongent progressivement vers les bords selon un motif radial caractéristique : croissants pointant vers l'extérieur ou vers le centre selon le sens de l'erreur.
Le défaut est purement géométrique et entièrement réversible par ajustement de bagues d'extension, à condition d'identifier correctement le sens et l'amplitude de l'erreur.
Reconnaitre un problème de backfocus
Au centre du champ, les étoiles sont parfaitement rondes (la zone paraxiale est peu affectée par les erreurs de backfocus).
Vers les bords, les étoiles s'allongent progressivement, et aux quatre coins le défaut atteint son maximum : étoiles en forme de virgules, de croissants, ou de petites flèches orientées radialement.
Le motif est symétrique aux quatre coins : tous les coins présentent la même déformation orientée vers le centre ou vers l'extérieur selon le sens de l'erreur.
Backfocus trop court (capteur trop près du correcteur) : étoiles allongées radialement vers l'extérieur.
Backfocus trop long (capteur trop loin) : étoiles allongées tangentiellement, parfois en double point ou en croissants pointant vers le centre.
L'inspection via Aberration Inspector (PixInsight) ou un crop des quatre coins révèle immédiatement le pattern.
Diagnostic différentiel
À distinguer d'une coma non corrigé (étoiles aussi déformées en virgules aux bords, mais le motif est différent : queues pointant toutes vers le centre du champ optique, et le défaut existe même au centre éloigné, la coma augmente linéairement avec la distance au centre, alors que le défaut de backfocus est plus prononcé spécifiquement aux extrémités).
À ne pas confondre avec un tilt du capteur (asymétrie nette : un coin bien plus mauvais que le coin opposé, alors que le backfocus produit un défaut symétrique aux 4 coins).
Différent d'un astigmatisme optique (étoiles en trait orienté variable selon position et focus).
À ne pas mélanger avec une collimation défaillante (motif similaire à la coma mais déplacé asymétriquement).
Vérifier également qu'il ne s'agit pas d'un mauvais centrage du correcteur (étoiles allongées asymétriquement, plus dans une direction que dans l'autre).
Le test diagnostic principal : tous les coins doivent montrer le même type et la même amplitude de déformation pour conclure à un backfocus.
Causes probables
- Distance correcteur-capteur non conforme aux spécifications du fabricant
- Bagues d'extension incorrectes ou nombre de bagues mal calculé
- Flange focal distance de la caméra non prise en compte (varie selon constructeur : ZWO 6.5mm, QHY 17.5mm, Touptek variable)
- Filtre intercalé non comptabilisé dans le calcul (un filtre de 2mm d'épaisseur ajoute ~0.67mm de backfocus optique)
- Tiroir à filtres (filter wheel, filter drawer) dont l'épaisseur n'a pas été déduite
- Rotateur ou off-axis guider qui modifie le chemin optique
- Changement de capteur sans recalcul (passage APS-C → Full Frame, ou inversement)
- Correcteur dédié remplacé par un correcteur générique avec backfocus différent
- Tolérance fabricant sous-estimée (certains correcteurs exigent ±0.3mm seulement)
Comment corriger ce défaut
- Vérifier la spec backfocus officielle du correcteur (notice fabricant ou site)
- Calculer le backfocus réel : longueur des bagues + flange focal caméra + épaisseur des filtres × 1/3
- Pour un filtre de 2mm, ajouter ~0.67mm au chemin mécanique pour compenser le décalage optique
- Utiliser des bagues d'ajustement fin (0.5mm, 1mm, 2mm) pour atteindre la distance exacte
- Tester par poses courtes après chaque ajustement, vérifier les coins via Aberration Inspector
- Sens d'ajustement par itération : faire varier l'espacement de ±0,5 à 1 mm et conserver le réglage qui améliore les coins (la correspondance radial/tangentiel n'est pas universelle, elle dépend du correcteur)
- Documenter la configuration validée (schéma écrit des bagues utilisées) pour reproductibilité
- Sur setup avec rotateur ou OAG, recalculer à chaque modification du train optique
- Pour les correcteurs à backfocus serré (FSQ, Esprit, certains RC), envisager des bagues sur-mesure usinées
Le conseil du Doc
Le backfocus, c'est des maths de base, pas de la magie : tu additionnes tous les éléments entre le correcteur et le capteur, point. Le piège, c'est que tout le monde oublie l'épaisseur des filtres (1/3 de leur épaisseur compte en backfocus optique). Si tes coins déconnent symétriquement, vérifie ta feuille de calcul AVANT de soupçonner ton matos. Et investis dans un kit de bagues d'ajustement fin : 5€ de bagues t'épargnent 50 heures de retraitement.
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Lancez une analyseQuestions fréquentes
Pourquoi un filtre ajoute-t-il du backfocus optique ?
Parce que le verre du filtre, d'indice de réfraction supérieur à l'air (~1.52 contre 1.00), ralentit la lumière et décale virtuellement le plan de mise au point. La règle empirique standard : un filtre d'épaisseur e ajoute environ e/3 au backfocus optique requis. Pour un filtre de 2mm, il faut donc rallonger le tirage mécanique de ~0.67mm pour conserver la même mise au point au plan capteur. Cette règle vaut pour les filtres standards (verre BK7, BOROFLOAT) ; les filtres très épais ou à substrat exotique peuvent légèrement différer.
Comment déterminer si mon backfocus est trop court ou trop long ?
Le test visuel oriente le diagnostic (le sens radial/tangentiel exact peut s'inverser selon le correcteur, à confirmer en faisant varier l'espacement). Effectuer un crop des quatre coins de l'image et examiner l'orientation des allongements stellaires : si les étoiles aux coins sont allongées radialement (axe pointant vers/depuis le centre du champ), le backfocus est trop court : il faut éloigner le capteur. Si les étoiles sont allongées tangentiellement (perpendiculairement à l'axe radial), le backfocus est trop long : rapprocher le capteur. Sur PixInsight, le script Aberration Inspector affiche les quatre coins côte à côte pour comparaison directe.
Quelle tolérance accepter sur le backfocus ?
La tolérance dépend du correcteur et du capteur. Pour les correcteurs amateurs courants (Skywatcher, TS Optics, William Optics) avec capteur APS-C, ±1mm donne généralement des coins acceptables. Pour les correcteurs haut de gamme (Takahashi, Tele Vue, Riccardi) avec capteur Full Frame, la tolérance descend à ±0.3-0.5mm. Sur les RC astrographes (CCT, ASA, GSO), souvent ±0.5mm. La règle de validation : si Aberration Inspector montre des coins équivalents au centre en termes de FWHM et eccentricity (<10% de différence), le backfocus est bon.
Le backfocus parfait dépend-il du capteur utilisé ?
Non, le backfocus optimal est défini par le correcteur seul, il fixe la distance entre sa dernière surface optique et le plan focal corrigé. En revanche, le calcul mécanique (longueur des bagues) dépend du flange focal distance de la caméra : un capteur ZWO ASI à 6.5mm de flange et un capteur QHY à 17.5mm nécessitent des longueurs de bague très différentes pour atteindre le même backfocus optique. Quand on change de caméra, on ne change pas le backfocus cible, on recalcule les bagues mécaniques pour l'atteindre avec le nouveau flange.