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Configurations de l'Objectif du Microscope Vidéo Numérique
Edmund Optics Ltd

Configurations de l'Objectif du Microscope Vidéo Numérique

Système à Quatre Composants | Système à Sept Composants

Inverted Stereo Microscope

Les microscopes vidéo numériques utilisent une caméra permettant d'enregistrer et de capturer des images. Les microscopes traditionnels effectuent une inspection visuelle avec un oculaire, mais les microscopes vidéo numériques atteignent une résolution plus élevée et une plus grande précision que ce qui est généralement vu par l'œil humain. Il existe de nombreuses applications et configurations pour ces microscopes, allant de l'utilisation d'objectifs DIN et JIS standard à des objectifs avancés, corrigés à l'infini. Ces microscopes vidéo numériques corrigés à l'infini, peuvent s'avérer très complexes à assembler. Toutefois, en sachant quels composants utiliser et la manière de les adapter, le processus devient accessible pour les applications biologiques, industrielles et toute autre application d'inspection.

Pour commencer, prenez en compte les différences fondamentales entre les objectifs de microscope finis conjugués et leurs homologues corrigés à l'infini. Les objectifs finis conjugués, tels que ceux trouvés dans les microscopes de laboratoires ou d'universités traditionnels, focalisent la lumière directement sur un capteur ou un oculaire. En règle générale, ces objectifs sont achromatiques et corrigent seulement l'aberration chromatique à deux longueurs d'onde : rouge et bleue. Les objectifs corrigés à l'infini, eux, nécessitent un composant optique supplémentaire, une lentille tube, pour focaliser la lumière sur un capteur ou un oculaire, et permettent également l'accès au plan optique parallèle. Grâce à l'accès au plan optique, les optiques permettant d'atténuer ou de filtrer la lumière, les séparateurs permettant une illumination in-line, et d'autres composants optiques peuvent ainsi être intégrés à la configuration. En règle générale, ces optiques sont apochromatiques et corrigent l'aberration sphérique et chromatique sur trois longueurs d'onde (bleue, jaune et rouge), et elles ont également une ouverture numérique beaucoup plus élevée pour améliorer les niveaux d'éclairage et le contraste. Pour une explication plus détaillée sur les différents types d'objectifs, veuillez lire notre note sur Comprendre les Microscopes et Objectifs.

SYSTÈME DE MICROSCOPE VIDÉO NUMÉRIQUE À QUATRE COMPOSANTS

Lors de l'assemblage d'un système de microscopie avec un objectif corrigé à l'infini, il existe deux configurations qui permettent d'intégrer une caméra pour une transmission vidéo en direct et une capture d'images fixes. Selon la simplicité de la configuration, il est possible d'élaborer rapidement et facilement un système de microscope vidéo numérique ayant un grossissement aussi élevé que 200X. La configuration la plus simple implique seulement quatre composants : une caméra, un tube d'extension, une lentille tube et un objectif de microscope (Figure 1).

Simple Infinity Corrected Digital Microscope System
Figure 1: Système Simple de Microscope Vidéo Numérique Corrigé à l'Infini

Le système à quatre composants permet de configurer facilement un microscope vidéo direct ayant un grossissement élevé avec, soit une haute résolution, soit une vitesse de défilement élevée. Il est possible par exemple d'obtenir une image de résolution extrêmement élevée avec un nombre de pixels de 3840 x 2748 (10,5MP), à une vitesse de défilement de 3 images par seconde (fps), ou une image extrêmement rapide à 100 fps, avec un nombre de pixels de 752 x 480 (0,36MP). Il est important de se rappeler que quelles que soient les exigences de l'application, la configuration reste la même. Comme système d'introduction, n'hésitez pas à utiliser les références de stock de la Figure 2 qui sont également répertoriées dans le Tableau 1.

Tableau 1 : N° de Stock pour un Système de Microscope Vidéo Numérique à Quatre Composants
N° de StockDescription
#59-367 Caméra USB Couleur CMOS EO-3112C ½"
#56-992 Tube d'Extension Mitutoyo pour Caméra de Monture C
#54-428 Lentille Tube MT-4
#59-877 Objectif EO Corrigé Infini à Longue Distance de Travail M Plan Apo 10X

Les composants de l'échantillon sont filetés et reliés ensemble, avec une longueur complète du système légèrement inférieure à 267 mm (10,5"), et optimisés pour un grossissement de 10X. La longueur du système de microscope vidéo numérique changera légèrement en fonction de la puissance de grossissement de l'objectif en place. Voici une bonne règle empirique : Plus le grossissement de l'objectif est faible, plus la la longueur du système est courte.

USB Camera + Extension Tube + Tube Lens + Objective
Figure 2: Caméra USB #59-367 + Tube d'Extension #56-992 + Lentille Tube #54-428 + Objectif #59-877

Le montage du système de microscope vidéo numérique à quatre composants, est aussi simple que l'assemblage des composants. Selon l'objet en cours d'inspection, la configuration peut être montée de façon verticale ou horizontale. Des échantillons cellulaires et biologiques nécessitent généralement une orientation verticale pour veiller à ce que l'échantillon ou le liquide ne s'échappe pas. Toute longueur de tige et tout support de tige peuvent être utilisés. Comme système d'introduction, n'hésitez pas à utiliser les références de stock de la Figure 3 et répertoriées également dans le Tableau 2.

Simple Mounting Configuration for Four-Component Digital Microscope System
Figure 3: Configuration Simple du Montage du Système de Microscope Vidéo Numérique à Quatre Composants
Tableau 2 : N° de Stock pour le Montage d'un Système de Microscope Vidéo Numérique à Quatre Composants
N° de StockDescription
#52-930 Monture d'Anneau de Monture C
#39-355 Monture Angulaire 90°
#52-220 Bras Horizontal de Diamètre 3/4" et de Longueur 9"
#39-351 Tige Verticale de Diamètre 3/4" et de Longueur 12"
#54-262 Adaptateur pour Tiges de 3/4"

Un autre type de montage peut être utilisé pour maintenir le système de caméra-objectif en place, comme le Système de Nanoposition pour Objectif de Microscope #85-008, un système piézo de focalisation, parfait pour les systèmes haute précision et haute résolution. Une Monture d'Anneau à Trois Vis Ajustables #03-668 ou un Porte Lentille/Filtre #03-669 sont également des méthodes de montage simples à utiliser. Deux montures sont nécessaires pour assurer un maximum de stabilité et d'adhérence du système de microscope vidéo numérique.

Avec seulement quatre composants principaux, on peut créer un système de microscope vidéo numérique ayant un grossissement aussi élevé que 100 - 200X et une résolution aussi basse que 300 nm. Pour savoir de quelle manière prendre des images à fort et faible grossissement, à l'aide d'une configuration corrigée à l'infini, veuillez lire notre note sur Comprendre l'Objectif Corrigé à l'Infini, le Pouvoir de Résolution et le Grossissement.

SYSTÈME DE MICROSCOPE VIDÉO NUMÉRIQUE À SEPT COMPOSANTS

Bien que le système de microscope vidéo numérique corrigé à l'infini à quatre composants soit simple, il offre peu d'adaptabilité. S'il est nécessaire d'ajouter d'autres composants optiques dans le plan optique de l'application, le système à sept composants est le choix idéal. Les éléments optiques supplémentaires comprennent un matériel de montage supplémentaire pour recevoir un espacement de 57 mm, qui permet l'introduction de filtres optiques, de séparateurs, un atténuateur ou une illumination in-line dans le microscopenumérique. Le système de sept composants est généralement utilisé pour la microscopie à fluorescence ou des applications qui nécessitent une illumination et un contraste maximum. Une illumination in-line veille à ce qu'il y ait moins de bruit dans le système et réduit l'éblouissement et les images fantômes.

Seven-Component Infinity Corrected Digital Microscope System
Figure 4: Système de Microscope Vidéo Numérique Corrigé à l'Infini à Sept Composants

La configuration à sept composant peut s'avérer un peu épineuse mais l'explication suivante a pour but de rendre ce processus aussi simple que possible. Pour commencer, l'Adaptateur de Monture C MT-1/ MT-2 #58-329 peut être ouvert et les Lentilles Tube MT-1 ou MT-2 s'adaptent à l'intérieur. Étant donné que les lentilles tubes n'ont elles-mêmes aucun filetage, cet adaptateur fournit les filetages C nécessaires des deux côtés. Entre cet adaptateur et la caméra de monture C, des tubes d'extension supplémentaires de 190 mm sont requis. Puisque la lentille tube ne se fixe pas directement à l'objectif, il faut également utiliser un Adaptateur 10 mm Mitutoyo à Monture C #55-743 pour le fixer à l'objectif (cet adaptateur ajoute une longueur de 10 mm et adapte le filetage M26 à un filetage C). Un espace supplémentaire de 76,5 mm entre la lentille tube et l'objectif, est optimal, mais il est courant d'utiliser uniquement un espace d'environ 56,5 mm entre #55-743 et #58-329 puisque chaque adaptateur ajoute environ 10 mm d'espace. Avec cet espace de 56,5 mm, vous pouvez utiliser des tubes d'extension ou ajouter d'autres composants optiques tels que des séparateurs, des filtres optiques, des polariseurs, etc.

Il est important de noter que 76,5 mm est la distance recommandée étant donné que ces objectifs sont corrigés à l'infini. Toutefois, si la distance est trop courte, le système peut créer un vignettage et si la distance est trop longue, l'image qui en résultera sera sombre en raison d'un manque de lumière. En résumé, reportez-vous à la Figure 4 pour une illustration du système de microscope vidéo numérique à sept composants.

Les systèmes de microscope vidéo numérique sont de puissants outils optiques permettant d'inspecter des échantillons industriels et biologiques. Ils peuvent être aussi simples ou aussi complexes que l'utilisateur le le désire, allant de systèmes de quatre à sept composants. Lorsque l'ajout d'éléments optiques à l'intérieur du chemin optique du système de caméra-objectif s'avère nécessaire, le système à sept composants corrigé à l'infini, reste le choix idéal.

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