Caméra CCD et objectif de microscope

[Titioun]

Bonjour

je voudrais connecter une caméra CCD sur un objectif Nikon CFI 10x corrigé à l'infini (O.N. 0,25, D.T. 6,1 mm ; N° de produit MRP00102 )pour récupérer des vidéos sur mon PC.

La caméra de type MANTA G046/B a un capteur 1/2". Monture CS

J'ai commencé par raccorder la caméra sur un tube et à l'aide d'adaptateurs de pas de vis ( achetés chez Thorlabs) j'ai réalisé mon microscope.

L'image obtenue est correcte mais j'ai lu dans ce forum un sujet sur les lentilles de tube. (Malheureusement je n'ai pas bien compris )

Je m'adresse donc à la communauté pour la première fois :

Quels sont les risques d'un montage aussi simple ? Qualité de l'image? intensité ?
Quelle sera l'influence de la longueur du tube ?
S'il faut une lentille de tube, ou la placer ?
Quelle focale choisir pour cette lentille ?
Enfin quelle pourrait être la longueur minimum entre l'objectif et la caméra ?


Merci d'avance pour vos conseils

Cordialement.

[Maraussan]

Bonjour,
c'est possible, on réalise ce type de montage lorsque l'on a déjà les pièces. S'équiper de A à Z pour monter votre objectif va vous couter cher !

Primo, le CFI 10x en fût doré (le bon) a une distance de travail de 10.5mm et pas 6mm.
Je crains fort que vous ayez un premier prix de la gamme Nikon, un objectif au fût noir...
Si c'est cela, vous n'aurez pas de résultat meilleur qu'avec un 10x basique longueur de tube 160mm à 50 euros, neuf, que l'on monte directement sur un soufflet, sans autres pièces optiques.

Pour un objectif à l'infini, si l'on veut conserver toutes les qualités de chromatisme et de planeité, il est nécessaire que les rayons lumineux en sortie soient parallèles. Il faut donc un projectif en monture C, spécifique aux objectifs infinis et faire réaliser une bague adaptatrice.
Mon Nikon 10x CFI-60 WD10.5 est monté ainsi, le projectif Olympus (ou Nikon, ou Leica, ou Zeiss...) est du type facteur 0.45x. On trouve des 0.30 / 0.35 /0.42 / 0.50 / 0.70... mais c'est pas gratuit. Capteur CCD Sony 1/2 pouce. Le soufflet peut bien évidemment être remplacé par un tube fixe, sa longueur est sans AUCUNE importance : l'optique est infinie. Mais c'est pratique sur banc, et puis, je l'avais déjà...

Perso, j'achèterai un 10x 160mm à 50 euros.

Olympus type U-TV0.5XC C-Mount.jpg (15.72 Kio) Vu 5118 fois

BW700.JPG (51.24 Kio) Vu 5114 fois

[JMP76]

Bonjour,

Je viens de voir que Maraussan a fait une première réponse pendant que j'écrivais mon message. Il est plus compétant que moi en microscopie... et indique une voie plus simple.

ma réponse:
Si l'objectif est construit pour l'infini, il faut obligatoirement une lentille de tube (de 180 mm de focale pour les olympus et 200 mm pour les autres) Nikon réclame donc en principe 200 mm Cela doit être marqué sur le fût de l'objectif). Nous sommes en train de faire une commande groupée Surplus Shed à ce sujet. Relevé des copies demain! Vu les faibles prix pratiqués (genre 10 $+ participation aux frais poste et douane) La qualité peut être acceptable à excellente.

On s'aperçoit qu'il est possible de faire varier cette focale en fonction des capteurs. On peut utiliser de 150 à 250 mm. Et c'est heureux car on ne trouve pas toujours de solution parfaite pour 200 mm. Je vais probablement commander du 150, 200 et 215 mm (6 à 21.5$)

Concernant l'installation, et si on la prend verticale, on devrait avoir les étapes suivantes:

8- Caméra
7- Réducteur/relais genre 0.5x
6- espace de 200 mm de long. Impératif! (ou 150, 250)
5- lentille tube 200 mm (ou 150, 250)
4- espace genre 2 cm à 8 cm (à votre choix) C'est une zone sans influence...
3- objectif infini
2- espace WD 6.1 mm
1- objet à photographier

Le relais peut être négligé dans un premier temps (son absence rend la caméra plus/trop grossissante) Il peut varier en fonction du champ réel offert par l'objectif (je ne connais pas celui du CFI 10x)
La lentille de tube est souvent de type doublet achromatique, mais on peut y mettre beaucoup plus cher ... 250€ ... 700 €
150 mm est bien adapté aux réflex APS-C, 250 mm permet de grossir plus l'image (je crois, mais n'en suis pas sûr!)

Ne pas avoir de lentille de tube ne permet pas de recueillir toute la qualité de l'objectif. C'est dommage!

Pour avoir une longueur minimale il faut donc une TB de 150 mm.

Cordialement

[Maraussan]

Jean-Marie :
Si l'objectif est construit pour l'infini, il faut obligatoirement une lentille de tube (de 180 mm de focale pour les olympus et 200 mm pour les autres) Nikon réclame donc en principe 200 mm

Non et non !
Ce type de lentille de tube est requis dans les montage incluant un (ou une paire) d'oculaires pour la vision.
Le champ de vision (taille) d'un capteur CCD ou CMOS est ridicule, il est nécessaire de diminuer le facteur de tube, qui passe de 180/200 à 100 ou 70 ou 50 ou 45 (c'est au choix). L'objectif lui étant bien sur tj utilisé en infini...
Par-contre, si tu utilises un capteur photo plein champ (type 24x36mm), oui, le facteur de tube est bon, on peut garder 180/200...

J'élimine la solution Objectif CFI-60 + lentille Nikon 200mm + projectif spécifique afin de diminuer le rapport : c'est s'amuser à créer de toute pièce des problèmes afin de les résoudre.

[JMP76]

Bonsoir,
Il y a quelque chose qui cloche de mon coté, car plusieurs fois je suis arrivé à ce genre de conclusion, mais quand je fais des essais pratiques cela ne fonctionne pas! Et je ne sais pas ce qui me fait dérailler...

Après ton message (que je prends très au sérieux, car je trouve que tes explications dans d'autres threads sont pertinentes) je me suis dit. Si la lentille de tube n'est pas nécessaire, on se retrouve avec un capteur associé à une lentille = Appareil photo. Je me suis précipité pour prendre un petit portable et l'ai mis derrière un objectif. évidemment cela ne fonctionne pas! (Cela devrait être aussi le cas avec notre oeil qui est un capteur avec sa lentille à l'infini) Un peu de réflexion m'indique qu'il faut donc jouer avec le zoom. (pour grossir la toute petite zone visible). Autre fait, cela marche avec une paire de jumelle (monoculaire, quand même!)

Mais j'avais déjà eu ce genre d'essai avec un bridge, et je m'étais dit qu'un télé de 200 mmEq devait faire l'affaire... puisque que un 200 mm sur un APS-C fonctionne. Eh bien non! Est-ce un problème de f/d insuffisant? L'épaisseur de la zone infinie trop grande? (il faudrait rapprocher plus les optiques)

... je me suis lancé dans des calculs (absence de vignetage)... pour un capteur 1/2", il faudrait un 50 mm ouvert à 2.5 pour garantir un espace infini de 50mm. Plausible? cela commence à faire des optiques sérieuses!

Une piste?
Cordialement

[Maraussan]

Jean-Marie :
Il y a quelque chose qui cloche de mon coté, car plusieurs fois je suis arrivé à ce genre de conclusion, mais quand je fais des essais pratiques cela ne fonctionne pas! Et je ne sais pas ce qui me fait dérailler...

L'optique est un piège lors des applications pratiques.
Je ne sais ce tu utilises comme capteur numérique, mais n'importe.
Il te faut un projectif et le capteur placé pile à la focale du projectif. C'est le cas d'un appareil photo avec l'objectif bloqué sur l'infini. Tu le places derrière l'objectif infini (qu'importe la distance entre l'objectif et le capteur-projectif, 2 cm ou 2 mètres c'est pareil, l'image ne sera ni plus grande ni plus petite), et tu colles la frontale de l'objectif CFI à 10.5mm environ. Et ça marche.

Si cela ne marche pas, c'est que le projectif n'est pas focalisé.
Au cas ou tu utilises un objectif d'agrandisseur, il faut que lorsque tu vises un objet à l'infini, l'image de cet objet soit nette sur ton capteur. Exemple : un rodagon 180mm (ou 50mm c'est pareil) bien monté doit te donner une image nette du cloché d'église de ton village sur ton capteur.

[Titioun]

Bonjour

Merci pour ces réponses. J'avais bien coché de m'avertir lorsque quelqu'un répondrait mais n'ai pas reçu de mail.

Heureusement je suis revenu sur le forum.

Je vais donc lire attentivement vos réponses

Merci encore.

[JMP76]

Bonjour Maraussan,

Je mélange dans mes questions, les problèmes actuels (que j'arrive à résoudre puisque je m'y consacre complètement, et m'aidant d'expériences et de conseils) et les problèmes correspondant à une future évolution de mon matériel.

1- J'ai un Laborlux noir, avec un tube pour la photo (donc sans la tête bino) J'ai placé une lentille de tube pour focaliser directement sur le capteur: pas d'optique intermédiaire (seul l'objectif en infini et une lentille de tube de 160 mm) Pas de problème, cela fonctionne. (mais vibrations à la prise de photos... d'où une variation avec de la vidéo HD, ce qui équivaut à une belle caméra 2Mpx gratuite)

2- J'ai un bridge que je n'utilise plus: 8Mpx de bonne qualité. Il est tentant d'avoir une solution pour faire des photos sans ces problèmes de miroir et obturateur. C'est avec ce matériel que je n'arrive pas à coupler en tant que LT+capteur (LT = objectif du bridge en 200mmEq) Cette voie m'aurait pourtant permis des économies... en plus, je sais piloter ce capteur par PC, et en faire de la programmation. (Minolta A2, capteur 2/3")

3- Comme tu l'as souvent conseillé, une caméra de tube serait une 3ème solution. Inconvénients, c'est cher et il y a une part d'inconnu dans cette voie (en partie levée dans une autre de tes interventions): L'adaptation au capteur minable (en taille) de ces caméras. Je pensais jusqu'ici que les relais dit 0.5x 0.4x ... reprenait l'image de la LT. (ex un bel objectif donne un champ de 26 mm, qu'il fallait réduire à 8 mm pour le cas d'un capteur 1/2". 8/26 -> 0.3x)

Mais dans un de tes derniers messages, tu indiques qu'il ne faut plus de LT. Ces relais seraient donc prévus uniquement pour des microscope en infini? J'ai peur d'avoir toujours confondu 'relais', 'projectif'... Cela conduit pour moi à 2 voies technologiques pour les caméras:
1- Reprise de l'image fournie par la LT (donc optique relais, courte, donnant des rapports de réduction. Problème: quel est réellement le champ reporté? Fort risque d'avoir les bords flous)
2- Capture de l'image à l'infini (puisqu'on n'a plus de LT) On a alors une optique classique genre 70 mm pour un capteur 1/2" [200 mm pour 26 mm de champ -> focale = 200/26*8, soit environ 70 mm]

Dans ton message du 11/16h35 tu indiques une solution à 50 €, mais il n'y a pas de lien...

Au plaisir de te lire...

Cordialement
JM

[Maraussan]

Les caméras photo-video (5/9/14 Mp) sont toutes en monture C.
L'adaptation seule diffère :
- le fabricant peut monter un projectif de facteur 0.x (au choix de l'acheteur, chacun cherche un rapport adapté à sa spécialité) d'un diamètre de 22.2mm destiné à se substituer à un oculaire de vision, que le microscope soit en optiques infini ou 160mm (*). La capteur étant inséré après les lentilles de tubes. Les microscopes en optique 160mm possèdent une lentille de tube divergente afin de compenser l'augmentation de longueur de tube de 160 à 220mm du fait de la tête binoculaire et tous ses prismes internes, et les microscopes en optique infini une lentille de tube convergente afin de focaliser l'image sur le plan focal des oculaires. Le projectif est compatible avec les 2 systèmes.
Ca c'est, je le répète, pour les têtes binoculaires, en remplacement d'un oculaire.

- pour les sorties trinoculaires, on shunte complètement tout type de lentilles de tube, que le micro soit en optique 160mm ou infini.
En optique infini, c'est la monture adaptatrice C qui comporte en interne un projectif spécial infini-projection du facteur choisi.
Ce type de montage pour oo n'est pas DU TOUT compatible avec les optiques en 160mm.

Capito o no capito ?

[JMP76]

Bonjour, et encore merci pour tes réponses

Les caméras photo-video (5/9/14 Mp) sont toutes en monture C.

J'avais remarqué ce point et donc ne me sentais pas complètement bloqué en cas de mauvais choix. Il suffit d'acheter un autre relais/projectif. (dépense qui peut être éliminée si on réfléchi bien avant l'achat)

- le fabricant peut monter un projectif de facteur 0.x (au choix de l'acheteur, chacun cherche un rapport adapté à sa spécialité) d'un diamètre de 22.2mm destiné à se substituer à un oculaire de vision, que le microscope soit en optiques infini ou 160mm (*). La capteur étant inséré après les lentilles de tubes..., et les microscopes en optique infini une lentille de tube convergente afin de focaliser l'image sur le plan focal des oculaires. Le projectif est compatible avec les 2 systèmes.
Ca c'est, je le répète, pour les têtes binoculaires, en remplacement d'un oculaire.

pour moi c'était une chose claire, hormis le fait d'avoir une image oculaire de 26.5 mm pour les très bons objectifs. Il y a mauvaise exploitation de l'image dans ce cas là (crop dû à la mécanique), surtout que souvent le champ capté n'est que de 16 ou 18 mm de diamètre.

Les microscopes en optique 160mm possèdent une lentille de tube divergente afin de compenser l'augmentation de longueur de tube de 160 à 220mm du fait de la tête binoculaire et tous ses prismes internes

Lentille que je vois à l'entrée de ma tête bino, et qui justifie le rapport 1.25x ?

- pour les sorties trinoculaires, on shunte complètement tout type de lentilles de tube, que le micro soit en optique 160mm ou infini.

Cela veut dire que lorsqu'on bascule en mode sortie trino, il y a escamotage de la LT?

En optique infini, c'est la monture adaptatrice C qui comporte en interne un projectif spécial infini-projection du facteur choisi.

Ce "projectif spécial infini-projection" est donc un 'simple' objectif (comme ceux des appareils photo: conjugué à l'infini) Il est donc tentant de coller un APN/réflex/caméra avec un télé de 200 mmEq, directement à la base d'un microscope (en bas du tube, juste au dessus du barillet) Avec la nécessité d'avoir une formule optique compatible avec le risque de vignetage. (voir document fourni sur la spec des LT Mitutoyo)

Ce type de montage pour oo n'est pas DU TOUT compatible avec les optiques en 160mm.

Cela me parait tout à fait censé! J'avais déjà cette conclusion.

Reste maintenant le coté pratique de l'acheteur. Comment savoir si une caméra est destinée à un oculaire, ou à la 3ème sortie?
J'ai vu des références avec le sigle TV (ex U-TV0.5XC) J'ai toujours associé le sigle TV à une qualité médiocre de l'image... (car dans mes vies précédentes nous étudiions/spécifiions des optiques pour la TV, et comme la TV ne fait que 625 lignes -dont 576 visibles- la qualité n'avait qu'à offrir environ 360 paires de lignes H. Les optiques pour la TV HD montaient jusqu'à 1079 lignes V -et en N&B-. Je parle des années 60/70...)
Tout ce qui est avec adaptation 23.2mm serait pour les oculaires, et le reste pour les tubes?

Capito o no capito ?

Ben oui, tout cela commence à se cristalliser dans mon esprit! Merci pour ton aide.

Dans ton message du 11/16h35 tu indiques une solution à 50 €, mais il n'y a pas de lien...


Cordialement