UNE INSTALLATION DE MACRO- ET DE MICROPHOTOGRAPHIE NUMÉRIQUE PEU COÛTEUSE.

Par DEXHEIMER jean


                  Actuellement, l'offre en appareils photographiques numériques se diversifie, avec des équipements de plus en plus performants. Mais pratiquement aucun d'entre eux ne peut être monté sur un microscope, d'autre part, il existe des équipements spécifiques, mais extrêmement coûteux.
                Nous avons résolu ce problème en adaptant une WEB CAM sur un tube photographique droit  de microscope, l'investissement est fort limité (quelques centaines de francs), l'adaptation et la mise au point demandent moins de deux heures de travail.
Notre choix s'est porté sur une caméra de marque Philips et de type Vesta Pro.
                Ce choix est justifié:
- par la qualité du capteur CCD qui donne des images très fines avec une résolution de 640 x 480
- par la présence d'un pas de vis photographique permettant de fixer l'appareil sur un pied photographique ou tout autre accessoire
- par la facilité de démontage de l'objectif, puisque ce dernier se dévisse en totalité
- par la possibilité de faire des séquences vidéo entre 5 et 30 images seconde, des prises vue à vue ou des vues isolées
- par la compatibilité TWAIN qui permet d'utiliser la caméra comme périphérique d'entrée et de la piloter à partir d'un logiciel de traitement d'image.
- par la possibilité de faire des prises de vue en couleur ou en noir et blanc
- par la possibilité d'adapter la prise de vue au type d'éclairage (lumière du jour, lampe à incandescence, flood)

               Pour la macrophotographie, l'utilisation est très simple puisque l'objectif permet de faire la mise au point jusqu'à quelques millimètres. On peut ainsi obtenir des clichés très détaillés d'organes végétaux.
 
                Le principe du dispositif microphotographique est de retirer l'objectif de la caméra et d'utiliser l'oculaire du microscope comme nouvel objectif.
                La première étape de l'installation est de réaliser un adaptateur de la caméra. C'est une pièce en forme "L" que nous avons faite en bois, mais elle peut très bien être réalisée en métal, au prix de quelques adaptations, notamment au niveau de la fixation sur le tube du microscope.



 
      L'adaptateur en place sur le tube du microscope. La partie horizontale, en bois relativement épais assure le maintient de l'ensemble. La partie verticale sert à la fixation de la caméra par l'intermédiaire d'une vis . Il y a plusieurs trous pour faire varier la distance entre l'oculaire du microscope et la caméra.

 
 
 
Schéma de l'adaptateur permettant de fixer la caméra sur un tube de microscope
1) Vue latérale                         2) vue inférieure

A - partie horizontale en bois de 20mm d'épaisseur, percé d'un trou B, au diamètre du tube du microscope.

C - partie verticale en bois de 8mm d'épaisseur, percée de trous (D) permettant de fixer la caméra à diverses hauteurs. La série de trous peut être remplacée par une ouverture allongée, donnant encore plus de souplesse dans le positionnement de la caméra.

A et C sont collées et la fixation est renforcée par 3 ou 4 pointes sans tête.

Il est très important que l'axe optique de la caméra et de l'oculaire de microscope soient alignés. C'est la partie la plus délicate de l'opération.
 


 
 
 
La caméra installée sur le microscope par l'intermédiaire de la pièce en "L". 
En 1, le montage; en 2, le système opérationnel avec une bague noire (papier à dessin) protégeant de la lumière latérale.


UTILISATION ET RESULTATS 

MICROPHOTOGRAPHIE


        Avec le matériel végétal que nous étudions, nous avons essentiellement utilisé la possibilité de faire des clichés isolés et des séquences vue à vue. Toutefois il est possible de réaliser des enregistrements vidéo, mais compte tenu de l'éclairage réduit, ce n'est pas dans ces conditions que l'équipement est le plus performant, d'autre part l'intérêt, pour ce matériel, en est très réduit.
        Nous avons privilégié des prises de vue en noir et blanc puisque dans ce cas la résolution est bien meilleure.
        Une fois que la caméra est installée et la préparation en place sur la platine du microscope, le réglage est très facile puisque l'ensemble caméra + microscope est solidaire et on obtient assez rapidement une image sur l'écran du moniteur. Il suffit alors, comme dans les observations de microscopie classique, d'affiner la mise au point avec la vis micrométrique.
        Il ne reste plus qu'à prendre les photographies. Deux méthodes sont possibles:

La méthode la plus simple et qui donne de très bons résultats est de choisir l'option" vues séparées " (frames). Toutefois, après chaque prise de vue, le cliché doit être sauvé au format .DIB, avant de passer au suivant.

La prise de vue par l'intermédiaire d'un logiciel compatible TWAIN (*) donne aussi d'excellent résultats et a l'avantage d'afficher la vue qui vient d'être prise sur l'écran de travail du logiciel. Il est possible de prendre toute une série de clichés sans avoir besoin de les sauver au coup par coup.

        Enfin, il y a une autre possibilité d'utilisation.
C' est de faire une séquence vue à vue d'une dizaine de clichés, puis à l'aide d'un logiciel adéquat (*), de sélectionner les 4 meilleurs et de faire un compositage (addition puis moyenne) de ces clichés. Dans ces conditions, tous les défauts aléatoires, liés notamment au balayage vidéo, sont effacés.

(*) Personnellement, nous utilisons Animation Shop 2 et Paint Shop Pro 7 de JASC Sofware

Rhizomnium punctatum (MOUSSE)
Détail du bord d'une feuille montrant nettement la marge
1 seul cliché
Antitrichia curtipendula (MOUSSE)
Dents en crochet de l'extrémité de la feuille
1 seul cliché

 
Funaria hygrometrica (MOUSSE)
Cellules de feuille
Compositage de 4 images. 
Remarquer le fond particulièrement lisse et sans défauts

 

MACROPHOTOGRAPHIE

        Enfin, la possibilité de faire une mise au point sur des objets très rapprochés, permet l'utilisation pour la macrophotographie à très courte distance.

 
Kalanchoe blossfeldiana (CRASSULACEES)

 
 
 
Hepatica triloba (RENONCULACEES)
La prise de vue macroscopique très rapprochée peut être combinée, comme ici, avec la réalisation de couples stéréoscopiques.
        Le même montage peut, bien sûr, être réalisé avec d'autres Web Cam que celle que nous avons utilisé. Toutefois, il convient de vérifier plusieurs points:

1- La facilité de démontage de l'objectif. Dans la plupart des Web Cams, l'objectif est inamovible et ne peut être retiré que par ouverture du boîtier de la caméra. C'est toujours une opération délicate et le risque d'abîmer le capteur est grand. D'autre part, c'est souvent une opération irréversible qui empêche toute autre utilisation ultérieure de l'appareil.

2 - La qualité et la sensibilité du capteur CCD, qui doit donner, à la résolution de 640 x 480 et avec une lumière faible, une image très fine.

3 - La possibilité offerte par le logiciel de pilotage de réaliser des images en couleurs ou en noir et blanc.

4 - La présence d'un pas de vis "photographique" permettant la fixation de la caméra.
 


AMELIORATION DU DISPOSITIF

 

 

J'ai amélioré l'adaptateur en utilisant
un morceau de tube en plastique (diamètre 45mm), ce qui me permet de
pouvoir centrer avec précision le système (voir photographies jointes).
Je vous signale que ce dispositif est aussi adaptable sur un télescope et
parfaitement opérationnel pour la photographie planétaire ou lunaire.
Toutefois, je dois vous signaler quelques problèmes.
Tout d'abord, les images n'ont une définition correcte qu'en noir et
blanc, ce qui pour plupart des images de microscopie n'est pas un problème.
D'autre part, la taille est limitée à 640 x 480, les tailles supérieures
"possibles"(800x600), sont en fait des interpolations numériques et ne
donnent pas de bons résultats.
Enfin, la VESTA PRO 690 semble avoir disparu du marché français. Elle est
remplacée par la TO UCAM Pro , qui présente les mêmes performances. Là
encore, se limiter à 640 x 480 malgré les tailles supérieures "possibles"
(1024 x 768). Avec cette nouvelle caméra, l'objectif peut aussi être
complètement dévissé et il est prévu de pouvoir sortir le pied d'origine et
de dégager un pas de vis photographique permettant sa fixation sur tout
autre système.

Mais par une curiosité de construction (....!), l'axe de fixation n'est pas
perpendiculaire à l'axe optique de la caméra (comme dans les appareils
photographiques ou la Vesta Pro) et cela oblige à faire un montage un peu
différent. A votre disposition pour des explications complémentaires.
Cordialement.