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Explication : Comparatif des appareils photo numériques pour microscopes

Quel est ´appareil photo qui foncionne le mieux avec un microscope?

Le but de cette liste est de vous faciliter la recherche de l´appareil photo numérique le plus adapté. Nous nous concentrons ce faisant sur les fonctions d´appareil photo requises en microscopie. Un appareil photo optimal permet d´augmenter grandement la qualité de l´image et la vitesse de travail. Recommandation des appareils photo 

Classement des appareils photo compacts et réflex numériques

L'utilisation d'appareils photo numériques sur le microscope requiert des exigences spécifiques de l'appareil photo numérique. Une puce de capteur dotée d’un grand nombre de pixels à elle seule ne garantit pas forcément des photos microscopiques de grande qualité. Ce n'est que combinée à d'autres facteurs pertinents que la puce du capteur fournit une qualité d'image optimale.

1. ​​Objectif de l´appareil photo amovible
2. Exposition automatique également sans objectif d´origine monté, p.ex. bague T2
3. LIVE VIEW, prévisualisation d´image en mouvement sur l´écran LCD de l´appareil photo
4. Nombre de pixels de capteur
5. Relevage du miroir
6. Affichage du viseur obturable
7. Ecran LCD de l´appareil photo mobile
8. Déclencheur à distance (câble, infrarouge ou radio)
9. Capteur plein format [24mm x 36mm]
10. Sortie vidéo HDMI
11. Enregistrement vidéo HD
12. Mode vidéo Full HD 1920x1080 pixels
13. Pilotage de l´appareil photo numérique depuis le PC
14.  Objectifs particulièrement bien adaptés des appareils photo compacts et caméscopes
15. Fonction de zoom en mode visée directe
16. Fonction Live View haute définition sur l´interface HDMI
17. Sensibilité ISO
18. Profondeur des couleurs

​Appréciation de l'appareil photo

Nous avons tenté d'évaluer les appareils photo en fonction de l'adaptation de leurs fonctions à la microscopie de façon aussi neutre et objective que possible. Nous avons évalué les fonctions selon un barème suivant leur importance pour la microscopie. Nous avons ensuite additionnés les points et calculé le total.

1. Objectif de l'appareil photo amovible

Pour utiliser un appareil photo sur un microscope, il est préférable de pouvoir ôter son objectif. La qualité de l'image est considérablement augmentée par la réduction des lentilles optiques n'étant pas absolument nécessaires pour l’image sur le chemin des rayons microscopiques. Pour certains objectifs, on en compte jusqu'à 18!

En règle générale, sur les appareils photo réflex, on peut ôter le l'objectif. L'adaptateur numérique DSLR LM se charge de l'adaptation mécanique et optique et produit une image d'un éclairage, d'une netteté et d'un contraste optimums. La qualité de l'image qui en résulte est bien plus élevée que sur appareils photo compacts et des caméscopes sans objectif amovible.
Les appareils photo compacts sont particulièrement désavantageux si l'on désire utiliser des programmes de mesurage sur l'ordinateur. Le zoom non amovible des appareils photo compacts rend le calibrage du mesurage de la longueur quasiment impossible car le positionnement du zoom de l'objectif ne peut être reproduit avec précision. On aboutit toujours à un agrandissement différent.

2. Exposition automatique (si oui 8000 points)

Une exposition automatique entièrement fonctionnelle même sans objectif d'origine monté est particulièrement importante pour utiliser un appareil photo numérique en microscopie. Pour certains modèles d'appareils photo, les objectifs étrangers ne sont pas acceptés. En conséquence, les appareils supplémentaires tels que soufflets, adaptateurs télescopiques et adaptateurs numériques LM ne peuvent être utilisés malgré une bague T2 d'origine standardisée.

Certains modèles d'appareils photo numériques ne possèdent qu'un mode d'exposition manuel qui prend beaucoup de temps pour la plupart des travaux microscopiques. Pour obtenir ainsi une exposition optimale, il faut procéder quasiment chaque fois à un bracketing ou prise de vue en fourchette. Un grand nombre d'appareils photo réflex existant sur le marché présentent une exposition automatique qui fonctionne intégralement même sans objectif d'origine monté avec une bague T2.

Ces SLR numériques présentent la plupart du temps un programme d'exposition automatique qui fonctionne bien pour la microscopie en permettant de préserver une sorte de priorité à l'ouverture même sans objectif d'origine monté avec une bague T2. Naturellement, le mieux est d'utiliser l'exposition automatique avec priorité diaphragme, le fonctionnement étant donc une pure priorité à l'ouverture. Si l'on active la priorité vitesse, les images microscopiques sont par nature mal exposées. Comme, si l'on utilise une bague T2, celle-ci simule toujours un diaphragme ouvert, l'exposition est automatiquement effectuée avec un temps d'obturation correct. Le plus simple pour effectuer les corrections d'exposition nécessaires est d'actionner la touche de correction de l'exposition (+/-) ou de commuter en mode priorité à la vitesse (= exposition automatique avec priorité à la vitesse).

Malheureusement, il n'existe pas encore de modèle réflex numérique avec bracketing (auto exposure bracketing) optimal pour le microscope. Naturellement, cette fonction faciliterait encore plus une gestion optimale de l'exposition. La sélection du mode de mesure d'exposition (spot, centrale ou multizone) dépend du modèle d'appareil photo numérique et du motif à prendre. De manière générale, on peut dire que les trois modes de mesure donnent de bons résultats pour de nombreux microspécimens au contraste normal. Pour les zones sombres, la polarisation ou la fluorescence, on préfèrera un mesurage spot ou multizone.

Use of Nikon’s entry-level single lens reflex (DSLR) cameras at the microscope 
Nikon economises with the automatic exposure control!

3. LIVE VIEW, prévisualisation d'image en mouvement sur l'écran LCD de l’appareil photo (si oui 4000 points)

Tous les appareils photo compacts et de nombreux appareils réflex numériques possèdent une fonction live bild. L'image réelle s'affiche immédiatement « en direct » sur l'écran de l'appareil photo. Pour les appareils photo compacts, partiellement sans viseur optique, cette fonctionnalité est une évidence. Pour les appareils photo réflex numériques, ceci est actuellement (situation en 2009) une fonctionnalité standard à partir des appareils de moyenne gamme.

Pour les modèles d'appareils photo réflex numériques sans Live View, on procède à la mise au point par le viseur optique et l'image s'affiche sur l'écran LCD de l'appareil photo après avoir actionné le déclencheur. Ceci signifie que les prises de vue ne peuvent être visionnées et appréciées qu'à partir de ce moment-là. Si un appareil photo est monté verticalement sur le microscope, le contrôle au moyen d'un viseur optique est très inconfortable.

Un viseur d'angle en option apporte un faible soulagement  (idéalement avec grossissement intégré jusqu'à 2,5x) ou un viseur numérique enfichable en option pour appareils photo réflex. Lorsque l'appareil photo numérique est monté verticalement sur le microscope, l'écran couleur de certains modèles de ce viseur numérique ne pointent pas vers le microscope avec une légère inclinaison, comme on le souhaiterait, mais malheureusement vers le haut avec un écart d'environ 15° de la verticale. Les viseurs numériques enfichables les plus récents sont orientables ou possèdent un écran couleur TFT amovible à connexion câblée qui permet un travail ergonomique. Malheureusement, ces viseurs enfichables numériques coûtent autant qu'un appareil photo numérique à prix modéré!

Certains appareils photos réflex numériques présentent outre la possibilité de visualiser l'image « live view » en mouvement avec une loupe numérique à grossissement par 10 et de mettre au point la netteté de l'image. Ceci permet d'obtenir la meilleure définition possible dans ses moindres détails.

La plupart du temps, il existe une sortie vidéo analogique (PAL/ NTSC) ou une interface HDMI numérique avec laquelle l'image peut être visualisée sur un moniteur externe.

4. Nombre de pixels du capteur

En microscopie, il n'y a pas que nombre de pixels qui soit responsable de la qualité de l'image, de sa netteté et du contraste. L'optique utilisée exerce une grande influence sur la définition. Les objectifs utilisés sur le microscope constituent également un facteur important. Comme la solidité d'une chaîne dépend de son maillon le plus faible, le système optique devrait se composer d’éléments bien adaptés les uns aux autres et d'une qualité aussi élevée que possible.

Pour obtenir des photos microscopiques de la meilleure qualité, il est recommandé d'utiliser au moins des objectifs planachromatiques. Il va de soi qu'il est préférable d'utiliser des objectifs plans à la fluorine ou planapochromatiques. Plus le grandissement utilisé est important, plus faible est l'influence du nombre de pixels de l'appareil photo numérique. En raison des lois de la physique, un nombre de pixels élevé de l'appareil photo est avantageux si le grandissement est faible et pour la macrophotographie.

5. Relevage du miroir (si oui 2000 points)

Des secousses même minimales pendant la prise de vue peuvent réduire la qualité de la microphoto. Ce flou de bougé est dû principalement à des mouvements de miroirs à l'intérieur de l'appareil photo.

Pendant l'exposition, le miroir se relève dans l'appareil réflex. Ceci permet de libérer le cheminement de la lumière sur l'obturateur à rideaux et après l'ouverture, une exposition de la puce du capteur. Malheureusement, le miroir présente une masse considérable. Le relevage du miroir entraîne des vibrations qui se retransmettent sur l'ensemble du système. Ces vibrations conduisent la plupart du temps à un flou, entraînant ainsi une réduction plus ou moins forte de la netteté de l'image. Cette fonctionnalité empêche que les vibrations dues au relevage du miroir aient lieu dans la plage de temps « dangereuse » de l'exposition. Cette fonctionnalité de l'appareil photo augmente fortement la qualité de la microphoto.

Quelques fabricants d'appareils photo ont déjà conçu des modèles permettant d'éviter les vibrations dues à des mouvements du miroir:

• Des appareils photo à objectifs interchangeables sans miroir (p.ex. la série Nex de Sony ou Pen d'Olympus)
• Appareils photo à moteurs séparés pour le miroir et l'obturateur (p.ex. Canon EOS 5D Mark2 + Mark III, Nikon D7000, Nikon 7D etc.)
• Appareils photos à miroir translucide (translucent mirror) (p.ex. Série alpha de Sony)

Pour tous les caméscopes et appareils photos compacts, ce point n'a aucune importance car les obturateurs centraux n'occasionnent pas de flou de bougé au contraire des appareils photos réflex.
[Pour en savoir plus sur revelage du miroir]

6. Affichage du viseur obturable

Les photos microscopiques avec DSLR optimisés pour la microscopie sont évaluées normalement sur l'écran LCD de l'appareil photo sans avoir à regarder à travers le viseur optique. Pour cette raison, il est nécessaire de fermer le couvercle du viseur en tournant le levier de l'obturateur du viseur. Dans le cas contraire, la lumière ambiante tombe sur le viseur en faussant le résultat du mesurage de l'exposition. On obtient en conséquence des microphotos mal exposées. Cet effet a déjà conduit au désespoir un grand nombre de microphotographes. Une obturation provisoire de l'entrée du viseur avec un feuillet noir opaque peut empêcher ce fâcheux effet.

7. Ecran LCD de l'appareil photo mobile (si oui 1000 points)

En microphotographie, le photographe est assis dans la majorité des cas devant le microscope avec l'appareil photo numérique monté dessus. Il est extrêmement inconfortable de devoir se lever pour regarder sur l'écran LCD de l'appareil photo non orientable ou par le viseur optique afin de contrôler la section et/ou la composition de l'image.

L'idéal est un appareil photo réflex numérique à écran LCD orientable. Après avoir positionné à la verticale l'écran LCD de l'appareil photo en lui imprimant une légère inclinaison vers le microscope, donc l'angle de vue optimum, on peut observer et apprécier confortablement l'image en restant assis. En alternative, si l'écran LCD de l'appareil photo ne peut être orienté, on peut observer l'image sur un  moniteur externe. De nombreux appareils photo numériques comportent une sortie vidéo PAL/NTSC et un câble AV intégrés dans l'équipement standard. Avec une carte graphique, on peut aussi transformer un écran d'ordinateur en moniteur vidéo.

8. Déclencheur à distance

L'utilisation d'un déclencheur à distance permet d'augmenter très facilement la résolution de l'image. La plupart du temps, les déclencheurs à distance sont déjà compris dans l'équipement standard de l'appareil photo numérique. On trouve également dans le commerce des déclencheurs à distance à câble, à infrarouge et parfois radio en fonction du modèle de l'appareil photo. Si l'on n'utilise pas de déclencheur à distance, les flous de bougé sont la plupart du temps inévitables. Ceux-ci se distinguent par un flou plus ou moins prononcé provoqué par des structures dédoublées et comme délavées sur toute la surface de l'image.

Si vous n'avez pas de déclencheur à distance sous la main, vous pouvez à la rigueur activer la fonction de déclencheur automatique même si elle manque quelque peu de commodité.

9. Capteur plein cadre (24mm x 36mm) (si oui 2000 points)

Si vous tenez à des photos microscopiques de la plus grande qualité, vous devriez dans tous les cas opter pour un appareil photo réflex à capteur plein format. Cependant, les appareils photos à capteur demi-format ou Four thirds (4/3) peuvent également fournir de très bons résultats.

Using full-frame digital SLR cameras in microscopy Micro-Tech-Lab  Newsletter from 20.11.2008

10. Sortie vidéo HDMI (si oui 1000 points)

Avec la norme PAL/NTSC, l'ancienne interface vidéo AV analogique est remplacée par la nouvelle interface HDMI (High Definition Multimedia Interface). La transmission numérique des informations audio et vidéo permet d’augmenter grandement la qualité. Pour les appareils photos Full HD, on atteint une résolution de 1920x1080 pixels.

 Analogue video output (AV) versus the digital HD output (HDMI) of digital cameras (digicams)

11. Fonction vidéo HD (si oui 1000 points)

L'appareil photo offre la possibilité de stocker sur la carte de stockage des séquences vidéo en qualité HD (1280x720 pixels) ou Full HD  (1920x1080 pixels).

Are HD single lens reflex cameras the better HD camcorders?

USB (universal serial bus) video cameras in microscopy – quite simply far too slow!

12. Mode vidéo Full HD 1920X1080 pixels( si oui 500 points)

Les appareils photo compacts et les réflex numériques sont en mesure d'enregistrer sur la carte de stockage des séquences vidéo en HD (1920x1080).

13. Pilotage de l'appareil photo numérique depuis le PC (si oui 8000 points)

A l'aide d'une connexion avec l'ordinateur, la plupart du temps par câble USB2 ou LAN, WLAN (WiFi), il est possible de piloter l'appareil photo depuis l'ordinateur. Tous les réglages et déclenchements d'images peuvent être effectués depuis le PC sans toucher l'appareil photo. Après le déclenchement, la photo est enregistrée dans l'ordinateur et peut être immédiatement évaluée à l'écran. Du fait de ce découplage, les vibrations qui sont produites lors du déclenchement manuel, sont évitées (voir point 8 déclencheur à distance).

De nouveaux modèles tels que le Canon EOS 600D peuvent même transmettre l'image « Live View » au PC au moyen du câble USB2. Les photos et les vidéos sont affichées quasiment sans délai sur le moniteur. Vous trouverez de plus amples informations dans notre rapport d'analyse:

Le Canon EOS 600D en microscopie

Controlling Olympus digital SLR cameras from your PC with the OLYMPUS Studio 2 software
Nikon Camera Control Pro 2 software: A milestone in digital microscopy and microphotography – the Nikon D300 and D3

14. Objectifs particulièrement bien adaptés des appareils photo compacts et caméscopes

Fondamentalement, il convient de privilégier les appareils photo réflex sur les compacts. L'objectif des appareils photo compacts est solidarisé avec le boîtier de l'appareil photo et ne peut donc pas en être séparé. Le nombre élevé de lentilles optiques dans le zoom complique l'adaptation entre le microscope et l'appareil photo en réduisant la qualité de l'image.

Quelques appareils photo compacts/caméscopes possèdent un objectif permettant une adaptation relativement bonne au microscope. Une conception d'objectif simple avec peu de lentilles optiques fournit la plupart du temps les meilleurs résultats. Les appareils photo dotés de petits objectifs avec distance focale fixe constituent une exception. Ils possèdent au maximum trois lentilles ce qui en fait le groupe des appareils photo compacts /caméscopes les mieux adaptés au microscope.

15. Fonction de zoom en mode visée directe (si oui 5000 points)

La fonction zoom se trouvant dans le mode en visée directe est très utile en microscopie. Cette fonctionnalité permet un réglage précis de la profondeur de champ.

On active tout d'abord la fonction zoom (1), puis on met au point à l'aide du bouton de positionnement (2) la partie du spécimen que l'on veut agrandir. On ne peut pas régler le positionnement avec tous les appareils photos. Si l'on ne peut pas le sélectionner soi-même, l'appareil photo prend automatiquement le centre de l'image.

Le symbole de la fonction zoom apparaît à l'écran avec une information sur le grossissement. Avec la touche fonction zoom, on peut régler désormais l'agrandissement que l'on désire. Ensuite, on met l'image au point et on appuie sur le déclencheur.

16. Fonction Live View haute définition sur l'interface HDMI (si oui 1000 points)

Quelques appareils photo offrent la possibilité de transmettre une image en visée directe sur un moniteur ou même rétroprojecteur compatible HD (pour des cours et des conférences) par le biais d'une interface HDMI. Ceci est particulièrement un avantage lorsque plusieurs personnes travaillent ensemble et/ou que l'on discute de l'objet.

17. Sensibilité ISO

La valeur ISO décrit la photosensibilité des capteurs de l'appareil photo. Plus la valeur ISO est faible, moins le capteur est photosensible. Des valeurs ISO élevées permettent de bonnes photos même si les conditions lumineuses sont mauvaises. Une augmentation de la photosensibilité signifie également une augmentation du bruit, le grain de l'image grossit et la photo perd de sa netteté. Nous ne recommandons donc un réglage élevé de la valeur ISO que si les capteurs sont de grande qualité.

18.  Profondeur des couleurs

La profondeur des couleurs indique le nombre des tons à disposition pour la transmission de points image (pixel) d'une photo. Dans le système de colorimétrie RVB, cela se fait par le biais des trois canaux (rouge/vert/bleu). Si l'on a par exemple 12 bits par canal, on peut atteindre 4.096 tons. Pour les trois canaux de couleur, cela revient alors à 36 bits avec au total 68.719.476.736 combinaisons de couleurs. En fonction du modèle de l'appareil photo, la profondeur des couleurs varie le plus souvent entre 24 et 42 bits.

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