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Ce que vous aviez toujours voulu savoir sur la microscopie numérique, sans oser le demander

La microscopie numérique est en plein essor, et il est utile de connaître certains faits.

Des clients et des collègues de Georg Schlaffer, chef de produit chez Leica Microsystems, lui ont souvent demandé de leur parler des microscopes numériques. Il a collaboré avec le rédacteur scientifique Jim DeRose pour offrir des réponses complètes aux questions essentielles.

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Qu'est-ce que la microscopie numérique, exactement ?

Pour avoir un microscope numérique, il faut équiper un microscope optique d'une caméra numérique, mais on n'a plus besoin des oculaires. Une image de l'échantillon est observée et analysée directement sur l'écran d'un moniteur électronique. Les microscopes numériques peuvent également être des stéréomicroscopes ou des microscopes composés conventionnels, qui sont pourvus d'oculaires tout en étant équipés d'une caméra numérique, et enregistrent l'information fournie sur l'état du microscope et les réglages de la caméra. Dans cet article, nous utiliserons désormais le terme « microscope numérique » pour nous référer aux microscopes sans oculaires, p. ex. le Leica DVM6, le Leica DMS1000 et le Leica DMS300, mais pas aux stéréomicroscopes ou microscopes composés qui sont équipés de caméras numériques.

Pour quelles applications puis-je utiliser des microscopes numériques ?

Les microscopes numériques sont des instruments parfaits pour analyser et documenter des pièces et des échantillons dans la recherche et le développement (R&D), la fabrication et l'inspection, le contrôle de qualité et l'assurance qualité (QC/QA), et l'analyse des défauts (FA).

Leica DVM6 microscopes numériques
Leica DVM6 microscopes numériques
Plot de liaison, plaqué or (Au), électronique automobile, grossissement total 120:1. Acquis avec le Leica DVM6.
Plot de liaison, plaqué or (Au)
Plot de liaison, plaqué or (Au), électronique automobile, grossissement total 360:1. Acquis avec le Leica DVM6.
Plot de liaison, plaqué or (Au)

Quels sont les avantages des microscopes numériques ?

L'avantage le plus évident est l'ergonomie. Du fait que l'image de l'échantillon est affichée sur un moniteur, les utilisateurs peuvent voir immédiatement cette image et l'analyser avec le logiciel, tout en étant confortablement assis, détendu et le dos droit. L'ergonomie des microscopes numériques est particulièrement appréciable lors du traitement à haut débit des échantillons, ou de l'utilisation quotidienne et prolongée des microscopes. De plus, de nombreux microscopes numériques sont dotés de logiciels qui permettent d'enregistrer de multiples profils d'utilisateurs. Cette fonction est particulièrement bénéfique quand de nombreux utilisateurs travaillent avec le même microscope : chaque utilisateur sélectionne alors simplement son profil et commence immédiatement à travailler, en faisant peu de réglages (voire aucun) sur la station de travail de microscopie.

Quelles sont les limites des microscopes numériques ?

Une limite très évidente des microscopes numériques, si on les compare par exemple aux stéréomicroscopes ou aux microscopes composés, est la nécessité d'un raccordement électrique. Étant donné l'absence d'oculaires, l'image d'un échantillon observé au microscope numérique s'affiche toujours sur un moniteur. D'où la nécessité d'au moins 1 câble secteur. En général, un microscope numérique doit aussi être connecté à un ordinateur, ou du moins à un écran de visualisation fourni avec le microscope. Avec les microscopes classiques, les utilisateurs ont encore la possibilité d'utiliser les oculaires pour avoir une impression générale de leur échantillon.

Inclinaison de l'écran d'affichage avec le Leica DVM6.
Inclinaison de l'écran d'affichage avec le Leica DVM6.
Modèle imprimé sur papier, grossissement total 750:1, éclairage à lampe annulaire. Acquis avec le Leica DVM6.
Modèle imprimé sur papier
Modèle imprimé sur papier, grossissement total 750:1, éclairage coaxial avec polariseur ouvert. Acquis avec le Leica DVM6.
Modèle imprimé sur papier

L'image d'un échantillon observé avec un microscope numérique est-elle comparable à celle perçue avec les oculaires ?

En principe, c'est la même image. Il peut y avoir une différence dans le champ visuel selon le type de caméra numérique ou d'oculaire utilisé. Il y a toutefois une différence importante : l'observation d'un échantillon avec les oculaires binoculaires d'un stéréomicroscope vous donne une perception de la profondeur qu'il est impossible d'obtenir directement avec l'image 2D d'un microscope numérique.

Un microscope numérique est-il plus facile à utiliser qu'un microscope avec oculaires ?

Les utilisateurs inexpérimentés en particulier peuvent obtenir des images d'un échantillon plus vite et plus facilement. La raison principale est que cela prend du temps de s'habituer à configurer et régler un microscope classique, et à visualiser l'échantillon avec les oculaires.

Leica DMS1000 microscopes numériques
Leica DMS1000 microscopes numériques
Trou dans un composant métallique ; la mise à jour automatique de l'échelle à chaque réglage du zoom permet d'effectuer des mesures rapides. Acquis avec le Leica DMS1000.
Trou dans un composant métallique
Boîtier de montre, acquise avec l'éclairage à lampe annulaire (Leica LED3000 RL) et le socle d'épiscopie. Acquis avec le Leica DMS1000.
Boîtier de montre, acquise avec l'éclairage à lampe annulaire

Que signifie « encodage » ?

Un microscope est « encodé » quand l'équipement communique directement avec le logiciel informatique et quand les valeurs de paramètres spécifiques sont suivies et enregistrées avec les données d'image. Ces paramètres spécifiques sont définis et, par conséquent, appelés des valeurs de paramètres encodées. Normalement, on rappelle ces paramètres encodés en pressant simplement un bouton, pour faciliter les flux de travail répétitifs et l'établissement de rapports.

Dois-je être un expert en microscopie pour travailler avec un microscope numérique ?

Non. Les microscopes numériques sont utilisables par des novices en microscopie, aussi bien que par des experts. Les microscopes numériques disponibles auprès de Leica Microsystems sont conçus pour une utilisation facile, « au sortir de la boîte », ce qui réduit le temps de formation. Ils sont dotés de fonctions encodées et permettent d'établir facilement des rapports, ce qui rend plus efficaces les flux de travail répétitifs.

Image fournie par le Leica DMS1000 B : image d'un ver C. elegans, acquise avec un socle de diascopie ; mesures rapides et faciles grâce à l'encodage en continu du zoom, même en mode de fonctionnement autonome sans ordinateur.
image d'un ver C. elegans
Criblage concernant la drosophile. Acquis avec le Leica DMS1000 B.
Criblage concernant la drosophile
Leica DMS300 monté sur un statif à bras mobile et servant à voir un échantillon de carte de circuit imprimé (PCB)
Leica DMS300 monté sur un statif à bras mobile

De quels composants ai-je besoin pour un microscope numérique ?

Les composants dépendent de l'application. Le choix de la lentille d'objectif, par exemple, dépend de la plage de grossissement requise. Vous pouvez également choisir parmi une variété de statifs et de systèmes d'éclairage. 

Ces questions vous aideront à prendre une décision concernant les composants et les fonctionnalités dont vous avez besoin :

  • Avez-vous besoin d'acquérir rapidement des images numériques de grande qualité ? Dans ce cas, vous tirerez parti d'une caméra numérique à haute résolution 
  • Avez-vous besoin de l'affichage rapide d'images en direct pour un débit d'échantillons élevé ? Dans ce cas, la caméra numérique devrait traiter 30 trames par seconde ou plus
  • Avez-vous besoin de regarder les échantillons sous divers angles ? Dans ce cas, l'inclinaison de la tête du microscope ou la rotation de la platine porte-échantillon est essentielle pour une visualisation dynamique des processus ou des objets
  • Avez-vous besoin de faire des analyses qualitatives et quantitatives des échantillons ? Dans ce cas, choisissez avec soin les fonctionnalités logicielles 
  • Avez-vous besoin d'une image équilibrée, qui montre nettement les sections lumineuses comme les sections sombres ? Auquel cas, vous trouverez utile la fonction HDR (grande gamme dynamique), qui procure exactement ce type d'image

 

 

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