Tests avec une cible de calibration à la norme USAF1951


La cible achetée:
Ces "cibles de calibration" ou " mires de résolution" 1951 USAF sont décrites avec la résolution atteinte et la largeur réelle des traits de chaque groupe dans cette page wikipedia.

Elles sont formées de 7 à 9 groupes de lignes.Chaque groupe est constitué de 6 éléments. Chaque élément comporte deux fois 3 barres.

Lors d'une discussion sur le forum "Le naturaliste", ces mires ont été évoquées

Dans la discussion, il avait été annoncé un prix avoisinnant la centaine d'euros. Je me suis décidé à acheter la cible figurée ci contre à droite, en voyant sur un site de microscopie  avec envoi européen  une "promotion" à 70€  au total.

C'est un modèle sur un support verre de 60x60mm.
Il y a en fait 2 gros groupes de cibles, un en positif et l'autre en négatif, et 2 fois 9 cibles plus petites allant au groupe 7.6.


Ces cibles  sont destinées à tester des objectifs photographique ou de microscope.
Cela peut aller jusqu'à des tests en forte macro (Mais cela s’arrête en général au groupe 7 comme dans le modèle que j'ai commandé, avec une limite avec des traits à 2,46µm. ),
Pour la microscopie avec des détails de 1 micron, il faut trouver un modèle de mire USAF1951 avec un groupe 8 ou 9!!
(ou un sujet avec des détails plus fins! )
mire USAF1951

Observée au microscope avec un objectif fort, on constate que la limite du procédé de fabrication est atteinte dans cette mire pour les groupes 7.4 à 7.6 en général en négatif
(Sur les 9 groupes en négatif de ma mire, aucun ne montre bien séparées les lignes 7.6 qui "bavent" l'une sur l'autre )
et souvent pour les groupes 7.5 et 7.6 qui manquent en positif (sur les 9 groupes en positif, seulement 3 montrent plus ou moins bien les lignes du groupe 7.6)
mire USAF1951 groupes 6 et 7
Mais c'est déja une belle réalisation car dans le groupe 7.6, les traits font moins de 2,5 µm...

Test en résolution
de l'objectif

Laowa 25mm f:2,8 1-5x





Voici le premier test que j'ai réalisé avec le  centre de cette cible en positif photographiée avec un Sony Nex 7 et un objectif Laowa 25mm f/2,8 à son maximum de 5x.

Le champ de 4,8mm de longueur ne concerne que le centre de la mire, et les groupes 2 à 7.




Laowa 5x

Voici un recadrage à l'échelle 1 du centre de l'image précédante (photographiée avec un Sony Nex 7 et un objectif Laowa. 25mm à 5x)


On constate que cet objectif à 5x résoud le groupe 7.4, c'est à dire le plus fin de cette mire, avec 181 paires de lignes/mm.
(Chaque ligne du groupe le plus fin fait 1/362mm = 2,76µm )
Laowa5x E1

Les groupes ajoutés en bas de la cible vont jusqu'au 7.5 / 7.6 qui doit être la limite de réalisation du système utlisé.
Le fabricant a placé 9 de ces groupes pour permettre à l'utilisateur de choisir le mieux gravé.

On arrive à 228 paires de ligne au mm;
ce qui fait des traits de 2,2µm

Voici un de ces groupes dans les mèmes conditions à l'échelle 1
Les traits commencent à s'empater dans l'image, c'est vraisemblablment pas loin de  la limite de résolution de cet objectif Laowa à 5x.



Laowa5x E1

Test en résolution du macroscope Wild M420 recadrages à l'échelle 1 de clichés avec Olympus EM5mkII (hybride µ4/3) au foyer.

Bonnette 2x et Minimum du zoom ( soit 1,6x sur capteur )
M420 test 2x Mini
les lignes se confondent au groupe 7.2
soit à 144 paires de lignes au mm

Bonnette 2x et Maximum du zoom (soit 8x sur capteur)
test M420 2x max
les lignes se confondent au groupe 7.5
soit à 203 paires de lignes au mm



Bonnette 2x et Minimum du zoom ( soit 5x sur capteur )
Nex7 M420 2x projectif
les lignes se confondent au groupe 7.5 ,
soit à 203  paires de lignes au mm
L'ensemble appareil à grand capteur + système projectif 3,2x semble un peu plus performant que le petit capteur au foyer.
Est ce lié au grandissement supérieur sur capteur?
recadrages à l'échelle 1 de clichés avec Sony Nex7  (hybride APS)
avec l'adaptateur photo 24x36 Wild ( 3,2x)

Bonnette 2x et Maximum du zoom (soit 25,6x sur capteur)

Les lignes se confondent au groupe 7.5 en negatif,
soit aussi à 203 paires de lignes au mm.
il semble qu'il y a plus de "fusion" des traits en négatif. dans la réalisation de la mire.
En positif, le 7.6 qui est aussi la limite de la gravure de ma mire! (tous les sous groupes fins de la mire ne sont pas bien gravés), est atteint soit 228 paires de lignes au mm
En fin de la plage du zoom du Wild M420, la résolution va  au maximum de finesse de gravure de ma lame test (maximum à 228pl/mm ).
Il faudrait une mire plus fine, mais en l'état, ce résultat est moindre que ce qui est annoncé par le constructeur:
le macroscope Wild est donné pour un pouvoir séparateur de 348 lp/mm (696 lp/mm avec la bonnette 2x)
Est ce que l'oeil avec un oculaire fort iraient au dela de mes cpteurs? ou plutot, les données Wild ne sont elles  pas plus pour l'objectif apozoom que pour le zoom standard ?
avant de répondre à cela, il faut trouver une mire calibrée encore plus fine!

Bilan:
Avec les 2 dispositifs testés Laowa 1-5x et Wid M420, cette mire permet de mettre en évidence les limites en résolution à faible grandissement, mais à leur maximum, les 2 systèmes permettent encore de séparer le test maximum de mon exemplaire à 228 lp/mm

Je n'ai fait qu'un usage basique de cette mire avec juste une mesure de résolution. Cette mire peut servir pour cela avec des objectifs jusqu'à 10x.
Peut être qu'une analyse plus pousssée des images obtenues fournirait plus d'informations sur les objectifs testés. Mais il me semble qu'une photographie d'un sujet naturel pris comme test permettrait mieux de se rendre compte si un objectif utilisé remplit l'usage attendu ou pas car il n'y a pas que la résolution qui compte dans l'intérèt d'une image.


Daniel NARDIN
10 avril 2020