Как сделать микроскоп из регистратора. Астрономические опыты

Всегда любил биологию, но никогда не было у меня микроскопа, и вот решил обзавестись, чтобы полюбоваться на микромир вместе с подрастающим поколением, ну и возможно отснять основной чип приставки 3DO между делом.

Выбирать сам оптический прибор долго не пришлось, выбор пал на микроскоп Альтами 104 , это отечественный микроскоп, моя модель с 2000 кратным увеличением (больше оптика не дает, что бы там не писали - это цифровая туфта). Цена его очень даже невысокая, мне он обошелся 12800 рублей (май 2015). Не знаю как импортные аналоги, по сравнению с ним, но я доволен как слон =) Сомневаюсь, что можно сделать прибор сколько-нибудь лучше за эти деньги. Заказывал у производителя, поскольку так и быстрее и дешевле и наверняка надежней: http://www.altami.ru .

Микроскоп Альтами 104

Для тех кто тоже не нашел как отрегулировать световое поле микроскопа, подсказываю: снимите окуляр (если поспешили его нацепить), диафрагму на минимум и выставьте конденсатор регулировочными болтами так, чтобы пятно было по центру, затем больше эти винты не трогайте.

Пятно по которому регулировать

Разумеется смотреть в микроскоп (тем более в монокулярный) тяжело и хочется все выводить прямо на монитор. Однако камера для микроскопа сопоставима с ценой самого микроскопа. И я решил ее пока не брать, а попробовать сделать самому. О чем я сейчас и поведаю во всех деталях =)

Кроме микроскопа вам понадобится веб-камера, желательно с хорошей матрицей, я использовал Logitech C270 (в свое время по 700 р. брал несколько штук, специальная камера для микроскопа с аналогичным разрешением стоит 9000 р.). Очень удобна тем, что фокус этой камеры регулируется механически, хотя наверняка и в других это тоже возможно - просто не разбирал, не знаю.

Веб-камера Logitech C270

Еще вам понадобится отвертка, пробка от пластиковой бутылки, пара мелких шурупов (миллиметров пять длиной), а так же желательно иметь под рукой клеевой пистолет (Glue Gun), пару стяжек и бур на подобие, как у зубных врачей =) Итак приступим!

Первым делом, нужно уменьшить вес камеры, поэтому нужно снять крепежную часть камеры. Выдергиваем торцевые декоративные заглушки с поворотного механизма и выкручиваем шуруп, затем выдавливаем вал и камера становится словно пушинка.

Разбор крепежного механизма

Далее необходимо снять переднюю панель камеры, чтобы добраться до настройки фокуса. Для этого надо сдернуть декоративную панельку, а затем выкрутить пару винтиков и снять основную пластиковую панель, за которой находится нехитрая начинка.

Вскрытие камеры

Теперь нам нужна насадка на окуляр, и ее роль нам сыграет обычная пробка от пластиковой бутылки! Она идеально подходит по диаметру и внутри у нее есть упор, чтобы вплотную к оптике не прижиматься - лучше не придумаешь, нужно лишь срезать резьбу и просверлить дырку радиусом 3 плюс минус миллиметра. Я для этого использовал дрель с гибкой подводкой, в качестве насадки использовал маленький бур. Если у вас в хозяйстве этого нет, возьмите обычный нож и аккуратно срежьте резьбу, а отверстие сделайте обычным сверлом, ну или еще как проковыряйте. Лоскутки пластика можно опалить огнем, чтобы не болтались, затем необходимо выровнять верх пробки, например камнем.

Подготовка пробки

Насадите готовую пробку на окуляр и прислоните камеру с одетой основной панелью, если потребуется отрегулируйте фокус (не спеша, потихоньку, как можно точнее). А еще, заклейте светодиод в камере, например, изолентой, чтобы не светил куда не надо.

Далее необходимо прикрутить основную панель камеры к пробке, для этого я использовал шурупы, можно на клей наверное посадить, но нужно точно выставить камеру, поэтому шурупы предпочтительней, сначала выставить один, может не с первого раза. Примерить, возможно подстроить относительно первого шурупа и только потом зафиксировать вторым. Если наклон не оптимальный, вставить распорочки из кусочков пластика, или чего-то, что есть под руками. Затем выполнить генеральную примерку.

Крепление панели к пробке

Теперь осталось зафиксировать результат, для этого можно воспользоваться клеевым пистолетом. Здесь же рекомендую подклеить стяжку или другой гибкий кусочек пластика в качестве фиксаторов, это необходимо для того, чтобы зафиксировать окуляр, чтобы изображение у вас не вертелось, вслед за проводом веб-камеры, можно даже несколько таких стяжек, ну или еще как придумаете. Пролить вокруг клеем и дать застынуть.

Готовая цифровая насадка

Теперь установим все это на окуляр микроскопа, притянем затянем стяжкой фиксатор к трубе окуляра и наслаждаемся микромиром! Весь процесс занимает не более часа, статью дольше писал.

Микроскоп в сборе

В целом должен сказать, что специальная насадка предпочтительней, поскольку она не пытается адаптироваться к освещению, что при некоторых параметрах работы микроскопа приводит к автонастроечному дребезгу в изображении, возможно это регулируется в веб-камерах, еще не разбирался. Да и откалибровано все точно на заводских насадках, без всяких винтиков. Но тем не менее для любителей результат очень даже ничего, правда препарат делал наспех на старом стекле грязными руками - поэтому столько мусора на картинке =)

Какая-то бактерия на клетках лука

Меня как пользователя windows 7, после ХР ждал неприятный сюрприз - в 7-ке убрали веб-камеры из "моего компьютера", т.е. штатных средств глянуть на результат нет, поэтому не обошлось без попрограммировать =) Распакуйте в любое место и запустите экзешник.

Сейчас Web-камеры стали очень недорогими и доступными устройствами. Конечно, их можно использовать не только для общения в Интернете, ведь даже простейшая камера это все же какое-никакое устройство видеорегистрации. Матрицы современных камер очень малы - это позволяет снизить их стоимость и получить высокое разрешение. Этой особенностью можно с успехом воспользоваться, чтобы построить на основе Web-камеры несложный микроскоп. Принцип его действия основан на том, что чем меньше фокусное расстояние линзы, тем большее увеличение она обеспечивает, объективы же Web-камер рассчитаны на работу с очень маленькими матрицами и имеют, соответственно, очень короткое фокусное расстояние - обычно в пределах 3-4 мм. Чтобы обеспечить работу объектива камеры в режиме микроскопа его достаточно перевернуть передним концом к камере. Действительно, в нормальном положении задний край объектива распологается очень близко к камере, а объект съемки расположен относительно далеко. Перевернув объектив мы получаем возможность рассмотреть очень близко расположенный (вместо матрицы) предмет, сфокусировав его изображение на относительно удаленную матрицу и при этом объектив работает в нормальном для себя режиме, ведь ход лучей в линзовой системе обратим и, в общем, неважно, с какой стороны расположен предмет, а с какой - фотоприемник. (Кстати, этот прием перевернутого объектива широко используется и при макросъемке в классической фотографии)

Итак, нам нужна любая Web-камера с вывинчивающимся объективом, несколько деталей детского металлического конструктора для сборки основания и фокусировочного механизма, пара винтов и светодиод с батарейкой для подсветки. Для примера я использовал дешевую 1,3-мегапиксельную камеру Trust.

Чтобы камеру можно было легко вернуть в исходное состояние, объектив в перевернутом виде закреплен на камере с помощью декоративного кольца и резинки, конструкция фокусировочного механизма понятна из фотографии. Обратите внимание: рейки, на которых крепится камера в рабочем положении должны быть горизонтальны - иначе при наводке на резкость предмет будет смещаться в поле зрения.

Предметный столик, роль которого играют обычные бельевые прищепки с немного подпиленными зажимающими поверхностями подсвечен снизу белым светодиодом. Желательно предусмотреть возможность регулировки яркости подсветки.

Естественно, эта конструкция не является единственно возможной и разработка собственного варианта может стать очень увлекательной технической головоломкой.

Осталось только установить в держатели-прищепки предметное стекло с препаратом и подключить камеру к компьютеру.

Для оценки увеличения микроскопа проще всего сфотографировать пиксели на экране монитора - их реальный размер легко определить, зная размер монитора и его разрешение.

Для примера и оценки увеличения я привожу фрагмент снимка простейшего препарата, знакомого всем по урокам биологии - клеток лука. Впрочем, можно получить и большее увеличение - для этого нужно отодвинуть объектив от матрицы web-камеры с помощью дополнительной втулки.

У нас дома есть самый простенький ученический микроскоп. И мы с большим интересом периодически разглядываем в него микромир (вот тут я выкладывала фотки, которые мы через него делали: "Мир через микроскоп ", "Наблюдаем в микроскоп ", "Улитки"). Хотя и увеличение у него совсем маленькое, и в пользовании он не самый удобный. Но он у нас очень востребован. И мы даже мечтаем о покупке современного хорошего микроскопа. А пока наши мечты ждут своего часа, Антон сделал нам домашний микроскоп буквально из подручных материалов - для него нужно всего лишь две вещи: мобильный телефон с фотокамерой и лазерная указка.

Сразу скажу - действительно получается настоящий микроскоп! Правда, увеличение не намного больше, чем в нашем школьном. Но нам пока и так очень понравилось! Главное, тут можно сразу делать электронные фотографии того, что видишь!

Итак, для того, чтобы сделать микроскоп своими руками, нужно взять мобильный телефон с фотокамерой. Лучше всего, если у фотокамеры не будет автоматического фокуса или его можно будет выключить - тогда она хорошо ловит резкость. Например, мобильник мужа LENOVO фотографирует через линзу прекрасно, а мой LG вообще никак не может(((

Второе, что нужно взять, это линзу от лазерной указки. Знаете, продают такие среди детских игрушек, которые светят красным лучом. Или можно взять лазерный прицел от игрушечного автомата (мамы мальчиков знают, о чем я говорю). Нам из всего этого прибора понадобится только само стеклышко, через которое проходит луч. Оно совсем крохотное - обычно диаметром около 6-и мм.
После этого линзу нужно как-то зафиксировать так, чтобы "глазок" фотоаппарата мобильного телефона "смотрел" прямо сквозь нее. Можно хоть пинцетом держать. Но это неудобно. Поэтому Антон сделал своеобразную оправу из куска пластиковой упаковки-блистера. Проделал отверстие под диаметр линзы, при этом пластик приобрел необходимую толщину и упругость для крепления линзы. Очень важно линзу не поцарапать. Она тоже пластиковая и очень нежная. Лучше взять мягкий платок и все операции делать им или на нем.
Линза имеет две стороны - ровную и выпуклую. Нужно вставить ее в оправу так, чтобы выпуклая сторона была наружу, а ровная - к линзе фотоаппарата телефона.

Все! Микроскоп готов! Смотрите теперь на экран телефона - и вы увидите сильно увеличенное изображение! И фотографии делать очень просто - нажимаешь кнопочку, и - щелк! - огромные нити и или лист комнатного цветка у вас в электронном виде!

Вот посмотрите, что у нас получилось:

Обивка дивана под микроскопом

Давно известно, что простенькие безделушки, собственноручно сделанные родителем для своего ребятенка, ценятся им куда выше, нежели хитроумные покупные подарки. При этом авторитет старшего в глазах малолетки заметно возрастает. Одну из подобных рукотворных «мелочей» и предлагаем здесь вниманию читателя. Речь пойдет о несложном оптическом приборе из «породы» микроскопов. Способность увеличивать последнего намного превышает возможности самой сильной лупы, микроскоп позволит ребенку увидеть массу интересного, рассматривая, например, насекомых и растения, а взрослому поможет при необходимости оценить качество заточки режущего инструмента.

Самодельный микроскоп из оптики от старого фотоаппарата

В самодельном микроскопе использованы два готовых оптических узла - штатные объективы: от малоформатного фотоаппарата (типа «ФЭДа», «Зенита») и до съемочной восьмимиллиметровой кинокамеры. Добыть кинооптику вполне реально, поскольку тысячи любительских киноаппаратов осели мертвым грузом после массового распространения электронной видеотехники.

Итак, как же из фотоаппарата сделать микроскоп?

Для нашего микроскопа был взят объектив «Зоннар» (от немецкой камеры) с фокусным расстоянием 10 мм, на который возложили роль окуляра микроскопа. В качестве объектива самоделки подошел объектив «Индустар-50» от старого «ФЭДа». Еще понадобилось удлинительное кольцо №4 с присоединительной резьбой М39х1 (самое длинное), применяемое при макросъемке. Если использован объектив от «Зенита», потребуется кольцо №3 с резьбой М42х1. Фото- и кинообъективы объединяют в единое оптическое целое с помощью жесткого светонепроницаемого тубуса. Удлинительное кольцо послужит связующим звеном между объективом , тубусом и подставкой. Для сопряжения миниатюрного кинообъектива с задним концом тубуса подойдет верхняя коническая часть (вместе с горлышком) подходящей пластмассовой бутылочки от напитков или парфюмерных снадобий.

Наш оптический прибор в собранном виде показан на рисунке. Подставка изготовлена из тонкой доски либо многослойной фанеры толщиной 6...10 мм. Для кронштейна подойдет алюминиевая полоска шириной до 50 мм и толщиной 1...1,5 мм. Можно сделать кронштейн из пары пластинок из текстолита, связав их между собой и с подставкой уголками из алюминия. Желательно придать кронштейну форму, обеспечивающую оптическому узлу удобный для «работы» наклон. Тубус, склеенный из картона, на корпусе удлинительного кольца фиксируют на клею. Длина тубуса зависит от размеров и формы горловины от пластмассовой бутылочки (при этом отрезать горловину следует так, чтобы ее цилиндрическая часть оказалась длиной не менее 20 мм, что обеспечит при стыковке соосность оптических узлов). В горлышке горловины укрепим киносъемочный объектив, например, от простейшей съемочной камеры «Спорт» (любой модификации).

Фокусирование оптической системы на объекте наблюдения осуществляется с помощью дистанционного кольца фотообъектива. Тубус лучше изготовить составным (из отдельных секций, входящих с легким трением одна в другую), что расширит пределы фокусировки. Внутренние поверхности тубуса и горловины желательно покрыть черной матовой краской. Если оснастить прибор столиком для поддержки предметного стекла и зеркальцем, появится возможность рассматривать объекты в проходящем свете.

Попробую рассказать, как я сделал камеру для микроскопа из дешёвой веб-камеры Canyon CNR-WCAM820. Камера сделана на матрице 1/3", 2МР. Эту камеру я выбрал, прежде всего из-за её удобной для переделки на коленках конструкции. При этом камера остаётся не поврежденной, можно всё вернуть назад и использовать как обычную веб-камеру.

ПРЕДУПРЕЖДАЮ! Всё ниже изложенное вы можете повторить на свой страх и риск, и я не несу никакой ответственности за испорченные вами вещи. При этом вы лишаетесь гарантии на веб камеру!

Итак, начнём:

1. Разбираем камеру и выкручиваем всё ненужное (держатель и объектив)

2. Измеряем диаметр фланца объектива и из тонкого (1мм) алюминия вытачиваем кольцо такого же внешнего диаметра. Внутренний диаметр кольца равен диаметру оправы применяемой линзы редуктора фокуса. Я взял глазную линзу видоискателя старого фотоаппарата Зенит-Е. Эта линза плосковыпуклая одиночная. По стечению обстоятельств получилось, что она отлично подошла для моих апохроматов ЛОМО. Хроматизм увеличения компенсируется этой линзой довольно неплохо. Для ахроматов надо бы ахроматическую склейку, но и эта неплохо работает. Хотя хроматизм немного заметнее. Можно использовать первую (коллективную) линзу из окуляра 7х. Но тогда с конструкцией крепления придётся повозиться самому. :D

3. Из фольгированного текстолита 1.5мм (не обязательно фольгированного, может быть другой прочный материал) я вырезал второе кольцо. Его внешний диаметр должен быть таким, чтобы входил во внутрь макрокольца (у меня М39) и прижимался вторым таким макрокольцом. А внутреннее отверстие под оправу нашей линзы редуктора. Оба кольца надо покрасить чёрной матовой краской.

4. Теперь собираем "бутерброд". На оправу линзы надеваем алюминиевое кольцо и прижимаем гайкой от линзы видеоискателя. Поверх гайки приклеиваем текстолитовое кольцо. Лучше бы прикрутить такой же гайкой, но к сожалению в Зените она одна.

5. Ставим полученный редуктор на место объектива камеры, перед этим одеваем на камеру одно макро кольцо, и собираем корпус камеры. Выпуклая сторона линзы должна смотреть наружу.

6. Для крепления камеры к микроскопу (Биолам, МБР, МБИ) надо изготовить переходник из двух длинных макроколец. Я использовал всего 1 набор колец М42 и 2 набора М39. Этого вполне хватает как для крепления этой камеры, так и для крепления зеркалок. Итак берутся два длинных кольца и склеиваются сторонами с внутренней резьбой друг к другу. Для надёжности я клеил эпоксидной смолой, оборачивая тонкой синтетической тканью. Такой переходник выдержит многое. Переходник думаю можно сделать вклеив тонкое макро кольцо в переднюю часть выпотрашенного объектива Гелиос-44. В этом случае появится возможность плавного изменения длины тубуса для достижения правильного положения камеры относительно объектива.

7. Для установки камеры на микроскоп снимаем тубус, скручиваем с него конусное крепление и прикручиваем к нашему переходнику. К другому концу переходника прикручиваем одно тонкое макро кольцо, на него ставим нашу камеру и прижимаем кольцом, которое надето у нас на камеру. Скручиваем, но не затягиваем до конца. После подключения камеры к компьютеру и запуску программы (я использую замечательную и бесплатную программу Micam-1.4), получаем изображение на экране монитора. (Перед этим надо микроскоп настроить на резкость с окуляром и поместить какой ни будь объект в центр поля зрения). Тогда двигая камеру в стороны центрируем изображение. Затягиваем. Резкость должна быть примерно в том же положении как и с окуляром. Если положение фокусировки сильно отличается, надо подобрать общую высоту трубы из макро колец.