Как сделать микроскоп из web-камеры? Лучше, если ответ будет с фото. Понятнее.

Как сделать микроскоп из web-камеры? 

Лучше, если ответ будет с фото. Понятнее.

Вы, Андрей, правильно сомневаетесь. Мне, оптику-профессионалу, прекрасно заметно некоторое, либо лукавство, либо некоторое недопонимание демонстратором теории вопроса. Простое переворачивание объектива, и установка его вплотную к вебкамере, не даст большого увеличения. А в некоторых вебкамерах вообще не получим ни какого увеличения, а получим размытую картинку. Само по себе переворачивание необходимо лишь для того, чтобы свести к минимуму аберрации получаемой оптической системы, и, как следствие, повысить качество изображения. А для получения «больших» увеличений необходимо объектив отодвинуть от матрицы на некоторое расстояние. Уже в приведенной готовой конструкции микроскопа хорошо виден тубус (трубка) между объективом и корпусом вебкамеры, который, как раз, и выполняет эту задачу. Что касается увеличения, то в данном случае оно определяется совсем не так как в визуальных микроскопах. И в числовом выражении оно будет не таким впечатляющим. Оптическая система, используемая в «вебмикроскопе» аналогична проекционным оптическим системам, применяемым в различных проекционных устройствах: в кино, эпи и диапроекторах, фотоувеличителях. Увеличение в таких системах не угловое, как в визуальном микроскопе, а линейное и равно отношению размера ИЗОБРАЖЕНИЯ наблюдаемого предмета к размеру самого предмета. Величина ТРЕБУЕМОГО увеличения в данном случае будет зависеть от нескольких параметров: от максимального разрешения экрана монитора; от того, какого минимального размера мы хотим иметь на экране монитора изображение минимального рассматриваемого предмета; от размера этого предмета и от размера светочувствительной ячейки (пикселя) матрицы вебкамеры. Давайте для ясности этого вопроса рассмотрим конкретный пример: Допустим монитор имеет разрешение 1680х1050. Предположим, что размер самого маленького предмета, который мы хотим рассмотреть, равен 0,05 мм. К примеру, для детального рассмотрения этого предмета на экране монитора нас вполне устроит размер изображения этого предмета на экране монитора, равный 200 пикселям. Т.е. приблизительно, 1/5 вертикального размера экрана монитора. Если размер пикселя матрицы вебкамеры равен 0,01 мм, то полоска из 200 пикселей на матрицы вебкамеры будет иметь длину 0,01 х 200 = 2 мм. Таким образом, размер изображения наблюдаемого предмета, построенного объективом в плоскости матрицы, должен иметь величину 2 мм. И увеличение проекционной системы вебмикроскопа должно быть равно 2мм /0,05 мм = 40х (сорок крат). Что бы получить такое увеличение объектив должен быть установлен таким образом, что бы расстояние от объектива до матрицы вебкамеры было бы в 40 раз больше расстояния от объектива до наблюдаемого предмета. Решив систему уравнений: 1/a + 1/b = 1/f и b/a = 40, зная фокусное расстояние (f) объектива, можно найти расстояние (b) от объектива до матрицы, и расстояние (a) от объектива до предмета. Найденные расстояния точно выставить будет невозможно, поскольку они отмеряются от, так называемых, главных плоскостей. А главные плоскости находятся внутри объектива и их положение неспециалист определить не сможет. Поэтому лучше выставить расстояние "b" от матрицы до поверхности линзы. Это приведет к тому, что реальное увеличение проекционной системы будет несколько больше 40х. Но погрешность в этом случае будет минимальной.

Если теперь говорить об увеличении в 1000х, то, конечно можно, с некоторой натяжкой принять, что увеличивает и монитор. Так, например, размер пикселя на моем мониторе равен 0,28 мм. Если учесть, что в рассмотренном примере размер пикселя матрицы вебкамеры равен 0,01 мм, то можно принять, что «увеличение» монитора, вроде бы, равно 0,28/0,01 = 28 крат. И увеличение системы вебмикроскоп + монитор, вроде бы, = 40 х 28 = 1120 крат. Почему вроде бы? Поскольку изображение на мониторе рассматриваем глазом, то тут уместно говорить уже об угловом увеличении, которое напрямую зависит от расстояния, с которого рассматривается наблюдаемый предмет. В оптике принято угловые увеличения приводить к расстоянию наилучшего видения, равного 250 мм. Таким образом, вычисленное увеличение в 1120х будет таковым, если я буду рассматривать изображение предмета на своем мониторе с расстояния в 250 мм. Но в связи с тем, что размер экрана моего монитора большой, ближе, чем с полуметра изображения на мониторе я не рассматриваю. Значит, с расстояния в 0,5 метра угловое увеличение будет 1120/2 = 560х. Если же размер пикселя экрана монитора равен 0,14 мм, то увеличение монитора равно 0,14/0,01 = 14х. И угловое увеличение системы вебмикроскоп + монитор = 40 х 14 = 560х. А если изображение на этом мониторе рассматривать с расстояния в 0,5 метр, то увеличение составит «всего» 280х. Так что как видите, увеличение вебмикроскопа определяется, в первую очередь, увеличением объектива этого микроскопа, которое при некотором положении объектива, остается неизменным. 



Действительно все очень и очень просто - перевернуть объектив и прикрепить его к камере. А что касается фото, то по моему видео, в котором даются советы как лучше сконструировать штатив и показываются возможности такого микроскопа, - гораздо нагляднее.



Очень легко - выкрутить объектив, перевернуть и приклеить! ВСЕ! ))) я так коврик для мыши рассматривал...