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奥林巴斯显微镜胶片相机的诞生

2014-06-30  发布者:admin 

 捕获的图像在显微镜下观察到的乳液胶卷或电荷耦合器件(CCD)的像素阵列允许科学家产生“硬拷贝”研究和出版记录。 在显微摄影,普通相机镜头不习惯因为显微镜光学系统,从光源到摄影目镜,构成了成像透镜装配和照明系统。

相机的身体本身功能保护电影在不透光的隔间和正确定位的电影在焦平面接触,然后推进胶卷一帧在每一个新的显微照片记录。 显微设备范围从相对简单的傻瓜相机与一个完整的镜头,到复杂light-metering相机系统能够准确地测量曝光和自动补偿等工件的倒易律失效和密集的过滤。

现代显微镜与整体相机系统有一个显着的优势能力控制的显微镜工作者通过显微镜光路。 呈现在图1中是一个复杂的先进的自动曝光显微摄影系统,典型的当代研究发现在高端的显微镜。 显微镜设计如图1所示滑动镜像系统,图像由物镜的直接投射到胶片平面而不是传递通过一系列的镜头。 这减少了镜片的数量和反射表面的光学路径和结果最快的快门速度,减少振动和舞台漂移的影响。 此外,互惠和曝光错误是由先进的接触减少甚至消除测量系统内置互惠补偿。

回顾显微镜的光学系统如图1所示,首先集中在光标本之前被物镜和导演之间的分光镜位于身体鼻甲和双筒望远镜目镜住房。 一组调整滑块允许显微镜工作者选择通过显微镜光路方向,图中所示为一系列的绿色线条。 为正常的观察 ,双目观察显微镜工作者可以选择模式(注意到白色的数字 (3) 途径),使用显微镜的基本光学系统没有光损失。 当 光测量 模式选择、光测量区域仅指向一个光电倍增管(光通路;(1)),使明亮图像观察non-measured区域。 技术人员可以直接确认测量面积和观察的图像拍照更准确的成分。 在 摄影模式 (光通路;(2)) 反射镜 (光通路;(5))幻灯片抑郁曝光按钮时,允许100%的光线到达胶片感光乳剂。 这减少了杂散光的影响,使最快的快门速度,充分利用物镜孔径至少光噪声水平。 当显微镜结合CCD数码相机或摄像机( 电视/光度计 模式;(4)),100%的光指向包含C-mount适配器的一个端口,允许视频捕捉没有光损失图像分析、定量分析和显微摄影的黑色或荧光标本。

所有主要的显微镜制造商提供高端显微镜等综合相机系统如图1所示。 奥林巴斯市场保留AX系列自动研究photomicroscopes虽然尼康提供了Eclipse 1000系列显微镜,这两个上面描述的所有功能。 徕卡和蔡司生产DAS Mikroskop Axiophot,分别。 所有这四个显微镜可以控制一个伴随计算机通过串口连接显微镜的身体。 这些公司生产的高级研究显微镜代表有史以来最复杂的光学显微镜销售科学界。 许多专业的特性表现出这种类型的显微镜下面将讨论更彻底。

不是所有的显微镜工作者都能买得起的豪华自动显微镜摄影系统和大多数被迫接受一个简单的配置。 如果使用的显微镜没有配备了显微摄影系统,它可以很容易适应几乎任何摄像显微镜学家可用。 最简单的配置是一个紧凑的相机有一个积分透镜系统,如如图2所示。 本系统围绕着一个傻瓜相机(甚至是盒子里的一个镜头,通常在药店和超市),耦合的显微镜目镜显微摄影。 这个类包含一个定焦的低端相机积分有一个快门速度和固定光圈镜头。 此外,许多现代紧凑型相机快门机构由外部测光表,没有手动覆盖,阻碍他们的使用光学显微镜。 更昂贵的相机有几个快门速度,可以改变光线接触与一个内置的计量装置,和两个或两个以上的光圈设置。

稀缺的适配器可用于耦合fixed-lens相机显微镜目镜,并在大多数情况下,一些即兴创作是必要的成功调整显微镜的镜头。 相机应该设置为无限集中在这种类型的大多数相机(默认)和定位,积分的正面镜头落在目镜的出射点(一个图像集中在负无穷大),与显微镜光学轴同心,使图像集中在电影飞机。 调整相机的显微镜目镜是这个配置的最困难的方面。 因为有一个大范围的相机设计可用,这是几乎不可能获得一个售后市场联结装置连接显微镜的镜头。 相反,技术人员可以使用环架,相机三脚架,copystand或其他支架安全摄像头的位置。 杂散光进入显微镜的结/摄像系统应该最小化通过使用一个不透光的耦合(或尽可能多的如此)。

最近,奥林巴斯和尼康适配器设计引入附加积分镜头数码相机(CookPix(尼康)和C2020 / C3030(奥林巴斯))三目的摄像管的显微镜。 也应该可以使用这些适配器(可能有一些小的修改程度)连接integral-lens 35毫米胶片相机显微镜。 插入一个目镜内的摄像管三目的头和适配器安装到管。 小翼形螺钉固定支架内的镜头与镜头前在目镜的出射点休息。 出射点的确切位置可以由持有一张白色或磨砂的纸上方的目镜显微镜开启和专注。 明亮的光线将预计目镜在纸的表面,可上下移动,使圈更大或更小。 光圆的位置是最小的出射点,而这就是相机的镜头前表面应该驻留。

如果傻瓜相机可调光圈设置,设置最大的孔径值可以减少图像的光晕。 相机的光圈设置不控制图像强度或曝光时间,只会减少照明视场的边缘。 以最低的光圈设置,隔膜将严重限制了图像字段长度,因此只有一个小圆形图像记录在这部电影的中心。 即使在最大光圈设置,光晕在某种程度上是不可避免的,会发生。 调整最大的问题点和显微镜拍摄相机是非常快的快门速度(1/25到1/50秒)利用这些受欢迎的相机。 除非投射到目镜的光量足够大,图像将黑暗。 总组可用显微镜照明强度最高的位置在使用这种类型的相机。

最伟大的缺点使用积分与显微镜镜头相机是小尺寸记录在电影领域,通常只占大约一半的可用区域。 通常的外围区域显微照片的焦点是由于镜头畸变的显微镜和镜头系统。 如果可能的话,使用最广泛的角度镜头可用,比如一个80毫米,而不是28岁,35岁或者50毫米镜头。 使用最高放大目镜也可以帮助减少这种效果,但通常不能被消除。 反射(严重影响标本的对比)从多个镜头元素出现在相机也可以在显微照片用这些摄像机产生亮点。 简单的镜头系统,显微照片的质量越好。

显微镜工作者来说拥有一个35毫米单镜头反射(SLR)相机,相机适应显微镜更直接。 35毫米电影格式是最受欢迎的,和广泛的配件和售后市场产品存在这些相机系统。 显微镜相机适应所需的设备由一个空心圆柱扩展或光电管(标记为管适配器在图3),低端的系的直管三目的显微镜观察头部,或修改中间部分取代了观察头(图3)。在光电管的上部是一个T-mount适配器,这是螺纹管,有卡口座,收到一个单反相机的镜头被移除。 整个大会被称为L适配器和由许多经销商销售。 T-mount适配器适合最受欢迎的相机的身体也可以。

许多单反相机有一个内置的硅蓝色类型曝光表自动测量和控制内置照相机快门的开启和关闭。 这些设备的工作如果曝光不超过几秒钟或小于1/3秒。 他们可能遭受模糊的图片,因为“反弹”,内置的焦平面快门和/或提高内置自动返回镜子前打开快门。 单反相机,镜头背后的镜子反映了图像磨砂玻璃屏幕上,定位在同一距离飞机的镜头的电影。 投射到屏幕上的图像是倒的五棱镜产生一个竖立,外侧正确的图像,可以集中通过查看放大的屏幕。 相机快门被激活时,镜子波动的光路和快门打开允许光把胶片乳剂。 指定的曝光时间后,快门关闭和镜子波动回位置允许摄影师组成下一帧。 接触通常是由一个完整的测量系统,测量光through-the-lens(TTL)直接在磨砂玻璃屏幕上。 另一种计量方法,称为off-the-film(传递),包括录音曝光值基于反射的光线从膜表面在接触。 小心当适应现代显微镜自动对焦相机使用T-mount适配器,因为一些相机前需要在一个自动对焦镜头计量和曝光系统将激活。 这些摄像机认为显微镜适配器是一个手动对焦镜头和相机行事。

更容易集中,观察屏的单反相机应该用磨砂玻璃或同等屏幕有十字准线和明确中央圆形区域。 现代激光聚焦屏幕提供一个更好的表面比旧的磨砂玻璃材料,并允许更好的可视化标本细节,尤其是在较低的放大。 尼康的类型米 屏幕有一个清晰的菲涅耳透镜聚焦线和提供了一个极好的表面寻找重点,和类型 哑光屏,有哑光表面中心区域清晰和十字准线。 一个可连接的直角放大镜也是一个有价值的配件。 设置摄像头,一个插入摄影目镜直管的三目的头,L适配器收紧,和相机的身体含有电影是附加到L适配器的上端。 显微镜图像可见相机上的快门按钮,屏幕最好是快门线,可以按下捕捉显微照片。

单反相机通常有focal-plane快门或叶片式快门机制,两者都是可靠的,但是叶快门是对称的轻量级的移动部件和产生更少的振动在快门激活。 这种类型的快门优先在focal-plane类型时,应该考虑购买一个35毫米单反相机诞生。 单反相机的内部镜是一种重要的振动波动时在接触方式的序列。 一些更高级的相机有一个镜子预发布系统,波动镜子快门机制被激活之前,减少或消除振动显微照片中的错误。

图像由显微镜目镜是一个虚拟映像形成在无穷远处,而不能被捕获在屏幕上,CCD,胶片感光乳剂或表面。 新兴目镜的平行光线通过镜头眼睛视网膜上的传播和解释了大脑。 形成一个真正的形象,可以投射到胶片平面,客观和样品之间的距离往往是改变。 专注于摄像机电影飞机可以使用显微镜架调整向上或向下移动标本在舞台上。 在某些情况下,目镜位置应该改变地方形象形成的物镜超出了目镜的焦点。 这将避免球形和场曲率畸变引起的改变物镜焦点位置显微镜后视觉重点。 形成一个投影的方法包括使用特别设计的摄影目镜(投影透镜)设计的投影距离短(约125毫米)之间的目镜出射光瞳,相机胶片平面。 这个投影距离将使用标准的目镜通常所需的视觉条件,具有无限的投影距离。 投影镜头用于显微摄影通常有有用的2.5倍到3.3倍放大的因素,尽管高的放大(最多7 x)可用于特殊情况。

使用单反相机的一个主要问题在高放大过程中遇到的困难是聚焦在磨砂玻璃屏幕上的图像定位在相机的取景器中。 在放大高于100 x,关键的焦点细节变得几乎不可能,因为屏幕表面太粗糙。 最好的解决方案是使用一个特殊设计的玻璃或塑料屏幕有一个明确的区域中心的十字准线聚焦,正如上面所讨论的。 这些都是可以从相机制造商和经销商售后市场产品。

下一步是一个手动显微照相机(通用名称对于这样一个相机是“目镜相机”或附件相机),如图4所示。 这个摄像系统接受一个手动35毫米电影或一个适配器标准中画幅(3¼¼×4)宝丽来胶片或大型格式(4“×5”)宝丽来或电影。 这些相机系统使用叶式快门的优势(安装在无振动橡胶安装和设置手动),但他们通常没有内置测光表。 风险必须由运行试验和错误测试或使用一个可选的可连接的计量装置。 相机也有一个可连接的聚焦望远镜内置十字准线,安装桌面平行,从而使图像的聚焦更方便。 显微镜可以查看图片,专注,查看标本和显微照片组成,通过聚焦望远镜(不需要双筒望远镜的目镜)。 大多数望远镜有内置reticles包含一个矩形网格和十字准线调整望远镜和相机之间的parfocality电影飞机。 标本的一部分,将成像在电影出现的范围内网格,这是有用的在创作显微照片。

这种类型的照相机系统需要摄影目镜,其被定位在显微镜头的正上方的中间管(如果有)和摄像管的曝光体的下方。该摄影目镜倍率决定投影的图像的尺寸到胶片平面,并应与胶片画幅的对角线尺寸兼容,以避免显微照片的渐晕。 2.5倍至3.3倍的放大倍率摄影目镜因素是这台相机系统是有用的。视点之间的距离100和150毫米,这是显著小于250毫米(人眼的正常近聚焦距离),因此有必要使用一个校正透镜,以补偿显微镜管长度,并允许之间的齐焦化之间的范围观看望远镜和胶片平面。

聚焦取景器(望远镜)是实现大幅和脆显微照片的关键。 盯上了看望远镜应放置在焦点前标本的标本被认为,微小细节结构不混淆正确的取景器的焦点。 删除任何标本的显微镜阶段和调整照明的空白字段可见观察望远镜没有标本。 接下来,透过观察望远镜和旋转外壳,直到十字线成为关注焦点。 放一个样品在舞台上,并将其纳入重点使用显微镜聚焦架而通过观察望远镜观察。 分划板和后标本同时专注,目镜相机准备显微摄影。

小心当框架和聚焦标本使用低功率(1 x,2 x,和4 x)物镜,很难使用由于很浅的景深镜头的电影或图像平面。 物镜在这个放大范围聚焦深度范围从0.03到1.4微米,而不是更高的权力20倍和40倍的物镜,专注的深度4.75和12.0微米,分别。 小误差低功率物镜往往会导致显微照片的焦点问题、不经常发生在更高的能量物镜焦点深度的大得多。 焦点错误可以克服使用低功率(4倍)辅助聚焦仪(独立的望远镜)协助找到焦点。 这些都是可以通过所有的显微镜配件制造商。 使用焦点仪,首先关注一个遥远的对象(例如,窗外一个对象),然后将集中在取景器望远镜和扭滚花目镜山直到十字线准线带入锋利的焦点。 接下来,调整显微镜粗和细聚焦旋钮直到标本出现在专注和集中十字线叠加。 检查的标本使用视差的方法,移动头部左和右的取景器,确保试样的相对位置和克罗斯仍是固定的,不会出现移动相对于另一个。

许多商业目镜相机系统有可互换的电影支持允许使用更大的格式(4“×5”)宝丽来和片电影。 大型格式电影规避空放大问题,有时候是会发生的较小的35毫米胶片格式在扩大。 一些相机系统配备有分光镜将电影之间的光平面和观察望远镜。 当光学通路中的定位,分光镜将一小部分光(通常是获得百分比)取景器,公开可用的光量减少电影乳液。 如果相机配备了一个可移动的分光镜,那么它应该被排除在光路(手动或自动配合快门操作)之前曝光胶片上。

视觉光学显微镜的放大倍数是由产品决定的放大物镜,目镜,任何中间镜头光学系统。 以类似方式,摄影放大显示通过电影记录显微镜放大倍数的显微镜是一个产品(物镜加上投影透镜)和相机的放大倍数。 当使用一个固定镜头或单反相机用显微镜,实际放大记录在电影可以很容易地通过一个阶段的千分尺测量。 放置在镜台测微计,集中在一个区域包含统治平行线已知的分离距离,和捕获的显微照片相机。 处理这部电影后,测量连续两线之间的距离,这个距离比较已知大小的分歧。 例如,如果测微计行间距为10微米(一种常用尺寸)和显微照片上的测量线之间的距离是2.25毫米,然后(2.25除以0.01)放大225倍的照片。

大多数大格式相机中使用显微镜(3¼4“×4¼”和“×5”)有一个放大倍数范围之间的0.75倍和1.25倍,这个数字通常是刻在相机回来。 一些较新的大画幅胶片相机支持更高的放大,在附近的3倍或4倍,当使用现代低放大投影镜头。 大多数的35毫米相机显微摄影有一个放大倍数范围之间的0.25倍和0.5倍,小得多比相机更大的格式。 增加显微镜的放大因子的光学组件和摄像系统将提供电影最后的放大。 例如,一个40倍物镜使用2.5倍聚光透镜和一个相机2倍的放大倍数将产生放大200倍的实际电影本身。

下一个层次结构的复杂性是一个入门级研究自动摄像系统,提供的所有主要的显微镜制造商奥林巴斯的PM-10SP(图5)是一个很好的例子。 这架照相机有一个消振电子快门和接受35毫米相机支持和大型格式适配器。 暴露身体是配备了自动聚焦望远镜和一个内置的硅蓝色曝光表,阅读中央30%的视野和自动控制快门的开启和关闭。 一计,测量光强度超过百分之一的视野(核心部分)也提供协助接触领域的决心,明亮的标本在一个黑暗的背景或签证。 独立控制单元紧凑和工作很好对于大多数显微镜模式,除了荧光。 显示实际的接触液晶(LCD)屏幕上指示的近似时间曝光。 的35毫米相机支持允许自动卷绕后的电影每个接触。 需要摄影目镜项目图像在显微镜上形成薄膜。

几乎所有的现代自动相机系统配备有取景器安置在暴露身体,它允许技术人员查看和焦点的航拍图像记录图像在电影前标本。 一个有用的选项,可以作为一个附件在大多数显微镜,是一个辅助双目 重点查找器 目镜分划板,可以用来专注和组成显微照片。 双筒望远镜目镜的分划板操作以同样的方式作为一个接触身体目镜十字线。 目镜的聚焦目镜用于实现锐聚焦的一组十字丝分划板的中心位置,然后使用显微镜标本集中粗和细聚焦旋钮。 十字线标记,描绘的对角线尺寸图像投射到电影帧单独标记每个投影镜头可用的系统。 此外,另一组标记指定图像区域投射到胶片平面的各种电影格式兼容相机回来。 如果配备一个双目显微镜目镜分划板和取景器十字线,那么重要的是要确保目镜都齐焦的。 双目目镜分划板的方向是很重要的,因为这些目镜的视场角度从是独立的一个投射到相机取景器,这实际上代表的确切面积在胶片上所拍摄到的图像。 如果相机系统稍有扭曲到左边或者右边的中心,那么这两个视野不会是相同的。 在这种情况下,显微照片由使用双筒望远镜目镜不代表真正的边界的形象出现在电影。 轴向方向的双筒望远镜目镜的目镜管也很重要。 大多数目镜也配备了分划板固定螺丝钉确保目镜的方向(十字线)管槽内。 如果螺钉没有正确定位槽,然后目镜不会正确地坐在(不再共轭图像平面)和将有一个倾斜的轴向定位。

更复杂的自动相机系统可用于高端研究显微镜。 奥林巴斯市场两个摄像机模型,PM-20 PM-30,提供更多的功能比简单PM-10SC和能够使用奥林巴斯和其他使显微镜(图6)。暴露身体35毫米胶片的背山,都是全自动自动装载,autowind和autorewind功能。 数据记录背也可以将印记信息,如日期、时间、温度、运营商名字,和其他摄影数据直接到胶片感光乳剂。 相机系统接受一个大电影格式适配器3¼”×4¼“宝丽来胶片包或4“×5”切片电影或者宝丽来胶片,包括大型的数据格式(3¼¼”×4”电影包)印迹。 暴露的身体有一个山聚焦望远镜内置瞄准器和物镜,与电影飞机,齐焦的精确聚焦。

两个单位的控制面板有一个液晶显示器,允许用户控制条目电影等物品大小、ISO感光度的胶片,曝光调整不同寻常的照明条件,互惠设置,自动ISO设置DX编码的电影,双重曝光功能,曝光锁定,括弧曝光设置,色温配件,为荧光点了框架,和其他几个变量。 PM-20有一个内置的硅光电二极管系统的仪表读取中央30%的视野或使用现场仪表杆,中央视野的1%。 自动曝光计读取“活”的形象不断,直到快门关闭。 PM-20有设置的荧光显微法算法自动曝光时间降低80%,防止过度曝光。

PM-30有计量系统组成的一个数组400个CCD(电荷耦合器件)的元素。 这个设备读取光在中央30%的视野、可以设置为点读1%或0.1%的视野。 CCD器件非常敏感,即使在低光条件下,荧光显微照相的,因而非常有用。 PM-20和PM-30可以设置 外语 或 SuperFl 荧光显微摄影模式。 PM-30读取计量系统的曝光时间直到暴露的紧迫的按钮。 接触按钮是沮丧时,棱镜将光线聚焦望远镜波动的光路允许100%的光的直管三目的达到电影飞机。 这个特性增加到达胶片感光乳剂的光量,同时减少曝光时间并确保分散房间光线不进入望远镜聚焦投射到电影。 两款相机都有记忆功能,然而PM-30接受内存数据卡,还有一个RS232港口外部通信和控制计算机外围。 标准的2.5倍和3.3倍投影镜头用于图像与两个系统标本。

最后,大型ax - 70年和80年保留研究显微镜U-Photo摄像系统(图7),PM-30具有同样的功能,但是该系统也有一个内置的聚焦放大镜user-moveable,闪烁点计量装置,可以搬到米的任何部分标本在中央30%的视野,而不是精确的中心。 内置在U-Photo缩放摄影目镜,从2.5倍到5倍目镜放大在35毫米电影或7.5 x-15x大画幅胶片。