Technika: Fotografování na optickém mikroskopu

[Bob]

Tož na mikroskopu už nějakou dobu řádím a tak bych sem napsal co si myslím ohledně focení. Zkusím to trochu obecněji ... doplňte

Fotit lze asi několika variantami - zkusím je seřadit dle finanční náročnosti.

1. nejlevnější je přiložit fotoaparát k okuláru a cvaknout. Zkoušel jsem to a překvapivě to nebylo až tak špatné. Ale zabraná plocha je hodně malá. Více zkušeností nemám.

2. Jsou různé adaptéry, které se nasadí místo okuláru s namontovaným fotoaparátem.

3. Asi nejlepší a nejdražší variantou jsou trinokuláry, kde má fotoaparát svůj vlastní pozorovací otvor. Variantou k trinokuláru je odbočka - nástavec mezi hlavu binokuláru, který má možnost "přepnout" světlo buď pouze do okuláru pro pozorovatele a nebo ho rozdělit, tj. část pro pozorovatele a část pro fotoaparát. To je varianta kterou mám já.

No a teď co použít jako fotoaparát?

Asi nejlepší jsou CCD kamery s chlazením, ale jsou příšerně drahé a přínos mi nění jasný. Snad Mat60 doplní. Oproti klasickému fotoaparátu je lze samosebou snadno připojit k počítači a mít živý náhled a přímo tak vidět co se vlastně fotí.

Variantou levnější je klasický fotoaparát - zrcadlovka. To je to co používám já. Canon navíc dodává s fotoaparátem i software, který mi umožňuje propojit fotoaparát přímo s počítačem a fotky tak rovnou putují do počítače aniž by se ukládaly na paměťovou kartu. Živý náhled na PC nemám, ale když to nutně potřebuji, tak se zvednu ze židle a kouknu do hledáčku. Na hledáčku mám kus plastu, abych nepouštěl do fotoaparátu falešné světlo - kdo má zrcadlovku ví o čem píši. Když jsem se pro toto řešení rozhodoval, tak byl hlavním motivem fakt, že ušetřím za fotoaparát - tj. mazaně použiji ten co už mám.

Další levnou variantou je totéž ale s použitím kompaktu. Zkoušel jsem jen u prodejců a přišlo mi, že fotky ze zrcadlovky byly trochu lepší, ale třeba jsme něco dělali špatně.

No a pointa? Proč to píši? Chtěl bych případné fanatiky do focení na mikroskopu upozornit na věc, která mi nedošla a nebo jsem ji přeslechl. Při použití objektivu 40x či 100x je již u zrcadlovek připojených pevně k mikroskopu problém ten, že soustava je velmi velmi velmi citlivá k otřesům a rozvibruje jí i pouhý pohyb závěrky zrcadlovky (předsklopení zrcadla považuji za samozřejmost). To by kompakty s elektronickou závěrkou prostě neudělaly. V tomto shledávám obrovské mínus pro použití zrcadlovky.

Řešení mám dvě (vše se týká objektivu 100x):
1. Dlouhé expoziční časy kolem 1 vteřiny vše hravě odstraní až na jednu věc a tou je pohybová neostrost. (Minimální citlivost a stáhnout množství světla na zdroji) Při tomto zvětšení se mnohokrát stane, že se objekt nepatrně pohybuje v médiu - volba média je tedy další proměnnou. Dlouhý čas tedy vyprůměruje záchvěv způsobený pohybem závěrky, ale objekt se rozmaže pohybem.
2. Velmi krátké časy - ja musím jít na maximálně 1/250 s. To lze zajistit jedině maximální dávkou světla a výrazným zvýšením citlivosti - ISO 800 není výjimkou - často jsem i na 1600. Někdy stačí jen 400 či 640 - to když je praparát průsvitnější a projde tedy do fotoaparátu více světla (takže taky způsob jak to ovlivnit). Vysoká citlivost a velmi krátké časy pak řeší vše, jak chvění pohybem závěrky tak i pohyb objektů v preparátu. Ale zaplatí se za to samosebou šumem. A ten je při ISO nad 640 již značný i na nejlepších strojích.

Další věcí, kterou je potřeba vzít do úvahy je zabraná plocha na fotce. V mém případě mám na chipu prakticky celou oblast toho co vidím v okuláru což je velmi příjemné a považuji to za devizu své sestavy.

[Lupo]

[mat60]

Jo jo, chlazení kamery výrazně snižuje šum. Když se fotí opravdu dlouhými časy, jako např. při fluorescenci (klidně 30 - 60 s.), tak toho šumu je v obrázcích z kamery bez chlazení opravdu hodně a to i při ISO 100. Šum je ale problém i při focení CCD kamerou na stereomikroskopu při silnějším zaclonění.

Jako hlavní výhodu CCD kamer vidím v tom, že člověk stále vidí co fotí, jak to má osvětlené a jak zaostřené. Všechno se to dělá podle živého obrázku na monitoru. Zvláště dobré to je při focení ze streomikroskopu.

Já problémy s chvěním soustavy z důvodu uzávěrky nemám, těžko můžu proto jednoznačně radit. Přesto si myslím, že snížení tuhosti soustavy by mohlo alespoň trochu pomoci. Ani já nemám kameru namonotovánu napevno, ale skoro jenom položenou. Místo otáčení preparátu totiž otáčím kamerou . Můžu si to dovolit, neb ostřím výhradně podle obr. na monitoru.

Obě možnosti omezení chvění soustavy mi přijsou dost brutální a zcela nevýhodné. Já bych zcela určitě experimentoval s tlumením vibrací s cílem se dostat na rozumné expoziční časy a ISO.

To, že je obrázek na chipu stejný jako v okulárech není vždy výhoda. Já to střídám zařazením nebo odstraněním 0.5x projektoru. Bez projektoru mám další 2x zvětšení. Je to spíše optické než digitální zvětšení a občas se hodí.

[Bob]

... a máme tu další postřehy ...

1. Mate, to další optické zvětšení pomocí toho projektoru ... CCD kamery (na které má bohatý smrtelník) obvykle nemají 8 MPix jako zrcadlovky, takže se to možná tak nějak vyplichtí. Smysl toho projektoru či jakékoli čočky vidím v tom, že může korigovat případné optické vady - pokud je k tomu navržena.

2. Další "nevýhoda" zrcadlovky spočívá v tom, že se naše oči trochu přizpůsobují, a tak "nelze" na mikroskopu nastavit přesně tu rovinu ostrosti kterou chceme fotit, resp. foťák často vidí něco jiného než vy, protože oči si to doostří, ale zrcadlovka nikoli. Výhoda kompatku je pak v tom, že se dá použít automatické ostření (někdy však může zaostřit zcela jinam). Výhoda CCD je pak v živém náhledu, tj. ostřím nikoli na okuláru, ale na chipu. Řešení pro zrcadlovky spočívá v tom, že se mikroskop ostří přes okulár zrcadlovky. Jenže to má háček - obrázek je velmi malý a zaostřit je fakt problém - takže to chce zvětšovací hledáček = další prachy.

3. Přidám potenciální nevýhoda komaptů leží v tom, že kvalitní (drahé) je už nikdo nechce, protože zrcadlovky už jsou levné. No a levné kompakty zase nejsou tak dobré, aby se jimi dalo na mikroskopu dělat pěkné obrázky. Takže se zdá, že kompaktům vhodných pro mikroskopii odzvání. Takže až doslouží, tak bude člověk muset asi focení řešit znovu = nový nástavec = další prachy.

[mat60]

Nevím, možná se teď úplně nechápeme . Projektor zařazený před CCD kameru obraz zmenšuje . To proto, aby obraz z kamery odpovídal tomu co je vidět v okulárech. On má chip u kamer obyčejně jenom 2/3 palce a zabírá jenom cca 50% z plochy obrazu. Z toho plyne ono dadatečné zvětšení -> bez projektoru optický výřez - 2x zvětšený.

Jenom v případě, že se kamera nebo foťák připojuje přes okulár, pak je potřeba obraz zvětšovat a taky korigovat vady okuláru. Dělá se to pomocí korekčních předsádek, které se musí speciálně vyrobit.

Spec. CCD kamery pro mikroskopy dneska mají i podstatně víc než 8 Mpix. Momentálně máme 12.5 Mpix kameru, chlazenou Peltierovým článkem. Stála ale o hodně víc než hodně . Je to ProgRes CF, Jenoptik, Germany (http://www.progres-camera.com/). Kamera to je docela zajímavé konstrukce - chip má jenom 1.4 Mpix, při snímání se ale posunuje a prokresluje tak obraz. Posun je odměřován laserovým paprskem.

Ad2: Ono to není tak úplně v očích. Problematické je sladit zaostření obrazu v okuláru se zaostřením obrazu na chipu. Ono hrají roli mikrony v pozici chipu v rovině zaostření obrazu. Jinak je úplně jasné, že zaostřování přes živý obraz na monitoru (snímaný přes CCD kameru) nemá chybu a není nic lepšího. Navíc soft kamery, resp. soft analýzy obrazu má indikátor zaostření, pomocí kterého jde lehce zaostřit s mikronovou přesností.

Ad3. Až doslouží, tak bude dobré se zamyslet, jestli je opravdu zrcadlovku nebo nějakou ne úplně špičkovou CCD kameru.

[Bob]

to jsem ulít

[Bob]

Zdá se, že na mou bolest již existuje lék ... za necelých 30 tisíc se dá koupit nový Canon EOS 50D, který slibuje minimální šum i při ISO 3200 což je dokonce více než potřebuji k tomu abych na mikroskopu dosáhl expozičních časů pod 1/250 s, tj. abych "zmrazil" veškerý pohyb. Slávááá ...