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Oltre il 5x



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Autore Messaggio
 Oggetto del messaggio: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 12:41 
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Iscritto il: 10/06/2011, 10:05
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Nome: andrea hallgass
Per non sentirmi proprio un parassita di EI e nella speranza che qualcuno possa trovarci qualcosa di utile descrivo succintamente il sistema che ho realizzato per andare oltre l’MP-E e le ragioni che mi anno indotto a preferire determinate soluzioni.

Il primo passo è la scelta dell’obbiettivo e, anche se esistono ottiche macro specializzate per il campo 5x-10x queste sono per lo più fuori produzione, molto costose e di non facile reperibilità sul mercato dell’usato, quindi, mi sono orientato su obbiettivi per microscopio.
Per questo particolare impiego tali obbiettivi possono essere suddivisi in due grandi categorie: quelli a correzione finita e quelli a correzione infinita.
- Gli obbiettivi a correzione finita sono progettati per focalizzare l’immagine con il minimo d’aberrazione ad una ben determinata distanza (“Lunghezza di tubo” solitamente incisa sul barilotto). Fissando questa distanza tra obbiettivo e sensore si ottiene l’ingrandimento nominale mentre, al variare di questa varia anche in modo direttamente proporzionale l’ingrandimento; ad esempio, un obbiettivo 10x con lunghezza di tubo 200 mm darebbe un 5x se la distanza tra obbiettivo e sensore fosse portata a 100 mm. Purtroppo allontanandosi dall’ingrandimento nominale aumentano anche le aberrazioni per cui in pratica non ci si può allontanare più del 20-25% da tale valore mentre, un vantaggio per questo tipo di obbiettivi è che possono esser utilizzati senza ulteriori complicazioni come se fossero un normale obbiettivo fotografico.
- Gli obbiettivi a correzione infinita sono progettati per focalizzare l’immagine all’infinito quindi non sono idonei ad un utilizzo diretto ma richiedono un gruppo ottico ausiliario che permetta di focalizzare l’immagine sul sensore. Solitamente sul barilotto di questi obbiettivi è inciso il simbolo d’infinito e la lunghezza focale dell’ottica ausiliaria (Lente di tubo) necessaria per ottenere l’ingrandimento nominale. Come nel caso precedente l’ingrandimento può esser variato modificando la distanza tra obbiettivo e sensore ma se nel contempo si cambia anche di concerto la lunghezza focale della lente di tubo si permette all’obbiettivo di lavorare ancora nella condizione di bassa aberrazione come da progetto; ad esempio si avranno 10x con un obbiettivo 10x F:200 se la distanza obbiettivo sensore è di 200 mm mentre, si avranno 5x con lente di tubo di 100 mm e distanza obbiettivo/sensore di 100 mm; in entrambe queste situazioni l’obbiettivo lavorerà nelle condizioni di progetto e quindi le aberrazioni al variare dell’ingrandimento saranno molto minori che non nel caso di obbiettivi a correzione finita.

Sulla base di quanto detto quindi, nel realizzare il mio sistema, ho dato la preferenza ad un obbiettivo a correzione infinita e precisamente il Mitutoyo M Plan Apo 10x/0.28 f:200 che ha anche il grande vantaggio di un’elevata distanza di lavoro (oltre 30 mm) cosa che semplifica enormemente le problematiche connesse all’illuminazione dei campioni; come lenti di tubo ho utilizzato tre doppietti acromatici della Thorlabs di focale 100 mm, 150 mm, 200 mm per coprire rispettivamente i 5x, 7.5x, 10x e ho completato la parte ottica con un diaframma ad iride (Thorlabs) interposto tra obbiettivo e la lente di tubo.

1 - Mitutoyo M Plan APO 10X / 0.28 inf / f:200
2 - Adattatote Mitutoyo/Tholabs SM1
3 - Diaframma iride Thorlabs SM1
4 - Tubo Thorlabs 1/2" SM1 + Thorlabs Doppietto acromatico 1" f:100, 150, 200
5 - Adattatore Thorabs SM1/Mitutoyo
6 - Adattatore Mitutoyo/M42
7 - Soffietto Asahi Pentax Auto M42

Ottica1_1000.jpg


Di non minore importanza è il sistema di trascinamento per l’acquisizione dello stack in quanto, la qualità dell’immagine finale è fortemente correlata alla sua efficienza; ad elevati ingrandimenti la profondità di campo si riduce a pochi micron e quindi la precisione dell’intervallo d’acquisizione deve necessariamente esser di quest’ordine di grandezza.
Nel realizzare il mio sistema ho optato per un trascinamento manuale principalmente sulla base delle seguenti considerazioni:
- garantisce a parità di prezzo una precisione molto maggiore che non quella dei sistemi automatici; attualmente controllo spostamenti di 2 micron sufficienti per oltre il 20x ma basta sostituire il micrometro attuale con uno differenziale per controllare spostamenti sub micrometrici necessari per ingrandimenti maggiori.
- Con un sistema manuale l’acquisizione di uno stack di 100-150 immagini necessarie per raggiungere una profondità di campo intorno ai 2mm a 10x richiede circa 10 minuti e, questo tempo, considerando i tempi necessari per la ricarica flash, per lo smorzamento delle vibrazioni, ecc, non può esser ridotto di molto anche utilizzando un sistema automatico. Il risparmio di pochi minuti diventa insignificante quando poi si considera che la postproduzione di queste immagini richiede mai meno di un’ora ma spesso molto di più.

1 - Piano a due assi Wolcraft 4060
2 - Linear Stage Newport M-423
3 - Micrometro Starrett HR-1 - 0.002 mm Divisione
4 - Posizionatore campione a 6 gradi di libertà

Traslazione1_1000.jpg



Ho realizzato il tutto utilizzando una base a due assi della Wolcraft che posso utilizzare sia per il macro posizionamento dei campioni sia per acquisire lo stack quando gli ingrandimenti sono inferiori al 5x; se ci si limita all’MP-E-65 non c’è bisogno di altro. Mentre per ingrandimenti maggiori dove serve una più alta precisione nel controllo degli step di scansione ho montato su questa base un Linear Stage di precisione Newport 423 che piloto con un micrometro Starrett HR-1 con divisioni di 2 micron; se non si prevede di utilizzare obbiettivi oltre il 10x vanno bene anche micrometri più economici con suddivisioni di 10micron.

1 - Piano a due assi Wolcraft 4060 per grandi spostamenti
2 - Linear Stage + micrometro per micro spostamenti
3 - Posizionatore campione a 6 gradi di libertà
4 - Illuminazione flash o continua a Led
5 - Ottica Mitutoyo 10x - Canon Macrophoto 20 mm/f:3.5
6 - Soffietto Asahi Pentax Auto

Insieme1_1000.jpg


Per l’illuminazione utilizzo una o due torce flash (Canon 270EX, Canon MT-24-EX) o in alternativa due o tre lampade led (Ikea JANSJÖ) che con il loro stelo flessibile sono di praticissimo impiego; il sistema di illuminazione è solidale con la piastra mobile in modo che la sorgente non cambi la sua posizione rispetto al campione durante le scansioni a basso ingrandimento.
Indipendentemente dalla sorgente diffondo la luce tramite una bottiglietta di Yogurt bianca che si adatta perfettamente all’obbiettivo, ma un cilindretto di carta bianca o simili vanno altrettanto bene.

Ad alti ingrandimenti ogni minima vibrazione degrada l’immagine in modo inaccettabile quindi:
con il flash opero con debole luce ambientale in modo che non contribuisca alla formazione dell’immagine, imposto un tempo di scatto di 2 secondi ed il flash sincronizzato sulla seconda tendina, questo fa sì che tutte le vibrazioni si siano annullate prima dello sparo del lampo; in luce continua, almeno per le Canon solo in modo Live View con scatto silenzioso attivato si riesce contenere le vibrazioni che altrimenti risultano inaccettabili anche se s’imposta il sollevamento preventivo dello specchio.

La seguente foto è un 5x che teoricamente dovrebbe essere nel campo di massima aberrazione del sistema.
Canon 5Dmk2 + Mitutoyo M Plan APO 10x/0.28 diaframmato a -2 EV + Lens Tube Acromatic visible Thorlabs f=100 mm
150 scatti a incremento di 0.03 mm + Zerene Stacker (PMax)

camponotus_1_1000.jpg



Link alta risoluzione: http://farm3.static.flickr.com/2527/578 ... 108d_o.jpg

:hi: :hi: :hi:
andrea


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 12:49 
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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 12:55 
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Nome: Cosmin-Ovidiu Manci
Ciao Andrea,

grazieeeeeeeeeeeeeeeeeee !!!!!
questo e incredibile :sh: :sh: :sh:

purtroppo credo che per me sarà impossibile usarlo (almenno per ora), io vivo in un vecchio edificio pieno di vibrazioni :cry: :cry: :cry:

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Cosmin-Ovidiu Manci
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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 13:11 
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Iscritto il: 10/06/2011, 10:05
Messaggi: 830
Località: Monterotondo (RM)
Nome: andrea hallgass
cosmln ha scritto:
Ciao Andrea,

grazieeeeeeeeeeeeeeeeeee !!!!!
questo e incredibile :sh: :sh: :sh:

purtroppo credo che per me sarà impossibile usarlo (almenno per ora), io vivo in un vecchio edificio pieno di vibrazioni :cry: :cry: :cry:


ciao Cosmin ... non disperare :D ... anch'io vivo in una casa piena di vibrazioni e potevo utilizzare l'illuminazione continua solo nelle ore centrali della notte :no1: :no1:
Ma da quando ho reso solidale campione e macchina fotografica e poggiato il tutto su una base di gomma le vibrazioni sono diventate più che accettabili .... al punto che non ho dovuto costruirmi un banco antivibrante :hp:
:hi: :hi: :hi:
andrea


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 14:07 
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Iscritto il: 10/05/2010, 22:31
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Località: Follonica (GR)
Nome: marco bastianini
Credo che non si offenderà nessuno se dico che questa è la foto più .........(l'aggettivo mettecelo voi) finora vista sul forum :sh: :sh: :sh: :sh: :sh: :sh:

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:to: Marco


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 16:41 
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Iscritto il: 08/07/2010, 10:53
Messaggi: 3163
Località: Matera
Nome: Domenico Cardinale
:shock: :shock: :shock: :shock: Mamma che mostro di bellezza!!!!!! E' un capolavoro!!!

Una foto da libro illustrato degli insetti!!!!

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Saluti :hi: Mimmo


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 19:43 
 

Iscritto il: 10/08/2010, 14:39
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Località: Milano
Nome: Carlo Monari
andreah ha scritto:
Per non sentirmi proprio un parassita di EI e nella speranza che qualcuno possa trovarci qualcosa di utile descrivo succintamente il sistema che ho realizzato per andare oltre l’MP-E ...

andrea


Almeno per me è stato utilissimo e di estremo interesse.
Avevo il sospetto che dietro alle tue foto ci fosse un lungo studio, una buona attrezzatura e tanta pazienza, perchè risultati sempre di alta qualità non possono venire per caso, ma tutto questo c'è più di quanto immaginavo.
Complimenti, e grazie per questo post.

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Ciao

Carlo


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 20:25 
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Iscritto il: 30/12/2009, 22:20
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Nome: Maurizio Gigli
Andrea mi aveva illustrato a voce il sistema che utilizza per queste meravigliose foto, ma a vederlo fa ancora più effetto! E pensare che io pretendevo di fare delle foto a 20x con un semplice obiettivo da microscopio (dei più scrausi) corretto ad infinito, senza lente di tubo (neanche sapevo esistesse, prima di conoscere Andrea), attaccata semplicemente al soffietto montato su stativo e regolando la distanza del soggetto col solito obiettivo rivoltato usato come base! Forse ora capisco perchè venivano una schifezza!

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Maurizio Gigli
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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 01/11/2011, 20:53 
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Nome: Augusto Degiovanni
hypotyphlus ha scritto:
Credo che non si offenderà nessuno se dico che questa è la foto più .........(l'aggettivo mettecelo voi) finora vista sul forum :sh: :sh: :sh: :sh: :sh: :sh:


+1

e complimenti per la pazienza :ok:

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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 02/11/2011, 8:14 
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Iscritto il: 30/12/2009, 22:20
Messaggi: 31306
Località: Roma
Nome: Maurizio Gigli
Seguendo le indicazioni di Andrea ho recuperato, tra i vari obiettivi da microscopio comprati su Ebay e messi, dopo qualche prova, tra il materiale inutilizzabile per le macro, un vecchio Leitz 6x a correzione finita. Invece di usarlo come in passato, con l'estensione del soffietto che mi serviva per ottenere l'ingrandimento adatto, ho provato a impostarlo su una lunghezza simile alla "lunghezza di tubo" per cui era progettato l'obiettivo (che in passato credevo influisse solo sul fattore di ingrandimento). Mentre prima mi dava una aberrazione talmente forte da essere completamente inutilizzabile, da un paio di prove fatte stanotte mi sono reso conto che così è praticamente sparita! Anche se, non capisco perchè, il fattore di ingrandimento risulta molto più elevato di quello nominale, circa il doppio (12x)!
Il problema è che, come già aveva fatto osservare Andrea, a questi livelli di ingrandimento le vibrazioni diventano un dramma, rendendo l'immagine risultante troppo mossa (ho scattato senza scatto a distanza, che non mi è ancora arrivato, con ritardo di 2 sec. e tempo di scatto di 1/4 di secondo con illuminazione a led). Penso che l'unica sia fare come ha fatto Andrea, e fissare il soffietto su un piano robusto e pesante, il soggetto montato su una slitta micrometrica solidale con il piano, e illuminare preferibilmente col flash.

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Maurizio Gigli
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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 02/11/2011, 11:39 
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Iscritto il: 10/06/2011, 10:05
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Nome: andrea hallgass
Julodis ha scritto:
..... con l'estensione del soffietto che mi serviva per ottenere l'ingrandimento adatto, ho provato a impostarlo su una lunghezza simile alla "lunghezza di tubo" per cui era progettato l'obiettivo ...non capisco perchè, il fattore di ingrandimento risulta molto più elevato di quello nominale, circa il doppio (12x)! .


Per lunghezza di tubo deve intendersi la distanza tra obbiettivo e sensore e non l'allungamento del soffietto .... anzi questa distanza dovrebbe essere accorciata di un centimetro per esser proprio rigorosi.
Quanto alle aberrazioni cromatiche molti obbiettivi non sono corretti o solo parzialmente corretti ..... il costruttore corregge il sistema e non il singolo componente .... quindi prima di acquistarne uno (sono costosetti) non è male accertarsi che qualcuno già li abbia usati con successo.

Julodis ha scritto:
...... a questi livelli di ingrandimento le vibrazioni diventano un dramma, rendendo l'immagine risultante troppo mossa (ho scattato senza scatto a distanza, che non mi è ancora arrivato, con ritardo di 2 sec. e tempo di scatto di 1/4 di secondo con illuminazione a led). Penso che l'unica sia fare come ha fatto Andrea, e fissare il soffietto su un piano robusto e pesante, il soggetto montato su una slitta micrometrica solidale con il piano, e illuminare preferibilmente col flash.


Quì il problema non è di scatto a distanza o di piatto solidale è proprio nella fotocamera in quanto le vibrazioni derivano dal sistema specchio otturatore.
In uno scatto normale prima si solleva lo specchio poi si apre la prima tendina ed infine si chiude la seconda ... nei primi due movimenti si generano le vibrazioni che degradano l'immagine.
Un modo per ridurle è quello di sollevare preventivamente lo specchio di modo che restino solo quelle dell'apertura della prima tendina; a bassi RR questo è sufficiente ma ad alti RR queste vibrazioni sono ancora inaccettabili ..... quindi l'uso del flash sincronizzato sulla seconda tendina e con un tempo di scatto di 1-2 secomdi è d'obbligo in questa modalità.
Canon con il sistema Live View ha intodotto una gran ficata :oops: :oops: :oops: ovvero lo scatto in modo silenzioso, in questa modalità anche la prima tendina è già aperta al momento dello scatto e la sua funzionalità è simulata elettronicamente .... quindi nessuna vibrazione :hp: :hp: :hp:
Restano solo le vibrazioni ambientali che possono esser ridotte montando il tutto su un supporto molto pesante poggiato su piedini elastici .... ottimi quelli in Sorbothane che si trovano su ebay.

:hi: :hi: :hi: andrea


Ultima modifica di andreah il 02/11/2011, 12:05, modificato 1 volta in totale.

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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 02/11/2011, 11:48 
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Iscritto il: 08/07/2010, 10:53
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Località: Matera
Nome: Domenico Cardinale
Julodis ha scritto:
Seguendo le indicazioni di Andrea ho recuperato, tra i vari obiettivi da microscopio comprati su Ebay e messi, dopo qualche prova, tra il materiale inutilizzabile per le macro, un vecchio Leitz 6x a correzione finita. Invece di usarlo come in passato, con l'estensione del soffietto che mi serviva per ottenere l'ingrandimento adatto, ho provato a impostarlo su una lunghezza simile alla "lunghezza di tubo" per cui era progettato l'obiettivo (che in passato credevo influisse solo sul fattore di ingrandimento). Mentre prima mi dava una aberrazione talmente forte da essere completamente inutilizzabile, da un paio di prove fatte stanotte mi sono reso conto che così è praticamente sparita! Anche se, non capisco perchè, il fattore di ingrandimento risulta molto più elevato di quello nominale, circa il doppio (12x)!
Il problema è che, come già aveva fatto osservare Andrea, a questi livelli di ingrandimento le vibrazioni diventano un dramma, rendendo l'immagine risultante troppo mossa (ho scattato senza scatto a distanza, che non mi è ancora arrivato, con ritardo di 2 sec. e tempo di scatto di 1/4 di secondo con illuminazione a led). Penso che l'unica sia fare come ha fatto Andrea, e fissare il soffietto su un piano robusto e pesante, il soggetto montato su una slitta micrometrica solidale con il piano, e illuminare preferibilmente col flash.



Mi sa che tra qualche mese vedremo Maurizio fare queste foto!! :mrgreen: E a quel punto sarai nell'olimpo della "categoria A" :ok: :ok:

Se ti vendi l'MP-E mi prenoto!!! :lov3: Poi se mi vuoi fare il regalo della laurea ancora meglio........... :to: :to: :gh: :gh:

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Saluti :hi: Mimmo


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 02/11/2011, 12:29 
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Iscritto il: 08/02/2010, 23:01
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Località: Vicenza
Nome: Silvano Biondi
Andrea, innanzitutto complimenti per le tue foto strepitose. Ho letto d'un fiato le tue precisissime spiegazioni (non posso dire di averle capite al 100%). Vedi, io sono ai livelli più bassi della graduatoria proposta da Maurizio per le foto del forum, ma cerco faticosamente di risalire. Ho una Canon 50D e uso quasi sempre il 100mm 2.8 macro. Uso un sistema verticale, anzichè orizzontale come il tuo, fissando la macchina ad uno stativo. Per illuminazione uso due fibre ottiche che cerco di schermare, con pessimi risultati. La domanda che volevo farti riguarda lo "scatto silenzioso" che :sick: non so cosa sia. Anch'io uso la macchina in Live View, e imposto un ritardo di 10 secondi per limitare le vibrazioni (ora sto imparando ad usare uno scatto remoto).
Anche la mia macchina, che tu sappia, ha la possibilità di questo "scatto silenzioso" ? in caso affermativo è automatico o va impostato? Scusa il livello delle domande, ma devo uscire dal livello D (o forse E) :lol:

:hi:

_________________



Silvano


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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 02/11/2011, 12:43 
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Iscritto il: 26/03/2010, 14:55
Messaggi: 5818
Località: Romania
Nome: Cosmin-Ovidiu Manci
Apoderus ha scritto:
...Ho una Canon 50D ...
Anche la mia macchina, che tu sappia, ha la possibilità di questo "scatto silenzioso" ? in caso affermativo è automatico o va impostato? Scusa il livello delle domande, ma devo uscire dal livello D (o forse E) :lol:

:hi:


se ricordo bene NO ... solo a partire da Canon 60D, 7D, 5Dmk2

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 Oggetto del messaggio: Re: Oltre il 5x
MessaggioInviato: 02/11/2011, 13:23 
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Iscritto il: 10/06/2011, 10:05
Messaggi: 830
Località: Monterotondo (RM)
Nome: andrea hallgass
Apoderus ha scritto:
Ho una Canon 50D ...... che tu sappia, ha la possibilità di questo "scatto silenzioso" ? in caso affermativo è automatico o va impostato? Scusa il livello delle domande, ma devo uscire dal livello D (o forse E) :lol:
:hi:

Io ho la 40D e la 5Dmk2 e c'è su entrambe .... quindi penso ci sia anche sulla tua .... prova a consultare il libretto d'istruzioni :D

Sulle mie:
<Menu>
<Impostazione Live View>
<Scatto silenzioso> ha tre modalità :
Modo 1
Modo 2
Disattivato
Per questa applicazione non c'è nessuna differenza tra il Modo 1 e il Modo 2
Io uso il Modo 1
:hi: :hi: :hi: andrea


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