Клуб любителей Макро / Статьи / Макронасадка для больших увеличений из микроскопного объектива и макролинз
Главная
Конкурсы
Выставки
Галерея
Макроистории
Статьи
Макрооптика
Макрошкола
Обзоры
Блоги
Клуб
  Меню
    Новое в Клубе
   Кнопки Клуба
Кнопки нашего клуба, для всех друзей нашего сайта!

    Новое в блогах(RSS)
    Новое в галерее(RSS)
    Новое на форуме(RSS)
    Новое на macroID(RSS)

Макронасадка для больших увеличений из микроскопного объектива и макролинз

Макронасадка для больших увеличений из микроскопного объектива и макролинз
(походный «фото-микроскоп»)

 У большинства фотографов, увлекающихся съёмкой всякой мелочи, иногда возникает непреодолимое, почти болезненное желание поснимать на природе что-то совсем уж крохотное, требующее увеличений больших, чем 1:1. А кое-кому это просто нужно! Однако, далеко не у всех (а особенно – у владельцев компактов) есть возможность купить супер-мощный макрообъектив и специально заточенную под это дело макровспышку. И тогда, если руки растут откуда надо, они начинают что-то выдумывать и мастерить самостоятельно, из подручных материалов.
 В этой статье я представляю свой вариант самодельной макронасадки, которой мне удалось достичь неплохих, на мой взгляд, результатов с «компактом» Sony DSC-R1 (CMOS 10Мп, объектив Carl Zeiss Vario-Sonnar 2.8-4.8/14.3-71.5 T*). Статья получилась большой, так как я решил подробно описать изготовление этого довольно сложного девайса.
 Оптическая схема достаточно простая: большие увеличения (3:1 и более) достигаются за счёт использования малократных микроскопных объективов (например, 3×). Я раздобыл объективы от старых отечественных поляризационных микроскопов серии МП-x, до сих пор широко распространённых среди петрографов (например, МП-1, МП-3). Одна из «троечек» даже оказалась с просветлением – её я и выбрал! Этот объектив располагается на довольно большом расстоянии от объектива фотоаппарата, на который насажены две макролинзы фирмы Raynox – DCR-250 (+6 диоптрий) и DCR-150 (+2 диоптрии). В итоге получается перевёрнутое изображение (как в микроскопе), что весьма неудобно при наведении – но с этим приходится мириться…
 Объектив камеры выдвинут на максимальное фокусное расстояние. Дело в том, что диаметр линз (35 мм) значительно меньше диаметра передней линзы камеры Sony DSC-R1 (50 мм): даже при максимальном «зуме» наблюдается весьма заметное веньетирование по углам кадра.

 Минимальное расстояние между макролинзами и микроскопным объективом я определил экспериментально: глядя на ЖК-экранчик камеры, отодвигал микроскопный объектив (напротив которого был сильно освещённый лист бумаги) до тех пор, пока изображение отверстия микроскопного объектива (b) не совпало с изображением отверстия макролинз (a), т.е. до тех пор, пока не исчезло виньетирование от микроскопного объектива и осталось только виньетирование от макролинз. Это расстояние оказалось примерно равным 21 см – такой длины и сделал тубус. Если сделать его раздвижным, то, увеличивая расстояние между объективами, можно плавно увеличивать и степень увеличения (помимо применения других микроскопных объективов большей кратности). Однако, этот первый вариант насадки я решил сделать почти фиксированной длины.

 В качестве тубуса я взял отрезок сантехнической (канализационной…) пластиковой трубы серого цвета диаметром 50 мм. Один конец немного обточил снаружи, чтобы надеть (на клее) оправу от старого светофильтра диаметром 49 мм. Эта оправа потом ввинчивается в резьбу макролинзы Raynox DCR-xxx.

 Немного хитрее сделал присоединение микроскопного объектива к другому концу трубы. Для начала я отвинтил сам микроскопный объектив от специального держателя, служащего для быстрого закрепления на тубусе микроскопа.

Микроскопные объективы
Передняя часть тубуса (разобрана)

 Затем взял чёрную крышку от штатной прозрачной пластиковой баночки, в которой у меня хранится какой-то Зенитовский объектив (то ли Гелиос-44, то ли Мир-1В): внутри этой крышки есть кольцо с резьбой, на которую навинчивается фотообъектив. Всё, что вокруг этого кольца, было отрезано – получилась аккуратная крышечка с резьбой М42×1. Точно в центре крышечки я просверлил отверстие подходящего диаметра, в которое и ввинтил микроскопный объектив. Крышечка с объективом навинчивается на самое длинное из удлинительных колец (из отечественного набора) – там тоже резьба М42×1. Противоположная, гладкая сторона удлинительного кольца идеально подходит по диаметру к пластиковой трубе – вставляется на трении легко, но достаточно плотно.

 В результате получилась весьма лёгкая и прочная конструкция, показанная на фотографии. Про ещё одно важное дополнение к оптической системе я расскажу попозже.
Тубус в сборе
 Однако, несмотря на лёгкость, эта конструкция создаёт заметные нагрузки на выдвинутый объектив, а неосторожным движением можно случайно отсоединить универсальный кнопочный держатель макролинз Raynox, привинченных к тубусу, от объектива фотоаппарата (макролинзы держатся на объективе такого большого диаметра не очень прочно). Кроме того, мне нужно приделать к макронасадке ещё некоторые приспособления, необходимые для освещения. Поэтому я решил сделать жёсткое основание, на которое крепится и макронасадка, и фотоаппарат, и всё остальное.

 Основной элемент основания – алюминиевая труба квадратного сечения (со стороной 25 мм). К этой трубе привинчено кольцо-хомут из алюминиевой полосы, в которое на трении вставляется тубус (хомут немного пружинит). Оба конца трубы косо срезаны, причём со стороны фотоаппарата оставлен плоский «хвост» длиной 6 см (с рёбрами жёсткости), в котором просверлена дырка для привинчивания камеры. Угол среза с другой стороны подобран такой, чтобы квадратная алюминиевая труба не мешала при съёмке на минимальном угле между оптической осью системы и, например, плоскостью стола. Этот угол, а также и длина основания (40 см), и выдвижение тубуса определяются, в частности, рабочим расстоянием съёмки (около 3 см).

 Теперь об освещении. Светить я решил штатной вспышкой, встроенной в камеру. Света нужно много! Чтобы уменьшились его потери на пути до объекта, находящегося в 40 см, вспышка светит в довольно широкую зеркальную трубу-рефлектор диаметром около 13 см. Труба сворачивается из мягкого фольгированного тонколистового пенистого материала, служащего для теплоизоляции помещений (метровые рулоны этого дешёвого материала лежат в строительных магазинах). Зеркальная труба также обеспечивает освещение с различных направлений. Концы трубы подрезаны так, чтобы получились козырьки – как со стороны камеры (чтобы не мешала крутить объектив и жать на кнопки), так и со стороны объектива (чтобы можно было немного играть с освещением, подгибая козырёк, кроме других деформаций конца трубы).

Зеркальная труба
Крепление ленты-«липучки» на основании

 В походном состоянии труба снята с приставки – это просто мягкий лист, который можно свернуть в трубочку. А одевается она очень просто – с помощью ленты-«липучки» шириной 25 мм. К двум сторонам листа, образующим шов трубы при его сворачивании, клеем 88НТ приклеены длинные полоски этой ленты с ворсом, а к боковым стронам алюминиевого основания приставки привинчена пара алюминиевых уголков (15×20 мм), к которым тем же клеем приклеены полоски ленты с крючочками. Эти уголки сильно облегчают прикрепление трубы-рефлектора.

 Если мы теперь соберём получившийся девайс и включим камеру, то даже при более-менее хорошем освещении на ЖК-экранчике мало чего увидим (а с тем важным оптическим дополнением, о котором я обещал рассказать ниже, и подавно!). Света откровенно не хватает – экранчик почти чёрный, наведение невозможно! Самое время подумать о дополнительной подсветке (в том числе, и для автофокуса, если им пробовать пользоваться).
 Для подсветки в хозяйственном магазине был куплен и потом разобран дешёвый китайский светодиодный фонарик (с 8-ю диодами), в компьютерном магазине – светодиодный USB-осветитель для ноутбуков на тонком гибком пружинном металлическом шланге, а в магазине электротоваров – маленький клавишный выключатель и провода.

 В первую очередь я изуродовал USB-осветитель: оторвал от него абажурчик с одиноким светодиодиком и фигурно обрезал пластиковый USB-разъём: главное, что мне было от него нужно – это гибкий пружинный шланг! С китайского фонарика была свинчена головка со светодиодами, к контактам внутри неё потом были припаяны провода, выходящие из пружинного шланга бывшего USB-осветителя. Для присоединения головки к шлангу я использовал отрезанное донышко алюминиевой баночки из-под лекарства-ингалятора: в дырочку на глухом конце вставил шланг и залил это дело внутри небольшим количеством эпоксидного клея, а в открытый конец плотно вставил головку с припаянными проводами.
 Свободный конец шланга я вставил в отверстие, просверленное в алюминиевом основании насадки (жалкие остатки пластика от USB-разъёма на нём послужили хорошим уплотнительным кольцом), а рядом в прямоугольное отверстие вставил клавишный выключатель.

Светодиодная подсветка
Блок питания

 Теперь в дело пошёл корпус фонарика! Одна его сторона закрыта родной крышкой – я просверлил в ней тонкую дырочку, через которую вывел провод. Другую сторону я заткнул полиэтиленовой пробкой, в которую вставил пружинку и таким же образом вывел второй провод – получился отличный блок питания. Он почти непринуждённо вставляется в алюминиевую трубу-основание со стороны фотоаппарата и фиксируется прижимным винтом. Для смены батареек (что должно случаться нечасто) нужно отвинтить прижимной винт и вынуть блок питания – из-за этого провода, находящиеся в трубе, сделаны достаточно длинными.

 Вот и собран почти весь девайс! Похож на фоторужжо… На верхнем снимке зеркальная труба-отражатель снята, на нижнем – надета.
Макронасадка без отражателя
Макронасадка с отражателем
 Не описана пока что одна маленькая деталька, о которой я уже два раза обещал рассказать ниже. Но начну со словесного описания первых тестов. Они показали, что, во-первых, снимки обладают хорошей детализацией – почти не хуже, чем при съёмке с одними только макролинзами. На них не видно ни сильных геометрических искажений, ни слишком больших хроматических аберраций по всему полю. Есть лишь несущественная потеря резкости к краям. Во-вторых, такой вариант освещения от встроенной вспышки оказался вполне удовлетворительным – хотя мощности вспышки уже может не хватать, если светить сквозь дополнительный плотный рассеиватель. Однако, эти же тесты сразу показали, какой миниатюрной получается глубина резко-изображаемого пространства (ГРИП)! Причём, она практически не зависит от величины диафрагмы, выставленной на объективе камеры: при любом значении резким оказывается всё в плоскости толщиной почти что с лезвие бритвы, а перед и позади неё объекты слишком «быстро» растворяются в туманном свете…

 Эту неприятную проблему я решил диафрагмированием микроскопного объектива. Вообще, диафрагмирование микроскопного объектива часто полезно в микроскопии. На самом деле, есть объективы и со встроенной регулируемой диафрагмой, я даже нашёл такие – но со слишком большим увеличением (от 10×). Поэтому пришлось модифицировать имеющуюся голую «троечку»… Вопрос с маленькой диафрагмой решился просто – я её выковырял из объективчика старенькой Смены-8М (идеально подошла по диаметру) и, после долгих раздумий о вариантах присоединения, просто приклеил несколькими капельками клея спереди к оправке объектива. Теперь я могу двигать пальцем малюсенький рычажок и менять диаметр дырочки!

Диафрагма от Смены-8М на микроскопном объективе
Измеритель ГРИП

 Для тестирования ГРИП я склеил равнобедренный прямоугольный треугольник из картонной полоски от какой-то упаковки, на которой была напечатана картинка с мелким растром: если снимать растр под углом 45°, то высота резкого изображения на снимке и будет соответствовать ГРИП.

 На фото сверху (а) показан снимок с максимально открытой диафрагмой, а снизу (б) – с закрытой. Как видим, ГРИП подросла и, что очень здорово, размытие происходит уже совсем не так «быстро». На самых маленьких отверстиях уже наблюдается заметная потеря детализации, поэтому полностью закрывать диафрагму нежелательно. Вот из-за этой диафрагмы и получается так, что при наведении даже на ярком свете в объектив попадает очень мало света и без хорошей светодиодной подсветки никак не обойтись. Вместе с тем, с описанной подсветкой уже «жить можно»!

ГРИП с открытой (а) и закрытой (б) диафрагмой
 Конечно же, надо показать и пару снимков, сделанных с помощью этой макронасадки. Если кликнуть по снимкам, то откроются картинки с более высоким разрешением. Картинки, конечно же, обработаны в Adobe PhotoShop («кроп», «блюр», «ресайз», цвета, «шарп» и т.п.), т.к. я хотел ими показать, что можно получить В ИТОГЕ. Однако, рядом можно ткнуть и во фрагменты снимков, чтобы посмотреть необработанные оригинальные изображения в полном разрешении.
 На первом из снимков – довольно плоский объект, поэтому он почти весь резкий. Это – одно из многочисленных существ, мучающих моё комнатное «дерево», диффенбахию. Похоже на самку ложнощитовки мягкой Coccus hesperidum L., более крупная на снимке длиной около 2 мм. Подчеркну, что этот снимок сделан С РУК, а не со штатива! Условия, близкие к полевым – но не на природе (куда я выбраться так пока и не смог), а дома на кухне. На него ушло менее 10 дублей, что я считаю очень хорошим результатом для съёмки с рук в масштабе 3.3:1 (ширина всей захватываемой сцены – около 6.5 мм, а сторона матрицы фотоаппарата – 21.5 мм).
Ложнощитовка мягкая Coccus hesperidum L. Ложнощитовка мягкая Coccus hesperidum L., необработанный фрагмент
 Вообще же, съёмка с рук при таком масштабе, да ещё с перевёрнутым изображением - занятие не для слабонервных… Проблема даже в том, чтобы поймать объект в кадр, а не только в наведении на резкость. Но никто ведь и не обещал, что будет легко!
 На втором снимке – мой любимый объект для тестирования макро, сушка с маком! Я её предпочитаю всему остальному. Например, головка спички оказывается почти во весь кадр, что не очень хорошо, а у тканей непонятны ни толщина волокон, ни плотность плетения. С другой стороны, все прекрасно представляют себе, что это такое – «сушка с маком», а если и забыли – то недолго заглянуть в хлебницу или добежать до булочной. Маковые же зёрна очень подходяще мелкие и примерно одинакового размера (≈1 мм в длину) – это второй плюс. Третий плюс – на них, оказывается, много интересных деталей: чего только рёбрышки стоят и площадки с дырочками между ними! Четвёртый плюс – они круглые-объёмные, и на сушке очень «ландшафтно» расположены. Поэтому с ними можно сразу оценивать и ГРИП, и как освещение работает, и другие параметры – но не численно, а субъективно (что для фотографа не менее важно, по-моему). Этот снимок сделан БЕЗ вспышки – светил настольной лампой, макронасадка лежала на столе, использована задержка спуска затвора.
Сушка с маком! Сушка с маком, необработанный фрагмент 1
Сушка с маком, необработанный фрагмент 2
 На мой взгляд, результаты с этой макронасадкой уже довольно неплохие (правда, следует делать скидку и на возможности фотоаппарата – это и его заслуга тоже). Кое-что в конструкции требует доработки. Во-первых, следует сделать передвижную (по всей длине основания) фиксируемую планку с отверстием – для прикрепления ко штативу. Во-вторых, алюминиевая головка этого китайского фонарика оказалась немного тяжеловатой для тонкой пружинки USB-осветителя, подсветка легко сбивается от тряски – надо переставить светодиодный блок в другую ёмкость. В-третьих, как я уже говорил в начале, тубус стоит-таки, наверное, сделать раздвижным и, возможно, надо его покрасить изнутри хотя бы матовой чёрной краской). Наконец, следует попробовать другие варианты зеркальной трубы-рефлектора – например, если расположить рефлектор меньшего диаметра прямо над тубусом, то потери света должны стать ещё меньше, при появлении более явных теней.
 У меня пока что мало достойных снимков, сделанных с помощью макронасадки (например, глаз осы с недиафрагмированным микроскопным объективом 3.7×). Но, по мере их появления, буду иногда размещать примеры в галереях.

 Вот и всё, спасибо за внимание! Буду очень рад, если какие-нибудь из этих идей однажды Вам пригодятся, а также с удовольствием прочту любые отзывы и замечания.

Дмитрий Доливо-Добровольский (aka Dima DD)
Санкт-Петербург, 7 октября 2006 г.

Обсуждение на форуме  

2005-2009 © Клуб любителей макро-
съёмки и макрофотографии
Работает на системе управления
сайтом CMS Cubesystem
На главную / Карта сайта / Поиск по сайту
/ Полезные ссылки / О МакроКлубе
http://bufetnitsa.ru/ top 5 ивановский текстиль интернет магазин.