DIY一台高性能USB显微镜
RodTech 2020-4-2原创 创意与DIY

受两周前显微镜拆解贴的影响,

见:

https://www.kechuang.org/t/85407


决定做一个方便在家用的usb视频显微镜,平时可以怼到各种表面或者放桌子上看小东西。


要求:

60帧以上,1920*1080像素以上,USB3.0

能使用通用的无穷远校正物镜,

具有精细手动调焦机构,

时局决定不能出门,大部分结构需要3d打印,

透射(明场)/反射(环形照明)兼顾,可以使用方便买到的通用零件简单升级同轴落射功能。


选材(新买很贵不划算,请选择闲鱼洋垃圾)


USB3.0红外增感工业相机一个,

使用Cmosis CMV4000传感器,没什么特别就是普通的工业相机,靶面大于10mm*10mm的都可以。

Ximea XiQ 042rg,90fps,2048*2048

https://www.ximea.com/products/usb3-vision-cameras-xiq-line/mq042rg-cm


大光圈长工作距离显微物镜一个,

我为了兼顾红外,选择了这个型号。大部分人应该需要紫外荧光,应该选择Apo NUV的版本。

Mitutoyo Apo NIR 20x 0.40NA

https://www.edmundoptics.com/p/20x-mitutoyo-plan-apo-nir-infinity-corrected-objective/6834/


可选的种类很多,随时换镜头实现变倍,

20200321_031240.jpg


配套桶镜一个(无穷远校正物镜不能单独使用)

或者200mm相机镜头一个,但是体积会比mitutoyo原配的大很多。

Mitutoyo MT-L,200mm

https://www.edmundoptics.co.uk/p/mt-l-accessory-tube-lens/12903/

Screenshot_20200401-225607_Gallery.jpg


c-mount延长桶若干,打印支架若干,分辨率测量标靶若干,手动线性滑台若干。


打印底座:

Screenshot_20200401-225210_Gallery.jpg



装配外貌

Screenshot_20200401-225529_Gallery.jpg



使用情况:

Screenshot_20200401-225420_Gallery.jpg


一般场景拍照是不需要补光的,房间灯光完全够亮了,0.40NA大约f/1.1光圈,

这也是长工作距离物镜的好处(用料比较良心,光圈大,分辨率很高)



实际拍摄TI CCD时的视频截图:

ti1.jpg

ti2.jpg

ti3.jpg

ti4.jpg

ti5.jpg


倍率有点高,换上4x物镜,明显感觉到徕卡造的是垃圾。。。。当然价格也是mitutoyo的1/10


l4x1.jpg

l4x2.jpg


再换上10x的,再来感叹一下,徕卡的物镜是真的垃圾,

像场不平,边缘还有巨大的coma,

可能同价位的尼康也好不到哪去,正如显微摄影论坛的评测结论,以后要全部买三丰了。。。


l10x2.jpg

l10x1.jpg


[修改于 4 个月前 - 2020-04-02 08:45:09]

来自:科创生活广场 / 创意与DIY
3
2020-4-2 9:04:43
RodTech(作者)
1楼

当然了,并不是说别的物镜差得不能用,只是不适合做图像采集这种中心和边缘要求一样高,放大着拖动看的用途,用目镜直接观察的时候,注意力都在中心,也可以随时挪动重新选择观察范围,这样完全不觉得边缘的像差对观测有影响 


这里用20x物镜的时候,4个像素才对应1um,可以清晰看到衍射环了,用眼睛远远没有这么高要求,所以徕卡显微镜大家用目镜看的时候并不觉得边缘质量差,注意力在画质优良的中心。

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2020-4-2 9:15:41
2楼

话说手指为什么要打码,怕别人弄到自己的指纹?

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3
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3楼

好镜头啊,相比我的leica的消色差物镜高了好几个档。

微信图片_20200402112030.jpg

下面这个是三叶草的种子,用堆叠软件合成的。

2020-03-27-14.26.03 ZS PMax rsize.jpg


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RodTech(作者)
4楼
引用fleefly发表于3楼的内容
好镜头啊,相比我的leica的消色差物镜高了好几个档。下面这个是三叶草的种子,用堆叠软件合成的。

可惜我不懂搞这些创作,不然z轴电控也玩玩focus stacking。。。应该还有一套徕卡的plan apo,不全但是有个2倍的好像,等我找出来也测一下,希望有惊喜,三丰的二手价格依然太贵了,比较可惜性能那么好。


UV apo拍一拍紫外下的花估计不错,然而现在不给出门,没有花。。。

[修改于 4 个月前 - 2020-04-02 12:33:20]

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5楼

我把老的尼康995接在了凤凰的镜子上,AV口输出,或者直接用相机屏幕看。

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2020-04-05 09:30:48
2020-4-5 9:30:48
6楼

哈哈,我在家里就用wifi显微镜了,看点啥都挺方便的 微信图片_20200405022735.jpg

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7楼

我记得徕卡那几个物镜是国内代工的,我也有几只成像非常差。三丰m plan apo效果确实很好

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8楼

想不通莱卡不是毒德大学吗,怎么会差别这么大呢

以前其实一直觉得三丰是家量具厂,结果光学也这么牛

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RodTech(作者)
9楼
引用虎哥发表于8楼的内容
想不通莱卡不是毒德大学吗,怎么会差别这么大呢以前其实一直觉得三丰是家量具厂,结果光学也这么牛

这还真不了解,可能显微镜分部向相机分部学习了高价卖垃圾精神。。

三丰这个是用在OLED/LCD/芯片产线上自动化检测,所谓Video microscope unit(VMU),或者他们的光学CMM机,进行零件计量,估计对变形和锐度有很高要求。。。

VMU.jpg


可惜这个模块自带的桶镜据说不是特别好,所以微距摄影的爱好者们都推荐自己配筒镜。


下一步就是加入拉曼和同轴荧光功能了。。

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2020-04-19 16:05:57
2020-4-19 16:05:57
10楼
引用虎哥发表于8楼的内容
想不通莱卡不是毒德大学吗,怎么会差别这么大呢以前其实一直觉得三丰是家量具厂,结果光学也这么牛

三丰的创始人特别跨界。他家是世袭和尚,所以他也搞佛教。另外除了量具厂之外,他90岁的时候还办了一家豆腐坊(https://www.mitutoyofoods.co.jp/company.html)。


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11楼
引用tariel发表于10楼的内容
三丰的创始人特别跨界。他家是世袭和尚,所以他也搞佛教。另外除了量具厂之外,他90岁的时候还办了一家豆...

想起来雅马哈京瓷了。。。

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