Принцип работы
—
Оптический. Традиционные микроскопы, работа которых основана на использовании линз и других оптических элементов. Позволяют обеспечить высокое качество изображения и хорошую кратность увеличения, при этом не зависят от электричества (разве что для системы подсветки могут понадобиться батарейки). В микроскопах этого типа используются традиционные окуляры, однако есть отдельные модели, допускающие подключение внешней камеры и вывод изображения на дисплей компьютера. Также отметим, что это единственный принцип, применяемый в стереоскопических моделях (см. «Тип»)
—
Цифровой. Микроскопы этого типа фактически представляют собой цифровые камеры, дополненные мощной увеличивающей оптикой. Изображение с такой камеры нужно выводить на экран; некоторые модели оснащены собственными дисплеями, другие экранов не имеют, и их нужно подключать к компьютеру/ноутбуку. Преимуществом первой разновидности является независимость от внешнего оборудования, достоинства второго варианта — компактность и сравнительно невысокая стоимость. В то же время стоит отметить, что по степени увеличения большинство цифровых микроскопов уступает оптическим, а для стереоскопического изображения этот принцип не подходит.
—
Оптико-цифровой. Микроскопы, сочетающие в себе особенности оптических и цифровых моделей (см. соответствующие пункты). От «чисто цифровых» приборов та
...кие модели отличаются более продвинутой оптикой, с револьверной головкой и высокой кратностью увеличения; от оптических — встроенной камерой и использованием экрана в роли окуляра (традиционные окуляры в оптико-цифровых моделях не применяются).Кратность увеличения
Диапазон кратностей увеличения, обеспечиваемый прибором — от минимальной до максимальной.
Кратность микроскопа высчитывается по формуле «кратность окуляра умножить на кратность объектива». Например, 20х объектив с
10х окуляром дадут кратность 10*20 = 200х. Современные микроскопы могут оснащаться револьверными головками на несколько объективов, зум-объективами (см. ниже) и сменными окулярами — так что в большинстве моделей кратность можно регулировать. Это позволяет подстраивать устройство под разные ситуации: когда нужно рассмотреть мелкие детали, используется высокая степень увеличения, а вот для расширения поля зрения кратность нужно уменьшать.
Подробные рекомендации по оптимальным кратностям для разных задач можно найти в специальных источниках. Здесь же отметим, что многие производители идут на хитрость и указывают максимальное значение кратности по степени увеличения, достигаемой с дополнительной линзой Барлоу. Такая линза действительно может дать серьёзный прирост кратности, однако не факт, что изображение при этом получится качественным; подробнее см. «Комплектация».
Окуляр
—
Монокуляр. Окуляр с одной линзой, в который можно смотреть только одним глазом. По очевидным причинам используется только в биологических микроскопах (см. «Тип»). Преимуществами монокуляров являются прежде всего меньшие размеры и стоимость, чем у других разновидностей; кроме того, они не требуют подстройки по межзрачковому расстоянию. С другой стороны, постоянно смотреть в окуляр одним глазом утомительно, поэтому данный вариант слабо подходит для ситуаций, когда в микроскоп приходится заглядывать часто и подолгу.
—
Бинокуляр. Сдвоенный окуляр, в который можно смотреть сразу обоими глазами. Отметим, что такая оптика применяется не только в стереомикроскопах, изначально предназначенных для рассматривания предмета через два объектива (см. «Тип»), но и в биологических микроскопах с одним объективом. Дело в том, что смотреть в оптический прибор двумя глазами значительно удобнее, чем одним, глаза при этом меньше нагружаются и усталость наступает не так быстро. Поэтому для серьёзных задач, связанных с частым использованием микроскопа, оптимальным вариантом являются бинокуляры (или тринокуляры, см. ниже). Обходится такая оптика дороже монокулярной, однако это компенсируется удобством использования.
—
Тринокуляр. Разновидность бинокуляра (см. соответствующий пункт), дополненная третьим оптическим каналом для специальной камеры-видеоокуляра. Такая камера, как пр
...авило, подключается к ПК или ноутбуку; установив её в гнездо для третьего окуляра, можно осуществлять фото- и видеосъёмку, а также выводить изображение в реальном времени на экран компьютера. Одновременно с этим можно смотреть в микроскоп и обычным способом. Устройства с тринокулярами весьма функциональны и универсальны, однако сложны и стоят недёшево.
— LCD-экран. Наличие у микроскопа LCD-экрана, заменяющего традиционный окуляр. К такому прибору не нужно всякий раз наклоняться для просмотра изображения, что бывает очень удобно, если наблюдения нужно совмещать с ведением записей и другими подобными занятиями. Микроскопы подобной конструкции обычно имеют функцию фото- и видеосъёмки, а также различные встроенные инструменты — например, масштабную сетку для оценки размеров видимых объектов, выводящуюся прямо на экран. Кроме того, изображение на экране может видеть не только непосредственный пользователь, но и все, кто находится рядом; такие возможности бывают незаменимы во время учебных занятий, консультаций, презентаций и т. п. С другой стороны, подобные микроскопы получаются громоздкими и дорогими.
— Кратность увеличения. Кратность увеличения, обеспечиваемая окуляром. Этот параметр, наряду с кратностью объектива, влияет на общую кратность увеличения прибора (см. выше). Классическим вариантом для окуляров в микроскопах считается 10х, однако встречаются и более высокие значения. В комплект поставки может входить несколько окуляров, разной кратности — для изменения общей степени увеличения. Встречается обозначение кратности с буквенным индексом, например, WF10x. Это означает, что окуляр имеет расширенное поле зрения (WF — широкое, EWF — экстра-широкое, UWF — сверхширокое).
— Наклон. Угол наклона окуляра указывается относительно горизонтали — и только в тех моделях, где окуляр не является вертикальным и не имеет регулировки по углу наклона (о том и другом см. ниже). Наиболее популярный вариант в подобных моделях — 45°, когда окуляр расположен, по сути, ровно посредине между строго вертикальным и строго горизонтальным положением. Такой наклон достаточно удобен в разных ситуациях — и если пользователь сидит за столом, и если он стоя наклоняется к стоящему на столе микроскопу. Не такой популярный, но все же весьма распространенный вариант — 30°, предполагающий более близкое к горизонтали положение окуляров; такая конструкция оптимально подходит для работы сидя, но вот наклоняться к подобному прибору уже не очень удобно. И наоборот, угол в 60° отлично подходит для работы стоя, но и только; поэтому данный вариант можно встретить очень редко, буквально в единичных моделях.
— Регулируемый наклон. Возможность изменять угол наклона окуляра позволяет подстраивать прибор под конкретные ситуации. Так, для работы сидя за столом лучше подходит небольшой наклон (близкий к горизонтали), а если нужно постоянно наклоняться к микроскопу — угол лучше увеличить, подняв окуляр ближе к вертикали. В то же время регулируемый наклон усложняет конструкцию прибора и увеличивает ее стоимость, притом что на практике реальная потребность в подобном функционале возникает не так часто. Также стоит сказать, что для упрощения конструкции в некоторых моделях наклонным делается весь установленный на основании прибор — включая объектив и предметный столик. Однако такие устройства имеют другой недостаток: наклон предметного столика прямо связан с наклоном окуляра, и если нужно разместить препарат строго горизонтально — то оптику неизбежно придется установить вертикально, без других вариантов. Поэтому регулируемый наклон (во всех вариантах) в наше время встречается достаточно редко.
— Без наклона. Еще более редкий и специфический вариант: окуляр и вся оптическая система в таких моделях расположены строго вертикально. В подобный микроскоп не очень удобно смотреть, даже стоя над рабочим столом, а для сидячего положения такие модели и вовсе практически непригодны. С другой стороны, у этой конструкции есть и свои преимущества. Прежде всего она получается более простой и надежной, чем в аналогах с наклонным окуляром — благодаря отсутствию дополнительных зеркал и призм; а предметный столик в таких устройствах всегда расположен строго горизонтально, что бывает немаловажно при работе с некоторыми препаратами.
— Посадочный диаметр. Номинальный диаметр окуляра, используемого в микроскопе, а также диаметр отверстия в тубусе, предназначенного для установки окуляра. В современных микроскопах используется несколько стандартных диаметров, в частности, 23 и 27 мм. На практике данный параметр необходим прежде всего в том случае, если планируется приобретать запасные или сменные окуляры к микроскопу, либо если «в хозяйстве» уже имеется окуляр, и нужно оценить его совместимость с данной моделью.
— Диоптрическая коррекция. Диапазон диоптрической коррекции, предусмотренный в окуляре. Такая коррекция применяется для того, чтобы близорукий или дальнозоркий человек мог смотреть в микроскоп без очков или контактных линз. В большинстве моделей с данной функцией диапазон коррекции составляет порядка 5 диоптрий в обе стороны; это позволяет использовать микроскоп при невысокой и средней степени близорукости/дальнозоркости.Предметный столик
Тип и/или размер предметного столика, установленного в микроскопе. Напомним, предметный столик — это поверхность, на которой размещается исследуемый препарат.
— Стационарный. Предметный столик, закреплённый неподвижно; наведение на резкость в таких микроскопах осуществляется за счёт движения вверх-вниз тубуса с объективом и окуляром. Такие системы просты и недороги, однако наводить резкость, глядя в постоянно движущийся окуляр, не очень удобно. Кроме того, для продвинутых биологических микроскопов (см. «Тип») с бинокулярами и тринокулярами (см. «Окуляр») данный вариант слабо подходит ещё и по некоторым конструктивным причинам. А вот абсолютное большинство стереомикроскопов оснащается именно стационарными столиками — это наиболее разумная конструкция с учётом специфики применения.
—
Подвижный. В микроскопах этого типа вся оптическая система неподвижно закреплена на штативе, а предметный столик может перемещаться вверх-вниз для наведения оптики на резкость. Такая конструкция встречается исключительно в биологических микроскопах (см. «Тип»). Она несколько сложнее и дороже, чем при неподвижном столике, но в то же время значительно удобнее: при наведении на резкость окуляр не двигается, что позволяет с комфортом подстраивать изображение, не отрываясь от наблюдения. Кроме того, именно подвижный столик является наиболее подходящим для продвинутых приборов с бинокулярами и тринокулярами (см. «Окуляр»), практически все подобные
...микроскопы имеют подобное оснащение.
Что касается размеров предметного столика, то они могут варьироваться от 75х75 мм до 240х200 мм и даже более. Здесь при выборе стоит учитывать планируемые размеры исследуемых препаратов.Конденсор
Особенности конструкции конденсора, установленного в микроскопе.
Конденсор является частью системы подсветки в биологических микроскопах (см. «Тип»). Это оптическая система, особым образом обрабатывающая поступающий на препаратное стекло поток света. Для разных ситуаций могут потребоваться разные способы такой обработки; соответственно, в микроскопах могут применяться разные виды конденсоров. Тем не менее, самым популярным в наше время является простейший конденсор Аббе. Он обеспечивает концентрацию пучка света и равномерное его распределение по полю зрения. Изначально такое приспособление предназначено для исследований методом светлого поля, однако может применяться и для фазоконтрастных наблюдений. Конденсор Аббе мможет оснащаться ирисовой апертурной диафрагмой — с её помощью можно снизить яркость освещения — а также цветными светофильтрами.
Другие, более специфические виды конденсоров (например, фазовый или тёмного поля) обычно приобретаются по отдельности и в стандартное оснащение микроскопа включаются редко.
В характеристиках конденсора может указываться N.A. — размер апертуры (действующего отверстия) в миллиметрах, например, N.A.=1,2. Это довольно специфический параметр; достаточно сказать, что он подбирается производителем под комплектные объективы и на выбор микроскопа принципиально не влияет.
Функции и возможности
—
Регулировка межзрачкового расстояния. Возможность изменять расстояние между окулярами в бинокулярном или тринокулярном микроскопе (см. «Окуляр»). Для нормальной видимости необходимо, чтобы расстояние между линзами окуляров соответствовало расстоянию между зрачками пользователя. У разных людей это расстояние различается, соответственно, для комфортного использования может потребоваться данная настройка.
—
Регулировка яркости. Возможность изменять яркость подсветки — для подстройки освещения под особенности ситуации. К примеру, для исследования тонкого прозрачного препарата в светлом поле высокая яркость будет излишней, а вот при просвечивании плотного тёмного объекта без неё не обойтись.
—
Освещение по Келлеру. Наличие в микроскопе освещения по системе Келлера. Такое освещение применяется исключительно в биологических моделях (см. «Тип») , оно является признаком прибора профессионального уровня. Система Келлера усложняет и удорожает конструкцию, кроме того, для неё может потребоваться специфическая настройка, однако при правильной настройке качество освещения получается очень высоким, а изображение — максимально достоверным. Отметим, что в микроскопах встречается т. н. «упрощённая система Келлера», когда настройки выставляются на заводе и не поддаются изменению; однако в данном случае имеется в виду именно полноценное
..., регулируемое освещение по Келлеру.
— Запись фото / видео. Возможность фото- и видеосъёмки изображения, видимого в микроскоп. Особенности реализации данной функции в разных микроскопах могут быть разными. К примеру, одни модели нужно подключать к компьютеру, другие могут записывать материалы напрямую на карту памяти или другой носитель. Также сами камеры, осуществляющие съёмку, могут быть как встроенными, так и съёмными (см. «Комплектация»/соответствующие пункты).Интерфейсы подключения
Способы передачи данных на другие устройства, предусмотренные в конструкции микроскопа.
Данный параметр актуален прежде всего для цифровых и оптико-цифровых моделей, а также для отдельных оптических приборов, оснащенных камерами. Все описанные микроскопы могут оснащаться выходами
AV и
HDMI, универсальными портами
USB,
картридерами для съемных носителей, а также беспроводными модулями
Wi-Fi. Вот подробное описание каждого интерфейса:
— AV-выход. Аналоговый выход для передачи видеосигнала. Применяется прежде всего для прямой трансляции изображения с камеры микроскопа, а в некоторых моделях — еще и для просмотра отснятых материалов, сохраненных в памяти. Такие выходы не поддерживают HD-разрешений и в целом по общему качеству «картинки» уступают HDMI (при тех же характеристиках камеры). С другой стороны, конкретно для микроскопов эти моменты не так часто являются критичными; аналоговые разъемы все еще довольно популярны и в обычной видеотехнике, и в специальном оборудовании; а реализация этого интерфейса обходится недорого. Поэтому AV-выходы можно встретить даже в достаточно продвинутых моделях.
— HDMI. Цифровой выход для передачи видеосигнала. Аналогично AV, может использоваться как для трансляции в реальном времени, так и для применения микроскопа в роли видеоплеера при просмотр
...е сохраненных материалов (если такая возможность в данной модели вообще предусмотрена). При этом такие выходы являются более продвинутыми, чем аналоговые AV: через HDMI можно передавать изображение HD-качества (в том числе Full HD и выше), а сигнал весьма устойчив к помехам. Также напомним, что данный интерфейс чрезвычайно распространен в современной видеотехнике — в частности, наличие хотя бы одного входа HDMI является практически обязательным для телевизоров и мониторов с поддержкой HD-стандартов. С другой стороны, реализация HDMI обходится заметно дороже, да и применять его имеет смысл с достаточно продвинутыми камерами, которые сами по себе заметно влияют на цену микроскопов. Поэтому подобные выходы можно встретить в основном в довольно дорогих и продвинутых приборах.
— USB. Универсальный разъем, допускающий разные варианты применения; конкретный набор этих вариантов напрямую связан с функционалом микроскопа. Из характерных примеров использования USB можно назвать такие: копирование отснятых фото и видео на компьютер или ноутбук; трансляция изображения в реальном времени; дистанционное управление через ПК/лэптоп (например, перемещением препаратоводителя); зарядка встроенного аккумулятора и др. Конкретный тип USB-разъема в микроскопе может быть разным, однако в комплекте, как правило, поставляется соответствующий кабель для подключения к стандартному полноразмерному порту.
— Картридер. Устройство для работы с картами памяти — обычно SD, а в миниатюрных карманных моделях — microSD. На такие карты обычно записываются материалы, отснятые камерой. В целом данная функция заметно облегчает копирование информации на другие устройства, также имеющие картридеры — прежде всего ноутбуки и ПК; а миниатюрные карты microSD поддерживаются еще и смартфонами, планшетами и другими портативными гаджетами. В любом случае снять карту с микроскопа и установить в другое устройство нередко бывает проще и быстрее, чем возиться с проводным подключением или связью по Wi-Fi.
— Wi-Fi. Беспроводной модуль, который в данном случае применяется в основном для связи с внешним устройством — таким, как смартфон, ноутбук или ПК. Подключение по Wi-Fi позволяет как минимум транслировать изображение с камеры и копировать отснятые ею фото, а нередко — еще и управлять другими функциями и настройками (яркость освещения, движение препаратоводителя и т. п.). При этом отсутствие проводов дает дополнительную свободу перемещений и общее удобство. Однако стоит иметь в виду, что конкретный формат связи может быть разным, его стоит уточнять отдельно. Так, одни модели поддерживают только прямое подключение на относительно небольшой дистанции (на практике — до пары десятков метров, а то и менее). Другие способны соединяться с внешним устройством через Интернет, и тут уже расстояние не играет роли — был бы доступ ко Всемирной сети. Третьи допускают оба формата работы. Отметим также, что отдельные приборы с такой функцией и вовсе не имеют собственных экранов и рассчитаны на применение с внешними гаджетами; такая конструкция позволяет сделать микроскоп максимально компактным и удобным в переноске.Источник питания
Способы питания, предусмотренные в микроскопе. Даже оптическим моделям может потребоваться источник энергии для работы подсветки (см. выше), а для других разновидностей питание является практически обязательным. Некоторые модели могут поддерживать несколько типов питания.
— Сеть 230 В. Подключение к обычной розетке на 230 В. Достаточно удобный и практичный вариант, слабо подходящий разве что для портативных моделей (см. выше).
— USB порт. Питание от разъёма USB часто встречается в цифровых микроскопах (см. «Принцип работы»): устройство запитывается от того же разъёма, через который подключается к компьютеру или другому внешнему экрану. А в оптических моделях подобное питание может предусматриваться в дополнение к вышеописанной сети 230 В . Отметим, что USB-порты, помимо прочего, встречаются также в ноутбуках и других портативных устройствах, что позволяет применять такие микроскопы даже при отсутствии розеток поблизости. Это особенно удобно в случае портативных приборов (см. выше).
— Аккумулятор. Питание от собственного встроенного аккумулятора, в некоторых случаях — несъёмного. Данный вариант делает микроскоп полностью автономным и позволяет применять его даже при полном отсутствии поблизости внешних источников питания. С другой стороны, этот момент актуален в основном для портативных моделей, и то лишь в отдельных случаях, а встроенная батарея заметно сказывается на весе, габаритах и цене устройства. Поэтому чисто аккумуляторные микроскопы в...стречаются крайне редко, чаще такой способ питания предусматривается в дополнение к сети 230 В или USB (см. выше) — как запасной на случай проблем с внешним питанием.
— Батарейки. Ещё одна разновидность автономного питания, наряду с описанными выше аккумуляторами. Наличие батарейного отсека обходится дешевле встроенного аккумулятора, однако сами батарейки приходится приобретать отдельно — причём либо регулярно покупать одноразовые элементы, либо выложить довольно крупную сумму за аккумуляторы и зарядное устройство к ним. Кроме того, качество батареек сильно зависит от конкретной марки, и далеко не всякие элементы могут нормально «завести» микроскоп и обеспечить приемлемое время автономной работы. Поэтому такое питание, как и аккумуляторное, в чистом виде встречается редко, чаще оно дополняет подключение к сети 230 В или USB.
Комплектация
Дополнительное оснащение, входящее в комплект поставки микроскопа.
— Камера. В данном случае подразумевается
съёмная камера, устанавливамая либо на основной оптический канал (для использования внешнего экрана в роли окуляра), либо на третий дополнительный канал тринокуляра (см. «Окуляр»). Помимо этого, встречаются также встроенные камеры (см. соответствующий пункт). Некоторые модели, поставляемые без камеры, позволяют докупить её отдельно, но данный вариант комплектации в целом всё же более удобен.
—
Адаптер для смартфона. Приспособление, позволяющее устанавливать на микроскоп смартфон таким образом, чтобы камера аппарата «видела» изображение в окуляре. Таким образом можно проводить фото- и видеосъёмку на смартфон, а также использовать его экран в качестве окуляра — например, если изображение хочется показать сразу нескольким людям.
— Набор аксессуаров и препаратов. Набор дополнительных принадлежностей для работы с микроскопом. В такой набор обычно входят как минимум препаратные и покрывные стёкла; помимо них, в комплекте могут поставляться инструменты для препарирования, различные вспомогательные составы (смола для приклеивания, масла и жидкости для иммерсионных объективов), а также готовые препараты для проверки возможностей микроскопа и первоначального обучения работе с ним.
—
Линза Барлоу. Дополнительная линза, которая устанавли
...вается перед окуляром и изменяет общую кратность увеличения — как правило, в сторону повышения, но возможно и наоборот. Чтобы вычислить общую степень увеличения при применении такой оптики, нужно изначальную кратность прибора умножить на кратность линзы: к примеру, 200х микроскоп с 1,6х линзой Барлоу даст 200*1,6 = 320х увеличение. Отчасти именно поэтому линзы Барлоу имеют очень невысокую кратность — даже она даёт значительный прирост увеличения. Вторая причина заключается в том, что повышать общую степень увеличения имеет смысл только до определённого предела — сверх этого предела оптика будет лишь растягивать изображение, не повышая детализацию. Собственно, во многих микроскопах именно это и происходит, если настроить прибор на максимальную кратность и установить линзу Барлоу. Так что данное приспособление стоит рассматривать скорее как инструмент для настройки увеличения на средних кратностях, а не как способ повышения максимальной кратности.
— Чехол/кейс. Футляр для хранения и транспортировки микроскопа. Чехлами называют мягкие футляры, они предназначены в основном для защиты от загрязнений; кейсы делаются из твёрдых материалов, они более громоздки, зато способны защитить прибор ещё и от ударов и сотрясений.