Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Xabier
Mensajes: 32
Registrado: Jue Dic 09, 2021 4:06 am

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Xabier » Mié Abr 13, 2022 8:59 am

Alfredo M. Rubio escribió:
Mar Abr 12, 2022 10:48 pm
Xabier escribió:
Mar Abr 12, 2022 7:11 pm
............Por ello me gusta saber un poco más para entender lo que hago y no hacerlo sin más. A veces incluso de lo que aún no tengo, como por ejemplo los objetivos infinitos y el posible por qué de que mantengan un buen enfoque en un rango más amplio como indica quenoteam, y creo que ya se el motivo.
No se si te dije que en los infinitos, no con todas las lentes de tubo se puede ampliar el rango de magnificación. Aquí tienes las pruebas con algunos Mitus y la Raynox 150 en enfoque corto. Un raro asunto.
https://foromacrosmuymacros.com/viewtop ... 0&start=10 y paginas siguientes
A ver si nos explicas el motivo del raro comportamiento.
Bien Alfredo, a ver si me explico un poco. En primer lugar, lo que indico son los posos de mi paso por la uni, en la que se estudia la luz y las lentes para procesos industriales. Eso implica que solo puedo hablar de lentes o conjuntos que sean simétricos a su eje óptico haciendo una suposición de las que no lo son. Y por supuesto no entro a cálculos, que son un verdadero quebradero de mollera.

En primer lugar hay que saber dos principios básicos que afectan a las trayectorias de la luz, tiene un comportamiento llamado onda-corpúsculo y que el cambio de medio produce refracción.

El comportamiento onda-corpúsculo hace que la luz tenga diferentes comportamientos en situaciones particulares. Se traslada “siempre” de forma lineal salvo en presencia de inmensas fuerzas gravitatorias o al llegar a bordes de materiales, en los que pasa a formar nuevas ondas que en caso de tener una generación cercana dan lugar a picos de luz aumentada y valles de sombra, fenómeno de la difracción que con rejillas ultrafinas se observa muy bien, y que afecta sobre todo al cerrar el diafragma. En el comportamiento como onda electromagnética hay que tener en cuenta que cada “rayo” de luz esta formado por infinidad de ondas electromagnéticas en el mismo eje pero con diferente ángulo, hecho que se aprovecha con los filtros polarizadores, que en teoría restringen el paso en un solo ángulo pero lo que se obtiene es un abanico estrecho de ángulos. Por eso al poner 2 polarizadores y girarlos a 90 grados se vuelven opacos.

En cuanto a la refracción, si un rayo de luz cambia de materia por la que se traslada, suceden dos cosas. Si lo hace de forma perpendicular a la superficie de corte, continúa recto sin ser afectado en su composición, pero si en su velocidad de desplazamiento. Si lo hace en ángulo, se da el fenómeno de la refracción que hace que las diferentes frecuencias de onda se separen formando un arco. Se observa bien con prismas.

Después del tostón introductorio y básico, las lentes simples. En principio 2, convergente la lupa de toda la vida y divergente la contraria con forma de almohadilla. Los puntos focales de ambas son diferentes, en la convergente están después de la lente y en la divergente antes.

En el caso de la convergente (solo hablo de ésta, pero para la conclusión vale), los rayos de luz que van paralelos al eje (no es que provengan del infinito, es una expresión de la física para indicar ese paralelismo), tras pasar por la lente convergen en el punto focal y continúan rectos formando un cono de luz a partir de ese punto, y los que pasan o salen del punto focal anterior, continúan paralelos al eje tras la lente.

Para nosotros, lo importante es en que plano convergen todos los rayos de luz que provienen de un punto concreto, que es donde obtenemos una imagen nítida.
ImagenEnfoque con lente by Xabier Martín, en Flickr
En el dibujo se vé que en el objeto verde, del punto A salen los diferentes rayos de luz, todos confluyen en B y se ven las singularidades de la lente. El rayo paralelo atraviesa la lente, pasa por f y llega a B, el azul pasa directamente por el centro y llega a B y el que atraviesa el punto focal anterior sale paralelo al eje. Todos los demás rayos que salen de A pasan por B y por tanto en B se obtiene la imagen nítida. Peeeeeeero ya vino la física a reventar el invento, cada frecuencia del espectro luminoso gracias a la refracción se desvía en ángulos diferentes, con lo que la “f” teórica, sólo vale para 1 frecuencia. De este modo tenemos una pequeña franja de “fs” y una pequeña franja en la que están los diferentes planos de enfoque de cada color. Por eso una lente simple no puede enfocar correctamente todos los colores.

Por éste motivo los objetivos se componen de múltiples lentes, capas de cobertura, etc... que corrigen las desviaciones de las diferentes frecuencias, la deformación de la imagen….

Aquí es donde llegan las lentes con “corrección a infinito”, en ellas en vez de obtener un cono de imagen, se logra una ampliación, se corrigen las aberraciones cromáticas y de forma (en las que no entro por desconocimiento de lentes no simétricas), logrando una salida de luz paralela al eje. Esto es muy útil ya que permite poner filtros planos entre el objetivo de microscopio y el ocular o lente de tubo sin generar aberraciones ya que atraviesa el filtro de forma perpendicular sin dar lugar a refracciones.

En éste punto es donde hay que darse cuenta del truco, ahora que los rayos de luz salen paralelos (infinito, que palabro tan chulo y con tantos significados…) el dibujito que he puesto antes pasa a simplificarse de forma maravillosa, de los 3 rayos dibujados ya solo existe el superior y por tanto al atravesar la lente de tubo, ya no existe un plano de enfoque, sino que todas las distancias están enfocadas y se puede poner la cámara donde se quiera y obtener distintas ampliaciones evitando las aberraciones cromáticas.

Peeeeeero, como todo en ésta vida, la perfección no existe y después del objetivo la luz no será perfectamente paralela al eje, y la lente de tubo, también imperfecta, vuelve a introducir en parte los problemas de enfoque y aberraciones cromáticas dependiendo de las calidades de ambos grupos ópticos. Con todo, como la luz que llega a la lente de tubo es casi casi paralela al eje, se obtiene un cono de luz en el que los colores casi no se separan y el margen en el que se puede enfocar no es total pero es muy amplio antes de que se empiece a notar la separación de colores por refracción.

No se si me explico bien y te he aclarado algo o te he liado más.

Avatar de Usuario
Alfredo M. Rubio
Mensajes: 2631
Registrado: Dom Oct 09, 2016 7:18 pm

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Mié Abr 13, 2022 9:46 pm

Pues me parece que lo has explicado bien.
Veras, la óptica le dejé ya en los finales de los 60, en segundo creo, un texto era el Sears Zemanski, que del tema apenas trae nueve capítulos (lo conservo); además de ello, en el trabajo use lupa binocular, con lo que los microscopios modernos, apenas los vi en alguna visita.
Así me empeñe en ver como cosa rara, que enfocáramos una lente sobrepasando el punto infinito (que se llama en fotografía).
Pero tienes razón, los rayos que pasan de la lente de tubo ya son cuasi paralelos al eje óptico y es lógico que formen imagen en cualquier superficie perpendicular este a la distancia que esté.
Solo que los diseñadores de microscopio indican que se enfoque (en el ocular) a su distancia focal, seguramente con el objeto de que las aberraciones sean las mínimas posibles.
Lo que no queda muy claro es que en el enfoque corto (que encontró Robert Otóole), parezca que hay más resolución y menos aberraciones que en el punto infinito con algunas de esas lentes.
Pero bueno, tu explicación me parece totalmente cabal. Muchas gracias.
Saludos.
Alfredo

Xabier
Mensajes: 32
Registrado: Jue Dic 09, 2021 4:06 am

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Xabier » Jue Abr 14, 2022 7:34 am

Pues ése otro punto puede ser debido al tamaño de los pixeles de los sensores creo, de las cámaras y del ojo humano.
Tras la lente de tubo se vuelve a producir una muy leve refracción. Si estás demasiado cerca del sensor se juntarán en un solo pixel varios colores al estar el cono muy cerrado, perdiendo calidad y si te alejas demasiado, la refracción comenzará a separar los colores que forman cada punto.
El equipo con lente infinita dará siempre mejor calidad, pero como el ojo tiene diferentes receptores e incluso una lente intermedia más, lo que diseñaron para que funcione a las mil maravillas con un ojo humano puede estar en una franja de uso diferente a la del sensor desnudo de la cámara.
Al final, si usamos equipos pensados para otros menesteres para los que han sido bien calibrados, toca adaptar sus cualidades nuevo uso. Fíjate en el amscope 4x, en su uso con el ojo puede que sea muy regulero, pero en la cámara obtenemos unos resultados majos.

Avatar de Usuario
Alfredo M. Rubio
Mensajes: 2631
Registrado: Dom Oct 09, 2016 7:18 pm

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Jue Abr 14, 2022 3:54 pm

Te estoy diciendo que con la Raynox 150 (como lente de tubo) en enfoque corto hay mejores resultados que a la distancia focal, y eso no me parece que tenga nada que ver con el ojo humano; aparte de que con otras muchas lentes de tubo, no ocurre.
Mirando por un ocular no se, nunca he podido ver que pasaría si cortamos el tubo de un microscopio infinito.
Cuando compré el primer Amscope y todos quedaron tan sorprendidos de su resultado, lo llevé al departamento de Petrología de aquí y ocurrió lo mismo, nadie se creía lo que me había costado.
Claro que todo esto son apreciaciones a OJO.
Saludos.
Alfredo

Xabier
Mensajes: 32
Registrado: Jue Dic 09, 2021 4:06 am

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Xabier » Vie Abr 15, 2022 8:15 pm

Pues después de leer un poco más, he visto varios detalles. Como decían en el hilo que has puesto en el que se hablaba del tema hay que tener en cuenta en primer lugar que las lentes compuestas no tienen distancia focal real sino equivalente. Luego que el microscopio con corrección a infinito usa 3 grupos ópticos, objetivo, lente de tubo (que también es compuesta) y ocular(que actúa como lupa y capta la imagen que produce la lente de tubo entre la focal equivalente del ocular y su centro óptico, con lo que funciona de otra manera un poco más enrevesada). En nuestro sistema prescindimos del ocular y colocamos el sensor de la cámara donde se forma la imagen de salida de la lente de tubo.

Y mira por donde ha asomado el ratoncillo..... Curioseando datos de microscopios de este tipo y sus lentes de tubo, en la página de Thorlabs ofrecen algunos datos técnicos de sus lentes de tubo y la sorpresa ha sido que las lentes de luz visible de 200mm de focal equivalente tienen una distancia de 148mm desde su hombro hasta la formación de su imagen secundaria, que es la que captaría el sensor, o el ocular para poder mirar a ojo con la máxima calidad.

Lo cual parece indicar que este tipo de microscopios no enfoca el ocular a la focal equivalente de la lente de tubo y lo hace a menos distancia, habida cuenta que el ocular también ampliará un poco hasta la magnificación indicada en el objetivo.

No sé si aquí se pueden poner enlaces externos, he visto uno de un temario de óptica de universidad y el de Thorlabs.

Avatar de Usuario
Alfredo M. Rubio
Mensajes: 2631
Registrado: Dom Oct 09, 2016 7:18 pm

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Sab Abr 16, 2022 4:21 pm

Las lentes de Thorlabs no las conozco, y si ellos dicen que la distancia hombro-imagen es de 148mm no quiere decir que estén usando el enfoque corto, que el centro óptico de esas lentes no lo conocemos.
Si a la Raynox 150 la ponemos a infinito enfocando a algo muy distante (o a la luna, si salió), no me acuerdo ahora cuanto sale de distancia hombro-sensor, pero no son los 208mm de la focal.
Y un ejemplo que me causo mucho lío. La lente Gretag 120mm f/6 hace muy bien de lente de tubo, pero resulta que es tan larga que no puedo ponerla en el fuelle para que haga infinito, tuve que hacerle un invento con maíz para poder usarla

Image
by Alfredo M. Rubio, en Flickr

De todas maneras eso que leíste de Thorlabs parece interesante.
Y recuerda que el ocular no amplia un poco solo, los normales son de X10, X15, pero usé de X5 y X20 alguna vez.

Respecto a poner enlaces en el foro, supongo que te habrás leído las Normas y en ellas lo que puedes o no puedes hacer; aparte de haber visto lo que hacemos los demás, sin ser corregidos :lol:

P.D.:
De casualidad encontré la 14 edición del Sears, la mía es la 4ª, así que supongo que traerá algo mas de óptica.
https://www.academia.edu/43806088/SEARS ... 3%B3n_vol₁
https://www.academia.edu/44931414/SEARS ... 3%B3n_Vol₂
Y hace tiempo hablábamos de la iluminación axial y coaxial y alguien no conocía los objetivos BD y Macrero me pasó estas paginas https://lavinia.as.arizona.edu/~mtuell/index.html que explican eso y bastante más.
Saludos.
Alfredo

Xabier
Mensajes: 32
Registrado: Jue Dic 09, 2021 4:06 am

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Xabier » Sab Abr 16, 2022 11:31 pm

Alfredo M. Rubio escribió:
Sab Abr 16, 2022 4:21 pm

De todas maneras eso que leíste de Thorlabs parece interesante.
Y recuerda que el ocular no amplia un poco solo, los normales son de X10, X15, pero usé de X5 y X20 alguna vez.

Respecto a poner enlaces en el foro, supongo que te habrás leído las Normas y en ellas lo que puedes o no puedes hacer; aparte de haber visto lo que hacemos los demás, sin ser corregidos :lol:
Pues no he puesto el enlace porque es de una empresa y por tanto podrían banearme por publicidad si a alguien le da por ahí. Ya que el tirón de orejas me lo comí por no leer con más atención, pero si que lo había leído y entendido de otra forma.

En cuanto a los objetivos infinitos estaba equivocado en un punto, los rayos son paralelos entre sí desde cada punto de la muestra tras su paso por el objetivo, no al eje óptico por lo que aunque se llama espacio infinito la luz no viaja totalmente paralela al centro óptico y la lente de tubo. El tema de los 148mm, es que Thorlabs indica que la imagen intermedia que forma su lente es a esa distancia de su hombro para todas sus lentes de tubo de luz visible. Y es ahí en el plano de imagen intermedia por tanto donde en teoría se debe poner el sensor para obtener según un documento sobre funcionamiento de microscopios olympus. Para obtener una imagen regular, ya que la mejor se obtiene poniendo un ocular y otra lente especializada. Mucho jaleo ya que la regular es una maravilla.

Como me intrigaba que Thorlabs pusiese esa distancia y que tú estabas tan seguro de los 208mm de la raynox, he mirado otra, la nikon cf160 de 200mm de focal y en su esquema tiene indicada que la imagen se forma a 151,2mm de su hombro. Ya parece mucha casualidad que la distancia varias lentes de 200mm de focal a la que forman la imagen intermedia sea tan similar. En la nikon incluso viene con esquema.
La tercera, Mitutoyo las tiene con esquema a 170mm, 176,4 e incluso 1 a 240,2. Y los esquemas que aparecen en edmundoptics tienen las medidas completas y tubos necesarios, incluido entre el objetivo y la lente de tubo, desde la muestra hasta el sensor de cámara para montar como lo hacemos nosotros sin microscopio, MT-1, MT-4 y MT-40.
Y una cuarta en prooptics, para 2 lentes de 200 con esquema también, marca 190mm y 218mm.

Parece ser que la distancia a la imagen que se debe captar con el ocular o el sensor es diferente a la distancia focal y depende de cada fabricante y aparato de destino, ya que en este último caso de prooptics es para usarla como lo hacemos nosotros con un sensor de cámara para inspección de electrónica.

En el caso de raynox, si ellos no dan el dato técnico parece que hay que sacarlo experimentalmente.

;)

Avatar de Usuario
Alfredo M. Rubio
Mensajes: 2631
Registrado: Dom Oct 09, 2016 7:18 pm

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Dom Abr 17, 2022 2:51 pm

A ver si es posible que alguien de por ahí te deje un objetivo infinito para ponerlo delante de cualquier lente que tengas un poco larga. Un 100,150 o 200mm te vale, o una Raynox con fuelle (tienes cerca a Bandadechihua y Koldoautogiro).
Enfocas el objetivo a infinito, como si fueras a sacar una foto a lo mas lejos que encuentres.
Ahora le pones el objetivo infinito delante y mides la anchura de la imagen que te da en el sensor y la apuntas.
Pues bien con un objetivo infinito de X10 que use una lente de tubo de 200mm como norma, veras que en el sensor mediste su anchura dividida por la magnificación nativa de ese objetivo.
Un caso.
Un Mitu 10x/0,28 (que usa una lente de tubo de 200mm) con la Raynox 150.
El Mitu da de magnificación X10 (y en un microscopio dará 10 multiplicado por lo que magnifica el ocular).
Pero como la Raynox tiene una longitud focal de 208 pues te dará 208*10/200=10,4 de magnificación.
Si en vez del Mitu, escoges un Oly 50x/0,80 pues para que de los X50 tendrás que usar una lente de tubo de 180mm (que es lo que indica Olympus) y si le pones la Raynox 150 pues te dará 208*50/180= 57,8 (eso es aumento en vacío)
Asunto que arreglamos con el enfoque corto, que viene a ser (pero no es) como si le pusiéramos una lente de tubo de +/-180mm y da muy cerca de los X50.
Cuando compramos un objetivo infinito que dice 10x, sea la que sea la lente de tubo que indique el fabricante, si enfocas la lente de tubo a infinito y le pones delante el objetivo en cuestión, tiene que dar la magnificación marcada en el objetivo. (siempre hay un ± por la toma de medidas y por la distancia entre lente de tubo y el objetivo)
Si miraste los papelinos que puse en el Foro y te indiqué, habrás visto que con los tres Mitu con los que hice pruebas (con cualquier infinito pasa lo mismo) al ir cerrando el fuelle camino del enfoque corto, disminuye la magnificación. Y si al contrario alargas el fuelle aumenta esta (aumento en vacío)
Como comprenderás, ningún fabricante te va a vender un objetivo X10 que sea X8,2.
Ayer te conté lo que me pasa con el Gretag, que para ponerlo a infinito (cosa que compruebo por ejemplo, cuando con el Mitu 7,5x me da una magnificación de X4,5 -120*7,5/200=4,5- , o lo enfoco a la luna y ± se ve nítida), el sensor me queda a menos de 56mm del hombro (bueno este no tiene hombro, hay que ponérselo)
Todo eso que has leído del hombro, no es más que las lentes de tubo además de ese hombro, tienen un centro óptico y no coinciden.
Saludos.
Alfredo

Xabier
Mensajes: 32
Registrado: Jue Dic 09, 2021 4:06 am

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Xabier » Lun Abr 18, 2022 10:32 am

Bueno, pues de momento lo dejaré en espera, que hoy he pagado la licencia del Zerene con el iva sorpresa y las raynox por 114€, poco a poco. Iré haciendo las conexiones en pvc con un cnc pequeñito que tengo a ver que sale. Que si le digo a la contraria que 830€ del Mitu 5X el que sale soy yo con una patada en el culo :lol:

Avatar de Usuario
Alfredo M. Rubio
Mensajes: 2631
Registrado: Dom Oct 09, 2016 7:18 pm

Re: Como relacionar Magnificación con la extensión del fuelle

Mensaje por Alfredo M. Rubio » Lun Abr 18, 2022 3:07 pm

Si, mejor ir poco a poco, que son muchas cosas.
En el CNC mejor que el pvc, si puedes trabaja con metacrilato, que es más rígido. y si tienes algo que unir, el Acrifix 1S 0116 lo suelda.
Los Mitu, con paciencia los encuentras de segunda mano en buen estado.
En Junio me parece que tengo que ir a Bilbao, si puedo y te parece, llevo algún infinito para que pruebes con las nuevas Raynox.
Saludos.
Alfredo

Responder

¿Quién está conectado?

Usuarios navegando por este Foro: No hay usuarios registrados visitando el Foro y 4 invitados