§ 4. Микрофотографические системы
Микрофотографические системы составляют микроскоп – как оптический прибор, формирующий оптическое изображение, и фотокамера, являющаяся средством его регистрации. Для микросъемки могут быть использованы различные типы микроскопов: от простейших биологических до самых совершенных. Качество получаемого изображения зависит от совершенства его оптических элементов – объектива и окуляра, степени устранения оптических погрешностей и исправления недостатков одного из них другим.
Оптическая система микроскопа дает увеличенное, но мнимое изображение. Действительное изображение в плоскости фотоматериала получают с помощью одной из следующих микрофотографических систем: с объективом микроскопа, объективом и окуляром микроскопа, объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры, объективом микроскопа и гомалью.
Микрофотографическая система с объективом микроскопа предназначена для получения небольших увеличений, когда требуется довольно значительная глубина резкости (рис. 122, а). Микроскоп без окуляра при этом служит обычным проекционным прибором и формирует изображение, как и при макросъемке. Над его тубусом устанавливают фотокамеру без объектива, а общее увеличение зависит от расстояния до светочувствительного материала и рассчитывается по формуле:
,
где 160 – длина механического тубуса микроскопа,
f – фокусное расстояние его объектива,
R – расстояние до светочувствительного материала.
С данной микрофотографической системой используются объективы с небольшим собственным увеличением или микроанастигматы. Сильные объективы (с большим собственным увеличением) имеют незначительную глубину резкости и малое предметное расстояние и не пригодны для микросъемки сравнительно крупных криминалистических объектов.
В микрофотографической системе с объективом и окуляром микроскопа действительное изображение на фотоматериале получают, помещая промежуточное перед фокусом окуляра (рис. 122, б). Эту операцию выполняют, увеличивая расстояние между объектом и объективом либо применяя специальные проекционные (фотографические) окуляры с подвижной глазной (верхней) линзой. Перемещая ее по винтовой резьбе в оправе, увеличивают фокусное расстояние окуляра, благодаря чему последний выполняет роль второго объектива и проецирует действительное изображение в фокальной плоскости фотокамеры, устанавливаемой без объектива над микроскопом. Общее увеличение, формируемое этой микрофотографической системой, дополнительно изменяется с изменением расстояния до светочувствительного материала и выражается соотношением:
,
где Vоб – увеличение объектива,
Vок – увеличение окуляра,
R – расстояние до светочувствительного материала,
250 – расстояние наилучшего видения.
Увеличение предметного расстояния изменяет расчетные параметры работы микрообъективов, ухудшает качество изображения. Поэтому при микросъемке особенно с сильными объективами предпочтительнее получать действительное изображение, применяя проекционные окуляры.
Рис. 122. Ход лучей в микрофотографических системах:
а — с объективом микроскопа; б — с объективом и окуляром микроскопа;
в — с объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры;
г — с объективом микроскопа и гомалью
Микрофотографическая система с объективом, окуляром микроскопа и объективом фотокамеры работает в режиме визуального наблюдения, а над окуляром микроскопа устанавливают фотокамеру с объективом, сфокусированным на бесконечность (рис. 122, в). Как и хрусталик глаза, он формирует действительное изображение, но только в фокальной плоскости фотокамеры. Получаемое увеличение составляет величину, равную:
,
где Vоб – увеличение объектива,
Vок – увеличение окуляра,
f – фокусное расстояние объектива фотокамеры,
250 – расстояние наилучшего видения.
При микросъемке фотокамерами установок «СБ-2», «Уларус» общее увеличение изменяется с изменением расстояния до светочувствительного материала. Масштаб изображения здесь возрастает, как и при макросъемке, что учитывается при подсчете общего увеличения:
.
При наведении на резкость поверхность передней линзы объектива фотокамеры устанавливают в глазной точке. С увеличением растяжения меха камеры изображение дополнительно фокусируют за счет незначительного перемещения объектива микроскопа относительно объекта.
Микрофотографическая система с объективом микроскопа и гомалью (отрицательной системой линз). В этом случае первичное изображение отсутствует, а увеличенное гомалью изображение проецируется на матовое стекло визира или светочувствительный материал (рис. 122, г). Гомали дают изображение высокого качества благодаря способности выравнивать кривизну поля изображения. Однако их применение ограничено микрофотоустановками типа ФМН, металлографическими и некоторыми другими микроскопами. Увеличение, создаваемое данной микросистемой, находят из следующего выражения:
,
где R – растяжение меха фотокамеры,
fг – фокусное расстояние гомали.