入手及改造读数显微镜

网上淘了个 ¥30 出头的 100× 读数显微镜。到手以后发现用起来还蛮给力的,就是附带的照明光源有点弱,于是自己又修改了一下。当然,100× 的东西和那些观察生物组织用的动辄 600× 、800× 的显微镜当然没得比,所以期望不要太高。

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到手的时候跟干燥剂一起装在自封袋里,大概是怕快递过程中受潮进水影响观察吧。

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外观。装上电池拨开即可打开照明,关上自动熄灯。上面是镜筒,带一个调焦旋钮,下方是电池筒和照明系统。

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照明系统可以单独拿出来。

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光源是只 5mm 的白色 LED ,左边黑色的部件是开关。虽然看起来 LED 的亮度还可以,但是如果想给显微镜视场照相的话还是有些弱了。而且 LED 的质量不算很好,偏蓝,显色度很差。

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电池仓。由于 LED 的工作电压接近 3.3V ,碱性电池电压约 1.5V ,镍铬、镍氢充电电池电压只有 1.2V ,所以为了保证亮度只能用碱性电池。

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物镜。

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目镜。

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读数分划板的像,上面的刻度清晰而均匀。一开始里面貌似有些灰尘,但是使用一阵子之后不见了。

为了尝试增加视场的亮度,一开始我用了一个大功率的 LED 光源放在物镜附近作为光源,却发现镜筒漏光,视场里一片白,除了分划板什么都看不清。于是为了解决白色塑料镜筒漏光,我把目镜和光源附近的镜筒外侧拿记号笔涂黑了。

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物镜周围涂黑。

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光源附近也涂黑。由于照明系统的开关会摩擦到镜筒,所以表面最好贴一层透明胶防止记号笔涂上去的黑色油墨被刮掉。

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不影响装回去。

当然,使用外部光源不是一个能长久的解决方案,太麻烦而且不好固定,所以改造读数显微镜自身的光源还是很有必要的。

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照明系统下半部分的盖子是卡扣固定的,很容易就拆开了,这样改造十分方便。

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里面结构很简单,开关 + LED ,没了。

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一个小塑料片负责固定开关和电池仓正极触片。

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5mm 的 LED 被卡在透明塑料板上,透明塑料板被卡在底部的卡槽里。正极触片和 LED 之间的焊接不牢实,脱焊了。

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首先尝试了把一个 5mm LED 换成三个 3mm LED 。虽然 3mm LED 的体积比 5mm LED 小,但是功率是一样的,所以三个基本上会有原先三倍的光通量。

但是装好之后却发现三个 LED 中有一个是坏家伙,亮度奇低,而手头上再也没有引脚足够长的 3mm 白光 LED 了,所以这个方案又搁浅了。

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于是改变思路,直接把固定 LED 的塑料板用同样尺寸的洞洞板代替(之前为了放置三颗 3mm 的 LED 已经挖得不成样子了),然后一口气往上贴了 8 片 3014 封装的贴片 LED 。这些 LED 是我以前在光博会的商铺前转悠的时候收获的样品,据说是煜明光电的,每颗 20mA 6-7lm 。

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背面,两边都是负极,所以要接到一起最后连到连接电池仓负极的开关上。正极只有一根,连到电池仓正极上。中间用绝缘套管做了隔离。

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装进去刚刚好,比刚才整洁多了。

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试一试,比原来的强多了,至少现在白色的光很纯正,用手机给视场拍照不会是蓝色的一片了。不过这些贴片的 LED 也有个缺点,光线发散,不像直插的 LED 那样本身能聚光。

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其实我对亮度还是不太满意,手机照的时候噪声还是有点大。于是开始想在电源上做做手脚。

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接下来,我入了几个 14500 锂离子电池和占位筒。这样一节锂电 + 一个占位筒就可以冒充两节碱性电池了,电压还比两节干电池高一些。市面上 14500 电池以磷酸铁锂居多,但是这玩意电压不够给力(其实容量往往也比较坑爹,毕竟是过时的技术了),所以我特意挑的锂离子电池。

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用锂电的话得加装一个电阻。锂电的平均电动势在 3.6V 左右,8 颗 LED 工作电流 160mA 左右,工作电压 3.3V 。于是如果让它们全部满负荷工作的话需要的阻值不到 2.2Ω 。但是这样功率就高达 0.5W 了,怕发热会影响光学系统,所以最后串了个 10Ω 的电阻,实测既足够明亮又没有明显的发热。

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这样总该够亮了吧?拆下来都能当手电筒了。


下面奉上一些样张。

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用 0.5mm 刻度的钢尺检查读数分划板,发现还是很准的。这张是在改造全部完成后拍摄的。

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纸张,使用外部光源——一颗 OSRAM 的 1W 大功率 LED 。

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HP LaserJet 1022 激光打印机(号称 1200dpi )的半调渲染和墨粉颗粒,自带 5mm LED 光源,色彩有修正过。

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圆珠笔的墨迹(真恶心啊),自带 5mm LED 光源,色彩有修正过。

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同样的东西用相机而非手机拍的话就成了这样,也许是因为光瞳不匹配。

以下均为光源改造后拍摄的图片。

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Nokia 6120 Classic 的前置摄像头传感器(意法半导体的 VS6451 ),像素尺寸 3.6μm×3.6μm ,点击图片看原图。放大后能看到的结构疑似微透镜阵列。

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OmniVision OV7725 VGA 图像传感器,像素尺寸 6.0μm×6.0μm ,可以看到边缘处的像素和中间有效区域的像素外观不同。

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SONY ICX432C CCD 的一角。

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某 BGA 封装的芯片背面。

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某被连着焊盘撕扯下来的 BGA 封装的芯片。

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BGA 封装的基板被撕开一层后。

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同为 BGA 封装的基板被撕开一层后,可以看到玻璃纤维的痕迹。

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同为 BGA 封装的基板被撕开一层后。

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BGA 封装的基板被完全撕开后。

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音频播放器上的 OLED 屏幕,像素点面积较大。

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OLED 屏的驱动芯片,这个就有些照不清楚了。

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Acer AS10D31 笔记本电池保护板上的温度传感器。

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苹果表皮,红色的点应该是液泡。也试过小橘子的皮,看不到啥东西。

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AVR 单片机的表面,粗糙吧。

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某 MOSFET 的表面。

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看看屏幕像素排列自然没问题。这是相机的屏,每个像素旁边有些奇怪的结构。

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这个是 Xperia U 的屏幕,没对好焦。

根据计算,Xepria U 的像素边长为:(3.5inch * 25.4mm/inch * (9/sqrt(16^2+9^2)))/480 = 0.09mm ,应该跨越 4.5 个小格。实际图像和这点符合得很好。

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