Микроскоп для смартфона и фотомикроскоп Levenhuk Kelvin: обзор опытного ботаника

Привет! Я Аня, выпускница биофака МГУ. В небольшом образовательном центре веду занятия по биологии для школьников: мы выращиваем растения, изучаем микропрепараты и проводим несложные опыты. Особенно приятно, когда после урока у ребят появляется еще больше вопросов: значит, им действительно захотелось во всем разобраться.

В нашем центре собрались разные оптические приборы, и каждый нужен для своих задач. С помощью школьных микроскопов с подсветкой Микромед С-11 (на фото) мы изучаем тонкие растительные срезы и готовые препараты, а под видавшим виды стереомикроскопом МБС-10 рассматриваем семена и насекомых. Простой портативный USB-микроскоп позволяет вывести картинку на ноутбук и обсудить находки всей группой. На прогулки берем ручные лупы: через них удобно рассматривать лишайники на коре или пойманных жуков. Со временем наша коллекция пополняется.

Недавно в центре появились еще два прибора: фотомикроскоп Levenhuk Kelvin Touch KM7 и микроскоп с подсветкой для телефона Levenhuk Kelvin TMC10. На занятиях мы их пока не использовали, поэтому я решила сначала спокойно познакомиться с новинками сама: распаковать, освоить управление, выбрать образцы и проверить, что получится увидеть и сфотографировать. Приятно ненадолго снова оказаться в роли исследователя, прежде чем рассказывать о приборе ученикам. Производитель обещает «100% чувство контакта с реальностью» и возможность видеть через экран смартфона вещи такими, какие они есть. Проверим, насколько удобным окажется такой способ изучения окружающего мира.

Заодно я решила оформить впечатления в обзор. Обычно находками я делюсь с учениками и коллегами, но теперь захотелось рассказать о них более широкой аудитории. Покажу устройство обоих микроскопов, снимки и поделюсь собственными выводами. Надеюсь, кому-то это поможет с выбором, а кто-то просто взглянет по-новому на привычные предметы.

Levenhuk Kelvin Touch KM7: школьный микроскоп с подсветкой или что-то большее?

Первым рассмотрим фотомикроскоп Levenhuk Kelvin Touch KM7. В коробке находятся сам прибор, блок питания и кабели. Рабочее место практически готово сразу после распаковки: сложная сборка не требуется.

Больше всего меня интересует возможность одновременно наблюдать препарат и получать изображения для уроков. Удачный снимок порой не менее полезен, чем сам образец: его можно сохранить, снабдить пояснениями и добавить в презентацию.

На месте привычного окуляра у Levenhuk Kelvin Touch KM7 расположен семидюймовый сенсорный дисплей. Это заметно меняет процесс работы: изображение видно не только мне, но и тем, кто стоит рядом. Можно вместе обсуждать один участок препарата, не уступая друг другу место у окуляра.

В остальном прибор напоминает обычный микроскоп с подсветкой: под дисплеем расположены объективы, предметный столик и ручки настройки. Заново осваивать механику не придется — цифровые функции дополняют знакомую конструкцию.

Кнопка включения и разъем питания расположены сзади, у основания. Кабель не занимает место перед прибором, поэтому рядом со столиком удобно разместить стекла и коробку с препаратами. Здесь же находится табличка с названием модели. Она пригодится при поиске инструкции или программного обеспечения: как выяснилось, в линейке Touch несколько устройств с разными возможностями.

В комплекте три объектива: ×4, ×10 и ×40. Их легко отличить по цветным кольцам: красному, желтому и синему соответственно. Я предпочитаю начинать с небольшого увеличения: сначала найти интересующий участок, а затем переходить к деталям.

Обозначение «до ×1900» на упаковке относится к итоговому увеличению с учетом цифрового зума. Цифры на объективах характеризуют оптическую часть системы. Важно помнить: цифровое приближение увеличивает картинку, но само по себе не повышает оптическое разрешение.

На предметном столике есть отверстие для нижней подсветки, держатель стекла и шкалы перемещения. Закрепленный препарат можно двигать в двух направлениях с помощью механизма, не подталкивая его пальцами. Это особенно удобно при работе с тонким срезом, когда нужная область занимает совсем небольшую часть стекла. Можно последовательно изучить образец и выбрать участок для съемки, точно контролируя его положение.

На крупном плане видно, как держатель фиксирует предметное стекло. Расположенные рядом ручки перемещают препарат вправо и влево, вперед и назад. Это не фокусировка: с их помощью я выбираю, какой участок попадет в поле зрения.

За фокусировку отвечают крупные боковые ручки. У Levenhuk Kelvin Touch KM7 есть грубая и тонкая настройка: сначала я нахожу изображение, затем небольшими движениями добиваюсь четкости. На большом увеличении это особенно важно, поскольку нужное положение легко пропустить.

На дисплее удобно наблюдать за изменением картинки, но фокусировка остается механической. Наличие сенсорного экрана не означает, что прибор автоматически найдет нужный слой препарата.

У Levenhuk Kelvin Touch KM7 есть верхняя и нижняя подсветка. Нижний осветитель находится в основании: его используют прежде всего для прозрачных препаратов, когда свет проходит сквозь образец и попадает в объектив. Такой режим подходит для тонких срезов и окрашенных препаратов на стеклах. Прямоугольный блок верхней подсветки расположен над столиком.

Во время работы я смотрю на дисплей, одной рукой перемещаю препарат, а другой настраиваю резкость. Экран наклоняется, поэтому его легко установить под удобным углом.

Для занятий такой формат особенно интересен: можно стоять рядом с учеником и видеть тот же участок, что и он. Вместо вопроса «тебе видно?» преподаватель сразу получает наглядный ответ.

Микроскоп с подсветкой в работе: изучаем образцы и фотографируем

Для начала я взяла набор готовых микропрепаратов Levenhuk, который по моей просьбе приобрели вместе с микроскопами. Он стоит чуть больше трех тысяч рублей и содержит растительные образцы, части насекомых и небольшие водные организмы. С таким набором можно изучить разнообразные структуры, не тратя время на приготовление срезов. Список названий помогает сверять подписи на стеклах, особенно если английское обозначение знакомо хуже самого объекта.

Первой под объектив отправилась кожица лука. Я выбрала образец с хорошо заметными границами клеток: по нему проще понять, удалось ли правильно настроить изображение.

Закрепляю стекло, располагаю нужный участок над осветителем, затем навожу резкость и подбираю яркость. Теперь можно приступать к наблюдению.

На крупном плане хорошо видны вытянутые клетки, их границы и темные округлые включения. Повторяющийся рисунок напоминает кирпичную кладку, хотя клетки различаются по форме и размеру.

Голубоватый оттенок появился благодаря окрашиванию: оно помогает различать отдельные структуры препарата.

Рядом с изображением можно открыть ползунок яркости и сразу оценить, как меняется вид выбранного участка. Я ориентируюсь на детали: границы клеток должны оставаться четкими, а светлые области — не сливаться в белое пятно.

В интерфейсе верхний и нижний осветители обозначены отдельно. Для прозрачной кожицы лука я использую нижний и регулирую его яркость в зависимости от препарата и объектива. Универсального положения ползунка для всех образцов нет.

Следующий образец — продольный срез зерновки ржи. Снаружи зерно кажется почти однородным, а препарат позволяет заглянуть внутрь. Мне нравится использовать на занятиях знакомые объекты: сначала показать целое зерно, а затем обсудить, какие части видны на срезе и как они связаны между собой.

На фотографии различаются участки, клетки в которых отличаются формой и расположением. Интересно проследить границы между ними и заметить, где меняется рисунок.

Снова возвращаемся к освещению: для нового образца прежние настройки могут не подойти. Мне важно сохранить различие между светлыми промежутками и более густо окрашенными областями. Насыщенная и эффектная картинка не всегда лучше показывает структуру препарата.

Значки с лупами позволяют увеличить или уменьшить картинку на экране. На снимке указан коэффициент ×2,9 — это цифровой зум, а не увеличение объектива. Функция удобна, когда нужно показать отдельную деталь крупнее.

Однако судить о возможностях оптики только по размеру изображения нельзя. После цифрового приближения стоит проверить, появились ли на картинке действительно новые различимые детали.

Под значком шестеренки скрывается дополнительное меню камеры. Здесь можно настроить экспозицию и баланс белого, остановить кадр, включить черно-белый режим, отразить изображение или вывести сетку. Одни функции пригодятся при съемке, другие — для подробного обсуждения выбранного участка.

Еще один препарат — поперечный срез дождевого червя. Его любопытно сравнить с целым организмом: от направления среза зависит то, какую картину мы увидим под объективом.

На уроке это дает повод обсудить подготовку образцов. Недостаточно просто поместить объект под микроскоп — важно понимать, как его обработали и с какой стороны рассматривают.

На снимке хорошо заметно, как окрашивание помогает отделить одни участки от других. Различимы светлые промежутки, плотные скопления мелких деталей и контуры более крупных структур. Такой препарат интересно изучать постепенно, переходя от общей картины к отдельным областям.

Здесь отчетливо видны протяженные слои и границы между ними. В одном поле зрения соседствуют области с разной плотностью и рисунком — поводов для обсуждения гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.

В этом для меня и состоит привлекательность микрофотографии: можно задержаться на одном участке, сравнить соседние области и вернуться к пропущенной детали. Сохраненный кадр пригодится и на занятии с учениками. Возможность работать с изображением, в том числе через смартфон, делает такие наблюдения особенно доступными. А обещанное производителем чувство контакта с реальностью я понимаю как возможность подробно рассмотреть микромир, обычно скрытый от глаз.

Вернемся к устройству Levenhuk Kelvin Touch KM7. На задней стороне дисплея расположены HDMI и два порта USB-A с обозначениями PC и U-DISK. Они предназначены для подключения компьютера и работы с накопителем.

Помимо встроенного дисплея, фотомикроскоп поддерживает вывод изображения по HDMI и подключение к смартфону по Wi-Fi через приложение TSViewer.

Прибор сохраняет фотографии с разрешением до 8 Мп и записывает видео до 2560×1440 пикселей — примерно в 1,8 раза больше точек, чем в Full HD (1920×1080). При этом в инструкции разрешение камеры указано как 4 Мп. Судя по этим данным, фотографии на 8 Мп получают с помощью интерполяции, то есть программного увеличения. Разрешение сенсора и размер итогового файла важно различать: большее число пикселей в снимке не означает, что камера фиксирует вдвое больше деталей.

Покупкой для центра я довольна. В Levenhuk Kelvin Touch KM7 мне особенно понравилось сочетание наблюдения и работы с изображением. Препарат надежно закреплен, нужный участок выбирается ручками препаратоводителя, а результат сразу появляется на экране. Остается подобрать освещение, настроить резкость и сохранить интересный кадр. На занятиях это поможет показать ученикам конкретную деталь, обсудить ее и позже вернуться к снимку.

Теперь проверим, насколько доступной может быть микросъемка за пределами кабинета. На прогулках постоянно встречаются интересные объекты, и мне нравится идея изучать их прямо на месте. Для этого у нас есть второе устройство — микроскоп с подсветкой Levenhuk Kelvin TMC10, который крепится к камере телефона. Посмотрим, как с ним работать и что можно увидеть с помощью небольшой насадки и смартфона.

Обзор микроскопа с подсветкой для телефона Levenhuk Kelvin TMC10

После Levenhuk Kelvin Touch KM7 коробка с этим прибором кажется совсем небольшой: словно внутри лежит обычный аксессуар для телефона. По сути, так и есть. Levenhuk Kelvin TMC10 работает вместе с камерой смартфона. Мне хотелось выяснить, что можно рассмотреть без предметных стекол и специально оборудованного места.

Для первого опыта я взяла то, что нашлось на столе: карандаш, ручки, ткань и несколько других повседневных предметов. Для занятия это прекрасное начало: сначала узнаваемая вещь, а затем детали, которые обычно остаются незамеченными.

В коробке находится мобильный микроскоп с креплением. Собственных камеры и дисплея у него нет: оптика насадки формирует изображение, а смартфон отвечает за съемку. Поэтому разрешение фотографий и видео зависит от телефона и приложения камеры. Готовые снимки сразу сохраняются в памяти смартфона.

Для Levenhuk Kelvin TMC10 заявлены увеличение ×200 и расстояние фокусировки около 10 мм. Рассматривать предметы придется с близкого расстояния — примерно в сантиметре от объектива насадки. Важно не только выбрать участок, но и найти такое расстояние до него, при котором изображение станет четким.

Сначала на телефон устанавливается держатель. Его подвижную часть можно сдвигать по горизонтали и вертикали, чтобы совместить отверстие с основной камерой, а затем зафиксировать винтом. Если камер несколько, инструкция советует открыть приложение и поочередно закрывать объективы пальцем, наблюдая за экраном.

Совместимость зависит в том числе от размеров устройства. В инструкции указана ширина смартфона 71–105 мм и толщина до 20 мм. Перед покупкой я бы также проверила, не помешают ли чехол или выступающий блок камер точно совместить оптику.

С установленной насадкой обычный телефон превращается в микроскоп. Сам процесс съемки остается привычным: смотришь на экран, выбираешь участок и сохраняешь кадр. При этом важно тщательно совместить оптику. Если изображение сильнее перекрыто с одной стороны, прежде всего стоит проверить положение держателя, а не менять настройки камеры.

Вокруг объектива расположена подсветка, поэтому подносить к небольшому объекту отдельную лампу не нужно. Для видимого света доступны полное кольцо, его левая или правая половина, теплый оттенок 3500 K или холодный 6500 K и три уровня яркости. Всего получается 18 сочетаний: три варианта освещения, два оттенка и три уровня яркости. Девятнадцатый режим — ультрафиолетовая подсветка полным кольцом.

При съемке рельефных поверхностей направление света особенно важно: тени помогают разглядеть форму. Цветовую температуру лучше подбирать под задачу, а для сравниваемых снимков сохранять одинаковые настройки.

Кнопки управления находятся на корпусе. Длительное нажатие кнопки питания включает и выключает свет, короткое регулирует яркость; вторая кнопка переключает режимы подсветки. На фотографии кольцо выглядит фиолетовым, но судить о спектре только по этому цвету нельзя: на него влияют камера и баланс белого.

В насадке предусмотрен поляризационный CPL-фильтр. Он ослабляет часть отражений, которые могут мешать рассмотреть фактуру. Полностью избавиться от бликов не получится, но их количество можно уменьшить.

Подсветка питается от встроенного литий-ионного аккумулятора емкостью 110 мАч. Заряжается он через USB Type-C; сетевой адаптер в комплект не входит. Производитель заявляет около 90 минут на зарядку и до 120 минут работы. В моем случае прибор проработал 118 минут, а полностью зарядился за 85 минут — даже немного быстрее заявленного.

Мобильный микроскоп для телефона: что получается на снимках?

Начнем с обычной фотографии на телефон. В кадре — комплектный чехол с хорошо заметной тканевой поверхностью. Такие общие планы я сохраняю рядом с увеличенными снимками: иначе после серии опытов легко собрать галерею красивых узоров и забыть, каким предметам они принадлежат.

На занятии это может стать небольшой загадкой: сначала показать крупный план, предложить ученикам догадаться, что перед ними, а затем открыть снимок предмета целиком. Заодно можно поговорить о ткани и переплетении волокон.

Под увеличением светлая ткань раскрывает свое строение: видно переплетение нитей и отдельные тонкие волокна, выступающие из них. Появляются промежутки, тени и неровности, которые на обычном снимке сливаются в единую фактуру.

Карандаш интересен сочетанием разных поверхностей: окрашенного корпуса, древесины и темного грифеля. На общем плане он выглядит совершенно привычно. Для съемки с увеличением я выбрала заточенную часть, где материалы с разной фактурой находятся рядом и хорошо видна граница между ними.

На крупном плане заметны продольные следы на грифеле и неровности по краю. Освещение подчеркивает форму кончика, а фон размывается. Предмет все еще легко узнать, но знакомый стержень уже предстает гораздо более сложным объектом.

Здесь показан срез карандаша. Вокруг темного грифеля различима неоднородная древесина: мелкие отверстия, направленный рисунок и светлые неровности, оставшиеся после заточки. На этом примере удобно объяснять, что материал, издали кажущийся сплошным, вблизи устроен сложнее. Но определять по снимку породу дерева или отдельные ткани было бы преждевременно.

На следующем кадре особенно заметны темные полости и светлые выступы поверхности; слева виден край грифеля. Неровный срез находится на разной высоте, поэтому не все участки одинаково резкие. Зато хорошо читается фактура обработанного материала.

Следующий объект — шариковая ручка. Ее наконечник позволяет рассмотреть небольшую техническую деталь, не разбирая механизм и не тратя время на поиск нужного участка.

На увеличенном изображении видны маленький шарик на конце металлического наконечника и темный ободок вокруг него. Поверхность конуса тоже оказывается не идеально гладкой: различимы мелкая фактура и яркая полоса отраженного света.

Это один из моих любимых объектов в подборке. Деталь невелика, но ее назначение легко объяснить: можно сразу показать рабочий узел и обсудить, как пишет шариковая ручка.

Обычная скрепка под увеличением напоминает полотенцесушитель. На металле видны продольные следы и мелкие неровности, а вдоль края тянется яркий блик. Снимок наглядно показывает связь формы и освещения: круглая проволока отражает свет иначе, чем плоская поверхность.

У этой металлической детали видны изгибы, отверстия и выступающие края. На ближайшем участке различимы тонкие следы обработки, тогда как соседние области быстро размываются. Кадр показывает, почему при съемке объемных предметов приходится выбирать конкретную плоскость для фокусировки.

Теперь очередь губки. На общем плане виден сам предмет и его изображение на экране телефона. Увеличение позволяет подробнее изучить ее привычную пористую поверхность.

На крупном плане видна светлая пространственная сетка с множеством пустот. Перегородки расположены на разной глубине, перекрывают друг друга и местами выходят из фокуса. Один плоский снимок не позволяет восстановить всю объемную структуру, но рельеф поверхности становится заметнее.

Поворачиваем губку к камере темной, более плотной стороной. Издалека она кажется почти однородной. Такие образцы особенно интересно изучать с детьми: сначала предложить им предположить, как устроен материал, а затем проверить догадку под увеличением.

На крупном плане отчетливо видны длинные извилистые волокна и промежутки между ними. В отличие от ткани, регулярного переплетения здесь нет: волокна направлены в разные стороны и образуют рыхлую сеть. Интересно сравнить ее со светлой ячеистой частью губки: похожая пористость складывается из совершенно разных элементов.

Следующий образец — войлочный коврик. На общем снимке заметны сгибы, следы обработки и неоднородная поверхность.

А здесь тот же коврик под небольшим увеличением. Хорошо видно, как отличается картинка на телефоне от поверхности под ним: серая масса распадается на светлые и темные волокна, их пересечения и промежутки. Экран смартфона позволяет рассматривать выбранный участок вместе с небольшой группой — в этом одно из главных удобств насадки.

На самом снимке различимы отдельные светлые волокна, их изгибы и более плотные пучки. Они перекрывают друг друга, поэтому яркость и резкость меняются даже в пределах небольшого участка.

Этот кадр удобно сравнивать с фотографией ткани. Там легко проследить повторяющееся переплетение, а здесь расположение волокон кажется беспорядочным. Обсудить различия можно и без предварительного знания названий материалов или способов их изготовления.

Levenhuk Kelvin TMC10 приятно меня удивил. Насадка позволяет изучать знакомые предметы не только дома или в учебном кабинете, но и вдали от лаборатории. Достаточно взять ее вместе со смартфоном, чтобы находка на прогулке стала поводом для небольшого исследования. Мне нравится возможность сразу откликнуться на возникшее любопытство.

Вывод

Я рада, что в нашем центре появились оба прибора. Фотомикроскоп Levenhuk Kelvin Touch KM7 удобен для вдумчивой работы с препаратами за столом, а Levenhuk Kelvin TMC10 легко взять с собой. Уже представляю, как мы будем собирать собственную коллекцию наблюдений: от готовых микропрепаратов до предметов, которые предложат рассмотреть сами школьники.

Не менее важно, что оба устройства позволяют работать со смартфоном и сохранять увиденное. Снимок можно вывести на большой экран, показать группе, вместе найти интересующую деталь и вернуться к ней на следующем занятии. При съемке с насадкой фотографии сразу остаются в памяти телефона, поэтому ими удобно делиться. Отдельное наблюдение превращается в материал для общего обсуждения, вопросов, предположений и сравнения результатов.

Наши привычные микроскопы еще не раз пригодятся на уроках. Но будущее учебной микроскопии я вижу в сочетании оптики, цифровой съемки и удобной работы с изображениями, в том числе на смартфоне. Хочется, чтобы школьники могли рассматривать, сохранять и обсуждать находки так же естественно, как фотографируют окружающий мир. Теперь возможностей для этого в нашем центре стало больше.

Спасибо за внимание! Если у вас возникли вопросы ко мне или к этим небольшим исследованиям, буду рада ответить в комментариях.

 

Источник