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STEREO MICROSCOPIO ZOOM TRINOCULARE

Mod. FORINST XTS O11

Lo stereo microscopio modello XTS O1 è particolarmente indicato per l’analisi dei grafismi su tessuto cartaceo. Premessa: Il microscopio uno strumento che consente la visione di oggetti a medio/forte ingrandimento. Ogni microscopio è costituito essenzialmente da due gruppi ottici fondamentali: un obiettivo ed un oculare . La distanza tra l’oculare e l’oggetto dell'osservazione è invariabile in qualsiasi tipo di microscopio, la messa a fuoco dell'oggetto avviene attraverso uno spostamento meccanico del sistema ottico utilizzato. Il documento oggetto della osservazione deve essere opportunamente illuminato: dal basso (illuminazione in “trasmissione”) tramite gli opportuni sistemi di illuminazione a corredo dello strumento più avanti descritti, oppure lateralmente o in asse rispetto all’obiettivo (illuminazione in “riflessione”). Per ottenere un maggiore ingrandimento è possibile intervenire con delle lenti addizionali, oppure sostituendo gli oculari con altri modelli che consentono una maggiore magnificazione.

1 REV1.0 [FORINST si riserva il diritto di apportare modifiche tecniche o di altro tipo senza preavviso]

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Esistono sostanzialmente due tipologie di microscopi (ottici):

I MICROSCOPI BIOLOGICI e gli STEREO MICROSCOPI. I microscopi biologici dispongono di ottiche in grado di raggiungere ingrandimenti molto elevati, dai 20x fino a 1000x e oltre. Per questo motivo i microscopi “biologici” meglio si prestano all'osservazione di microorganismi (cellule, fibre, batteri, che tipicamente vengono posti su vetrini. Questi microscopi non sono adatti all'osservazione di corpi opachi o con spessore elevato. Esistono sia biologici monoculari (per l’osservazione con un solo occhio), binoculari (per l’osservazione con entrambi gli occhi) e trinoculari2. Tuttavia l'immagine non risulterà tridimensionale, in quanto l'obiettivo di osservazione è singolo. Al contrario, gli stereo microscopi sono caratterizzati da una visione 3D di ciò che si sta osservando in quanto sono dotati di coppie di obiettivi e oculari che lavorano simultaneamente dando una visione realistica del soggetto. Normalmente questi strumenti hanno ingrandimenti che variano da 10x a 90x, ma possono arrivare fino a 180x nelle versioni più sofisticate (e oltremodo costose, dove vengono richieste elevatissime prestazioni). Gli stereo microscopi sono quelli che meglio si prestano per l'osservazione del grafismi e del tessuto cartaceo.

Perché, per l’analisi dei grafismi è da preferisi u no stereo microscopio:

Innanzi tutto, come già accennato, perché lo stereo microscopio è uno strumento che consente di “vedere” i grafismi in tre dimensioni, in quanto osservando un reperto da due angoli leggermente diversi rispetto al microscopio biologico, si ottengono le due immagini necessarie per la visione stereoscopica . Nozioni di base sulla stereoscopia Chiunque guardi lo schermo di un computer percepisce di stare osservando un'immagine di una scena “non reale”. Questa differenza proviene dal fatto che nel nostro mondo tridimensionale gli occhi ci forniscono due immagini diverse tra loro. Questo perché nello spazio, i nostri occhi sono in due posizioni distinte, separate tra loro di circa 65mm. Al cervello giungono quindi due rappresentazioni grafiche, che vengono successivamente “processate” per creare un'unica immagine contenente una precisa percezione della profondità. Osservando un’oggetto fisico, la visione è stereoscopica in quanto ogni occhio ha la sua visione dell'oggetto, ma guardando una foto del medesimo, questa fornisce un'immagine priva di informazioni riguardo alla profondità: l’immagine risulta “piatta”, in quanto entrambi gli occhi si trovano ad osservare la medesima informazione. Il principio della “tridimensionalità” Perchè l'uomo è in grado di osservare gli oggetti con una visione tridimensionale? Essenzialmente per il fatto, come già accennato, che gli occhi sono posti ad una certa distanza uno dall'altro, ne consegue che ognuno fornisce al cervello un'immagine bidimensionale presa da un punto di vista leggermente diverso rispetto all'altro. Un semplice test consiste nel provare ad osservare un oggetto molto vicino a noi, prima con un occhio e poi con l'altro: si noterà macroscopicamente la diversità tra le immagini fornite da ciascun occhio. Pur trattandosi del medesimo oggetto, questo verrà osservato da due differenti “visuali” (angolazione prospettica leggermente diversa) che sono alla base della cosiddetta “visione stereoscopica”. 2 I microscopi “trinoculari” dispongono di un percorso ottico addizionale per consentire l’acquisizione di immagini mediante telecamera o fotocamera digitale)

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Come riprodurre la realtà? Per ottenere una visione “stereo” occorre quindi avere due immagini dello stesso soggetto riprese da “due punti di vista” diversi e fare in modo che ciascun occhio possa vedere soltanto l'immagine che gli compete. Successivamente il nostro cervello, analizzando le differenze riscontrate tra le due immagini (per via del parallasse) ci consentirà di percepire anche la profondità di ciò che stiamo osservando. Ecco il motivo per cui lo stereo microscopio è dotato di due percorsi ottici distinti. Lo stereo microscopio, osserva gli oggetti principalmente per mezzo della luce riflessa e il suo ingrandimento, tipicamente compreso fra 8-50 volte, ha ingrandimenti inferiori di quelli del microscopio biologico; con questo strumento non è possibile osservare oggetti di dimensioni micrometriche3. In apparenza il fattore di ingrandimento (non particolarmente elevato) dello stereo microscopio può sembrare una limitazione, al contrario lo stereo microscopio presenta tutta una serie di vantaggi (che in buona parte lo rendono unico, perlomeno per l’utilizzo da parte di un Perito, specializzato per l’analisi documentale) I principali vantaggi sono: a) innanzi tutto lo stereo microscopio opera “a distanza” rispetto al documento da esaminare. Questo è un vantaggio non indifferente, in quanto consente all’operatore di poter agevolmente posizionare i vari sistemi di illuminazione, senza toccare il foglio e senza dover fissare il medesimo mediante supporti rigidi metallici, ecc con eventuali conseguenze disastrose per il documento stesso, qualora il medesimo dovesse subire una lacerazione, taglio, ecc. dagli strumenti meccanici sopra menzionati. b) lo stereo microscopio è adatto ad osservare un target che è già visibile ad occhio nudo: un testo manoscritto o dattiloscritto, un carattere alfanumerico, una sigla, una firma, ecc. Ne consegue che il suo impiego risulta di estrema semplicità di utilizzo, anche da parte di personale non esperto. Al contrario, nel caso del microscopio biologico, si devono osservare soltanto campioni minuscoli, invisibili ad occhio nudo. Inoltre la piccola porzione del documento da esaminare (per poter essere focalizzata) deve essere posizionata a pochi millimetri dalla lente. Ciò comporta il fatto che il documento venga posto su un tavolino X Y dotato di movimentazione micrometrica. In caso contrario è sufficiente, anche solo per una semplice disattenzione, spostare il documento di pochi decimi di millimetro oltre il necessario, per “perdere il punto del grafismo” che si stava analizzando… c) un forte fattore di magnificazione (per l’analisi dei grafismi) non serve a nulla, anzi! E’ del tutto inutile per un Perito Grafico arrivare ad osservare (per esempio) la singola fibra di cellulosa che compone il tessuto cartaceo. Un grafismo (a un fattore di ingrandimento così elevato) perde del tutto il proprio “significato”. Al contrario, un operatore del settore, dedicato all’analisi documentale, deve poter agevolmente discriminare (tipicamente) quanto segue: - il livello di indentazione dei solchi di un manoscritto - la presenza di microgranuli di Toner sul foglio, per stabilire se il documento è stato stampato da una Laser Printer, oppure se trattasi di una fotocopia e non di un documento genuino. - se è stata utilizzata una stampante a colori per generare un documento (apparentemente) monocromatico. - se un carattere da stampa è stato generato da una Ink Jet, piuttosto che da una Laser Printer (nel caso di quest’ultima sono osservabili i caratteri “in rilievo”, sempre grazie alla visione stereoscopica) - tracce di abrasioni (sospetta contraffazione di un grafismo per alterare una data, ecc.) - variazioni della tonalità dei pigmenti degli inchiostri. Vedi per es. nel caso di una correzione/aggiunta di testo (mediante un altro strumento scrittore) in un testamento, ecc. per alterare il vero contenuto dello scritto preesistente), ecc.

3 Un micrometro corrisponde alla millesima parte di un millimetro.

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Per completezza, vengono qui di seguito brevemente elencati gli altri tipi di microscopi presenti sul mercato. Microscopio monoculare Microscopio dotato di un singolo percorso ottico: l'osservatore guarda il preparato con un solo occhio. Microscopio binoculare Microscopio comprensivo di due percorsi ottici distinti. Ciò consente all'osservatore di guardare con entrambi gli occhi. Alcuni tipi particolari di microscopi binoculari, (come nel nostro caso, detti stereoscopici) consentono una visione tridimensionale degli oggetti. Microscopio trinoculare Analogo al microscopio binoculare ma con l’aggiunta di un terzo percorso ottico, per consentire di acquisire delle immagini da fotocamera/telefamera, ecc. mediante il terzo raccordo ottico/meccanico di cui sopra. Microscopio invertito Particolare tipo di microscopio composto, proposto verso il 1850, nel quale il preparato è illuminato dall'alto e osservato dal basso (quindi da qui il nome "invertito" ovvero rovesciato). Sotto il preparato si trova infatti un prisma che riflette i raggi luminosi nel tubo ottico. Grazie a questo accorgimento è possibile osservare reazioni chimiche senza che i gas o le effervescenze da esse generate disturbino la visione. Per tale ragione i microscopi di questo tipo sono anche detti chimici. Adatto anche alla visualizzazione di preparati in capsule petri o fiasche per la coltura dei tessuti. Microscopio a campo chiaro Nella microscopia in campo chiaro a luce riflessa, la luce colpisce i particolari piatti nel campione (perpendicolari all’asse ottico) e viene riflessa nell’obbiettivo dove appare chiara nell’immagine. Il contrasto si ottiene mediante significative variazioni in termini di assorbimento e riflessione della superficie planare. In altre parole, la luce che colpisce zone non planari della superficie, viene “deviata” e appare scura nell’immagine. Ciò consente di ricostruire le microstrutture del tessuto in esame in modo indiretto. Specifici trattamenti superficiali (chimici e meccanici) permettono di evidenziare ciò che si vuole ottenere dall’analisi (grani, inclusioni, eccetera) Microscopio polarizzatore Microscopio composto nel quale è possibile far passare attraverso il preparato un fascio di luce polarizzata generata da un particolare prisma (Vedi prisma di Nicol). Un secondo prisma inserito nell'oculare funge da analizzatore. Questi strumenti vengono utilizzati per le analisi in mineralogia (cristallografia, ecc.) per studiare le strutture cristalline grazie alle particolari immagini e colorazioni da esse fornite quando sono attraversate dalla luce polarizzata. Microscopio a contrasto di fase Il microscopio a contrasto di fase sfrutta l’interferenza tra la luce diretta proveniente dalla sorgente e quella diffratta (deviata) dal preparato, per far risaltare meglio i particolari del campione. Un dispositivo di forma anulare riduce l'intensità della luce diffusa e, contemporaneamente, introduce uno sfasamento di un quarto di lunghezza d'onda tra due raggi paralleli incidenti sul campione. Questo particolare microscopio è impiegato per lo studio di tessuti biologici, (in biologia, in medicina, ecc). Il principale vantaggio consiste nel fatto di non dover ricorrere a colorazioni artificiali, al fine di poter osservare preparati in vita.

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Microscopio a campo scuro Il microscopio a campo scuro opera sul principio della “illuminazione in campo scuro”. Ciò produce l’inverso del contrasto di immagine che si ottiene dall’analisi nel caso di un campo chiaro. La luce che viene deviata viene raccolta ed appare chiara nell’immagine, mentre la luce che si riflette direttamente non dà alcun contributo nella formazione dell’immagine. Tuttavia per superfici che presentano inclinazioni locali, si può ottenere una riflessione che contribuisce all’immagine e produce macchie brillanti. Ne consegue che questa tecnica risulta sensibile nel caso di superficie irregolari. Tuttavia questo particolare microscopio consente di osservare le variazioni di colore della microstruttura, tutt’altro che facilmente distinguibili nel caso dell’analisi in “campo chiaro”. L’illuminazione per la riflessione in campo scuro è ottenuta usando uno specchio a forma anulare che avviluppa il percorso del raggio luminoso e sostituisce lo specchio semiriflettente. Microscopio metallografico Il microscopio metallografico viene tipicamente impiegato nell’industria meccanica di precisione. Questo strumento opera con fattori di magnificazione molto elevati e non è in grado di osservare oggetti in trasparenza, per via della loro opacità. Al contrario questi tipi di campioni vengono osservati per riflessione. Ne consegue che il gruppo ottico del microscopio raccoglie non tanto la luce che ha attraversato il campione ma la luce che è stata riflessa dal campione. Il microscopio metallografico permette di vedere le microstutture che si differenziano principalmente per la loro differnte colorazione. Perché, per l’analisi dei grafismi è da preferisi u no stereo microscopio dotato di stativo a sbalzo, rispetto a un classico stereo microscopio d a banco:

Lo stereo microscopio classico, presenta il vantaggio di essere decisamente più economico rispetto a quello dotato di stativo a sbalzo. Normalmente questo economico microscopio è già dotato di serie di due illuminatori (luce in trasmissione e in riflessione). Tuttavia questi illuminatori, proprio per il fatto che sono incorporati nella meccanica dello strumento, non consentono una “flessibilità di manovra”. Inoltre le ridotte dimensioni dell’area operativa sottostante il gruppo ottico, rendono questo strumento poco adatto ad analizzare un documento. (a seconda dei grafismi da osservare, soprattutto se questi sono disposti alle estremità del reperto, occorre piegare il foglio, oppure ruotare il medesimo di 90° o 180°. Il problema si pone anche quando i grafis mi sono disposti nell’area centrale del foglio…) Al contrario, lo stereo microscopio con stativo a sbalzo non soffre dei problemi sopra esposti. Per esempio è possibile ispezionare tranquillamente anche un foglio formato A/3, oppure un voluminoso dossier dove il documento da ispezionare non può essere asportato. Riguardo ai sistemi di illuminazione, lo stereo microscopio con stativo a sbalzo “nasce” (volutamente) senza alcun accessorio di questo tipo, per lasciare libero l’utilizzatore di scegliere le sorgenti di luce che più si adattano alle proprie esigenze. Nelle pagine seguenti vedremo meglio descritti i sistemi di illuminazione disponibili.

Stereo microscopio con stativo a sbalzo

Stereo microscopio classico da banco

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Lo stereo microscopio Forinst XTS O1 è composto dai seguenti componenti: . 1. Stativo 2. Obiettivi 3. Manopola fuoco micrometrico 4. Manopola fuoco macrometrico 5. Ghiera di blocco 6. Manopola di blocco 7. Oculari 8. Testa Trinoculare Messa a fuoco macrometrica e micrometrica. Lo strumento utilizza un meccanismo coassiale di messa a fuoco macrometrica e micrometrica. La manopola 4 regola il fuoco macrometrico, mentre la manopola 3 regola quello micrometrico. Dopo aver inserito il documento da esaminare sulla base dello stativo, su agisce sulla manopola del fuoco macrometrico per avvicinarsi alla condizione di fuoco, ottimizzando successivamente la messa a fuoco dell’immagine tramite la regolazione micrometrica. La ghiera di blocco è relativa alla regolazione della frizione per evitare che il gruppo del microscopio trinoculare possa scendere per proprio peso, evitando un contatto non desiderato tra gli obbiettivi ed il documento oggetto della osservazione microscopica.

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Gruppi di illuminazione di dotazione con lo strumen to Esistono diversi sistemi di illuminazione dei grafismi, a seconda delle caratteristiche di trasparenza, opacità, riflettanza degli inchiostri. Nella foto di cui sopra possiamo osservare lo stereo microscopio, comprensivo del set di illuminazione a corredo del medesimo: 1) Illuminatore dotato di faretto dicroico a trasmissione di luce fredda (bianca) mediante due guaine metalliche a fibre ottiche semirigide orientabili 2) Illuminatore anulare a luce diffusa (bianca) in fluorescenza ad alta frequenza 3) Illuminatore a luce diffusa (bianca) mediante faretto dicroico orientabile e ad intensità regolabile 4) Pianetto in vetro rialzato per una agevole osservazione di documenti in luce trasmessa mediante le guaine a fibre ottiche, come da figura. I sistemi più utilizzati sono quello in riflessione e a diffusione. Nel primo caso, la luce proveniente da una sorgente di luce a incandescenza (o in fluoresscenza). Al contrario, quando si utilizza l’illuminazione in trasmissione, la sorgente di luce attraversa completamente i grafismi, mettendo in risalto le zone di transizione chiaro/scuro e le zone in cui vi è assenza parziale o totale di inchiostrazione (per esempio all’interno dei solchi generati da una penna a sfera a rotolamento). Mediante la tecnica della luce trasmessa è facilmente riconoscibile la stampa generata da una Laser Printer rispetto a quella di una Ink Jet. Le guaine semirigide inoltre consentono di illuminare la superficie del tessuto cartaceo anche in condizioni di forte angolazione (di quasi/radenza), in modo da esaltare sia le profondità dei solchi (o i rilievi del Toner), oppure di individuare la presenza di solchi ciechi, ecc. Ovviamente l’operatore dovrà prendere dimestichezza con gli illuminatori sopra menzionati per stabilire autonomamente quale di questi è più indicato, a seconda di cosa dovrà essere messo in risalto. A tal proposito si suggerisce la lettura di documentazione specifica.

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Nota: nel caso in cui il documento in esame non richieda una sorgente di luce in trasmissione, si può evitare di utilizzare il tavolinetto in vetro.

ACCESSORI OPZIONALI

Illuminatore anulare a stato solido (Led a luce bianca)

Illuminatore anulare a stato solido IR

Illuminatore fluorescente UV

Lenti addizionali per operare a forte distanza tra microscopio e documento da analizzare

Micrometro oggetto su vetrino trasparente (un centimetro diviso in 100 parti)

Telecamere a elevata sensibilità per riprese in

IR e UV

Illuminatore anulare con guaina flessibile dotato di filtro polarizzatore con ghiera meccanica per consentire una rotazione del medesimo a 360°

Illuminatore a batterie a stato solido IR

Obiettivi e lenti per aumentare il fattore di

magnificazione

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SPECIFICHE TECNICHE INERENTI ALLE PRESTAZIONI DELLO STEREO MICROSCOPIO Mod. FORINST XTS O1, IN FUNZIONE DELLE OTTICHE DISPONIBI LI4

4 Nota: solo alcune delle ottiche indicate in tabella sono fornite di corredo con lo stereo microcopio. Per eventuali ottiche addizionali, rivolgersi alla Forinst di Torino, in funzione delle proprie specifiche esigenze applicative.

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Alcuni esempi di grafismi ripresi dallo stereo micr oscopio e successivamente acquisit e digitalizzati da telecamera digitale

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