Maximale sinnvolle Vergrößerung für die Fotografie am Durchlichtmikroskop

[Baldrian]

Man liest an verschiedenen Stellen, dass die Vergrößerung von Durchlichtmikroskopen ab 1000 x sinnlos wird, weil dann keine weitere Detailauflösung erfolgt. Okay, lassen wir mal spezielle Superoptiken außen vor und Beobachtungen mit hohen Kelvinzahlen, also einem hohen Anteil kurzweiligen Lichts, und nehmen die 1000 x als gegeben hin.

Was bedeutet das eigentlich für die Fotografie? Unsere Digitalkameras lösen ja immer besser auf. Sensoren mit > 20 MP sind üblich. In der normalen Fotografie mit Fotoobjektiven kann man ziemlich weit in scharfe Aufnahmen hineinzoomen und Details erkennen, die mit dem bloßen Auge gar nicht sichtbar waren.

Das ist ja nicht mehr der Fall, wenn beim Durchlichtmikroskop bei 1000 x quasi durch die Gesetzmäßigkeiten der Lichtbrechung und -beugung eine Auflösungsgrenze erreicht ist.

Gibt es für die Fotografie mit hochauflösenden Sensoren eigentlich auch eine Vergrößerungsgrenze, ab der eine weitere Steigerung nicht mehr bringt? Was wäre der maximal erreichbare Abbildungsmaßstab, der hochauflösende Sensoren noch sehr gut nutzt?

Im Internet konnte ich dazu leider keine Abhandlung finden. Vielleicht weiß hier jemand mehr?

Tom

[Rawfoto]

Hallo Tom

Die hochauflösenden Sensoren der DSLR - 36 Megapixel - bringen ihren Vorteil mit geringeren Vergrößerungen zu tage ...

Bei 1000x ist das der Porsche in der zone 30 ...

Liebe Grüße

Gerhard

[Baldrian]

Gerhard, genau deswegen wüßte ich gerne, wo die Grenzen sind. Lohnt sich der 36 MP Sensor bei korrekter Adaptierung noch beim Abbildungsmaßstab von 100:1? Oder sind die Pixelmengen dann bereits Overkill?

Interessant zum Thema ist dieser Artikel, obwohl man zu wenig über das Mikroskop und die Umstände erfährt.

http://www.microbehunter.com/required-camera-resolution-for-photography-through-the-microscope/

Tom  

[Kurt Wirz]

Hallo Tom

Von 1:1 bis 9:1 verwende ich eine Vollformatkamera die Nikon D810, mit Vergrösserungsobjektive, ohne zusätzliche Linsen..
Von 10:1 bis 60:1 fotografiere ich mit der Crop Kamera Nikon D500, mit Mikroskop Objektiven, ohne Okulare oder anderen Linsen.

Bei 60:1 verwende ich das NIKON M Plan, 60/0.7 ELWD, 210/0 es löst mit 2400LP/mm auf. Auf die Bildbreite (0.39mm) ergibt dies 940 LP/BB.
Mein nächst stärker vergrösserndes Objektiv ist das NIKON M Plan, 100/0.8 ELWD, 210/0. Es löst mit 2800 LP/mm auf. Auf die Bildbreite (0.24mm) ergibt dies 658 LP/mm.

Die Auflösungssteigerung vom 60/0.7 zum 100/0.8 beträgt nur 16.6%, dies ist kaum sichtbar und die Bildbreite sinkt von 0.39mm auf 0.24mm, das ist eine Reduktion um 38.5%, diese Reduktion ist störend.

60:1 ist üblicherweise die höchste Vergrösserung, mit welcher ich fotografiere.

Kurt

[the_playstation]

Hallo.

Sicherlich sind 36MPixel bei 100x Objektiven nicht sinnvoll. Aber bei 40x und 63x sind ein paar Pixel mehr schon nicht schlecht. Einfach, weil man mit den Pixeln / Ausschnitt nachvergrößern kann, wenn es die Optik (NA) bietet.

Bei hohen Vergrößerungen muß allerdings auch alles stimmen. Gute Bilder bekommt man nur mit einer guten Beleuchtung, einer geringen Schichtdicke und vor allem der richtigen Einstellung vom Kondensor, der Iris, ...

Und da eine hohe Pixelanzahl sich bei niedrigen Vergrößerungen sehr postiv auswirkt, nutzt man Sie halt immer. Ich möchte nicht dauernd verschiedene Kameras anmontieren. Man läßt in der Regel eine dauewrhaft dran. Gerade bei einem Trinbotubus.

Immerhin kommt man mit 63x und 100x an die theoretischen Grenzen des Lichts (Wellenlänge). Was will man mehr?

Ich nutze eine Canon 600D / 650D mit 18 MPixel. Das ist für mich ein optimaler Wert. Mehr Pixel sind in der Fotografie auch nicht immer gut.
Weil mehr Pixel = weniger Licht pro Pixel. D.h. es rauscht schneller.

Liebe Grüße Jorrit.

[Baldrian]

... Bei 60:1 verwende ich das NIKON M Plan, 60/0.7 ELWD, 210/0 es löst mit 2400LP/mm auf.  ...

Kurt, hast du zwischen dem Objektiv und der Kamera noch eine Optik?

[Baldrian]

Mich irritieren die Vergrößerungsmaßstäbe, weil ich nicht genau durchblicke, wie man ihn feststellt.
Beispiel 1: Zeiss Axiolab, 10x Unendlich Objektiv, darüber ist ein 2,5x DLSR Adapter. Entspricht das 25:1?

Beispiel 2: Zeiss Standard 16, 10x 160mm Tubuslänge, 10x Okular, 40mm Fotoobjektiv an DSLR mit APS-C Sensor.  Wo lande ich beim Beispiel 2?

Tom 

[-JS-]

Hallo Tom,

ich möchte (mit Verneigung in Richtung Peter-H,  http://www.mikroskopie-ph.de/index-canon.html ) zu Deinem Beispiel 2 folgenden Ansatz vorschlagen:
Die Fläche eines APS-C Sensors sei mit den Maßen 22,2 x 14,8 mm beschrieben. Daraus ergibt sich nach Pythagoras eine Bilddiagonale von 26,68 mm.
Das Okular hat eine Vergrößerung 10x, und es wird ein altehrwürdiges KPL 10x/18 Br von Zeiss angenommen. Das hat eine Sehfeldzahl 18, d.h. sein Bildkreis hat einen Durchmesser von 18 mm.
Die Brennweite des Okulars errechnet sich mit der Formel 250/Okularvergrößerung und ergibt sich zu 25.
Das von Dir angenommene Foto-Objektiv hat eine Brennweite von 40 mm. Beide Brennweiten zusammengefasst ergeben einen Faktor (40/25) oder 1,6.
Zusammen mit der Sehfeldzahl des Okulars (18) und diesem Faktor (1,6) kommt man zu einem theoretisch vom Chip nutzbaren Bildkreisdurchmesser von 28,80 mm.
Der Chip hat aber nur einen Bildkreis von 26,68 mm, d.h. wir erhalten aus Sicht der fotografischen Seite (Okular plus Foto-Objektiv plus APS-C) für ein Endlich-Mikroskop einen Gesamtfaktor von 1,08 (die Diagonale des Chips zur Berechnung mit 100 Prozent angesetzt).
Dein angenommenes Endlich-Objektiv mit Vergrösserung 10 kommt nun noch als Multiplikant hinzu:
Gesamtvergößerung 10,8.

Viele Grüße
Joachim

[Baldrian]

Hallo, eure Antworten bringen einerseits Licht ins Dunkel und verwirren andererseits.

Da wäre zum einen die Frage, wie sich Vergrößerung und Abbildungsmaßstab unterscheiden.

Ich gehe davon aus, dass mit einem 100x Objektiv in Kombination mit einem 10x Okular eine Vergrößerung von 1000x erreicht wird.

Wie verhält sich dieser Wert zum fotografischen Abbildungsmaßstab?

Lassen wir dabei mal Anpassungen des Durchmessers des Bildkreises für verschiedene Aufnahmeformate unbeachtet. Nehmen wir an, wir fotografieren ein 1 mm großes Sandkorn. Wie breit wäre das auf der Projektionsfläche? 1000mm?

Gibt es im Web eine Tabelle, die anzeigt, wie viel LP/mm auf Projektionsflächen ankommen bei unterschiedlichen Kombinationen aus Objektiven und Okularen?

Tom

[Lupus]

Hallo Tom,

die 1000x stellt eine Vergrößerung des Objekt-Sehwinkels dar und ist nur für das Auge zu verwenden.
Wenn man das Okular in Zusammenhang mit einem Fotoapparat + Fotoobjektiv verwendet, muss man einfach das Verhältnis Fotoobjektivbrennweite/Okularbrennweite berechen (=Vergrößerungsfaktor für das Mikroskopobjektivbild).
Also Okular 10x = 25mm Brennweite. In Verbindung z.B. mit einem 40 mm Fotoobjektiv ergibt das eine 1.6 fache Zwischenvergrößerung. Im Ergebnis 100x * 1.6x = 160x Gesamtvergrößerung auf dem Sensor.

Hubert

[reblaus]

Hallo Tom -

Dein Riesen-Sandkorn ist auf dem Zwischenbild (d.h. in der Direktprojektion ohne weitere Optik bzw. nur mit Tubuslinse zwischen 100er Objektiv und Zwischenbild) dann 100 mm groß, also nur ein winziger Ausschnitt davon sichtbar.
Was Du dann weiter damit machst ist sozusagen Deine Sache - sei es, dass Du es mit einem (Kompensations)-Okular weiter vergrößerst, sei es, dass Du einen Fotosensor in der Zwischenbildebene platzierst, sei es, dass Du das Zwischenbild mit einem Projektiv weiter vergrößerst, damit es den großen Sensor Deiner "Voll"formatkamera ganz ausfüllt. Im letzteren Fall würdest Du z.B. eine Projektiv verwenden, das 2,5 x vergrößert und die Vergrößerung auf dem Chip wäre 250 x. Früher hat man das z.B. noch im Hörsaal an die schmutzige Wand projiziert und dort tolle Endvergrößerungen von einigen 1000 erzielt
Aber heute betrachtetst Du das Bild ja noch auf einem Bidschirm oder druckst es aus - deshalb weiß meist kein Mensch, was der Hinweis in der Bildlegende "1000x vergrößert" eigentlich bedeuten soll, weshalb tunlichst ein kleiner Maßstab ins Bild gesetzt werden sollte oder wenigstens der Hinweis: "Bildbreite 0 xy µm"

Viele Grüße

Rolf

[the_playstation]

Hallo Hubert.

Wobei die 160x dann für den Sensor  stimmen. Allerdings betrachten Wir ja nicht den Sensor sondern z.B. das Bild am Monitor des PCs. Das ist dann z.B. 10x größer als das des Sensors. Die Vergrößerung für unser Auge ist dann z.B. 1600x Von daher ist es schwer, bei einem Bild von Vergrößerung zu sprechen, da es für das Auge auf die Projektion bzw Darstellung auf dem Monitor (mit unterschiedlicher Größe) ankommt. Mein Full HD 47" Fernseher z.B. vergrößert das Bild eines z.B. 1" Sensors 47x.

Liebe Grüße Jorrit.

[Lupus]

Hallo Jorrit,
daher unterscheidet man ja zwischen der Winkelvergrößerung beim Auge und dem Abbildungsmaßstab in der Fotografie. Du wirst Deinen 47" Fernseher hoffentlich nicht aus 250 mm Abstand betrachten.   

Hubert

[Baldrian]

Wie sähe dann eure generelle Empfehlung zur Fotografie durch ein Mikroskop aus, wenn detaillierte Fotos mit guter Auflösung herauskommen sollen? Okay, alle Parameter sind schwammig. Nehmen wir ein Zeiss Standard mit typischen 160mm Tubuslänge Objektiven und mindestens Plan-Achromaten. Kamera mit APS-C und 24 MP. Objektiv + 10x/18 + 40mm Pancake. Bei welcher Zahl auf dem Objektiv würdet ihr Schluss machen, weil praktisch keine Details mehr dazu kommen und der Bildausschnitt aus dem Präparat immer kleiner wird? 10, 20 oder 40 ...

Ich habe zuhause ein Zeiss Standard und ein Axioskop mit Unendlich Objektiven stehen und kann vieles ausprobieren, doch frage ich so hartnäckig, weil ich die Ergebnisse noch nicht befriedigend bewerten kann. Hoffentlich habt ihr die nötige Geduld.      

Tom        

[micropol]

Hallo Baldrian!

Du hast MicrobeHunter erwähnt.Herausgeber ist ein Oliver Kim in Österreich.Die Seiten sind in Englisch und Preisangaben in US $. Kennst Du die Zusammenhänge genauer?

Ein Impressum habe ich nicht gefunden.Erster Eindruck - ganz ordentlich finde ich.-

Danke und Grüße Hermann.