Hallo zusammen,
ich habe die Aufgabe Infrarot Mikroskopie an mikromechanischen Bauteilen (MEMS-Chips) aus Silizium zur Fehleranalytik zu betreiben.
Dafür habe ich ein älteres Zeiss Axioplan mit Fotoadaption und Zeiss Monochrom Kamera MRm
auf Infrarot umgerüstet. D.h. den Wärmeschutzfilter aus der Halogenbeleuchtung entfernt und durch einen Longpassfilter mit cut on von 950 nm vor der Kamera ersetzt.
Das ganze funktioniert auch schon recht gut und ich kann die innere Mikrostruktur der ungeöffneten Chips mit einer Gesamtdicke von ca. 550µm gut darstellen.
Leider hat die veraltete Monochromkamera nur 1,3 MPixel und ist für eine schnelle Routinekontrolle viel zu langsam und das Bildfeld ist auch unzureichend.
Da bin ich von der Canon DSLR im sichbaren Licht am gleichen Mikroskop schon deutlich besseres gewohnt.
Nun gibt es für die normale Infrarotfotografie im Astrobereich ja modifizierte Canon DSLRs.
z.B. hier:
https://www.astro-shop.com/canon-eos-2000d-body-modifiziert-fuer-infrarotfotografie.html?c=29
hat jemand Erfahrung mit einer solchen Kamera oder kann mir eine bezahlbare andere Kamera für die Infrarotmikroskopie empfehlen ?
viele Grüße
Wilfried
Infrarotfotografie geht mit jeder halbwegs guten Systemkamera.
Der Haken ist halt, man muss leider länger belichten.
Das habe ich schon gemacht und das funktioniert auch gut.
Ich würde mir an deiner Stelle mal testweise eine alte Canon DSLR schnappen und den Filter vor dem Chip entfernen.
Und dann mal fotografieren.
Hallo Wilfried,
ich habe mir bei einem Händler bei Kleinanzeigen eine bereits modifizierte Canon 700D gekauft (mit Garantie).
Einfach den Filter vor dem Sensor entfernen ist nicht ausreichend, das ganze System muss neu justiert werden, lt. der Umbauer solcher Astrocams.
LG Frank
Edit 19:05 Uhr:
https://www.kleinanzeigen.de/s-anzeige/canon-700da-astrokamera-2-jahre-gewaehrleistung-h-alpha-astromod/2885148542-245-8638
Hallo Wilfried,
ich nehme dafür eine Astrokamera ZWO ASI 178mm. Gerade die 14 bit und die vielen Möglichkeiten sind ideal. Ich will jetzt nicht die ganze Beschreibung hier einstellen, aber im Netz ist alles gut beschrieben. Dazu noch die SW SharpCap.
Auch für Ha Aufnahmen am Teleskop super.
IR-Chip-5x.jpg
Schöne Grüße
Peter
Hallo,
Ich habe eine auf IR umgebaute Canon. Das funktioniert ausgezeichnet. Die Belichtungszeiten sind ähnlich wie bei Fotografie mit sichtbarem Licht. Man braucht für die Kamera einen IR-Filter, weil das sichtbare Licht sonst zu sehr stört und muss den Weißabgleich anpassen. Ansonsten alles wie normal, sogar der Autofokus funktioniert tadellos.
Bei den meisten Kameras kostet der Umbau allerdings die automatische Sensorreinigung. Das bedeutet, man vermeidet Objektivwechsel besser, oder man putzt permanent.
@Wilfried: Ich kann die Kamera zum Testen am Mikroskop leihen.
Viele Grüße
Alexander
Hallo Wilfried,
ich würde eine Mono-Kamera verwenden, die man im Astro-Bereich in einiger Auswahl erhält. Eine ähnliche Kamera vom gleichen Hersteller wie von Peter empfohlen, mit 8.3 MP wäre diese
https://www.teleskop-express.de/de/asi-zwo-129/kameras-deep-sky-ungekuehlt-17/zwo-asi678mc-farb-usb3-0-astrokamera-sensor-d-8-86-mm-2-0-m-pixelgroesse-17893
Der Vorteil ist dass hier meist der Infrarotbereich etwas empfindlicher ist als bei Consumer-Farbkameras, auch nach Entfernung des Filters.
Wenn man die spektrale Empfindlichkeit dieser SW-Kamera
https://www.teleskop-express.de/media/bilder/shop/zwoptical/zwo-asi678mm-07-cmos-camera-mono-1000.jpg mit der eines typischen Canon-Sensors vergleicht https://www.researchgate.net/publication/350712162/figure/fig5/AS:1010184143007754@1617858076972/Red-green-blue-RGB-quantum-efficiency-of-the-Canon-Rebel-EOS-CMOS-sensor-the.png
sieht man den Unterschied. Bei 900 nm wären es noch 60% gegenüber 20% Empfindlichkeit des Canon-Sensors.
Hubert
Hallo,
aus Erfahrung kann ich jedem davon abraten selbst einen Versuch zum Astroumbau einer Kamera vor zu nehmen, wenn man es überhaupt schafft die Kamera bis zum Filter auseinander zu legen, dann zerstört man sie meistens bei dem Versuch den Filter vom Sensor zu entfernen.
Der Zusammenbau ist zumindest bei Canon auch schwierig, vor allem weil alle schrauben unterschiedlich lang sind und man schnell eine Platine killt.
Nach einigen Fehlversuchen hab ich gerne die ~230€ für eine schon modifizierte etwas ältere Kamera ausgegeben.
Häufig kann man auch für etwas Geld einen Filter zum einclipsen dazu kaufen, mit dem man die Kamera auch normal nutzen kann.
Meine Kamera nutze ich mit Filter am Mikroskop und sonst zur Infrarotfotographie mit Objektiv.
Ich würde sagen die umgebauten älteren Modelle sollten auch schon für die Mikrofotografie reichen und sind mit 200-300€ auch etwas günstiger als die 2000d oder sehr teure monochrome Astrokameras.
Viele Grüße
Kay
Hallo zusammen,
vielen Dank für die informativen Antworten.
Ich neige dazu eine Monochrome Astrokamera zu beschaffen, aber die von Peter und Hubert vorgeschlagenen haben leider eine noch kleinere Chipdiagonale als meine bis jetzt verwendete Zeiss MRm (nur 8,2 gegenüber jetzt 11mm).
Angehängt ein Infrarotbild der Innereien eines MEMS (Lagesensor der sich in den meisten Smartphones befindet) mit meiner bisherigen Ausrüstung: Zeiss Axioplan, PlanNeofluar 10x, Zeiss Monochromkamera MRm.
Die Canon hätte da mit ihrem großen Halbformat Chip natürlich große Vorteile und man könnte sie mit einem Infrarot Sperrfilter auch noch für die normale Farbfotografie am Mikroskop verwenden.
Andererseits ist der Vergleich von Hubert bezüglich der höheren Empfindlichkeit der monochromen Astrokamera von 60% bei 900nm gegenüber 20% der Canon schon ein Argument. Ich überlege daher eine Monochrome Astrokamera mit größerer Chipdiagonalen zu beschaffen wie z.B. diese hier:
https://www.teleskop-express.de/de/astrofotografie-und-fotografie-15/deep-sky-kameras-ungekuehlt-17/zwo-asi183mm-usb3-0-sw-cmos-kamera-sensor-d-15-9-mm-2-4-m-pixel-10229
Aber leider scheint der größere Chip auch wiederum nur 20 % Infrarotempfindlichkeit bei 900 nm zu haben.
Ich werde wohl mal bei der Firma anfragen, ob ich beide Modelle zu Ansicht haben kann.
viele Grüße
Wilfried
Edit: Objektivvergrößerung auf 10x PlanNeofluar korrigiert
Hallo Wilfried,
warum passt Du nicht die Kameraadaption an die Sensorgröße an?
Hubert
Hallo Wilfried, hallo in die Runde,
ich denke die von Hubert angegebene QE Kurve mit 60% bei 900nm ist im besten Falle missverständlich, wenn nicht falsch. Sony gibt nämlich immer nur die "relative Sensitivity" an, was nicht der QE entspricht.
Hier auf der Seite sind die aktuellen CMOS-Sensoren von Sony auf wissenschaftlicher Basis verglichen und da landen alle bei 900nm eher um die 10-13% QE: https://scientificimaging.com/knowledge-base/qe-curves-for-cmos-imagers/
Es gibt aber von einigen Herstellern spezielle NIR-enhanced Cmos, wie beispielweise CMOSIS. Da müsste man sich mal schlau machen, was möglich ist.
Aber grundlegend falsch machen kann man eigentlich nichts, da bei der Mikroskopie mit ausreichend Licht die eigentliche Empfindlichkeit doch eher zweitrangig ist. Was ein bisschen Probleme bereiten kann, ist das erhöhte Übersprechen zwischen den Pixeln im NIR.
Vg Tino
Zitat von: Lupus in Oktober 23, 2024, 16:34:43 NACHMITTAGSHallo Wilfried,
warum passt Du nicht die Kameraadaption an die Sensorgröße an?
Hubert
Hallo Hubert,
das könnte man natürlich tun, aber für die Zeiss Trennstelle 44 gibt es leider nur einen optiklosen 1x Kameraadapter.
Und falls es einen mit einer entsprechenden Verkleinerungsoptik gäbe, wäre er locker etwa genau so teuer wie eine Canon DSLR Astro oder eine Monochrome Astrokamera mit größerem Chip.
Ausserdem ist es qualitätsmäßig immer besser man passt die Chipgröße dem Sehfeld an, als mit einer Verkleinerungsoptik das Sehfeld der Chipgröße.
viele Grüße
Wilfried
Zitat von: wilfried48 in Oktober 23, 2024, 19:23:41 NACHMITTAGS... aber für die Zeiss Trennstelle 44 gibt es leider nur einen optiklosen 1x Kameraadapter.
Und falls es einen mit einer entsprechenden Verkleinerungsoptik gäbe, wäre er locker etwa genau so teuer wie eine Canon DSLR Astro oder eine Monochrome Astrokamera mit größerem Chip.
Hallo Wilfried,
Von Zeiss sind Adapter 0.63 und 0.50 für die Schnittstelle 44 nach wie vor lieferbar. Was die Preise anbelangt, hast Du allerdings recht.
Auf Ebay wird gerade eine Panasonic G2 mit Infrarotumbau für kleines Geld angeboten. Die kann man mit dem 1X-C-Mount-Adapter 45 29 95 und einem einfachen Adapter C-Mount auf MFT preiswert und parfokal adaptieren. Ich würde eher so einen Weg gehen, als eine exotische Spezialkamera zu kaufen, die anschließend die hohen Erwartungen doch nicht erfüllt.
Viele Grüße
Alexander
Noch ein Gedanke zur Wahl der Kamera. Jede Farbkamera hat eine Bayermaske für die Erzeugung der 3 Farbkanäle. Wenn ich nun durch Filter dafür sorge, dass nur z.B. der Rotkanal eine Information bekommt, so bleiben die beiden anderen Kanäle ohne Info, bzw. sie erzugen Rauschen. Schlimmster Fall: das aufgenommene Bild wird durch den Kamerarechner in ein Graubild gewandelt. 1x Info + 2x Rauschen.
Man kann auch die Kanäle trennen und nur den Rotkanal verwenden. Oft aber nur als 8 bit Version.
Daher meine Ablehnung einer Consumer Kamera für monochrome Nutzung.
Grüße
Peter
Hallo Wilfried,
kannst du erklären, was die Vorteile von der Infrarot-Mikroskopie sind?
Vielleicht können sich die anderen dazu auch äußern, für was sie das verwenden.
Kann man da tiefer in die Strukturen reinschauen? Funktioniert das nur wenn das Bauteil betrieben wird, also an der Betriebs-Spannung hängt?
Zitatich habe die Aufgabe Infrarot Mikroskopie an mikromechanischen Bauteilen (MEMS-Chips) aus Silizium zur Fehleranalytik zu betreiben.
Liebe Grüße
Rudolf
Hallo Peter,
die Bayer-RGB Maske ist ab 800nm Wellenlänge im Grunde transparent. Dh. der Sensor verhält sich dann wie die monochrome Variante.
Siehe hier: https://www.researchgate.net/figure/Typical-transmittance-curves-of-the-RGB-filters-of-the-silicon-sensor-found-in-the_fig2_263390471
Deshalb haben auch alle Kameras einen speziellen UV/IR Blocking Filter vor dem Sensor, da UV und IR-Licht den Kontrast und die Farbbrillianz verschlechtern. Diesen kann man aber wie schon geschrieben mit mehr oder weniger Aufwand reversibel entfernen.
Vllt. auch kurz ein Kommentar zur IR-Mikroskopie, bzw. IR-Fotografie, auch wenn ich nicht angesprochen wurde.
Im nahen Infrarot werden viele Materialien transparent, wie bspw. Silizium. Man kann also in die Chips reinschauen. Nur dummerweise sind die Photodioden der CCD und Cmos-Sensoren auch aus Silizium. Dh. diese werden auch transparent und Absorbieren die Photonen nicht mehr. Daher geht auch die Quanteneffizienz der Standard-Chips recht erwartbar in die Knie. Was hier hilft sind große Pixel mit einer ausreichenden Dicke, für die immer geringer werdende Absorption.
Oder man nimmt halt andere Sensormaterialien, wie InGaAs oder exotische Quantum-Dot Beschichtungen.
Lg Tino
Hallo Tino,
Zitatich denke die von Hubert angegebene QE Kurve mit 60% bei 900nm ist im besten Falle missverständlich, wenn nicht falsch. Sony gibt nämlich immer nur die "relative Sensitivity" an, was nicht der QE entspricht.
Die vom Kamerahersteller angegebenen spektralen Empfindlichkeiten waren alle "relative Empfindlichkeiten", keine objektive QE. Aber die Kurvenform sollte da ebenfalls aussagekräftig sein, im Vergleich untereinander. Für die Belichtungszeit/schnelle Aufnahmeserien im IR-Bereich kann das schon ein Kriterium sein. Hier nochmal aus den angegebenen Internetseiten von Teleskop-Express die angegebenen Grafiken für Kameras von ZWO mit verschiedenen Sony-Sensoren:
Astrokameras spektrale Empfindlichkeit.jpg
Hubert
Dear All,
to add my two cents:
Infra-Red, In Situ (IRIS) Inspection of Silicon
https://www.bunniestudios.com/blog/2023/infra-red-in-situ-iris-inspection-of-silicon/ (https://www.bunniestudios.com/blog/2023/infra-red-in-situ-iris-inspection-of-silicon/)
siehe Cambridge Dictionary: "it's not brain surgery" (idiom)
used to say that you do not think that something is very difficult to do or to understand
LG Helmut
Guten Tag IR interessiert
Nikon D Gehäuse, z.B. 850, 810 können auf SW IR umgerüstet werden, sehr gute Ergebnisse. Bei den Spiegellosen funktioniert das zwar theoretisch, praktisch leichtet intern etwas rot und verschleiert die Ergebnisse.
Von der 810er gibt es eine Astroversion, das hat nicht im Geringsten mit dem Umbau auf SW-IR zu tun, die ist für Farbaufnahmen entwickelt worden.
Liebe Grüße
Gerhard
Wie gesagt: "it's not rocket science":
Life Pixel – Nikon D810 DIY Digital Infrared Conversion Tutorial
Life Pixel - The world leader in infrared camera conversions (https://www.lifepixel.com/tutorials/infrared-diy-tutorials/life-pixel-nikon-d810-diy-digital-infrared-conversion-tutorial)
LG Helmut
Hallo Wilfried, hallo Hubert,
ich muss leider doch zurückrudern, bzgl. meinen Kommentaren zu den besonders NIR-empfindlichen IMX678 Sensoren. Interessanterweise ist zu diesen allerneuesten Sensoren vom Typ STARVIS 2 nur relativ wenig verlässliche Messungen zur Quanteneffizienz zu finden, hauptsächlich von den Astrokameraherstellen. Was ich aber gefunden habe, ist bspw. dieser recht aktuelle Artikel bezüglich allgemeiner Sensorentwicklungen aus dem Jahr 2023.
https://www.imagesensors.org/Past%20Workshops/2023%20Workshop/2023%20Papers/R1.pdf
Hier wird auf Seite 4 und 24 auch auf die SONY Starvis 2 Sensoren eingegangen und auch kurz beschrieben, dass die NIR Empfindlichkeit durch spezielles Pixeldesign und Mikrostrukturen, sogenannte "Inverted Pyramid Arrays", doch substanziell verbessert ist. Da ist dann die reale Quanteneffizienz auf Seite 24 mit knapp 45% @900nm doch etwa 3x so hoch, wie bei den Vorgängertypen. Erstaunlich, hätte ich nicht gedacht.
Lg Tino
Hallo zusammen,
die fruchtbare Diskussion über das Thema hat mir in meiner Entscheidungsfindung sehr weitergeholfen.
Ich werde nun eine gebrauchte Canon 550D mit Vollspektrum IR für 230 Euro (wegen dem großen Chip) und die von Hubert vorgeschlagene Monochrom Kamera mit dem Sony IMX678 Chip (wegen der hohen IR Empfindlichkeit) bestellen.
Und dann hier wieder im Vergleich über die Ergebnisse berichten.
Im Anhang noch ein Vergleichsbild aus dem MEMS Lagesensorchip mit der Zeiss Farbkamera MRc5 (5 Megapixel auf 11mm Chipdiagonale, mit entferntem IR Sperrfilter). Die Kamera kann mit der Zeiss Axiovision auf Monochrom gestellt werden. Was die Software hierzu macht kann ich nicht herausfinden. Die Farbkamera ist zwar viel unempfindlicher als die Momochromkamera MRn, aber das IR Licht aus der Halogenlampe reicht immer noch gut aus um ein einigermassen ordentliches IR Bild zu erhalten.
Das "Livebild" ist hier aber sehr langsam und für die Fehleranalytik daher ungeeignet.
Da erhoffe ich mir von den oben genannten Kameras deutlich mehr.
viele Grüße
Wilfried
Hallo zusammen,
anbei noch ein paar Aufnahmen des MEMS chip im Rasterelektronenmikroskop nachdem der Deckel durch Kochen in Königswasser abgelöst wurde, sodass man hineinschauen kann.
Man sieht natürlich sofort die höhere Schärfentiefe und Auflösung des REMs, aber natürlich auch "Fehler" Strukturenvon denen man nicht weiß, ob sie schon da waren, oder erst durch die Präparation entstanden sind. Daher die Bestrebungen, schon möglichst viel im Infrarotmikroskop zu erkennen.
Gruß
Wilfried
Hallo Wilfried,
Auf das Ergebnis deiner Untersuchungen bin ich gespannt wie ein Flitzbogen. Bitte berichte darüber.
Viele Grüße
Alexander
Hallo zusammen,
die beiden NIR tauglichen Kameras sind inzwischen angekommen und ich konnte auch schon erste Vergleiche anstellen.
Mein Favorit ist eindeutig die auf Vollspektrum umgebaute Canon !
Die Astrokamera scheint zwar IR Bereich tatsächlich etwas empfindlicher zu sein, obwohl man das eigentlich erst bei gleiche großen Bildfeldern richtig vergleichen kann.
Zu der Astrokamera mit der Bildfelddiagonalen von nur 8,9 mm fehlt mir dazu noch der 0,5x Adapter, der bei Zeiss allerdings mehr kostet als die Kamera selbst, sodass ich überlege, ob den überhaupt noch anschaffen soll. Das IR Licht im Mikroskop reicht dicke aus um auch beim 40er Objektiv mit der Canon bei voller Ausleuchtung noch Belichtungszeiten im Zehntel Sekundenbereich zu haben.
Und auch im Livebild mit 2MP ist bei der Canon ist kein Rauschen zu erkennen. Die Astrokamera kann bedingt durch die USB3 Schnittstelle zwar auch ein Livebild mit vollen 8,9 MP, aber das ist dann schon deutlich verrauscht und bringt für das Durchmustern der Chips keinen Vorteil, selbst wenn ich einen 4K Bildschirm nehmen würde, um die bessere Live Auflösung zu nutzen.
Fazit: Die IR Canon am Zeiss Axioplan macht mit ihrem rauscharmen Livebild mit der vollen vom Mikroskop übertragenen Bildfeldiagonalen von über 25mm auch im IR eine gute Figur beim Durchmustern und dokumentieren der MEMS chips.
Nun bleibt die Frage, was mache ich mit der Astrokamera ? :)
viele Grüße
Wilfried
Hallo Wilfried,
Das deckt sich mit meiner Erfahrung.
Moderne Consumer-Kameras rauschen weniger als die Spezialisten, selbst wenn diese aktiv gekühlt sind. Da hat die Consumer-Ware das Profi-Equipment gnadenlos abgehängt. Das gilt nicht nur für Infrarot sondern auch bei Fluoreszenzaufnahmen mit langen Belichtungszeiten.
Viele Grüße
Alexander
Zitat von: wilfried48 in November 05, 2024, 18:19:35 NACHMITTAGSHallo zusammen,
die beiden NIR tauglichen Kameras sind inzwischen angekommen und ich konnte auch schon erste Vergleiche anstellen.
Mein Favorit ist eindeutig die auf Vollspektrum umgebaute Canon !
Die Astrokamera scheint zwar IR Bereich tatsächlich etwas empfindlicher zu sein, obwohl man das eigentlich erst bei gleiche großen Bildfeldern richtig vergleichen kann.
Zu der Astrokamera mit der Bildfelddiagonalen von nur 8,2 mm fehlt mir dazu noch der 0,5x Adapter, der bei Zeiss allerdings mehr kostet als die Kamera selbst, sodass ich überlege, ob den überhaupt noch anschaffen soll. Das IR Licht im Mikroskop reicht dicke aus um auch beim 40er Objektiv mit der Canon bei voller Ausleuchtung noch Belichtungszeiten im Zehntel Sekundenbereich zu haben.
Und auch im Livebild mit 2MP ist bei der Canon ist kein Rauschen zu erkennen. Die Astrokamera kann bedingt durch die USB3 Schnittstelle zwar auch ein Livebild mit vollen 8,2 MP, aber das ist dann schon deutlich verrauscht und bringt für das Durchmustern der Chips keinen Vorteil, selbst wenn ich einen 4K Bildschirm nehmen würde, um die bessere Live Auflösung zu nutzen.
Fazit: Die IR Canon am Zeiss Axioplan macht mit ihrem rauscharmen Livebild mit der vollen vom Mikroskop übertragenen Bildfeldiagonalen von über 25mm auch im IR eine gute Figur beim Durchmustern und dokumentieren der MEMS chips.
Nun bleibt die Frage, was mache ich mit der Astrokamera ? :)
viele Grüße
Wilfried
Hallo Wilfried,
Das klingt super interessant.
Ich suche schon länger nach einer Möglichkeit auch den NIR zu erkunden. Mir persönlich hat es dabei vor allem die Möglichkeit ("dunkles") Chitin zu durchleuchten angetan. Vornehmlich wäre das wohl vergleichbar mit Silizium, was die Transmission angeht (bitte berichtigen, falls ich hier etwas falsch sehe). Also im Wellenlängenbereich von 850-900nm aufwärts, richtig?
Dein Vergleich ist deshalb besonders interessant.
Könntest du, solange du beide Kamerasysteme verfügbar hast, bitte einen Test machen? Das wäre super. Die Unzulänglichkeiten was, die Kameraanpassung angeht, wären mir dabei natürlich durchaus bewusst.
Grüße Holger
-
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Zitat von: Sourdough in November 06, 2024, 13:00:32 NACHMITTAGSUnd kann man so etwas, wie man früher mit Falschfarbenfilmen gemacht hat, auch Digitalkameras machen?
Hallo Michael,
Ja das geht mit einer Digitalkamera, deren IR-Filter entfernt wurde. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten:
1. Man verwendet einen speziell dafür ausgelegten Filter, mit dem die IR-Kamera direkt ein Bild produziert, dass dem des ehrwürdigen Kodak Aerochrome ähnelt.
2. Man verwendet einen Filter 550 nm. Da ist Nachbearbeitung erforderlich. Die Farbkanäle müssen getauscht werden.
Auf beiden Wegen erhält man Bilder, die aktives Chlorophyll rot abbilden, während alle anderen Farben weitgehend erhalten bleiben.
Es gibt eine Reihe biologischer Anwendungen für IR-Kameras. Man kann damit zum Beispiel Gesundheitsprobleme grüner Bäume sehr frühzeitig erkennen.
Viele Grüße
Alexander
Zitat von: Aljoscha in November 05, 2024, 20:01:10 NACHMITTAGSHallo Wilfried,
Das deckt sich mit meiner Erfahrung.
Moderne Consumer-Kameras rauschen weniger als die Spezialisten, selbst wenn diese aktiv gekühlt sind. Da hat die Consumer-Ware das Profi-Equipment gnadenlos abgehängt. Das gilt nicht nur für Infrarot sondern auch bei Fluoreszenzaufnahmen mit langen Belichtungszeiten.
Viele Grüße
Alexander
Hallo Alexander,
so krass würde ich es nicht sehen. Die modernen aktiv gekühlten Zeiss Axiocams sind bei schwachem Fluoreszenzlicht schon sehr gut, kosten aber auch deutlich über 10 Tsd. Euro.
Ich habe meine Vergleiche ja nur gegenüber veralteten Zeiss Axiocams mit passiver Kühlung über ein massives Metallgehäuse angestellt. Auch die verglichene Astro Kamera AWO ASi 678MM ist nur passiv gekühlt.
Dennoch kann auch eine alte Konsumerkamera (ich habe ja mit der auf Infrarot umgebauten alten Canon 550 D verglichen) sehr gute Ergebnisse liefern. Das kommt vom grösseren Chip der auch bei 18 MP noch große Pixel hat die mehr Licht einfangen.
viele Grüße
Wilfried
Hallo Alexander, hallo Wilfried,
ich denke auch, dass der Vergleich etwas unfair war. Zumindest hätte man die IMX678 mit 2x PixelBinning betreiben können, damit man auch auf das Full HDLive-View-Output Format der Canon kommt. Der SNR wäre dann um den Faktor 2 besser. Und die Einschätzung, dass der Consumer-Markt die Profi-Kameras gnadenlos abhängt, ist ziemlich schräg. Geringes Rauschen kann man nämlich auf verschiedene Weisen erreichen, bspw. auch per Software, nur dass die Physik sich nicht überlisten lässt. Bei Consumer-Kameras hat man bereits bei RAW-Dateien einen nicht unerhebliche Bildbearbeitungsanteil, bspw. Hot-Pixel-Entfernung, Rauschunterdrückung, Kontrastanpassung, sodass der gemeine Kunde ein möglichst gefälliges, unverrauschtes Bild bekommt.
Wenn es aber wirklich um Empfindlichkeit geht, ist so ein glattgebügeltes Bild aber ziemlich unnütz. Daher nehmen beispielsweise zur Astrophotografie nur noch wenige klassische DSLRs, da es hier auf saubere Bilddaten und vor allem empfindliche Sensoren ankommt. Die eigentlich wirklich wichtigen Parameter sind Quanteneffizienz, Ausleserauschen und bei Langzeitbelichtung noch thermisches Rauschen.
Aber eines muss man trotzdem feststellen, dass die Produktentwicklungszyklen bei den Consumer-Produkten den Markt treibt. Dh. die neuesten Sensortechnologien landen erst in den Handykameras, dann in den Consumer-Cameras und dann in den Industriekameras, bzw. wissenschaftlichen Kameras. Aber seit bspw. Sony im Rennen ist, sind die zeitlichen und technischen Abstände doch sehr gering. Und die IMX678 hat beispielsweise die allerneueste Sensortechnologie und die ist garantiert ein ganzes Stück besser, als der olle 550er Canon-Sensor. Aber alles in allem sind die Consumer-Produkte extrem preiswert und ziemlich leistungsfähig.
Vielleicht trotzdem noch ein Beispiel, was eine wissenschaftliche Kamera leistet. Ich habe kürzlich mit einer Andor IKON-M mit 1Mpx backilluminated CCD (20 Jahre alte Sensor-Technologie) mit -70°C Kühlung, riesigen 13µm Pixeln, 90% Quanteneffizienz, 7 Elektronen Ausleserauschen mittels einer einstündigen Belichtung getestet. Da sind bei einem extrem niedrigen und sauberen Hintergrund (bei -70°C und einstündiger Belichtung sammelt der Sensor nur einzelne thermische Elektronen pro Pixel auf), nur sogenannte Cosmics drauf. Dh. hauptsächlich Einschläge von hochenergetischen Myonen, welche durch kosmische Partikelstrahlung in der oberen Erdatmosphäre entstehen. Das würde ich gerne auch mal von einer DSLR sehen.
Lg Tino
Zitat von: TStein in November 06, 2024, 17:17:14 NACHMITTAGSUnd die IMX678 hat beispielsweise die allerneueste Sensortechnologie und die ist garantiert ein ganzes Stück besser, als der olle 550er Canon-Sensor.
Hallo Tino,
Vergleiche mal Produkte der gleichen Generation und nicht eine aktuelle Industriekamera mit einer 10 Jahre alten Consumerkamera.
Viele Grüße
Alexander
Hallo Tino,
die Preise der Industriekameras sind meistens aber auch so übertrieben hoch, das es sich trotz etwas besserem Bild für die meisten Anwendungen kaum lohnt.
Wenn ich zwischen einer Kamera für den Preis eines Kleinwagens oder ein bis zwei Mikroskopen mit kompletter hochwertiger Austattung und adaptierter consumer Kamera wählen müsste wäre die Entscheidung schnell gefallen.
Wenn man die zusätzlichen Informationen dringend für eine Anwendung braucht sieht das sicher anders aus, aber die Leistung/ Kosten nur in die höhe zu treiben weil es technisch möglich ist macht in meinen Augen wenig Sinn.
Viele Grüße
Kay
Hallo Alexander,
kann man machen. Die aktuellen Top-Kameras haben schon ziemlich gute 80-90% Quanteneffizienz, zumindest die Monochromen im Maximum und ein vergleichbar niedriges Ausleserauschen. Das thermische Rauschen ist bei Sony eine Klasse für sich und sehr gering, aber auch bei den neusten Sensoren bei weitem nicht so gut, dass man bei längeren Belichtungen auf eine aktive Kühlung verzichten kann. Ich denke da hat Sony und aber auch Canon seine Hausaufgaben schon ganz gut gemacht.
Ich will jetzt nicht den kompletten Faden kidnappen, aber die Sensoren sind nicht das Problem , sondern die Firmware der Consumer-Kameras trickst. Beispielsweise steigt der mittlere Schwarzwert bei langen Belichtungen bei Consumer-Kameras nicht an, obwohl die Pixel auch substantiell Elektronen aufsammeln und der Wert steigen müsste. Der Hintergrund bleibt dann schön satt-schwarz. Dies erreicht die Software, indem sie den Offset an geschwärzten Kalibrierpixelreihen abgleicht und vom Bild abzieht. Aber das steigende Rauschen durch den eigentlichen Shot-Noise der Elektronen bleibt. Wenn jetzt aber noch das Rauschen softwaretechnisch unterdrückt wird, wirkt das Bild viel rauschärmer, als es in der Realität ist. Voila, der Verbraucher hat ein tolles rauschfreies Bild.
Diese Nachbarbeitung ist bei den wissenschaftlichen Kameras deaktiviert und der Sensor verhält sich im technischen Sinne wie er soll. Wäre auch seltsam, da die Pixeltechnologie der Consumer-Kameras oftmals exakt die selbe ist, wie die der Industriekameras und der wissenschaftlichen Kameras, wobei die Größe der eigentlichen Chips in den Consumerprodukten schon substantiell größer sein kann. Zumindest gilt das für die Sony-Sensoren in diversen wissenschaftlichen und Industriekameras sowie für fast alle Nikon- und Sony-DSLRs. Canon geht da einen Sonderweg, dessen eigene Sensorreihen findet man ja fast ausschließlich in den eigenen proprietären Canon-DSLRs.
Aber zaubern können die auch nicht.
Daher verstehe ich deine Aussage nicht, hier wird nix "gnadenlos abgehängt":
Zitat: "Das deckt sich mit meiner Erfahrung.
Moderne Consumer-Kameras rauschen weniger als die Spezialisten, selbst wenn diese aktiv gekühlt sind. Da hat die Consumer-Ware das Profi-Equipment gnadenlos abgehängt. Das gilt nicht nur für Infrarot sondern auch bei Fluoreszenzaufnahmen mit langen Belichtungszeiten."
Vg Tino
Zitat von: TStein in November 06, 2024, 17:17:14 NACHMITTAGSHallo Alexander, hallo Wilfried,
ich denke auch, dass der Vergleich etwas unfair war. Zumindest hätte man die IMX678 mit 2x PixelBinning betreiben können, damit man auch auf das Full HDLive-View-Output Format der Canon kommt. Der SNR wäre dann um den Faktor 2 besser.....
Hallo Tino,
das habe ich auch gedacht, aber zumindest bei der mitgelieferten AWO Software hat das PixelBinning im Livebild keine merkliche Verbesserung im Rauschen gebracht. Kann es sein dass das PixelBinning nur bei Einzelbild Belichtung funktioniert ? Aber da brauche ich es ja nicht, ich habe im Mikroskop ja genug IR Licht um Einzelbilder mit voller Chipauflösung rauscharm zu belichten.
viele Grüße
Wilfried
P.S.: Du darfst den Faden mit deinen professionellen Erläuterungen natürlich weiter "kidnappen" !
Hallo Kay,
die Preisleistungsfrage beantworten die Consumer-Produkte natürlich ganz klar für sich. Andererseits haben klassische Industriekameras auch ein anderes Anforderungsprofil (Verlässlichkeit, Robustheit, usw.). Ein Zwischending sind seit einigen Jahren die Spezialkameras für die Astrophotografie von ZWO und anderen chinesischen Herstellern. Hier werden normale oder etwas speziellere Consumer-Sensoren mit einer Kühlung versehen, was auch eine gewisse Preiserhöhung rechtfertigt. Aber wie bereits gesagt, der Unterschied ist recht gering, aber gekühlte wissenschaftliche Kameras haben ihre Berechtigung und sind bei weitem nicht "gnadenlos abgehängt".
Vg Tino
Hallo Wilfried,
ist seltsam, eigentlich müsste das Pixel-Binning schon deutlich etwas bringen. Kann aber zur ZWO-Software nicht viel sagen. Hier könnte man auch bspw. das Programm FireCapture mal testen (https://www.firecapture.de/). Sollte die ZWO-Kameras ohne Probleme akzeptieren.
Vg Tino
Zitat von: TStein in November 06, 2024, 18:41:23 NACHMITTAGSDaher verstehe ich deine Aussage nicht, hier wird nix "gnadenlos abgehängt":
Hallo Tino,
Abgehängt ist die Entwicklung von Industriekameras in dem Sinne, dass die Entwicklung durch den Consumer-Markt getrieben wird. Die daraus entstehenden Produkte werden dann auch in Industriekameras verbaut, natürlich mit entsprechenden Anpassungen und weniger Mogel-Firmware. Früher verwendete man in Industriekameras komplett andere Technologie als in Consumer-Produkten. Das ist vorbei.
btw: Die aktive Kühlung wandert inzwischen in die Consumer-Kameras. 8k-Video stellt halt so seine Anforderungen. 8)
Viele Grüße
Alexander
ZitatHallo Wilfried,
Das klingt super interessant.
Ich suche schon länger nach einer Möglichkeit auch den NIR zu erkunden. Mir persönlich hat es dabei vor allem die Möglichkeit ("dunkles") Chitin zu durchleuchten angetan. Vornehmlich wäre das wohl vergleichbar mit Silizium, was die Transmission angeht (bitte berichtigen, falls ich hier etwas falsch sehe). Also im Wellenlängenbereich von 850-900nm aufwärts, richtig?
Dein Vergleich ist deshalb besonders interessant.
Könntest du, solange du beide Kamerasysteme verfügbar hast, bitte einen Test machen? Das wäre super. Die Unzulänglichkeiten was, die Kameraanpassung angeht, wären mir dabei natürlich durchaus bewusst.
Grüße Holger
Zur Anwendung von Infrarotmikroskopie und Durchstrahlung von Chitin gab es von Peter Höbel früher mal
schöne Bilder und Diskussionen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=6506.0
Ich habe selber leider keine schöne eingedeckte Chitin-Präparate.
Aber wenn du mir welche zuschickst mache ich gerne ein Paar Infrarotbilder.
viele Grüße
Wilfried
Hallo,
etwas verspätet meine Antwort.
Danke für den Link zu Peter Höbels Beitrag. Genau so etwas schwebt mir da als Bildidee vor. Ich habe da ein Fliegenbein mit angeheftetem Pseudoskorpion in 70%Ethanol, und überlege ob ich den vor dem Einbetten bleichen soll oder es einmal mit Infrarot versuchen. Einen 5mm dicken Infrarotfilter hab ich auch. Jetzt stellt sich mir die Frage ob es sich lohnt meine alte Canon 50d dafür umzubauen.
Grüße Holger
Hallo Wilfried,
könnte man für die IR Beleuchtung auch eine entsprechende LED ohne Filter nutzen oder sind da dann zu viel andere Wellenlängen dabei?
Wie sieht es mit der Wärmeentwicklung im Mikroskop aus? Ich würde erwarten das durch stärkere Einstrahlung von IR in das System an einigen Stellen Wärmestau entstehen könnte.
Viele Grüße
Kay
Zitat von: Spectrum in November 07, 2024, 10:38:58 VORMITTAGHallo,
Jetzt stellt sich mir die Frage ob es sich lohnt meine alte Canon 50d dafür umzubauen.
Grüße Holger
Hallo Holger,
ich denke das lohnt nicht Deine alte (selber??) umzubauen. Der Sensor sollte dann neu justiert werden, ob man das selber kann? Vgl. Antwort 2 oben.
Bei Kleinanzeigen oder auch eBay gibt es Händler die das incl. Kamera für rel. schlankes Geld anbieten.
LG Frank
Konkret überlege ich über folgende Varianten nach:
1. Alte 50d umbauen (lassen).
2. Neueres Modell, zb. Sony a7s2 als full spectrum Umbau
3. Eine Industrie/Astrokamera
Ein Vergleich anhand von Bildbeispielen wäre deshalb besonders interessant.
Freundliche Grüße Holger
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Zitat von: K. B. in November 07, 2024, 11:03:42 VORMITTAGHallo Wilfried,
könnte man für die IR Beleuchtung auch eine entsprechende LED ohne Filter nutzen oder sind da dann zu viel andere Wellenlängen dabei?
Wie sieht es mit der Wärmeentwicklung im Mikroskop aus? Ich würde erwarten das durch stärkere Einstrahlung von IR in das System an einigen Stellen Wärmestau entstehen könnte.
Viele Grüße
Kay
Hallo Kay,
könnte man vielleicht schon, ist aber nicht notwendig da das IR der Halogenlampe mit entferntem Wärmeschutzfilter dicke ausreicht. Ein IR Langpassfilter ist beim Durchstrahlen von Si Chips nicht notwendig, da das Silizium selber ja ein guter Langpassfilter ist. Anders sieht das bei biologischen Objekten aus wo durch Lücken im Objektfeld auch noch
sichtbares Licht auf den Chip kommt und den dann das ganze Bild überstrahlt. Da braucht man dann den IR Langpassfilter der das sichtbare Licht vom Chip fernhält.
Anbei noch ein IR Bild aus einem Bosch Sensortec MEMs Lagesensor mit der Canon 550 D IR Kamera am Zeiss Axioplan.
Man beachte das Riesen-Sehfeld von über 25 mm, sodaß selbst bei der doppelten Objektivvergrößerung 20x noch mehr Bildfeld abgebildet wird wie mit der Zeiss Systemkamera bei 10x (siehe meine oben früher gezeigte Aufnahme)
Die Belichtungszeit betrug 1/40 sec bei Iso 1600.
viele Grüße
Wilfried
Zitat von: Spectrum in November 07, 2024, 12:07:43 NACHMITTAGSKonkret überlege ich über folgende Varianten nach:
1. Alte 50d umbauen (lassen).
2. Neueres Modell, zb. Sony a7s2 als full spectrum Umbau
3. Eine Industrie/Astrokamera
Ein Vergleich anhand von Bildbeispielen wäre deshalb besonders interessant.
Freundliche Grüße Holger
Hallo Holger,
die D50 umzubauen lohnt sich nicht, es sei denn du machst es selber, aber davon würde ich dir dringend abraten.
Du kannst dir ja mal auf youtube die entsprechenden Filmchen ansehen, wie groß die Gefahr ist dass sie dir unter den fingern bleibt oder der Chip nachher dreckig ist. Eine staubfreie Umgebung und das nötige Spezialwerkzeug ist dabei unabdingbar.
Bei den Profis kostet der Umbau meist gleichviel wie eine günstige bereits umgebaute gebrauchte mit Garantie.
Ich habe für meine Canon 550 D IR mit weniger als 15 Tsd Auslösungen und 2 Jahren Garantie 240.- Euro incl. paypal Gebühr bezahlt. Die Kamera sieht fast ungebraucht aus und man sieht auch nicht die geringsten Spuren dass sie geöffnet wurde. Also da war wirklich ein Profi am Werk. Bei Bedarf kann ich dir per PN einen link schicken (ich weiß nicht ob man im Forum Werbung machen darf). Die Firma bietet auf ebay oder ebay Kleinanzeigen laufend umgebaute gebraucht DSLRs an. Die Bezahlung läuft problemlos über paypal mit Käuferschutz, wenn du die paypal Gebühr auf den Kaufpreis drauflegst.
Bei deiner 50 D bin ich mir auch nicht sicher, ob die schon die die erschütterungsfreie Belichtung aus dem Liveview mit rein elektronischer Belichtung hat, die bei einer Kamera am Mikroskop wichtig ist.
Die Reihe mit den dreistelligen Nummern 500 D, 550 D, 600 D, bis 750 D haben das auf jeden Fall alle.
Ich würde mich also nach einer umgebauten gebrauchten aus dieser Reihe mit möglichst wenig Auslösungen umschauen.
Ein sehr hochwertiger IR Langpassfilter mit cut on bei 950 nm kostet bei Thorlabs ca. 150 euro.
Wenn du den aus der Halogenlampe ausgebauten Wärmeschutzfilter auf den Lichtausgang des Mikroskops legst kann du bei entfernen des IR Langpass auch wieder ganz normale Farbaufnahmen mit der Canon am Mikroskop machen.
viele Grüße
Wilfried
Zitat von: Sourdough in November 07, 2024, 16:14:20 NACHMITTAGSgenau das würde mich interessieren. Das Kanäle tauschen ist schon ein SW-Eingriff. Das mach ich auch, also Bildberarbeitung, aber nur, wenn es mir auf die Wirkung des Bildes ankommt. Ansonsten befürchte ich immer eine Veränderung der Bildinformation, insbesondere, wenn ich den Algoritmus nicht kenne. Beim Kanaltausch ist das aber nicht so problematisch.
Jetzt muss ich nur den passenden Filter für Methode 1 haben.
Hallo Michael,
Ich verwende dafür einen Kolari IR Chrome. Der ist zwar sauteuer, macht aber einen guten Job.
https://eu.kolarivision.com/collections/filters/products/kolari-vision-ir-chrome-lens-filter?variant=43976341061828
Inzwischen tummeln sich wohl auch Chinesen in diesem Geschäft. Einfach nach "Aerochrome Filter" googeln. Ob die Qualität dort auch stimmt, kann ich nicht sagen.
Viele Grüße
Alexander
Danke Wilfried,
Hast'ne PN.
Und danke auch an alle anderen hier für die interessanten Infos.
LG Holger
Hallo Wilfried,
interessant, bei mir wären es eher biologische Proben.
Die Möglichkeit Insekten auch ohne vorheriges Auskochen an schauen zu können wäre durchaus etwas was mir gefallen könnte.
Dann werde ich wohl demnächst mal einen Versuch mit LED starten.
Viele Grüße
Kay
Zitat von: K. B. in November 08, 2024, 06:54:48 VORMITTAG...
Die Möglichkeit Insekten auch ohne vorheriges Auskochen an schauen zu können wäre durchaus etwas was mir gefallen könnte.
Dann werde ich wohl demnächst mal einen Versuch mit LED starten.
Viele Grüße
Kay
Hallo Kay,
Holger hat mir ein paar (offenbar gebleichte) biologische Präparate zugeschickt die ich schnell mal angeschaut habe ohne sie zu dokumentieren. Die schauen auch im sichbaren Licht schon gut durchstrahlbar aus.
Da bringt natürlich Infrarotlicht gar nichts, sondern nur eine schlechtere Auflösung, da die Wellenlänge doppelt so groß ist und man die Aperturblende weiter schließen muss um wieder einen guten Kontrast zu erhalten.
Das gilt auch für Si-Mikroelektronik Chips die man im Durchlicht anschaut, sofern sich die Elektronikschaltungen in den oberen paar µm befinden, wie im unten angehängten Bild gezeigt. Da nimmt man natürlich besser Auflicht.
Gut ist Infrarot nur bei dickeren im Sichtbaren undurchstrahlbaren biologischen Präparatstellen oder Silizium MEMS.
viele Grüße
Wilfried
Hallo Wilfried,
Danke dir für die Aufnahmen. Die sind also mit der umgebauten Eos 550D und dem Thorlabs Filter entstanden. Den Chip hab ich extra mit den Klebefüßchen nur freischwebend befestigt. Kannst ihn nach erwärmen leicht ablösen und umdrehen, wenn du magst. (Die Testobjekte überlasse ich dir übrigens alle.)
Wie sieht es mit dem Fliegenbein aus? Das ist im Gegensatz zu den anderen biologischen Präparaten nicht gebleicht/mazeriert.
Wäre eine gute Vergleichsmöglichkeit zu Peter Höbels beeindruckenden Aufnahmen mit der monochromen Industriekamera.
Beste Grüße Holger
Zitat von: Spectrum in November 11, 2024, 08:05:44 VORMITTAGHallo Wilfried,
Danke dir für die Aufnahmen. Die sind also mit der umgebauten Eos 550D und dem Thorlabs Filter entstanden. Den Chip hab ich extra mit den Klebefüßchen nur freischwebend befestigt. Kannst ihn nach erwärmen leicht ablösen und umdrehen, wenn du magst. (Die Testobjekte überlasse ich dir übrigens alle.)
Wie sieht es mit dem Fliegenbein aus? Das ist im Gegensatz zu den anderen biologischen Präparaten nicht gebleicht/mazeriert.
Wäre eine gute Vergleichsmöglichkeit zu Peter Höbels beeindruckenden Aufnahmen mit der monochromen Industriekamera.
Beste Grüße Holger
Hallo Holger,
"dein" Fliegenbein ist aber im Unterschied zu dem in Peter Höbels Präparat auch im sichtbaren Bereich gut durchsichtig wenn man mal von einem kleineren etwas dickeren Bereich absieht. Ich werde am Freitag (wenn ich wieder am Institut bin) mal ein paar Fotos machen, damit du siehst was ich meine.
Den Chip von der anderen Seite zu Betrachten bringt gegenüber Auflicht auch nicht viel, da ja dann die Abbildung durch die komplette Siliziumdicke geschehen muss mit den Problemen der richtigen "Deckglasdicke" bei normalen Durchlichtobjektiven.
Den Chip hast du übrigens leicht schräg auch den Objektträger geklebt, daher der Fehler in der Planarität
in der in meinem Beitrag gezeigten Durchlichtaufnahme.
Gruß
Wilfried