Liebe fachkundige,
ist es so richtig gerechnet?
Die NA eines Objektives sei 0.7 und die Vergrößerung 40x.
Die Auflösung des Objektives d=λ/(2*NA)= 0.55µm/1.4 = 0.39µm
da es ein 40x ist macht das also 15,6µm im Zwischenbild.
Eine Kamera mit einem Chip der 18mm breit ist und 4000 Pixel liefert
bringt eine Auflösung von 4,5µm.
Ist das soweit richtig oder wieder einmal ein profaner Denkfehler darin?
Viele liebe Grüße
Timm
Hallo Tim,
landet das Zwischenbild vom Objektiv direkt auf dem Sensor? Oder wird es noch weiter vergrößert (Projektiv/Okular)?
4000 Pixel oder 4000 Pixelgruppen (Bayer-Maske)?
Viele Grüße
Bernd
Hallo Bernd,
jahaaaa! Das mit den Pixeln ist natürlich eine gute Frage! Der
RAW Prozess liefert 4012 Pixel breite Bilder, was mich zu der Annahme
verleiten würde, es müssten auch etwa 4012 Pixel-Gruppen sein.
Im Strahlengang folgt auf das Objektiv die Tubuslinse und dann der
Sensor. Keine weitere Zwischenvergrößerung.
Herzliche Grüße
Timm
Hallo Timm,
wo liegt denn nun das Problem bei deiner Frage?
ZitatDie NA eines Objektives sei 0.7 und die Vergrößerung 40x.
Die Auflösung des Objektives d=λ/(2*NA)= 0.55µm/1.4 = 0.39µm
Die Auflösungsgrenze ist nach dieser Näherungformel 0,39µm, bei einer Wellenlänge von 550nm.
Zitatda es ein 40x ist macht das also 15,6µm im Zwischenbild.
Eine Kamera mit einem Chip der 18mm breit ist und 4000 Pixel liefert
bringt eine Auflösung von 4,5µm.
Da es angeblich keine weitere Zwischenvergrößerung gibt, werden 3,5 Pixel bzw. Pixelgruppen über diese Auflösungsgrenze verteilt.
Viele Grüße
Bernd
Hallo Bernd & Timm
Hier in Wien beim Nachvollziehen Eurer Konversation ...
Bis auf einige Kleinigkeiten glaube ich Euch verstanden zu haben ==> :
1.) wie kommt Ihr auf eine 15,6 im Zwischenbild?!?
2.) und was bedeutet es wenn 3,467 Pixel diese 15,6 abdecken, ich frage mich das da wir ja eigentlich schon über der Auflösungsgrenze dieser Kombination sind ...
3.) wenn ich jetzt ein 40x mit einer NA von 1,0 verwende würde das nach meinem Weltbild dann bedeuten 0,55/1x2 = 0,275 bei 550nm ==> und weiter komme ich jetzt nicht da ich noch keine Antwort auf meine 2. Frage kenne ...
Könnt Ihr da bitte Entwicklungsarbeit leisten ...
:-)
Gerhard
PS: keine theoretische Frage, es geht um das Olympus D-Plan 40x Oel mit NA 1.0 ...
Hallo Gerhard,
Zitat1.) wie kommt Ihr auf eine 15,6 im Zwischenbild?!?
Es wurde die rechnerische Auflösungsgrenze aus der Objektebene in die Zwischenbildebene umgerechnet.
Dahinter steckt der Faktor 40 des Objektives.
Zitat2.) und was bedeutet es wenn 3,467 Pixel diese 15,6 abdecken, ich frage mich das da wir ja eigentlich schon über der Auflösungsgrenze dieser Kombination sind ...
3.) wenn ich jetzt ein 40x mit einer NA von 1,0 verwende würde das nach meinem Weltbild dann bedeuten 0,55/1x2 = 0,275 bei 550nm ==> und weiter komme ich jetzt nicht da ich noch keine Antwort auf meine 2. Frage kenne ...
Moment! Mit deinem Objektiv (40x/1,0) wären es 11µm in der Zwischenebene als Auflösungsgrenze (an Timm's Mikroskop)
Nun soll deine Kamera 3467 Pixel haben. Was noch fehlt, ist die Größe des Chips oder die Fläche, die das Objektiv abbildet. Chipgröße sollte bei den technischen Daten der Kamera angegeben sein, die Objektgröße kannst du mit dem Objektmikrometer abmessen, was genauer ist.
VG
Bernd
Zitat von: treinisch in September 16, 2010, 19:34:08 NACHMITTAGS
jahaaaa! Das mit den Pixeln ist natürlich eine gute Frage! Der
RAW Prozess liefert 4012 Pixel breite Bilder, was mich zu der Annahme
verleiten würde, es müssten auch etwa 4012 Pixel-Gruppen sein.
Das wäre ein Chip mit über 12k Subpixeln in der Breite. Das gibt es zwar, aber wäre extrem teuer gewesen. Nur weil die sog. Raw-Bilder (die entgegen landläufiger Meinung nicht die unmittelbaren Messdaten der Sensoren enthalten) 4012 Vollfarb-Pixel enthalten heisst das noch lange nicht, dass der Senso 12k Pixel hat.
Wenn es eine Farbkamera mit Bayer-Sensor ist, dann hat sie mit größter Wahrscheinlichkeit 4012 Subpixel pro Zeile. Die Auflösung eines solchen Sensors ist stark von der Farbe des betrachteten Objekts und dem verwendeten DeBayer-Algorithmus abhängig, wird aber wahrscheinlich so was um die 1000 lp/Bildbreite betragen.
Gruss,
Chip
Guten Abend Bernd
Also ich muss gestehen, auch nach dem dritten Mal lesen kann ich Dir noch nicht folgen ...
Nun, die Daten der Kamera die ich am Mikroskop (Olympus BHS/BH-2) verwende:
16,1 Megapixel APS-H CMOS-Sensor Bayermuster
Sensorgröße Größe 28,1 x 18,7 mm
Pixel 4896 x 3264
Wenn ich das mit der Zwischenbildgröße richtig verstehe kommt aus auf die verwendete Objektivreihe an, das oben genannte ist aus der D-Plan Reihe und hat 25mm (bei S-Plan sind das 32mm), ich verwende es aber mit einem 1,67x Projektiv der NFK Serie und erziele mit meiner Vollformat Canon (1 DS Mark III) leichte Qualitätsprobleme in den Ecken. Die sind mit dem APS-H Sensor zum Glück nicht mehr im abgebildeten Bereich und daher ist diese Kamera meine erste Wahl ...
Kannst Du mir bitte anhand meiner Kombination das Ergebnis incl. der Zwischenschritte herleiten, ich würde dann gerne mit einem meiner anderen Objektive nachvollziehen ob ich's verstanden habe ...
Zur Zeit tappe ich da leider noch im Dunklen :-))
:-)
Gerhard
Zitat von: Nomarski in Oktober 23, 2010, 19:53:09 NACHMITTAGS
Hallo Timm,
wo liegt denn nun das Problem bei deiner Frage?
Hallo Bernd,
ganz fix nachgeschoben, wo dieser Fred jetzt wieder aufgetaucht ist:
Ich hatte mit der Panasonic eindeutig viel schlechtere Auflösung als mit der
Powershot G11. Strukturen die Fotos mit der G11 mit links auflösten erschienen
mit der Panasonic eben gar nicht aufgelöst.
Unlogisch erschien mir das nicht, kleinerer Chip bei fast genau so viel Pixeln
würde ja eine höhere Auflösung ergeben. Deswegen wollte ich gern nachrechnen,
ob es daran liegt.
Das Hauptproblem war aber ein anderes.
Wobei, wenn Chip recht hat, wovon ich gerne ausgehen will, wirds eng,
dann hat der Sensor ja bloß noch ~15µm Auflösung, das langt nicht.
Herzliche Grüße
Timm
Hallo Timm,
ZitatWobei, wenn Chip recht hat, wovon ich gerne ausgehen will, wirds eng,
dann hat der Sensor ja bloß noch ~15µm Auflösung, das langt nicht.
In dem Fall würde nur eine Nachvergrößerung helfen, um die Objektivauflösung besser auszunutzen, was aber auch wieder auf Kosten des Bildausschnittes gehen würde.
Viele Grüße Bernd
Hallo Gerhard,
da du scheinbar nicht das Zwischenbild direkt fotografierst sondern noch ein Projektiv im Strahlengang hast, wäre es am einfachsten, wenn du ein Objektmikrometer fotografierst. Dabei kannst du errechnen, wieviele Pixel auf einen µm fallen werden. Dabei gehen sämtliche Elemente wie z.B. Okulare, Zwischenoptiken usw. mit ein.
Im zweiten Schritt kann errechnet werden, wieviele Pixel über die Auflösungsgrenze d verteilt werden.
Dabei spielt es weniger eine Rolle, on S-Plan oder D-Plan, sondern die n.A.
Hallo Bernd
Super, Werte kommen Morgen ...
Ich bin schon sehr auf das Ergebnis gespannt, hoffe dadurch wieder ein paar Zusammenhaenge zu verstehen ...
:-)
Gerhard
Hallo Bernd
Also die Aufgabe mit den Messwerten ist erledigt, ich habe mit dem BHS und dem Projektiv NFK 1,67 gemessen ...
S-Plan FL 2x 6,68mm
S-Plan APO 4x 3,38mm
S-Plan APO 10x 1,36mm
S-Plan APO 20x 0,68mm
S-Plan APO 40x 0,34mm
S-Plan APO 60x 0,22mm
S-Plan APO 100x 0,135mm
Ich habe einen Objektträger mit eingeätzter Scala 0,01mm pro Teilstrich verwendet, die Werte sind auf die Horizontal (die breite Seite) ermittelt ...
:-)
Gerhard
Hallo Gerhard,
da hast du dir aber ganz schön Arbeit gemacht. ;D
Aber nehmen wir das
ZitatS-Plan APO 40x 0,34mm
, da du zu diesem Objektiv auch bereits die Apertur genannt und sogar ausgerechnet hast:
Die Bildbreite beträgt also 340µm, bei 4896 Pixeln wären das 14,4 Pixel / µm.
Wenn die Auflösungsgrenze d=0,275µm beträgt (Wellenlänge etwa 550nm, Kondensorapertur = Objektivapertur) wären das fast 4 Pixel/d. Wegen der Bayermaske, die sich aus blau-, grün- und rotempfindlichen Pixeln zusammensetzt, ist das noch nicht die volle Ausnutzung.
Bei den anderen Objektiven kannst du nun selbst rechnen.
Viele Grüße
Bernd
Bayermaske mit Vor- oder Nachteilen hatte ich am 11.10. gezeigt. Reaktion NULL, ist aber auch kein spannendes Thema ;)
Bei der Pixelei sollte man nicht rein horizontal oder vertikal rechnen, sondern auch diagonal betrachten. Dann kommt der Faktor 1,4 noch dazu.
Gruß
P.H.
Danke Bernd
Also ich versuch es mal:
Das 60er hat 1,4, der Kondensor auch & Oel habe ich auch genug:-))
Die Bildbreite beträgt also 220µm, bei 4896 Pixeln wären das 22,3 Pixel / µm
Wenn die Auflösungsgrenze d=0,275µm beträgt (Wellenlänge etwa 550nm, Kondensorapertur = Objektivapertur) wären das fast 4 Pixel/d.
Wenn die Auflösungsgrenze d=0,196µm beträgt (Wellenlänge etwa 550nm, Kondensorapertur = Objektivapertur) wären das 6 Pixel/d.
1:22,3µm Pixl=0,0448
0,275µm:0,0448=6,14
Die Auflösung des Objektives d=λ/(2*1)= 0.55µm/2 = 0.275µm war die Formel bei NA 1,0 (beim D-Plan APO 40 Oel UV)
Die Auflösung des Objektives d=λ/(2*NA)= 0.55µm/2.8 = 0.196µm ist sie dann bei NA 1,4 (beim S-Plan APO 60 Oel)
Aber wie viele Pixel braucht der Bayer Sensor für die Berechnung der Farbinformationen, gibt es da einen Faktor?!?
Interpretiere ich Dich richtig, die Kamera wird in beiden Fällen nicht voll ausgenützt - oder habe ich das falsch verstanden und ich brauche mehr als 4 Pixel für die Darstellung und das Objektiv wird nicht voll ausgenützt (was ich mir eigentlich nicht vorstellen kann, aber ich lasse mich da gerne überzeugen ...)
Auch wenn ich - so hoffe ich - jetzt ein Stück weiter gekommen bin, am Punkt bin ich noch nicht:-))
:-)
Gerhard
Hallo Peter
Ich habe mal in den Tiefen des Forums nach Deinem Artikel gesucht, es geht um folgenden Link http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=3262.0 (für die anderen Leser) ...
Ein paar Dinge verstehe ich nicht, bzw. habe die Informationen nicht gefunden:
Die Pixelgröße, sprich, wenn ich es richtig verstehe eigentlich die Sensorzellengröße. Die finde ich für meine Kamera nicht und es gibt ja auch einen Abstand zwischen den einzelnen Sensorzellen. Da ich den nicht kenne ...
Ich verwende ein Projektiv (1,67 - 2,5 - 3,3 - 5,0 - 6,7 sind meine Optionen), aber von welcher Objektivbrennweite schreibst Du, nun die Brennweite der Projektive kenne ich nicht, bei den Objektiven bin ich da teilweise fündig geworden. Wobei es da unterschiedliche Angaben z:B. für das S-PLAN APO 40x gibt (ist nach meiner Interpretation von der Serie abhängig) ...
Du verwendest für die feinsten Strukturen die Kamera mit der größeren Pixelgröße - gehe ich recht in der Annahme, dass es sich dabei um ein CCD-Modell handelt und es in dem Fall eigentlich auf die Technologie ankommt?!
:-)
Ein rätselnder Gerhard
Hallo Gerhard,
wenn es der Sensor einer Monochrom-Kamera wäre, dürften 2 bis 3 Pixel pro Auflösungsgrenze ausreichen, um die Auflösung des Objektives auszunutzen. Ob man das machen muß, ist eine andere Sache und hängt vom Objekt ab.
ZitatAber wie viele Pixel braucht der Bayer Sensor für die Berechnung der Farbinformationen, gibt es da einen Faktor?!?
Dazu kam gerade ein Hinweis, daß der Faktor 1,4 hinzukommt.
Beste Grüße
Bernd
Guten Morgen
O.k., das sind dann 4 bis 5 Pixel ... und jetzt verstehe ich auch warum die Aufloesungsgrenze bei meinem Sensor bei getesteten 1200 Linien auf die 28,1mm sind (ein Wert aus einem Kameratest) ...
Aus meiner praktischen Erfahrung kann ich noch beisteuern, dass da neben der Berechnung auch noch die vor der Sensorflaeche sitzenden Filter (sind Bestandteil der Sensoreinheit) mitspielen. Meine Erfahrungen beruhen auf den Ergebnisvergleichen zwischen meinem 22er Hasselbldrueckteil mit der 21er Canon 1DS Mark III die bezüglich der Aufloesung der Hasselblad deutlich unterlegen ist ...
Danke, die Rueckmeldungen haben mich wirklich einen Schritt weiter gebracht ...
Das diese Problematik nur schlagend wird wenn das Motiv ueber die entsprechenden feinen Strukturen verfuegt versteht sich.
:-)
Gerhard
Hallo zusammen,
hier aus meiner Sicht die Betrachtung.
Als ideale Kamera selbstverständlich ein Exemplar ohne Bayermaske. Die ImagingSource DMK72 erfüllt diese Forderung. Der in der Kamera eingesetzte Chip von Aptina MT9P031 mono hat 2592 Pixel horizontal und 1944 Pixel vertikal. Pixelgröße ist 2,2 x 2,2 µm.
Es ist sowohl theoretisch wie auch praktisch nur möglich 2 Punkte getrennt abzubilden, wenn der Abstand in der Chipebene 2 x 2,2 µm beträgt. Leider liegen aber nicht alle Abstände nur horizontal oder vertikal, so dass man auch die diagonalen Abstände betrachten muß. Damit kommt man im Idealfall auf min. 6,2µm.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/49431_25049362.jpg)
Ich hoffe die Zeichnung kann das verdeutlichen.
Setzt man für einen Versuch die Kamera in die Zwischenbildebene, so läßt sich sehr einfach über die Vergrößerung des Objektivs auf den Abstand in der Objektebene rechnen.
Im Fall der DMK72 Kamera wird mit Sicherheit die Auflösungsgrenze NUR durch das Objektiv bestimmt.
Dass eine Farbkamera mit Bayermaske etwas schlechter abschneidet hatte ich schon gezeigt.
Ich hoffe die Erklärung ist verständlich.
Gruß
Peter
Zitat von: Nomarski in Oktober 25, 2010, 22:49:17 NACHMITTAGS
Hallo Gerhard,
wenn es der Sensor einer Monochrom-Kamera wäre, dürften 2 bis 3 Pixel pro Auflösungsgrenze ausreichen, um die Auflösung des Objektives auszunutzen. Ob man das machen muß, ist eine andere Sache und hängt vom Objekt ab.
ZitatAber wie viele Pixel braucht der Bayer Sensor für die Berechnung der Farbinformationen, gibt es da einen Faktor?!?
Dazu kam gerade ein Hinweis, daß der Faktor 1,4 hinzukommt.
Beste Grüße
Bernd
Hallo,
mit einem Bayer-Sensor habe ich vor einiger Zeit probiert, wieviel Pixel mindestens nötig sind zum Trennen von Linien (bei sehr großem Kontrast).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/49438_51595104.jpg) (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=32486)
Bei dem 2. Test beträgt die maximal mögliche Auflösung 85 Lp/mm (2 Pixel/Lp).
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/49438_35024502.jpg) (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=88943)
Man braucht wirklich mindestens 5 Pixel pro Linienpaar für eine optimale Auflösung.
(2/5*85 Lp/mm = 34 Lp/mm)
Gruß,
Stuessi
Nachtrag
für meine extremen Objekte verwende ich ein Objektiv Apo 90/1,4 Öl, dazu schiefe Beleuchtung bei 365nm. Nachvergrößerung des Zwischenbildes um Faktor 2.
Das Objektiv kann damit theoretisch bis < 150nm trennen. 150nm x 90-fach = 13,5µm (Zwischenbildebene).
Das Zwischenbild wird mit einem Negativsystem um Faktor 2 vergrößert auf den Chip projiziert. = 27µm
Die Kamera mit Pixel von 2,2µm kann damit den Abstand von 150nm in der Objektebene auf 12 Pixel verteilt am Chip abbilden.
Damit ist jede Frage nach der Kameragrenze beantwortet. Und auch die Bayermaske verdirbt den Spaß nicht ganz.
Gruß
Peter
Guten Abend
Das Thema der idealen Kamera beschäftigt mich auch schon seit 35 Jahren und seit meinem Umstieg auf Digital im Jahr 2003 noch viel mehr ...
Ich möchte Euren Blick an das andere Ende der Aufloesungsgeschichte richten, gerade in dieser Woche bin ich damit beschäftigt Naturfotos fuer eine Ausstellung fuer die Ausbelichtung auf einer Durst Lamda herzustellen. Die braucht 200dpi und bringt damit wirklich eine topp Qualitaet. Die Bildgroessen bei Ausstellungen gehen in den letzten beiden Jahrzehnten deutlich nach oben, kleiner A2 ist nicht mehr gefragt. ich wollte eigentlich mit 16 Megapixel in Richtung der 60 x 90cm gehen, die Qualitaetsgrenze liegt aber fuer sehr kritisch Betrachter mit der oben beschriebenen Kamera bei 50 x75cm, dabei muessen die Daten um den Faktor 1,3 hochgerechnet werden und dort liegt die Grenze wenn die Besucher einen Meter vor dem Bild stehen um die Qualitaet zu beurteiln. Und genau das ist das Verhalten von einem Drittel der Ausstellungsbetrachter ...
Ich will Euch dazu anregen - wo wir doch die "kleine" Seite betrachtet haben auch ueber die "große" nachzudenken ...
Bei der Suchen nach der "Idealen" muessen beide Seiten betrachtet werden und wir muessen unsere Endanwendung kennen. Danach richtet sich die Datenmenge die jeder einzelne braucht ...
Der einzige Lichtblick, zur Zeit arbeitet die "Zeit" fuer uns, wo ich vor 5 Jahren noch 4x5 Inch Filme einsetzen musste reicht jetzt Kleinbild mit 16 Megapixel. Damit koennen wir am Mikroskop Dinge realisieren die vor kurzem noch unerreichbar fuer den normalen Sterblichen waren :-))
Noch viel Glueck bei der Suche ... (die Wirtschaft freut sich)
:-)
Gerhard