Hallo zusammen,
wie bereits im Vorstellungs-Topic angekündigt, eröffne hier ein Thema zum geplanten Bau eines Mikroskops.
Gleich vorne weg: ich bin Anfänger. Im Rahmen meines Studiums untersuche ich Halbleiterproben im IR-Durchlicht auf Einschlüsse im Bereich von ca. 2 bis 100 µm. Halbleiter besitzen eine Absorptionskante die etwa ihrer Bandlücke entspricht (z.B. GaAs, Eg = 1,4 eV entspricht etwa 890 nm, höhere Energien/niedrigere Wellenlängen werden absorbiert), sprich ich arbeite im Bereich ab ca. nm im nahen Infrarot (begrenzt bis ca. 1100-1200 nm durch das Aufnahmespektrum von Si-CCDs). Das konnte ich einige Zeit an einem Zeiss Imager (mit Plan-Apochromaten, normaler 100 Watt Halogenlampe, normaler CCD-Kamera, überhaupt nichts für Infrarot ausgelegt!) testen. Ich konnte alles was ich wollte in sehr guter Qualität sehen und fotografieren. Nun ist es meine Aufgabe ein Mikroskop eigens zu diesem Zweck zu beschaffen. Es muss im Prinzip ,,nur" folgenden Bedingungen genügen:
- Ausreichendes Durchlicht im NIR (800-1200 nm)
- Gleichmäßige Ausleuchtung des Bildfeldes
- Auflösung möglichst nahe an 2 µm
- Weite Verfahrwege bei hoher Präzision
- Im Infraroten brauch ich nichtmal ein Okular, nur etwa eine CCD-Kamera
Da alle Mikroskope die ich bisher gefunden habe, die auch allen Anforderungen (speziell die weiten Verfahrwege!) genügen, sehr teuer sind und alle möglichen Funktionen bieten die überhaupt nicht benötigt werden (DIC, Ph, Dunkelfeld, Auflicht, Okular... usw.), lag irgendwann der Gedanke nahe, selber ein Mikroskop zu bauen. (An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass ich auch sehr dankbar wäre wenn jemand solche Komplettsysteme kennt, die ich nicht gefunden habe!) Nun bin ich mir aber gar nicht so sicher, ob das nicht etwas zu hoch gegriffen ist. Da rein prinzipiell jedoch schließlich so einiges möglich ist, habe ich die Planung dazu in Angriff genommen ;) Bisher bin ich so weit, ich fange einmal oben an:
- Objektivrevolver mit vielleicht 2.5x, 5x, 10x und 20x Objektiven (soweit ich das beurteilen kann sind dazu bereits Zeiss A-Plan oder Achroplan Objektive geeignet. Wie ich hier im Forum gelesen habe, bieten Planachromate inzwischen sehr gute Qualität in der Bildfeldebnung. Ich frag mich nur inwiefern die chromatische Aberration hier ein Rolle spielt. Und die Transmissionskurven sehen auch sehr brauchbar aus. Außerdem: Unendlichoptiken.). Die Proben sind z.t. dick (~10 mm), haben jedoch eine hohe Lichtbrechung (~n=3), erscheinen in der Fokusposition nur 1/3 so groß. Darunter ist jedoch noch eine Glasplatte von einigen mm Dicke. Reicht mir also ein nominaler Arbeitsabstand von 4 mm?
- Normale CCD-Kamera mit passender Größe zum Bildfeld. Durch die Unendlichoptik wäre die Position sehr flexibel und weitere Linsen überflüssig (Strahlengang vom Objektiv direkt auf den Detektor). Ein Gehäuse dazu würde die Werkstatt anfertigen. Damit wäre der obere Teil bereits fertig (+Software etc.). Oder übersehe ich etwas?
- Stativ und Stage (x,y,z): sehe ich als kleinstes Problem an. Außerdem kenne ich Spezialisten für Verfahrtische. Nur nicht für Optik, also weiter in der Optik:
- Kondensor der unten an den Tisch passt. Er sollte für alle Objektive geeignet sein und eine gute (köhlersche?) Beleuchtung ermöglichen. Das muss noch genauer geplant werden...
- Lampe bzw. Lampengehäuse mit Kollektorspiegel, Kollektorlinse (möglichst als ein fertiges Bauteil. Möglich?), Trafo... 100 Watt Halogen, was ein ausreichendes Spektrum abwirft und nicht alles verbrennt (evtl. auf Wärmeschutzfilter verzichten?).
- Umlenkspiegel 45°. Muss der im Fokus der Kollektorlinse sein? Oder ist die Verzerrung des Strahlengangs im Spiegel außerhalb des Fokus vernachlässigbar?
- Leuchtfeldblende + Lichtaustrittsöffnung (normales Glasfenster?). Die letzten 3 Teile (Lampe, Spiegel, Leuchtfeldblende) sollten möglichst auch in ein Gehäuse, um Verstaubung zu verhindern, aber das ist wohl wiederum ein Fall für die Werkstatt.
Ich hab mal mit einem Mikroskophändler geredet, der meinte er kann mir diese Komponenten liefern (bis auf Leuchtfeldblende und Umlenkspiegel). Sehr cool fände ich es natürlich, wenn ich komplette Einheiten kaufen (wie oberer Teil mit Objektivrevolver + Kamerastutzen im Gehäuse und unterer Teil mit kompletter Beleuchtung im Gehäuse), aber der Händler meinte, das rücken die Mikroskophersteller nicht raus, was ja auch verständlich ist.
Das sind soweit die Überlegungen auf der Basis meines derzeitigen Wissens. Der Gedanke dabei ist, alles so einfach wie möglich, aber doch so hochwertig wie nötig zu halten. Damit wende ich mich hier an Experten um eine Einschätzung zu bekommen, ob das wenigstens annähernd realistisch ist ;)
Sehr freuen würde ich mich über Kritik (Denkfehler, Ungereimtheiten, Bildungslücken, Unmöglichkeiten), Tipps, Literaturempfehlungen zum Bau von Mikroskopen und Diskussion. Gerne auch Empfehlungen zu Händlern falls so was hier nicht ungern gesehen ist.
Wie gesagt, ich bin Anfänger und weiss gar nicht wo anfangen auf diesem großen Gebiet. Aber irgendwo musste ich ja anfangen :)
Viele Grüße,
Stefan Lange
Hallo Herr Lange,
ich bin zwar kein Spezialist für den Selbstbau von Mikroskopen, jedoch habe ich einige Jahre mit IR-Mikroskopen gearbeitet. Da diese Geräte im Preis tatsächlich jenseits von Gut und Böse lagen, brauche ich wohl auch keine Hersteller nennen. Aber etwas zum Aufbau sagen: Optiken im NIR-Bereich waren tatsächlich normale Serienprodukte, die Lichtquelle normale Halogenlampen ohne Wärmeschutzfilter. So können Sie meiner Meinung nach fast jedes Mikroskop ohne LED-Quelle für den Bereich bis 1200nm nach kleinem Umbau benutzen. Bei Anspruch auf Qualität eben ein Gebrauchtes der Markenhersteller. Auf ein visuelles Okular würde ich allerdings nicht verzichten. Objektauswahl und Beurteilung sind am Monitor schon fummeliger als am Okular.
Mit besten Grüßen
Jürgen
Klingt interessant.
Können Sie einmal präzisieren, was Sie unter "Weite Verfahrwege bei hoher Präzision" verstehen.
Unendlichoptik bedeutet Tubuslinse, aber das ist Ihnen sicher vom AxioImager her bekannt.
Was den Arbeitsabstand betrifft, den können Sie ja selber bestimmen, sonst müssten Sie noch die Dicke der Glasplatte angeben.
Wie groß sind die Proben?
Werner Jülich
Hallo,
danke für die Antworten. Ich muss zugeben, am Zeiss-Mikroskop habe ich nicht einmal durch das Okular geblickt. Und da es sowieso nur Durchlicht > 800 nm geben wird, macht ein Okular wenig Sinn. Die Auswahl sehe ich auch mit bloßem Auge, so klein sind die Proben nicht.
Herr Jülich: Die Proben sollten auch 30-40 cm groß sein können. Die Präzision sollte im Bereich von 1 µm liegen, was mit Linearmotoren realisierbar sein sollte.
Das mit der Glasplatte könnte ich noch ausrechnen. Die dürfte den Arbeitsabstand ja allenfalls vergrößern wenn ich das richtig verstanden habe, deshalb sollten die nominalen 4 mm ausreichen die bis zum 10x Objektiv nicht unterschritten werden. Das 20x Objektiv muss nicht unbedingt durch die dicksten Proben kommen.
Danke für den Hinweis mit der Tubuslinse, da hatte ich wirklich etwas nicht richtig verstanden. Das macht es für mich nochmal etwas komplizierter, muss ich noch recherchieren. Am besten wäre wohl wirklich, einen ganzen Tubus als Einheit zu kaufen wenn möglich.
Lg,
Stefan Lange
Der große Messtisch ist eine Herausforderung, lieferbar aber a) nicht an jedem Stativ möglich und b) nicht besonders günstig. Ob und wie man damit Köhlern kann lasse ich offen, mit der serienmäßigen Glasplatte wird es jedenfalls spannend.
Können Sie einmal genauer erläutern, warum Sie überhaupt einen Kondensor + Leuchtfeldblende usw. brauchen? Die Auflösung schafft das 20er Objektiv doch auch so, selbst bei 1µm Wellenlänge.
Wenn Sie nämlich auf den ganzen Zauber unter dem Tisch verzichten, kann man diesen freistehend wählen und lediglich für passendes Durchlicht sorgen.
Haben Sie den Preis für den Imager im Kopf? Alleine der gewünschte Tisch kommt auf 1/3 der Imagers.
Werner Jülich
Darum soll der Messtisch auch selbst gebaut werden. Mir kam gerade die spontane Idee, den gesamten Tisch als Glasplatte zu realisieren. Das Lineartechnik in den 5-stelligen Bereich kommt ist mir klar. Ein Imager fängt mit der Grundausstattung bei etwa 50k an, soweit ich weiss. Trotzdem lässt schon das allein Stativ keine allzugroßen Verfahrwege zu.
Am Imager war auch immer eine Glasplatte (schätzungsweise 5 mm) montiert, mit der war es mir trotzdem möglich zu köhlern.
Warum ich einen Kondensor usw. brauche? Nun, ich habe noch nie ein Durchlichtmikroskop ohne gesehen und hatte einfach vorausgesetzt dass er essentiell für eine anständige Beleuchtung ist. Mit der Aperturblende habe ich außerdem oft den Kontrast eingestellt. Leuchtfeldblende... ok, die habe ich nur immer zum Köhlern verwendet, ansonsten war sie zu 100% offen. Wie sieht denn die alternative aus? Paralleler Strahlengang?
Ich würde schon auf alles verzichten, was ich nicht brauche. Es muss aber auf jeden Fall funktionieren.
Es klingt zum Glück nicht sonderlich kompliziert, wenn man mal von Generalthema Kosten absieht.
Bei der Beleuchtung haben wir in einem ähnlichen Fall mit einer Steuscheibe als Lichtaustrittfläche gute Erfahrungen gemacht. Das spart jede Menge unschöner Mechanik, man denke z.B. einfach an die Zugänglichkeit der Stellschrauben zur Kondensorzentrierung unter dem riesengroßen Tisch, der ausserdem nicht an ein Stativ, sondern auf festen Untegrund gehört.
Wenn Sie den Punkt akzeptieren, dann bleibt noch das Stativ als Sonderbau komplett neu oder modifiziert. Der Rest ist dann nur anzuschrauben, fertig.
Werner Jülich
Hmm, d.h. einfach diffuses Licht auf die Probe leiten? Geht dabei nicht ein Großteil an Intensität verloren? Das Spektrum der Lampe wird ja sowieso auf den sichtbaren Bereich optimiert sein, außerdem absorbieren die Proben sicherlich noch einen guten Teil (werde ich noch prüfen). Was halten Sie von Glasfaseroptiken zur besseren Ausbeute? Die sollen das Bild verpixeln hab ich mal gehört.
Das ganze sollte vielleicht aber so konzipiert werden das notfalls doch ein Kondensor etc. verbaut werden könnte, falls der teure Aufbau gar nicht funktioniert. Falls der Tisch nur die x- und y- Positionierung übernimmt und die z-Fokussierung über den Objektivblock gehandhabt wird, müsste der Kondesor ja nicht am Tisch befestigt werden, sondern könnte mit dem Stativ verbunden (+höhenverstellbar eben) bleiben.
Möglicherweise muss bei dem Tisch aus Kostengründen ein Kompromiss eingegangen werden, so dass nur Proben von 10-15 cm Durchmesser betrachtet werden können.
Einschlüsse im Bereich von 2 µm kann ich im Imager übrigens bereits mit dem 10x Objektiv (NA=0.3) sehen. Zwar nicht scharf, aber vorhanden. Es wäre schon gut, wenn ich mit dem 10er weiterhin alles sehen könnte.
Stefan Lange
Hallo Herr Lange,
zur Kamera würde ich zunächst einmal bei Hamamatsu suchen. Z.B. InGaAs Camera C10633-13 900nm bis 1700nm !
Dann wäre doch bei der Optik ein Spiegelobjektiv recht tauglich. Für die restlichen Punkte sehe ich bis auf den Tisch keine Probleme.
Grüße aus dem Norden
Peter Höbel
Guten Abend
In der Dendrochronologie werden auch grosse Tische benötigt. Wenn man beim Link runterscrolt sieht man ein Bild eines Mikroskops Marken Eigenbau aus der Archäologie in Zürich. Es ist ein Kreuztisch aus der Industrie. Das Stemi ist an einem Bohrständer angebracht.
http://www.stadt-zuerich.ch/hbd/de/index/archaeologie_denkmalpflege_u_baugeschichte/dendro/dendroprinzip.html
Gruss
Jürg
Danke für die Antworten!
Bei Hamamatsu InGaAs Kameras hatte ich mich bereits umgesehen, aber ich denke die würden den Preis in die Höhe treiben. Wie gesagt, ich hab das bereits mit normalen Kameras mikroskopiert und es hat funktioniert. Bezüglich Spiegelobjektiven muss ich mich noch informieren, scheinen ja recht exotisch zu sein.
Die IR-LEDs kenne ich, damit hab ich mir mal spaßeshalber ein Nachtsichtgerät gebaut. Ich denke aber, mit einer normalen Halogen-Lampe ist es leichter zu realisieren.
Mit einem Standard-Kreuztisch werde ich wahrscheinlich nicht weit kommen, da er ja über einen weiten Bereich transparent sein muss. Die Beleuchtung bereitet mir noch am meisten Kopfzerbrechen.
Lg,
Stefan Lange
Es geht alles ganz brav mit normalen Komponenten, wenn Sie bei den Tischabmessungen flexibel sind, es gibt auch genügend ganz normale Kameras, solange Sie sich nicht jenseits von 1,1 µm Wellenlängen bewegen wollen. Wir haben bei einem ähnlichen Wellenlängenbereich bei einem medizinischen Projekt (Observer) an der Uni Mainz ganz brauchbare Ergebnisse erzielt und die ursprünglich angedachte Hamamatsu Kamera als unnötig verworfen. IR-LEDs müßte man prüfen.
Werner Jülich
Hallo Stefan
Im eBay USA haben die bis vor ca. 2 Monaten so ein Teil angeboten, es ist von über 2000.- auf 700.- USD runtergegangen und es waren 2 Spezialojektive und ein Olympus Trinotubus mit dabei. Das hilft zwar jetzt unmittelbar nichts, ich will Dir damit sagen ==> es zahl sich aus den Gebrauchtmarkt zu durchforsten, auch wenn Du dabei nur Einzelteile bekommst ...
:-)
Gerhard
Noch einma kurz.
Mit einer Halogenleuchte und einem Schott RG1000 / 3mm Glasfilter bekommt man einen guten IR-Strahler welcher von üblichen monochromen CCD oder CMOS Kameras noch gut genutzt werden kann. Der Schwerpunkt liegt dann bei ca. 1000nm.
Beispiel:
Eine Lötkolbenspitze bei 350°C konnte ich sehr schön mit einer einfachen monochromen CMOS-Kamera aufnehmen.
Gruß Peter Höbel
Guten Tag
Bei mir würde das Gerät aus einem umgebauten Mikroskop, einem Standartkreuztisch und einer Kamera etwas so aussehen. Die Glasplatte einfach über den Tisch heben.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/66331_10742215.jpg)
Gruss
Jürg
Zitat von: Werner Jülich in Juni 08, 2011, 08:56:40 VORMITTAG
Es geht alles ganz brav mit normalen Komponenten, wenn Sie bei den Tischabmessungen flexibel sind, es gibt auch genügend ganz normale Kameras, solange Sie sich nicht jenseits von 1,1 µm Wellenlängen bewegen wollen. Wir haben bei einem ähnlichen Wellenlängenbereich bei einem medizinischen Projekt (Observer) an der Uni Mainz ganz brauchbare Ergebnisse erzielt und die ursprünglich angedachte Hamamatsu Kamera als unnötig verworfen. IR-LEDs müßte man prüfen.
Werner Jülich
So in etwa hab ich mir das vorgestellt, brav mit normalen Komponenten. Aber was heisst flexibel? wären 100x100 mm drin? oder gar 150x150 mm?
edit: ich habe mir Ihre website angeschaut. Scheint durchaus möglich zu sein. Wäre denn da ein Kondensor anzubringen?
Was wäre denn der Vorteil von LEDs? Geringere Wärmeentwicklung, höhere Effizienz, einigermaßen gerichtetes Licht fallen mir spontan ein. Aber LED-Produkte sind doch allgemein teurer.
Gebrauchtgeräte habe ich mir auch bereits angeschaut. Die Angaben dazu waren jedoch meist wenig informativ. Z.b. das hier fand ich sehr interessant:
http://spectraservices2.com/Merchant2/merchant.mvc?Screen=PROD&Store_Code=SS&Product_Code=Olympus-BX61-1&Product_Count=&Category_Code=
Dem kann ich beispielsweise nicht entnehmen dass es x-y-motorisiert ist, bzw. wie weit der Tisch verfahrbar ist. Aber einzelne Teile könnte ich da sicherlich bekommen, das stimmt, z.b. ein kompletter Tubus.
Normale Silicium CCD- oder CMOS- Sensoren können auf jeden Fall IR-Bilder machen. Ich hab aus einer Webcam für 10€ den IR-Filter ausgebaut und die internen weisse LEDs gegen IR-LEDs ausgetauscht, fertig war das Nachtsichtgerät ;) Als Filter hab ich am Imager übrigens immer einen alten GaAs Wafer genommen.
Danke für die Skizze, Jürg. So in etwa war das auch gedacht. Jedoch sollte das alles motorisiert sein, mit dem Gedanken an Lineartechnik bisher. D.h. der Tisch läuft auf Schlitten.
Einfach mal skizziert:
Zeiss Axio Scope.A1 mit XYZ-Motortrieb Tsich beschränkt auf 75x50 mm
50 W Durchlicht mit geeignetem Filter fürs Sperren < 800 nm, schaltbar
10x u. 20x Objektive ohne Deckglaskorrektur
Binotubus mit Fotoausgang
IcC1mono
AxioVision (ersatzweise Bonntec Imaging MOT)
Werner Jülich
Bezüglich der Kameraadaption drängt sich mir noch eine technische Verständnisfrage auf:
Übernimmt ein Kameraadapter die Funktion einer Tubuslinse? D.h. Sind die optischen Bauteile im Strahlengang ganz einfach:
Objektiv - Kameraadapter - Kamera
oder ist da noch mehr Optik drin?
Die Tubuslinse ist erforderlich
Werner Jülich
Hallo,
ich hab das Projekt neben meiner Abschlussarbeit her weitergeführt und bin jetzt fast am Ziel. Ich beschreib mal die (optischen) Komponenten die ich bisher ausgewählt und getestet hab.
- Kamera: IDS, 1.3MP, CMOS, USB
- Objektive: Mitutoyo M Plan 5x (NA=0.14), 10x (NA=0.28)
- Beleuchtung: LED, 950nm, 3mW
Zum Vergleich, das Zeiss-System was ich bisher benutzte:
- Kamera: Zeiss AxioCam HRm mit Peltierkühlung und Billiarden von Megapixeln ^^ (na, zum vergleich hab ich auch vergleichbare 1.4 MP genommen)
- Objektive Zeiss EC Epiplan Neofluar 5x (NA=0.13), Zeiss EC Epiplan Apochromat 10x (NA=0.3)
- Beleuchtung: 100W Halogen mit allen üblichen optischen Komponenten und am Ende einem Kondensor (Ich weiss nicht genau was alles, aber Premiumprodukte von Zeiss...).
Eine Tubuslinse hab ich übrigens nicht benötigt. Die Kamera ist direkt durch den "hohlen" Tubus über dem Objektiv befestigt. Oder war die Tubuslinse dann vielleicht bereits am Obktiv angebracht? Ich hab den Strahlengang ehrlich gesagt nicht 100%ig verstanden. Außerdem hab ich Mitutoyo NIR-korrigierte getestet, bringen keinen Vorteil (klar, bei dem engen Frequenzband). Die LED hatte im Vergleich zu einer 100 W Halogen (mit Diffusor) bessere Intesität und ist angenehmer zu handeln, da sie nicht heiss oder auch nur warm wird.
Allerdings komm ich nicht ganz an die Qualität des Zeiss hin. Gerade für Objekte um die 2µm und darunter sind vor allem der Kontrast und die Schärfe am Zeiss besser. Am eigenen Aufbau treten zum Teil auch Interferenzringe um die Objekte auf. Ich dachte erst das rührt von der quasi monochromatischen Beleuchtung, jedoch trat es auch bei der Halogenlampe auf. Hier mal ein Vergleich:
Zeiss:
http://imageshack.us/photo/my-images/205/zeiss.jpg/
Eigenes
http://imageshack.us/photo/my-images/9/eigenes.jpg/
Skalierungsfaktor bei beiden Bildern ist etwa 0.66µm pro Pixel, d.h. Bildweiten von ca. um 1 mm. Beim Zeiss hab ich zum besseren Vergleich noch die Helligkeit angepasst.
Was meint Ihr woran die große Differenz der Qualität liegen könnte? Ich tippe ja auf die Beleuchtung, d.h. ich bräuchte vielleicht noch einen Kondensor mit Aperturblende und weiteren Komponenten. Aber möglicherweise sind die Objektive von Zeiss einfach besser. Teurer sind sie zumindest. Ich dachte aber immer Mitutoyo liefert auch nur Top-Produkte. Was könnte ich noch rausholen??
Wegen der Motorisierung hab ich einen Händler gefunden der ganz gute System anbietet. D.h. er benutzt Märzhäusertische und fertigt Grundplatten und Stative, die zusammen montiert werden. Ans Stativ kommt dann eine Achse mit Schrittmotor, wo Objektiv und Kamera befestigt sind. Ich hab es gesehen und es sieht vertrauenserweckend aus. Allerdings hab ich mich jetzt auf 100x100 beschränkt, alles andere ist einfach kein Standard mehr und damit zu kostenintensiv.
Allerdings will ich die Optik noch optimieren und frage hier, ob mir einer Tipps geben kann :)
LG,
Stefan Lange
Hallo Stefan,
wer bei Unendlichoptik auf die Tubuslinse verzichtet, arbeitet suboptimal, das einmal vorweg.
Der Rest ist bei diesen Bildern nicht zu bewerten, daher die Bitte, einmal ein einfaches Präparat aufzunehmen, dann kann man besser raten.
Bei den unterschiedlichen Aufbauten traue ich mir jedenfalls keine Fehleranalyse zu.
Werner Jülich
Hallo,
die Möglichkeit ein "einfaches Präparat" habe ich momentan nicht. Sobald es wieder möglich ist, werde ich es tun.
Das mit der Tubusline ist schonmal ein guter Tipp. Ein Objektiv mit Tubus und Kamera wurde mir so angeboten, ohne Tubuslinse, darum ging ich davon aus dass das schon seine Richtigkeit hat. Aber ich werde mich nochmal genauer informieren müssen. Ich fand es immer etwas schwer zu diesem Thema umfassende und vollständige Informationen zu bekommen.
Falls jemandem sonst noch etwas einfällt, ich bin für jegliche Spekulation dankbar. Oder falls mir jemand erklären möchte was so eine Tubuslinse genau macht. Ich habe zwar diesen guten Thread hier gefunden, aber das mit der Tubuslinse hat sich mir noch nicht ganz erschlossen: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=268.0. Wie ich das verstanden hatte kümmert sie sich vor allem um die chromatische Abberration, die ich ja dank quasi einer Wellenlänge nicht haben dürfte.
LG,
Stefan Lange
Interessante Diskussion. Ich selbst beschaeftige mich mit regulaerer (bislang nicht am Mikroskop) IR-Fotografie mit einer DSLR Kamera, was sehr gut klappt. Es muesste doch eigentlich auch gehen, wenn man einfach einen 720 nm IR Fotofilter auf die Austrittsoeffnung der Halogenlampe am Mikroskopstativ legt und dann eben bei einer entsprechend langen Belichtungszeit das Foto aufnimmt (so mache ich das zumindest mit meiner regulaeren IR Fotografie, wo der 720 nm Filter vor das Objektiv geschraubt wird). Sich bewegende Objekte kann man dann natuerlich nicht aufnehmen, dazu braeuchte man dann eine modifizierte DSLR, bei der der sog. hot mirror Filter vor dem opt. Sensor entfernt ist. Hat das mal jemand probiert?
DSLR-Kameras haben den Vorteil dass sie auch schon im unteren Preissegment die besten Chips verwenden. Ich habe die Vermutung, dass man vergleichbare Chips auch in "wissenschatlichen Kameras" bekommt, nur dann aber mehrere 1000 Euro hinblättert. Eigentlich würde ich mich auch gerne auf diesem Markt bedienen. Aber einerseits weiss ich nicht ob das Bayer Pattern stören würde und andererseits weiss ich auch nicht wie ich die Elektronik ansteuern könnte, bzw. sie dahingehend zu modifizieren. Schnell genug wäre sie zumindest wenn ich mir die Serienbilder-Funktion einer älteren Canon EOS400 eines Freundes anschaue. Und mittlerweile gibt es afaik schon bessere Kameras für 400 Euro und weniger. Blöd für mich, aber keiner lässt sich gerne das Geschäft vermiesen ^^
Ich mein die Zeiss HRm kostet um die 11.000 Euro. Sie hat zwar eine Peltierkühlung, aber ich glaube nicht dass das alleine so viel ausmacht und auch den Preis so sehr in die Höhe treibt. Das ist wie mit Apple, man kann sich nen PowerMac für 3000 Euro kaufen oder für 600 selbst zusammenbauen (ja, hab ich mit eigenen Augen erlebt).
Wobei ich dazu sagen muss, dass das mit den Chips bisher nur ein Vermutung ist. Ich hatte noch nicht die Zeit einzelne Chips aus Mikroskop- und DSLR-Kameras zu vergleichen.
Bei (fast) monochromen Licht im roten Bereich habe ich mit meiner Farbkamera (Jenoptik C5cool) schlechte Erfahrungen gemacht. Ich bin mir sehr sicher, dass die Bayer-Maske das Problem ist. Wenn 75% der Sensor-Pixel nicht gebraucht werden, leidet die Bildqualität und die Belichtungsmessung mag auch nicht recht. Ich habe mir die passende Monochrom-Kamera dazu bestellt. Bei NIR/IR sollte man darauf achten, dass der Sensor keinen IR Schutzfilter hat, die meisten Sensoren haben einen. Daher bin ich nicht sicher ob eine normale DLSR geeignet wäre, von der Maske mal abgesehen.
Gruss,
Stefan
Einige Beispiele wie Aufnahmen im IR möglich sind.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81249_61817945.jpg)
Zunächst mit einer CMOS-Kamera und weißer LED, Teilbereich Bienenbein
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81249_51507813.jpg)
Halogenleuchte mit Schott RG 1000 / 3mm, monochrome Kamera DMK72
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81249_31445570.jpg)
Halogenleuchte mit Schott RG 1000 / 3mm, Farbkamera mit IR-Sperrfilter DFK72 , längste Bel.zeit, höchste Verstärkung, 4x Binning ! ..... und trotzdem kaum ein Bild
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81249_14199986.jpg)
Halogenleuchte mit Schott RG 1000 / 3mm, CCD-Farbkamera DBK41 ohne IR-Sperrfilter. Alle 3 Farbkanäle zeigen etwa gleiche Schwärzung. Somit der Beweis, dass die Bayermaske im IR fast wirkungslos ist, sonst dürften Blau- und Grünkanal kein Signal zeigen. Fazit : Eine monochrome Kamera und entsprechende Filterkombination lassen bis ca. 1000nm gute Aufnahmen zu.
Viel Spass
Peter
Zitat von: peter-h in Dezember 27, 2011, 14:52:36 NACHMITTAGS
Einige Beispiele wie Aufnahmen im IR möglich sind.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81259_45328542.jpg)
Halogenleuchte mit Schott RG 1000 / 3mm, Farbkamera mit IR-Sperrfilter DFK72 , längste Bel.zeit, höchste Verstärkung, 4x Binning ! ..... und trotzdem kaum ein Bild
Viel Spass
Peter
Hallo Peter,
Vielen Dank fuer den Vergleich. Allerdings vermute ich, dass die oben dargestellte IR Aufnahme schlicht unscharf ist. Im IR aendert sich der Fokus, was immer bei IR Aufnahmen zu beachten ist.
Beste Gruesse,
Martin
Hallo Martin,
nun ja es sieht unscharf aus. Aber bitte bedenken dass die Aufnahme mit der monochromen DMK72 eine 5 MPixel Aufnahme ist und runtergerechnet wurde und die flaue Aufnahme hatte durch das Binning nur noch 640 x 480 Pixel. Es wurden übrigens 10 Bilder per HF gestackt. Hier wirkt einfach das IR-Sperrfilter so wie es soll ;D Meine alte Olympus C 3040 hat bei IR wieder ganz andere Eigenschaften.
Gruß
Peter
Zitat von: peter-h in Dezember 27, 2011, 17:27:07 NACHMITTAGS
Hallo Martin,
nun ja es sieht unscharf aus. Aber bitte bedenken dass die Aufnahme mit der monochromen DMK72 eine 5 MPixel Aufnahme ist und runtergerechnet wurde und die flaue Aufnahme hatte durch das Binning nur noch 640 x 480 Pixel. Es wurden übrigens 10 Bilder per HF gestackt. Hier wirkt einfach das IR-Sperrfilter so wie es soll ;D Meine alte Olympus C 3040 hat bei IR wieder ganz andere Eigenschaften.
Gruß
Peter
Hi Peter,
Ich habe das nun einfach mal selbst ausprobiert. Verwendet habe ich meine alte, unmodifizerte Canon 8 MPixel Rebel XT (350D) DSLR mit Sperrfilter, die ich fuer IR Aufnahmen nutze zusammen mit einem Hoya R72 Filter, den ich auf die Austrittslinse der Halogenleuchte meines Mikroskops legte. Die folgende IR Aufnahme ist bei 1.3 Sekunden Belichtungszeit und ISO 200 entstanden und zeigt einen Bestandteil des Inneren eines Ascaris (ein Parasit)-Querschnitts bei 360-facher (200x1.6) Vergroesserung:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81273_28718804.jpg)
Hier noch der Vergleich zum regulaeren Farbfoto desselben Objekts:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81273_36620280.jpg)
Man kann also gute IR Aufnahmen mit recht einfachen Mitteln erzielen.
Beste Gruesse,
Martin
Hallo Martin,
zwischen einem Hoya R72 und einem Schott RG1000 liegen aber auch Welten ! Da hätte ich mich nicht anstrengen müssen ;D
Gruß
Peter
Zitat von: peter-h in Dezember 27, 2011, 21:02:18 NACHMITTAGS
Hallo Martin,
zwischen einem Hoya R72 und einem Schott RG1000 liegen aber auch Welten ! Da hätte ich mich nicht anstrengen müssen ;D
Gruß
Peter
Die cut-off Position des Schott Filters liegt bei 1000 nm, was zu langwellig ist fuer IR Aufnahmen. Das erklaert natuerlich auch die sehr langen von Dir benoetigten Belichtungszeiten dabei. Aber das Wichtige ist eben die korrekte Fokussierung, die sich zwischen IR und Farbbild sehr veraendert am Mikroskop. MPixel und Aufloesung sind da weit weniger erheblich.
Gruss,
Martin
Naja, es geht ja auch bei Insekten mit IR sehr schoen....
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=11157.0
Gruss,
Martin
Hallo Martin,
dann wünsche ich klaren Durchblick für 2012 !
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/81540_9632967.jpg)
Bienenbeinchen, Putzkamm mit Sporn - Negativdarstellung einer IR-Aufnahme mit Schott RG 830 Filter.
Gruß
Peter
Zitat von: peter-h in Dezember 31, 2011, 11:44:18 VORMITTAG
Hallo Martin,
dann wünsche ich klaren Durchblick für 2012 !
- Negativdarstellung einer IR-Aufnahme mit Schott RG 830 Filter.
Gruß
Peter
Hallo Peter,
Sehr schoene Aufnahme, bestens gelungen! Dir auch beste Sicht in 2012!
Gruss,
Martin
Hallo Peter,
Top-Bilder, vor allem das mit der DMK. Kannst du dazu noch einen Maßstab angeben oder eine Bildweite? Nur ungefähr...
Ich komme gerade erst aus dem Urlaub und muss noch haufenweise Sachen erledigen, ich melde mich später nochmal.
LG,
Stefan
Hallo Stefan,
das Bildchen mit dem Bienenbein hat eine ges. Bildbreite von 0,8mm. Objektiv Zeiss Plan Apo 10x/0,32.
Gruß
Peter
alles klar, danke. die bilder sehen gut aus, ich hoffe ich bekomm das in meinem maßstab um die 1-2 µm auch hin.
momentan hakts nur noch an der beleuchtung. weiss von euch jemand zufällig von einer regelbaren IR-LED Beleuchtung? Irgendwie finde ich dazu nichts. Gibt es nur in weiss. Sollte aber kein Hexenwerk sein. Ich kenn mich allerdings nicht mit LED-Elektronik aus. Sollte es nicht möglich sein, eine weisse Beleuchtung mit austauschbaren LEDS (weiss -> NIR) zu verwenden plus evtl. zusätzlichen Widerstand? Kennt sich damit einer aus?
Irgendwie hab ich eine Abneigung gegen Halogenlampen, schon allein wegen der Hitzeentwicklung und Energieverschwendung. Allerdings merkt man dabei wenigstens wenn man im Begriff ist, sich ein Auge auszuschießen.
Liebe Grüße,
Stefan
Nach einigem Nachdenken neige ich zu der Tendenz dass das Problem der Bilder meiner Meinung nach vor allem an der Beleuchtung liegen sollte. Zum Vergleich: das Zeiss hat natürlich eine komplette Beleuchtungseinheit zur köhlerschen Beleuchtung, das andere etwas, das im Prinzip aussah wie eine LED-Taschenlampe. Ich weiss nicht, was die genau kann.
Jetzt, wo ich das mit der Tubuslinse endlich verstande habe, denke ich das Mikroskop muss irgendwo eine gehabt haben bzw. wie sonst soll das Bild auf den Sensor gekommen sein? Sie war jedoch weder im Tubus (sonst hätte ich auf keinen Fall einen Bleistift durchstecken können ^^), noch vor der Kamera. Kann es sein dass sie direkt am Objektiv angeschraubt war? Ich habe den Händler nochmal angefragt wie das also funktioniert, denke das kann aber noch dauern. Oder gibts vielleicht noch eine andere Möglichkeit mit Unendlichoptiken, aber ohne Tubuslinse zu arbeiten? Ich hab darauf im Forum schon Andeutungen gefunden, aber verstanden habe ich es noch nicht.
Als einen Hinweis darauf dass die relativ schlechte Bildqualität an der Beleuchtung liegt, sehe ich, dass Einschlüsse in der Tiefe zwar schnell unscharf werden, aber dennoch über einige Milimeter in die Tiefe hinein sichtbar bleiben, irgendwann sogar hell werden (obwohl sie eigtl. opak sind) und dabei unregelmäßiger erscheinen als im Fokus. Jede Bildebene scheint einigen Einfluss aus anderen Bildebenen zu nehmen, mehr als beim Zeiss. Ich drücke mich wahrscheinlich nicht präzise genug aus, wenn Interesse besteht, kann ich ganze Fokusstapel zum Vergleich hochladen.
Tubuslinse (falls vorhanden) halte ich für eher unwahrscheinlich, da chromatische Abberationen bei so-gut-wie monochromatischem Licht eigentlich ja nicht auftreten sollten.
Jetzt stellt sich mir eine Frage: komm ich irgendwie an eine komplette professionelle Beleuchtung mit Lampe, Kollektorlinse, Leuchtfeldblende, Kondensor, Aperturblende und allem was dazu gehört den ich mir selbst unter den Tisch bauen kann? So damit ich eben eine vergleichbare (köhlersche) Beleuchtung einstellen kann. Hat da jemand vielleicht eine Idee? Ich hatte früher mal lange danach gesucht und bin auf keine Lösung gestoßen die mich überzeugt hätte, hab das ganze dann irgendwann verworfen, da viele Mikroskope in der Materialwissenschaftlichen Bereich, sofern sie überhaupt eine Möglichkeit zur Durchlichtmikroskopie bieten, über einfachste Beleuchtungen verfügen und ich irgendwie zur Annahme kam die sei nicht so wichtig. Wie gesagt, mir fehlts völlig an Erfahrung. Darum hoffe ich dass mir keiner Anfängerfragen übel nimmt ;)
Lg,
Stefan