Neue Erfindung oder alter Hut?

[Gerd Schmahl]

Hallo Mikroskopiker,
ich habe hier im Forum viel gelesen, über das Stapeln von Fotos und welch z.T. aufwendige "Hebebühnen" für die Präparate gebaut werden. Da sind ja schon ganz tolle Sachen dabei. Ich frage mich jedoch, ob es inzwischen professionelle Geräte gibt, die das Prinzip des Bilderstapels zur Tiefenschärfeerhöhung nutzen. Ich könnte mir folgenden Aufbau vorstellen, um am Bildschirm live z.B. Wassermikroben mit erhöhter Tiefenschärfe zu filmen:


Sicher wird es nicht einfach sein die Schwingung des Objektives mit der Auslesung der Bilder und der Stapelverarbeitung zu takten, aber ich halte die Idee das Objektiv hoch und runter schwirren zu lassen für besser, als den Tisch in Schwingung zu versetzen und damit die Probe.
Mir ist auch klar, dass die Aufnahmezeit ungeheuer kurz sein muss, damit a) die Einzelaufnahme nicht in der Tiefe verwackelt und b) überhaupt genug Aufnahmen zu Stande kommen zu lassen. Leider weiß ich nicht einmal wie viele Bilder pro Sekunde die heutigen Spitzenkammeras auslesen können und was für Rechnerkapazitäten man benötigt, um die Bilderstapel schnell genug zu verarbeiten, dass 30 Bilder pro Sekunde zu einem ruckelfreien Film zusammengelegt werden können.

Kennt sich jemand im Forum mit solchen bildgebenden Verfahren aus?

Viele Grüße
Gerd

[Eckhard F. H.]

Hallo Gerd,
solche Gedanken sind sehr im Sinn des Forums. Ganz sicher haben sich schon sehr viele Experten und Fans Gedanken gemacht, wie eine höhere Tiefenschärfe zu erreichen wäre. Mich dünkt in Deinem Fall allerdings, ein Mikroobjektiv in Achsschwingung von 15Hz wäre ein gehöriger Rüttler und deshalb für die Mikroskopie ungeeignet.
Gruß - EFH

[Kurt Wirz]

Hallo Gerd
Deine Idee ist sicher gut.
Der Erschütterung könnte man mit sehr leistungsfähigen
kurzzeit Blitzen auf den Leib rücken.
Der technische Aufwand wäre sehr hoch und heute
vermutlich nicht rentabel.
Die Vorbereitung des Objektes, Präparation, im richtigen Winkel anbringen,
Montage der Beleuchtung, nachträgliches Retuschieren usw. ist sehr arbeitsintensiv und zeitraubend.
Dieser Teil bis zum endgültigen Bild würde sich durch deine Konstruktion nicht verändern.
Das tradizionelle (langsame) Stacken ist selbständig und automatisiert,
man kann Kaffee trinken gehen.
Somit denke ich, dass deine Lösung nicht sehr vordringlich ist.

Gut Stack

Kurt

[Jens Jö]

Hallo Gerd,

beim Scharfstellen macht man ja nichts anderes als die Tubuslänge zu verändern.
Einfacher, als ein Unendlichobjektiv "rütteln" zu lassen, wäre es doch, bei einem Endlichobjektiv periodisch die Tubuslänge zu verstimmen.
Das ginge erschütterungsfrei mit einem rotierenden oder schwingenden Spiegel.

Gruß
Alfred
(Tantiemen aus dem Gewinn bitte auf mein PayPal Konto)

[Hyperion]

ob es inzwischen professionelle Geräte gibt, die das Prinzip des Bilderstapels zur Tiefenschärfeerhöhung nutzen.

Klar gibt es die. Profikonfokalmikroskope können z. B. auf Knopfdruck nicht nur Zeilenweise, sondern auch hunderte Ebenen mit einstellbarem Abstand scannen und die dann am Rechner in ein 3D Bild umwandeln oder übereinanderlegen.

[JB]

Etwas Aehnliches gibt es bei Konfokal-Mikroskopen. Dort werden fuer tiefenstarfe Aufnahmen sog. Z-Stacks aufnommen.

Dafuer wird, je nach Model, das Objektiv oder der Objekttisch mit piezoelektrischen Elementen in der Hoehe verstellt. Haette die Einstellung per Magnetfeld da Vorteile?

[Eckhard F. H.]

...das Objektiv oder der Objekttisch mit piezoelektrischen Elementen in der Hoehe verstellt

Natürlich, denn kleine Bewegungen bewirken selbst in großer Zahl und kleinen Zeitabschnitten geringe Erschütterungen.
Gruß - EFH

[Johannes Kropiunig]

Hallo

Ich könnte mir folgenden Aufbau vorstellen, um am Bildschirm live z.B. Wassermikroben mit erhöhter Tiefenschärfe zu filmen:

Wenn es einen Pc gibt der schnell genug dafür ist sag mir bitte Bescheid.
Um ein Bild zu Stacken braucht die notwendige Software einige Zeit,wenn es aber ein Film werden soll.....
OK, man könnte den Film ja über Nacht (Nächte)berechnen lassen.
Ich sehe allerdings noch ein Problem.
Da ein Objektiv nicht gerade leicht ist und daher so einiges an Massenträgheit hat, wird es schwer bis unmöglich es so schnell zu bewegen und so exakt zu stoppen um
tatsächlich mehrere Bilder in 1/24 Sekunde zu machen.
Ca. 24 fertig gestackte Bilder/Sekunde brauchst du aber um einen ansehnlichen und ruckelfreien Film hinzubekommen.
Ob das mit einem Magnetfeld zu schaffen ist ?

Meine Idee zu dem Ganzen wäre ein Mikroskop-Gatling Gun Hybriden bei dem sich ein Objektivrevolver mit gleichen aber leicht um die Z-Achsen verschobenen Objektiven am Mikroskop befindet.
Dieses wird in schnelle Drehbewegung versetzt und mit der Kamera synchronisiert.
Nur macht da unter anderem wahrscheinlich wieder die von anderen Mitglieder erwähnte Vibration Probleme.

Mit welchen Programm hast du diese Grafik erstellt ?

LG
'Johannes

[Gerd Schmahl]

Hallo,
da gibt es doch schon eine Menge neue Denkanregungen für mich, die ich gar nicht alle so schnell aufschreiben kann. Ein rotierendes Teil ob Objektiv oder verschieden stark brechende Linsen in einem Revolver, die die Fokussierung geringfügig ändern, egal was man da rotieren lässt, ist auf jeden Fall schwingungsärmer als das Auf und AB und auch besser zu tackten mit den Aufnahmen, das man ja beim Auf und Ab. eine Stoppphase an jedem Ende hat, also immer wieder neu beschleunigen und Bremsen muss und die Bilder dann von unterschiedlich weit von einander entfernten Ebenen gemacht würden.

Mir geht es wirklich um 's Live-sehen. Also müssten da wohl ganz schöne Rechnerkapazitäten dahinter sitzen, die ich natürlich nicht habe. Ist ja auch eher ein Gedankenexperiment.

@ Johannis: Die Grafik ist mit OpenOffice erstellt. In der ganz normalen Textverarbeitung kann man vorkonfektionierte Formen einfügen und deren Größe und Position dann verschieben. Diese wirken dann auch als Textrahmen. Gibt's bestimmt auch bei Mikrosoft Office, aber da kenne ich mich nicht aus.  Bei OO sind die Symbole dazu stanartmäßig am unteren Fensterrand angedockt. Wenn sie nicht da sind, mußt Du bei Ansicht/Symbolleisten/Zeichnen ein Häkchen setzten.
Das fertige Produkt habe ich als PDF gespeichert und diese mit dem ebenfalls kostenlosen GIMP-Bildbearbeitungsprogramm in eine jpg-Datei konvergiert. Alle Freeware. Ich habe ja auch Ubuntu als Betriebssystem.

Viele Grüße
und nochmals Danke für die Anregungen. Ich werde in ein paar Tagen meine weiterentwickelte Idee hier vorstellen.
Gerd

[Lothar Gutjahr]

Das mechanisch zu lösen, würde wohl auf ein Tauchspulsystem mit kräftigen EisenNeodymBor-Magneten hinauslaufen, welches eine zum Objektiv passende Einzellinse bewegt. Um nicht neue Objektive mit Vielfachsteckern zu benötigen sollte das im Tubus Platz finden. Ähnlich arbeiten die Fokusierungen in den CD und DVD-Playern. Wichtig ist dabei geringe Masse und dann läßt sich schon einiges an passenden Frequenzen realisieren. Piezoelektrisch wäre eine Alternative, wenn sehr kleine Wege ausreichen. Das sollte dann aber mit einem Sinusverlauf einhergehen um so wenig wie möglich harte Schläge zu produzieren. Wenn wir schon am Spinnen sind, dann kann diese Schwingung gegenphasig zu Null aufgehoben werden indem ein zweites System zur Kompensation eingebaut wird. ( Im Tubus oder am Hinterkopf des Betrachters.)

Irgendwann schreibt hier einer dazu: was wollt ihr denn, das gibt es doch längst.

Gruß Lothar

[Michael_M]

Mit dem schwingen habe ich auch schon mal ausprobiert und ist doch sehr aufwendig in der Synchronisation.

Was ich mal in Auflichtverfahren probiert habe:

Kleinen Notebooklautsprecher mit ca 5V Gleichspannung und ca 100ma langsam hoch gefahren.

Wenn man da ein Mikrocontroller so programmiert, dass beim hochfahren (sagen wir alle 5mA) der Auslöser betätigt wird bekommt man bestimmt gute Resultate  hin.

Für Durchlichtverfahren ist mir diesbezüglich aber noch nichts gescheites eingefallen.

Mein Grob und Feintrieb ist aber so was von fein, dass ich das auch locker von der Hand machen kann.

Wenn man allerdings gleich 100 Bilder stacken will macht es durchaus Sinn

[Gerd Schmahl]

Hallo Michael,
das Automatisieren von "Einzelfotos", auch wenn sie aus einem Stapel von 100 Einzelaufnahmen erstellt werden, ist ja realisiert (Konfokalmikroskope; Beitrag von JB). Mir geht es darum die Tiefenschärfe in der Live-Betrachtung zu erhöhen, also in der Zeit, die für das menschliche Auge zu kurz ist, um sie als Einzelfotos wahr zu nehemen, genügend Aufnahmen zu machen, um quasie einen ganzen Film aus jeweils gestackten Frames zusammen zu setzen. Dass das zur Zeit sehr wahrscheinlich an den Rechnerkapazitäten scheitert, ist mir schon klar.                                                                                             
Grüße
Gerd