Übersichtsobjektiv

[Lupus]

Hallo Peter,

Deine ursprüngliche Frage war ja "wieso das mikroskopische Bild mit niedrigaperturigen Kondensoren (Übersichtskondensoren) bei gefärbten Präparaten immer so extrem kontrastarm bzw. wenig farbgesättigt wirkt?". Und meine Gegenfrage ob damit eine geringe NA des Kondensors in Bezug auf die NA des Objektivs gemeint war.

So wie das jetzt beschrieben und im 2. Bild dargestellt ist, hat der Kondensor natürlich nach Herausklappen der Frontlinse eine wesentlich geringere NA als das 40er Objektiv. Das sieht man auch an den Interferenzerscheinungen die typisch für eine viel zu geringe Kondensorapertur sind.

Man sieht ganz deutlich dass eigentlich scharf abgebildete, farblich relativ homogene Ebenen im oberen Bild dann überlagert werden durch zusätzliche Interferenzartefakte von Strukturen aus den höheren oder niedrigeren Objektebenen. Dass dann zumindest teilweise die ursprünglichen Farbflächen vermischt werden mit diesen helleren oder dunkleren Strukturen und den Farbeindruck abdunkeln oder zu stark aufhellen ist die logische Konsequenz.

Auch bei Übersichtsobjektiven kann man es sich nicht ersparen, die Kondensorapertur an das Objektiv anzupassen.

Hubert

[rhamvossen]

Hallo,

So wie das jetzt beschrieben und im 2. Bild dargestellt ist, hat der Kondensor natürlich nach Herausklappen der Frontlinse eine wesentlich geringere NA als das 40er Objektiv. Das sieht man auch an den Interferenzerscheinungen die typisch für eine viel zu geringe Kondensorapertur sind.

@Peter: genau das habe ich in meinem vorherigen Beitrag gemeint. Beste Grüsse,

Rolf

[Peter V.]

Hallo,

vielleicht drücke ich mich mißverständlich aus, aber das ist ja keine Frage der falschen Anpassung der Kondensorapertur. Der Effekt ist je genau so, wenn mit dem "Überischtskondensor" ein passendes niedrig vergrößerndes / niedrigaperturiges Objektiv verwendet wird (unten noch ein Beispiel mit einem 2.5er Plan von Zeiss). Da müsste doch jetzt die Apertur des "Übersichtskondensors" in etwa zur Apertur des Objektiv passen.

Das ist doch ein Effekt, den jeder Mikroskpoiker kennt: Ein Pflanzeschnitt - mit einem 2.5er oder 4er-Objektiv angeschaut - sieht "schrecklich" aus! Die Farben sind nicht brillant, sondern irgendwie blass, "schmutzig". Meine Frage ist, warum das so ist. Was ist die physikalische Erklärung dafür? Vielleicht habe ich aber auch ein Verständnisproblem(?).

Bitte nicht an der grauenvollen Qualität der Beispielbilder stören. Es sind Freihand-Smartphoneaufnahmen an einem nicht gut eingestellten Mikroskop mit dafür auch nicht optimalen Okularen.  Es geht nur um die Farben und den von mir anegrafgten Effekt und den sieht man meines Erachtens deutlich (und eben nicht nur auf dem Foto, sondern so auch beim Blick durch das Okular). Die Einstellung am Smartphone nach Ausschaltung aller Automatiken sind identisch.

Bild 1: 2.5 Plan, Kondensor mit Vorklapplinse
Bild 2: 2.5 Plan, Kondensor ohne Vorklapplinse

Hezrliche Grüße
Peter

[rhamvossen]

Hallo,

Mit die Frontlinse eingeklappt wird das Objektiv homogener/besser ausgeleuchtet, schau mal mit ein Phasenteleskop. Die Auflösung wird dann auch besser sein. Beste Grüsse,

Rolf

[Lupus]

Hallo Peter,

das mit dem 2.5er Objektiv ist jetzt eine etwas andere Konstellation als mit dem 40er Objektiv bezüglich der Ausleuchtung der NA.

Ein Problem mit niedrig vergrößernden Objektiven ist dass der Kondensor mit ausgeschwenkter Frontlinse nicht mehr optimal funktioniert. Die Aperturblende verliert ihre ursprüngliche Funktion weil sie sich jetzt hinter der Kondensoroptik befindet. Auch die Leuchtfeldblende wirkt nicht mehr wie sie soll, die Beleuchtungsstrahlen sind jetzt konvergente Bündel und treffen das Objekt in Abhängigkeit von der eingestellten Kondensorhöhe.

Eigentlich muss man jetzt auch noch die Hilfslinse ausschwenken (das wird von Zeiss auch so beschrieben) damit die verbleibende Kondensorlinse etwas langbrennweitiger ist, und dann funktioniert die Leuchtfeldblende als Aperturblende bei nach unten abgesenktem Kondensor. Die Aperturblende muss geöffnet werden. Die Ausleuchtung des Bildfeldes wird nicht mehr wie bei Köhlerbeleuchtung begrenzt.

Möglicherweise ist es dann auch ein Streulichtproblem durch ein weit ausgeleuchtetes Objekt, es kann speziell an der Streulichtempfindlichkeit des Objektivs liegen.

Hubert

[Jürgen Boschert]

Hallo Peter,

Hubert hat es ja schon geschrieben: Streulichtanfälligkeit der schwachen Objektive. Mein Eindruck: das Zeiss-West Plan 2,5 ist da eine besondere Diva. Was man gerade bei diesem Objektiv schauen muss, dass es wirklich saubere Hinter- und Frontlinse hat, da bildet sich manchmal schon nach relativ kurzer Zeit so ein hauchartiger Belag, der dann wie ein Diffusor wirkt

[3D Alfons]

Hallo,
Vollständigkeitshalber Verweis auf zeiss jena.
Da gibt es ein 1X
Sonderobjektiv, das eine eigene Tubuslinse braucht , die mir fehlt.
Grüße von der Mosel.

[Lupus]

Hallo,

ich möchte das Problem der Kondensorausleuchtung gering vergrößernder "Übersichtsobjektive" nochmal konkret anhand eines häufig verwendeten Zeiss Standard-Klappkondensors mit NA 0.9 darstellen. Eigentlich gab es hier schon früher einige Diskussionen dazu, wie der Kondensor dann einzustellen ist. Auch die Zeiss-Anleitungen geben Hinweise. Danach ist der genannte Kondensor mit Leuchtfeldblende bis max. für ein Objektiv 6.3x verwendbar, darunter lässt sich das Objektfeld nicht mehr vollständig optimal ausleuchten.

Der Grund ist einfach der, dass ein nicht veränderter Kondensor keinen beliebigen Abbildungsmaßstab erzeugen kann, er muss einerseits für ein 100er Objektiv dessen hohe NA (hier trocken NA 0.9, Bildfeld 0.18 mm) ausleuchten, gleichzeitig aber das große Bildfeld eines gering vergrößernden Objektivs (z.B. beim 2.5/0.08 mit Okularbildkreis 18 mm ein Bildfeld von etwa 7.2 mm). Das funktioniert nicht ohne u.a. eine riesige Leuchtfeldblende zu konstruieren.

In der obersten Grafik ist dieser Strahlengang für einen Zeiss Klappkondensor NA 0.9 dargestellt, auf den Strahlenverlauf links vor der Leuchtfeldblende (Kollektoroptik) habe ich verzichtet weil er hier ohne Relevanz ist. Der schwarze Doppelpfeil rechts stellt das auszuleuchtende Objektfeld für das genannte Objektiv dar. Grün das abgebildete Leuchfeld. Eingezeichnet ist auch die Hilfslinse um den für unendlichen Objektabstand berechneten Kondensor an den endlichen Abstand der Leuchtfeldblende anzupassen.

Durch Wegklappen der Frontlinse verlängert sich die Kondensorbrennweite deutlich (mittlere Grafik). Die Lage des vorderen und hinteren Brennpunkts ist in den Grafiken durch die Markierungen F' und F, die Brennweite durch den zugehörigen Abstand zu den Hauptebenen H' bzw. H erkennbar. Der Abbildungsmaßstab wird bei gleichem (zwangsweisen baulich vorgegebenem) Objekt-Bildabstand verkleinert was zu einem vergrößerten Ausleuchtungsdurchmesser des Objektes führen würde. Allerdings wird die Leuchtfeldblende nicht mehr in der Objektebene abgebildet (grüne vertikale Linien), d.h. die Objektausleuchtung lässt sich nicht mehr ausreichend scharf eingrenzen. Gleichzeit verliert die Aperturblende ihre Wirkung weil sie sich ohne die kurzbrennweitige Kondensorfrontlinse jetzt hinter dem Kondensorsystem befindet. Die Beleuchtungsstrahlen sind nicht mehr definiert ausgerichtet wie in der ersten Grafik sondern konvergent zueinander verlaufende Strahlenbündel.

Klappt man die Hilfslinse aus wird die effektive Brennweite des verbleibenden Kondensors weiter verlängert. Dann kann durch Absenken des Kondensors etwa bis zu der Stelle an der die vordere Kondensorbrennebene mit der Leuchtfeldblendenebene fast zusammen fällt, das Beleuchtungsstrahlenbündel wieder nahezu parallel ausgerichtet und durch Veränderung des Durchmessers der Leuchtfeldblende angepasst werden. Sie wird also zur Aperturblende. Das Problem dass die Objektausleuchtung nicht begrenzt werden kann ("Köhlern"), bleibt bestehen. Allerdings ist die Ausleuchtung homogener als im Fall mit Hilfslinse.



Hubert

[rhamvossen]

Hallo,

Zur Ergänzung habe ich einen Test mit dem CZ Plan 2.5/0.08 am Zeiss Junior gemacht. Kondensor 0.9 mit eine stärke Mattscheibe im Filterhalter, Aperturblende ganz geöffnet. Von links nach rechts (1-4):

1. Toplinse eingeschwenkt, kondensor ganz nach oben gefahren
2. Toplinse eingeschwenkt, kondensor ganz nach unten gefahren
3. Toplinse ausgeklappt, kondensor ganz nach oben gefahren
4. Toplinse ausgeklappt, kondensor ganz nach unten gefahren

Canon 600D, nur Weissabgleich und Exposure wurden angepast.

Der Unterschied in Farbwiedergabe zwischen Einstellung 1 und die andere Einstellungen is deutlich sichtbar. Beste Grüsse,

Rolf

Rolf

[Lupus]

Hallo Rolf,

warum ist eine starke Mattscheibe im Filterhalter? Wie stark wurde dadurch der Durchmesser der Präparatausleuchtung in der Variante 1 (Toplinse eingeschwenkt, Kondensor oben) vergrößert, im Vergleich zu den anderen Varianten?

Hubert

[rhamvossen]

Hallo Hubert,

warum ist eine starke Mattscheibe im Filterhalter?

Um das Licht einer Punktförmige Lichtquelle zu zerstreuen, wie ich hier beschrieben habe:

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=51965.msg378738#msg378738

Das Präparat wird dan schön homogen ausgeleuchtet.

Wie stark wurde dadurch der Durchmesser der Präparatausleuchtung in der Variante 1 (Toplinse eingeschwenkt, Kondensor oben) vergrößert, im Vergleich zu den anderen Varianten?

Bin mir nicht ganz sicher was du hier meinst, aber mit Variante 1 wird das Sehfeld noch ganz ausgeleuchtet, zumindest wenn die Aperturblende ganz geöffnet ist. Beste Grüsse,

Rolf