Hochleistungs-Stereomikroskop LEICA M205C

[Kurt Wirz]

Hallo Auflösungsfanatiker

Für einen Abbildungsmasstab von 16:1 (16x) verwende ich ein Mikroskop-Objektiv
NIKON M Plan, 20/0.4 LWD, 210/0 (Arbeitsabstand 10mm 6mm), Balgengerät, Nikon D7000 und einen Stack Shot Schlitten.
Die Bilder stacke ich mit Zerene Stacker.
Die Anfertigung eines Stacks (Bild) ist mit dieser preisgünstigen Ausrüstung, zeitaufwendig und etwas umständlich.

Auf der naiven Suche nach etwas besserem und wo kann ich mein Geld in einer besseren Ausrüstung verlochen,
lernte ich heute durch einen Bekannten ein sehr schönes und teures Gerät kennen.
Es bietet einen hohen Arbeitsabstand, dies ist sehr praktisch und gut, um eine gute Beleuchtung anzubringen.
Mit der angebrachten Leica Kamera, mit einer Auflösung von 2592x1944 Pixel und passender Software,
kann ein Bereich automatisch gestackt werden. Sehr praktisch und schnell!
Sein Name, Hochleistungs-Stereomikroskop und das von Leica, lässt eine absolut gute und hohe Auflösung vermuten.

Bewaffnet mit meinem ZEISS Auflösungstest-Objekt 3000 (ebenfalls sau teuer), konnte ich das edle Leica Teil bei 16x ausmessen.

Natürlich lässt der hohe Arbeitsabstand von etwa 12cm, eine etwas schlechtere Auflösung vermuten,
doch mit einem modernen Hochleistungs-Stereomikroskop, wird es vermutlich nicht so gravierend sein!?

Hier nun die nackte Realität bei 16x, ohne Kommentar:
LEICA M205C = 250 LP/mm
NIKON M Plan, 20/0.4 LWD = 1100 LP/mm

Somit habe ich mit dem sau teuren ZEISS Auflösungstest-Objekt 3000 sehr viel Geld gespart.

Gut Stack

Kurt

[Kurt Wirz]

Hallo Safari
Der hohe Arbeitsabstand ist sehr dienlich
und somit die Qualität des Gerätes gut.
Den Beleg der Auflösung, falsches Kriterium um die
Qualität des Gerätes zu vergleichen, habe ich nicht
mitgenommen, da für mich jehnseits meines Interesses.
In etwa so, man muss nicht belegen, dass ein
Velo langsamer ist wie ein Rennauto.
Die Vermutung auf hohe Auflösung,
ist wie erwähnt auf meine Naivität zurück zu führen.

Da ich nicht der einzige Naive bin,
wollte ich hier Aufklären und nicht das
Hochleistungs-Stereomikroskop von LEICA M205C,
schlecht machen.

Auflösung im Vergleich zu unterschiedlichem Arbeitsabstand ist
als Kriterium nicht vergleichbar.

Kurt

[Kurt Wirz]

An die Optiker und Mathematiker
Mit optimaler Optik erreiche ich bei 16X eine Auflösung,
bei 6mm Arbeitsdistanz = 1100 LP/mm
bei 120mm Arbeitsdistanz = 250 LP/mm
Als Durchschnittsbürger habe ich mal gerechnet
und bin zu folgendem Schluss gekommen:
Verdoppelt man durch die Konstruktion einer Optik die Arbeitsdistanz, dann sinkt die Auflösung um etwa ein Drittel.

Arbeitsdistanz (mm) / Auflösung (LP/mm)
6 / 1100
12 / 1100 - (1100/3) = 733
24 / 489
48 / 326
96 / 217
120 / 250 <- geht nicht ganz auf
192 / 145

Gibt es da einen berechenbaren Zusammenhang?

Vielen Dank für eine Richtigstellung

Kurt

[Mikroman]

Hallo in die Runde,

einen Wert kann ich noch beisteuern. Vor 1,5 Jahren habe ich in der Bucht ein Leica Z6 Apo A relativ preisgünstig geschossen; im Lieferumfang enthalten war das Planapo 2x, was einen Arbeitsabstand von 39mm aufweist und 702 Lp/mm auflöst (bei einer N.A. von 0.234). Noch extremer ist das HR 10x/0.40 oder das HR 20x/0.40. Das Z6 ist allerdings kein Stereomikroskop, sondern ein Photomakroskop und ist speziell für die Dokumentation gedacht. Ich gebe allerdings gerne zu, dass das Preis-/Leistungsverhältnis (verglichen mit der Nikon-Lösung) "abartig" schlecht ist - immerhin kann man je nach Ausstattung über 20K€ dafür hinlegen.

Gruß

Peter

[peter-h]

Hallo Kurt,

war nicht einmal die Auflösung an die NA eines Objektivs und der Wellenlänge gekoppelt? Eine Tabelle über NA und Arbeitsabstand würde sicher die Aufklärung bringen. Das Thema kenne ich sehr gut von einem Olympus ULWD 50/0,55 und dem Vergleich zu seinem Brüderchen mit ebenfalls 50x, aber dann NA=0,8 ! Der Arbeitsabstand ist in einem Fall schöne 8,1mm und dann leider nur 0,47mm.

Vielleicht generierst Du mal eine solche Tabelle?

Gruß
Peter

P.S. der immer noch an Abbe glaubt 

[Mikroman]

Hallo Namensvetter,

hier (http://de.wikipedia.org/wiki/Arbeitsabstand_%28Mikroskopie%29) gibts eine Tabelle für Achros (Vergrößerung x n.A. x Arbeitsabstand)

Gruß

Peter

[Rawfoto]

Hallo Kurt

Ich habe vergleichbare Ergebnisse beim Test meiner Fotoadaption am Wild M3 gemacht, die Leitz Photare bringen eine deutlich bessere Aufloesung. Auch dort ist der Arbeitsabstand aber geringer ...

Die Idee durch das STEMI hochwertige Bilder zu bekommen habe ich wieder verworfen, Vorhersagen das mit aktuellen, suendteuren Zeiss oder Olympus Stemis loesen zu koennen haben sich nicht als richtig erwiesen ...

Auch ich verfuege ueber drei Olympus Auflicht Mikroskopobjektive mit unterschiedlichem Arbeitsabstand, das MS-Plan APO 50 x liefert die beste Qualitaet, den Abstand zwischen Objekt und Objektiv kann man fuer zusaetzliche Schraegbeleuchtung vergessen. Das geht nur noch durch das Objektiv ...

Traurig aber Realitaet, wir suchen also weiter und hoffen auf einen geringfuegig besseren Kompromiss ...

Liebe Gruesse

Gerhard

[A. Büschlen]

Guten Tag

ich habe euch hier die Angaben zu den Nikon Objektiven aus der Nikon Schrift zum Nikon Modell S ( Leider ohne Angabe der Jahrzahl !) vermutlich ca. 1970.




Die M Plan Objektive 5x, 10x, 20x, 40x und 100x liegen bei mir.

Gruss Arnold Büschlen

[Mikroman]

Hallo in die Runde,

wenn ich mir die Daten so anschaue, vermag ich auf den ersten Blick nicht mehr als einen globalen Zusammenhang zwischen n.A. und Arbeitsabstand zu entdecken: je höher der n.A., desto kleiner der Arbeitsabstand - im allgemeinen. Einen ungleich höheren Einfluß scheint mir die Objektivkonstruktion zu haben. Ich darf hier an die "Riesentrümmer" von Mitutoyo erinnern.

"Die Idee durch das STEMI hochwertige Bilder zu bekommen habe ich wieder verworfen, Vorhersagen das mit aktuellen, suendteuren Zeiss oder Olympus Stemis loesen zu koennen haben sich nicht als richtig erwiesen ..."

Generell liefern, das haben etliche Kollegen hier schon bestätigt, STEMIs keine hochwertigen Bilder (Stw. schräger Strahlengang). Um hier nicht Äpfel mit Birnen zu vergleichen, müßte mal also die klassischen Binos mit den Photomakroskopen vergleichen. Wenn ich mir dann das Auflösungsvermögen der Leica PlanApos beim Z6/Z16 anschaue, dann reicht das durchaus an die Auflösungsvermögen mittlerer Objetive (bis 20x/0.40) an klassischen Durchlicht/Auflicht-Binos/Trinos heran. Durch den größeren Arbeitsabstand, die flexiblere Beleuchtung und die höhere Flexibilität / Variabilität der Photomakroskope (Auflicht+Durchlicht+Zoom) ergeben sich entsprechende Vorteile, die allerdings auch adäquat entohnt werden müsse. Für Amateure ist das eigentlich eher kein Betätigungsfeld, da man die rein optische Leistung auch wesentlich preisgünstiger bekommt.

Frohes Tagesschaffen noch

Peter

[Jürg Braun]

Guten Tag

Ja, das mit dem Fotografieren durch das Stemi ist nicht einfach. Ich habe einmal günstig ein Olympus X mit Trinokular erworben in der Hoffnung, damit gut Bilder zu erhalten.

http://www.alanwood.net/downloads/olympus-x-tr-brochure.pdf

Wenn mann im Katalog auf Seite 7 das Uhrwerk anschaut und sich daran erinnert was hier im Forum schon gezeigt wurde, kommt einem nur das Schaudern.

Lustig ist auch, wie das Problem mit dem schrägen Strahlengang gelöst wurde. Auf dem schrägen Tischeinsatz lässt es sich aber sehr unbequem beobachten.


Gruss in die Runde

Jürg

[peter-h]

Liebe Hochleistungsauflöser,

es geht sicher nicht, dass man so einfach die NA mit dem Arbeitsabstand in Korrelation bringen darf. An einem kleinen Beispiel kann man sehr gut erkennen, dass es rein technische Probleme geben wird.



Wie groß muß die Frontlinse werden, will man bei diesen 50er Objektiven einen großen Abstand mit einer hohen NA verbinden?
Und noch eher die Frage, wer soll das bezahlen?

Gruß
Peter

[Lothar Gutjahr]

Hallo Peter,

beim 50.er Objektiv kann man fast sagen, der Durchmesser der Frontlinse in mm entspricht dem Arbeitsabstand.

Mein 50/0.15 bis 0.45 rundet dein Beispiel nach oben ab. Es hat 20mm Arbeitsbstand bei 21 mm Linsendurchmesser.( wiegt knapp 500 Gramm)
Ich denke mal, daß Konstruktionen für großen Arbeitsabstand einen konverterähnlichen Linsenaufbau beinhalten.
Die Apertur selbst hat wirklich nichts mit dem Arbeitsabstand zu tun.

Gruß Lothar

[Kurt Wirz]

Vielen Dank für eure Antworten.

Hallo Lothar
Ich verstehe es so:
Wie Peter es mit einem 50x Objektiv zeigt,
hat das Objektiv mit dem grösseren Durchmesser
der Frontlinse einen höheren Arbeitsabstand (8.1mm).
An Hand der Apertur sieht man auch, dass das
Objektiv mit der höheren Apertur dasjenige ist,
das einen kleineren Arbeitsabstand und kleineren Linsendurchmesser hat
und ebenfalls das Objektiv ist, dessen Auflösung höher ist.
Also bestehen da irgendwelche Zusammenhänge.

Da ich Auflicht Makro- und Mikroskopie mit Objektiven betreibe,
die keine zusätzliche Ringlichtführung haben und
ich ebenfalls nicht durchs Objektiv beleuchten kann,
war ich auf der Suche nach Objektiven, die einen hohen
Arbeitsabstand besitzen, damit ich steiler Beleuchten kann
(bei manchen Objekten ist dies dienlich).

Betrachte ich nun mein Reichert 10x/0.25 mit 6mm Arbeitsabstand
und vergleiche es mit einem Mitutoyo M Plan APO 10x/0.28,
Arbeitsabstand 33.5mm dann stelle ich fest,
dass das Reichert einen Frontgehäusedurchmesser von etwa 9mm hat (Beleuchtungswinkel 53°)
und das Mitutoyo 32mm (Beleuchtungswinkel 64°) und ich somit beim Mitutoyo gar nicht viel steiler Beleuchten kann,
der lange Arbeitsabstand ist somit beleuchtungstechnisch gar nicht interessant!
Für mich also keine Verbesserung.

So ist auch beim LEICA M205C keine steilere Beleuchtung möglich, doch man kann besser
am Objekt arbeiten.

Einen weiteren Aspekt gibt es noch, da ich stacke.
Ist die Tiefe aller Einzelfotos zusammen z.B. ein Millimeter,
dann ist bei geringem Arbeitsabstand das Verhältnis von
Stacktiefe zum Arbeitsabstand gering, bei einem grossen
Arbeitsabstand ist der Faktor höher.
Ich vermutete, dass sich dies in einer höheren Qualität der Bilder (sauberere Bilder mit weniger Artefakten)
zeigen würde, da habe ich aber bis jetzt keinen nennenswerten Unterschied gesehen.

Gut Licht

Kurt

[Lothar Gutjahr]

Hallo Kurt,

da hast du recht das erwähnte 50.er mit 20 mm Arbeitsbstand hat sogar einen Gehäusedurchmesser von 37 mm und bringt in Hinsicht auf steilere Beleuchtung auch nichts. Was nun die Auflösung anbelangt bin ich auf Messungen damit gespannt. Das dürfte so vom optischen Eindruck her in etwa deinen vermuteten Angaben entsprechen.
Dein Aspekt zu Qualitätsunterschieden beim Stacken möchte ich dahingehend ergänzen, daß so ein Objektiv dann bessere Ergebnisse zeigt, wenn es darum geht eine Art Tommografie in einem teilweise durchsichtigen Material oder auch an dreidimensionalen Objekten, bei denen das Objekt der Begierde teilweise verdeckt ist, zu zeigen. Beispiel: Haare und Borsten stehen in allen Richtungen ab und verdecken die Oberfläche, die gezeigt werden soll. Oder am Beispiel Bernstein: Oberflächendeffekte wie Kratzer Risse oder Poren werden einfach unterschlagen, da unscharf abgebildet. Der Hauptverdienst hat dabei auch die Software, welche die unscharfen Pixel weitgehend ignoriert. Aber der flache Winkel erlaubt auch eher um solche Störstellen "herumzusehen". ( drann vorbei)

Dir ein schönes Wochenende !

Lothar


Nachtrag:Ein Beispiel sind diese kleinen Palpen im Zungen/Rüsselbereich einer Fliege:
Ein tiefer gehender Stack würde jede Menge andere Borsten scharf abbilden un diese beiden Palpen, -wenn man die so nennt-, weitgehend verdecken.

[Stuessi]

Hallo Kurt,

Deine Messung von 250 Lp/mm steht zwar nicht explizit in den Leica Daten,  wird aber sicher stimmen.
http://www.leica-microsystems.com/fileadmin/downloads/Leica%20M205%20C/Brochures/Leica_M125-M165C-M205C-M205A_TechData_DE.pdf

Bei dem Arbeitsabstand von 13,5 cm wird ein Objektiv 0,5x benutzt. Beim 1x-Objektiv beträgt die maximale Auflösung 525 Lp/mm.,beim 0,5x Objektiv dann wohl die Hälfte.

Gruß,
Stuessi