Richtige Einstellung des Kondensors

[D.Mon]

Hallo zusammen,

ich habe wieder mal Fragen zu den Basics und zwar zur richtigen Einstellung des Kondensors.
Vorab: Die Suche habe ich verwendet und da nichts passendes gefunden und auch die Mikrofibel und das Internet habe ich gewälzt. Nach einigen kurzen Vorbemerkungen kommen dann unten meine Fragen.

Durch einen hilfreichen Beitrag von Gerd (plaenerdd), der mir im Unterforum zur Mikrofotografie geraten hatte, die Aperturblende mal etwas weiter zu öffnen, bin ich darauf gekommen, mich generell mit der korrekten Einstellung des Kondensors zu beschäftigen.

In der Mikrofibel und auch in den Fachbeiträgen im Internet wird immer wieder darauf hingewiesen, wie wichtig  die sorgfältige Einstellung des Kondensors ist und zwar ausdrücklich auch die Einstellung der Höhe und auch ohne Köhlersche Beleuchtung. Konkrete Hinweise habe ich dann aber immer nur für die Köhlerei gefunden, was mein Mikroskop aber nicht hat. Ich habe nur einen höhenverstellbaren Abbe Kondensor N.A. 0,90/1.25 mit Aperturblende.

Bisher hatte ich den Kondensor immer ganz oben und habe lediglich die Blende verstellt. Auf meinem Kondensor gibt es Markierungen für die Standardobjektive (10x, 40x und 100x sowie für PH=ganz offen). Bei diesen Einstellungen erscheint die Blende bei abgezogenem Okular immer ungefähr um 1/3 zugezogen. Ich achte zwar nicht auf die Markierungen, stelle die Blende aber gefühlsmäßig meist ungefähr so ein (Stichkontrollen). Zurzeit und bis auf weiteres habe ich nur Hell- und Dunkelfeld.

Ich habe gelesen, dass man die maximale Auflösung dann erhält, wenn man bei abgezogenem Okular die Blende gerade so weit öffnet, dass die Blende eben aus dem Sichtfeld verschwindet. Einen (nur scheinbar) höheren Kontrast erhält man, wenn man die Blende etwas zuzieht und die Schärfentiefe nimmt dann zu. Allein nach diesen Kriterien habe ich die Blende bisher subjektiven bedient.

Jetzt kommen meine Fragen:

• Welche Einfluss hat die Höhenverstellung, außer das bei einer bestimmten Stellung die Struktur der Mattscheibe der Beleuchtung abgebildet wird? Wie geht man sinnvoll vor, um die optimale Einstellung zu finden? Oder ist vielleicht "ganz oben" immer gut bei HF und DF.
• Meine aktuellen Überlegungen gehe dahin, dass speziell bei Mikrofotografie die Auflösung höher zu bewerten ist, als die scheinbare Kontraststeigerung, da der Kontrast in der Nachbearbeitung - sofern halbwegs vernünftig belichtet wurde - noch nachjustiert werden kann. Ist das für Euch so nachvollziehbar oder habe ich dabei etwas übersehen.
• Im Endeffekt liefe das darauf hinaus, dass beim Fotografieren für die Blendeneinstellung nur Auflösung und Schärfentiefe relevant sind, nicht aber der subjektive Kontrasteindruck. Einwände?
• Welchen Einfluss hat die Stärke der Beleuchtung im Zusammenspiel mit dem Kondensor? Wenn ich (insbesondere aber nicht ausschließlich) für Mikrofotografie den Kondensor weiter als bisher gewohnt öffne, wird es irgendwann zu hell für die Augen. Bekomme ich hinsichtlich der Abbildungsqualität Nachteile, wenn ich dann  das Licht zurückdrehe? Dass ich dann u. U. länger belichten oder den ISO Wert erhöhen muss, ist mir klar.
• Welche Tipps und Empfehlungen, evtl. auch Links zu Fachbeiträgen könnt Ihr mir zum Thema noch geben?

Danke im Voraus und herzliche Grüße
D.Mon

[momotaro]

Hi, D.Mon

laut Manual hat das Motic Panthera U Köhlersche Beleuchtung. Es hat eine Leuchtfeldblende und eine Aperturblende und der Kondensor ist höhenverstellbar.

LG Helmut

[D.Mon]

Servus Helmut,

nein, das Panthera U hat sogenannte "Fixed Köhler" Beleuchtung, was m. E. eigentlich heißen müsste "No Köhler". Nur das KU hat "Full Köhler". Das Manual deckt beide Typen ab und weist außerdem einige Fehler auf. Ich hab definitiv nur eine Aperturblende am Kondensor. Das sieht man z. B. auf Seite 12 oben rechts.

Grüße
D.Mon

[plaenerdd]

Hallo Helmut,
das stimmt nicht. Schau mal auf die Seiten 15 und 16 des Manuel. Nur das Cassic und das LifeScience. haben eine Feldblende, University und School haben Fixed Köhler. Wahrscheinlich ist es Schülern und Studenten nicht zuzumuten, zwei Blenden bedienen zu müssen.

Hallo D.Mon,
verallgemeinert kann man sagen: je höher die Vergrößerung (oder eigentlich die Apertur) des Objektives, destro näher musst die Kondensor-Frontlinse an den OT. Der Kondensor ist ja eigentlich genauso aufgebaut wie ein Objektiv und da ist es ja genauso: Höheraperturige Objektive müssen dichter an das Objekt, um eine Abbildung zu liefern.

Die Kontraststeigerung, die mit dem Zuziehen der Aperturblende gesteuert wird, beruht vor allem darauf, dass sich die Abbildungen verschiedener Tiefenebenen überlagern. Der höhere Kontrast und auch die höhere Schärfentiefe wird deshalb mit Auflösungsverlust erkauft. Nahe beieinander liegende Punkte (nicht nur der gleichen Tiefenebene) werden nicht mehr getrennt, sondern zusammengematscht. Die 1/3-Faustregel  liefert für die meisten Objekte einen guten Kompromiss, weshalb sie sich in der Kondensorblendenmarkierung für die verschiedenen Objektive wiederfindet. Sie funktioniert aber nicht für alle Objekte. Wenn der natürliche Kontrast des Objektes sehr gering ist, muss man die Blende auch etwas weiter zuziehen und umgekehrt.
Die Gesammthelligkeit hat darauf wenig Einfluss, außer natürlich, dass es für die Augen irgendwann zu hell wird, was zu einem scheinbaren Kontrastverlost führt. Das ist vergleichbar mit einer Überbelichtung bei der Fotografie, wo es dann keine Differenzierung in den hellen Bildbereichen mehr gibt. Ich mache das oft so, dass ich für die Fotografie die Helligkeit noch einmal ordendlich erhöhe, wenn es diesen Spielraum gibt, damit ich kurze Belichtungszeiten bei niedrigem ISO-Wert erzielen kann. Ich arbeite dabei grundsätzlich mit manueller Belichtungssteuerung und dem Histogramm, dessen Maximum etwa in der MItte oder geringfügig im dunkleren Bereich (links) liegen sollte (leichte Unterbelichtung).
LG Gerd

[momotaro]

Hi D.Mon und Gerd,

Eigentlich schade! Ich nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil.

LG Helmut

[momotaro]

Hi,

Ganz unterhaltsam:

I have a good friend who is a Zeiss representative and after seeing this thread I was curious what he had to say about it.

" Basically "Fixed Kohler" is a way to lock the centration and height of the condenser so that users/students can't mess it up. The reason for Fixed Kohler is to offer a microscope that will "always" give a good image for the non-microscope user/expert. We offer this on our Primostar model which has been out since the early 2000's. You would be amazed on how many users love this and do not care/want to align a microscope."

Full Kohler vs Fixed Kohler:
Condenser alignment screws are set screws on the Fixed Kohler stand. Thus, users cannot center the condenser unless they use a tool
The Fixed Kohler version does not have a field diaphragm. Thus, users do not complain that the image is dark or "there is dark ring around their image".
There is a bolt on the condenser focus so that it is locked into focus. Thus, users cannot de-focus light/misaligned the (Z) alignment of the condenser.


http://www.microbehunter.com/microscopy-forum/viewtopic.php?f=5&t=9772&sid=d1b195ee068d4233f9d25a03f7a1c650&start=30

[Peter V.]

Hallo,

"Köhlerst Du noch oder mikroskopierst Du schon?" 

Hezrliche Grüße
Peter

[D.Mon]

Hallo zusammen,

ich mikroskopiere schon, versuche aber besser zu werden und das Optimum aus meinem Gerät herauszuholen. Ich versuche insbesondere zunehmend bessere Fotos und Videos hinzubekommen. 

verallgemeinert kann man sagen: je höher die Vergrößerung (oder eigentlich die Apertur) des Objektives, destro näher musst die Kondensor-Frontlinse an den OT. Der Kondensor ist ja eigentlich genauso aufgebaut wie ein Objektiv und da ist es ja genauso: Höheraperturige Objektive müssen dichter an das Objekt, um eine Abbildung zu liefern.

Danke, das ist schon mal ein Anhaltspunkt. Allerdings ist mir das noch zu unkonkret. bei der Scharfstellung des Objektivs, weiß ich genau, was ich machen muss, bei der Höheneinstellung des ondensors nicht. Um ehrlich zu sein, hatte ich bisher den Kondensortrieb nicht wirklich beachtet und immer in der höchsten Stellung gelassen.

Immerhin habe ich jetzt herausgefunden, dass ich die Abbildungsqualität beim 4x Objektiv verbessern kann, wenn ich den Kondensor etwas absenke. Andererseits entsteht eine zunehmende Vignettierung im Fototubus. Im Okular habe ich diesen Effekt nicht.

Bei den anderen Objektiven habe ich - zumindest beim eher kurzen Herumprobieren - wenn dann nur marginale Unterschiede in der Darstellung im Okular feststellen können, wenn ich die (eher geringe) Abdunklung beim Herunterfahren durch mehr Licht wieder ausgleiche. Möglicherweise hängt das auch von der Art des Objekts ab. Ich hatte das mit Pflanzenschnitten ausprobiert, also eher flachen und gefärbten Objekten.

Ich habe zwar gesehen, dass sich das Bild der Kondensorblende bei abgezogenem Objektiv deutlich ändert, wenn man den Kondensor herunterfährt. Auch die Ränder des aus dem Trinotubos nach oben projizierten Bildes werden schärfer oder verschwommener. Aber eindeutige Veränderung der Abbildungsqualität konnte ich - wie gesagt - noch nicht feststellen.

Die Kontraststeigerung, die mit dem Zuziehen der Aperturblende gesteuert wird, beruht vor allem darauf, dass sich die Abbildungen verschiedener Tiefenebenen überlagern.
[...]

Das und die nachfolgenden ausführlichen Erklärungen habe ich - denke ich - soweit begriffen. Der grundsätzliche Umgang mit der Kondensorblende ist mir soweit klar. Der Rest ist wohl Übung und Erfahrung.

Das ist vergleichbar mit einer Überbelichtung bei der Fotografie, wo es dann keine Differenzierung in den hellen Bildbereichen mehr gibt.

Auch das ist mir klar (ausgebrannte Lichter), wobei ich dazu eine überraschende Beobachtung gemacht habe. Selbst bei (versehentlich aufgenommenen) Fotos, die im wesentlichen nur noch überbelichtet und weiß erscheinen, ist tatsächlich noch sehr viel Struktur und ein richtiges Bild vorhanden. Diese wird sichtbar, wenn man in der Nachbearbeitung Weiß- und Schwarzpunkt anpasst.

Ich mache das oft so, dass ich für die Fotografie die Helligkeit noch einmal ordendlich erhöhe, wenn es diesen Spielraum gibt, damit ich kurze Belichtungszeiten bei niedrigem ISO-Wert erzielen kann. Ich arbeite dabei grundsätzlich mit manueller Belichtungssteuerung und dem Histogramm, dessen Maximum etwa in der MItte oder geringfügig im dunkleren Bereich (links) liegen sollte (leichte Unterbelichtung).

Das mache ich beim Mikro-Fotografieren genau so. Oft gehe ich 0,3 oder 0,7 , manchmal auch eine Blende unter die 0-Anzeige der Kamera. In der "normalen" Fotografie ist mir eine leichte Unterbelichtung auch lieber, als Überbelichtung, weil man das in der Bearbeitung sehr gut korrigieren kann.

Was mir eigentlich fehlt, ist eine gute theoretische und praktische Erklärung, wie man die Höhe des Kondensors ohne Köhlerei optimal für Okularbeobachtung und Fotografie einstellt, worauf man achten sollte und welche Effekte beim Bewegen nach oben oder unten zu erwarten sind.

Die Einstellung der Schärfe, des Dioptrienausgleichs, der Aperturblende, der Parfokalität Fototubus/Okulare etc. sind mir alle soweit klar. Nur die Höheneinstellung des Kondensors sagt mir bisher nur wenig. Ich möchte nicht dumm sterben und vor allem möchte ich das bestmögliche aus meinem Mikroskop herausholen.

@momotaro
Thank you also for your comment.
At my Motic microscope the height alignment of the condenser is not fixed or locked. I´d like to get a good explanation about best practice to align the height of the condenser on a microscope that does not offer full Kohler. Maybe you can ask your friend about that.
I would also be interested in how Zeiss sets up the condenser height on their fixed Kohler models.

Viele Grüße / Best regards
D.Mon

[Peter V.]

Hallo D.Mon,

sei mir nicht böse, aber so ganz verstehe ich Deine Frage nicht. Du kannst doch selbst mit Auge und Kamera beurteilen, ob und wie sich das Bild bei der Höhenverstellung des Kondensors verbessert oder vershclechtert und die für Deinen Geschmack optimale Stellung wählen. Auch frage ich mich, was dagegen spricht, die gute alte 1/3-Regel bei der Kondensorblende anzuwenden. Und auch hier gilt: Stell sie doch einfach so ein, dass Du das Bild gut findest! Letztlich laufen beim Schließen der K-Blende schlicht  zwei bzw. drei Faktoren gegeneinander. Positiv: Kontrast steigt. Negativ: Auflösung sinkt, Beugungsartefakte nehmen zu. Dazwischen muss man eben einen Mittelweg finden und das ist i.d.R die 1/3 Regel. Ich glaube, Du machst es Dir etwas zu schwer und siehst "Probleme", wo keine sind.
Mir kommt deine Frage ein wenig so vor, als wenn man beim Autofahren eine exakte Angabe haben möchte, bei welcher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl nun genau der Gang zu wechseln ist. Das macht man aber doch üblicherweise einfach nach Gefühl bzw. Gehör.
Ich bin zwar nicht der begnadete Mikrofotograf, aber wenn ich mikroskopiere und fotografiere, stelle ich "nach Gefühl" Kondensorblende und (so vorhanden) Leuchtfeldblende so ein, dass ein kontrastreiches und möglichst mit geringen Beugungsartefakten belastetes Bild entsteht. Den Kondensor lasse ich immer oben. Und ob man das allerletzte Quäntchen der theroetisches Objektivauflösung herausholt, ist doch bei den meisten Präparaten in der Praxis gar nicht entscheidend.

Herzliche Grüße
Peter

[D.Mon]

sei mir nicht böse, aber so ganz verstehe ich Deine Frage nicht.[...]

Ach woher, warum sollte ich?

Inzwischen habe ich nach einigem Suchen auch die von mir ersehnten, zugegebenermaßen eher unspektakulären, Erklärungen gefunden und zwar unter den Stichworten kritische bzw. Nelson-Beleuchtung. Die Erklärungen waren teils nicht übereinstimmend bis  widersprüchlich. Trotzdem glaube ich, jetzt einiges verstanden zu haben.

Mir ging es halt darum, die Funktionsweise meines Mikroskops in Theorie und Praxis besser kennenzulernen. Ich war davon ausgegangen, dass der Hersteller die Höhenverstellung des Kondensors nicht nur aus Gaudi eingebaut hat  . Welten liegen nicht zwischen den unterschiedlichen Einstellungen, aber insbesondere beim 4x Objektiv konnte ich die Abbildungsqualität noch deutlich verbessern.

[plaenerdd]

Hallo D.Mon,
auf jeden Fall ist es besser den Kondensor ganz oben zu lassen, als zu tief. Das kommt bei höheren Vergrößerungen nämlich einer weit zugezogenen Aperturblende gleichich. Ich denke aber, das hast Du auch schon selber gesehen.
Die Höhenverstellung ist aber nicht nur aus optischen Gründen am Mikroskop, sondern auch um Immersoinsöl auftragen zu können. Es ist sehr viel einfacher, wenn man den Kondensor dafür etwas absenkt, bevor man den Objektträger auflegt, und ihn dann bis zum Kontakt von Öl und OT nach oben fährt, statt den OT direkt in den Öltropfen zu platschen. Manche alten Hufeisenstativen haben einen Mechanismus, mit dem sich der Kondensor, wenn man ihn ganz herunter fährt, automatisch zur Seite ausklappt. Da brauchte man den OT gar nicht erst herunternehmen und wieder auflegen, um zu ölen. Man ist dann gleich wieder an der richtigen Stelle des Objektes.
Beste Grüße
Gerd

[Werner]

Bei einem 4er Objektiv sollte die Frontlinse des Kondensors ausgeschwenkt bzw. abgeschraubt werden, dann paßt die Ausleuchtung.
Mit einem verstaubten Objektträger oder Transparentpapier kann man das Leuchtfeld des Kondensors gut beurteilen.

Gruß - Werner

[ImperatorRex]

Hallo D. Mon,
wenn Du tiefer in die Theorie einsteigen möchtest, kann ich nachfolgendes Video  empfehlen:

https://www.youtube.com/watch?v=60_jgZtyR6U

Hier werden auch die  zugehörigen, praktischen Experimente zur Bildentstehung über Beugung/Interferenz nach der von Ernst Abbe vorgestellten Theorie demonstriert.

viele Grüße
Jochen

[rhamvossen]

Hallo,

aber insbesondere beim 4x Objektiv konnte ich die Abbildungsqualität noch deutlich verbessern.

Mit die niedrigen Objektive 4/0.10 und kleiner bringt eine (oder sogar 2) Mattscheibe im Filterhalter immer eine Verbesserung in die Gleichmäsigkeit der Beleuchtung. Beste Grüsse,

Rolf

[Werner]

Das (leider sehr leise) Video ist so überragend gut, daß es eigentlich neben die "Mikrofibel" gestellt gehört.

Gruß - Werner