Bestimmung des Vergrößerungsfaktors, wenn Kamera/Lichtweg/Obj.-Daten gegeben?

[Jakob_Wittmann]

Guten Morgen liebe Runde!



Ich würde bitte gerne wissen, wie man rechnerisch den Vergrößerungsfaktor eines Mikroskops bei der Fotografie mit einer CMOS-Kamera bestimmen kann, wenn alle Informationen zu den Abständen im Lichtweg (Adapter, Backfokus der Kamera etc.) und ebenso alle sonst notwendigen Daten gegeben sind.

Es geht um ein ,,Revue 1600", das weitgehend ein chinesischer Nachbau gewisser Zeiss-Standard Typen ist.

Somit ist die Tubuslänge 160 mm, die Abgleichlänge bei den Objektiven 45 mm.

Wie wäre das bitte beispielsweise bei folgender Konfiguration?

Objektiv: Achromat 40/0,65/160/0,17

T2-Fokaladapter am Mono-Schrägtubus, (23,2mm außen - T2 außen) Lichtweg 2 mm

Kamera: QHY 183c am Adapter, Backfokus 17 mm, Sensorgröße 13,3 × 8,8 mm

Mutmaßlich wären auch Informationen zum Arbeitsabstand des Objektives zum Präparat notwendig, allenfalls auch die Deckglasdicke, Brechungsindex um absolut genau zu sein. Ich hoffe es reicht (in etwa zumindest), wenn man nur mal einen Abstand kleiner als 1 mm annimmt ...

Dankeschön Euch allen im Voraus für alle Informationen, Meinungen, Kommentare!

Beste Grüße

Jakob

[Jakob_Wittmann]

Hallo Adi,

herzlichen Dank, diese Deine Auskunft ist für mich jedenfalls hilfreich. Kommt mir auch von der Makrofotografie her durchaus bekannt vor.

Beste Grüße

Jakob

[plaenerdd]

Hallo Jakob,
das Berechnen ist kompliziert und auch schon von daher schwierig, dass die Optiken i.d.R. nicht genau den schönen ganzzahligen Vergrößerungen entsprechen, die eingraviert sind. Daher ist die Messung das Mittel der Wahl. Am besten nutzt man dazu ein Objektmikrometer, das man einfach durch das Mikroskop fotografiert. Dann sieht man sehr genau, wie groß die abgebildete Objektgröße im Verhältnis zur Bildgröße (konstante Sensorbreite und konstante Pixelzahl ist. Man kann auch direkt auszählen wie viel Pixel z.B. 100µm entsprechen. Somit kann man mit den Fotos auch sehr schnell und einfach Objekte vermessen. Das muss man natürlich für jede Optik-Kombination einmal machen.
LG Gerd

[Jakob_Wittmann]

Hallo Gerd!

Danke Dir für Deine Erklärungen. Dass die Brennweiten von Objektiven bzw. Okularen nicht so haargenau sind, wie es der schöne ganzzahlige Vergrößerungsfaktor andeutet, dachte ich mir schon. Ohne gewisse Schwankungen geht es bei der Herstellung nicht. Bei der Hobby-Astronomie ist es bei Teleskopen nicht anders, man kann das mühelos mit einschlägiger Software für Astrofotografie nachvollziehen, denn Sternfelder werden automatisiert erkannt. Damit ,,weiß" die Anwendung extrem genau die Winkelausdehnung einer Abbildung. Zusammen mit den ebenfalls vorhandenen Kamera-Parametern wird die tatsächliche Brennweite (im Fokus) auf Tausendstel mm genau ausgewiesen.

Aber zurück zu Mikroskopen. Ich dachte mir, mit der Beziehung ,,Tubuslänge/Vergrößerungsfaktor = Objektivbrennweite" ist eine wichtige Größe definiert. Zur Bestimmung der Okularbrennweite gibt es die Formel ,,Brennweite = 25 cm / Vergrößerungsfaktor". Aber Achtung, da ist schon die Lupengleichung mit der Sehweite 25 cm im Spiel.

Diese 25 cm (normaler Abstand beim Nahsehen)  sind eine angenommene, angenäherte Konvention. Für die Berechnung des Durchmessers der Abbildung eines Objekts ( dessen Größe bekannt ist ) am Kamerasensor bringt das nichts. Es geht sicher zu berechnen, man hat rechtwinkelige Dreiecke, detto ,,ähnliche" und könnte eventuell auch mit der Tangensfunktion arbeiten.

Mal sehen ... 

Liebe Grüße

Jakob

[Lupus]

Hallo Jakob,

man kann den sich ergebenden Vergrößerungsfaktor/Abbildungsmaßstab aus den Daten schon berechnen. Es macht nur wenig Sinn, eine solche Kamera ohne bildkorrigierendes Okular an das Mikroskop zu montieren.

Hubert

[Jakob_Wittmann]

Hallo Jakob,

man kann den sich ergebenden Vergrößerungsfaktor/Abbildungsmaßstab aus den Daten schon berechnen. Es macht nur wenig Sinn, eine solche Kamera ohne bildkorrigierendes Okular an das Mikroskop zu montieren.

Hubert

Hallo Hubert,

Danke, also ist eine Berechnung möglich.

Eine Frage bitte zu ,,wenig Sinn machen". Meinst Du damit die vergrößernde Wirkung, da der Sensor einer Kamera an einem für Okulare konzipierten Tubus weiter außen ist?

Die CMOS-Kameras, die für die Mikroskopie angeboten werden, sind im Prinzip den Astrokameras sehr ähnlich. Abgesehen von Features, die nur bei der Astrofotografie gebraucht werden, meine ich damit.
Umständlich beim Gebrauch von Farb-Astrokameras für die Mikroskopie ist allerdings das FITS-Format. Einzelaufnahmen werden mit den typischen Deep-Sky-Kameras eher selten gemacht. Macht man Einzelbelichtungen, hat man ein wenig Arbeitsaufwand fürs Debayern und Anpassen der Tonwerte und Farben, da die meisten Astrokameras keine TIFF- oder JPG Dateien liefern.

Also mit einem korrigierenden Okular. Hoffentlich ist damit nicht mit einem Fotoobjektiv durchs Okular aufnehmen gemeint ...

Ich dachte ansonsten eher an Adapter mit einem Linsensystem zur Verkleinerung der Abbildung. Falls Du bitte Zeit findest, Hubert, wäre ich Dir für einem Link bezüglich einer solchen Konfiguration sehr dankbar.

Liebe Grüße

Jakob

[Lupus]

Hallo Jakob,

das Problem ist, dass bei diesen älteren Mikroskopen (sog. "Endlich-Optik"), wo das Bild ohne Tubuslinse vom Objektiv direkt am Tubusende erzeugt wird, meist ein Okular zur Korrektur eines eingebauten Restfehlers benötigt wird. Um so besser und großformatiger die Kamera, desto störender der Bildfehler.
Hier sind Links zu Beschreibungen möglicher Kameraadaptionen:

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=23595.0
http://mikroskoptechnik-hagen.de/pdf/Die%20Kamera%20am%20Mikroskop%20Bonn%20Okt.%202017%20website.pdf
http://www.mikroskopie-ph.de/Home-Page-Kamera.html
https://mikroskopiedernatur.de/mikrofotografie

Hubert

[Jakob_Wittmann]

Hallo Jakob,

das Problem ist, dass bei diesen älteren Mikroskopen (sog. "Endlich-Optik"), wo das Bild ohne Tubuslinse vom Objektiv direkt am Tubusende erzeugt wird, meist ein Okular zur Korrektur eines eingebauten Restfehlers benötigt wird. Um so besser und großformatiger die Kamera, desto störender der Bildfehler.
Hier sind Links zu Beschreibungen möglicher Kameraadaptionen:

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=23595.0
http://mikroskoptechnik-hagen.de/pdf/Die%20Kamera%20am%20Mikroskop%20Bonn%20Okt.%202017%20website.pdf
http://www.mikroskopie-ph.de/Home-Page-Kamera.html
https://mikroskopiedernatur.de/mikrofotografie

Hubert

Vielen Dank, Hubert! Es ist wirklich nett – und ebenso hilfreich, dass Du Dir die Zeit für die Zusammenstellung dieser Links genommen hast.

Lesestoff fürs Wochenende ... 

Liebe Grüße

Jakob