Problem mit IR-Filter einer CCD-Kamera

[paschulke2]

Hallo zusammen,

Ich versuche - bislang nur mäßig erfolgreich - eine CCD-Kamera mit einem Mikroskop zu verheiraten.

Mikroskop: Ortholux II Pol-BK mit Phototubus (38mm), geschätztes Alter 35 Jahre.
Adapter: Leica 10445772 C-Mount Adapter 0.5x, Alter 16 Jahre
Kamera: Zeiss Axiocam ICc3, neu.

Der Adapter ist noch ein Provisorium, weil von einem Binokular "geborgt".

Problem:

Ich bekomme praktisch immer einen roten Fleck in der Bildmitte, mal größer, mal kleiner. Das sieht dann z.B. so aus.



Die Größe des Flecks hängt (umgekehrt proportional) von der Vergrößerung ab. Ein geringere Abhängigkeit besteht auch von den Einstellungen des Kondensors. Der Fleck ist aber immer da.

Die IC3 hat einen sehr stark rot spiegelnden IR-Filter direkt hinter dem C-Mount-Gewinde (also einige Millimeter vom Sensor entfernt), der mit Sicherheit die Ursache ist.

Tauscht man die ICc3 gegen eine Moticam 2300 (IR-Filter direkt am CCD-Sensor und längst nicht so 'schön rot' spiegelnd), ist der rote Fleck weg. Ein anderer Adapter (Micro Tech Lab) beseitigt das Problem ebenfalls, allerdings hatte dieser Adapter erhebliche Randunschärfe.

Hinweise jeder Art werden dankbar entgegengenommen. Was allerdings kaum gehen dürfte, ist den IR-Filter der nagelneuen Kamera zu entfernen.

Danke fürs Lesen und Gruß

Thomas

[Werner Jülich]

Der klassisches Satz lautet, setzen Sie sich mit Ihrem Verkäufer in Verbindung oder falls der nicht mehr als den Preis der AxioCam kennt: 0551-50600, da werden sie geholfen.

Werner Jülich

[Florian Stellmacher]

Hallo Thomas,

da warst Du aber schnell hier und schnell wieder weg - wie schade!

Vielleicht darf ich die etwas knappe Einlassung von Herrn Jülich ergänzen: Wenn Zeiss Dir die Kamera für diese Adaptation verkauft hat, sollte eigentlich der Service soweit reichen, dass hinterher alles klappt; auf jeden Fall ist es dann kaum statthaft, das Problem auf das Mikroskop zu schieben.
Herr Jülich ist selbst Händler, und ich kann mir vorstellen, dass er vielleicht ähnlich denkt und diesen Service als Verkäufer natürlich angeboten hätte?

Auf alle Fälle spiegelt irgend etwas in Deinem Zusammenbau. Welche Tubuslinse hast Du und hast Du sie mal versuchsweise raus gezogen?

Beste Grüße,
Florian (großer Freund des Ortholuxes!)

[derda]

Vielleicht ist die Kamera auch für sehr langwelliges Rot empfindlich? Ich las mal etwas von der Empfehlung eines BG40 Filters...

VG

Erik

[peter-h]

Ich bin mir recht sicher, dass es eine Spiegelung zwischen dem Fotoadapter und dem IR-Filter ist. Dass der Fleck in der Intensität / Größe mit der Objektivvergrößerung sich verändert ist auch verständlich, denn es wird hierdurch die Pupillengröße am Fotoadapter verändert.
Wie ändert sich der Fleck mit der Leuchtfeldblende ? Falls bei weit zugezogener Leuchtfeldblende der Fleck verschwindet, könnte es sich auch noch um eine Reflexion im Fototubus handeln.

Gruß
Peter

[paschulke2]

1.) Ich hatte mich nicht abgemeldet. Irgendwas ist da schiefgelaufen ...

@Werner Jülich und Florian Stellmacher:

Die Kamera ist bei Zeiss gekauft. Der momentane Status beim Zeiss-Support ist (sinngemäß):

"Unsere Verantwortung endet an der Kamera. Alles andere ist ja Leica. Da können wir nichts machen. Ich frag' nochmal, ob uns dieses Problem mit dieser Kamera bekannt ist, aber ich mache Ihnen da keine große Hoffnungen."

Bin ich froh, dass im Angebot von Zeiss für die AxioCam "... für Leitz Mikroskop ..." steht. Eine praktische Hilfe zur Lösung des Problems ist das aber auch nicht. Insofern schießt die Antwort von Werner Jülich ziemlich am Ziel vorbei.

@Peter:

Ja, die Reflexion passiert auf jeden Fall zwischen dem IR-Filter (Hot Mirror) der Axiocam und der letzten Linse des Adapters.

Inzwischen habe ich mir einen zweiten Adapter gebastelt. Der Leica-Adapter kommt direkt in den Phototubus und funktioniert ohne (Photo-)Okular. Die übliche Lösung dürfte zur Zeit des Ortholux II aber gewesen sein, ein Photo-Okular (z.B. Periplan 10x/18 und ein Objektiv (z.B. 80mm/0.32x für Kleinbild) zu verwenden. Also habe ich mir so etwas mit einem Adapter für eine Nikon Coolpix 4500 (hier habe ich einen Fehler korrigiert) und einem 16mm-"Objektiv" von Motic "gebastelt" (Ich sage nur "Klopapierrolle" ...) . Das funktionert auch recht anständig. Sobald der Aufbau aber anständig justiert ist (parfokal, 16mm-Objektiv auf unendlich fokussiert) ist der gleiche Fleck wieder da. Der Fleck lässt sich verändern, wenn ich die Fokussierung des 16mm-Objektivs ändere (dann ist natürlich die Parfokalität hin). Daraus, dass der Fleck von Abstand des Objektivs zum IR-Filter abhängt, schließe ich, dass es sich um eine Reflexion vom IR-Filter auf die letzte Objektivlinse und von da zurück auf den Sensor handelt.

Mir ist ehrlich gesagt unklar, wie das an einem Zeiss-Mikroskop funktionieren soll. Dieser IR-Filter spiegelt schon sehr heftig und ist in einer ungewöhnlichen Lage montiert, denn der Abstand zum CCD dürfte etwa 10mm sein. Ich kenne solche Filter nur direkt am CCD-Sensor. Der Vorteil der Lösung in der AxioCam dürfte sein, dass Staub kaum ein Problem ist. Aber diese Reflexion?

Gruß

Thomas

[Jürgen H.]

Hallo Thomas,

Die Frage von Peter danach, ob sich der Fleck verändert, wenn Du die Leuchtfeldblende veränderst, ist möglicherweise auch zielführend. Hast Du das schon probiert?

Mikrogrüße

Jürgen

[paschulke2]

... ob sich der Fleck verändert, wenn Du die Leuchtfeldblende veränderst, ist möglicherweise auch zielführend.

Was heißt verändern? Der Fleck wird etwas schwächer, wenn ich die beleuchtete Fläche kleiner mache als das Sehfeld. Ist die beleuchtete Fläche ungefähr so klein wie der Fleck, ist selbiger fast verschwunden. An der Form oder der Stelle, an der sich der Fleck befindet, ändert sich nichts. Das gilt so ähnlich auch für die Apertur des Kondensors. Der Fleck ändert sich übrigens in Größe und Lage auch nicht nennenswert, wenn ich den Objektiv-Revolver ganz entferne.

Ich sehe gerade, dass ich noch zwei Fragen nicht beantwortet habe:

1.) Auf dem Revolver steht "1x". Daraus schließe ich Nixwisser, dass die Tubuslinse die Vergrößerung "1x" hat. Solange mich niemand eines besseren belehrt, behaupte ich allerdings, dass ich die Tubuslinse nicht rausnehmen kann, weil sie irgendwie über den Revolver verteilt und fest eingebaut ist. Ob beim POL-BK (also Pol-Mikroskop mit Bertrand-Linse) auch im Teil mit dem Analysator bzw. der Bertrandlinse ein Teil der Tubus-Linse zu finden ist - keine Ahnung.

2.) Besondere Rot-Empfindlichkeit: Alle CCD-Sensoren sind infrarotempfindlich. Üblicherweise (und das gilt auch für die Axiocam) sind vor einem CCD-Sensor zwei IR-Filter: Ein "Hot-Mirror", der vor allem die thermische Belastung des Sensors verringern soll und ein IR-Sperrfilter, das Farbfehler verhindern soll. Perfekt funktioniert das nie, was man recht leicht dadurch überprüfen kann, dass Digitalkameras und Videokameras das Leuchten einer IR-Fernbedienung sehen können (beliebte Testmethode). Also: Die AxioCam ICc3 sollte zu den eher IR-unempfindlichen gehören, was für eine halbwegs vernünftige Farbwiedergabe auch erforderlich ist. Im Bereich der Digitalkameras hat es durchaus Modelle mit schwachem oder gar keinem IR-Filter gegeben, die bei Beleuchtung mit Glühlampen, aber auch mit der Wiedergabe der Farbe von grünen Blättern (grüne Blätter reflektieren IR gut), ihre Probleme hatten; z.B. Leica M9 oder Nikon D50.

Gruß

Thomas

[peter-h]

Da will und muß ich nun doch noch meinen Senf dazu geben.

In der AxioCam ICc3 wird der Sony-Chip verbaut, in der kleinen Cam von ImagingSource DFK72 der Chip von Micron. Nun darf jeder vergleichen, ob der CCD um so viel gefährlicher für IR sein soll. Jedenfalls gelingen mit dem Micron-Chip Aufnahmen von einer heißen Lötkolbenspitze.



Wie aber sieht eine optische Ankopplung aus? Je nach verwendeter Kameraoptik UND Okular können Hot Spots erzeugt werden oder nicht. Für jede Firma sicher ein endloses Problem, es sei denn es wird eine getestete Kombination genau so verwendet.

Die folgenden Aufnahmen sind mit einem PlanApo 10x unter sonst identischen Bedingungen gemacht.






Auch das so teure S-KPL ist nicht in allen Fällen geeignet.


Periplan ohne Brille


Periplan mit Brille

Die Farbe hängt nun noch von der Reflexion des IR-Sperrfilters UND der Vergütung der Linsen im Cam-Objektiv ab.
Diese Story wird wohl nie enden.

Viel Vergnügen bei Tests Tests Tests 
Peter

[paschulke2]

In der AxioCam ICc3 wird der Sony-Chip verbaut, in der kleinen Cam von ImagingSource DFK72 der Chip von Micron. Nun darf jeder vergleichen, ob der CCD um so viel gefährlicher für IR sein soll. Jedenfalls gelingen mit dem Micron-Chip Aufnahmen von einer heißen Lötkolbenspitze.

Hallo Peter,

da hast Du mich evtl. missverstanden. Ich wollte nicht behaupten, dass IR-Empfindlichkeit eine exklusive Eigenschaft von CCD-Sensoren sei. Ich habe von CCDs geschrieben, weil die AxioCam ICc3 eben einen CCD-Sensor hat. Das gilt natürlich auch für CMOS-Sensoren. Letzlich entscheidend ist ja die spektrale Empfindlichkeit der Photodioden in Kombination mit den Bayer-Farbfiltern und den diversen Filtern vor dem Chip.

Die Farbe hängt nun noch von der Reflexion des IR-Sperrfilters UND der Vergütung der Linsen im Cam-Objektiv ab.
Diese Story wird wohl nie enden.

Wo ist bei der DFK72 der IR-Filter? Direkt über dem Chip oder weiter vorne?

Ich nehme mal an, dass diese Aufnahmen beim Entwickeln des von Dir hier

http://www.mikroskopie-ph.de/Home-Page-Kamera.html

beschriebenen Adapters entstanden sind. Den Adapter bezeichnest Du als "Universaladaption". Das hört sich so an, als sei die Lösung "Plössl Okular als Objektiv + Okular des verwendeten Mikroskops" frei von diesem Problem. Daraus schließe ich, dass das vorn Dir verwendete Plössl (welches genau?) sehr gut vergütet sein muss. Korrekt?

Der von mir verwendete Leitz-Adapter (DM 1500,- 1994) ist übrigens auch sehr gut vergütet.

Gestern abend habe ich übrigens noch eine zweite Fleckquelle entdeckt: Der Pol-Filter im Analysator. Toll.

Ich verstehe immer noch nicht, wie man einen derartig spiegelnden Filter



vor eine Kamera setzen und gleichzeitig vom gesamten restlichen Mikroskop perfekte Entspiegelung erwarten kann.

Gruß

Thomas

[peter-h]

Hallo Thomas,

mit CCD - CMOS, ok das hatte ich falsch verstanden.
Das Filter vor dem Chip sieht allerdings schlimm aus. So extrem sehen meine Sperrfilter nie aus.

ABER !

Es muß nicht immer und nur am Sperrfilter liegen. Da ich auch eine CCD-Kamera ohne IR-Sperrfilter habe, konnte ich diesen kleinen Vergleich noch schnell nachladen. Es wurde nur die andere Kamera aufgeschraubt und alle Parameter so belassen. Durch die etwas andere Chipgröße ist die Bildgröße verändert. Mehr Unterschiede sind nicht.



Es spiegelt sich also auch sehr schön die Chipoberfläche mit einer Linsenfront und Abhilfe ist kaum möglich. Einziger Ausweg den ich sehe ist eine absolut andere Optikkombination !

Viel Glück für eine neue Lösung.
Peter

P.S. die Bilder sind max. 24 Stunden alt 

[derda]

Hallo,

"... Einziger Ausweg den ich sehe ist eine absolut andere Optikkombination ! ..."

Eine Möglichkeit wäre es, den IR-lastigen Anteil des Lichts erst gar nicht in den Strahlengang zu lassen. Sprich einen Sperrfilter auf die Lichtaustrittsöffnung zu legen. Den Hinweis gab ich übrigens schon weiter oben...

VG, Erik

[Christian Linkenheld]

Hallo,

"... Einziger Ausweg den ich sehe ist eine absolut andere Optikkombination ! ..."

Eine Möglichkeit wäre es, den IR-lastigen Anteil des Lichts erst gar nicht in den Strahlengang zu lassen. Sprich einen Sperrfilter auf die Lichtaustrittsöffnung zu legen. Den Hinweis gab ich übrigens schon weiter oben...

VG, Erik

Hallo,

die Spiegelungen erfolgen aber doch im sichtbaren Bereich. Wenn ich das richtig sehe sieht dieser Fleck rötlich bis magentafarben aus - also neben Rot wohl auch noch ein kurzwelliger Bereich.

viele Grüße

Christian

[Guy Marson]

Eine Möglichkeit wäre es, den IR-lastigen Anteil des Lichts erst gar nicht in den Strahlengang zu lassen.

der Logik folgend, könnte man ja auch eine LED verwenden, die garantiert keinen IR-Anteil hat. Dann wäre ja Ruhe. Aber ich bin sicher, dass Peter richtig liegt und dass es einer anderen optischen Kombination bedarf weil in der verwendeten der langwellige Bereich nicht ausreichend/richtig korrigiert ist, was letztlich zu Reflexionen führt  (So wie das bei den meisten Nikon-Kameras *MIT* Optik für den grünen Fleck im Bildzentrum - mal mehr mal weniger - der fall ist..

Ciao,
Guy

[peter-h]

Liebe IR-Reflexler 

die 2 Vergleichsaufnahmen DBK41 OHNE Sperrfilter und DFK72 MIT Sperrfilter zeigen doch, dass es nicht NUR am IR-Sperrfilter liegt. Zudem entstanden diese Aufnahmen mit einer weißen LED !!!
Es liegt damit nur an einer ungünstigen Adapterlösung für die Kamera. Aber wer soll hier helfen? Abhilfe kostet einen Hersteller / Fachhändler enorme Zeit und bringt keinen Cent in die Kasse.

Gruß
Peter