Mehr Details auf Mikro Foto

hinrich husemann · Juli 11, 2011, 15:34:22 NACHMITTAGS

Hallo Herr Jülich,
stimme Ihnen voll zu. "Größer" ist auch mir bequemer. Der letzte Satz war dazu auch ergänzend als Minimal-Forderung gedacht und hat ja mit dem angefragten Problem nicht mehr direkt was zu tun; und auch die "konventionelle" Sehweite ist ja schon für "Mittel-Oldies" ohne Brille meist nicht mehr realisierbar . Aber beim Mikroskop betrachtet man ja meist etwas entspannter und eher auf "unendlich" akkomodiert durchs Okular. Dann müsste man an sich mehr auf den Sehwinkel abheben.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

Nachtrag: Auch mit 15x-Okularen ist man in diesem Falle (Obj. 10/0,30) ja immer noch an der unteren Grenze der so genannten "förderlichen" Vergrößerung. Ein Optovar mit Faktor 1,6 oder 2 wäre angezeigt.

wilfried48 · Juli 11, 2011, 16:20:46 NACHMITTAGS

Hallo,

ich habe mal eben das Zeiss Auflösungstestobjekt im Olympus Auflichtmikroskop BX60 abgelichtet.

Zunächst die Gesamtansicht des Testobjekts als normale Fotografie:

Das Testobjekt mit der Grösse eines mikroskopischen Objektträgers besitzt 2 x 3 Felder mit in eine Chromschicht geätzten Linienmustern von 10 LP/mm bis 3000 LP/mm. Jeweils 3 identische Felder als Positiv und Negativausführung

Im Mplan 2,5/0,08 sieht ein Feld so aus:

Ausschnitt mit Mplan 10/0,3:

Ausschnitt mit Mplan 20/0,46:

Ausschnitt mit Mplan 50/0,8:

Ausschnitt mit Mplan 100/0,9 und Nomarski DIC:

da nur eine Olympus 3 Mp CCD Mikroskopkamera an einem 0,5 x Adapter adaptiert ist, hat man bei den Objektiven 50x und kleiner keine Chance das im Bild zu sehen, was man mit einem 10x Okular sieht.

Die mit dem Auge im 10x Okular aufgelösten Linienabstände entsprachen in etwa dem durch die Apertur der Objektive vorgegebenen theoretischen Wert : ca. 1000 LP/mm beim 10x Objektiv., ca. 1400 LP/mm beim 20x, ca. 2500 LP/mm beim 50x, und mit dem 100er Objektiv im DIC mit blauem Untergrund konnte ich in einer Richtung
die 3000 LP/mm erkennen.

Auf dem herausvergrösserten Kamerabild kann man beim 10x und 20x nur die halbe Linienzahl/mm erkennen beim
50x ca 2000 Linien/mm und erst beim 100er Objektiv reicht die Kamera in etwa an die Auflösung der Okularbetrachtung heran aber immer noch mit deutlich schlechterem Kontrast.

Also die ca. 5000 Euro teure Olympus 3 Mp CCD Mikroskopkamera nutzt erst bei der höchsten Objektivvergrösserung
das Auflösungsvermögen des Objektivs annährend aus. Und da ist ja noch nicht mal Spitzenoptik dran.

viele Grüsse
Wilfried

peter-h · Juli 11, 2011, 16:48:19 NACHMITTAGS

Frage an Herrn Stuessi,

wie kommt man zu so verrauschten Bildern? Sony A700 ist eine DSLR, also mit mech. Verschluß. Und nun behaupte ich, dass selbst der Blitz nicht schnell genug ist um eine verwacklungsfreie Aufnahme zu schaffen. Aber was mich richtig umhaut ist das extreme Rauschen. War die Kamera auf 6400 ISO ? War der Chip mit oder ohne Glas? War das Objektiv für 0,17mm Deckglas oder ein M-Plan Achromat? Ich kann gerne ein Bild mit einem Nikon M-Plan CF Objektiv liefern.

Fragend in die Landschaft schauend
Peter

hinrich husemann · Juli 11, 2011, 17:41:20 NACHMITTAGS

Hallo Herr Nisch,
für mich als visueller Betrachter stellt sich aber auch hier noch die Frage, ob Ihre sehr interessanten und aufschlußreichen Bilder für eine sichere Beurteilung immer genügend vergrößert sind. Es muß dazu ja - Herr Jülich hatte es auch schon angesprochen - zumindest die "förderliche" Vergrößerung erfüllt sein, weil sonst nicht klar ist, ob das Objekt nur deshalb nicht mehr als aufgelöst erkannt wird, weil unser Auge eine u.U. noch vorhandene Bildstruktur nur wegen "Zukleinheit" nicht mehr erkennt (d.h. die "Pixeldichte" des Auges dazu nicht mehr ausreicht). Das Problem könnte besonders bei Objektiven mit geringerem Abbildungsmaßstab, aber relativ höherer NA auftreten. So reichen die üblichen 10x-Okulare ja in letzteren Fällen häufig nicht mehr zur Übertragung der Auflösung ins Auge aus.
Interessierte, freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

Kurt Wirz · Juli 11, 2011, 18:02:45 NACHMITTAGS

Hallo Mikroskopiker

Zum Auflagemass:
In der Fotografie versteht man darunter die Distanz zwischen der Objektivauflage und der Film- oder Chipebene.
Eine gute Kleinbildkamera hat auf dem Gehäuse eine Markierung die den Sitz der Film- oder Chipebene anzeigt, üblicherweise einen mit einem Strich durchzogenen Kreis.
Je nach Kamera Marke ist das Auflagemass unterschiedlich (z.B. Nikon F-Bajonett = 46.5mm), Siehe Wikipedia "Auflagemass", da sieht man die Distanz nach Hersteller.
Wenn ich Balgen oder Zwischenringe verwende, sehe ich dies als eine Verlängerung des Auflagemasses an und kann es dank der Markierung auf dem Gehäuse der Kamera exakt messen.

Hallo Wilfried
So ein Test Chart habe ich belichtet auf Fotopapier, der geht aber nur bis 18.

Es wird seine Zeit dauern, bis ich Eure Antworten verstehe und für mich dienlich umsetzen kann.
Vielen Dank für das rege Echo.

Gut Licht

Kurt

Stuessi · Juli 11, 2011, 19:20:35 NACHMITTAGS

Zitat von: peter-h in Juli 11, 2011, 16:48:19 NACHMITTAGS
Frage an Herrn Stuessi,

wie kommt man zu so verrauschten Bildern? Sony A700 ist eine DSLR, also mit mech. Verschluß. Und nun behaupte ich, dass selbst der Blitz nicht schnell genug ist um eine verwacklungsfreie Aufnahme zu schaffen. Aber was mich richtig umhaut ist das extreme Rauschen. War die Kamera auf 6400 ISO ? War der Chip mit oder ohne Glas? War das Objektiv für 0,17mm Deckglas oder ein M-Plan Achromat? Ich kann gerne ein Bild mit einem Nikon M-Plan CF Objektiv liefern.

Fragend in die Landschaft schauend
Peter

Guten Abend Peter,

eine Graukarte unter dem Mikroskop unter den gleichen Bedingungen wie oben (160/0 10/0,25 bei ISO 200) sieht so aus:

Das deutlich sichtbare Rauschen ist also eine Eigenschaft der fotografierten Oberfläche und nicht der Kamera. Die fotografierten Leiterbahnen sind offensichtlich mit einer Schutzschicht überzogen, die bei schräger Beleuchtung diesen Effekt zeigt. Bei senkrechter Beleuchtung, fotografiert durch ein oo/0 NPl 20x/0,40 sieht der gleiche Bereich so aus:

Gruß,
Stuessi

Hyperion · Juli 11, 2011, 19:49:27 NACHMITTAGS

OT:

Woher bekommt man denn so eine Testplatte und wieviel muss man dafür zahlen?

wilfried48 · Juli 11, 2011, 20:03:05 NACHMITTAGS

Hallo Herr Husemann,

Ja das mit der förderlichen Vergrösserung ist mir schon bewusst.
Bei der Betrachtung durch das Okular war die förderliche Vergrösserung sicher erreicht. 10 LP/mm traue ich meinem
Auge schon noch zu.

Bei der Olympus 3 Mp CCD Kamera war die förderliche Vergrösserung mit dem 0,5 x Adapter für die kleinen Objektive
sicher bei weitem nicht erreicht. Da habe ich mit dem Okular doppelt soviel LP/mm erkennen können wie die Kamera
aufgelöst hat.

@Hyperion:
Das Auflösungstestobjekt gibt es bei Zeiss und es kostet ca. 1200 Euro.

viele Grüsse
Wilfried

TPL · Juli 12, 2011, 09:13:59 VORMITTAG

Zitat von: Kurt Wirz in Juli 11, 2011, 18:02:45 NACHMITTAGSWenn ich Balgen oder Zwischenringe verwende, sehe ich dies als eine Verlängerung des Auflagemasses an und kann es dank der Markierung auf dem Gehäuse der Kamera exakt messen.

Hallo Kurt,
das Auflagemaß der Kamera bleibt das Gleiche - auch wenn Balgen oder Zwischenringe verwendet werden. Es ist - wie Du schreibst - eine Konstante des jeweiligen Fabrikats und wird deshalb ja auch mit einem fixen Wert angegeben. Was Du meinst, heißt Auszug, bzw. dessen Verlängerung durch Balgen oder Zwischenringe.

Beste Grüße, Thomas

Kurt Wirz · Juli 12, 2011, 10:11:36 VORMITTAG

Hallo Thomas
Vielen Dank für deine Erklärung.
Sehe ich das somit richtig, dass sich die Distanz zwischen Filmebene und Optik-Anschluss, aus Auflagemass + Auszug ergibt und keinen eigenen Namen hat?

Gut Licht

Kurt

peter-h · Juli 12, 2011, 11:59:45 VORMITTAG

Hallo Stuessi,

ich will hier nicht einen Preis auslosen - wer macht die schärfsten Auflichtbilder -, sondern nur mit einem ähnlichen Objektiv von Olympus LWD MSPlan 20x/0,40 oo/0 eine ähnliche Aufnahme zeigen.

Aufgenommen mit einer 5 MPixel Kamera, kein Stack, nur ein Einzelbild, original Auflichteinheit am Olympus BH-2 Staiv. Ganz sicher ist die maximale Schärfe und Auflösung hier noch nicht ausgereizt.
Schönen Tag
Peter

Stuessi · Juli 12, 2011, 19:56:10 NACHMITTAGS

Zitat von: wilfried48 in Juli 11, 2011, 20:03:05 NACHMITTAGS
@Hyperion:
Das Auflösungstestobjekt gibt es bei Zeiss und es kostet ca. 1200 Euro......

Hallo,

für viel weniger Geld erhält man Testgitter, die sogar noch farbig sind! Als Beispiel der Sensor einer alten Webcam.
Bildgröße 100µm x 100µm
Mikroskop: SM-Lux mit einer einfachen Auflicht-Aufsatz
Objektive: NPL10/0.2 (100% Crop) bzw NPL20/0.4 (50% Crop)
Kamera: Sony Alpha 700

Objektiv: NPL10/0.2 (100% Crop)

Objektiv: NPL20/0.4 (50% Crop)

Gitterkonstante in vertikaler Richtung (von Pixel zu Pixel) 250 Lp/mm bzw. 500 Lp/mm mit Zwischenkontakten.
Inzwischen gibt es billige Sensoren mit viel geringeren Pixelabständen.

Mit dem Auge gelingt die Trennung der Pixel ... beim Blick durch 10-fach Okulare recht gut, die Farbinformationen sind auf den Aufnahmen aber viel deutlicher. (Mit 70 kann man vielleicht nicht mehr erwarten...)

Gruß,
Stuessi

Werner · Juli 12, 2011, 23:45:19 NACHMITTAGS

Bemerkung zu Testobjekten

Ich nehme auch meist IC´s für Auflicht, da sie schon "entmantelt" sind, ist auch immer Schmutz drauf. Nur frisch aufgesägte sind sauber.

Für Durchlicht nehme ich ein Stück alten Mikrofilm (Zeichnungen oder Ersatzteillisten), die kosten nichts, weil sie meist weggeworfen werden.
Ich habe meine aus der Verschrottung unseres Münchner Büros.

In jedem Fall preiswerter als Zeiss-Chrommasken. Masken aus der Halbleiterfertigung konnte ich leider nie erbeuten.
Kürzlich konnte ich 9x13 Dokumentenfilm ergattern (Glasplatten), jetzt kann ich mir auch einen Siemensstern und ein USAF-Auflösungstestbild selbst herstellen
- was für den Winter.

Nur so als Tip - gute Nacht - Werner

Werner Jülich · Juli 13, 2011, 09:05:58 VORMITTAG

Hier liegt ganz offensichtlich ein Mißverständnis vor. Die Testplatte von Zeiss muß bei verschiedenen Objektiven funktionieren, also nicht nur in den Fällen, wo man mit ja/nein entscheiden kann. Sie ist nicht als Amateurwerkzeug gedacht, dazu ist sie zu teuer.
Man kann sie z.B. benutzen, um abzuschätzen, welche Kombination Objektiv-Okular sinnvoll ist oder auch, wie die Objektivleistung über die ganze Fläche ist. usw.
Besonders beeindruckend sind die Unterschiede bei Stereomikroskopen gleicher Vergrößerung.
Werner Jülich

Piper · Juli 13, 2011, 17:03:31 NACHMITTAGS

Hallo Kurt,

ich habe die von Dir angestossene Diskussion mit großem Interesse gelesen und auch Deine Homepage besucht. Wie schon von anderer Seite sinngemäß festgestellt, sind die von Dir kreierten Makrofotos unwissenschaftlich-treffend formuliert "super klasse", auch ich wüsste nicht, was man da noch groß verbessern könnte.
Trotzdem möchte ich noch einige technische Überlegungen beisteuern, da Du ja letztlich anfgefragt hattest, auf welchen Wegen man die Deteilinformation in den jeweiligen Einzelaufnahmen (vor Durchführung des Stackings) möglicherweise noch steigern könnte.

Losgelöst von jeglichen Aufwandsbetrachtungen könnte man hierzu mehrere Wege beschreiten, wobei ich ausdrücklich offen lassen möchte, ob diese augesichts der bereits erreichten "Super-Qualität" Deiner Bilder noch zu wirklich sichtbaren Verbesserungen führen würden:

1. Weitere Optimierung des Kamerachips (Umstieg auf Vollformat-Chip oder ggf. noch größeren Mittelformat-Chip).
Je größer die Chipfläche, desto größer kann bei gleicher Auflösung die Pixelfläche sein und desto niedriger werden Rauschen und Blooming liegen. Weiter Rauschminderung kann speziell bei längeren Belichtungszeiten durch Spezialkameras mit Chip-Kühlung erreicht werden. Natürlich kann auch die Anzahl der Pixel unter Qualitätsaspekten am Effektivsten erhöht werden, wenn die Fläche des Chips proportional hierzu vergrößert wird.

2. Beleuchtung mit relativ kurzwelligem monochromatischem Licht zur Ausschaltung von chromatischen Restabbildungsfehlern und Steigerung der Auflösung (z.B. Blaulicht 480 nm oder Grünblaulicht 500 nm). Weitere Erhöhung der "Deutlichkeit" feiner Details (bitte um Entschuldigung für den verwaschenen Begriff "Deutlichkeit") kann ggf. erreicht werden durch digitale Umwandlung der monochromatischen Farbbilder in Schwarz-Weiss, tunlichst bei manueller "Aussteuerung" der Gradation, vorzugsweise getrennt für die drei Farbkanäle (RGB).

3. Anfertigung von drei separat fokussierten Einzelaufnahmen in monochromatischem Rot-, Grün- und Blaulicht (sog. Three-Shot-Technik). Diese drei einfarbigen Einzelbilder werden anschließend digital zu einem Echtfarbenbild überlagert. Vorteil der Methode: Wenn jedes Bild optimal fokussiert ist, werden potenzielle farbabhängige Differenzen der jeweiligen Scharfpunkte ausgeglichen, so dass Echtfarbbilder weitestgehend frei von chromatischer Aberration erstellbar sind.

4. Anfertigung von mehreren identisch fokussierten Einzelbildern bei leicht divergierender Belichtung und anschließende Überlagerung mit Photomatix Pro. Der dortige "Details Enhancer" kann mitunter vreblüffende "Details" kontrastieren, die in den Ursprungsbildern nur marginal erkennbar sind. Vorsicht: Es können natürlich auch im Bild vorhandene Artefakte "nachverstärkt" werden.

5. Möglicherweise könnte man auch auf Objektivseite noch eine endgradige Qualitätssteigerung betreiben. Als potenzieller Ansprechpartner hierzu fällt mit Herr Dr. Schmidt ein (www.makrolenses.de), der m.W. über sehr profunde eigene Erfahrungen hierzu verfügt.

Schöne Makro- und Mikrogrüße

Jörg