Fotografie mit dem Stereomikroskop

Diese Seite gibt einen kurzen überblick über Adaption zweier Kameras an das Stereomikroskop MBS-10. Da darüber schon sehr viel geschrieben wurde, beschränkt sich die Seite auf einige Anmerkungen, Bilder und Links.

Nikon Coolpix 990
Es wurde die aus meiner Sicht immer noch sehr gut geeignete Kamera Nikon Coolpix 990 an das Stereomikroskop adaptiert. Da sich an der Kamera das Objektiv (genauer gesagt, die "Optical Unit") nicht einfach entfernen lässt, wird durch ein Okular fotografiert, in meinem Fall durch das 8x/23- oder 8x/20-Okular. Ist die Frontlinse der Kamera sehr nahe an dem Okular (höchstens ein paar mm entfernt), dann entsteht ab einer Brennweite von ca. 18mm ein Bild, das frei von Vignettierung ist. Diese Brennweite entspricht 86mm beim Kleinbildformat. Das Sehfeld der Kamera beträgt dabei etwa 12mm. Das heißt, es wird lediglich ein 12mm breiter Ausschnitt aus dem reellen Zwischenbild auf den CCD-Chip abgebildet. Das sichtbare Feld ist deshalb im Vergleich zum visuellen Einblick deutlich verringert. Man kann das als Nachvergrößerung um den Faktor 1,7 im Bezug auf eine vollständige Nutzung des Sichtfeldes des 8x/20-Okulars und 1,9 im Bezug auf das Sichtfeld des 8x/23-Okulars interpretieren. Dabei gehe ich davon aus, dass das aufgenommene Bild immer in der selben Größe am Bildschirm dargestellt oder ausgedruckt wird.

Bei einem Vergrößerungsfaktor von k=1 (angezeigter Wert an der Schaltwalze des Galilei-Systems) wird eine Breite von 12mm im Objektraum auf den CCD-Chip abgebildet, bei k=2 eine Breite von 6mm, bei k=4 eine Breite von 3mm usw.

Die Auflösung der Nikon Coolpix 990 beträgt 2.048x1.536 Bildpunkte. Wie in den Daten zum MBS-10 gezeigt wird, ist dies bei der vorliegenden Adaption noch ausreichend. Ich möchte deshalb entschieden der Vorstellung entgegentreten, der Einsatz weit höher auflösender Kameras würde automatisch zu höher aufgelösten Bildern führen. Erreicht man bei einer Adaption eine bessere Ausnutzung des Sehfeldes, so kann man auch eine höhere Pixelzahl der Kamera nutzen. Man muss aber im Auge behalten, dass dann die Gesamtvergrößerung sinkt.

Zur Anpassung von Kameras, insbesondere der Coolpix-Typen an Okulare sei ein Artikel von Peter Evennett empfohlen. Hier wird insbesondere die Bedeutung der Lagen der Austrittspupille der Okulare gezeigt.

Die Handhabung wird wesentlich erleichtert, wenn die Kamera mittels eines kleinen Adapters fest mit dem Okular verbunden wird. Das ist insbesondere ein Vorteil, wenn ein Fototubus (Mikrofoeinrichtung MF-10) zur Verfügung steht. Ansonsten ist bei fester Adaption der Einblick auf ein Auge beschränkt. Ein solcher Adapter wird an das Filtergewinde der Kamera geschraubt (M28/0,75 bei Coolpix 990, 995 oder 4500) und über das Okular geschoben. Eine detaillierte Bauanleitung findet sich auf der Homepage von Hr. Wolfgang Rudo.

Rechts sieht man meinen Adapter, der aus einem Alu-Drehteil und einem aufge-klebten Filteradapter von M28 nach M37 (Hama Nr. 12837) besteht. Auf eine Sonnenblen-de, wie in oben zitierter Anlei-tung verwendet, wurde ver-zichtet. Zur spielfreien Montage wurde der Adapter mit einer Feststellschraube bestückt, die man links im Bild erkennen kann.  

Adapter nach diesem einfachen Prinzip sind auch zu erwerben bei bergfoto.ch .

Kameraeinstellungen
Hinsichtlich der Kameraeinstellungen empfehle ich unbedingt, zu Beginn einen manuellen Weißabgleich durchzuführen. Insbesondere bei Beleuchtung durch Glühlampen erhält man sonst farblich stark verfälschte Bilder. Dazu kommt, dass der Fototubus MF-10 eine beachtliche Farbfilterung bewirkt. Bei Auflichtbeleuchtung wird dazu ein weißes oder graues Blatt Papier (je nachdem, was bessere Ergebnisse liefert) so vor das Objektiv gebracht, dass es von der Beleuchtung erfasst wird. Im Fall von Durchlichtbeleuchtung wird der Weißabgleich vor dem Positionieren des Objekts durchgeführt. Der Weißabgleich ist bei jeder Veränderung der Farbtemperatur (das passiert durch Änderung der Beleuchtungsstärke bei Glühlampen oder durch das Einbringen von Farbfiltern) zu wiederholen.

Die Entfernungseinstellung wird zweckmäßig fest auf Unendlich eingestellt. Bei kontrastreichen Objekten und ausreichender Beleuchtung kann auch gut mit Autofokus gearbeitet werden. Dies gilt jedoch nicht für Aufnahmen von Bilderstapeln zu verschiedenen Schärfeebenen, wie im entsprechenden Abschnitt ausgeführt wird. Geeignet sind Belichtungsprogramme P oder A. Die Blende sollte immer weit geöffnet sein.

Bilder, fotografiert mit der Nikon Coolpix 990 am MBS-10 findet man hier.

 

AIPTEK Smart MegaCam
Preiswerte Aiptek-Digitalkameras werden ebenfalls häufig von Amateuren in der Mikroskopie eingesetzt, seit Hr. Ralf Nötzel eine Umbauanleitung veröffentlicht hat.  Ein Erfahrungsbericht mit Bildbeispielen findet sich unter "Extra-Seiten, Bilder" bei Mikroskopie für Anfänger von Hr. Peter Bündgens.

Ich verwende die AIPTEK Smart MegaCam, deren Pixelzahl nur 1280x960 (1,3 MPixel) beträgt . Bei diesem Typ können mit dem beigefügten Programm "Smart Cam Manager" Aufnahmen in voller Auflösung vom PC ausgelöst werden und anschließend sofort auf dem PC dargestellt werden. Der Anschluss eines externen Schalters ist nicht unbedingt erforderlich. 

Im Vergleich zur Coolpix 990 liegt ihre Stärke in der Möglichkeit, Videoclips mit einer Videoauflösung von bis zu 640x480 Pixel aufzunehmen. Die Coolpix 990 erzeugt ein Videosignal mit 320x240 Pixel bei Aufnahme auf den Flash-Speicher. Nach Angaben meines Videoprogramms gehen aber nur 176x144 Pixel übers Kabel.

Die MegaCam wird bei mir ohne Objektiv betrieben, was allerdings eine hohe Nachver-größerung auch im Vergleich zur Coolpix-Adaption zur Folge hat.

An Stelle des Objektivs ist ein gedrehter Aluminiumzylinder eingeklebt (Bild rechts oben). Zur Adaption an das MBS-10 empfiehlt sich die Verwendung des Fototubus, denn damit kann der CCD-Cip der Kamera parfokal mit den Okularen in die Ebene des Zwischenbildes gebracht werden. Für die Montage an den Fototubus MF-10 bieten sich mehrere Möglichkeiten an. Ich verwende ein Zwischenstück aus Alu-minium mit eingelassenem M42 Gewinde (Bild rechts unten) aus einem nicht mehr benötigten Fotoadapter, das auf den Fototubus aufgeschraubt wer-den kann (Bild links unten).

Über Feststellschrauben kann die Kamera parfokal zu den Okularen justiert werden. Links sieht man die montierte Kamera. Diese Bauweise aus zwei Adapterstücken wurde deshalb gewählt, damit die Kamera problemlos auch an anderen Mikroskopen eingesetzt werden kann. 

Infrarot-Sperrfilter
Die lichtempfindlichen Chips haben eine extrem hohe Empfindlichkeit im Infraroten. Deshalb besitzen alle Digitalkameras ein Infrarot-Sperrfilter. Ohne dieses Filter würde bei herkömmlichen Leuchtmitteln mit hohem IR-Anteil, wie Halogenlampen der IR-Anteil dominieren. Die RGB-Anteile spielen dann praktisch keine Rolle mehr und ein schwarz-weißes Bild entsteht. Bei den Aiptek Kameras gibt es zwei Bauformen. Entweder ist das IR-Sperrfilter unmittelbar über dem Chip angebracht oder es befindet sich am Objektiv. Mit einiger Mühe kann das IR-Sperrfilter aus dem Objektiv von unten herausgeschraubt werden. Man kann es dann im Prinzip an beliebiger Stelle in den Strahlengang einbringen. Da es aber einen geringen Durchmesser hat, ist der Beleuchtungsstrahlengang weniger geeignet. Sitzt es nahe vor dem CCD-Chip, bilden sich anderseits leicht kleine Staubkörner ab, die auf den Chip projiziert werden.  Ohne IR-Filter kann man bei Kaltlichtbeleuchtungen auskommen, wenn deren IR-Sperrfilter den IR-Anteil genügend absorbiert oder bei Verwendung von superhellen weißen LEDs. Nach meiner Erfahrung liefern gerade letztere brillante Farben. Neben dem sehr geringen IR-Anteil im Spektrum liegt der Grund in deren sehr hoher Farbtemperatur. Die kleinen Aiptek-Kameras besitzen keinen manuellen Weißabgleich und liefern bei hohen Farbtemperaturen die besten Ergebnisse.