Digitale Mikrofotografie

Durch die günstigen Angebote kompakter Digitalkameras ist die Mikrofotografie
mit Auflicht-Stereomikroskopen vergleichsweise einfach geworden.

Leider fehlt bei den Auflicht-Stereomikroskopen meistens ein Kreuztisch.
Dieser ist aber sehr wichtig für die genaue Positionierung der Objekte und
sollte nachgerüstet werden.

Gewisse Anforderungen an die Kamera sind unerlässlich:

1. Fokus, Verschlusszeit u. Blende müssen manuell einstellbar sein.

2. Die Frontlinse muss einen möglichst kleinen Durchmesser haben, er sollte nicht viel
grösser als der Okularlinsendurchmesser sein.

3. Optische Zoommöglichkeit ist erforderlich.

4. Fremdauslösung der Kamera mit einem PC/Notebook ist wegen der Erschütterungsarmut von
grossem Vorteil.

Die Kamera wird hier mit einem verstellbaren Adapter nah vor dem Okular des Mikroskops montiert.
(Vorsicht, nicht zu nah, so dass das Kameraobjektiv voll ausfahren kann ohne das Okular zu berühren!)
Der Anschluß der Kamera an einen Videomonitor läßt eine bessere Schärfebeurteilung zu.

Richtwerte bei guter Beleuchtung (s.u.) des zu fotografierenden Objekts sind:
Fokus der Kamera auf "unendlich", Verschlusszeit ca. 1/5 sec, Blende 5,6.
Damit kann angefangen werden, später sind Verschlusszeit und/oder Blende ggf. zu korrigieren.
Mit dem Kameraobjektiv soweit zoomen, bis das Bild der Kamera möglichst keine Vignettierung
aufweist. Je weniger Zoom desto besser!
Schärfe am Mikroskop einstellen. Dann müsste es beim Auslösen klappen.

Dies ist die einfachste Art an einigermassen brauchbare Mikrofotos ohne
wissenschaftlichen Qualitätsanspruch zu kommen. Für quantifizierbare Aufnahmen
(Längenmessung) muss ein Messokular mit Objektmikrometer zur Eichung verwendet werden (siehe unten).

Die Verwendung von SLR-Kameras erfordert einen speziellen, mikroskopabhängigen Adapter.
Ein kameraabhängiger zusätzlicher Adapterring (T2 Adapter) wird auch benötigt.
Von Vorteil ist hier die feste, kameraobjektivfreie Montage der SLR.
Nachteilig ist das Fehlen einer Videokontrolle der Bildschärfe vor der Aufnahme (die einzigen Ausnahmen sind
hier z.Zt. die E330 u. E410, Olympus).
Die Schärfeeinstellung kann sonst nur durch den optischen Sucher erfolgen. Sehr vorteilhaft ist, wenn durch den Adapter
der Strahlengang nicht geteilt wird, sonst ist das Bild im optischen Sucher zu dunkel.
Die Verwendung von bin- oder trinokularen Mikroskopen ist also fast obligatorisch.
Wichtig ist auch hier die Fernauslösung der Kamera -am Besten mittels eines Rechners mit entspr. SW-
und eine feste Montage, da sonst durch den rückschwingenden Spiegel Verwackelungsgefahr besteht. Wenn die Kamera das
zulässt, sollte der Spiegel auf jeden Fall 1 bis 2 sec vor dem Verschluss (SVA) ausgelöst werden.
Auch sollte die Verschlusszeit > 0,5 sec sein, um die Auswirkung der Erschütterung durch den Schlitzverschluss
zu minimieren. Die Beleuchtungsstärke ist entsprechend einzustellen. Längere Verschlusszeiten sind wegen des
Erwärmungsrauschens des Kamerasensors problematisch.
Wer einen Ringblitz hat ist fein raus. Wichtige Aufnahmen sollten dann geblitzt werden,. schärfer geht es nicht.
Dabei ist zu beachten: bei den relativ langen Verschlusszeiten, je nach Kamera 1/160 sec bis 1/300 sec, weitgehend
alle Lichter aus, um "Doppelbelichtungen" auszuschliessen.

Mikroaufnahmen sind bedingt durch die sehr geringe Tiefenschärfe nur "ebenenhaft" scharf.
Abhilfe bietet die Anfertigung von mehreren Aufnahmen mit gestaffelten Fokusebenen.
Diese Fotos (5 bis 15 oder mehr) können dann mit geeigneter SW zu einem durchgehend
scharfen Foto berechnet werden (siehe unten).

Unter dem Stichwort "Mikrofoto" sind im Internet hervorragende Beiträge zu diesem
Thema zu finden. Zum Beispiel bieten
http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Digitale%20Mehrebenen-Fotografie u.

http://www.mikroskopie-mikrofotografie.de/welcome/main_frame.htm

einen guten Einstieg mit weiterführenden Links.

Diese Ausführungen sollen nur ein Ansporn für eine einfache,
leicht realisierbare Lösung sein.

Hier verwendete Geräte:
Auflicht-Stereomikroskop Fa. Krüss
Auflicht-Stereomikroskop (Trino) Fa. Zeiss
Kompakt Kamera S45 Fa. Canon
SLR Kamera E1 Fa. Olympus
SLR Kamera E300 Fa. Olympus

Kamera-Mikroskop-Adapter Fa. Teleskop-Service, München
Kamera-Mikroskop-Adapter für SLR-Kameras Fa. Krüss
Kamera-Mikroskop-Adapter für SLR-Kameras Fa. Zeiss
Kamera-Mikroskop-Adapter für Olympus DSLR-Kameras Fa. Askania, Rathenow

Notebooks Fa. IBM u. Toshiba
Objektmikrometer Fa. Biologie-Bedarf Thorns, Göttingen

Hier verwendete Stapel-Software: CombineZM
Alan Hadley hat das Programm mit einem neuen wirkungsvollen Makro
zur Korrektur von Farbaberrationen erweitert.

Eine weitere gute Stapel-SW ist Helicon Focus (shareware).
Hier arbeitet auch die Testversion nun mit voller Auflösung.

Beide Programme arbeiten mit Stereomikroskopen nach dem Grenough-Prinzip. Das sind die
meisten Stereomikroskope (im Gegensatz zum "Fernrohrprinzip").

Gleiche Abstände der einzelnen Fokusebenen werden mittels einer Messuhr (siehe rechtes Bild unten) realisiert.

Bilder, Aufbau u. Ergebnisse ( erste Versuche)

Aufbau (Kompaktk.)	Aufbau (SLR)	Aufbau Trino (SLR)	Messuhr, Ringblitz
Mikrofotos Sozialer Faltenwespen

Längenmessung (einfachste Methode)
Für die Längenbestimmung ist ein Objektmikrometer erforderlich.
Dies muss mit der gleichen Kamera- und Mikroskopeinstellung gesondert fotografiert werden. Es sollte sich
dazu in etwa auf gleicher Höhe (Abstand zum Mikroskopobjektiv) wie vorher die vertikale Objektmitte befinden.
Die Beleuchtung der Skala muß so lange in der Position verändert werden, bis diese hell aufleuchtet.
Bei der folgenden Bildbearbeitung wird die Skala ausgeschnitten und auf das Objektfoto
an passender Stelle eingefügt. Vor der weiteren Bildbearbeitung müssen die beiden Bildebenen
zusammengefügt werden.
Ohne weiteres kann die Skala aber auch in das in der Größe unveränderte berechnete Bild eingefügt werden.

Beleuchtung
Die richtige Beleuchtung bei Durchlichtmikroskopen ist eine Wissenschaft für sich. Auflichtmikroskope
sind da weniger anspruchsvoll.
Viele dieser Mikroskope verfügen über eine eingebaute Beleuchtungseinrichtung. Ist diese hell genug, reicht das
oft aus. Schattenarme Fotos sind aber nur mit Zusatzlampen möglich.
Will man die Objekte nicht grillen, sind kalte LED-Strahler die beste Wahl. Sehr hell sind 1 W LED (Bild 1).
Sie entsprechen etwa einer 5 W Halogenlampe.
Am Besten sieht man sich bei Lidl u. Co um, da gibt es massenweise LED-Strahler (meistens 3 W), die leicht für
für Mikroskopierzwecke umgebaut werden können. Allerdings sind diese Strahler normalerweise (z.B durch Verringerung
der Versorgungsspannung) nicht dimmbar - ein Nachteil!

Die Verwendung eines Ringblitzes (s.o.) ist natürlich die ultimative Lösung!

Bild1