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Stemi 2000 C und Canon 500

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joy:
Meine persönlichen Erfahrungen sagen mir, dass das Zeiss Mikroskop in Sachen Kontrast besser abschneidet. Es geht hier gar nicht so sehr um Auflösung für eure Ergebnisse. In den meisten Fällen ist die Kombination aus Raynox und Mitutoyo bei Kontrastarmen Motiven nicht in der Lage genügend Kontrast zu Liefern, sodass die Bilder nicht fehlerfrei zusammengerechnet werden können. Markus hat den Vorteil dass er noch eine koaxiale Beleuchtung nutzt.

Der kritische Punkt bei der Stackingfotografie ist die Qualität des Bildes mit der ich in die Software reingehe. Dass auch hier Stephan Wolfsried mit Stackingfehlern zu kämpfen hat zeigen einige Aufnahmen in Mindat. Kristalle müssen nachträglich mit der Retouchfunktion korrigiert werden, was man leider nicht immer verbergen kann.

Die Angabe von Carsten Slotta sollte stimmen hinsichtlich der LP/mm.

Siehe auch https://www.mindat.org/article.php/2133/Objective+measurements

Mir ist es mittlerweile wichtiger das Bild vor dem Stacking zu optimieren. Das mache ich mit dem Histogramm und noch ein paar softwareseitigen Optimierungen.

Auflösung ist bei weitem nicht das wichtigste Für das Stacken.

Edit:
 Meine Vermutung ist, dass die Raynox Linse zu nicht idealen Kontrastverhältnissen führt. Wie ich erfahren habe gibt es auch andere Tubuslinse in einem etwas höherem Preisbereich, die hier Abhilfe leisten könnten.

Umgekehrt gibt es auch Fälle, bei denen man dankbar sein darf, dass die Mitutoyos mit Raynox nicht kontrastüberhöht sind.
Super lassen sich daher Sulfide mit Diffusor fotografieren und man bekommt auch schöne sanfte Reflexe ohne das Gesamtbild zu stören.

Edit: Edit:
Die Ergebnisse die Carsten Slotta und C. Rewitzer mit Ihren Mikroskopen erzielen sind gut und benötigen weniger Nachbearbeitung. Ich selbst nutze die Vorteile aller 3 Systeme, siehe: 
http://mineralanalytik.de/de/makrofotografie-stacking

Das Zeiss V20 möchte ich noch in die letzte Ausbaustufe bringen, also Motorisierung und Stacking innerhalb der Zeiss Software. Einfach weils komfortabel ist und ich gleich im Live View der Kamera mich auf Objekte, die weiss auf weiss sind,  einstellen kann und entsprechend das Histogramm dazu manipuliere. Leica und Olympus dürften jedoch auch vergleichbare Systeme anbieten. Das Leica S8 bietet ebenfalls eine super Farbwiedergabe und Kontrast, hat aber leider niedrige Grund-NA, was es zum idealen Arbeitsmikroskop macht um Material aufzuarbeiten.

An dem Olympus BX 41 Hellfeld koaxial habe ich bewusst ne Kamera mit nicht mehr als 1,3 MP und kleinem Sensor. Damit kann ich schonmal auf die 1000x hoch bei WD 0,3cm und NA 0,8 und die MP sind absolut in Ordnung für das Regime 500x-1000x. Da habe ich nur unnötige Daten mit wesentlich höher auflösenden Sensoren. Die Tiefenschärfe ist so auch noch absolut erträglich und ich muss ganz selten die Retouch-Funktionen in Anspruch nehmen.

Zuletzt das Balgen, dass ich oben bereits beschrieben habe. Gefühlt die höchste Auflösung, aber der Kontrast reicht häufig nicht und relativiert den Auflösungsvorteil, wenn ich gestackt habe und einige Bereiche einfach nicht sauber gerendert wurde.  Dann bietet das Bild auch nicht mehr Informationen, weil es einfach doof aussieht, wenn ich in die Details reinzoome. In idealen Fälle der Probe und Beleuchtung kann ich den Auflösungsvorteil nutzen.


Eine Sache noch: Man neigt am Balgen, an dem man häufig nur eine Kamera mit Live LCD hat, doch dazu den Kristall nicht richtig zu orientieren und entsprechende Flächen auszuleuchten. Da kommt mir das Mikroskop mit seiner super variable Vergrößerung entgegen, bei dem ich natürlich den Bildbereich exakt so wähle, wie ich ihn brauche. Und da ich das über die Videokamera gleich am PC sehe (USB3/Firewire erlaubt mir entsprechende Übertragungsraten), habe ich viel mehr Kontrolle über das Motiv.

Edit Edit Edit: Vielleicht sollte ein Moderator den ganzen Beitrag mal in das entsprechende Topic schieben. Vielleicht ist das ein oder andere Gesagte für so manchen relelvant.

@Markus, eine Arbeitsgruppe bei uns im physikalischen Institut beschäftigt sich mit quantenmechanischen Effekten von Nano-Bonds und Quantendrähten. Da geht es um Manipulationen im nm Bereich mittels Ionenstrahl im Elektronenmikroskop. So feine Strukturen sind ohne Weiteres heute denkbar. Das wäre ziemlich peinlich, wenn das Zeiss Tool, das zum Messen der LP/MM extra hergestellt wurde, falsch ist.
Die Sparte von Zeiss geht heute bei weitem über die normale Lichtmikroskopie hinaus, einige Geräte mit He Ionen schaffen Auflösungen unter 1nm.

Evtl ist ja die Bezeichnung nicht LP/MM sondern L/MM. Muss man halt mal schauen, aber darauf kommts auch nicht an. Carsten hat ja das V20 mit dem 3,5 Mono gemessen und hat mehr auflösen können, als S. Wolfsried in seinem Article.
Was auch noch nicht gesagt wurde, ist dass man mit dem V20 die Objektive von zwei-kanaligen Stereo Modus in den einkanaligen Modus schieben kann. Das ermöglicht dann auch relativ aberrationsfreies Arbeiten und bereits gute Ergebnisse mit nicht apochromatisch korrigierten Objektiven.

carsten slotta:
Joy schrieb: Edit Edit Edit: Vielleicht sollte ein Moderator den ganzen Beitrag mal in das entsprechende Topic schieben. Vielleicht ist das ein oder andere Gesagte für so manchen relelvant.

etalon:
Hallo Joy,

ich kann die meisten Deiner Aussagen unterschreiben. Vor allem der Einfluss von Bildkontrasten auf die Stackingprogramme ist ein oft unterschätzter Faktor!


--- Zitat ---@Markus, eine Arbeitsgruppe bei uns im physikalischen Institut beschäftigt sich mit quantenmechanischen Effekten von Nano-Bonds und Quantendrähten. Da geht es um Manipulationen im nm Bereich mittels Ionenstrahl im Elektronenmikroskop. So feine Strukturen sind ohne Weiteres heute denkbar. Das wäre ziemlich peinlich, wenn das Zeiss Tool, das zum Messen der LP/MM extra hergestellt wurde, falsch ist.
Die Sparte von Zeiss geht heute bei weitem über die normale Lichtmikroskopie hinaus, einige Geräte mit He Ionen schaffen Auflösungen unter 1nm.
--- Ende Zitat ---

Da hast Du völlig recht, und ich habe mittlerweile auch gelesen, dass man mit EUV schon bis unter 20nm Strukturgröße kommt. Das ist sehr faszinierend, und ich habe wieder etwas dazu gelernt!

Das ändert aber nichts daran, dass ich ein paar Dinge nicht zusammen bekomme:

Ohne auf die genaue Bildentstehung und damit auch die aus der NA resultierende Objektivauflösung objektseitig genauer eingehen zu wollen (sonst fangen manche wieder zum Zahnen an, und wahrscheinlich ist Dir das eh bekannt), haben wir eine daraus resultierende Formel nach Abbe bei parallelem Licht von d=Lambda/NA. Die NA ist gegeben. Die Auflösung lässt sich also nur durch die Lichtwellenlänge ändern. Da wir hier von Mineralienfotografie reden, gehe ich mal von der mittleren Wellenlänge im vis-Spektrum von 550nm aus. Danach kann das Objektiv mit NA 0,4 Strukturen mit max. 1,375my Abstand auflösen. Wenn man das Objekt unter der selben oder größerer NA beleuchten, wie das Objektiv hat, dann sinkt die Auflösung bei gegebener NA um die Hälfte. Das würde ich aber bei einem Stereomikroskop mit Auflichtbeleuchtung ausschließen. Mehr geht nach der mir bekannten Physik nicht, außer man macht die NA des Objektives größer.

Dann haben wir ein Bild von Carsten wo man sieht, dass die Auflösung bei ca. 1500 (was auch immer) liegt. Das deckt sich mit den Angaben von Zeiss, welche der Zahl die Einheit LP/mm bescheinigt. Das ergibt eine Strichbreite von 0,33my. Von Carsten wissen wir, dass das Objektiv eine NA von 0,4 hat.

Jetzt gibt es mehrere Möglichkeiten, da die Grenzen der Physik garantiert auch für Zeiss gelten:

Entweder stimmen die Formeln in meinen Büchern zur Optik nicht, oder sind unvollständig, oder ich habe etwas nicht kapiert. Das würde allem widersprechen, was ich mal gelernt habe, will es aber nicht ausschließen. Sollte dem so sein, würde ich mich über Aufklärung freuen...

Oder, die Liniendichte auf dem Test sind keine LP/mm (auch mit L/mm kommen wir nicht hin). Allerdings halte ich Zeiss für ein seriöses Unternehmen mit vielen hellen Köpfen, welche schon wissen, was sie machen. Eine genaue Beschreibung des Targets habe ich allerdings leider nicht gefunden.

Oder das Objektiv hat eine deutlich höhere NA als 0,4. Aber selbst das sollte bei einem Trockenobjektiv nicht ausreichen, um nach Abbe eine solche Auflösung wiedergeben zu können.

Eines ist auf jeden Fall sicher: So passt das nicht zusammen. Wenn ein Objektiv mit NA 0,4 schon solch kleine Strukturen auflöst, für was werden dann Objektive mit NAs bis 1,5 benötigt?

Ich hoffe, mein Dilemma wird dadurch etwas deutlicher...

Nochmal ein Gedanke zu der etwas niedrigeren Auflösung des 20er Mitus in dem Test von Stefan:
In der Regel entsteht das Frauenhofersche Beugungsbild des Objektivs in dessen Austrittspupille. Ich weiß durch ein persönliches Gespräch mit Stefan, dass er zur Streulichtunterdrückung kurz nach dem Objektiv eine Blende hat. Sollte diese (ungewollt) in der Nähe der Austrittspupille des Objektivs liegen, dann kann das zu nicht unerheblichen Auflösungsverlusten führen. Möglicherweise erklärt das die etwas geringere Auflösung in diesem Test gegenüber dem Zeissmikroskop von Carsten bei ähnlicher NA?



--- Zitat ---Edit Edit Edit: Vielleicht sollte ein Moderator den ganzen Beitrag mal in das entsprechende Topic schieben. Vielleicht ist das ein oder andere Gesagte für so manchen relelvant.
--- Ende Zitat ---

Das hielte ich auch für sinnvoll!

Grüße Markus

joy:
stimmt alles Markus, vermutlich wird mit einer kleineren Wellenlänge gerechnet und das objektiv hat noch ne leicht höhere NA. Dann wären wir ja schon um die 1400LP/mm rum.

Kann auch einfach gut sein dass die Abbe Formel nur näherungsweise stimmt. Erscheint sie mir doch etwas einfach für so eine komplexe Linse ;).

Lynx:
Hallo zusammen

vorab ein paar Verweise:

Von Olympus gibt es eine nette Tutorial-Website zur Mikroskopie (auf Englisch):www.microscopyu.com
ähnliches gibt es auch von Zeiss, Nikon, Leica...

Hilfreich sind auch: www.mikroskopie.de/kurse/apertur.htm , www.mikroskopie-forum.de
Im Mikroskopie-Forum gab es einen Thread zu ähnlichem Thema: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=3020.0

Literatur: D. Gerlach: Das Lichtmikroskop. 2. Auflage, Thieme-Vlg. Stuttgart, 1985;

Im Prinzip ist die NA eines Stereomikroskops begrenzt durch den Sehwinkel, der für Stereo-Sehen beim "Objektabstand" 250mm relevant ist (14°) - dadurch ergibt sich eine sinnvolle NA um 0.12 für Stereomikroskope (siehe den angegebenen Link zum Mikroskopie-Forum und auch das Buch von Gerlach)


Zur Auflösung noch eine Bemerkung
Die übliche Beschreibung mit Abbe's Formel berücksichtigt nur das Licht - keine Kamera, kein Rauschen, keine Kontraste, keine "problematischen Strukturen".
Will man die Abbildungsleistung eines Mikroskops (eigentlich: eines optischen Gesamtsystems) beschreiben, ist man mit der Point Spread Function (Transferfunktion) besser aufgehoben: sie gibt wieder, wie ein (im Idealfall unendlich kleiner) Punkt durch das Gesamtsystem abgebildet wird. Das get also vom Objekt zum aufgezeichneten Bild (im ungecshickten Fall auch zum datenreduzierten .jpg).
Im Idealfall ist die Point Spread Function über die Airy-Funktion beschreibbar (ggf. fehlen da noch Pis und Fourier-Transformation) - und man landet bei Abbe. Mit Rauschen, schwachem Kontrast, (im Fourier-Raum) ungünstiger Objektstruktur, geringer Dynamik der Kamera, "Knick in der Optik" kann entsprechend etwas anderes herauskommen.

EIne mögliche Definition der Auflösung ist, dieRaumfrequenz im Fourier-Raum zu wählen, bei der die Phase der Transferfunktion (oder auch ihr Real- und Imaginärteil) nicht mehr vom Rauschen zu unterscheiden sind. Dafür ist das erste Minimum ausschlaggebend. Weist die Transferfunktion mehrere Maxima auf, kann jenseits der AuflösungsgrenzeInformation transportiert werden, die aber unter Umständen ihren Phasenbezug verloren hat. Unter anderen Umständen (hängt dann auch von der Objektstruktur ab) kann tatsächlich relevante Information jenseits der Auflösungsgrenze transportiert werden. Da man aber die "einen oder anderen Umstände" nicht ohne weiteres kennt sollte man diese Information dennoch verwerfen.
Die Tranferfunktion hängt auch vom Ort ab.

Praktisch bedeutet dies: Man erkennt oft (und gerade bei periodischen Strukturen) noch Dinge jenseits der eigentlichen Auflösungsgrenze. Insbesondere bei der Transmissioneletronenmikroskopie kann man da seltsame Erfahrungen machen - da sind die genannten Effekte noch ausgeprägter.

Praktisch läßt sich die Transferfunktion so bestimmen (haben wir jedenfalls vor 10 Jahren so gemacht): Fluoreszirende Nanobeads (Polystyrol-Beads 20nm- 50nm mit Fluorescein) stark verdünnt aiuf einen Objektträger. (Durch das Mikroskop) beleuchten, ein einzelnes Kügelchen aussuchen und an der gewünschten Stelle abbilden. Im Bild sollten dann die Airy-Ringe sichtbar werden. Die Halbwertsbreite oder das" Abtauchen im Rauschen" (der erste dunkle Ring" können dann soetwas wie die Auflösung an dieser Stelle unter diesen Bedingungen beschreiben. Es lohnt sich, die Helligkeit durchzustimmen und verschiedene Orte und Vergrößerungen zu nutzen - da lernt man sein System ganz gut kennen.


Disclaimer: das ist jetzt so am frühen Morgen hingeschrieben und lange her - bitte verzeiht mir die eine oder andere Ungenauigkeit..
Gruß, Martin

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