Leica FusionOptics Technologie

[Klinoklas]

Hallo Stereomikroskopiker,

nutzt hier jemand ein Gerät mit "FuisonOptics Technologie" aus dem Hause Leica?
Ist der Effekt einer deutlich größeren Tiefenschärfe so gut wie es sich liest?

Die Firma Leica hat investiert, geforscht und verbaut die Technik mittlerweile in fast jedem Stereomikroskop im Sortiment.

Hier sind ein paar Modelle:

• A60
• S9
• Ivesta 3
• M125
• M205

Das A60 hat nur eine 30x Maximalvergrößerung, das S9 und Ivesta 3 besitzen apochromatisch korrigierte Optiken.

Im Internet fand ich nur wenig Meinungen dazu und die variieren auch noch recht stark.

Über Erfahrungen würde ich mich sehr freuen.

Gruß
René

[Klinoklas]

Hallo,

nutzt denn hier niemand ein modernes Leica Mikroskop für die Begutachtung von Mikromineralien?
Auf der Arbeit oder privat, an der Uni, im Labor oder Zuhause? Auf Börsen / Messen oder Treffen mineralogischer Vereinigungen?

Die neue Technologie scheint für diesen Anwendungszweck doch ziemlich prädestiniert zu sein.

Gruß
René

[Lynx]

Hallo René

soweit ich verstanden habe, geht es darum, das Stereobild durch zwei unterschiedliche Blenden zu erzeugen, wobei das eine Auge das höher aufgelöste der einen  und das andere Auge das Bild mit größerer Tiefenschärfe der anderen Blende abbekommt. Im Gehirn soll das Stereobild dann so zusammengesetzt werden, dass der Betrachter ein hochaufgelöstes tiefenscharfes Bild sieht...

Aus der Beschreibung von Leica (*)
"The FusionOptics principle makes use of the two separate beam paths of a stereo microscope, one beam for each eye. One beam path provides depth of field, the other provides high resolution. The human brain merges the two different images into a single, optimal 3D image. "
"The idea behind FusionOptics is based on scientific studies about visual perception and vision problems. These studies had shown that the brain can selectively process information from individual eyes and that it is very capable of compensating for differences in the visual acuity of the two eyes. "

Nun. Für normalsichtige Nutzer mag das funktionieren. Aber Personen mit Sehfehler (z.B. jene, die nicht dreidimensional sehen können, weil das Gehirn die Bilder der beiden Augen nicht triangulierend überlagern kann) haben davon nichts. Und zum Fotografieren kann nur ein Lichtweg genutzt werden, der ist dann wohl entweder hochauflösend oder mit hoher Tiefenschärfe.

Für mich (als jemand, der in seiner Arbeit seit Jahren Mikroskopietechniken unterschiedlicher Hersteller nutzt) ist das so in der Form kaum nutzbar und zugeschnitten für  reine Beobachter und weniger für messende Analytik...

Gruß, Martin

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(*)https://www.leica-microsystems.com/science-lab/applied/fusionoptics-combines-high-resolution-and-depth-of-field-for-ideal-3d-optical-images/

[Lynx]

Und bei genauer Betrachtung sind die Details real nur in einer Schärfeebene abgebildet, das Gehirn "extrapoliert" sie dann in die anderen Bereiche. Das heisst, weil wir Menschen ein hervorragendes Bildverarbeitungssystem in unserem Kopf haben, sehen wir also auch dort Details, wo sie garnicht abgebildet werden. Da ist optischen Täuschungen meiner Meinung nahc Tür und Tor geöffnet....


Gruß, Martin

[Josef 84,55]

Hallo,

bei einem meiner Nikon Mikroskope (SMZ-U) war eine Blende ausgehängt und offen. Leider habe ich es so nicht getestet bevor ich sie wieder einhängte. Ich könnte diesen Zustand wiederherstellen, mal schauen wann ich Zeit dazu finde.
Muss der Strahlengang mit Offenblende mit einem Graufilter abgedunkelt werden?

Normal habe ich die Blende all meiner Mikroskope immer offen, sie stammen aber auch noch einer Zeit in der die Blende zum fotografieren eingebaut wurde, also bevor automatisiertes Stacking zu Standard wurde. Ich denke bei den Leica Mikroskopen ist im Offenblende-Strahlengang die Auflösung höher und die Tiefenschärfe geringer als bei den damaligen Mikroskopen.

Viele Grüße, Josef

[Klinoklas]

Hallo,

danke für die Antworten.

Wenn das Stereomikroskop nur der Begutachtung dient und mit dem Gerät nicht fotografiert werden soll wäre es schonmal kein Ausschlusskriterium.
Externe Lösungen (Balgen) oder ein spezielles Fotomakroskop liefern hier sicher bessere Ergebnisse.

Dass die wahrgenommene Tiefenschärfe höher als die tatsächliche ist gilt für alle Stereomikroskope.
Der Effekt hat auch einen Namen, leider komme ich da jetzt nicht drauf.Von Betrug oder Vortäuschung falscher Tatsachen würde ich da garnicht reden wollen.


Leica stattet wissenschaftliche Einrichtungen genau wie Zeiss mit Hochleistungsoptiken aus.
Die FusionOptics Technologie wird mittlerweile in fast jedes Stereomikroskop aus dem Hause Leica eingebaut.
Auch in Highendgeräten für viele tausende Euros, die laut Dokumentation schon für Messungen geeignet sind. 
Würden die das wirklich machen, wenn die Technik nicht ausgereift wäre?

Schade dass hier niemand mal durch so ein Gerät geschaut hat um etwas zu dem tatsächlichen Effekt sagen zu können. 
Ich hätte schwören können, dass das S9 oder S9 Apo hier von manchem Micromounter genutzt wird. 
Vielleicht fällt die Wirkung mit der "deutlich höheren Tiefenschärfe" ja auch geringer aus als gedacht.

Bei Modellen mit eingebauter Irisblende wird die Auflösung (numerische Apertur) reduziert wodurch die Tiefenschärfe vergrößert wird. 
Das hier erwähnte Nikon SMZ-U hat so eine Blende daneben noch z.B. die Geräte Nikon SMZ-1500, Olympus SZX-7 (nachrüstbar), Askania GSZ 2T und Zeiss SV 11.

Das Leica Ivesta 3 ist vielleicht auch deswegen interessant, weil es wie das Stemi 508 (Nachfolger des beliebten Stemi 2000), über apochromatisch korrigierte Optiken verfügt. 
Preislich ist es aber etwas günstiger als das Stemi 508, hat aber ggf. den Vorteil einer höheren Schärfentiefe dank der FusionOptics Technologie.

Gruß
René

[vandendrieschen]

Nun. Für normalsichtige Nutzer mag das funktionieren. Aber Personen mit Sehfehler (z.B. jene, die nicht dreidimensional sehen können, weil das Gehirn die Bilder der beiden Augen nicht triangulierend überlagern kann) haben davon nichts.

Mir wurde vom Optiker eine räumliche Sehschwäche diagnostiziert, obwohl ich immer der Meinung war, 3 dimensional zu sehen wie alle anderen auch. Meine Umwelt sieht jedenfalls nicht wie in einem 2D Trickfilm aus.
Heißt das aber nun, dass ich bei meinem Binokular gar nicht so den Vorteil des 3D Effekts habe? Oder sehen andere Menschen mit keiner räumlichen Sehschwäche 3D anders als ich?
Erstmals ist mir das auch aufgefallen und brachte mich zum grübeln, ob ich das gleiche sehe, als die ersten 3D Kinofilme raus kamen und alle Leute hellauf begeistert waren, dass alles ganz nah real vor ihnen abläuft und der T-Rex durch den Kinosaal laufen täte. Ich habe mich immer gewundert, denn mehr als ein bisschen vom Hintergrund, wie man es mit den rot grün Brillen in Comicheften kennt, hat sich da auf der Leinwand auch nicht viel abgehoben.

VG.

[Lynx]

Hallo René

nicht, dass wir uns falsch verstehen - Leica macht tolle Mikroskope auf sehr hohem Niveau, ganz bestimmt.

Meine Aussage zu optischen Täuschungen meint genau dies: unser Gehirn ist sehr leistungsfähig, was Bildverarbeitung angeht. Nun wird ein Auge mit einer bestimmten Information versorgt, das andere nicht. So ein Ungleichgewicht kann dann tatsächlich zu Fehlinterpretationen führen. Wenn man sich dessen bewusst ist und gewöhnt, immer auf den Fokus "durchzustimmen", wenn man bestimmte Teilbereiche des Bildes genauer sehen will, dann ist das kein Problem.

Aber zurück zur Frage mit der Tiefenschärfe. Unser Mikroskop hat eine Irisblende, um die Tiefenschärfe abzustimmen. Das wird aber bei uns von niemandem genutzt. Nicht von denen, die irreguläre Strukturen und Partikel untersuchen und auch nicht von den Leuten, die Platinen anschauen. Am Ende zählt immer das Foto bzw. der Stack.... Der persönliche Eindruck bei Durchschauen wurde oft als zu subjetiv identifiziert. Oft hat sich eine Beobachtung "in Luft" aufgelöst, als das Objekt korrekt in die Fokusebene ausgerichtet und nicht mehr "schief" angeschaut wurde...

Tatsächlich hatte ich auch Leica da, bevor wir unser Gerät ausgewählt haben. Das Argument mit der größeren Tiefenschärfe konnte ich damals tatsächlich nicht nachvollziehen, weil ich eben nicht räumlich sehen kann. Deshalb war es ein Nicht-Argument und die Auswahl erfolgte aufgrund anderer Kriterien.

Gruß, Martin

[Lynx]

Hallo Jule

insbesondere bei weitsichtigen Menschen funktioniert die Verknüpfung/Überlagerung der beiden Bilder im Gehirn nicht gut. Meist dominiert das stärkere Auge und das andere läuft mit. Bis zue einem Alter von etwa 3Jahren wird wohl eben die Augensynchronisierung incl räumliches Sehen im Gehirn ausgebildet. Bei Normalsichtigen funktioniert das über Triangulation, d.h. die Position eines Punktes in den Bildern der beiden Augen ist gegeneinander etwas verschoben, weil die Augen den Punkt unter verschiedenen Winkel sehen. Der Augenabstand ist immer gleich und dadurch läßt sich Tiefeninformation berechnen. Im fehlsichtigen Fall sind die Augen nicht synchronisiert und dadurch, dass die Augen oftmals unterschiedlich stark sind, kann auch nicht immer gleichzeitig ein scharfes Bild von dem Punkt erzeugt werden und vorallem erkennt das Gehirn nicht, wie die Bilder genau zusammengehören. Deshalb bildet das Gehirn eine andere Strategie aus, um Tiefe wahrzunehmen. Das funktioniert z.B. über Größe, Flugbahnabschätzungen, Schärfe im Bild etc. Auswirkungen können sein dass
-  jemand der nicht räumlich sieht ein guter Schutze ist. Weil die Information aus einem Auge ausreicht....
- jemand der nicht räumlich sieht, einen ihm unbekannten Gegenstand nicht sicher fangen kann, aber mit Übung ein sicherer Ballspieler (für genau die eine, eingeübte Ballgröße und Ballform) ist
- jemand, der räumlich sieht, andere Arbeitsabläufe nutzt (z.B. um Dinge unter dem Stereomikroskop zu manipulieren), als jemand, der nicht räumlich sieht.

Dennoch ist auch in dieser Art Wahrnehmung immernoch ein Tiefeneindruck vorhanden (der eben anders erzeugt wird) und ein Bino hilft trotzdem besser und entspannter zu arbeiten. Das schreibe ich hier aus eigener Erfahrung :-)

Gruß, Martin

[Josef 84,55]

Hallo René,

ich habe vorhin eine Blende vom SMZ-U ausgehängt und den Effekt testen können, zumindest mit der maximalen Öffnung des vor über 30 Jahren entwickelten Mikroskops (das dennoch besser ist als das SV11 und das Stemi 2000, welche ich auch habe).

Wie erwartet waren die beiden Strahlengänge sehr unterschiedlich hell, was ich als sehr störend empfand. Mit einem ND9 Graufilter vor dem einem Okular und nicht ganz geschlossener Blende wahr der Effekt gut bemerkbar. Vor allem bei bedrucktem Papier, also gekippte ebene Flächen war es besonders deutlich, bei unebenen Oberflächen wie Mineralien eher weniger.
Durch das Abblenden und dem notwendigem abdunkeln verliert man einiges an Helligkeit, warum ich auch mein SMZ-U wieder zurückgebaut habe. Ich denke mit einer lichtstärkeren Optik (daher mit höherer Auflösung und NA) und einem Graukeil im einen, Blende im anderen Strahlengang, ist das sicher eine Technik an die man sich gewöhnen könnte, Helligkeit verliert man aber dennoch zwangsläufig.

Das man mit einem Stereo-Bild viel mehr Details wahrnimmt kann ich nur bestätigen. Ich bin immer wieder begeistert, wenn ich ein Bildpaar mit so ca. 0,5 mm Bildbreite rechne und mit der Spiegelbrille und einem 3D Programm noch reinzoome.

Viele Grüße, Josef

[Klinoklas]

Hallo,

danke für den spannenden Versuch mit dem "Nikon SMZ-U", es ist denke ich trotz des Alters immer noch ein sehr gutes Gerät.
Es ist in gutem Zustand aber auch nur noch schwer zu bekommen, die meisten Exemplare in der Bucht sehen ziemlich "gequält" aus oder dienen bestenfalls nur noch als Ersatzteillager.


Das Leica hat tatsächlich an der Unterseite zwei unterschiedlich große Öffnungen was sich logischerweise auf die eingefangene Lichtmenge und damit auf die Helligkeit auswirkt.
In einem englischsprachigen Video (ich finde es leider im Moment nicht wieder) beschreibt jemand genau diesen Effekt. Er sagt, dass das Bild auf einer Seite heller ist als auf der Anderen.
Würde mich auch total stören, kann mir aber beim besten Willen nicht vorstellen, dass Leica das so in alle Geräte einbaut. Auch Highendgeräte zum Preis eines Autos.


In einem Internetforum schreibt ein User der ein altes "Citoval2" für Mineralien benutzt folgendes.

"Mein Vater hat sich ein Leica S9 gegönnt, und ich muss neidvoll anerkennen, dass dieses Mikroskop so ziemlich allen Anforderungen gerecht wird. Knackscharfe Bilder auch bei hoher Vergrößerung,
Planapochramtisches Linsensystem, Feintrieb/Grobtrieb und eine brutale Tiefenschärfe dank Fusion Optik ( ein Strahlengang bringt eine hohe Auflösung, der andere eine hohe Tiefenschärfe,
der Kopf macht dann ein Bild draus)"

Auch was Martin schreibt hat ein User angemerkt der Probleme damit hat sich auf einen scharfen Punkt zu konzentrieren. 
Was doch recht aberwitzig klingt bei einer Technologie die eigentlich MEHR Schärfe verspricht.
Immerhin soll man laut Leica dadurch viel weniger über den Stereomikroskoptrieb nachjustieren müssen

Auf der Webseite von Leica gibt es zum Produkt "Ivesta 3" eine Bildsimulation der den OpticsFusion Effekt verdeutlicht.
Unter dem Punkt "Erkennen Sie relevante Details schneller" kann man einem Schieberegler in horizontaler Richtung über das Foto bewegen.

https://www.leica-microsystems.com/de/produkte/lichtmikroskope/stereomikroskope/p/ivesta-3/


Gruß
René

[Josef 84,55]

Hallo,

wenn man die volle Auflösung des lichtstärkeren Strahlengang zum Betrachten von Details nutzen will, muss man natürlich auch auf diesen fokussieren, aber man findet ihn vielleicht schneller, weil man mit dem anderen viel stärker beugungsbegrenzten Strahlengang mehr Überblick in der Tiefe hat.
Auf jedem Fall eine interessante Entwicklung, mit der aber wahrscheinlich nicht jeder zurechtkommt, daher würde ich auf jedem Fall nur mit Rückgaberecht kaufen und es ein paar Tage testen vor der Entscheidung.

Das Nikon SMZ-U hat ein paar Schwächen wie die Gummierung auf dem Grobtriebknöpfen die jetzt nur mehr klebrig ist und schwarz abfärbt, aber schon nach nur wegen Stunden intensiven Putzen runter ist und die Zoomknöpfe aus Kunststoff die beim Versand gerne brechen und noch erstaunlicher weise vor 5 Jahren bei Nikon bestellbar waren, heute aber leider nicht mehr. Ich würde gerne mal bei Zeiss oder Leica nachfragen, ob sie ein Ersatzteil eines 25 Jahre alten Mikroskops hätten...
Die Stereomikroskope nach dem Fernrohrprinzip die ich kenne (Zeiss SV11, Nikon SMZ-U und SMZ1500) haben einen wahrscheinlich systembedingten Effekt, dass parallele Linien, wenn man sie kippt, scheinbar nach hinten auseinander fluchten anstatt wie normal zu einem Fluchtpunkt. Bei Mineralien fällt mir dies aber gar nicht mehr auf, was wieder zeigt, an was sich unser Gehirn so alles gewöhnen kann.

Viele Grüße, Josef

[namuwit]

Hallo Rene,

Ich besitze seit ca. Jahr das Leica S9
Mich hat die FusionOptics Technologie 100%ig überzeugt.
Ich hatte vorher ein Leica MZ9.5, ebenfalls ein sehr gutes Mikroskop, da konnte ich gut vergleichen welches der Mikroskope das bessere Bild lieferte.
Ich war am Anfang auch etwas skeptisch bezüglich der FusionOptics Technologie.
Aber der direkte Vergleich hat mich überzeugt.

LG Robert

[weirdo]

Hallo Jule

insbesondere bei weitsichtigen Menschen funktioniert die Verknüpfung/Überlagerung der beiden Bilder im Gehirn nicht gut. Meist dominiert das stärkere Auge und das andere läuft mit. Bis zue einem Alter von etwa 3Jahren wird wohl eben die Augensynchronisierung incl räumliches Sehen im Gehirn ausgebildet. Bei Normalsichtigen funktioniert das über Triangulation, d.h. die Position eines Punktes in den Bildern der beiden Augen ist gegeneinander etwas verschoben, weil die Augen den Punkt unter verschiedenen Winkel sehen. Der Augenabstand ist immer gleich und dadurch läßt sich Tiefeninformation berechnen. Im fehlsichtigen Fall sind die Augen nicht synchronisiert und dadurch, dass die Augen oftmals unterschiedlich stark sind, kann auch nicht immer gleichzeitig ein scharfes Bild von dem Punkt erzeugt werden und vorallem erkennt das Gehirn nicht, wie die Bilder genau zusammengehören. Deshalb bildet das Gehirn eine andere Strategie aus, um Tiefe wahrzunehmen. Das funktioniert z.B. über Größe, Flugbahnabschätzungen, Schärfe im Bild etc. Auswirkungen können sein dass
-  jemand der nicht räumlich sieht ein guter Schutze ist. Weil die Information aus einem Auge ausreicht....
- jemand der nicht räumlich sieht, einen ihm unbekannten Gegenstand nicht sicher fangen kann, aber mit Übung ein sicherer Ballspieler (für genau die eine, eingeübte Ballgröße und Ballform) ist
- jemand, der räumlich sieht, andere Arbeitsabläufe nutzt (z.B. um Dinge unter dem Stereomikroskop zu manipulieren), als jemand, der nicht räumlich sieht.

Dennoch ist auch in dieser Art Wahrnehmung immernoch ein Tiefeneindruck vorhanden (der eben anders erzeugt wird) und ein Bino hilft trotzdem besser und entspannter zu arbeiten. Das schreibe ich hier aus eigener Erfahrung :-)

Gruß, Martin

Was du da beschreibst ist Fusion, unterteilt in motorische und Sensorische Fusion mit dem Ziel korrespondierender Netzhautbilder + Konvergenz. In der Fovea, Punkt des schärfsten Sehens möchte man auch viele Linienpaare/mm abbilden, ein paar Bogenminuten daneben nimmt das rapide ab,dh da muss es gar nicht so hoch auflösen weil die Netzhaut das nicht auflösen kann, wenn der zweite Strahlengang dafür ein höheres FOV bietet,baut das Gehirn daraus SUBJEKTIV ein "schöneres" Seherlebnis.
Welches Auge dominiert (Führungsauge) kann man nicht von "stärker" (der höhere=bessere Visus) abhängig machen, das spielt auch eher bei multifokallinsen eine Rolle,da bekommt das Führungsauge die bessere Fernzone und das andere die grössere Nahzone was ja unterschiedliche Korrektionswerte ergibt die aber hier im Mikroskop ja nicht gegeben sind. Ausser Stereosehen kommt noch dazu ob das Pupillenspiel des Anwenders regelrecht ist (bei Akkommodation sollten sich die Pupillen bei jedem von uns zusammenziehen wo ein helles Bild im Okular unterstützend wirkt, manche sind noch anfällig für Intrumentenmyopie was bei einigen Binos unterdrueckt wird durch eine Vergenz auf grösser 5m. Also vor dem Kauf testen 

[Lynx]

Danke Tobias für die Erläuterungen :-)
Gruß, Martin