Einleitung
Einführung in  
 Kompaktkameras
Technische Grundlagen
Vorteile der 
 Digitalfotografie
Schwarz-Weiss- 
 Digitalfotografie
Praktischer Einsatz  
 von Kompaktkameras
Erprobte Modelle
Bewertung von 
 Kompaktkameras
Einführung in  
 Spiegelreflexkameras
Vor- u. Nachteile v. 
 Spiegelreflexkameras
Adaptation von  
 Spiegelreflexkameras
Erprobung von  
 Spiegelreflexkameras
Bewertung von  
 Spiegelreflexkameras
Verwendung von  
 Elektronenblitzgeräten
Empfehlungen zur  
 Auswahl einer Kamera
Einführung in 
 Stacking-Software
Optische Steigerung 
 der Tiefenschärfe
Funktionsweise von 
 Stacking-Software
Erprobte Programme
Ergebnisse der  
 Software-Tests
Bewertung der  
 Stacking-Software
Einführung in  
 Astro-Filter
Getestete Astro-Filter
Ergebnisse  
 der Filtertests
Bewertung  
 der Astro-Filter
Einführung in  
 Ringartefakte
Beschreibung der 
 Ringartefakte
Physikalische Aspekte  
 von Ringartefakten
Schlussfolgerungen  
 über Ringartefakte
Großflächige Objekte
Literatur,  
 Quellennachweis
Eigene Publikationen 
 zur Mikroskopie
Links
Impressum, Kontakt
Praktischer Einsatz von Kompaktkameras

Technische Aspekte:

Digitale Sucherkameras müssen, da ihr Objektiv nicht entfernbar ist, grundsätzlich mit der kameraeigenen Optik am Mikroskop adaptiert werden. Kompakt-Kameras haben den Vorteil eines geringen Gewichtes und einer meist erschütterungsfreien Auslösung. Bridge-Kameras sind aufwendiger und voluminöser konstruiert, da sie die Brücke zu den Spiegelreflex-Kameras schließen sollen. Sie ermöglichen meist umfangreichere, auch manuelle Einstellungsvarianten. Der Zoom-Bereich dieser Kameras liegt meist deutlich über demjenigen der Kompakt-Kameras.

Bei beiden Kameratypen existieren keine Normmaße hinsichtlich der Objektiv-Chip-Abstände bzw. der objektivseitigen Pupillendistanzen. Daher unterscheiden sich diese Kameras auch bei identischem Zoom-Bereich ggf. beträchtlich im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit in der Mikrofotografie.

Viele der aktuell auf dem Markt befindlichen sog. “Mega”-Zoom-Kameras sind für die Verwendung am Mikroskop unbrauchbar. Trotz eines ggf. sehr kurzen minimalen Objektabstandes und beträchtlicher Teleeinstellungen sind diese Mega-Zoom-Optiken oft nicht in der Lage, das Sehfeld eines herkömmlichen mikroskopischen Fotookulars adäquat abzubilden; hier resultiert in vielen Fällen bei allen in Betracht kommenden Einstellungen nur ein winziger runder Lichtfleck, welcher fotografiert werden könnte, oder es zeigen sich stark ausgeprägte Vignettierungen.

Hinzu kommt, dass jedes Zoom-Objektiv einen optischen Kompromiss bei Vergleichsziehung zu Festbrennweiten darstellt; je höher der Zoom-Bereich, desto höher auch die optischen Kompromisse. Aus diesem Grunde führen Kompakt-Kameras mit kleinen oder mittelgradigen Zoom-Bereichen bei Verwendung am Mikroskop meist zu besseren Ergebnissen.

Da jede manuelle Auslösung einer Kamera zu unweigerlichen Erschütterungen mit Verwacklungsunschärfen führt, sollte die Digitalkamera idealerweise über die Möglichkeit einer Fernauslösung verfügen. Falls dies nicht gegeben ist, verbleibt nur die Alternative, mit Selbstauslöser zu fotografieren. Es ist bekannt, dass erschütterungsbedingte Schwingungen durchaus zwei bis vier Sekunden benötigen können, um vollständig abzuklingen. Daher empfiehlt sich, die Latenzzeit des Selbstauslösers auf längere Zeiten, z. B. 10 Sekunden einzustellen.

Da der Stromverbrauch der Kompakt- und Bridge-Kameras deutlich höher als bei digitalen Spiegelreflex-Kameras liegt und die Digitalkamera während der mikroskopischen Sitzung in aller Regel permanent eingeschaltet bleibt, ist vorteilhaft, wenn die Kamera mit einem externen Netzteil zur Batterie- bzw. Akku-unabhängigen Stromversorgung bestückt werden kann.

Die qualitätsbestimmenden Parameter sollten bei jeder Digitalkamera für eine Verwendung am Mikroskop grundsätzlich auf maximale Qualität eingestellt werden, da diese im Zweifelsfall “gerade gut genug” ist. Die ISO-Zahl sollte unter Aspekten eines möglichst geringen Bildrauschens so niedrig wie möglich und so hoch wie nötig eingestellt werden.

Bestimmung von Schärfe und Bildausschnitt:

Die Schärfefokussierung kann bei digitalen Sucherkameras primär über das Kameradisplay durchgeführt werden; die Qualität des Display-Bildes muss hinreichend sein, um eine exakte Bestimmung der Schärfenebene vornehmen zu können.

Mehrere Kompakt-Kameras bieten die Möglichkeit, das Bild des Displays als “Life-Bild” über ein USB-Kabel auf den Monitor eines PC zu übertragen. Diese USB-Bilder sind nach eigener Erfahrung qualitativ nicht befriedigend. Sie sind allenfalls geeignet, den Bildausschnitt festzulegen, für eine exakte Fokussierung der Schärfe jedoch nicht hinreichend.

Alternativ kann bei den meisten Kompaktkameras das Display-Bild auch über ein AV-Kabel auf den Monitor eines PC oder Notebooks übertragen werden, wenn ein geeigneter Video-Grabber, eine entsprechend ausgerüstete Grafikkarte oder TV-Karte zur Verfügung steht. Die Kamerahersteller haben unterschiedlichen Aufwand betrieben, dieses AV-Kabel-Bild qualitativ zu optimieren. Im geeigneten Fall kann mittels AV-Übertragung auf einen hochauflösenden Computer-Monitor eine Vollbild-Darstellung des mikroskopischen Bildes erreicht werden, welche die Qualität USB-basierter Monitorbilder übertrifft und für eine Schärfejustierung hinreichend ist. Der Monitor des PC bzw. Notebooks sollte auf hohe Auflösung eingestellt werden. Wenn die Graphikkarte automatische Zeileninterpolierung ermöglicht, kann hierdurch die Gesamtqualität des Monitorbildes ggf. sichtbar verbessert werden.


Lifebild der Olympus Camedia C-7070, Bildübertragung via AV-Kabel
und Video-Grabber (Q-Sonic) auf  ein Notebook (Dell XPS M 1710),
Capture-Software: Grab Show 110 / Video View,
Leukämie, Blutausstrich, Objektiv Plan 40x, Okular 12,5x


Das obenstehende Bild eines Notebook-Displays lässt erkennen, dass zumindest bei Verwendung der Olympus Camedia C-7070 ein passables Lifebild mittels AV-Kabel auf einem qualitativ hochwertigen Monitor bzw. Notebook-Display erhältlich ist, welches für eine Schärfefokussierung und Bildbeurteilung hinreichend ist. Die verwendete Capture-Software bietet die zusätzliche Möglichkeit, das Monitorbild den individuellen Gegebenheiten entsprechend zu optimieren; Helligkeit, Schärfe, Kontrast, Gradation und Auflösung bzw. Liniendichte können bei Bedarf angepasst werden.

Sofern trinokulare Fototuben vorhanden sind, lässt sich i. d. R. auch ein Schärfeabgleich des binokular beobachtbaren Bildes mit dem Display-Bild der Digitalkamera durch einmaliges Justieren realisieren. Diese Abstimmung der Schärfenebene kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden, die auch kombinierbar sind: Bestückung des Binokulartubus mit Brillenträgerokularen, deren Augenlinse verstellbar ist, Veränderung der Okular-Einschubtiefe am Binokulartubus, Variierung des Kamera-Abstandes bzw. der Einschubtiefe des Fotookulars, ggf. Veränderung der Feldlinsen-Position im Fototubus, falls eine manuell verstellbare Feldlinse vorhanden ist, Variierung der Entfernungseinstellung am Kameraobjektiv im manuellen Fokussierungsmodus.

Die Schärfefokussierung des Kameraobjektives ist üblicherweise auf unendlich einzustellen, da dies der Akkomodation des menschlichen Auges beim entspannten Sehen entspricht und die üblicherweise verwendeten mikroskopischen Okulare entsprechend gerechnet sind.

Andererseits kann im Einzelfall ohne sichtbare Qualitätsverluste auch eine andere Entfernungsseinstellung am kameraseitigen Objektiv vorgenommen werden, wenn dies aus anderen Gründen vorteilhaft sein sollte (z. B. Ausschaltung etwaiger Randvignettierungen, Feinjustierung des Schärfeabgleichs).

Die Belichtung des Bildes vollzieht sich über die Belichtungsautomatik der Kamera. Da die Automatik nicht in jedem Fall eine exakte Belichtung beim ersten Bild liefert, sollte die Kamera über eine möglichst fein abgestufte Belichtungskorrektur (Override) in einem Bereich von mindestens +/-2-Blendenstufen verfügen. Alternativ kann vorteilhaft sein, sämtliche Belichtungsparameter manuell einzustellen.

Neben der Schärfejustierung dient das Kameradisplay der Bestimmung des Bildausschnittes. Wenn das Objektiv der Kamera bei adäquater Bildausleuchtung noch einen gewissen Zoom-Spielraum besitzt, kann mit Hilfe des kameraseitigen Zooms durchaus bei weitgehend gleichbleibender Qualität eine Veränderung des Bildausschnittes in Analogie zu einem Vario-Okular durchgeführt werden.

Grundsätzlich können digitale Kameras auch an speziell für die Mikrofotografie gerechnete Vario-Okulare anstelle fest vergrößernder Foto-Okulare adaptiert werden. In diesem Fall kann bei gleichbleibender Schärfefokussierung und konstanter Objektivbrennweite über einen meist weiten Verstellbereich der Bildausschnitt über das Vario-Okular verändert werden (z.B. 5,0 oder 6,3 x bis 12,5 x bei Leitz/Leica Vario-Okularen).

Unter Aspekten der Ergonomie ist ein schwenkbares Kameradisplay wünschenswert, damit ohne wesentliche Veränderung der Arbeitsposition zwischen der binokularen Beobachtung und dem Betrachten des Kamera-Displays gewechselt werden kann.

Adaption:

Die Adaptation der Digitalkamera am Mikroskop kann grundsätzlich auf unterschiedlichem Wege realisiert werden.

Mechanischer Klemmadapter für Kompaktkameras
 

Auf einfachste Weise können einige Kameras mittels externer Kameraadapter über dem Foto-Okular befestigt werden. Die obige Abbildung zeigt als Beispiel einer solchen Lösung die Adaptation einer Casio Exilim EX-Z 110 an einem monokularen Tubus unter Verwendung eines handelsüblichen, rein mechanischen Digitalkamera-Adapters (Fa. Bresser / Meade). Adapter dieses Konstruktionstyps liegen kostenmäßig meist im zweistelligen Euro-Bereich, sind somit sehr preiswert. Als entscheidender Nachteil ist zu werten, dass bei einer so durchgeführten manuellen Befestigung die Justierung des Strahlenganges nicht zu 100 % exakt sein kann. In jedem Fall werden gewisse Zentrierfehler oder auch Winkel-Abweichungen von der optischen Achse unvermeidbar sein. Je nach Art des kameraseitigen Chips und der jeweiligen Objektivrechnung werden diese Justierfehler entweder toleriert, oder mit erheblichen Vignettierungen bzw. Randverzeichnungen quittiert. Einige Kompakt-Kameras, beispielsweise das hier gezeigte Modell, sind hinsichtlich dieser Justierfehler relativ robust und können grundsätzlich mit solchen Adaptern eingesetzt werden, bei anderen Modellen ist trotz minutiöser manueller Bemühungen einer möglichst fehlerfreien Justierung kein brauchbares Bild erhältlich.

 

Erprobte achsgerechte Kamera-Adaptationen
a: Canon Powershot A 95 am Schrägtubus eines Stereomikroskopes
b: Olympus Camedia C-7070 am trinokularen Fototubus eines Labormikroskopes (mit Vario-Okular)
c: Klemmadapter der Canon Powershot S 80 mit adaptiertem Leitz / Leica Fotookular 10x   
   (Brillenträgerokular mit augenseitigem Schraubgewinde, montiert mittels Promicron-Adapterring)
 

Die optisch und mechanisch exaktere Lösung besteht in der direkten achsgerechten Adaptation der Kamera: Über das Filtergewinde des Kameraobjektivs oder (besser) über einen ggf. nachrüstbaren, mit Gewinde versehenen Adapter zur Aufnahme von Konvertern erfolgt eine Direktverschraubung der jeweiligen Kamera an einem passenden Fotookular. Solche als Zubehör erhältlichen Adapter werden meist an der Basis des Kameraobjektivs eingeschraubt (z.B. Canon Powershot-A 95, obige Abb. a und Olympus Camedia C 7070, obige Abb. b) oder mittels Klemmfassung am Stativgewinde der Kompaktkamera befestigt (z.B. Canon Powershot S-Serie, obige Abb. c).

Weiterhin muss ein Foto-Okular zur Verfügung stehen, welches in Höhe der Augenlinse mit einem Gewinde versehen ist. Dies trifft beispielsweise zu für verschiedene Brillenträger-Okulare  mit 28 mm-Gewinde und Sehfeldzahlen von 18 oder 20 (z.B. Leitz / Leica Periplan GF 10x), alternativ auch für die Leitz / Leica Vario-Okulare, welche allerdings ein abweichendes Gewindemaß (45 mm) aufweisen.

Es existieren feinmechanische Produzenten, die bereit und in der Lage sind, ihrem Kunden einen zu Kamera und Fotookular passenden mechanischen Adapter mit exakt geschnittenem Gewinde in Einzelanfertigung zu liefern, wenn das jeweilige Fotookular zu diesem Zweck eingeschickt wird (z.B. Fa. Promicron, Kirchheim/Neckar).

Standardisiert können beispielsweise von Fa. Promicron passende Adapterscheiben für Filterdurchmesser M 52 und M 58 bezogen werden. Bei kameraseitig abweichenden Filterdurchmessern kann in aller Regel ein passender Filteradapter (beispielsweise über Fa. Hama) als Zusatzkomponente beschafft werden.

Falls kein Fotookular des Mikroskopherstellers mit augenseitigem Gewinde zur Verfügung steht, können auch zu bestimmten Kameratypen passende Fremd-Okulare mit entsprechenden Gewinden von Drittherstellern bezogen werden (z. B. Firma Promicron). 

Die folgende Abbildung zeigt einige der vorerwähnten Komponenten zur besseren Veranschaulichung.

                                           Promicron-Adapterringe und passende Foto-Okulare
a: Promicron-Adapterringe für Außendurchmesser M 52, Standard-Adapter mit Innengewinde
   28 mm (links), Sonderanfertigung mit Innengewinde 45 mm für Leitz / Leica Vario-Okular (rechts)
b: Leitz / Leica Brillenträgerokular Periplan GF 10x mit augenseitigem 28 mm-Gewinde
c: Promicron-Fotookular 10x mit augenseitigem 28 mm-Gewinde (Alternativ-Okular zu b)
d: Leitz / Leica Vario-Okular 5x - 12,5 x mit augenseitigem 45 mm-Gewinde
 

Da bei einer direkten Verschraubung der Kamera am Foto-Okular das Okular selbst frei drehbar bleibt, kann auf elegante Weise die Ausrichtung der Kamera an die Position des Objektes angepasst werden, analog dem Wechsel von Quer- zu Hochformat in der Alltagsfotografie.
 

Die folgende tabellarische Zusammenstellung  fasst alle Forderungen, die eine digitale Kompakt- oder Bridge-Kamera möglichst erfüllen sollte, zusammen.

  • Auslösung:
    Möglichst erschütterungsfrei
    Selbstauslöser
    Fernauslöser oder Fernsteuerungs-Software (Remote Capture)
  • Fokussierung:
    Über Display
    Über Monitor (AV-Übertragung)
    Manueller Modus (Autofokus abschaltbar!)
  • Belichtung:
    Automatisch und manuell (Blende und Verschlusszeit frei wählbar)
    Belichtungskorrektur (Override über möglichst 2 Blendenstufen)
  • Stromversorgung:
    Möglichst über Netzteil (hoher Stromverbrauch im Dauerbetrieb)
  • ISO-Wert:
    Manuell wählbar
    Minimum: ISO 100 – 400
    Optimal: ISO 100 – 1600 oder 3200
  • Chip:
    5 – 8 Megapixel
    geringes Rauschen, hohe Farbtreue
    gute Auflösung und Konturschärfe
  • Adaption:
    Filtergewinde am Objektiv (mit gängigem Gewinde-Normmaß)
    Adapterring für Converter als Zubehör
  • Display:
    Hinreichende Größe und Auflösung
    Möglichst klapp- bzw. schwenkbar
  • Blitzbelichtung:
    Anschluss eines X-Synchronkabels bzw. Blitzschuh mit Mittenkontakt zur Aufnahme eines Adapters
    Möglichst kurze Blitz-Synchronzeit
    Bei SLR: Möglichst Synchronisation auf den 2. Verschlussvorhang
  • Objektiv:
    Bei Nicht-SLR: 3 – 4fach-Zoom guter Korrektur, welches das Sehfeld eines Brillenträgerokulars mit Sehfeldzahl 18 vignettierungsfrei und bildfüllend wiedergeben sollte (Praxistest erforderlich!)

 Copyright: Jörg Piper, 2007