Micro Four Thirds & Motic BA410
- Eine leistungsstarke Kombination zur Dokumentation mikroskopischer Objekte. -

Bei Kameras nach dem Standard Micro Four Thirds (nachfolgend mit „MFT“ abgekürzt - z.B. von Olympus/Panasonic) handelt es sich um spiegellose Systemkameras mit Sensoren im Format 4/3". Die Diagonale dieser Sensoren beträgt 21,6 mm bei zusätzlichen Abmessungen von typischerweise 17.3x13mm. Dies entspricht einem Seitenverhältnis der Breite zur Höhe von etwa 4:3. Genau diese Sensorabmessungen machen derartige Kameras prinzipiell interessant für die Mikrofotografie mit dem Motic BA410. Ursächlich hierfür ist die für ein Bildfeld von 22 mm optimierte Optik dieses anspruchsvollen Mikroskops.

Sehr wesentlich ist zudem, dass das BA410 nach dem Prinzip der CCIS^®-Optik von Motic arbeitet. Dieses sehr fortschrittliche Konzept gewährleistet ein chromatisch auskorrigiertes Zwischenbild. Deshalb sollte die direkte Projektion des auskorrigierten und für den Durchmesser von 22 mm optimierten Zwischenbildes gute Resultate erbringen.

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Leider liefert Motic keine Adapter für MFT-Kameras. Im Lieferprogramm von Motic befindet sich jedoch ein C-Mount-Adapter 1x. Dieser besitzt selbst keine weitere Optik und dient normalerweise dazu das vom Objektiv erzeugte Zwischenbild direkt auf den Sensor einer C-Mount-Kamera zu projizieren. Das kurze Auflagemaß (Abstand zwischen Sensor und Objektivauflage) der MFT-Kameras von etwa 20 mm ermöglicht es prinzipiell für das C-Mount gedachte Optik per Zwischenadapter an MFT-Kameras zu verwenden. Deshalb ist es auch möglich eine MFT-Kamera am C-Mount-Adapter 1x mit dem BA410 zu verbinden. Die nachfolgende Darstellung illustriert diese Adaption.

Engstellen beseitigen

Die oben beschriebene Adaption liefert zunächst Ergebnisse, die nicht zufrieden stellen können. Zwar erhält man durch die Kamera direkt ein zu den Okularen parfokales Bild des Präparates. Das von der Kamera erzeugte Bild und das visuell durch die Okulare sichtbare Bild sind somit gleichzeitig scharf. Am Bildrand zeigen sich jedoch starke Abschattungen. Ursächlich hierfür ist sicher, dass der C-Mount-Adapter normalerweise nicht für derart große Sensoren konzipiert ist. Er ist wohl maximal für Sensoren bis 1" gedacht (MFT: Diagonale = 21.6mm / 1"-Sensoren: Diagonale = 16mm).

Der C-Mount-Adapter 1x verfügt am oberen und unteren Ende jeweils über eine eingeschraubte Blende. Wenn man diese entfernt verringert sich die Abschattung ohne jedoch zu verschwinden. Ein weiterer Engpaß ist ein Ring, der am oberen Ende des C-Mount-Adapters angebracht ist. Die Funktion des Ringes besteht darin sowohl C-Mount-Kameras (Auflagemaß 17.5mm), als auch CS-Mount-Kameras (Auflagemaß 12.5mm) an dem Adapter mechanisch und optisch einwandfrei anbringen zu können. Er sorgt somit für die Anpassung an das jeweils vorliegende Auflagemaß. Leider hat der am C-Mount-Adapter verwendete Ring einen Innendurchmesser von lediglich 18.8mm. Dies muss auf dem Sensor der nachfolgen MFT-Kamera zu einer Randabschattung führen. Glücklicherweise gibt es für wenig Geld derartige Zwischenringe auch mit einem größeren Innendurchmesser. Der für die Adaption der MFT-Kamera hier alternativ verwendete Ring verfügt über einen Innendurchmesser von 22.45mm. Dies genügt gerade für eine Abbildung auf dem Sensor ohne Randabschattung.

Leider verbleibt nach all den geschilderten Maßnahmen noch immer eine ganz geringfügige Vignettierung am Bildrand. Diese entsteht durch den C-Mount-Adapter selbst. Dieser hat zwar einen Durchmesser von etwa 48mm; am oberen Ende verjüngt er sich jedoch stark und hat direkt am oberen Ende, wo der bereits beschriebene Zwischenring angeschraubt wird, noch einen Innendurchmesser von etwa 21mm. Es genügt, wenn man hier mit der Eisenfeile etwas nachhilft und den Durchmesser der Öffnung um einen guten Millimeter erweitert. Anschließend sollte man die blanken Stellen z.B. mit Kameralack wieder schwarz lackieren.

Der Lohn der Arbeit

Nach all den beschriebenen Maßnahmen erhält man durch die MFT-Kamera ein abschattungsfreies Bild, das fast über die gesamte Diagonale des Bildfeldes der Okulare geht. Die Auflösung beträgt hierbei in Abhängigkeit vom verwendeten Kameramodell 12 oder gar 16 Megapixel.

Im Härtetest

Die Darstellung derart großer Felder stellt an die Optik sehr hohe Ansprüche. Die Bildfehler müssen bis zum Bildrand hinreichend gut korrigiert sein. Ein geeignetes Präparat zur Kontrolle dieser Kriterien stellt ein Objektmikrometer dar, wie er normalerweise für Kalibrierungsvorgänge zur mikroskopischen Längenmessung verwendet wird. Nur wenn die Striche des Mikrometers am Bildrand ähnlich gut dargestellt werden, wie im Zentrum, liegt eine gut korrigierte Optik vor. Typischerweise kommt es zum Rand hin zu Unschärfen, Farbsäumen und Verzeichnungen.

Objektmikrometer mit Objektiv EC-H Plan 20x
volle Auflösung (4000 x 3000 Pixel)

Der Objektmikrometer wird durch die vorgestellte Adaption sehr gut dargestellt. Selbst in voller Auflösung von 4000x3000 Pixeln fallen zum Bildrand hin kaum Fehler auf.

Bildbeispiele

Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen, welch hervorragende Resultate die beschriebene Adaption erbringen kann. Sie sollten hierzu unbedingt auch einen Blick auf die Bilder in der vollen Auflösung von 4000x3000 Pixeln werfen.

Casuarina glauca - Zweig quer, Objektiv EC-H Plan 10x / Präparat von Michael Dillberger
volle Auflösung (4000 x 3000 Pixel)

Casuarina glauca - Zweig quer, Objektiv EC-H Plan 20x / Präparat von Michael Dillberger
volle Auflösung (4000 x 3000 Pixel)

Populus tremula (Espe) Blattstiel quer, Objektiv EC-H Plan 10x / Präparat von Michael Dillberger
volle Auflösung (4000 x 3000 Pixel)

Populus tremula (Espe) Blattstiel quer, Objektiv EC-H Plan 20x / Präparat von Michael Dillberger
volle Auflösung (4000 x 3000 Pixel)

Fazit und Einschränkungen

Die Adaption einer MFT-Kamera per C-Mount an das Mikroskop BA410 von Motic erbringt nach einigen einfachen Anpassungen sehr gute Bildresultate. Es können große Felder mit gleichzeitig sehr hoher Auflösung erfasst werden. Allerdings ist die Systemintegration natürlich nicht so gut, wie dies bei speziellen Mikroskopkameras - z.B. den Moticams - der Fall ist. Bei letzteren Systemen bilden Mikroskop, Kamera und Software eine in sich geschlossene Einheit, die besonders zügiges und effektives Arbeiten ermöglicht.
Ein weiterer kritischer Punkt der Adaption einer MFT-Kamera ergibt sich aus der Kameramechanik. Leider läuft die Belichtung bei einer MFT-Kamera so ab, dass zunächst zwei Bewegungen des Kameraverschlusses erfolgen (Schließen des Verschlusses zum Zurücksetzen des Sensors und erneutes Öffnen zur Belichtung). Hierdurch entstehen Erschütterungen, die bei Belichtungszeiten zwischen etwa 1/250 und 1 Sekunde zu deutlichen Unschärfen führen. Die obigen Bildbeispiele wurden deshalb mit Belichtungszeiten von etwa 1.5 Sekunden erstellt.
Die Modifizierungen am C-Mount-Adapter, wie die Entfernung der eingeschraubten Blenden, hat zu keinen merklichen Bildverschlechterungen durch Streulicht geführt. Bei richtig eingestellter Beleuchtung nach dem Köhlerschen Prinzip sind bei entfernter Kamera keine aufleuchtenden Kanten oder ähnliche typische Quellen für Streulicht zu sehen, wenn man von oben in den Tubus des C-Mount-Adapters blickt.