Mit den Mikroskopen BA210/BA310/BA410/AE2000 von Motic per C-Mount zum digitalen Bild
Hinweise und Tipps vor der Anschaffung einer digitalen Kamera

Die Adaption digitaler Kameras per C-Mount ist die wohl verbreitetste Methode um zum digitialen Bild mikroskopischer Präparate zu gelangen. Damit die Resultate auch den Bedürfnissen entsprechen lohnt es sich einige Vorüberlegungen anzustellen.

Wie adaptiere ich eine C-Mount-Kamera an mein Motic-Mikroskop?

Zunächst benötigen Sie eine so genannte „trinokulare“ Version Ihres Motic-Mikroskopes. Hiermit können Sie gleichzeitig das mikroskopische Bild durch das Mikroskop beobachten und digital dokumentieren.

Die Adaption selbst erfolgt per C-Mount-Adapter von Motic. Es sind Adapter mit den Faktoren 1X / 0.65X und 0.5X erhältlich. Was es mit diesen Vergrößerungsfaktoren auf sich hat wird im nächsten Punkt „Wie groß ist der von der Kamera erfasste Bildausschnitt an meinem Motic-Mikroskop?“ noch näher erläutert.
Zwischen der Kamera und dem Adapter selbst muss z.B. bei den Moticams und den Kameras von The Imaging Source noch ein etwa 5mm dicker Zwischenring angebracht werden. Dieser ist jeweils im Lieferumfang der Geräte enthalten.

Die Verbindung zwischen Kamera und PC erfolgt bei fast allen Typen per USB-Kabel. Dieses Kabel übernimmt sowohl den Transport der Bilddaten, als auch die Stromversorgung der Kamera.

Wie groß ist der von der Kamera erfasste Bildausschnitt an meinem Motic-Mikroskop?

Die Größe des erfassten Bildausschnitts hängt von zwei Faktoren ab. Der erste dieser Faktoren ist die Größe des Kamerasensors. Diese Angabe findet sich mehr oder weniger deutlich in der Beschreibung jeder Kamera wieder. Typische Größen sind 1/3", 1/2.5", 1/2", 1/1.8" und 2". Die zweite Einflußgröße ist der Vergrößerungsfaktor des C-Mount-Adapters. Da die Sensoren der Kameras relativ klein sind verwendet man in der Regel Adapter mit Vergrößerungen < 1. Diese haben eine bildverengende Wirkung, wodurch der von der Kamera erfasste Bildausschnitt trotz kleinen Sensors ausreichend groß ist.

Die nachfolgende Darstellung zeigt nun konkret für einzelne Kameramodelle bzw. Sensorgrößen den erfaßten Bildbereich. Sie müssen hierzu ledigleich Kamera und Adapter einstellen. Als Bezug hierzu dient der durch die Okulare sichtbare Bildkreis.

Wieviele Pixel benötigt meine Kamera?

Die notwendige Kameraauflösung wird oftmals überschätzt. Soll die im sichtbaren mikroskopischen Bild enthaltene Information möglichst ohne Verluste auch im dokumentierten Bild enthalten sein, so genügt bei Verwendung des Adapters 0.5X zumindest beim Objektiv 40X eine Kamera mit 3 Megapixeln im Format 1/2" (z.B. Moticam 2300). Bei schwächeren Objektiven (z.B. 10X) benötigt man interessanterweise mehr Kameraauflösung um alle Informationen des Bildes zu dokumentieren. Dies liegt daran, dass bei diesen Objektiven die Auflösung weniger stark abnimmt, als dies bei der Vergrößerung der Fall ist. Soll überwiegend mit dem Objektiv 100X dokumentiert werden genügt sogar eine Kamera mit etwa 1,2 Megapixeln um weitgehend verlustfrei zu dokumentieren.

Oftmals (vermutlich meistens) ist es jedoch gar nicht erforderlich eine verlustfreie Dokumentation zu erreichen, da die zu dokumentierenden Sachverhalte nicht die komplette Auflösung erfordern. Dann ist es ratsam die Kameraauflösung auch auf die wirklich bestehenden Anforderungen zu begrenzen. Dies hat beim Speichern von Bildern den Vorteil kleinerer Dateien, die zudem leichter handhabbar sind. Zudem steigt mit abnehmender Auflösung auch die Bildfrequenz an. Das Livebild wird flüssiger dargestellt und es lassen sich bis zu einer Auflösung von etwa 1280X960 Pixeln Videos mit 15 Bildern und mehr aufzeichnen.

Muss es immer in Farbe sein?

Monochrome Kameras („Schwarzweiß-Kameras“) sind keinesfalls nur für Nostalgiker geeignet, die sich gerne an das erste Fernsehgerät der Großeltern erinnern wollen. In nicht wenigen Fällen sind monochrome Kameras sogar vorzuziehen. Dies ist dann der Fall, wenn auf die Farbe als Information verzichtet werden kann. Die Phasenkontrastmikroskopie ist hierfür ein typisches Beispiel. Die Vorteile monochromer Kameras basieren darauf, dass die Sensoren der Kameras zwar alle lichtempfindlich, aber zunächst völlig farbenblind sind. Zur „Farbwahrnehmung“ bringt man vor dem Sensor der Kamera ein Mosaik aus winzigen Farbfiltern an, die nur rotes, grünes oder blaues Licht passieren lassen. Jeder Filterbaustein befindet sich exakt vor einem Pixel des Sensors. Auf diese Weise können die einzelnen Pixel nur rotes, grünes oder blaues Licht wahrnehmen und der Sensor als solches wird farbsensibel. Hieraus ergeben sich jedoch einige Nachteile gegenüber monochromen Sensoren. Zum einen wird durch das Mosaikfilter das auf den Sensor treffende Licht reduziert und der Sensor faktisch weniger lichtempfindlich. Zum anderen nimmt die nutzbare Auflösung des Sensors ab, da für jedes Pixel nur ein Farbwert (Rot, Grün oder eben Blau) vorhanden ist und die beiden fehlenden Werte aus dem Umfeld dieses Pixels interpoliert werden müssen.

Allerdings empfiehlt sich bei der Verwendung einer monochromen Kamera der Einsatz eines IR-Filters, über den diese Kameras oft nicht verfügen. Ohne IR-Filter leidet der Bildkontrast, da die mikroskopische Optik nicht für das unsichtbare infrarote Licht korigiert ist. Andererseits läßt sich durch die zusätzliche Verwendung eines Grünfilters die Schärfedefinition deutlich verbessern, da die mikroskopische Optik für „grünes Licht“ besonders gut korrigiert ist. Der von Motic erhältliche grüne Interferenzfilter (25€ + Mehrwertrsteuer) ist hierzu absolut empfehlenswert. ein zusätzliches IR-Filter ist dann nicht mehr nötig und gerade im Phasenkontrast werden Bilder mit hervorragender Schärfe erhalten.