Christian Linkenheld
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Bei Mikroskopen mit Endlich-Optik erzeugen die Objektive direkt ein reelles Zwischenbild. Dieses läßt sich ausmessen und man gelangt im Vergleich zum ursprünglichen Objekt direkt zum Abbildungsmaßstab des Objektivs. Die Maßstabszahl läßt sich bekanntlich auch mathematisch mittels Division der optischen Tubuslänge (=Abstand zwischen der Austrittspupille des Objektivs und dem reellen Zwischenbild) durch die Objektivbrennweite ermitteln. Bei der Unendlich-Optik erhält man eine reelle Abbildung und somit den Abbildungsmaßstab erst durch die Kombination aus Objektiv und Tubuslinse.

 

Der Abbildungsmaßstab durch das System Objektiv & Tubuslinse
   

 

Die Brennweiten der Tubuslinsen sind herstellerspezifisch und liegen zwischen 164.5mm (Carl Zeiss) und 200mm (Leica, Nikon). Einen Abbildungsmaßstab von 10:1 erhält man bei einem Mikroskop von Carl Zeiss folglich mit einem Objektiv der Brennweite von rund 16.5 mm. Interessanterweise ist auf den Unendlich-Objektiven der Abbildungsmaßstab in der Regel als Vergrößerung wie bei einer Lupe angegeben (also z.B. 40x). Möglicherweise rührt dies aus der ursprünglichen Lupenwirkung des Objektivs im optischen System der Unendlich-Mikroskope.


Am Rande bemerkt:

Im Bereich der Endlich-Optik sind die Objektive fast durchgehend für eine mechanische Tubuslänge von 160mm ausgelegt. Sie besitzen das gleiche Gewinde ("RMS-Gewinde") und überwiegend eine Abgleichlänge von 45mm. Deshalb kann man prinzipiell die Objektive von Hersteller A auch an den Mikroskopen des Herstellers B verwenden. In Abhängigkeit von der Korrekturweise der chromatischen Vergrößerungsdifferenz, die ja erst durch die kompensierende Wirkung der Okulare behoben wird, muss man hierbei allerdings bisweilen mit bläulichen und gelblichen Farbsäumen besonders zur Bildperipherie hin rechnen. Von derartigen herstellerübergreifenden Kombinationen muss man bei der Unendlich-Optik völlig abraten. Das System aus Objektiv und Tubuslinse bildet hier eine funktionelle Einheit und die Objektive von Hersteller A lassen sich nicht brauchbar an Mikroskopen des Herstellers B mit dessen Tubuslinse verwenden.


 

Endlich- und Unendlich-Optik im Vergleich: der Lukenstrahlengang
   

 

Die Hersteller wären sicher nicht zur Unendlich-Optik gewechselt, wenn diese nicht gravierende Vorteile bieten würde. Die wichrtigsten Gründe, die für diese Art der Systemarchitektur sprechen sollen nachfolgend aufgeführt werden.

 

1) Keine Störung der Bildentstehung durch Filter oder Strahlteiler

 

Planparallele Bauelemente im Unendlich-Strahlenraum
   

 

2) Keine vorgegebene mechanische und optische Tubuslänge

 

Flexible Länge des Unendlich-Strahlenraums
   

 

Der Unendlich-Strahlenraum kann in seiner Länge variiert werden, ohne, dass sich Größe und Lage des Zwischenbildes in Bezug auf die Tubuslinse ändern. Hierdurch erreicht man beim Einbau zusätzlicher Elemente in diesem Bereich einen weiteren Zuwachs an Flexibilität.

 


Am Rande bemerkt:

Recht verbreitet ist die Annahme, dass der Unendlich-Strahlenraum fast beliebig lang werden kann, da die Strahlenbündel dort parallel ausgerichtet sind und nicht divergieren. Die vorangegangene Darstellung zeigt jedoch bereits, dass dies so nicht stimmt. Die vom Rand des sichtbaren Objektfeldes kommenden Strahlen laufen zwar untereinander parallel, das von ihnen gebildete Bündel ist jedoch gegen die optische Achse geneigt. Dadurch ist der vom Objektiv ausgehende Strahlenraum insgesamt leicht divergent und ab einem bestimmten Abstand zwischen Objektiv und Tubuslinse kommt es zu einer Vignettierung des Bildes.


 

3) Auskorrigiertes Zwischenbild

Bei Mikroskopen mit Endlich-Optik ist das Zwischenbild mit einem Abbildungsfehler, der chromatischen Vergrößerungsdifferenz, behaftet. Dieser Mangel muss durch ein nachgeschaltetes Element - in der Regel dem Okular - kompensiert werden. Für die visuelle Mikroskopie mit Okular ist das nicht sonderlich störend, da dieses ja kompensierend ausgelegt ist. Auch für die Dokumentation auf analogem Filmmaterial war dies hinnehmbar. Selbst das Kleinbildformat (36x24mm) ist noch so groß, dass das Zwischenbild (Ø z.B. 20mm) nicht direkt, sondern durch Vermittlung einer vergrößernden Optik auf den Film übertragen werden muss. Diese Optik ist dann wiederum mit kompensierender Wirkung versehen.

Mit dem Aufkommen elektronischer bzw. digitaler Dokumentationstechniken, die als Aufnahmefläche beispielsweise einen CCD-Chip besitzen hat sich diese Situation wesentlich geändert. CCD-Chips haben deutlich geringere Abmessungen als das Bild im Kleinbildformat. Deshalb kann es sehr sinnvoll sein das Zwischenbild direkt auf den Chip zu projizieren. Ein Mikroskop mit Endlich-Optik würde hierbei durch die vorhandene chromatische Vergrößerungsdifferenz keine wirklich brauchbaren Resultate liefern. Bei der Unendlich-Optik ist das Zwischenbild jedoch bereits völlig auskorrigiert und ohne chromatische Vergrößerungsdifferenz, da hier die Kompensation durch die Tubuslinse erfolgt. Deshalb kann man bei diesen Mikroskopen das Zwischenbild direkt zur Dokumentation "abgreifen".

 


Am Rande bemerkt:

Es soll in den unteren Preissegmenten auch einige Unendlich-Mikroskope geben, deren Zwischenbild noch nicht völlig auskorrigiert ist. Bei einem Neukauf sollte man ggf. nochmals direkt dieses Merkmal erfragen.


 

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06/03/2016