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Fotoadapter (Fototubus) für Mikroskope und Stereolupen

Seit meinem unten abgebildeten Aufsatz in der Zeitschrift für Mykologie sind nun rund 11 Jahre vergangen, vieles hat sich verändert.
Während ich noch 1996 von Grabberkarten, unbefriedigenden Druckergebnissen und leistungsschwachen Computern berichtete, gehört dieses schon längst der Vergangenheit an. Heute wird zur Erstellung von Bildern oder Videos auf dem PC keine Grabberkarte mehr benötigt, die PC,s sind leistungsstark. Erste digitale Fotoapparate haben im professionellen Bereich schon die 30 Millionen Pixel erreicht, im nichtprofessionellen Bereich liegt die Pixelzahl schon bei 12 Millionen, mit steigender Tendenz. Damit ist der digitale Ausdruck von Postern im DIN A0 Bereich kein Problem. Die digitalen Drucker, drucken in einem Bereich von 4800 bis sogar 9600 dpi. Für die Zeit um 1996 eine Utopie, die ich erhofft habe. Meine Prognose, dass es in 10 Jahren kaum noch analoge Fotoapparate mit Filmentwicklung geben wird, ist nicht eingetroffen. Aber die Tendenz ist eindeutig, schon über 70% der heutigen Fotos sind digital.

Da die Nachfrage nach Fotoadapter (Fototubus) für Mikroskope und Stereolupen nicht kleiner, sondern erheblich größer geworden ist, habe ich mich entschlossen, meinen damaligen Artikel und die Zeichnung des von mir konstruierten Fotoadapters für Privatanwender zugänglich zu machen. Der Nachbau des Adapters wird ausdrücklich für Privatanwender von mir gestattet. Für den gewerblichen Nachbau des Adapters oder auch Nachdruck dieses Artikels oder Zeichnung ist meine ausdrückliche und schriftliche Genehmigung erforderlich.

Sämtliche Rohrteile sind aus Aluminium von mir gefertigt worden, die Innenbuchsen aus Hartkunststoff. Das Innenrohr ist von mir geschwärzt worden.

Viele digitalen Kameras im Konsumbereich  haben heute kein Gewinde mehr, dafür ist anstatt des von mir angegeben Gewinderinges eine Klemmvorrichtung für den jeweiligen Kameratyp herzustellen. Evtl. reicht aber schon  eine entsprechende leicht ansaugende etwa 30 mm lange Kunststoffbuchse aus, die das Kameraobjektiv umschließt, um die Kamera stabil im Fotoadapter (siehe Zeichnung Position 1) zu haltern. Diese Kunststoffbuchse muss im Adapter 1 eingepasst werden.

/Georg Müller 

Ganderkesee, den 21.10.2007

Veröffentlichung in der Zeitschrift für Mykologie (Band 62 (1): 1 – 96, Mai 1996)

Ganderkesee , den 02.01.1996

Videomikroskopie - eine Technik für Jedermann!

Als ich, bei der letzten DGfM Tagung in Papstdorf (1995), meinen Vortrag über die Videomikroskopie hielt, wurde ich am Anschluss daran von vielen Zuhörern gebeten, die Entwicklung, den Aufbau und die Technik der Videomikroskopie in der Zeitschrift  für Mykologie zu veröffentlichen.

Im August 1994 kaufte ich meine erste Videokamera (Sony H8 Typ 510, Zoom 12 fach). Ich ahnte noch nicht, welch enorme Möglichkeiten in dieser Technik für die Mikroskopie vorhanden sind. Bisher ist man allgemein davon ausgegangen, dass teure Videolaborkameras und Monitore für die Videomikroskopie erforderlich seien. Dieses ist vielleicht noch für die Zeit vor 3 Jahren richtig gewesen. Inzwischen hat sich die Computer- und Videokameratechnik so rasant weiter entwickelt, dass die teure Technik der Videolaborkameras und Monitore weitestgehend überholt bzw. eingeholt ist.

Zurück zu meiner Kamera, nachdem ich mir diese gekauft hatte, filmte ich auch Pilze. Das  gute Ergebnis überraschte mich. Meinem Ziel,  Pilze und Pflanzen zu filmen und davon Einzelbilder in einigen Jahren evtl. einmal halbwegs passabel farbig ausdrucken zu können, kam ich ein großes Stück näher. Im September 1994 beschloss ich die Videokamera für die Mikroskopie einzusetzen.

Mangels eines passenden Kameratubusadapters hielt ich die Kamera zunächst über den Fototubus des Mikroskops. Anfangs war ich sehr enttäuscht: Im Sucher der Kamera sah ich einen runden, hellen Kreis mit  sehr winzigen kaum kenntlichen Sporen darin. So beschloss ich, die Videokamera an unseren Fernseher anzuschließen. Das Mikroskopbild war nun auf dem Bildschirm zu sehen aber, die Sporen immer noch unkenntlich und mit dem so genanntem Tunneleffekt: es war immer noch als ein  kleiner heller Kreis, außen schwarz gerahmt,  mit den nach wie vor kleinen Sporen zu sehen. Diese waren zwar jetzt als solche kenntlich aber, es änderte das unbefriedigende Ergebnis nicht.

Vor einiger Zeit hatte ich einen Fotoapparat mit einem Mikroobjektiv preiswert gekauft, aber nie eingesetzt. Dieses Mikroobjektiv steckte ich nun auf den Fototubus und das Ergebnis war überwältigend. 10µ große Sporen waren auf meinem Fernsehbildschirm in ca. 15 cm Größe in einer sehr guten Qualität zu sehen. Diese Bilder nahm ich mit der Videokamera auf  und stellte Sie auf einer Inselexkursion im Oktober 1994 einigen Norddeutschen Pilzfreunden vor. Sie waren begeistert.

Der Einsatz des Mikroobjektives hatte allerdings einen Nachteil: ich konnte die Zoomfähigkeiten meiner Videokamera so gut wie gar nicht nutzen, ich war auf eine Abbildungsgröße beschränkt. Dieses änderte ich ab, in dem ich ein 10-fach-Okular anstatt des Mikroobjektives in den Fototubus des Mikroskops einsetzte. Nun war ich in der Lage einen kleinen Teilbereich des  Zooms der Videokamera zu nutzen. Aber das reichte mir noch nicht und so experemitierte ich weiter. Von Bekannten borgte ich mir alle möglichen Objektive und Linsen aber zu einem befriedigendem Ergebnis, um das Zoomen besser zu nutzen, reichte es nicht.

Nun schraubte ich ein Okular auf und entnahm die untere Linse. Die Linse befestigte ich vor dem Objektiv meiner Videokamera und hielt diese über den Fototubus, dass Ergebnis war überraschend gut. Endlich konnte ich das Zoom meiner Kamera weitestgehend nutzen. Nun fehlte nur noch ein geeigneter Fototubus wo ich a: ein Okular und b: verschiedene Linsen einsetzen konnte, denn der zum Mikroskop gehörende Fototubus war erheblich zu kurz. Durch den zu kurzen Tubus war es nicht möglich, das Bild gleichzeitig im Mikroskop und auf dem Bildschirm scharf zu stellen.

Durch Bewegen des Höhentriebs des Mikroskops war entweder das eine oder das andere Bild scharf zu stellen. Ich stellte nun die bestmöglichste Höhe für den Videomikroskoptubus fest und ließ mir diesen aus einem Aluminiumrohr anfertigen. Nun hatte ich den Abgleich zwischen Videotubus und Mikroskoptubus hergestellt. Weiter überlegte ich, wie ich denn meinen 5 Jahre alten  Computer, Typ DX 386 / 40 mit 8 MB Arbeitsspeicher, für die Videomikroskopie nutzen könne, denn es war wenig befriedigend in meinem Arbeitszimmer einen Computer mit Bildschirm stehen zu haben und einen Fernseher. Aber wie bewerkstelligen, da der Computermonitor eine ganz andere Technik hat als ein Fernseher.

Von Computerladen zu Computerladen bin ich gegangen um Abhilfe zu erlangen. Aber Fehlanzeige, man konnte nicht helfen. Fast schon resignierend hörte ich dann von einer technischen Möglichkeit, mittels eines zusätzlichen speziellen Computerbauteiles, der TV/Videokarte bzw. Grabberkarte. Diese Grabberkarten sind in der Lage einzelne Bilder von einem Videofilm oder direkt von der Camera in den Computer  einzubringen und zu digitalisieren (zusätzlich ist es auch möglich Fernsehprogramme zu empfangen). Im Mai 1995 kaufte ich mir eine solche, konnte das erste Mal Bilder von meiner Videokamera auf dem Monitor bestaunen und druckte nun  meine ersten Fotos, mittels eines Bildbearbeitungsprogramm (Corel Photo Paint 4)  mit einem Tintenstrahldrucker aus. Das Ergebnis konnte sich sehen lassen. Bilder standen nun sofort zur Verfügung, Filme kaufen, entwickeln und Bilder abziehen lassen sowie die dazu erforderliche Wartezeit entfällt.  Nachdem ich  im September 1995 einen neuen, dieses Mal Farbtintestrahldrucker (HP850 C), kaufte und damit meine ersten Fotos auf „Normalpapier“ in fast Fotoqualität druckte, wusste ich, dieser Technik wird die Zukunft gehören. Ein DIN - A - 4 Blatt farbig bedruckt kostet bei dem von mir benutzten Druckertyp nur ca. 0,25 DM in Schwarzweiß ca. 0,05 DM.

Das Fotografieren mit dem herkömmlichen  Photoapparat geht seinem Ende zu. Nach meiner Meinung wird es in ca. 10 Jahren herkömmlich Filme nicht mehr geben. Die ersten Digitalen Kameras sind schon auf dem Markt, allerdings noch relativ teuer. 

Aber zurück zu der Videomikroskopie. Nun fehlte noch die Möglichkeit, die Mikroobjekte zu messen. Dazu benutzte ich ein Messokular, dass in den Videotubus eingebracht wird, hier ist allerdings die Einschränkung des Zoomens gegeben. Daher arbeite ich mit einer einfachen Linse. In ca. 60 mm Entfernung  habe ich darunter eine Mess-Scheibe eines Okularmikrometers  angebracht (siehe Zeichnung). Dieses ist zwar schon eine erhebliche Erleichterung, doch die Maßskala kann beim mikroskopieren am Bildschirm  störend wirken. Ich hoffe, dass bald ein Messprogramm entwickelt wird, das in der Lage ist, per Computer die Mikroobjekte zu messen. Dieses Programm sollte in der Lage sein, per Tastendruck bzw.  per Maus, eine an den Vergrößerungsmaßstab angepasste Messeinrichtung (Messkreuz, verstellbare Rahmen) und eine ausfüllbare Maßtabelle einzublenden. Die gemessenen Mikroobjekte sollten bei der Messung gleich markiert werden, auch ein Vergleichsmaßstab ist mit einzublenden. Alle Punkte sollten dann abgespeichert werden können. Hier sind all diejenigen gefordert, die entsprechende Programmierkenntnisse haben, solch ein Programm zu erstellen. Dass solch eine Messung natürlich erheblich genauer ist als die herkömmliche Methode sei noch erwähnt.

Eine gute neue Videokamera kostet zwischen 800 und 1600 DM. Gebraucht werden solche Kameras mit ca. 300- 500 DM gehandelt. Eine entsprechende Videokarte kostet ca. 300- 1000 DM. In Kürze werden Videokarten überflüssig sein, weil auf den neuen Grafikkarten sogenannte Videomodule mit Grabbereinrichtung (Einzelbildabspeicherung) integriert werden. Die ersten Monitore mit Fernsehmodul sind ebenfalls seit ca. 2 Monaten auf dem Markt. Die Entwicklung in diesem Bereich (Multimedia) ist so rasant, so dass ich glaube, dass bei Erscheinen dieses Aufsatze vieles hier Beschriebene teilweise überholt bzw. schon zu kaufen sein wird. Eine versierte Beratung bei dem Kauf bzw. Umrüstung eines Computers ist ratsam.

Welche Möglichkeiten sich auch für uns auftun sei hier nur kurz angerissen: Sporen können wir z.B. in ca. einhundertfünfzigtausendfacher (und höher) Vergrößerung am Bildschirm ohne wesentlichen Qualitätsverlust ansehen und natürlich auch ausdrucken Dass  wir nicht mehr sehen können, als die Auflösung der Mikroskopoptik hergibt, sei erwähnt. Aber wir sehen durch die enorme Vergrößerung ohne wesentliche Verluste eben doch mehr als im Mikroskop. Dieses ist kein Widerspruch, da wir auf Grund der beschränkten Mikroskopvergrößerung nur bis zu einem gewissen Grad noch Kleinststrukturen sehen können, obwohl die Optik des Mikroskops mehr hergibt. Der Ausdruck einer Spore sollte z.B. nicht größer als ca. 1 - 4 cm sein weil hier die normalen Tintenstrahldrucker aufgrund ihres Auflösungsvermögens in der Druckqualität zu grobrastrig sind. Dieses ändert sich aber rasant. Während mein jetziger Drucker nur in der Lage ist, in Farbe 300 dpa zu drucken, sind heute die ersten Tintenstrahldrucker auf dem Markt, die 720 dpa mit einer Darstellung von 16,7 Millionen Farben (auch auf Normalpapier) drucken können. Hier kann schon von Fotoqualität gesprochen werden. Nächstes Jahr wird es Tintenstrahldrucker geben die dann mindestens 1000 dpa und einer Milliarde Farben drucken können. Der Preis dieser Drucker bewegt sich bei ca. 700 - 1000 DM. Es gilt aber gerade vor dem Neukauf von Computern und Druckern sehr genau einige Tests in Computerzeitschriften zu verfolgen. Da hier die Qualitätsunterschiede sehr groß sein können. Nicht jeder Farbdrucker kann z. B. auf Normalpapier ansprechende Ausdrucke liefern. Die Grafikkarte sollte in der Lage sein, eine Auflösung von mindestes 800 x 600 Punkten auf dem Monitor darzustellen. Optimal ist eine Auflösung von 1024 x 768 Punkten und höher. Der Computer sollte mindestens ein 386 DX 40 (der aber schon veraltet ist), mit mind. 15 Zoll Farbmonitor sein.  Besser ist ein Pentium 90 Computer, und höher, mit 16 MB Arbeitsspeicher (ca.2500 DM).

Dass die abgespeicherten Fotos auch im Computer per Fotobearbeitungsprogramm bearbeitet und beliebig vergrößert bzw. verkleinert werden können, sei noch erwähnt. Hier können Sie die Helligkeit, Schärfe, Farbe usw. bearbeiten. Auch Fotomontagen sind in Sekundenschnelle getätigt. Wir kennen doch alle  das Problem: Auf einem Objektträger sind z.B. nur wenige Sporen vorhanden und diese liegen noch weit auseinander. Ein Foto mit mehreren Sporen ist daher nicht möglich. Mit dieser Technik ist es nun leicht möglich mit Hilfe eines geeigneten Computerprogramms mehrere Bilder von einzelnen Sporen zu einem Bild mit mehreren Sporen zusammenzufassen und auszudrucken. Natürlich können in diesem Bild der Pilz und andere Mikromerkmale mit entsprechender Beschreibung abgebildet werden (siehe Foto).

Dass selbstverständlich auch per Computer diese Daten anderen Mykologen geschickt werden können (Datenautobahn) sei noch erwähnt. Bei entsprechender Geräteausstattung ist es auch heute schon  möglich kreuz und quer durch die ganze Welt mit anderen Mykologen in Verbindung zu treten, gemeinsam zu mikroskopieren und die Ergebnisse  zeitgleich zu besprechen.

Die Videokamera sollte mindestens ein 12 fach Zoom besitzen und evtl. eine manuelle Helligkeits- und Entfernungseinstellung zusätzlich aufweisen. Hier hat sich die Videokamera von Sony HI 8 Type 780 TR als sehr gut bewährt.

Bei der Linse  für den Videotubus  kommt es nicht unbedingt darauf an, dass man von einem teueren Okular die Linse entnimmt. Es ist auch möglich eine einfache Kunststofflinse, von z.B. einer preiswerten Lupe, einzusetzen. Ein gravierender Qualitätsverlust in der Abbildung ist nicht vorhanden, wie meine Tests mit Testdiatomeen ergaben. Die Vergrößerung der Linse sollte ca. mindestens 4- 5 fach betragen.

In der untenstehenden Zeichnung habe ich einen Videoadapter dargestellt, wie er von mir zurzeit verwendet wird. Die Länge des Adapters ist variabel einstellbar und ist somit für fast alle Mikroskope und auch Stereolupen geeignet. Dazu wird das Rohr 2 nach oben geschoben, bis der Abgleich hergestellt ist. Dann wird das Rohr mittels einer Feststellschrauben fixiert.

Da es meistens Probleme mit dem Anfertigen eines entsprechenden Kamerafiltergewindes gibt, nehme ich einen handelsüblichen Filter mit dem zum Kameraobjektiv passenden Gewinde, entferne die Filterscheibe und klebe das übrig gebliebene Filtergewindestück in den Adapter für die Aufnahme der Camera ein.

Die in der Zeichnung aufgeführten Kunststoffringe 4 - 6 dienen der Aufnahme der Linse, Messscheibe bzw. des Okulars. Die Linse ist, durch verschieben der Kunststoffbuchse 4 so weit wie möglich an die Linse der Camera zu positionieren. Die Kunststoffbuchsen müssen so gefertigt sein, dass diese schwergängig in dem Rohr bewegbar sind. Einmal eingestellt verbleiben diese an ihrer Position. Nun kann das Arbeiten mit dem Computer oder auch Fernseher beginnen.

Falls Interesse an einem Nachbau dieses Adapters besteht kann eine Fertigungszeichnung und Materialangabe von mir gegen eine Gebühr von 20 DM  erworben werden.

 

          Georg Müller

Anlage: Zeichnung