Material und Methode

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Alle anwendungsbezogenen Erprobungen meiner Verfahren wurden mit Leitz-Leica-Labormikroskopen durchgeführt. Die numerische Apertur der verwendeten Kondensoren betrug 0,9 (Trockensysteme). VHDK konnte mit Objekten in einem Vergrößerungsbereich von 2,5-fach bis 100-fach durchgeführt werden. Für VPDK und VPHK wurden jeweils 10- bis 40-fach vergrößernde achromatische und apochromatische Planobjektive (Trockensysteme) verwendet; die maximale numerische Apertur der Objektive betrug 0,75. Mikrofotografien wurden mit einer 7,1 Megapixel-Digitalkamera (Olympus Camedia-C 7070) und einer 5 Megapixel-Systemkamera von The Imaging Source (DFK 72 AUC02) aufgenommen; beide Kameras waren an Leitz-Leica Foto-Okularen adaptiert. Der Weißabgleich wurde von den verwendeten Kameras automatisch vorgenommen (Voreinstellung: Innenraumfotografie, Kunstlicht), so dass die Farbgebung der digitalen Mikrofotos mit dem visuellen Bildeindruck vergleichbar war. Daher waren alle Farben, welche in den hier gezeigten Mikrofotografien sichtbar sind, auch in den visuellen Beobachtungen vorhanden. Je nach Eigenschaft der gezeigten Objekte handelt es sich bei den sichtbaren Farben entweder um reale natürliche Farben oder um artifizielle Farben, hervorgerufen durch zweifarbige Lichtfilterungen oder Interferenzerscheinungen in entsprechend dünnen Objektpartien.

Die verwendeten Mikroskope werden in den Abbildungen 17 und 18 gezeigt. VHDK wurde mit einem Mikroskop Leitz/Leica „Dialux“ ausgeführt, welches mit einem Zernike-Universalkondensor bestückt ist (Abb. 17), VPDK und VHDK wurden mit einem Leitz/Leica-Mikroskop HM Lux 3 realisiert; dieses ist mit verschiedenen Schiebern ausgestattet, welche mit Lichtmasken versehen sind und in den Kondensor eingeführt werden können. Die Kameras, welche für Mikrofotografien oder Videoclips eingesetzt wurden, werden in den Abbildungen 19 und 20 gezeigt. Die Olympus Digitalkamera (Abb. 19) kann an einem Leitz/Leica-Vario-Fotookular montiert werden (Vergrößerungsbereich: 5- bis 12,5-fach), wenn sie am trinokularen Fototubus des Dialux-Mikroskops verwendet wird. Die Systemkamera von The Imaging Source (Abbildung 20) ist mit einem Leitz/Leica Fotookular Periplan GF 10x verschraubt; folglich kann dieses Okular mitsamt Kamera in den Stutzen jedes beliebigen Tubus eingesteckt werden (monokular, binokular, trinokular). In entsprechender Weise kann auch die Olympus Kamera an Stelle des vorerwähnten Vario-Okulars mit einem solchen Periplan GF-Okular verwendet werden, so dass letztlich beide Kameras an beiden Mikroskopen nutzbar sind.



         Abb. 17: Mikroskop Leitz/Leica Dialux                             Abb. 18: Mikroskop Leitz HM Lux 3










Fig. 19: Montage der Olympus Digitalkamera Camedia C-7070 am trinokularen Fototubus des Dialux-Microskops

1 = vertikaler Stutzen zur Aufnahme des Vario-Fotookulars
2 = Leitz/Leica Vario-Fotookular 5-12,5x
3 = Anschlusskabel für einen Elektronenblitz
4 = Adapterring zur Verschraubung von Kamera und Vario-Okular (Hersteller: Fa. Promicron, Deutschland)
5 = Olympus Vorschalt-Adapter (Zwischenring)
6 = Anschlusskabel des Olympus Netzteils für Akku-unabhängigen Betrieb



 















 


Fig. 20: Systemkamera (Aufsatzkamera) DFK 72AUC02 montiert an einem Leitz/Leica Foto-Okular Periplan GF 10x

Sämtliche neu entwickelten Methoden wurden anhand verschiedener ungefärbter transparenter Objekte getestet (Abdrücke von Schneeflocken, Kristallisationen von Alaun und Vitamin C, Gehäuse von Radiolarien und Kieselalgen, lebende Algen in Frischpräparaten, Insektenflügel, Dauerpräparate von Marinen-Borstenwürmern). Lediglich eine Abbildung, welche Foraminiferen in axialer Dunkelfeld-Beleuchtung zeigt, wurde unter Verwendung von Stacking-Software angefertigt. Ansonsten wurde keine Stacking -Software und ebenso auch keine Software zur Verbesserung des Dynamik-Umfanges (HDR- oder DRI-Software) verwendet. Folgerichtig zeigen die präsentierten Abbildungen ansonsten in Einzelaufnahmen die jeweiligen Objekte exakt so, wie sie auch in der direkten visuellen Beobachtung zur Darstellung kommen.


Material für VHDK:

Zur Erzeugung von konzentrischem VHDK wurden verschiedene Universal-Kondensoren für Phasenkontrast, ausgestattet mit einer hohen Zahl unterschiedlich ausgelegter Lichtringe mit ausgesuchten Objektiven kombiniert; in geeigneten Objektiven war der Durchmesser des jeweiligen optisch relevanten Objektiv-Querschnittes etwas größer als der Innendurchmesser des zugeordneten Kondensor-Lichtringes, und er war etwas geringer als der Außendurchmesser des betreffenden Lichtringes. Zusätzlich lag die Apertur des Kondensors über derjenigen des Objektivs. Auf diese Weise konnten verschiedene unterschiedlich vergrößernde Objektive selektiert und geeignet ausgelegten Lichtringen zugeordnet werden.

Die sonstigen Varianten des VHDK (Kondensor-basierte exzentrische und Blendenschieber-basierte Ausführungen) konnten mit beliebigen Objektiven realisiert werden, solange der Universal-Kondensor mit einem hinreichend groß dimensionierten Lichtring versehen war. Als Prototypen für Blendenschieber waren zwei unterschiedliche Konstruktionen verfügbar: Ein Schieber nach Art eines Doppelblendensystems gemäß Abb. 3 (siehe Kapitel „Prinzipien des VHDK“) und ein modifizierter Doppelblendenschieber, bei welchem eine der Blendenöffnungen mit einem Polfilter ausgelegt war.


Material für VPDK:

Als Prototypen für VPDK wurden diverse unterschiedlich dimensionierte Lichtringe hergestellt, welche mit Phasenkontrast -Objektiven unterschiedlicher Vergrößerung kombiniert wurden. Durchmesser und Breite der inneren Lichtringe, welche mit dem jeweiligen Phasenkontrastbild korrespondierten, waren an die Phasenringe der betreffenden Objektive angepasst, so dass Licht- und Phasenringe optisch kongruent waren. Die Durchmesser der externen Dunkelfeld-produzierenden Lichtringe wurden an die jeweiligen Durchmesser der Objektiv-Querschnitte so angepasst, dass sich die Dunkelfeld-erzeugenden Strahlen außerhalb des Objektivs projizierten. So ausgelegte Lichtringe wurden auf Schiebern montiert, wie in Abb. 8 gezeigt (vgl. Abschnitt „Prinzipien von VPDK“); die jeweiligen Schieber wurden in den Filterhalter eines Standard-Kondensors eingeschoben, so dass VPDK im durchfallenden Licht unter Verwendung eines normalen Mikroskops realisiert werden konnte, welches mit herkömmlichen Phasenkontrast-Objektiven bestückt war.

Als Prototypen für axialen VPDK wurden verschiedene andersartige Blendenschieber hergestellt, welche neben dem erforderlichen Lichtring für Phasenkontrast zusätzlich mit einer zentralen Perforation für axiale Dunkelfeld-Beleuchtung versehen waren; Beispiele werden in Abb. 10 gezeigt (siehe Kapitel „Prinzipien von VPDK“). Zusätzlich wurden Phasenkontrast-Objektive, welche herkömmliche Phasenringe enthielten, mit einem kleinen scheibenförmigen Lichtstopper in zentrischer Position bestückt, so dass sich der jeweilige Lichtstopper im Mittelpunkt des Phasenrings befand. Abb. 12 zeigt ein handgefertigtes zylindrisches Einschubelement mit einem geeigneten Lichtstopper, ausgelegt für ein Phasenkontrast-Objektiv von Leitz/Leica, welches sich als gut brauchbar erwies. Die Justierung des Lichtstoppers und der zugehörigen Kondensor-Lichtmaske wurde mit einer Phasenkontrast-Einstell-Lupe kontrolliert, wie in Abb. 13 gezeigt (siehe Kapitel „Prinzipien von VPDK“). In den dort gezeigten Beispielen konnte die Breite des Lichtringes und somit der relative Anteil des Phasenkontrast-Bildes mittels der Aperturblende reguliert werden.

In den verwendeten Lichtmasken konnten die beiden vorhandenen Lichtdurchlässe in unterschiedlichen Farben gefiltert werden, so dass zusätzliche Kontrasteffekte auf der Grundlage eines Farb-Doppelkontrastes erreichbar waren.


Material für VPHK:

Auch für variablen Phasen-Hellfeld-Kontrast wurden verschiedene unterschiedlich dimensionierte Lichtringe als Prototypen angefertigt und mit Phasenkontrast-Objektiven unterschiedlicher Vergrößerung kombiniert. Wie bereits beschrieben, waren die Größen der Phasenkontrast-Lichtringe mit den jeweiligen objektivseitigen Phasenringen abzustimmen, so dass diese beiden Elemente optisch konjugiert waren. Im ersten Konstruktionstyp einer Lichtmaske für VPHK wurde eine Perforation in der Mitte des Phasenkontrast-Lichtringes angebracht, so dass ein axiales Hellfeld-Bild hinzugefügt werden konnte. Andere Lichtmasken wurden anstelle eines axialen Lichtdurchlasses mit peripheren Perforationen versehen, welche außerhalb des Lichtringes für Phasenkontrast gelegen und für konzentrisch-periphere Hellfeld-Beleuchtung verwendbar waren. Die Durchmesser dieser externen Hellfeld -erzeugenden Perforationen wurden so an die Querschnittsfläche des Objektivs angepasst, dass sie sich in deren peripheren Bereich projizierten. In den verwendeten Prototypen wurde das Hellfeld-produzierende Licht rot und das komplementäre Phasenkontrast-erzeugende Licht blau gefiltert. So ausgestattete Lichtmasken wurden entsprechend Abb. 15 auf Schiebern montiert (siehe Abschnitt „Prinzipien von VPHK“). Diese wurden in den Filterhalter eines Standard-Kondensors eingeführt, so dass VPHK an einem herkömmlichen Mikroskop mit handelsüblichen Phasenkontrast-Objektiven verwendet werden konnte. Die Justierung der jeweiligen Lichtdurchlässe konnte mit einer Phasenkontrast-Einstell-Lupe kontrolliert werden, wie in Abb. 16 dargestellt (siehe Abschnitt „Prinzipien von VPHK“).



Letztes Update: 10.08.2012
Copyright: Timm Piper, 2012