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USB (Universal Serial Bus)- Videokameras in der Mikroskopie - einfach viel zu langsam!

USB Kameras werden häufig als Okular-Kameras (Video-Okulare) oder mit einem C-Mount Anschluss angeboten. Die Ausstattung und die Qualität unterscheidet sich bei den unterschiedlichen Herstellern stark. Aber allen ist eines gemeinsam: Sie haben ein Bandbreitenproblem! Die digitalen Videokameras können Bilder in hoher Auflösung aufnehmen, aber leider können sie den Datenstrom nicht schnell genug zum Computer transportieren. Es kommt zum Datenstau und die Anzahl der übertragenen Bilder pro Sekunde sinkt massiv ab. Die jetzigen USB Verbindungen (USB1.1 und 2.0 ) stellen ein Nadelöhr für den Datenstrom dar. Der derzeit schnellste USB 2.0 Anschluss müsste mindestens um den Faktor 10x schneller sein, um flüssig eine Videosequenz in Echtzeit zum Computer übertragen zu können. In der Unterhaltungsindustrie ist für 2 Mega Pixelauflösung oder Full HD mit 1920×1080 Pixel bei 30 Bilder pro Sekunde eine Datenrate von 3960 Mbit/ Sekunde vorgesehen.

Die benötigte Bandbreite wird wie folgt berechnet: 1920 Pixel x 1080 Pixel x 36 Bit ( Farbtiefe pro Pixel) x 30 Bilder pro Sekunde = 2240 Mbit/ Sekunde

USB 2.0 Kameras stehen bei Auflösungen bis 10 Megapixel nur eine Datenrate von 480 Mbit/Sekunde zu Verfügung!

Die stark reduzierte Bildwiederholungsrate unter 10 Bilder pro Sekunde stellt ein Problem beim Scharfstellen des mikroskopischen Bildes dar.

Starke zeitliche Verzögerung erschweren die Wahl der optimalen Schärfenebene. Wählt  man eine geringere Auflösung ist die Schärfenebene wieder schwerer zu finden.

Fazit: Für den professionellen Einsatz sind USB Kameras in der Mikroskopie nur mit Vorbehalt zu empfehlen. Mit etwas Geduld und Fingerspitzengefühl lassen sich aber auch gute Resultate erzielen. Eine Alternative zu teuren HD Videokameras sind die neuen digitalen HD Spiegelreflexkameras wie z.B. die Canon EOS 5D II mit "Live View" und HDMI Ausgang . Im Videomodus liefern diese Kameras am HDMI Ausgang ein Echtzeitvorschaubild in  HD Qualität  (High Definition) . Der großformatige Sensor-Chip von digitalen Spiegelreflexkameras hat ein ausgezeichnetes Signalrauschverhältnis und eine Fotoauflösung von über 20 Mega Pixel.

Einsatz von digitalen Vollformat-Spiegelreflexkameras in der Mikroskopie