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Sind normale Stereomikroskope für eine qualitativ hochwertige Fotodokumentation geeignet?

95% aller Stereomikroskop sind entweder nach dem Greenough-Prinzip oder nach dem Fernrohr-Prinzip (Abbe-Prinzip) aufgebaut. Sie liefern gute bis sehr gute Resultate bei visueller Betrachtung. Wird jedoch eine digitale Fotoeinrichtung auf ein herkömmliches Stereomikroskop montiert, so ist man meist von der Qualität der Fotos enttäuscht. Besonders beim Greenough-Prinzip  ist die Differenz zwischen der visuell  wahrgenommenen Bildqualität und dem Foto besonders groß. Wie entsteht ein solcher Unterschied? Ist das menschliche Auge der Kamera überlegen?

Um diese Frage zu beantworten, muss man etwas weiter ausholen.

Das Greenough-Prinzip:

Stereomikroskope nach der Greenough-Konstruktion haben zwei voneinander vollständig getrennte Strahlengänge. Mit einer Winkeldifferenz von 15°, die durch zwei in einer gemeinsamen Fassung befindlichen Objektive erzeugt werden, treffen sie auf das Objekt auf. Durch den  Strahlengang und den Winkelversatz kann das menschliche Gehirn ein dreidimensionales Bild zu erstellen. Schließt man ein Auge und schaut noch einmal durch das Mikroskop, kann man feststellen, dass das Bild nur in der Mitte einen optimal scharfen Bereich hat. Links und rechts vom Zentrum zeigt sich eine Unter- bzw. Überfokussierung, also eine ausgeprägte Unschärfe. Speziell bei planen Objekten wie beispielsweise histologischen Schnitten, geologischen Steinschliffen oder bei  flächigen elektronischen Bauteilen ist dieser Effekt besonders auffällig. Je größer der Strahlengangwinkel, desto stärker der beschriebene Effekt. Optische Systeme haben physikalisch bedingt nur eine begrenzte Schärfentiefe. Lediglich in einem schmalen Bereich werden beim Greenough-Stereomikroskop die Strukturen optimal scharf abgebildet. Mit steigender Vergrößerung des Mikroskops wird dieser Bereich immer kleiner. Da die Strahlen stets mit einem festgesetzten Winkel von 15° auf das Objekt auftreffen, kommt es immer zu einem Schärfegradienten über das gesamte Bildfeld.

Mit einem einfachen Trick kann man die Bildqualität der Fotodokumentation bei planen Objekten steigern. Indem man die Objektebene um 7,5° kippt, kann der Winkelversatz ausgeglichen werden. Durch dieses Neigen sollte das Präparat im rechtem Winkel zum Strahlengang stehen. 

Das Fernrohr-Prinzip

Stereomikroskope nach der „Fernrohr Bauweise" (Abbe-Prinzip)  sind flexibler als die oben genannten Greenough-Mikroskope. Bei diesem Konstruktionstypus gibt es kein Doppelobjektiv, stattdessen hat es lediglich ein Objektiv von großem Durchmesser, durch das die Strahlengänge sowohl für das linke als auch für das rechte Auge verlaufen.  Durch das gemeinsame Hauptobjektiv kommt bei visueller Betrachtung kein richtig plastischer Eindruck wie bei den Greenough-Instrumenten zustande. Dies wirkt sich besonders bei Arbeiten unter dem Mikroskop wie z.B. bei Präparationen nachteilig aus. Die Schwachstelle dieses Systems liegt im Verlauf des Strahlengangs im Objektiv. Durch die gemeinsame Nutzung nur eines Objektivs, muss der Randbereich der Optik zur Bildentstehung verwendet werden. das Zwischenbild befindet sich in unendlicher Entfernung. Der zentrale, hochwertige Bereich des Objektivs bleibt leider ungenutzt. Physikalisch bedingt  weist jedoch der zentrale Teil der Objektivlinse weniger optische Fehler als der Rand der Linse auf. Bei Fotodokumentation erhält man eine nur mäßige Bildqualität, trotzdem sind Mikroskope nach dieser Bauweise für die Mikrofotografie besser geeignet als Greenough-Mikroskope.

Fazit:

Stereomikroskope nach dem teureren Fernrohr-Prinzip sind zwar besser als Greenough-Mikroskope für die gehobene Fotodokumentation mit Film- oder Digitalkamera geeignet, aber auch sie liefern keine optimalen Ergebnisse. Sämtliche große Hersteller bieten spezielle Lösungen für die Mikro- und Makrofotografie an. Diese Instrumente sind jedoch im Hochpreisniveau  ab  10.000 € angesiedelt.

Die LM Makroskope mit parallaxenfreiem, zentrischem Strahlengang und hochwertiger Präzisionsoptik ersetzt in der Fotodokumentation alle herkömmlichen Stereomikroskope mit parallelen, nicht zentrischen Strahlengängen

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