[TONI_B]

Vielleicht könnte der TO mal konkret sagen um welchen Abbildungsmaßstab es eigentlich geht und welche Genauigkeitsansprüche er hat, denn so stochern wir ein wenig im Nebel herum...

Auf die Angaben der Hersteller würde ich mich nicht verlassen und verstehe auch nicht was das mit den Randpixeln zu tun haben sollte.

Wie "wissenschaftlich" muss es sein?

Wenn ohnehin schon ein Objektmikrometer vorhanden ist, macht man möglichst viele Messungen, damit sich etwaige Fehler z.T. rausmitteln bzw. damit man sieht wie konsistent die Messungen sind. Und dass die Dicke der Striche bei einem Mikrometer nicht konstant ist, ist zwar nicht gut, aber das sollte nicht wirklich ein Problem darstellen: mittels EBV einen Linescan drüberlegen! Dann kann man mit Subpixelgenauigkeit arbeiten.

Also bitte ein bisschen mehr Fantasie ist angesagt...

[maceis]

Hallo nochmal,

Danke für Euer Interesse und die neuen Antworten.

Zunächst möchte ich noch einmal sagen, dass es nicht um irgendwelche wissenschaftliche Anforderungen geht, sondern um rein "hobbymäßiges" Eigeninteresse. Ich möchte auch noch einmal sagen, dass ich bereits gemessen habe und die daraus gewonnenen Erkenntnisse überprüfen und dabei alle mir zugängliche Informationen einfließen lassen möchte.

Die Frage nach dem Abbildungsmaßstab beantworte ich gerne etwas ausführlich und beschreibe mal das komplette System konkret.

Zur Anwendung kommt ein Differentialinterferenzkontrastmikroskop (Leitz Orthoplan mit entsprechender Ausstattung) mit einer speziellen Kameraadaption.

Für die Kameraadaption wurde ein speziell auf die verwendete Mikroskopoptik angepasste Optik aus einer alten Mikrosopkamera (Leitz Vario Orthomat Kamerasystem) verwendet, die ursprünglich für Aufnahmen mit klassischem analogen Kleinbildfilm entwickelt wurde. Diese Optik besteht aus einem Linsensystem, welches u. a. die Restabbildungsfehler der Mikroskopotik weitestgehend kompensieren soll, was auch sehr gut funktioniert. Das ganze wurde so umgebaut, dass ich die Kamera über eine T2-Anschluss anbringen kann.

Ich versuche mal den Beleuchtungsstrahlengang zu erklären, woraus sich dann auch die nominale Endvergrößerung ergibt. Ich muss allerdings einräumen, dass das schon an die Grenzen meines physikalischen Verständnisses geht.

Es geht los mit einer Beleuchtungseinrichtung, deren Licht über ein Linsensystem und Umlenkspiegel durch den Fuß des Stativs von unten eingespiegelt wird. Das Licht durchläuft dann zunächst eine Einrichtung, die aus zahlreichen Komponenten zur Zentrierung und Manipulation des Lichtes besteht. Die wichtigsten davon sind ein linearer Polarisatior, eine Verzögerungsplatte (λ/4), eine Aperturblende, ein Linsensystem (Kondensor) und ein Wollastonprisma.
Das so "manipulierte" Licht durchläuft das beobachtete Objekt und tritt dann in das Objektiv ein. Für diese Art der Beobachtung verwende ich Objektive mit nominalen Vergrößerungsmaßstäben 25x, 40x und 100x.
Das Licht durchläuft dann ein weiteres Wollastonprisma, eine Tubusoptik mit einem Vergrößerungsmaßsstab von nominal 1,25x und einen weiteren Linearpolarisator.
Im Kopf wird das Licht über Prismen aufgespaltet.
20% gelangen in den Beobachtungsstrahlengang. Das entstehende virtuelle Zwischenbild kann ich dann über Okulare mit einer Vergrößerung von 10x betrachten.
80% gelangen in die Ortomathoptik. Die kleinste Nachvergrößerung (es ist ein Zoomsystem), mit der ich bisher auch gemessen habe, beträgt 2:1.
Über ein zweistufiges System können die beiden Abbildungen parfokal justiert werden, damit das Kamerabild über die Okulare scharfgestellt werden kann.

Für das 40x Objektiv sieht die rechnerische Endvergrößerung dann so aus:
40 x 1,25 x 2 = 100
Messtechnisch ermittelt habe ich eine Bildbreite (bei 6.000 x 4.000 im ARW Format) von 239 µm.
Daraus ergäbe sich eine Sensorbreite von 23,9 mm.
Laut Sony Datenblatt ist der Sensor 23,5 mm breit, was einer Abweichung von sehr akzeptablen 1,70 % entspricht.

Und jetzt stelle ich mir die Frage, ob die 23,5 mm Sensorbreite den 6.000 Pixeln entspricht oder ob das vielleicht verkaufsfördernd geschönten Angaben sind.
Wenn die 6.000 Pixel beispielsweise nur 23,0 mm auf dem Sensor entsprechen, läge die Abweichung bei (immer noch brauchbaren) 3,91 %.

Nochmal: Die ganze Fragestellung hat eigentlich keinen tieferen Sinn, als meine persönliche Neugier. Mir ist auch völlig bewusst, dass die unvermeidbaren Abweichungen viel Gründe haben können. Die Vergrößerugsmaßstäbe der Mikroskopkomponenten sind z. B. sicher auch nicht auf die Kommastelle genau. Die Manipulation durch die oben beschriebenen Prismen etc. können zu Verzerrungen führen usw.

Ich hoffe, ich konnte mit meinen Ausführungen klarmachen, worauf meine Frage abzielt.

Viele Grüße
Martin

[usch]

Da wirst du Sony fragen müssen, nicht uns. Wir kennen ja auch nur die veröffentlichten technischen Daten. Und da ist nirgends dokumentiert, worauf sich die angegebene Sensorgröße bezieht:

• Den kompletten Chip inklusive Ausleseelektronik, Kontaktierung usw.?
• Den Brutto-Pixelbereich von 24,7 MP inklusive der nicht genutzten Ränder?
• Den in den Raw-Dateien gespeicherten Ausschnitt von 6024x4024 Pixeln?
• Den nominalen Bereich von 6000x4000 Pixeln?

[TONI_B]

Für die Objektive gilt eine Toleranz von 5%. D.h. du bist mit deinen 1,7% ohnehin im richtigen Bereich.

Wie hast du die 239µm ermittelt? Mit dem Objektmikrometer? Dem würde ich mehr trauen als den Angaben der Vergrößerungen bei den Objektiven - speziell bei den Zwischenoptiken!

D.h. wenn du bei mehreren (vielen) Messungen mit dem Objektmikrometer den Abbildungsmaßstab (in Pixel/µm) bestimmt hast, kannst du auch auf die effektive Vergrößerung schließen, die du erreichst.

Aber nicht über die Gesamtanzahl der Pixel des Sensors, sondern eben über Bilder, wo du per EBV die Anzahl der Pixel bestimmst, die auf zB. 100µm abgebildet werden.

Die Vergrößerung ist ja über den Abbildungsmaßstab und nicht unbedingt über das Bildfeld definiert.

Also: Bestimmung der Pixel pro µm und alles ist im Lot...

[DiKo]

Moin,

angegeben ist zumindest für den IMX271AQR die Diagonale des aktiven Bereichs: 28,4mm
Der aktive Bereich umfasst die 6024x4024Pixel, die auch im RAW gespeichert werden.
Der Pixel sind als quadratisch angegeben, von daher ist der Rest jetzt Rechenarbeit.

Dieser oder eine Sony-interne Variation davon ist der Sensor, der in den neueren APS-C Kameras seit 2018 verbaut worden ist.

Gruß, Dirk

[maceis]

Hallo zusammen,

Zitat von usch

Da wirst du Sony fragen müssen, nicht uns. Wir kennen ja auch nur die veröffentlichten technischen Daten.

Hast Recht, danke. Hätte ja sein können, dass jemand mehr gefunden hat als ich.

Zitat von TONI_B

Wie hast du die 239µm ermittelt? Mit dem Objektmikrometer?

Ja, auf Grundlage einer 0,1 mm Skala.

Zitat von TONI_B

Also: Bestimmung der Pixel pro µm und alles ist im Lot...

Genau so mache ich es seit einiger Zeit mit meinem anderen Mikroskop und werde wohl auch dabei bleiben.

Ich danke Euch allen.
Viele Grüße
maceis

[TONI_B]

Zitat von maceis

Genau so mache ich es seit einiger Zeit mit meinem anderen Mikroskop und werde wohl auch dabei bleiben.

Ist sicher besser so, denn die Angabe der Hersteller, sowohl vom Chip als auch von den Mikroskopobjektiven sind ja nur von beschränkter Genauigkeit. Wie gesagt: Objektive 5% Toleranz und bei der Pixelgröße der Sensoren ist es halt nicht egal, ob 4,76 oder 4,77µm pro Pixel. Da ist deine Messung mit dem Objektmikrometer sicher genauer!

[zigzag]

Also, wenn ich es jetzt richtig verstehe machst Du mit einem Mikroskop DIC / Normarski aufnahmen .

Hier ist es Standard, die Auflösung zu messen. Zuvor möchte das System aber auch ordentlich geköhlert werden. Hier der erste Treffer bei Google: (klick). Auch bedarf das einstellen des Prismas schon etwas Übung. Und nicht vergessen den passenden Filter im Kondensor zum Objektiv zu wählen, sonst hast Du kein richtiges DIC. Hier steht auch auf dem Objektiv welcher dies ist (DIC II oder DIC III).

Ansonsten sprechen wir in der Mikroskopie nicht von einer Vergrößerung, sondern von Auflösung. 100x ist halt nicht gleich 100x. Bei Mikroskopobjektiven ist die NA (Numerische Apertur) weitaus interessanter. Sie beschreibt, kurz gesagt, wie viel Licht das Objektiv einsammeln kann (Öffnungswinkel) und berücksichtig auch das Immersionsmedium (Luft, Wasser oder Öl). Bei Durchlicht kommt noch die NA des Kondensors dazu. Hier ist eine Übersicht, welche Zahl auf dem Objektiv was bedeutet (Zeiss Campus). Auf der Seite gibt es noch eine Menge mehr interessant Artikel zu Mikroskopen und Techniken.

So, was kann ich Dir jetzt raten
Nachdem Du das Mikroskop geköhlert hast, und Dir sicher bist, dass Du das Objektiv richtig verwendest (benötigst Du z.B. Wasser zwischen dem Objektiv und Deiner Probe?), machst Du erneut Aufnahmen von Deinem China-Maßstab.

Das fertige Bild öffnest Du mit Fiji bzw ImageJ (DAS Standard Programm für Mikroskopie Bilder) (Klick). Wenn Du das Bild geöffnet hast, dann benutzt Du das Linien Tool und ziehst eine Linie durch Deinen Maßstab. Am besten Durch mehrere der Linien. Beim ziehen der Linie hältst Du die Shift Taste gedrückt. So wird die Linie gerade. Danack drückst Du STRG (o. CTRL) + K. Damit erstellst Du einen Plot mit mehreren "Peaks". Hier kannst Du nun von Peak zu Peak messen (wieder mit shift). Diesmal nur von einem Paek zum nächsten. Danach drückst Du STRG + M und bekommst eine Messung. Unter "Length" (ganz rechts in der Tabelle), siehst Du nun wieviele Pixel es von Peak zu Peak sind. Wenn Du mehrere Messungen machst, dann kannst Du das Ergebnis auch mitteln.

Wenn Du nun Deine eigentlichen Aufnahmen mit Fiji öffnest, dann kannst Du über SRTG+Shift+P die Eigenschaften des Bildes öffnen. Hier kannst Du nun Deinen gemessenen Wert für die Pixel angeben. Und jetzt kannst Du in Dein Bild mittels Analyze>Tools>ScaleBar einen Maßstab in Dein Bild einfügen.

Ist alles einfacher als es klingt ;-)

[TONI_B]

Ja, genau! Ich mache die LineScans auch mit ImageJ.

Und bezüglich "Nomarksy" kommen Erinnerungen hoch: wie viele Stunden habe ich am Mikroskop verbracht und habe damit Schichtdickenbestimmungen durchgeführt während meiner Zeit an der Uni!?

[usch]

Zitat von DiKo

angegeben ist zumindest für den IMX271AQR die Diagonale des aktiven Bereichs: 28,4mm

"Diagonale des aktiven Bereichs" steht da nicht. Da steht "Image Size", und danach auch wieder drei verschiedene Pixelzahlen ohne nähere Angabe, auf welche davon sich die "Image size" denn jetzt bezieht.

Der Pixel sind als quadratisch angegeben

Genauer gesagt mit 3,91µm x 3,91µm. Unter der Annahme, daß das nicht die Öffnung der Bins ist, sondern der Pixelabstand, wäre das ja gerade der gesuchte Wert.