Aeskulap-Stab
Einleitung
Auflösung und 
 Tiefenschärfe
Prinzip des 
 Luminanzkontrastes
Modifikation von 
 Linsenobjektiven
Verwendung von  
 Spiegelobjektiven
Beleuchtungsapparat
Material und  
 Methode
Ergebnisse
Technische 
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 Spiegelobjektive
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Modifikation von 
  Linsenobjektiven

Wenn herkömmliche Linsenobjektive für Lumianz-Kontrast verwendet werden sollen, müssen diese speziell umgestaltet werden. Vorzugsweise in der hinteren Brennebene des Objektivs ist eine kleinflächige kreisförmige lichtabsorbierende Platte einzulassen, welche in der Regel zentrisch und kongruent zur optischen Achse platziert wird. Die Fläche dieses Lichtabsorbers sollte etwa 10 – 20 Prozent der inneren Querschnittsfläche des Objektivs betragen. Der Lichtabsorber sollte aus einem nicht reflektierenden schwarzen Material bestehen. Abb. 4 zeigt schematisch die Umrüstung eines 40-fachen Hellfeldobjektivs und den resultierenden Strahlengang für Luminanz-Dunkelfeld.

 

 

 

 

Abb. 4:
Achromatisches Objektiv 45x/0.65, modifiziert für Luminanz-Kontrast, planparralele Platte mit zentrischem Lichtabsorber in der hinteren Brennebene, vereinfachter Strahlengang für Luminanz-Dunkelfeld.
AB = Aperturblende, OT = Objektträger

 


 

Die zentrische Anordnung des Lichtabsorbers kann als potentieller Nachteil der Methode betrachtet werden, da in diesem Fall die axialen Strahlenkomponenten nicht zur Bildentstehung beitragen.

Unter diesem theoretischen Aspekt könnten andere technische Realisationsvarianten vorteilhaft sein. So könnte anstelle der vorerwähnten zentrisch anzuordnenden kreisrunden lichtabsorbierenden Platte ein nicht transparenter Ring als Licht-Absorber in ein solches Objektiv eingelassen werden, der in gleicher Weise wie ein Phasenring in einem herkömmlichen Phasenkontrast-Objektiv zu montieren wäre. Wie im Phasenkontrast üblich ist der Kondensor mit optisch kongruenten Lichtringen auszustatten (Abb. 5a); alternativ kann der Kondensor auch punktuelle oder sektorale Lichtblenden enthalten (Abb. 5b).

 

 

 

 

Abb. 5:
Alternative Konstruktionen mit ringförmigen Lichtabsorbern (Schemata modifiziert nach 7)
a: Luminanz-Dunkelfeld, konzentrische Beleuchtung
b: Luminanz-Dunkelfeld, exzentrische Schrägbeleuchtung
1 = Lichtquelle
2 = Lichtblendenring (a) bzw. punktueller Lichtdurchlass (b)
3 = Kondensor
4 = Objekt
5 = beleuchtende Strahlen
6 = bildgebende Strahlen (vom Objekt gebeugt od. reflektiert)
7 = ringförmiger Lichtabsorber im Objektiv
8 = Okular mit Zwischenbild
9 = Auge


 

Wenn die Lichtstrahlen, welche von der jeweiligen Blende des Kondensors ihren Ausgang nehmen, von dem objektivseitigen Ringabsorber vollständig geblockt werden, entsteht Luminanz-Dunkelfeld. Abb. 5a zeigt den zugehörigen Strahlengang unter Verwendung eines Phasenkontrast-Kondensors mit bauüblichen Ringblenden.

Wenn dies kondensorseitige Ringblende durch eine punktuelle Lichtblende ersetzt wird, verläuft der beleuchtende Strahlengang nur noch aus einer Richtung zum Objekt, so dass sich eine Schrägbeleuchtung ergibt. Hieraus resultieren zusätzliche 3 D- bzw. Relief-Effekte (Abb. 5b).

Luminanz-Phasenkontrast kann bei dieser Anordnung erreicht werden, wenn der kondensorseitige Lichtring und der ringförmige Licht-Absorber im Objektiv leicht gegeneinander verschoben werden, so dass ein schmaler Bereich des beleuchtenden Strahlenbündels nicht innerhalb des Objektivs absorbiert wird. Eine vermehrte Dreidimensionalität (Luminanz-Interferenzkontrast) kann in gleicher Weise entstehen, wenn anstelle der kondensorseitigen Ringblende eine punktuelle oder sektorale Lichtblende innerhalb des Kondensors leicht gegen den objektivseitigen Absorber verschoben wird.

Trotz dieser plausiblen theoretischen Betrachtungen können in der praktischen Durchführung gravierende Probleme entstehen, wenn ein ringförmiger Lichtabsorber anstelle eines kleinflächigen, zentrisch angeordneten Absorberplättchens im Objektiv montiert wird. Nach den bisherigen praktischen Erprobungen ergibt sich nämlich bei ringförmigen Lichtabsorbern eine deutlich verschlechterte Bildqualität, obwohl bei dieser Variante die zentralen Strahlenkomponenten nicht länger absorbiert werden. Als Grund hierfür kommt in Betracht, dass die Gesamtfläche eines ringförmigen Absorbers in den meisten Fällen deutlich höher liegt als die Fläche eines kleinen, runden Absorbers in der Mitte des Objektivs (höheres “Missing Disc-Phänomen”). Hieraus können Kontrast- und Schärfeverluste resultieren. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass gerade auch die parazentralen Strahlenkomponenten innerhalb eines Objektivs für die Bildentstehung von Bedeutung sind; speziell diese Komponenten werden jedoch kompromittiert, wenn eine lichtundurchlässige Ringblende montiert wird. Auch dies kann zu den erkennbaren Qualitätsverringerungen beitragen.

Die erwähnten Nachteile könnten bei zukünftigen Entwicklungen ggf. reduziert werden, wenn Geometrie und technische Auslegung ringförmiger Lichtabsorber weitergehend optimiert würden. So wäre beispielsweise möglich, dass sich die vorbeschriebenen Qualitätsverringerungen reduzieren lassen, wenn die ringförmigen Lichtabsorber hinsichtlich ihres Durchmessers und ihrer Breite so gering wie möglich gehalten würden (minimiertes “Missing Disc”).
 

Copyright: Jörg Piper, Bad Bertrich, Germany, 2007
 

 

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