Mikrofotos im Eigenbau

Sun 2014-03-09

Im Folgenden zeige ich kurz, wie ich als proof of concept eine 15€-Webcam an mein Dialux-Mikroskop angebaut habe, um damit ein Echtzeit-Bild in den Laptop zu bekommen.

Motivation

Eine professionelle Kameraausstattung für die Mikroskopie geht schnell ins Geld, und selbst eine mit Adaptern angschlossene Spiegelreflexkamera bringt noch nicht zwangsläufig ein Bild in Echtzeit auf den Computer.

Es ist zwar behelfsweise möglich, mit einer digitalen Kompaktkamera durch ein Okular zu fotografieren, allerdings birgt dies die Gefahr des Verwackelns, außerdem sind so Serien- oder Zeitrafferaufnahmen nur schwierig durchzuführen. Weiterhin stört sich auch oft der Autofokus der Kamera mit der Fokussierung durch die Mikrometerschraube des Mikroskops.

Die Idee ist nun, eine einfache Webcam vom Elektro-Discounter so an ein Mikroskop zu montieren, dass ein möglichst gutes Bild an den Computer übertragen wird.

Aufbau der Hardware und Software

Bei der Webcam handelt es sich um eine VF0520 Live! Cam Sync von Creative. Diese hat eine fixe Brennweite und liefert Video in der Auflösung 640x480 bei 30 fps. Außerdem unterstützt sie den UVC-Standard, wodurch sie (auch unter Linux) out-of-the-box funktioniert.

Die Webcam ist an der Hinterseite einer Filmdose (Boden herausgeschnitten) festgeklebt. In meinem Fall ist der Innendurchmesser der Filmdose ein wenig größer als der Außendurchmesser des Okulars. Deshalb wurde das Okular mehrfach mit einem Streifen Papier umwickelt, so dass sich die Kamera aufstecken lässt. Der richtige Abstand wird durch Ausprobieren ermittelt (hier ungefähr 5 mm).

Kamera am Okular von der Seite

Kamera am Okular von oben

Um das Ganze im richtigen Winkel zu fixieren ist Klebeband hilfreich.

Softwareseitig wird das Open-Source-Programm guvcview verwendet, mit dem ein Live-Bild der Kamera betrachtet, diverse Kamera-Parameter (Helligkeit, Kontrast, Schärfe etc.) geregelt und Bilder sowie Videos gespeichert werden können.

Aufbau mit Laptop

Bewertung

Sieht man von der geringen Auflösung der Bilder ab, so sind doch erstaulich gute Ergebnisse zu erzielen. Dies gilt vor allem für Auflichtbilder bei geringen Vergrößerungen.

Allerdings kommt der CCD-Sensor der Kamera schon mit sehr wenig Licht aus, bei dem mit bloßem Auge kaum etwas zu erkennen ist. Andererseits ist der Sensor bei Lichtmengen, wie sie bei normaler Betrachtung vorkommen, vollkommen überfordert und das Bild wird komplett weiß. Hier könnte ein Graufilter abhelfen.

Beispielbilder

Ein NaCl-Kristall

Ein Kristall aus auskristallisierter NaCl-Lösung.

Alaun-Kristalle

Viele nadelförmige Alaun (?) Kristalle.

Eine Braschensaite

die D-Saite einer Bratsche, gespielt.

Verschliessene Saite

Die gleiche Saite, mit Verschleißspuren.

Luftblasen

Luftblasen in der Salzlösung vom ersten Bild.

Alaunkristall 1

Alaunkristall 2

Zwei Bilder von Alaunkristallen.

NaCl-Kristall, zum Teil aufgelöst und wieder kristallisiert

Zum Teil angelöstes und wieder auskristallisiertes NaCl.

Ausblick

Als nächste, weniger provisorische Ausbaustufe ist geplant, eine Webcam mit höherer Auflösung (»HD«) an den Fototubus des Mikroskops anzbauen.

Tags:

This text by Ludger Sandig is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.