Schiefe Beleuchtung

Bei normaler Hellfeldbeleuchtung wird das Präparat von allen Seiten gleichmäßig beleuchtet. Wenn das Licht nur von einer Seite kommt, spricht man von schiefe Beleuchtung. Bei schiefe Beleuchtung fehlt ein Großteil des Lichts, das normalerweise direkt und ganz vertikal durch das Präparat fällt. Die Belichtungstechnik ist sehr alt und wurde in der Vergangenheit verwendet, um die Sichtbarkeit von kontrastarme Objekte zu erhöhen.

Bei schiefe Beleuchtung werden sowohl der Kontrast als auch die Auflösung erhöht. Es gibt oft einen pseudo-dreidimensionalen Effekt, der Strukturen Tiefe verleiht und sie sichtbarer macht.

Schiefe Beleuchtung kann auf viele verschiedene Arten erreicht werden. Durch einfach ein Finger zwischen Lichtquelle und Kondensor zu halten entsteht schon eine Art schiefe Beleuchtung. Grundsätzlich ensteht durch jeder Eingriff in den Strahlengang, der zu einer ungleichmäßigen Beleuchtung führt, eine schiefe Beleuchtung. Eine bewährte Methode zur schiefe Beleuchtung ist eine Dunkelfeldblende oder die Verwendung von ein Phasenkontrastkondensor. Und auch eine zusätzliche Linse (Hilfslinse) unter dem Kondensor kann beim Verschieben eine gute schiefe Beleuchtung liefern.

Für die folgenden Tests wurde ein Präparat von Pleurosigma angulatum und ein Zeiss-Winkel Achromat 40/0.65 verwendet. Für ein 40/0.65 Objektiv ist Pleursigma angulatum ein kritisches Objekt; bei falschen Einstellungen der Aperturblende ist die Porenstruktur dieser Kieselalge nicht mehr gut sichtbar. Es ist daher ein gutes Objekt um das Auflösungsvermögen eines 40/0.65 Objektivs zu überprüfen. Die Experimente wurden mit einem Zeis Standard GFL und einem NA 0.9 Abbe Kondensor durchgeführt. Die schiefe Beleuchtung wurde auf verschiedene Weisen durchgeführt, wobei jedes Mal ein anderes Teil verschoben wurde. Beim experimentieren mit schiefe Beleuchtung ist es wichtig, die Leuchtfeldblende und die Aperturblende immer vollständig zu öffnen. Während des Tests ist es auch wichtig, ein Phasenteleskop zu verwenden, um die Beleuchtung in der Apertur des Objektiv zu beobachten und aufzuzeichnen, damit dieselben Einstellungen später wiederholt werden können. Das Ausmaß der Verschiebung von ein Teil und die Höhe des Kondensors wirken sich drastisch auf das Ergebnis aus, und es ist wichtig, so viel wie möglich damit zu experimentieren. Abbildung 1 zeigt einige Teile der Standard GFL, die zur Manipulation der Belichtung verwendet wurden.

Abb.1. Einige Methoden womit schiefe Beleuchtung erreicht werden kann. A: Dunkelfeldblende mit 18 mm durchmesser im Filterhalter. B: Hilfslinse dezentrieren. C: Filterhalter im Strahlengang positionieren. D: Kondensor Klapplinse ein wenig kippen.

Die folgenden Bilder von Pleurosigma angulatum wurden aufgenommen, indem die schiefe Beleuchtung auf verschiedene Weisen durchgeführt wurde. Die Auswirkung jeder Methode auf die Beleuchtung der Apertur des Objektivs wurde durch ein Phasenteleskop fotografiert und ist in Abbildung 5 zusammengefasst (nummeriert von 1 bis 6).

Abb.2. Pleurosigma angulatum bei normaler Hellfeldbeleuchtung (links, Einstellung 1) und schiefe Beleuchtung mittels eine Dunkelfeldblende im Filterhalter (rechts, Einstellung 2). Rechts ist die Feinstruktur dieser Diatomee viel besser sichtbar.

Abb.3. Schiefe Beleuchtung durch Dezentrierung der Kondensor (links, Einstellung 3) oder durch verschieben der Hilfslinse unter den Kondensor (rechts, Einstellung 4).

Abb.4. Schiefe Beleuchtung durch kippen der Klapplinse (links, Einstellung 5) oder durch positionieren des Filterhalters im Strahlengang (rechts, Einstellung 6).

Abb.5. Übersicht der verschiedenen Einstellungen. 1: normale Hellfeldbeleuchtung. 2: Dunkelfeldblende 18 mm verwendet. 3: Kondensor dezentriert. 4: Hilfslinse verschoben. 5: Klapplinse gekippt. 6: Filterhalter im Strahlengang positioniert. Ganz rechts ist die Apertur des Objektivs zu sehen, fotografiert durch ein Phasenteleskop.

Eine gute schiefe Beleuchtung bietet einen erhöhten Kontrast und ein höheres Auflösungsvermögen und kann mit einfachen Mitteln erreicht werden. Manche Methoden funktionieren besser als andere. Ich persönlich finde zum Beispiel, dass in dieser Test der beste Kontrast und das beste Auflösungsvermögen erzielt wurde, indem die Hilfslinse (4) dezentriert wurde oder eine Dunkelfeldblende im Filterhalter (2) verwendet wurde. Die Struktur von Pleurosigma angulatum lässt sich meiner Meinung nach am besten mit diese zwei Methoden auflösen. Im Gegensatz dazu führt die Dezentrierung des Kondensors (Einstellung 3) zu den geringsten Farbartefakten und einer nahezu gradientenfreien schiefe Beleuchtung.

Schärfentiefe

Mit schiefe Beleuchtung kann die Schärfentiefe erheblich erhöht werden. Es gibt ein räumlicher Eindruck des Objekts und manche Details kommen besser zur Geltung als bei normaler Hellfeldbeleuchtung. Wenn man sich Fotos anschaut, die mit schiefe Beleuchtung aufgenommen wurden, kann es zu einer plötzlichen Umkehrung des Reliefs kommen. Hohlräume sehen plötzlich aus wie Ausbuchtungen. Dies ist eine optische Täuschung. Es ist empfehlenswert, immer eine Aufname mit normales Hellfeldlicht zu machen und es zu vergleichen mit das Bild das mit schiefe Beleuchtung aufgenommenen wurde.

Arachnoidiscus ehrenbergii fotografiert mit Hellfeldbeleuchtung (links) und schiefe Beleuchtung (rechts). Objektiv: Zeiss-Winkel 25/0.45.