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 Sichtbarkeit feiner Details 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.

Zeiss Standard GFL

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.

Ich persönlich finde 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.

Die schiefe Beleuchtung verbessert nicht nur den Kontrast und das Auflösungsvermögen, sondern wirkt sich auch positiv auf die Schärfentiefe aus. Außerdem wird ein Pseudorelief erstellt, das im folgenden Bild deutlich sichtbar ist.

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

Die dür mich zufriedenstellendsten Ergebnisse erziele ich, wenn ich eine Linse über die Lichtöffnung platziere. Die Linse, die ich hierfür verwendet habe, stammte von einem Carl Zeiss Jena Abbe-Kondensor mit N.A 1.2. Ich habe die Frontlinse abgeschraubt und die untere Linse (die Feldlinse) asymmetrisch auf die Lichtöffnung gesetzt. Natürlich können auch Feldlinsen anderer Kondensoren verwendet werden.

Die folgenden Experimente wurden mit einem Zeiss Standard GFL durchgeführt, wobei ich auch die Feldlinsenmethode mit einer gängigeren Methode zur Erzielung von schiefe Beleuchtung verglichen habe: dem Verschieben der Aperturblende. Letzteres ist mit einem Phasenkontrastkondensor ganz einfach: Die Hellfeldposition wird nach links oder rechts gedreht, sodass das Licht von einer Seite kommt. Auf diese Weise lässt sich ganz einfach eine gute Schrägbeleuchtung erzielen.

Bei der Feldlinsenmethode wird der Kondensor ganz nach oben gefahren und die Aperturblende vollständig geöffnet. Auch die Blende am Lichtaustritt (die Leuchtfeldblende, wen das Mikroskop eins hat) wird maximal geöffnet. Anschließend wird ein Mattfilter über die Lichtöffnung gelegt und darauf wird die Feldlinse plaziert und verschoben, bis ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht ist. Die Position der Feldlinse stelle ich so ein, dass der Gradient im Bild nicht zu stark ist aber gleichzeitig genügend Tiefenschärfe entsteht. Mit ein wenig Experimentieren können Ergebnisse erzielt werden, die dem Differentieller Interferenzkontrast (DIK) sehr ähnlich sind. Meiner Meinung nach ergibt die Feldlinsenmethode eine zartere schiefe Beleuchtung mit weniger Artefakten. Zudem ist der Kontrast geringer, wodurch manche Details besser sichtbar sind weil mit Überkontrastierung feine Details verloren gehen. Zudem scheint das Bild im Vergleich zur herkömmlichen Methode mehr Tiefe zu haben. Dies sind natürlich alles subjektive Eindrücke. Am besten ist es, wenn man es selbst ausprobiert und genau beobachtet, was bei verschiedenen Präparaten passiert.

Die Feldlinsenmethode zur Erzielung von schiefe Beleuchtung mit einer Carl Zeiss Standard GFL. Die schiefe Beleuchtung wird hierbei durch Beeinflussung des Strahlengangs an der Lichtaustritt erreicht. Zunächst wird ein Mattfilter auf die Leuchtfeldblende (oben) gelegt. Anschließend wird die Feldlinse eines Kondensors auf die Lichtöffnung gesetzt und außermittig verschoben, um eine schiefe Beleuchtung zu erzeugen (unteres Foto).

Bei der Betrachtung der Beleuchtung des Objektivs mit einem Phasenteleskop fällt auf, dass diese Beleuchtung bei der Feldlinsenmethode sehr diffus ist. Es entsteht ein Lichtverlauf. Bei der üblichen Methode der schiefe Beleuchtung sieht das ganz anders aus: Hier wird ein klar definierter Teil der Apertur beleuchtet.

Stauroneis, fotografiert mit Carl Zeiss 40/0.65 und verschiedenen Beleuchtungs-Methoden. Von links nach rechts: normales Hellfeld, schiefe Beleuchtung durch Verschieben der Aperturblende, Feldlinsenmethode. Die obere Fotoserie zeigt die Beleuchtung des Objektivs, wie sie durch ein Phasenteleskop gesehen wird. Man beachte die sehr diffuse Beleuchtung bei der Feldlinsenmethode. Bei der Betrachtung der Kieselalge fällt auf, dass durch die Feldlinsenmethode weniger Farbartefakte entstehen und das Objekt mehr Tiefe zu haben scheint.

Pediastrum, fotografiert in Hellfeld (links) und schiefe Beleuchtung (rechts, ungestackte Aufnahme) wie oben beschrieben. Objektiv: Carl Zeiss Apo 40/1.0, wobei die Apertur fur dem Schieflichtbild auf etwa 0.8 reduziert wurde mittels die Iris in dem Objektiv. Kamera: Canon EOS 600D.

Ich habe etwas experimentiert mit die schiefe Beleuchtung am Leitz Dialux II und das Leitz Fluotar 25/0.55 Objektiv. Als Testpräparat wurde ein Präparat von die Diatomee Cymbella verwendet und die schiefe Beleuchtung wurde auf 5 unterschiedlichen Weisen erreicht:

1: Die Hellfeld Position am Phasenkontrastkondensor 402a wurde dezentriert.

2: Auf die Lichtaustritt wurde eine Mattscheibe gelegd und darauf wurde dezentisch eine Irisblende plaziert.

3: Wie Methode 2, aber nun wurde die Position der Blende erhöht mit ein Kunststoffrohr.

4: Auf die Lichtaustritt wurde eine Mattscheibe gelegd en darauf wurde eine schwarze Scheibe plaziert, in diesem Fall ein Grobeinstellknopf eines Mikroskops.

5: Die Dunkelfeldblende des kondensors wurde dezentriert.

Einführung von schiefe Beleuchtung am Leitz Dialux II durch Methoden 2, 3 en 4.

Experiment mit schiefe Beleuchtung an einem Präparat von Cymbella. A: normale Hellfeldbeleuchtung. 1-5: Schiefe Beleuchtung auf verschiedene Weise wie oben beschrieben.

Eine gute schiefe Beleuchtung bietet einen erhöhten Kontrast und eine verbesserten Sichtbarkeit feiner Details und kann mit einfachen Mitteln erreicht werden. Manche Methoden funktionieren besser als andere. 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.