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Neues Produkt: Schwanenhals-LED-Doppelspot zu Zeiss Stativ K und M

Hochwertige LED-Beleuchtung zum Nachrüsten

Hochwertige LED-Spot-Beleuchtung zum Nachrüsten

 

Zur Stativserie K bzw. M von Zeiss gibt es einen Einzelspot, ein Ringlicht und auch einen Doppelspot als Zubehör. Gerade die Zeiss Doppelspotvariante überzeugt jedoch nicht restlos für alle Anwendungen; deshalb haben wir neben unserer Senkrechtbeleuchtung eine weitere neue Beleuchtung für die aktuelle Zeiss-Stativserie entwickelt.

Zum Einsatz kommt eine Hochleistungs-Doppelspot-LED-Beleuchtung, bekannt und bewährt aus unseren MikstaLED-Tischstativen. In der Leistung je Spot vergleichbar mit einer Schott KL 1600 Kaltlichtquelle, die Farbtemperatur beträgt 6000°K; jeweils an einem 40cm langen Schwanenhals-Tragarm – Dies sollte für die meisten Stative und Anwendungen die optimale Entfernung dafür sein, dass die Befestigung der Beleuchtung auf der Rückseite des Stativs erfolgt. Und zwar mit einer Schraube, an der Stelle, an der der zum Zeiss-Stativ gehörende Innensechskantschlüssel verstaut wird – für diesen bietet die Grundplatte der Beleuchtung eine neue Aufnahme zur Aufbewahrung.

Die Stromversorgung wird über eine IVI-Buchse (RJ11) des Stativs sichergestellt, es ist also kein weiteres Netzteil nötig und die Intensität lässst sich auch über die Stativ-Regler einstellen. Dies bedeutet allerdings auch, dass Stativvarianten ohne Stromversorgung/Beleuchtung nicht kompatibel mit der neuen Beleuchtung sind.

Zur Anbringung von Filtern hat jeder LED-Spot, wie auch die der MikstaLED-Stative ein M27 Feingewinde.

Hier finden Sie die Schwanenhals-LED-Beleuchtung zum Nachrüsten in unserem Onlineshop

Das CZI-Dateiformat von Zeiss

CZI ist das Dateiformat von Zeiss für alle Mikroskopie-Imaging-Anwendungen von Axiovision bis ZEN. Die Bildinformationen selbst werden intern im JPG XR-Format gespeichert, das sowohl verlustfreie, als auch verlustbehaftete Kompression ermöglicht. Es gibt aber auch die Möglichkeit mehrere Aufnahmen für mehrdimensionale Bilder, Zeitreihen, Z-Stapel und virtuellen Slides in eine CZI-Datei zu speichern. Außerdem kann das Format noch folgende Metadaten verwalten:

  • Aufnahmedaten, Keywords, Benutzerkommentare
  • Mikroskoptyp und Einstellungen
  • Laser-oder Beleuchtungsstärken
  • Abmessungen und Maßstäbe
  • verwendete Kontraste und Objektive
  • fluoreszierende Farbstoffe und Filter
  • Tisch- (x,y) und Fokus- (z) Positionen
  • Kamera- und Detektor-Parameter wie Belichtungswerte, Binning, Bit-Tiefe, Pixel-Verweilzeit
  • automatische oder benutzerdefinierte Elemente und Anmerkungen
  • Proben-Barcode-Information

 

 

Der Nutzen, diese zusätzlichen Informationen gemeinsam in einer Datei abzuspeichern, steigt natürlich mit der Anzahl von Softwarelösungen, die das Dateiformat unterstützen. Viele Anwendungen mit Mikroskopiebezug haben die Verwendung von CZI-Dateien bereits integriert:

 

Wer sich mit der Verwendung des CZI-Formats für die eigene Softwareentwicklung interessiert, kann einen Blick auf folgende Open Source Cross-Platform C++ Bibliothek für CZI-Dateien bei Github werfen: github.com/zeiss-microscopy/libCZI

Zum Anfordern einer detaillierten Dokumentation des CZI-Formats gibt es auch das folgende Formular bei Zeiss: www.zeiss.de/mikroskopie/produkte/mikroskopsoftware/czi/czi-download.html

 

Und die wohl nützlichste Anlaufstelle für Fragen zu dieser Bibliothek oder dem Dateiformat ist wahrscheinlich das Developer Forum von Zeiss.

forums.zeiss.com/microscopy/community

forums.zeiss.com/microscopy/community

 

Polarisationskontrast in der (Stereo-)Mikroskopie

Im Alltag sind wir meist vielen Lichtquellen gleichzeitig und Licht verschiedenster Polarisationen ausgesetzt. Die Schwingungen der elektromagnetischen Lichtwellen besitzen eine Ausrichtung, senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts. Bei ‚unpolarisiertem‘ Licht überlagern sich viele verschiedene Ausrichtungen bzw. Polarisationsebenen (Siehe Abb 1). Polarisiertes Licht zeichnet sich dadurch aus, dass es nur aus Lichtwellen mit einer einzelnen Ausrichtung senkrecht  zur Ausbreitungsrichtung besteht.

Abbildung 1 - von wikipedia.org, wire-grid polarizer by Bob Mellish (CC BY-SA 3.0)

Abbildung 1 – wire-grid polarizer von Bob Mellish (CC BY-SA 3.0)

 

Um polarisiertes Licht zu erzeugen lässt sich unpolarisiertes Licht durch einen (Gitter-)Polarisationsfilter mit bestimmter Ausrichtung so filtern, dass nur Lichtwellen mit der Ausrichtung parallel zu der des Filters durchgelassen werden – Lichtwellen deren Ausrichtung 90° zur Ausrichtung des Filters gedreht sind, werden komplett ausgelöscht, andere Winkel dazwischen sorgen für eine Abschwächung, Siehe Abbildung 2. Diese zeigt die Drehung eines Linearen Polarisationsfilters vor einem LCD-Bildschirm (der immer polarisiertes Licht aussendet) um 90°.

Abbildung 2

Abbildung 2 – Drehung zweier Gitter-Polfilter zueinander

 

Dies verdeutlicht, dass selbst ein einzelner Polarisationsfilter immer auch einen gewissen Lichtverlust bedeutet, aber zwei Polarisationsfilter hintereinander platziert, 90° zueinander verdreht blockieren sämtliche Lichtwellen komplett. Auch hier sorgen Winkel dazwischen für eine Abschwächung  der Lichtintensität. Richtig eingesetzt sorgt genau dieser Effekt für nützliche und spannende Anwendungen.

Bei doppelbrechenden (optisch anisotropen) Materialien offenbaren Polarisationsfilter zum Beispiel die sogenannte Spannungsoptik im Material und können zu farbenprächtigen Effekten führen, wie beispielsweise in diesem Video zu sehen. Dieser Effekt kann aber nicht nur beeindruckend aussehen, er stellt auch die Basis vieler Untersuchungen von Kristallen und Gesteins-Dünnschliffen dar.

Abbildung 3 - Spannungsdoppelbrechung an Anspritzstelle eines Spritzgussteils (von Rainer Ziel)

Abbildung 3 – Spannungsdoppelbrechung an Anspritzstelle eines Spritzgussteils (von Rainer Ziel)

Oft wird bei optischen System unabhängig vom Zweck der Anwendung der erste Polarisationsfilter den das Licht passiert als Polarisator bezeichnet, der zweite Filter hingegen als Analysator, obwohl es sich beide Male gleichermaßen um einen linearen Gitter-Polarisatonsfilter handelt. In der Mikroskopie ist dies so üblich, in der Fotografie hingegen werden oft teurere zirkular polarisierte Filter eingesetzt, diese bestehen aus einem linearen Polfilter und einer Verzögerungsplatte dahinter. Der Grund dafür ist, dass lineare Polarisation bei Spiegelreflexkameras (der verbaute Spiegel polarisiert einfallendes Licht) die automatische Messung der Belichtungszeit verfälschen kann. Man möchte sich jedoch zunutze machen, dass fast jede glatte spiegelnde Oberfläche reflexiertes Licht polarisiert. Deshalb reicht bereits ein einzelner drehbarer Polarisationsfilter um Reflexionen auf Fensterscheiben und anderen Gegenständen in einer Fotografie fast ganz zu beseitigen.

In der Mikroskopie wird dieser Effekt vor allem eingesetzt um metallische Oberflächen gleichmäßiger und heller Beleuchten zu können, ohne dass Spiegelungen andere feine Strukturen überdecken (siehe Abbildung 4 und 5). Damit eignet sich der Einsatz besonders für die Restaurierung von Skulpturen und Gemälden ebenso wie zur Qualitätssicherung bei metallischen und spiegelnden Oberflächen. In den beiden folgenden Beispielaufnahmen können Sie selbst direkt den Unterschied von normaler Beleuchtung zu Polarisationskontrast vergleichen; zum einen an einer vergoldeten Skulptur, zum anderen an einem Metallkontakt auf einer Platine.

 

 

 

Bereits bei frei beweglichen Lichtquellen lässt sich dieser Effekt mit zwei einfachen Gitter-Polarisationsfiltern ausnutzen; für eine Anpassung und Regulierbarkeit des Effekts muss aber zumindest einer der beiden Filter drehbar sein und sobald mehrere Lichtquellen im Spiel sind, wird es schwieriger die Wirkung der Polarisationsfilter genau vorherzusagen. Um dieses Problem zu vermeiden, versucht man meist, sämtliches Licht das auf die Probe trifft möglichst gleichartig zu polarisieren und verhindert jeglichen weiteren Lichteinfall – dann kann man mit der richtigen Stellung des drehbaren Polfilters einen Großteil der Reflexionen der Lichtquelle beseitigen.

Abbildung 6 zeigt, wie auch die vorherigen Beispiele, eine Mischbeleuchtung aus polarisiertem und unpolarisiertem Licht, dennoch ist deutlich zu erkennen, wie sich mit Polfilter Beschädigungen der Kontaktfläche hell auf dunklem Hintergrund deutlich abheben. Bei der Aufnahme ohne Polfilter machen es die Reflexionen auf der Metalloberfläche beinahe unmöglich die Beschädigungen präzise zu erkennen.

 

 

Nachfolgend einige Beispiele für Polarisationsfilter aus unserem Onlineshop:

Diese Diashow benötigt JavaScript.

Kamerasoftware: Mikroskopielivestream mit OBS Studio – Open Broadcaster Software Studio

Der Funktionsumfang moderner Kameras ist beachtlich, um diese Möglichkeiten auch ausschöpfen zu können bedarf es allerdings der passenden Benutzeroberfläche.  Bei Systemkameras mit Wechselobjektiv liegt das Augenmerk natürlich auf dem Menü und den Knöpfen am Gerät selbst, die Möglichkeit eine Kamera fernzusteuern wurde abgesehen von einem Fernauslöser, lange Zeit ignoriert. Im Zeitalter von Smartphones und Kameras mit WLAN ist das Thema neu wiederbelebt worden, doch meist entsprechen die Fernsteuerungsanwendungen eher einem Fernauslöser als einer vollwertigen Steuerung aller Einstellungen der Kamera.

Auch bei den meisten Mikroskop- und Industrie-Kameras ist man erstmal auf die Software des Herstellers angewiesen – je nach Anwendung gibt es aber auch oft noch weitere Möglichkeiten: viele Industriekamerasysteme liefern über eine USB-Verbindung in einer Windows-Umgebung nämlich ein DirectShow-Videosignal, das von vielen Anwendungen – nicht nur der Herstellereigenen – verarbeitet werden kann. Fast alle Streaming- und Videoschnittprogramme für Windows bieten die Möglichkeit eine DirectShow-Videoquelle einzubinden.

 

obsproject.com

obsproject.com

Mikroskopkameras, DirectShow und eine etwas andere Art des Videoschnitts 

Auch unsere eigenen Dokucam Mikroskopkameras übertragen ein DirectShow-Videosignal.

Mit OBS Studio lassen sich DirectShow-Videoquellen sehr leicht einbinden und zum Erstellen und Verwalten eines Livevideostreams verwenden; dazu bietet die Software die Möglichkeiten, verschiedene Bild-, Video- und Tonquellen zu einem Livestream zu mischen, bzw. genauso auch wiederum als Video in Form einer Datei auf der Festplatte aufzuzeichnen.

So können Sie damit beispielsweise Live Mikroskopien und die Liveaufnahmen der Mikroskopkamera zusammen mit dem Bild und Ton ihrer Webcam oder eines Mikrofons, streamen. Oder soll der Ton seperat aufgezeichnet sein? Mit einer Logoeinblendung in der Ecke, oder zwischendurch ein bereits aufgezeichnetes Video oder Standbild einblenden? Oder doch auch mal ein Browserfenster oder gleich den ganzen Desktop einblenden?

Auch wenn die meisten Mikroskoparbeiten eher selten als Livestreamen ausgestrahlt werden zeigt dieses Programm eine Fülle an Möglichkeiten zur Verarbeitung verschiedener Quellen abseits der klassischen Videoschnitts und ermöglicht dennoch die Erstellung eines Videos, das ganz klassisch weiterverarbeitet werden kann.

 

OBS Studio für die P+L Dokucam konfigurieren

Am Beispiel einer P+L Dokucam erklären wir die Funktionsweise und Einstellungen der in OBS Studio ():

Nach Download und Installation und dem Start des Programms starten wir mit unserer ersten Szene, zu der wir Medienquellen hinzufügen müssen, um diese benutzen zu können. Im Bereich „Quellen“ klicken wir auf das Menü mit dem Plus-Symbol und wählen im erscheinenden Menü „Videoaufnahmegerät“. Im neu erscheinenden Dialog wählen wir „Neu erstellen“ und vergeben einen Namen für die noch nicht eingebundene Mikroskopkamera. Nach der Bestätigung dieses Dialogs erscheint ein weiterer in dem wir die Kamera selbst sowie ihre Videoeinstellungen auswählen können.

In unserem Beispiel haben wir eine Dokucam Dunkelfeld, diese wird als Gerät „USB39 WUX74 F“ erkannt. Hinter dem Button „Video konfigurieren“ verbergen sich die Kameraeinstellungen, die leider nicht so komfortable wie in PLCapture sind. Die Voreinstellung ist, dass die Verstärkung des Signals automatisch reguliert wird, was einer automatischen Anpassung der Belichtungszeit entspricht. Für eine manuell eingestellte Belichtung deaktivieren Sie bitte die Checkbox „Autom.“ für die Verstärkung sowie Belichtung und wählen diese Werte manuell.

Außerdem müssen wir für ein Farbbild bei der Option „Auflösung/FPS Typ“ die Auswahl „benutzerdefiniert“ nehmen und als Videoformat „XRGB“ wählen. Nach der Bestätigung dieser Optionen sollte das Livebild der Mikroskopkamera auf der linken Seite in OBS Studio in eniem roten Rahmen zu sehen sein. Mit Hilfe der Rahmens können Sie das Kamerabild innerhalb des Streambildes verschieben und skalieren.

Nachdem Sie in den allgemeinen Programmeinstellungen (Datei-Menü > Einstellungen) ein Streamingziel festgelegt haben, starten Sie ihren Livestream mit dem Button „Streaming starten“. OBS Studio unterstützt neben dem Streamen auf einen eigenen Server auch das Streamen direkt an diverse bekannte und unbekannte Plattformen, die man nur in den Stream-Einstellungen aus einer Liste auswählen muss und mit dem passenden Streamschlüssel wird gesendet. Die Aufnahme in eine Datei erfolgt mit dem Button „Aufnahme starten“. Wo und in welchem Format das Video gespeichert wird, wird in den Einstellungen unter „Ausgabe“ festgelegt.

Für weitere Anleitungen und Tipps zu OBS Studio empfiehlt sich diese Kurzanleitung und ebenso ein Blick ins offizielle Forum. Besonders die Filter, mit deren Hilfe man einzelne Szenen manipulieren kann eröffnen vielfältige Möglichkeiten und auch der automatische Szenenwechsler ist ein sehr hilfreiches Werkzeug.

 

Neue Mikroskopkamera von Zeiss: Axiocam 305 color

Die Axiocam-Reihe wird um eine weitere 5 Megapixel Kamera mit USB3-Anschluß erweitert.  Der 2/3″ CMOS-Sensor mit global shutter schafft beachtliche 36 Bilder pro Sekunde bei der vollen Auflösung von 2465 x 2056 Pixeln.

Mit einer Digitaliserung von 12 Bit und einer vergleichsweise hohen Bidwiderholrate hebt sie sich damit vor allem von der Axiocam 105 color ab, deren Qualität für viele Mikroskopanwendungen bereits ausreicht. Angekündigt wurde die neue Kamera als Nachfolger der ICc5 mit CCD-Chip und lange Zeit waren CCD-Chips besonders für lichtschwache Anwendungen und bei großem Dynamikumfang, allen voran die Fluoreszenzmikroskopie, kaum zu schlagen. Durch die Fortschritte, die CMOS-Sensoren in den letzten Jahren allerdings gemacht haben, brauchen sich diese im direkten Vergleich mit CCD-Chips nicht mehr verstecken.

105 color ICc5 305 color
Anschluß USB 3.0 Firewire B USB 3.0
Sensortyp CMOS CCD CMOS
Sensorgröße 7.1mm (1/2,5″) 11.1mm (2/3″) 11.1mm (2/3″)
Auflösung 2560 x 1920 2452 x 2056 2465 x 2056
Pixelanzahl 4,91MP 5,04MP 5,07 MP
Pixelgröße 2,2 µm 3.45 µm 3.45 µm
Digitalisierung 8 bit 8 / 12 bit 8 / 12 bit
Belichtungszeit 0,1ms – 2s 1ms – 4 s 0,1ms – 4 s
Bildwiederholrate 15 fps 9 fps 36 fps
Kühlung Temperaturstabil bis 30°C Umgebungstemp.
Analoge Verstärkung bis zu 5x bis zu 16x
Binning bis zu 4×4 bis zu 5×5
diese Kamera in unserem Onlineshop diese Kamera in unserem Onlineshop diese Kamera in unserem Onlineshop

Die technischen Daten sehen vielversprechend aus, leider konnten wir die neue Kamera bisher aber noch nicht eigenhändig testen. Auf der Softwareseite gibt es vorerst keine Überraschungen: mit Zen 2 (starter/core) und auch Zen (Blue/light) in allen Varianten funktioniert die Kamera, die Kompatibiltät zu Axiovision ist leider noch nicht bestätigt.

Außerdem fehlt für ein Qualitätsurteil auch noch der offizielle Listenpreis. Als Nachfolger der Axiocam ICc5 dürfen wir aber davon ausgehen, dass sich die neue Axiocam 305 in einem ähnlichen Preisbereich bewegen wird.

Je nach gewünschtem Bildausschnitt empfiehlt sich für die Verwendung des 2/3″-Sensors der Axiocam 305 mit allen Zeiss-Mikroskopen / Vergrößerungen ein Trinokular-Adapter mit dem Faktor 0,5-fach bis 1,0.fach.

 

Empfindlcihkeitsspektrum Axiocam 305 color

Empfindlichkeitsspektrum Axiocam 305 color