Einsatz einer digitalen Mikroskopkamera ProgRes® C3 an der Zoologischen Staatssammlung München

Die Anforderungen

Aufnahmen (von tierischen Objekten aller Art) am Stereomikroskop: (hauptsächlich) gesamte Tiere
Aufnahmen mit (C-Mount) Makroobjektiv: größere Objekte als am Stereomikroskop
Aufnahmen am Durchlichtmikroskop (Totalpräparate, Schnitte - vor allem Hellfeld oder z.B. DIC)

Das Hauptziel der Anwendung

- gute Farbwiedergabe
- hoher Kontrastumfang
- benutzerfreundliche einfache Handhabung
- hohe Geschwindigkeit (Livebild, Bildeinzug)

Die Lösung

Makorphotographie
Die Kamera wir an einem Stativ festgeschraubt und mit einem 700 Navitar TV Zoom Objketiv (C-Mount) versehen. Als spezielle Beleuchtung dienen - falls erforderlich - zwei Lampen mit diffusem Licht.

Stereomikroskop
Hier stehen zwei Geräte zur Verfügung:
- Olympus SZX 12 (Anschluss mittels Ausgang C-Mount Adapter (ohne Optik) oberhalb von Okularen)
- Leica MZ 12 (Anschluß mittels seitlichem Videotubus und 0,63x c-mount Adapter)
- Beleutung in beiden Fällen meist mittels Kaltlichquelle und Ringlicht (mit Polarisationssystem) um Objektiv

Durchlichtmikroskop
Leica DMBR, Anschluss über seitlichen Video-Ausgang mit 0,63x C-Mount Adapter

Die Vorteile

Das ProgRes® C3 System bot für uns das beste Preis-/Leistungsverhältnis (im Vergleich zu anderen 3MP Mikroskopkameras). Es war um etwa 500,- € billiger.

Die Beschreibung der Anwendung

Die Vielseitigkeit der ProgRes® C3 Kamera am Mikroskop erlaubt den Einsatz für ein sehr weites Spektrum von Anwendungen an der ZSM:

Photographie am Stereomikroskop (Hauptanwendung)
Zumeist handelt es sich um das photographische Erfassung von Tieren oder Details von solchen. Nur selten werden dabei Lebendobjekte photographiert. Sehr kurze Belichtungszeiten sind daher kaum erforderlich. Typische Objekte wären: genadeltes Insekt, Schneckenschale, Tiere (oder Teile von solchen) in Alkohol, die nicht trocken fallen dürfen. Die resultierenden Aufnahmen sollen sich für Publikationsabbildungen, Internetversand (E-Mail) oder archivarische Zwecke eignen.
Sehr häufig wird die Tiefenschärfe bzw. Qualität mittels „Extendend Focus“ Software (AUTOMONTAGE oder COMBINEZ) verbessert. Dabei werden je nach Objekttiefe variierend ca. 4-12 Aufnahmen in regelmäßigen Tiefen-(Z-)abständen gemacht und im Nachhinein mit der genannten Software zu einem Gesamtbild zusammengefügt.
Ganz allgemein sehr wichtig ist bei derartigen Aufnahmen die Beleuchtung. Vor allem Kollegen aus der Entomologie (= Insektenkunde) haben hier spezielle (eigene) Methoden mit diffusen (u. U. zylindrischen) Lichtquellen entwickelt um ungewollte Reflexionen zu vermeiden. Ein anderer Weg ist der Einsatz eines dem Ringlicht vorgeschalteten Polarisationsfilters, der vor allem bei in Flüssigkeiten befindlichen Objekten sehr gut geeignet ist.
Für fast alle der genannten Zwecke sind Farbaufnahmen erforderlich. Bei unseren Arrangements hat das Olympus SZX 12 gegenüber dem Leica MZ 12 den Vorteil, dass es mit einem Kreuztisch ausgestattet ist. Ein solcher ist für die korrekte Positionierung von vor allem sehr kleinen Objekten sehr hilfreich. Beim Leica Anschluss liegt der Vorteil darin, dass der c-mount Adapter eine Optik (0,63x) enthält, wodurch der von der Kamera verwendete Bildausschnitt ein deutlich größerer ist. Die geringe Größe des Sensors ist ein weit verbreitetes Problem von 3MP-Mikroskopkameras (auch bei solchen Modellen anderer Erzeuger). Um den optischen Bereich ausschöpfen zu können ist ein optischer Adapter erforderlich, welcher wiederum sehr teuer ist. Bei uns liegt der maximal erfassbare Bereich am Olympus SZX 12 bei 10 mm und beim Leica MZ 12 bei 14,5 mm.

Makrophotographie
Mit dem vorgesetztem Makroobjektiv 700 Navitar TV Zoom mit C-Mount-Adapter werden größere Objekte erfasst. Die Qualität dieser Aufnahmen reicht nicht an jene vom Stereomikroskop heran, ist aber dennoch für viele Zwecke ausreichend. Die Anforderungen und Probleme bezüglich Beleuchtung sind im Prinzip die gleichen wie am Stereomikroskop.

Photographie am Durchlichtmikroskop
Hier werden zoologische Objekte unterschiedlichster Art photographiert. Die wesentlichsten sind:
a) Totalpräparate von meist Arthropoden (z.B. Insekten, Spinnen):
Meist als Dauerpräparat (eingedeckt in dauerhaftem Medium mit Deckglas am Objektträger) werden häufig Details wie z.B. Sinnesborsten oder Flügeläderung photographiert.
b) Schnitte von histologischen Schnittserien. Dabei werden entweder einzelne Schnitte (oder Details von solchen) direkt für Publikationsabbildungen oder gesamte Schnittserien (u. U. Schnitte in regelmäßigen Abständen) für 3D-Computerrekonstruktion photographiert.
Für ersteren Zweck werden neuerdings typischerweise mit einem relativ großem (hohe Vergrößerung) Objektiv Teilbereiche photographiert diese nachträglich per Softwarebearbeitung zu einem Gesamtbild zusammengesetzt. Dadurch kann die optische (und auch die digitale) Auflösung erheblich verbessert (vergrößert) werden.
Im zweiteren Fall werden die Bilder mit Spezialsoftware (in unserem Fall AMIRA) zu einem 3D-Stapel zusammengefügt. Per Handerfassung (am Computer) werden dann einzelne Strukturen definiert („segmentiert“) und mit einer 3-dimensional darstellbaren Oberfläche („surface rendering“) versehen.
c) Totalpräparate mit Spezialfluoreszenzfärbungen. Dabei werden z.B. DAPI-Färbungen von Zellkernen dargestellt.