Randabschattung (Vignettierung) bei der Fotografie in der Mikroskopie und Makroskopie
Die Vignettierung bei der Mikrofotografie bzw. Makrofotografie ist eine Randabschattung des Bildrandes.Je nach Anwendungsbereich ist dieser Effekt gewollt oder ungewollt.
Die Vignettierung wird in unterschiedliche Grade eingeteilt:
Weiters beurteilt man die Symmetrie der Vignettierung. Eine
asymmetrische Abbildung des Vignettierungskreises ist der erste Hinweis
für ein nicht optimal zentriertes optisches System. Meistens ist die Kameraeinheit nicht optimal zentrisch über der optischen Achse des Mikroskops positioniert. Im seltensten Fall ist der Kamerasensor Chip nicht exakt im Gehäuse der Kamera positioniert. In der normalen Fotografie bleiben diese Produktionstoleranzen meist unbemerkt.
Bei der Verbindung an ein Mikroskop
werden alle mechanischen Abweichungen und Bildfehler im
parallelen Strahlengang sehr stark verstärkt.
Zentrische und nicht zentrische Lage des Vignettierungkreises:
 |
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| zentrische Lage |
nicht zentrische Lage |
Abhilfe: Lässt sich die Optik nicht
exakt zentrisch justieren, kann bei Kameras mit eingebautem
Zoomobjektiv soweit in das Bild hineingezoomt werden bis die
Vignettierung und die Dezentrierung verschwindet. Der
Bildqualität schadet diese Vorgehensweise nicht, da dabei ein innerhalb
der Vignettierung befindlicher Bildausschnitt zu einer vollformatigen
Abbildung vergrößert wird.
Je nach Anwendungsgebiet wird eine Vignettierung in Kauf genommen.
Bei gastroskopischen oder endoskopischen Aufnahmen in der Medizin muss
100% des runden Bildes auf dem rechteckigen Kamerasensor zur Abbildung
gebracht werden. Der Arzt
möchte 100% der Information des durch die Glasfaseroptik
geleiteten Bildes betrachten und akzeptiert dabei Vignettierungen
und Randunschärfen an den Grenzen des Kreises.
In der Mikroskopie wird mehr
auf die vollformatige rechteckige als auf die originalgetreue
runde Wiedergabe des Gesichtsfeldes Wert gelegt. Der Kamerasensor sollte so ausgeleuchtet werden, dass es zu keiner Vignettierung kommt. Mit dieser optischen Anpassung wird die Bildpunkteanzahl der Kamera optimal ausgenutzt.
Wie kommt es eigentlich zu einer Vignettierung?
Die meisten optischen Elemente wie Linsen, Blenden ,Tuben, Objektive werden als runde Elemente gefertigt. Nur der Kamerasensor wird als rechteckiges elektronisches Bauteil gefertigt. Die Vignettierung ist also die Abbildung des optischen Randes des Strahlengang des Mikroskops.
Durch die Abbildung des runden Mikroskopbildes auf dem rechteckigen
Kamerasensor bleiben alle außerhalb des runden Mikroskopbildes
gelegenen Bildflächen unbelichtet und damit schwarz.
Erst bei höherer Vergrößerung des
runden Mikroskopbildes wird der rechteckige Kamerasensor so belichtet,
dass das Bild über die ganze Sensorfläche ohne Randabschattung
(Vignettierung ) ausgeleuchtet wird.
Wird auf hohe Bildqualität Wert gelegt, ist eine optische Anpassung zwischen Mikroskop und Kamera unabdingbar. Der LM Digital Adapter sorgt dafür, dass das Bild auf dem Kamerachip in optimaler Größe projiziert wird. Weiters müssen chromatische Bildfehler des Mikroskops ausgeglichen werden. Durch
die Wechselwirkung zwischen der optischer Begrenzung und des
Lichtes kommt es am Rand zu deutlich stärkeren Bildfehlern
als in der Mitte der optischen Achse. Erfüllt
der Adapter seine Funktion nicht optimal, kommt es zu
Abbildungsfehlern (chromatische und sphärische Aberrationen) und
Vignettierungen. Eine optimale Anpassung zwischen Mikroskop und Kamera ist nur dann möglich, wenn das Kameraobjektiv entfernt werden kann.
Das Kamera-Objektiv mit seinen
vielen optischen Elemente (bis zu 19 Linsen und mehr bei
Zoomobjektiven) wirkt nur als qualitätsvermindernder Fremdkörper im
mikroskopischen Strahlengang und wird in der Mikrophotographie nicht
benötigt. Aus diesem Grund sind digitale Spiegelreflexkameras und professionelle Camcorder mit Wechselobjektivfassungen ausgestattet. In diesem Fall wird der Mikroskopadapter direkt mit dem Kamerakörper über den Bajonettanschluss verbunden.
Die häufigsten Ursachen der Vignettierung in der Mikrofotografie und Makrofotografie:
- Optische Achse von Kamera und Mikroskop bilden keine Einheit
- Das Objektiv der Kamera begrenzt den Strahlengang
- keine optische Anpassung zwischen Mikroskop und Kamera
- Im Fototubus oder C-Mount Anschluss des Mikroskops ist bereits eine unpassende Projektionslinse integriert
- Optisches System ist dezentriert
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