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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:

schwach míttel stark

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:

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:

 

Kompaktkameras und Camcorder am Mikroskop
Digitale Spiegelreflex Kameras sind einfach besser!

 

 



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