Aeskulap-Stab
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Prinzip des 
 Phasenkontrasts
Prinzip des  Relief-  
 Phasenkontrasts
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WBei praktischer Anwendung der beschriebenen Modifikationen zeigte sich, dass sehr kontrastreiche Bilder erhältlich sind, welche je nach Objektbeschaffenheit dem konventionellen Phasenkontrast erkennbar überlegen sein können. Speziell sehr dünne transparente Strukturen werden mit erhöhtem Kontrast dargestellt, und zwar bei Objektiven aller Qualitätsstufen. Aus der Schrägbeleuchtung des Objektes resultiert eine betontere Dreidimensionalität der Darstellung, welche mit der Schichtdicke bzw. Kontur, d. h. der realen räumlichen Struktur des Objektes korrespondiert. Bei bestimmten Objekten ähnelt diese Reliefdarstellung im Aspekt durchaus dem Interferenzkontrast, wobei die Details der Bildinformation beim Relief-Phasenkontrast höher liegen können.

Augenfällig bei praktischer Anwendung ist weiterhin, dass bei Verwendung nicht plankorrigierter Objektive die gegebenen Randunschärfen infolge sphärischer Aberration deutlich geringer ausfallen als beim konventionellen Phasenkontrast. Dies kann dadurch erklärt werden, dass aufgrund des sehr schmalen, schräg einfallenden beleuchtenden Strahlenbündels offenbar nicht der gesamte Linsenquerschnitt des Objektivs in gleichem Maße an der Bildgebung beteiligt ist und ein moderates Schließen der Aperturblende durch Erhöhung der Tiefenschärfe auch gegebene Randunschärfen abmildert.

Die Halo-Effekte sind oftmals geringer ausgeprägt als beim konventionellen Phasenkontrast, erklärbar durch den schrägen Einfall des beleuchtenden Strahlenbündels aus nur einer Richtung.

Das Schließen der Aperturblende wirkt sich i. d. R. nur in geringem Maße nachteilig auf die Bildauflösung aus. Wenn Ringblenden mit lichtundurchlässigen Scheiben partiell abgedeckt werden, anstatt den beleuchtenden Strahlengang mittels Aperturblende und Blendenring-Verschiebung einzugrenzen, bleibt die Auflösung, welche auch beim konventionellen Phasenkontrast besteht, uneingeschränkt erhalten.

Methodisch bedingt, nimmt die Bildhelligkeit naturgemäß mit zunehmender Querschnittsverringerung des beleuchtenden Strahlenbündels ab - im Mittel um ca. zwei oder drei Belichtungsstufen. Hieraus resultieren bei fotografischer Dokumentation längere Belichtungszeiten als im konventionellen Phasenkontrast. Zusätzlich ist bei der visuellen Beobachtung eine höhere Beleuchtungsintensität erforderlich.

Bei schwachen Objektivvergrößerungen (10-fach oder 16-fach) können leichtgradige Helligkeitsunterschiede im Sehfeld auftreten, wie sie auch bei Interferenzkontrast möglich sind.

Unter Aspekten der praktischen Handhabung ist die Verwendung eines Binokulartubus vorteilhaft. In diesem Fall kann über das Einstellfernrohr, welches sich in einem der beiden Okularstutzen befindet, die jeweilige Feinjustierung des beleuchtenden Strahlenganges vorgenommen werden und es kann parallel hierzu im Okular des zweiten Tubusstutzens die jeweilige Auswirkung auf das Bild unmittelbar beurteilt werden. Wenn eine ideale Einstellung gefunden ist, welche den gegebenen Dimensionierungen des Phasengeringes und den Eigenschaften des zu untersuchenden Objektes optimal entspricht, kann das Einstellfernrohr entfernt und eine übliche binokulare Untersuchung fortgesetzt werden.

Die untenstehende Tabelle bietet zusammenfassend einen vergleichenden Überblick über konventionellen Phasenkontrast und Relief-Phasenkontrast.
 

 

Phasen-
kontrast

Relief-
Phasenkontrast

Objektive von Fremdherstellern

nein

ja

beleuchtendes Strahlenbündel

konzentrisch

exzentrisch

Aperturblende

geöffnet

geöffnet oder geschlossen (mehrere Varianten)

Reliefdarstellung

nein

ja

Kontrast

geringer

höher

Schärfe

hoch

ggf. noch höher (je nach Objektbeschaffenheit)

Tiefenschärfe

geringer

höher

Auflösung

hoch

ggf. niedrigerer (je nach Aperturblendenöffnung)

Halo

ggf. ausgeprägter

ggf. geringer (je nach Objektbeschaffenheit)

Randunschärfe (sphaerische Aberration)

höher

geringer

Randsäume (chromatische Aberration)

ggf. ausgeprägter

ggf. geringer (je nach Objektiv)

Bildhelligkeit

höher

geringer

Hintergrund, Helligkeitsverteilung

homogen

ggf. inhomogen bei schwacher Vergrößerung



Die folgenden Abbildungen veranschaulichen die Möglichkeiten der Relief-Phasenkontrastes, indem dieser konventionellem Phasenkontrast und I nterferenzkontrast vergleichend gegenübergestellt wird. Die deutlich erhöhte Dreidimensionalität des Relief-Phasenkontrastes zeigt sich anschaulich in Abb. 6. Bei Verwendung von einfacher achromatisch korrigierter Optik resultiert eine wesentliche Bildverbesserung, die durchaus dem Einsatz wesentlich aufwendiger konstruierter Objektive vergleichbar ist (Abb. 7). Sofern aufwendiger korrigierte Plan-Objektive bzw. Plan-Apochromate zur Verfügung stehen, ergibt sich ein immer noch sichtbarer Zuwachs an Bildqualität, speziell im Hinblick auf Kontrast und Tiefenschärfe (Abb. 8, 10). Im Vergleich zu Interferenz-Kontrast bietet Relief-Phasenkontarst bei ähnlicher 3D-Darstellung oftmals eine verbesserte Erkennbarkeit feiner Details und einen deutlich höheren Bildkontrast (Abb. 9, 10).


Abb. 6:
Kondenswassertropfen nach Behauchen eines Objektträgers, eingebettet in Immersionsöl unter Deckglas,
Objectiv 40x, konventioneller Phasenkontrast (links), Relief-Phasenkontrast (rechts),
Horizontale Feldweite (HFW) = 0.1 mm


Abb. 7:
Epitheltellen des Speichels, einfach gerechnetes achromatisches 40-fach-Objektiv (Olympus A 40/0,65),
HFW = 0.1 mm,
Konventioneller Phasenkontrast (links), Relief-Phasenkontrast (rechts)


Abb. 8:
Epithelzellen aus Abb. 7,  hoch korrigierter 40-fach-Planapochromat (Leica Phaco Plan Apo 40/ 0.75),
HFW = 0.1 mm,
Konventioneller Phasenkontrast (links), Relief-Phasenkontrast (rechts)


Abb. 9:
Epithelzellen des Speichels, Dünnschichtpräparat mit Newton-Ringen, Objektiv 40x, HFW = 0, 07 mm,
Relief-Phasenkontrast, Objektiv Leica Plan 40/0,65 (links),
Interferenzkontrast, Objektiv Leica NPL Fluotar 40/0,65 ICT (rechts),
Elektronenblitzbelichtung
 

Abb. 10:
Dünnschicht-Kristallisation eines wasserlöslichen Pigments. Deckglas-Präparat mit Newton-Ringen,
Konventioneller Phasenkontrast, Objektiv Leica Plan 40/0,65 (links),
Relief-Phasenkontrast, Objektiv Leica Plan 40x/0,65 (mitte),
Interferenzkontrast, Objektiv Leica NPL Fluotar 40/0,65 ICT (rechts),
HFW = 0.1 mm


Copyright: Joerg Piper, Bad Bertrich, Germany, 2007
 

 

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