4K-USB-Mikroskop: Empfehlungen?

Moin.

Schon länger reizt mich ein USB-Mikrokop, welches ich an meinem

4K-27"-Schreibtischmonitor (OS ist macOS 14) nutzen kann. Zweck? Nicht eng eingegrenzt. Alles mögliche. Es geht nicht um Durchlicht oder Objekte auf Glasträgern.

Bei Aliexpress findet man z.B. sowas:

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Beispielvariante: Set aus Ständer, Kameramodul, Optik, Ringlicht: 183€

Ich dachte an ein maximales Budget von ca. 200€, gerne auch weniger.

Liest jemand mit, der sich kürzlich ein 4k-USB-Mikroskop gekauft hat und über seine Erfahrungen berichten möchte? Oder kennt jemand empfehlenswerte Erfahrungsberichte?

Praktisch wäre ein Polfilter um Reflexe zu reduzieren.

Nein, wir müssen hier keine Diskussion führen, dass man für 200€ keine Laborqualität bekommt.

Andreas

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Andreas Borutta
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Andreas Borutta ( snipped-for-privacy@gmx.de);

Also "Früher" habe ich einfach aus Messing Adapter für Mikroskopobjektive in C-Mount gedreht.

Für Aufgaben in der (IT-) Forensik habe ich mir im Oktober ein Nikon SMZ745T mit normalen Stativ, Gelenkarm und Digital Sight 10 Kamerakopf gekauft. Das sind aber so um zwei Nullen mehr.

Prognose Dein nächster Kauf werden LED-Ring- und Faserlampen sein.

Falk D.

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Falk Dµebbert

Am 16.12.23 um 11:57 schrieb Andreas Borutta:

Ich würde in der Preisklasse maximal 2k nehmen. Der Engpass bei den Dingern ist nicht die Kamera, sondern die Optik. Numerische Aperturen und vor präzise und achromatische Linsen, die mit 4k mithalten können, kannst du in der Preisklasse nicht erwarten. Im besonderen nicht, wenn es Zoom-Optiken sind.

Nein, 2k, und die Optik kann nicht einmal das ausreizen.

Ein weiterer Engpass sind die gakeligen Ständer. Die musst du nur einmal anpusten oder gegen das Kabel stoßen, und sie verformen sich genug, als dass der Fokus weg ist (bei großen Vergrößerungen). Die Tiefenschärfe ist da einfach im Mikrometerbereich. Auch wenn das Einstelrad nur das geringste Spiel hat, wird es unentspannt. Es hat schon einen Grund, warum selbst günstige Mikroskope vergleichsweise stabile Mechanik haben.

Besseres Zeug bekommt man von den klassischen Mikroskopherstellern wie Bresser o.ä. Das kostet aber dann das nackte Mikroskop ohne Kameraokular schon so viel wie dein Budget.

Das funktioniert aber nur bei schrägem Winkel.

Natürlich nicht. Und aus dem Grund brauchst du auch kein 4k. Dessen Mehrwert besteht in der Preisklasse ausschließlich in kryptographisch hochwertigem Rauschen. Die kleineren Pixel fangen nämlich auch weniger Licht ein. Und Licht ist bei größeren Vergrößerungsfaktoren und bezahlbaren Optiken durchaus ein Thema.

Marcel

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Marcel Mueller

Marcel Mueller:

Ja, ein möglichst stabiler Ständer muss auf jeden Fall her.

Klar. Würdet ihr daher ganz auf ein Ringlicht verzichten und gleich Leuchten mit Schwanenhals besorgen?

OK, vielen Dank, das ist ein klarer Rat: Kein 4K, sondern 2K.

Was bedeutet eurer Interpretation nach die Angabe "4K 48Mpx"?

Rechnerisch ist doch 3840 * 2160 ~= 8,3 Mpx

(Die Kamera meines Mobilgerätes hat 12 Mpx)

48Mpx würden ja, je nach Seitenverhältnis, 8K entsprechen.
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Unabhängig davon: Auch welche technischen Angaben muss man bitte achten, wenn es um ruckelfreie Livebild-Übertragung geht?

Hier noch ein positives Review einer Aliexpress-4K-Mikroskopkamera:

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Keine Ruckler offenbar.

Hübsch fände ich BTW, wenn Datenübertragung und Energieversorgung über ein einziges Kabel laufen würde (Thunderbolt/USB-C/Powerdelivery).

Andreas

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Andreas Borutta

Am 18.12.23 um 12:02 schrieb Andreas Borutta:

Und eine gute Optik.

Und je nach Einsatzzweck ein großer Arbeitsabstand.

Und zum Arbeiten (Löten) unter dem Mikroskop möglichst ein Stereomikroskop, welches dreidimensional abbilden kann.

Alles Dinge, wo die USB-Dinger eine eher schwache Figur machen.

Ringlicht ist schön für den schnellen Gesamtüberblick, aber sehr oft wirst du nicht umhin kommen, Details gezielt anzustrahlen und/oder mit dem Winkel des Lichteinfalls zu experimentieren. Die Schwanenhals-Leuchten aus dem schwedischen Möbelhaus sind genial dafür.

Vor allem: Weniger Augenmerk auf die Kamera, mehr auf die Optik und Mechanik. Das sind die Dinge, die bei einem Mikroskop wirklich zählen.

Die Kameraindustrie zählt die drei Farbkanäle traditionell als getrennte Pixel, also immer alles Faktor drei. Ja, auch beim Smartphone und der

2000Eur-Systemkamera. :-(

Und noch eine Warnung: Auch heute noch lösen viele USB-Kameras nur mit VGA auf, werden aber trotzdem als 2K oder 4K verkauft, weil das Bild anschließend entsprechend hochskaliert wird. Bitte die Beschreibung viermal lesen und auf Nebensätze wie "native Auflösung" achten.

Bei Mikroskopen ein eher selten nachgefragtes Feature, da wirst du nur ausprobieren können.

Das ist bei USB-Kameras eigentlich Standard, schon seit USB2. Beleuchtung ist allerdings gerne separat und dann 12V.

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Hergen Lehmann

Hergen Lehmann:

In den technischen Daten meines Smartphones zur Auflösung der Kamera steht:

4272 x 2848

Das wird auch in den Exifdaten gezeigt.

Es entspricht also der Angabe 12 Mpx.

Danke. Die technischen Daten auf Aliexpress sind naturgemäß unvollständig, unzuverlässig oder gar nicht vorhanden. Man ist letztlich auf Reviews (auf Youtube etc.) angewiesen.

Andreas

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Andreas Borutta

Ich lese das hier mit Spannung, weil mich das Thema sehr interessiert - bitte halte uns auf jeden Fall auf dem Laufenden!

Karl

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Karl Davis

Hi Hergen,

Die man im Angebot seltenst beurteilen kann. Das sieht man, wenn man das Ding unter den Augen hat.

Finde ich, wird überbewertet, wie überhaupt vieles auch in Bezug auf die Auflösung. Ich habe vor einiger Zeit mal vor einem VGA-Teil gesessen und war erstaunt, wie viel man mit dem kleinen Bildschirm schon sinnvolles machen konnte.

Insbesondere, wenn hohe Auflösungen und USB 2 zum Einsatz kommen, dann ist die Latenz saudoof oder die Kompression, sodass man wieder kaum was sieht. Die kleinen Monitore vor Ort sind meist besser, obwohl weniger Pixel drauf sind.

+1, das kann gar nicht genug betont werden. Gerade Beschriftungen auf SMD sieht man oft erst, wenn der Beleuchtungswinkel passt

Tolle Formulierung, muss ich mir merken.

oder noch weniger. Wenn es nicht auf einen Großbildschirm gehen muss. Wenn es keine USB3 Kamera ist, vergiss schnell, alles, was mehr als VGA hat.

Das Blaue vom Himmel :-)

Vor allem die chinesische ...

Nicht wirklich. Aber rohe CCD-Teile schon. Das sind ja auch Pixel, und die werden dann auch mal 4 genommen, grün hat standardmäßig 2 Pixel im Set.

In beliebige Höhen, der rechnerischen Übertreibung ist keine Grenze gesetzt. Bei hoher Bildwiederholrate und hohen Auflösungen kommt einfach ganz schnell ganz viel Datenrate zusammen, die durch einen Flaschenhals soll.

Selbst da wird gerne ein billiges CCD verbaut und dann bekommst Du das Bewegtbild doch klein oder hoch komprimiert (mit schnellen Algorithmen, weil zum Verpacken keine Rechenleistung vorgesehen wurde), sodass die Bildqualität wieder unterirdisch wird. Manchmal schlechter als ein Rohbild mit kleinerer Auflösung.

Mindestens ehrliches USB3. Bei den Chinesen wird da gern mal ein blauer USB-Stecker dran gemacht, der Chipsatz kann aber trotzdem nur USB2. Das weiss man, wenn man den Chipsatz abgefragt hatte. Selbst dann ist aber ein zu schwachbrüstiger DSP gerne mal die Engstelle. Hohe Auflösungen und Bildwiederholraten bedeutet hohe Bandbreite. Die kostet an vielen Stellen Geld, nicht nur in der Optik, beim CCD, beim DSP, bei der Datenleitung ...

Was außer ruckelfreie Livebilder erwartest Du von einem Mikroskop sonst? Zumindest in den USB-Mikroskopen, die im Kontext d.s.(i).e verwendung finden, dürfte das eher der Normalbetriebsmodus sein.

Marte

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Marte Schwarz

Am 20.12.23 um 22:54 schrieb Marte Schwarz:

Der Preis gibt schon erste Hinweise. Hochwertige optische Komponenten sind einfach nicht drin, wenn das Gesamtgerät keine 100Eur kostet.

Dachte ich auch und habe es bitter bereut.

Unter dem USB-Mikroskop feine Arbeiten (z.B. SMD-Löten) auszuführen, ist die Hölle. Zum einen kann man überhaupt nicht einschätzen, ob man noch

5mm, 1mm oder nur noch 0.1mm vom Bauteil entfernt ist. Zum zweiten ist die Vergrößerung viel zu hoch und die Tiefenschärfe entsprechend zu klein. Zum dritten ist der Abstand zwischen Optik und Zielobjekt zu klein, um mit so etwas sperrigem wie einem Lötkolben vernünftig hantieren zu können, ohne die Plastikteile des Mikroskops anzukokeln.

Jetzt habe ich ein billiges optisches China-Stereomikroskop. Irgendwas um 300Eur incl. Versand.

Der Arbeitsabstand von gut 20cm zwischen Fokusebene und Linse ist einfach genial, da passen neben dem Lötkolben locker auch noch Tastköpfe und die Hände rein.

Die in der Praxis genutzte Vergrößerung liegt lediglich zwischen 4 und

10; als viel wichtiger hat sich die Möglichkeit herausgestellt, kleine Dinge wirklich scharf abzubilden.

Die 3D-Darstellung hilft nicht nur beim Löten, sondern insbesondere auch beim Erkennen von Lötfehlern. Ist das Zinn jetzt wirklich zwischen SMD-Beinchen und Platine gekrochen oder hängt es nur als Klumpen oben drauf? Kánnst du in 2D nur mit viel Glück und bei richtigem Lichteinfall erahnen.

Die angeflanschte Kamera wird hingegen nur selten für Dokumentationszwecke benutzt. Da hätte ich ein paar Euro sparen können.

Von einer *Kamera* an einem Mikroskop erwarte ich Fotos zur Dokumentation.

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Hergen Lehmann

Am 20.12.23 um 22:54 schrieb Marte Schwarz:

Jede 1,50€ Webcam schafft einen H.264 2k-Stream durch USB2 durch. Und da ist noch mindestens ein Faktor 10 Luft. Selbst die großzügigen Bitraten der Öffentlich-Rechtlichen HD-Sender über DVB-S2 begnügen sich mit ca.

10 MBit/s. USB2 schafft praktisch mehr als das 20-fache.

Nein, tatsächlich war das zählen der physikalischen Subpixel von Anfang an üblich. Das lag schlicht daran, dass derselbe Chip zuweilen als S/W- und als Farbversion verkauft wurde. Letzterer hat einfach eine Farbfiltermaske vor den Pixeln.

Unterschiedlich, aber nicht unüblich.

Die komprimieren alle. Manche besser, manche schlechter, manche einstellbar.

Kann passieren. Aber da mittlerweile selbst die billigen USB-Kamera-Module einigermaßen brauchbare Bilder liefern, stehen die Chancen nicht schlecht. Und da die Auflösung wie schon genannt eher durch die Optik begrenzt wird, muss auch nicht das letzte bisschen Schärfe vom Sensor rüber kommen.

Unnütz, s.o.

Die Kompression muss dabei nicht einmal sonderlich hoch sein. Daher tun es auch schnelle Algorithmen. Selbst einen 4k-Stream bekäme man durch USB2 noch gut durch.

Ja, weil die Leute unbedingt USB3 haben wollen - warum auch immer. Falls die Kamera zu viel Strom für USB2 zieht, könnte das soga sinnvoll sein.

Das war mal so vor vielen Monden. Ich habe hier eine USB2-Kamera, die macht bis zu 2k@30p als H.264. Die hat vor 4 Jahren schon nur 1,50€ gekostet. Das ist zwar keine Mikroskop-Kamera, aber dafür hätte das Kameramodul trotzdem genügt. Nur die Optik der Kamera ist räudig - bei dem Preis erwartungsgemäß.

Ack. Die melden sich als ganz normale USB-Kameras am Bus. Und genau das ist auch drin. Man braucht nicht mal spezielle Treiber dafür.

Marcel

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Marcel Mueller

Hi Hergen,

Die Kategorie "USB-Mikroskop" ist dann doch ein wenig unspezifisch.

Da hatte ich bisher keine Probleme damit.

Das liegt dann aber weniger an der Kategorie "USB-Mikroskop, als an der konkreten Instanz dieser Klasse bei Dir.

Das wäre mir schon fast zu viel.

Optische Vergrößerung und Selbiges bei USB-Mikroskopen sind noch einmal völlig verschiedene Dinge. Wenn Du natürlich ein 100ß fach vrgrößerndes USB-Mikroskop mit dem 4-10 fachen Stereomikroskop vergleichst, dann brauchen wir gar nicht weiter zu reden.

Nur dann, wenn sie optional und zusätzlich zum optischen Kanal ist, nicht, wenn Du über den Bildschirm schaust und drunter live arbeitest.

Marte

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Marte Schwarz

Hi Marcel,

Ich lege ein Faktor 10 drauf und bitte um eine Quelle. Dieses Teil will ich mir gerne kaufen. H.264 bekommst Du in dieser Preisklasse sicher nie. Ich hab deutlich teureres probiert und nicht taugliches gefunden.

Da ist aber deutlich mehr Rechenpower zum Codieren dahinter

Soweit zur Theorie.

Nenn mir eine gute, ich hab an USB keine Taugliche gefunden. In Mobiltelefonen siehts anders aus. Da gehen die Daten aber auch nie über USB. Der krasse Gegensatz sind Läptops, da sind die meisten Webcams via USB angeschlossen und fast immer echt Käse.

Da kannst Du mir viel Theorie bringen. Die Praxis sind JPG-Komprimierte Videostreams mit schlechter bis furchtbarer Komression, weil Rechnerleistung zum Komprimieren in den USB-Cam Mangelware ist.

Mach bitte Butter bei de Fische. Solche will ich haben, gleich mehrfach, wenn sie gut sind.

Marte

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Marte Schwarz

Am 22.12.23 um 20:46 schrieb Marte Schwarz:

Hier liegt so ein Ding. Da steht nicht viel drauf, eigentlich gar nichts. Hat die Firma damals besorgt, wegen Corona-Homeoffice. Die waren angeblich von Amazon, sicherlich China-Ware.

Ich habe nur die USB-ID: 05a3:9331 ARC International Camera

Unkomprimiert geht nur 5fps - logisch bei USB2. Aber mit H.264 geht 30p.

ioctl: VIDIOC_ENUM_FMT Type: Video Capture

[0]: 'MJPG' (Motion-JPEG, compressed) Size: Discrete 1920x1080 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 1280x960 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 1280x720 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 800x600 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 640x480 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 640x360 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) [1]: 'YUYV' (YUYV 4:2:2) Size: Discrete 1920x1080 Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps) Size: Discrete 1280x960 Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps) Size: Discrete 1280x720 Interval: Discrete 0.200s (5.000 fps) Size: Discrete 800x600 Interval: Discrete 0.100s (10.000 fps) Size: Discrete 640x480 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 640x360 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) [2]: 'H264' (H.264, compressed) Size: Discrete 1920x1080 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 1280x960 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 1280x720 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 800x600 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 640x480 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps) Size: Discrete 640x360 Interval: Discrete 0.033s (30.000 fps)

Tauglich ist aber relativ. Es wirkt schon als wäre der Chip 2k und nicht hochskaliert. Aber die Verzerrungen des festen Weitwinkels verdienen durchaus eine eigene Casting-Show. Ich habe faktisch immer nochmal on the fly transkodiert und dabei das Bild beschnitten. Das hat auch den Upstream geschont. Der abgedeckte Helligkeitsbereich war hingegen recht brauchbar. Es dauert zwar eine halbe Sekunde, bis das Auto-Gain reagiert, aber dann kommt selbst ohne Raumbeleuchtung in der Dämmerung noch etwas halbwegs brauchbares heraus. Die Kamera bietet noch ein paar Controls zum beeinflussen des Bildes vor der Kompression. AFAIR hatte ich die Farbsättigung immer ein wenig reduziert.

Aber worauf ich hinaus wollte: Kamerachips mit 2k H.264 sind sehr billig. Und 30fps reicht normalerweise auch für ein Mikroskop. Auch Artefakte bei schnellen Bewegungen sind da kein Problem. Teuer ist alles, was davor sitzt, wenn es ordentlich werden soll.

Das stimmt wohl. Aber ein Raspberry Pi Model 1 schafft es eben auch - und zwar nebenbei. Und das Wort "Rechenleistung" kannte der Pi 1 noch nicht. ;-) Die Qualität des VideoCore IV Encoders war allerdings auch kein Highlight. Das geht mit heutiger Hardware (auch embedded) besser.

In der Theorie wäre es das 40-fache. ;-)

Gut für was? Gute Optik kannst bei all den Billigdingern vergessen. Besseres bekommt man da eher bei den Sport- bzw. Actiooncams, natürlich dann auch spritzwasserfest und für deutlich mehr Geld.

Ansonsten kann man viele (alte) Digicams auch in einem Videomodus betreiben. 2k H.264 schafft unsere alte Lumix FZ48 AFAIR auch noch. Da ist die Optik um Größenordnungen besser.

Die in meinem HP ist schon _deutlich_ besser, als das externe Billigteil. Auflösung ist AFAIK auch nur 2k, aber die Optik verzerrt kaum. Ich vermute allerdings, das wird on the fly raus gerechnet, aber das machen die Handys auch nicht anders. Die Kameras am Lenovo habe ich ehrlich gesagt noch nicht näher untersucht. Wunder erwarte ich da allerdings eher nicht.

Ja, im MJPEG-Mode kommt wirklich schlechte Qualität. Mann muss auf H.264 achten.

Aber wenn du jetzt auf USB3 pochst, muss der Hersteller notgedrungen mehr für den USB-Controller hinlegen. Das ist gleichbedeutend mit weniger für den Rest. Schon aus solchen Gründen, würde ich das nicht fordern. Ich würde sogar so weit gehen, dass die Kosten für eine lückenlose Übertragung eines unkomprimierten Videostreams wesentlich höher sind als ein H.264 Hardware-Encoder. Das galt selbst vor 25 Jahren schon so ähnlich, wo niemand auf einem PC freiwillig mit unkomprimierten PAL-Videostreams hantierte. Und damals waren die MPEG-2 Encoder noch richtig teuer.

Wie gesagt, die ist nicht gut. Nur ihre Elektronik ist brauchbar. Die Optik nicht. OK, man könnte mit ffmpeg und einem Entzerrungsfilter nachlegen. Das würde vmtl. sogar ein einigermaßen brauchbares Bild liefern, aber natürlich geht das auf Kosten der Auflösung.

Marcel

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Marcel Mueller

Am 22.12.23 um 20:36 schrieb Marte Schwarz:

Konkrete Infos gab es bislang nicht in diesem Thread. Die meisten Angebote in diesem Bereich bestehen aber aus einer billigen USB-Kamera mit einer sehr einfachen Optik, einer sehr einfachen Plastik-Mechanik und werden nach dem Marketing-Gesetz der großen Zahl mit eher hohen Vergrößerungen beworben.

Zumindest mit der Kombination USB-Mikroskop plus separater Monitor hat es bei mir überhaupt nicht funktioniert. Neben der fehlenden dritten Dimension stimmt auch die Orientierung im Raum einfach nicht.

Möglicherweise sind die Dinger mit eingebautem Monitor besser, da entsteht wenigstens das zweite o.g. Problem nicht.

Schraubt man die Barlowlinse vom Objektiv ab, gibt halben Abstand und doppelte Vergrößerung. Stattdessen die Vergrößerungslinse drauf, gibt nochmal Faktor zwei.

Gibt es USB-Mikroskope mit eher kleinen Vergrößerungen und dafür großem Arbeitsabstand zu einem günstigen Preis (letztere ist ja gerade das entscheidende Argument pro USB...)?

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Hergen Lehmann

Hallo Andreas,

Eine ganz andere Baustelle, aber vielleicht interessierts:

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ich gerade auf dem Schreibtisch stehen udn bin hellauf begeitsret. Mit ca 10 cm Betrachtungsabstand ist es problemlos scharf zu bekommen und das bei ganz brauchbarem Schärfetiefenbereich. Der USB-Anschluß ist aber zumindest offiziell ausschließlich zur Stromversorgung.

Gerade für kleine SMD ist das Teil super. Leider kein USB-Stream, wobei ich das noch nicht getestet habe, in der Anleitung steht hingegen nichts.

Gruß Marte

Reply to
Marte Schwarz

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