350fach-Mikroskop für Entwicklungsländer für 10 Euro

Der Materialeinsatz beschränkt sich auf etwas Klebeband, eine Gummimanschette und eine runde Linse mit einem Millimeter Durchmesser, die vor dem eigentlichen Objektiv des iPhones platziert wird. Die Durchlichtmikroskopie wird mit Hilfe einer externen Lichtquelle, einem Diffuser und dem eigentlichen Objektträger sowie dem Deckglas durchgeführt, die vor die iPhone-Kamera gehalten werden.

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Präparate, oben mit kommerziellem Mikroskop und unten mit iPhone-Variante aufgenommen (Bild: UC Davis/Plosone.org/CC BY 2.5)

Das Forscherteam der Universität Kalifornien Davis hat das 350fach-Mikroskop aber nicht nur von der Hardwareseite optimiert. Die Bilder weisen durch die billige Linsenkonstruktion mehrere optische Fehler auf. Zum einen ist das Bild gekrümmt und zum anderen nur in der Mitte scharf. Das reichte den Forschern nicht.

Mit zwei Bildagorithmen wird das Foto nach der Aufnahme verbessert. Dabei wird einerseits die kissenartige Verzerrung korrigiert, so dass der Rand nicht mehr gebeugt erscheint. Die Randunschärfe kann damit jedoch nicht kompensiert werden. Um dieses Problem auszugleichen, verwenden die Forscher eine andere Methode. Dabei werden mehrere Aufnahmen mit leichter Abstandsänderung zum Objektiv gemacht, um unterschiedliche Bereiche scharf zu stellen. Danach wurden die Aufnahmen kombiniert.

Die Forscher haben außerdem eine Konstruktion ersonnen, um die iPhone-Kamera zur Spektroskopie einzusetzen. Dabei wird vor das Objektiv ein Gitterspektrometer gesetzt. Es realisiert mit einer einfachen Linsenoptik einen spaltförmigen Lichteintritt vor einem simplen Beugungsgitter, das mit einer Folie realisiert wurde. Die Konstruktion wird vor das iPhone-Objektiv gesetzt.

Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Artikel "Cell-Phone-Based Platform for Biomedical Device Development and Education Applications" in Plos One mit zahlreichen Bildbeispielen online publiziert.