Objektivporträt
HLB Plan Apo 20x
Das HLB Planapo 20x ist ein Mikroskopobjektiv für metallurgische Anwendungen. Ein Test soll zeigen, wie gut es sich für den Focus-Stacking-Einsatz ohne Fachmikroskop eignet.
Das Objektiv
Das HLB Plan Apo 20x wurde für metallurgische Anwendungen entwickelt und gehört zu einer parfokalen Objektivserie mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben, aber einheitlicher Bauform: Gehäuselänge, Arbeitsabstand, Durchmesser und Gewinde sind bei allen Modellen identisch.
Diese Parfokalität erleichtert nicht nur den Einsatz an Spezialmikroskopen mit festem Kameraauszug und Tubuslinse, sondern ist auch beim Focus Stacking von Vorteil: Ein Objektivwechsel innerhalb der Serie erfordert keinerlei Umstellungen am Aufbau.
Da das 20x-Objektiv für Auflicht optimiert ist, bietet es häufig eine bessere Farbwiedergabe als klassische Durchlichtobjektive aus der Medizin- oder Biologietechnik.
Ein weiterer Vorteil ist der große Arbeitsabstand, der besonders bei schräger Beleuchtung oder seitlichem Lichteinfall – typisch für metallurgische Anwendungen – unverzichtbar ist. Im Gegensatz zu klassischen Laborobjektiven mit geringerem Abstand erleichtert dies die Ausleuchtung erheblich.
Gerade auf einem Focus-Stacking-Setup mit Kleinbildkamera spielt das Objektiv diese Stärke aus: Die Lichtführung wird unkompliziert, und das Setup bleibt flexibel – auch bei hochauflösenden Aufnahmen komplexer technischer Strukturen.
Das HLB Planapo 20x ist Teil einer parfokalen Objektivserie mit identischem Gehäusedurchmesser
Der Hersteller
Hersteller der Optik ist die japanische Firma Shibuya Optical, die eine breite Palette an Spezialmikroskopen, Objektiven und optischem Zubehör für verschiedene Fachbereiche produziert. Der Vertrieb in Europa erfolgt über die Firma Stonemaster (www.stonemaster-onlineshop.de).
Als Vorbild diente vermutlich die bekannte parfokale Objektivserie von Mitutoyo, die mit großem Arbeitsabstand und exzellenter Abbildungsqualität Maßstäbe setzte – allerdings zu sehr hohen Preisen. HLB positioniert sich als konkurrenzfähiger Anbieter mit vergleichbarer Leistung, jedoch zu deutlich günstigeren Konditionen.
Zahlreiche Mitutoyo-Nachbauten aus China ähneln dem Original äußerlich stark, bleiben in der optischen Leistung aber meist deutlich zurück – trotz verlockender Preise.
Technische Daten
Abbildungsmaßstab 20x
Numerische Apertur 0,42
Unendlichoptik (Tubuslinse nötig)
kompatible Tubuslinsenbrennweite 200 mm
Gewindedurchmesser und Steigung M26 x 0,706
Gewicht 270 g
Gehäuselänge 75 mm
Gehäusedurchmesser 35 mm
Parfokaldistanz (Gehäuselänge plus Arbeitsabstand) 95 mm
Durchmesser der Austrittspupille 10,4 mm
Brennweite 10,0 mm
Arbeitsabstand 20,0 mm
Auflösung 0,65 µm
Schärfentiefe 1.60 µm
Die Abbildungsleistung – Tubuslinse 208 mm
Die folgenden Testbilder geben die Abbildungsleistung des Objektivs wieder. Das erste zeigt eine Übersichtsaufnahme (Vollformatsensor) mit der Tubuslinse Raynox DCR 150, so dass annähernd die Nominalvergrößerung von 20x entsteht. Die beiden anschließenden Bilder enthalten jeweils einen vergrößerten Ausschnitt.
Testbild mit Nominalvergrößerung (DCR 150), mit Rahmenmarken für die nachfolgenden Ausschnittsvergrößerungen – klare Detailwiedergabe mit großer Schärfe, keine Randabdunklungen, aber leichte kissenförmige Verzerrungen im Rand- bzw. Eckenbereich
In der zentralen Ausschnittsvergrößerung zeigt sich gute Detailschärfe. Die leichten Überstrahlungen sind der Aufnahmeweise ohne Diffusor geschuldet
Ausschnittsvergrößerung der Ecke links oben: Hier ist im äußeren Randbereich, insbesondere in den Ecken, abnehmende Detailschärfe zu sehen, denn die 43-mm-Diagonale des Vollformatsensors überschreitet den Bildkreis des Objektivs. Auch leichte chromatische Aberrationen sind hier zu sehen. Kleinere Sensoren dürften diese Abbildungsfehler allerdings kaum abbilden.
Das Testbild mit dem HLB Plan Apo 20x (NA 0,42) auf einem KB-Vollformatsensor zeigt eine insgesamt beeindruckende optische Leistung, insbesondere angesichts des hohen Abbildungsmaßstabs und der anspruchsvollen Sensorgröße.
Zentrum
Im Bildzentrum zeigt das Objektiv eine exzellente Detailauflösung. Selbst feinste Strukturen innerhalb der komplexen Mikroschaltungen sind klar voneinander abgegrenzt. Der Mikrokontrast ist stark, und es zeigen sich keinerlei chromatische Aberrationen oder Unsauberkeiten. Schwarze Linien wirken satt und scharf, ohne Ausfransungen oder Unschärfeschleier. Die Grauwertabstufungen sind differenziert, was auf eine gute tonale Durchzeichnung und hohe optische Präzision hindeutet.
Erweitertes Zentrum
Auch im erweiterten Zentrum – also jenen Bereichen, die etwa ein Drittel bis zur Hälfte der Sensorfläche vom Mittelpunkt entfernt liegen – bleibt die Bildqualität hervorragend. Die Kontraste sind minimal schwächer als im Zentrum, aber immer noch sehr gut differenziert. Die Linienführung bleibt sauber und die Abgrenzung komplexer Strukturen bleibt nachvollziehbar. Es zeigen sich keine Anzeichen für Bildfeldwölbung oder sphärische Aberration – die Planlage des Objektivs scheint hier voll zur Geltung zu kommen.
Randzone
In den äußeren Bereichen nimmt die Bildschärfe moderat, aber wahrnehmbar ab. Der Mikrokontrast ist hier etwas schwächer, und bei sehr feinen Strukturen beginnen die Linien, leicht ineinander zu fließen. Dennoch ist die Leistung beachtlich: Es gibt weder nennenswerte chromatische Fehler noch erkennbare Feldwölbung oder astigmatische Verzerrungen. Die Abbildung bleibt visuell stimmig, wenngleich nicht mehr auf dem perfekten Niveau des Zentrums. Für ein 20x-Industrieobjektiv auf Vollformat ist das Ergebnis dennoch als ausgesprochen stark einzustufen.
Beurteilung
Das HLB Plan Apo 20x zeigt im Testbild eine sehr hohe Abbildungsleistung. Die Auflösung ist im Zentrum und darüber hinaus hervorragend, die Schärfe fällt erst in den äußersten Bildrändern etwas ab – jedoch ohne ins Kritische zu geraten. Die Präzision der Linienwiedergabe, die geringe Anfälligkeit für Bildfehler und die Planlage qualifizieren dieses Objektiv klar für anspruchsvolle Anwendungen im Bereich der technischen Makrofotografie und Mikrostrukturabbildung – insbesondere dann, wenn der Sensorbereich überwiegend zentrisch genutzt wird, wie es bei Focus-Stacking-Anwendungen oft der Fall ist.
Die Abbildungsleistung – Tubuslinse 125 mm
Das folgende Testbild ist eine weitere Übersichtsaufnahme, allerdings mit der Tubuslinse Raynox DCR 250, was den Abbildungsmaßstab auf ca. 12,5 reduziert (statt 20x). Einige metallurgische Mikroskopobjektive aus der erwähnten HLB-Serie tolerieren diese Vorgehensweise, wenngleich auch nicht alle im gleichen Maß, und der Test soll zeigen, welche qualitativen Abstriche damit beim Mitutoyo Plan Apo 20x zu erwarten sind.
Testbild mit DCR 250: Mit dieser geringeren Tubuslinsenbrennweite wird ein kleinerer Abbildungsmaßstab erzeugt, und bei dieser Kombination kommt es im Rand- und Eckenbereich zu kissenförmiger Verzerrung und deutlich nachlassender Detailgenauigkeit. Auch ein Hauch chromatischer Aberrationen ist wahrnehmbar, denn einige der filigranen Elemente wirken hier farbiger als im Zentrum. Allerdings sind diese CAs noch nicht stark ausgeprägt.
Die zentrale Ausschnittsvergrößerung ist noch frei von CAs und zeigt gute Detailschärfe.
Ausschnittsvergrößerung der Ecke links oben – hier werden zur Bildecke hin die Verzerrung und die Unschärfe deutlich stärker. Auch die Farbkorrektion scheint hier überfordert; man sieht an den schmalen Horizontalstrukturen gewisse Farbverschiebungen. Auch scheint in der Ecke die gesamte Farbe gelblich.
Das Testbild zeigt die optische Leistung bei einer deutlichen Abweichung von der vorgesehenen Systembrennweite von 200 mm. Diese Konfiguration verringert nicht nur den effektiven Abbildungsmaßstab, sondern verändert auch den Öffnungswinkel des Strahlengangs, was sich direkt auf die Abbildungsqualität auswirkt.
Zentrum
Im Bildzentrum bleibt die Auflösung auf akzeptablem Niveau. Die Linienführung ist noch klar erkennbar, jedoch fehlt es an Mikrokontrast – feine Details wirken weicher als bei optimaler Tubuslinsenbrennweite. Strukturen sind zwar visuell trennbar, wirken aber insgesamt etwas flacher und weniger plastisch.
Erweitertes Zentrum
Im erweiterten Zentrum zeigt sich ein zunehmender Verlust an Bildschärfe. Der Kontrast schwächt sich ab, und gerade in den engen Bahnmustern beginnt die Detailzeichnung ineinander zu laufen. Besonders bei kleinen, dicht gepackten Strukturen wird deutlich, dass die Auflösung nicht mehr vollständig ausreicht, um die Information sauber zu trennen.
Randzone
In der Randzone schließlich brechen die Bildinformationen stärker ein. Hier ist der Schärfeverlust unübersehbar: Linien fransen aus, Details wirken verwaschen, und der Mikrokontrast sinkt spürbar ab. Die leichte Vignettierung oder Helligkeitsminderung könnte zusätzlich durch den geänderten Strahlengang entstanden sein. Auch Bildfeldwölbung und andere Aberrationen treten stärker hervor als bei systemkonformer Verwendung.
Beurteilung
Dieses Testbild macht sehr deutlich, wie empfindlich ein hochwertiges Industrieobjektiv wie das HLB Plan Apo 20x auf optische Fehlanpassungen reagiert. Die Bildqualität leidet bereits bei moderater Abweichung von der vorgesehenen Tubuslinsenbrennweite – besonders im Zusammenspiel mit einem Vollformatsensor und komplexen Bildstrukturen. Wer dieses Objektiv mit seiner vollen Leistung nutzen möchte, sollte daher unbedingt eine Tubuslinse mit 200 mm Brennweite verwenden. Nur so lässt sich die hohe numerische Apertur in präzise Auflösung und Kontrast umsetzen.
Die Abbildungsleistung – Tubuslinse 208 mm, Mikroprozessor
Sehr filigrane Strukturen besitzt ein winziger Mikroprozessor, der für die Elektronik von Handys vorgesehen war. Seine Kantenlänge liegt bei nur 3 x 3 mm, und seine Aufnahme zeigt nicht nur die Schärfeleistung bzw. Detailerfassung eines Objektivs, sondern auch die Farbwiedergabe.
Hervorragende Schärfe, auch bei kleinsten Details, Farbkontrast etwas flach, geringe, aber visuell kaum wahrnehmbare Verzerrungen in den Eckenbereichen, da das Übersichtsbild rundum nicht beschnitten wurde und somit auch die Randzonen des Vollformatsensors genutzt wurden
Diese beiden Testbilder liefern eine anschauliche Demonstration der Abbildungsleistung des HLB Plan Apo 20x unter optimalen Einsatzbedingungen mit einer Tubuslinsenbrennweite von ca. 200 mm. Das Objektiv wurde an einer Vollformatkamera verwendet, das Motiv ist ein 3 × 3 mm großer Smartphone-Mikroprozessor, wobei das erste Bild die vollständige Abbildungsfläche bei 20-facher Vergrößerung zeigt, das zweite eine stark vergrößerte Detailansicht aus dem zuvor markierten Bildbereich.
In der Übersicht fällt sofort auf, wie fein strukturiert und komplex das Mikroprozessorlayout in diesem Vergrößerungsbereich ist. Trotz der enormen Informationsdichte bleibt die Bildwiedergabe klar und stabil – ein erster Hinweis auf die hohe optische Qualität dieses Objektivs. Die homogene Ausleuchtung und das Fehlen signifikanter Randartefakte deuten darauf hin, dass das Objektiv auch auf dem großen Sensorfeld gut korrigiert arbeitet.
Die Detailansicht bestätigt diesen Eindruck eindrucksvoll: Selbst dicht gedrängte Strukturen mit geringen Kontrastunterschieden werden sauber getrennt. Die Linienführung ist präzise, die Übergänge wirken scharf und kontrolliert, und auch die feinsten Elemente bleiben erkennbar, ohne zu verschwimmen oder sich zu überlagern. Der Mikrokontrast ist hoch, ohne künstlich überspitzt zu erscheinen – was sich insbesondere in den filigran gerasterten Bereichen zeigt, die in vielen Testaufbauten zum Problem werden können.
Zudem zeigt sich das Objektiv unanfällig gegenüber chromatischen Aberrationen. Farbsäume an Kontrastkanten sind praktisch nicht vorhanden – eine bemerkenswerte Leistung bei dieser Vergrößerung und dem verwendeten Auflicht.
Auch die Farbwiedergabe wirkt im Detailbild ausgewogen und differenziert. Die verschiedenen Materialzonen des Prozessors lassen sich gut voneinander unterscheiden, ohne dass es zu Farbstichen oder künstlich wirkender Überzeichnung kommt. Gerade bei den metallurgisch relevanten Auflichtobjektiven ist dies ein entscheidender Vorteil gegenüber klassischen Durchlicht-Mikroskopobjektiven, die häufig bei solchen Kontrasten Schwächen zeigen.
Insgesamt liefert das HLB Plan Apo 20x hier eine durchweg überzeugende Abbildungsqualität. Schärfe, Kontrast, Farbstabilität und Strukturtrennung bewegen sich auf sehr hohem Niveau – insbesondere unter Berücksichtigung des Sensorformats und der tatsächlichen Bildgröße. Die Testaufnahme belegt, dass das Objektiv hervorragend für anspruchsvolle dokumentarische Anwendungen, mikrostrukturelle Analysen und wissenschaftliche Makrofotografie geeignet ist.
Auflösungstest
Der Auflösungstest 300 von Zeiss ermöglicht, die Auflösung eines Mikroskopobjektivs in Form eines Zahlenwerts abzulesen. Zwar ist diese Ablesung in gewissem Rahmen Interpretationssache und nicht völlig exakt (Details siehe hier), doch sie vermittelt durchaus einen groben Eindruck der Feinzeichnung und Detailwiedergabe.
Der Auflösungswert, hier in den beiden äußeren Feldern zu sehen, wurde im Linsenzentrum mit 1250 Linienpaaren pro Millimeter (lp/mm) abgelesen
Fazit
Das HLB Plan Apo 20x überzeugt im Gesamteindruck durch eine sehr hohe optische Qualität, die in vielen Bereichen mit deutlich teureren Spitzenobjektiven mithalten kann. Bei korrekter Tubuslinsenbrennweite (200 mm, hier leicht überschritten mit 208 mm) liefert das Objektiv im Zentrum eine exzellente Detailauflösung mit guter Trennung auch engster Strukturen. Besonders in kritischen Bereichen wie Speicherfeldern oder feinstrukturierten Logiksegmenten bleibt die Linienführung klar und kontrastreich. Die numerische Apertur von 0,42 ermöglicht eine sehr gute Feindifferenzierung – ein Punkt, an dem sich die hochwertige Korrekturleistung dieses Objektivs deutlich zeigt.
Auch im erweiterten Zentrum bleibt die Bildqualität konstant hoch. Erst in der äußersten Randzone zeigt sich ein ganz leichter Kontrastabfall, jedoch ohne nennenswerte Verzerrung, Bildfeldkrümmung oder Farbfehler. Der Bildeindruck wirkt durchgängig scharf, plastisch und farblich neutral – ideal für dokumentarisch-analytische Anwendungen in der technischen Makrofotografie.
Im praktischen Einsatz, etwa bei Focus-Stacking-Aufnahmen mit Vollformatsensoren, spielt das HLB Plan Apo 20x seine Stärken voll aus: Die hohe optische Leistung wird ergänzt durch einen komfortablen Arbeitsabstand, eine durchgängig planparallele Schärfeebene und ein robustes mechanisches Design, das den Wechsel zwischen verschiedenen Abbildungsmaßstäben innerhalb der HLB-Serie unkompliziert macht.
Wer höchste Abbildungsleistung in der 20x-Klasse sucht und dabei auf ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis achtet, findet im HLB Plan Apo 20x eine äußerst leistungsstarke und praxistaugliche Alternative zu den etablierten Top-Objektiven am Markt. Die Leistung ist – gerade bei optimaler Tubusbrennweite – auf durchgängig hohem Niveau und auch für sehr anspruchsvolle Aufgaben geeignet.
Vorteile
Extrem großer Arbeitsabstand, hohe Bildschärfe und Detailgenauigkeit, Parfokalität innerhalb der Objektivserie, also leichter Objektivwechsel, Preisvorteil gegenüber dem Vergleichsobjektiv von Mitutoyo
Nachteile
Ungewöhnliche Gewindegröße, die einen speziellen Adapter erfordert (z. B. www.stonemaster-onlineshop.de), gewisse Qualitätsbußen bei kleinerer Tubuslinsenbrennweite (DCR 250)
Daniel Knop, www.knop.de, www.danielknop.eu
Testbild mit DCR 250: Im Zentrum ist die Bildschärfe bei dieser Kombination nur moderat und deutlich geringer als bei der Nominalvergrößerung, und außerhalb des Bildzentrums lässt sie gewaltig nach. Hier zeigt sich auch eine leichte kissenförmige Verzerrung. Die Abdunklung des Rand- und Eckenbereichs ist deutlicher als bei Verwendung der DCR 150.
Das Bildzentrum hat noch gewisse Schärfe, aber feinste Details werden in Kombination mit der DCR 250 nicht mehr wiedergegeben.
Die Randzone weist starke kissenförmige Verzerrung und intolerable Unschärfe auf, die zur Ecke hin extrem wird (hier links oben). Im Vollformat ist diese Kombination aus Objektiv und Tubuslinse schlicht unbrauchbar.
Der direkte Vergleich mit dem Canon-Lupenobjektiv MP-E 65 mm bei Stellung 3,5x zeigt, dass das HLB Planapo 3,5x diesem sehr scharf abbildenden Makrospezialisten deutlich unterlegen ist. Das Canon bringt mehr Schärfe (Bild oben rechts), und der Schärfeabfall zum Bildrand und vor allem zu den Ecken hin ist beim Canon deutlich schwächer als beim HLB. Allerdings muss hier auch berücksichtigt werden, dass das HLB Planapo 3,5x neu weniger als die Hälfte dessen kostet, was für ein Canon MP-E 65 mm zu veranschlagen ist.
Vergleich HLB M Plan 3,5x – Canon MP-E 65 mm
HLB Planapo 3,5x (links) im Vergleich mit dem Canon MP-E 65 mm bei Stellung 3,5 (rechts), oben jeweils das rechte obere Viertel des Originalbilds, aufgenommen mit Vollformatsensor (Focus Stack), unten jeweils ein Sechzehntel des Originalbilds, entsprechend hochskaliert.
Fazit