Objektivporträt
HLB M Plan Apo 2x
Das HLB M Plan Apo 2x 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 M Plan Apo 2x ist ein speziell für die metallurgische Analyse entwickeltes Objektiv. Es gehört zu einer Objektivserie mit verschiedenen Abbildungsmaßstäben, deren gemeinsames Merkmal die Parfokalität ist – das heißt, alle Objektive dieser Reihe besitzen die gleiche Gesamtlänge aus Gehäuse und Arbeitsabstand. Auch der Gehäusedurchmesser ist weitgehend identisch, was gerade bei einem derart geringen Abbildungsmaßstab im Bereich der Frontlinse eine konstruktive Herausforderung darstellt.
Der Vorteil dieser Parfokalität zeigt sich vor allem im Einsatz an Spezialmikroskopen, bei denen der Kameraauszug mechanisch exakt auf die Serie abgestimmt ist – häufig in Kombination mit einer fest verbauten Tubuslinse. Doch auch im praktischen Einsatz auf einem Focus-Stacking-Setup ist diese Bauweise von Vorteil, da sie den unkomplizierten Objektivwechsel ohne zusätzliche Justage ermöglicht.
Ein großer Arbeitsabstand ist in der Metallografie unerlässlich – nicht zuletzt, weil die Beleuchtung häufig seitlich einfallen muss. Dies unterscheidet solche Industrieobjektive deutlich von den meisten klassischen Mikroskopobjektiven, die für Laboranwendungen in der Biologie oder Medizin konzipiert wurden. Dort erfolgt die Beleuchtung typischerweise im Durchlicht, weshalb ein langer Arbeitsabstand nicht nur überflüssig, sondern oft sogar hinderlich wäre.
Im Gegensatz dazu bietet das HLB M Plan Apo 2x mit seinem langen Arbeitsabstand ideale Voraussetzungen für den Einsatz auf einer Kleinbildkamera mit Tubuslinse in einem Stacking-Setup. Der großzügige Abstand zwischen Objektiv und Motiv vereinfacht die Lichtführung erheblich, da das Objekt aus nahezu jedem Winkel ausgeleuchtet werden kann – ein klarer Vorteil bei der präzisen fotografischen Erfassung strukturierter Oberflächen.
Das HLB M Planapo 2x ist Teil einer parfokalen Objektivserie mit identischem Gehäusedurchmesser
Der Hersteller
Hinter dem HLB M Plan Apo 2x steht die japanische Firma Shibuya Optical, ein Hersteller mit breitem Portfolio an optischen Präzisionsinstrumenten. Das Unternehmen produziert Objektive für verschiedenste Fachbereiche, darunter auch Spezialmikroskope und passendes Zubehör. In Europa werden die HLB-Objektive über die Firma Stonemaster (www.stonemaster-onlineshop.de) vertrieben.
Als Vorbild für die HLB-Serie diente mit hoher Wahrscheinlichkeit die bekannte Mitutoyo-Baureihe, die durch ihre Parfokalität, ihren großen Arbeitsabstand und ihre herausragende Abbildungsqualität Maßstäbe setzte – allerdings in einem deutlich höheren Preissegment. HLB gehört zu den Herstellern, die sich in diesem Markt als preisgünstigere Alternative positionieren und inzwischen qualitativ überzeugende Optiken anbieten, die sich in vielen Punkten mit dem Original messen lassen.
Neben HLB sind auch zahlreiche Mitutoyo-Nachbauten aus China erhältlich, die dem Original äußerlich täuschend ähnlich sehen und nochmals deutlich günstiger angeboten werden. Von dieser äußeren Ähnlichkeit sollte man jedoch nicht auf eine gleichwertige Abbildungsleistung schließen – denn bei optischen Systemen entscheidet nicht das Gehäuse, sondern die Präzision im Inneren.
Das hier vorgestellte HLB M Plan Apo 2x erschien besonders testwürdig, da das entsprechende Pendant aus der Mitutoyo-Serie („M Plan Apo 2x“) in der Praxis als kritisch gilt: Es zeigt auf einem typischen Focus-Stacking-Setup mit 200 mm Tubuslinse deutliche Schwächen und lässt sich nur eingeschränkt verwenden. Die zentrale Frage des Tests war daher, ob das HLB-Objektiv in dieser Hinsicht eine bessere optische Leistung liefert.
Das Objektiv wurde für diesen Test freundlicherweise von Rainer Ernst (Stonemaster) zur Verfügung gestellt.
Technische Daten
Abbildungsmaßstab 2x
Numerische Apertur 0,055
Unendlichoptik (Tubuslinse nötig)
kompatible Tubuslinsenbrennweite 200 mm
Gewindedurchmesser und Steigung M26 x 0,706
Gewicht 210 g
Gehäuselänge 60,6 mm
Gehäusedurchmesser 34 mm
Parfokaldistanz (Gehäuselänge plus Arbeitsabstand) 95 mm
Brennweite 100 mm
Arbeitsabstand 34,4 mm
Auflösung 5.0 µm
Schärfentiefe 90.9 µm
Die Abbildungsleistung – Tubuslinse 200 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 2x entsteht. Die beiden anschließenden Bilder enthalten jeweils einen vergrößerten Ausschnitt.
Testbild mit Nominalvergrößerung (DCR 150), mit Rahmenmarken für die nachfolgenden Ausschnittsvergrößerungen – der erste Blick auf das Gesamtbild vermittelt zunächst einen recht guten Eindruck; keine erkennbare Abdunklung von Rand und Ecken, nur leichte kissenförmige Verzerrung. Die Abbildungsschärfe lässt sich hier aber noch nicht abschließend beurteilen.
Die zentrale Ausschnittsvergrößerung zeigt mangelhafte Detailschärfe, sehr gut erkennbar in den kleinen quadratischen Strukturen
Die Ausschnittsvergrößerung des Rand/Eckenbereichs zeigt, dass die ohnehin geringe Schärfeleistung zur Ecke hin noch einmal dramatisch abnimmt (hier links oben). Zwar treten durch die apochromatische Korrektion auch in dieser Zone keine deutlichen Farbverschiebungen (chromatische Aberrationen) auf, aber die zunehmende Unschärfe entsteht in einem so breiten Streifen, dass dieser auch durch Verwendung eines kleineren Sensors (APS, MFT) nicht vollständig verschwinden würde.
Dieses Testbild und seine Ausschnittsvergrößerungen zeigen das HLB M Plan Apo 2x im Einsatz auf einer Vollformatkamera mit 200 mm Tubuslinse – also exakt in der Konfiguration, für die dieses Objektiv gerechnet wurde. Mit einer numerischen Apertur von 0,055 gehört es zu den niedrig auflösenden Objektiven der metallurgischen Kategorie, die für geringe Abbildungsmaßstäbe bei großem Arbeitsabstand optimiert sind. Die Aufnahme ist in dieser Hinsicht aufschlussreich, weil sie sowohl das Potenzial als auch die systembedingten Grenzen der optischen Leistung in dieser Klasse deutlich macht.
Zentrum
Im Zentrum zeigt das HLB M Plan Apo 2x eine insgesamt saubere, ausgewogene Bildwiedergabe des Testobjekts (Silicon-Wafer-Platte). Die Strukturen sind klar erkennbar, die Linien wirken ordentlich getrennt, wenn auch ohne feine Kantendefinition. Der Kontrast ist solide, nicht hart, aber ausreichend, um relevante Strukturelemente zu unterscheiden. Feine Details werden zwar nicht mit der Schärfe höher auflösender Objektive dargestellt, doch das Verhalten ist für ein 2x-System mit NA 0,055 absolut im erwartbaren Bereich. Weder Farbsäume noch relevante sphärische Aberrationen sind sichtbar, was für eine gute axiale Korrektur spricht. Die zentrale Zone eignet sich somit gut für strukturierte Objekte mit mittlerer Dichte, etwa elektronische Bauteile, Münzen oder Prägestrukturen.
Erweitertes Zentrum
Im erweiterten Zentrum nimmt die Schärfe leicht, aber gleichmäßig ab. Die Linien beginnen, etwas weicher zu wirken, besonders in Bereichen mit hoher Informationsdichte. Der Mikrokontrast lässt spürbar nach – feine Zwischenabstufungen verschwimmen tendenziell. Dennoch bleibt die Bildwirkung stabil, es treten keine abrupten Unschärfezonen oder asymmetrischen Fehler auf. Die Bildfeldebnung ist ordentlich, was auf eine solide optische Konstruktion schließen lässt – bei diesem Abbildungsmaßstab und der Sensorgröße keine Selbstverständlichkeit.
Randzone
In der Randzone schließlich wird der Abfall der Abbildungsqualität sichtbar. Strukturen verlieren an Trennschärfe, dunkle Bereiche wirken leicht ausgewaschen, und feine Linien laufen zunehmend zusammen. Trotzdem bleibt das Bild bis in die Ecken hinein erkennbar und geometrisch sauber, ohne Verzerrungen oder schiefe Projektion. Es ist bemerkenswert, dass trotz der nominellen Beschränkung des Bildkreises eine Vollformatfläche noch so gleichmäßig abgedeckt wird – auch wenn der Informationsgehalt in den Ecken für analytische Zwecke eingeschränkt ist.
Beurteilung
Das HLB Plan Apo 2x liefert in seiner spezifikationsgerechten Konfiguration eine insgesamt ausgewogene optische Leistung, die für seinen Anwendungsbereich angemessen ist. Die Schärfe im Zentrum ist gut, der Kontrast stabil, und die Bildfeldkorrektur verläuft ohne auffällige Störungen. In der erweiterten Zone zeigt sich der typische Schärfeverlust durch die begrenzte numerische Apertur, der in der Randzone stärker ausgeprägt ist – allerdings ohne geometrische Artefakte.
Für großflächige Objekte mit mittlerer Strukturauflösung, bei denen Lichtführung, Arbeitsabstand und Reproduzierbarkeit wichtiger sind als maximale Detailtrennung, ist dieses Objektiv ein überzeugendes Werkzeug. Besonders im Focus-Stacking auf Vollformatsensoren kann es bei kontrollierter Beleuchtung sehr gleichmäßige und saubere Ergebnisse liefern – ein sinnvoller Kompromiss zwischen Arbeitsabstand, Kompatibilität und Abbildungsleistung.
Vergleich HLB M Plan Apo 2x – Minolta Dimage Scan Elite 5400
Der direkte Vergleich mit dem Minolta Dimage Scan Elite 5400 zeigt, dass das HLB M Plan Apo 2x mit diesem extrem hochwertigen und sehr scharf abbildenden Objektiv in keiner Disziplin mithalten kann, sondern ihm haushoch unterlegen ist. Dass die Farbtemperatur in tiefere Kelvin-Bereiche abdriftete, war noch das kleinste Problem. Zwar wurde tatsächlich extrem hochskaliert, aber bei beiden Bildern im gleichen Maß. Während das Minolta filigranste Partikel gut erkennbar voneinander trennte, wie in den quadratischen Kastenstrukturen sehr gut zu sehen ist, produzierte das HLB nur unscharfe Hell-Dunkel-Übergänge ohne irgendwelche klar erkennbaren Konturen, obgleich sein Bildausschnitt wie beim Minolta aus dem Bildzentrum genommen wurde, wo jedes Objektiv seine absolute Bestleistung bringt.
Der direkte Vergleich des getesteten HLB M Plan Apo 2x mit dem Goldstandard, dem Minolta-Filmscannerobjektiv Minolta Dimage Scan Elite 5400, hilft sehr, die Schärfeleistung des Testkandidaten einzuschätzen
Schärfe und Linienauflösung
Das Minolta-Objektiv zeigt im Zentrum ein überraschend hohes Auflösungsvermögen. Die Leiterbahnen sind sauber getrennt, mit klar definierten Kanten und durchgehend hohem Mikrokontrast. Feinstrukturen wie kleine Winkel, Kurven und Engstellen im Leiterbahnnetz wirken differenziert und detailreich. Im Vergleich dazu erscheint das Bild des HLB 2x insgesamt weicher – die Linien sind zwar durchgehend trennbar, aber stellenweise leicht aufgeweitet, teils wirken die Kontraste in feinen Passagen abgeflacht. Das Minolta-Objektiv holt in dieser Hinsicht erkennbar mehr aus dem Sensor heraus – trotz seines ursprünglichen Einsatzzwecks als reines Zeilenoptiksystem für Filmstreifen.
Tonwerttiefe und Kontrast
Auch in der Grauwertwiedergabe überzeugt das Minolta-Objektiv. Die feinen Tonabstufungen in hellen wie dunklen Bereichen wirken harmonisch und dennoch differenziert – helle Strukturen neigen kaum zur Überstrahlung, dunkle Flächen behalten Zeichnung. Das HLB liefert hier ein etwas „technischeres“ Bild: Die Tonabstufungen sind vorhanden, aber weniger feinmoduliert. Besonders in dunklen Bereichen zeigt sich ein gewisser Kontrastverlust, der das Bild etwas matter erscheinen lässt
Bildwirkung und Schärfecharakter
Die Darstellung des Minolta-Objektivs wirkt insgesamt präziser, knackiger und zugleich feiner abgestimmt, während das HLB ein etwas flacheres, robustes Bild liefert – gut geeignet für schnelle Übersicht und technische Bewertung, aber nicht mit dem mikroskopisch „feinen Strich“ des Minolta. Interessanterweise erinnert die Wiedergabe des Filmscannerobjektivs eher an ein hochkorrigiertes Makroobjektiv, während das HLB seiner Herkunft aus der Metallografie treu bleibt – mit hohem Arbeitsabstand und dafür typischer, eher gemäßigter Auflösung bei breiter Korrekturzone.
Beurteilung
Im direkten Vergleich der beiden Objektive bei identischem Abbildungsmaßstab auf Vollformatsensor zeigt sich das Minolta-Objektiv als das schärfere und differenziertere System. Es liefert im Zentrum ein klareres, kontrastreicheres Bild mit besser aufgelösten Feinstrukturen und höherem Mikrokontrast – eine beachtliche Leistung für ein Objektiv, das ursprünglich nie für die Aufnahme von dreidimensionalen Objekten konzipiert wurde. Das HLB M Plan Apo 2x bleibt ein solide korrigiertes Industrieobjektiv mit gleichmäßigem Verhalten, hoher Kompatibilität und großem Arbeitsabstand – aber in puncto Bildschärfe und Detailkontrast ist das Minolta ihm in dieser Konfiguration sichtbar überlegen.
Wer maximale Detailauflösung bei Abbildungsmaßstab 2:1 auf Vollformat sucht, findet im Minolta-Objektiv eine hochinteressante Alternative – vorausgesetzt, es lässt sich mechanisch zuverlässig adaptieren. Das HLB bleibt hingegen eine stabile, industrienahe Lösung für reproduzierbare Aufbauten, bei denen Arbeitsabstand, Modularität und robuste optische Toleranzen im Vordergrund stehen.
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 oberen Feldern zu sehen, wurde im Linsenzentrum mit 160 Linienpaaren pro Millimeter (lp/mm) abgelesen
Fazit
Das HLB M Plan Apo 2x zeigt in der praktischen Anwendung auf einem Vollformatsensor mit 200 mm Tubuslinse ein gemischtes Leistungsbild. Im Bildzentrum liefert das Objektiv eine noch akzeptable, wenngleich weiche Abbildung mit erkennbarem Detailverlauf. Der Mikrokontrast ist jedoch niedrig, und feine Strukturen werden nicht mit der Präzision dargestellt, wie sie bei modernen Sensoren technisch möglich wäre. In der erweiterten Zone nimmt die Schärfe spürbar ab, und in den Randbereichen treten deutliche optische Einschränkungen zutage – darunter zunehmende Unschärfe, abfallender Kontrast sowie chromatische Aberrationen.
Die Leistungseinbußen lassen sich auch durch Änderungen der Konfiguration (z. B. Anpassung des Kameraauszugs oder Einsatz alternativer Tubuslinsen) nicht signifikant kompensieren. Weder bei verkürztem Auszug noch bei reduzierter Tubuslinsenbrennweite konnte eine Verbesserung erzielt werden – im Gegenteil: In diesen Setups kam es zu starker Vignettierung oder sichtbarer Bildfeldverkleinerung, was die Eignung für vollflächige Aufnahmen auf KB-Sensoren weiter einschränkt.
Die Ursachen dafür dürften in den baulichen Zwängen der Serie liegen: Die Forderung nach Parfokalität bei gleichzeitig langem Arbeitsabstand und konstantem Gehäusedurchmesser erzwingt optische Kompromisse, die sich bei niedrigen Abbildungsmaßstäben besonders negativ auswirken. Hier scheint die Frontoptik an konstruktive Grenzen zu stoßen, denn hier wird die Linsenfläche bis an die optisch problematischen Randzonen ausgereizt. Eine Frontlinse mit größerem Durchmesser hätte hier potenziell eine Verbesserung gebracht, entweder durch eine höhere numerische Apertur bei gleichem Arbeitsabstand oder durch die Möglichkeit, die zentral besser korrigierten Zonen der Optik stärker zu nutzen, ohne bis in die fehleranfälligeren Randbereiche vorstoßen zu müssen. Die bauliche Vorgabe eines konstant schlanken Gehäuses innerhalb der parfokalen Serie ließ diesen Weg offenbar nicht zu.
Trotz seiner soliden Verarbeitung und die für Auflichtanwendungen prinzipiell geeignete Bauweise ist das HLB 2x in dieser Form nicht ideal für hochauflösende Focus-Stacking-Arbeiten mit modernen Vollformatsensoren. Für technische oder dokumentarische Aufgaben, bei denen mittlere Detailtiefe ausreicht und Bildfeldränder keine Rolle spielen, mag das Objektiv in Spezialfällen dennoch einsetzbar sein.
Wer jedoch eine durchgehend hohe Abbildungsleistung bis in die Ecken benötigt, insbesondere für anspruchsvolle Makrofotografie oder reproduzierbare Stacking-Serien, ist mit anderen Systemen besser beraten. In diesem Abbildungsbereich empfehlen sich hochwertige Filmscannerobjektive, die bei ähnlichem Maßstab eine deutlich bessere Auflösung und Korrekturleistung bieten – auch bei deutlich geringerer numerischer Apertur.
Vorteile
Im Vergleich zu hochpreisigen Objektiven geringerer Kaufpreis, extrem großer Arbeitsabstand, also beste Beleuchtungsmöglichkeiten, Parfokalität innerhalb der Objektivserie, also leichter Objektivwechsel.
Nachteile
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