Objektivporträt
HLB M Plan Apo 7x
Das HLB Plan Apo 7x 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 7x wurde für metallurgische Anwendungen entwickelt und ist Teil einer parfokalen Objektivserie mit unterschiedlichen Vergrößerungen, aber identischer Gesamtlänge aus Gehäuse und Arbeitsabstand. Auch der Gehäusedurchmesser bleibt nahezu konstant – eine konstruktive Herausforderung vor allem bei niedrigen Abbildungsmaßstäben.
Der Nutzen dieser Parfokalität zeigt sich insbesondere an Spezialmikroskopen mit festem Kameraauszug und integrierter Tubuslinse, lässt sich aber auch beim Einsatz auf einem Focus-Stacking-Setup sinnvoll nutzen: Objektivwechsel sind ohne Umbauten möglich.
Als Auflichtobjektiv konzipiert, bietet das HLB M Plan Apo 7x eine bessere Farbwiedergabe als viele Durchlicht-Mikroskopobjektive. Sein großer Arbeitsabstand – unverzichtbar in der Metallurgie, wo das Licht oft seitlich eingebracht wird – erleichtert zugleich die Beleuchtung beim Fotografieren. Damit ist dieses Industrieobjektiv eine praxisgerechte Option für hochwertige Makroaufnahmen mit Vollformatsensor.
Das HLB Plan Apo 7x ist Teil einer parfokalen Objektivserie mit identischem Gehäusedurchmesser
Der Hersteller
Das HLB M Plan Apo stammt von der japanischen Firma Shibuya Optical, die auf Objektive, Spezialmikroskope und optisches Zubehör für verschiedenste Fachbereiche spezialisiert ist. Der Vertrieb in Europa erfolgt über die Firma Stonemaster (www.stonemaster.de).
Als Vorbild gilt die parfokale Objektivserie von Mitutoyo, die mit langer Arbeitsdistanz und exzellenter Abbildungsleistung Maßstäbe setzte – allerdings zu entsprechend hohen Preisen. Die HLB-Objektive sind als preisgünstigere Konkurrenzprodukte positioniert und bieten in einigen Fällen eine vergleichbare optische Qualität. Daneben existieren zahlreiche chinesische Nachbauten, die dem Mitutoyo-Design äußerlich stark ähneln, in der Abbildungsleistung jedoch meist deutlich zurückbleiben.
Das hier porträtierte Objektiv stellte mir Rainer Ernst von der Firma Stonemaster für den Test zur Verfügung.
Technische Daten
Abbildungsmaßstab 7x
Numerische Apertur 0,22
Unendlichoptik (Tubuslinse nötig)
kompatible Tubuslinsenbrennweite 200 mm
Gewindedurchmesser und Steigung M26 x 0,706
Gewicht 245 g
Gehäuselänge 58,6 mm
Gehäusedurchmesser 34 mm
Parfokaldistanz (Gehäuselänge plus Arbeitsabstand) 95mm
Brennweite 28,6 mm
Arbeitsabstand 36,4 mm
Auflösung 1.25 µm
Schärfentiefe 5.7 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 7x entsteht. Die beiden anschließenden Bilder enthalten jeweils einen vergrößerten Ausschnitt.
Testbild mit Nominalvergrößerung (DCR 150), mit Rahmenmarken für die nachfolgenden Ausschnittsvergrößerungen – gute Schärfe, keine sichtbare Randabdunklung, frei von chromatischen Aberrationen, Verzerrung im Randbereich kaum wahrnehmbar
In der zentralen Ausschnittsvergrößerung gute und gleichbleibende Detailschärfe, frei von chromatischen Aberrationen
In der eckständigen Ausschnittsvergrößerung ist die abnehmende Detailschärfe deutlich zu erkennen, doch sie ist noch durchaus moderat. In den Ecken zeigt sich auch eine leichte kissenförmige Verzerrung, die aber ohne das Hochskalieren kaum wahrnehmbar wäre.
Die Bildqualität des HLB Plan Apo 7x zeigt sich in dieser Aufnahme als durchweg überzeugend – insbesondere im Hinblick auf die für ein Industrieobjektiv recht hohe NA und die Verwendung eines Vollformatsensors, der den Bildkreis tendenziell ausreizt.
Zentrum
Im Bildzentrum überzeugt das Objektiv mit sehr guter Detailwiedergabe, klarer Linienzeichnung und stabilem Mikrokontrast. Die feinen Strukturen des Testchips – enge Leiterbahnen, rechteckige Kontaktflächen, Textzeichen – erscheinen sauber getrennt und scharf definiert. Die Übergänge zwischen hellen und dunklen Bereichen sind gut durchzeichnet, ohne sichtbare Überstrahlung oder Kontrastflachheit. Es zeigt sich eine optische Präzision, die einer NA von 0,22 absolut angemessen ist.
Erweitertes Zentrum
Im erweiterten Zentrum bleibt diese Qualität erfreulich stabil erhalten. Auch hier wirken die Kanten scharf und das Auflösungsvermögen hoch. Einzelne Merkmale wie etwa sich verjüngende Leiterstrukturen oder mikroskopisch feine Unterteilungen behalten ihre Differenzierung, lediglich mit einem minimalen Verlust an Mikrokontrast. Der Schärfeabfall ist so dezent, dass er im praktischen Einsatz nur bei sehr kritischen Motiven oder exakter Vergleichsbetrachtung auffällt.
Randzone
Erst in der Randzone – besonders im äußersten Bildfeld – zeigen sich die erwartbaren Schwächen bei der Nutzung eines Vollformatsensors. Die Linien beginnen dort leicht zu erweichen, es kommt zu einer dezenten Abflachung der feinen Details. Chromatische Aberrationen oder Verzerrungen sind jedoch nicht nennenswert vorhanden – ein Beleg für die gute optische Korrektion des Objektivs. Besonders auffällig ist, dass auch in der Randzone keine störenden Farbverschiebungen auftreten und die Strukturwiedergabe nicht kollabiert, sondern bloß etwas nachlässt. Der Randabfall bleibt insgesamt moderat.
Beurteilung
Das HLB Plan Apo 7x liefert auf Vollformat eine beeindruckende Schärfe im Zentrum und erweiterten Zentrum sowie eine insgesamt respektable Randleistung. Das Objektiv eignet sich sehr gut für hochpräzise Makrofotografie mit Fokus auf zentrale Motive – insbesondere im technisch-wissenschaftlichen Bereich. Die Qualität ist gemessen an der Preis- und Leistungsklasse als hoch einzustufen und kommt bei optimaler Justierung durchaus an die Ergebnisse professioneller Vergleichsoptiken heran.
Bemerkenswert ist, dass das Objektiv offenbar gut mit der verwendeten Tubuslinse (208 mm, also nahe dem Idealwert von 200 mm) harmoniert. Die optische Leistungsfähigkeit scheint unter diesen Bedingungen optimal ausgereizt zu sein, ohne dass ein signifikanter Qualitätsverlust durch eine unpassende Systemkonfiguration bemerkbar wäre.
Die Abbildungsleistung – Tubuslinse 125 mm
Das folgende Testbild ist eine weitere Übersichtsaufnahme, allerdings mit der Tubuslinse Raynox DCR 250, was den Abbildungsmaßstab auf ca. 4,375 reduziert (statt 7x). 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 M Plan Apo 7x zu erwarten sind.
Testbild mit DCR 250: Mit dieser geringeren Tubuslinsenbrennweite wird ein kleinerer Abbildungsmaßstab erzeugt, und bei dieser Kombination ist eine deutliche Abdunklung der Ränder und besonders der Ecken erkennbar.
In der zentralen Ausschnittsvergrößerung ist die Detailschärfe im Zentrum größer als in den Ecken. Das zeigt, dass durch die geringere Tubuslinsenbrennweite auch fehlerbehaftete Randzonen der Linsen genutzt werden.
In der eckständigen Ausschnittsvergrößerung nehmen die Verzerrung und die Unschärfe zur Ecke hin dramatisch zu.
Bei Verwendung einer Tubuslinse mit nur 125 mm Brennweite zeigt das Testbild mit dem HLB Plan Apo 7x deutlich, wie empfindlich dieses Objektiv auf Abweichungen von seiner vorgesehenen optischen Konfiguration reagiert. Bei der Analyse des Bildfelds fällt auf, dass bereits das Zentrum unter einer spürbaren Einbuße an Schärfe und Kontrast leidet.
Zentrum
Im Zentrum erscheinen die Leiterstrukturen des Testmotivs zwar noch erkennbar, aber die feine Linienzeichnung beginnt bereits zu verwaschen. Kanten wirken leicht aufgeweicht, Mikrokontraste sind reduziert, und besonders in den Hell/Dunkel-Übergängen fehlt es an Präzision. Die Auflösung kleiner Strukturelemente bleibt hinter dem zurück, was dieses Objektiv bei korrekter Tubuslinse (200 mm) zu leisten vermag.
Erweitertes Zentrum
Im erweiterten Zentrum verstärken sich diese Defizite: Die Linien laufen sichtbar ineinander, Strukturen beginnen zu verschwimmen, und es zeigt sich eine zunehmend milchige Bildanmutung, wie sie oft mit sphärischen Aberrationen oder Bildfeldkrümmung einhergeht, wenn die optische Korrektur nicht im vorgesehenen Strahlengang betrieben wird.
Randzone
In der Randzone schließlich bricht die Bildqualität regelrecht ein. Die Auflösung sinkt deutlich, dunkle Bereiche verlieren an Zeichnung, helle Areale überstrahlen leicht, und die geometrische Struktur des Testbilds verliert an Klarheit. Der Rand wirkt diffus, mit unsauberen Übergängen und insgesamt niedriger Bildinformation – eine Kombination aus Schärfeverlust, Aberrationen und möglicher Bildfeldwölbung, verursacht durch die starke Abweichung vom berechneten optischen Pfad.
Ein weiterer möglicher Grund für den Qualitätsverlust bei Verwendung der kürzeren Tubuslinsenbrennweite liegt vermutlich darin, dass der effektive Abbildungsmaßstab auf etwa 4,4x statt der vorgesehenen 7x sinkt. Dies verändert nicht nur die Bildgröße, sondern auch das Verhältnis zwischen Blendenöffnung und Strahlengang, was wiederum Einfluss auf die effektive numerische Apertur und die Bildleistung hat – besonders im Zusammenspiel mit einem großen Sensor wie dem Vollformat.
Beurteilung
Das HLB Plan Apo 7x ist klar für die Nutzung mit einer Tubuslinse von 200 mm (bzw. einem Äquivalent wie DCR150 bei 208 mm Auszug) optimiert. Wird es stattdessen mit einer Brennweite von nur 125 mm betrieben, zeigt sich eine flächendeckende Verschlechterung der optischen Leistung – beginnend im Zentrum, sich verstärkend im erweiterten Zentrum und massiv sichtbar in der Randzone. Für ernsthafte Anwendungen ist diese Konfiguration nicht zu empfehlen. Wer die volle Leistungsfähigkeit dieses Objektivs ausschöpfen möchte, sollte unbedingt auf eine passende Tubuslinse achten.
Vergleich HLB M Plan Apo 7x und Mitutoyo M Plan Apo 7,5x
Der direkte Vergleich mit dem Mitutoyo M Plan Apo 7,5x zeigt, dass das HLB M Plan Apo 7x diesem extrem hochwertigen und scharf abbildenden Objektiv durchaus ebenbürtig ist, zumindest beim Einsatz einer Tubuslinsenbrennweite von rund 200 mm.
Das HLB M Plan Apo 7x zeigt im Vergleich mit dem Mitutoyo M Plan Apo 7,5x, was es kann, und unten sind beide im direkten Vergleich nebeneinander zu sehen
HLB M Plan Apo 7x
Das HLB liefert im Zentrum eine sehr gute Auflösung: Die feinen Leiterbahnen sind klar getrennt, die Kontrastverhältnisse scharf differenziert, und die Mikrokontraste sind gut nachvollziehbar. Im erweiterten Zentrum bleibt diese Qualität nahezu vollständig erhalten – ein Zeichen dafür, dass die Optik gut mit dem Bildkreis eines Vollformatsensors harmoniert. Erst zum Rand hin wird die Darstellung minimal weicher, aber nicht störend. Das Bild bleibt bis in die Randbereiche klar strukturiert und frei von Farbsäumen oder Astigmatismus. Ein leichtes Nachlassen des Mikrokontrasts ist erkennbar, aber im Kontext der Sensorgröße und NA-Leistung absolut im Rahmen.
Mitutoyo M Plan Apo 7,5x
Das Mitutoyo-Objektiv zeigt ebenfalls eine exzellente Abbildungsleistung – im Zentrum vielleicht sogar einen Hauch feiner, insbesondere bei den kleinteiligsten Strukturen (etwa den feinen Verzweigungen in der linken oberen Ecke jedes Chips). Die Linien wirken einen Tick präziser getrennt, der Mikrokontrast ist minimal höher, und auch die Grauabstufungen erscheinen besser differenziert. Im erweiterten Zentrum und sogar bis in die Randzonen bleibt die Bildqualität auf sehr hohem Niveau – das Bild wirkt durchgängig „aus einem Guss“, wobei auch hier praktisch keine sichtbaren Farbfehler oder geometrischen Störungen auftreten.
Beurteilung
In der Gesamtbetrachtung liefert das Mitutoyo M Plan Apo 7,5x eine marginal bessere Detailtrennung und ein noch etwas ruhigeres Kontrastbild. Das HLB-Objektiv hingegen überzeugt mit einer nahezu gleichwertigen Abbildungsleistung, die nur im direkten Vergleich mit dem Mitutoyo überhaupt auffällt. Besonders bemerkenswert ist, dass das HLB diese Leistung bei einem typischerweise deutlich geringeren Preis erreicht. Wer auf maximale optische Perfektion aus ist, wird beim Mitutoyo bleiben. Wer allerdings ein exzellentes 7x-Objektiv mit hoher Schärfe, großem Arbeitsabstand und geringem Preis-Leistungs-Verlust sucht, findet im HLB eine ernstzunehmende Alternative – mit beeindruckender Nähe zur Referenzklasse.
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.
Klare, scharfe Wiedergabe der filigranen Details, guter Farbkontrast und nur extrem leichte, kaum wahrnehmbare kissenförmige Verzerrung in den Eckenbereichen, weil wegen des kleinen Abbildungsmaßstabs auch das Übersichtsbild rundum massiv beschnitten wurde
Die beiden gezeigten Aufnahmen liefern eine überzeugende Demonstration der Abbildungsleistung des HLB Plan Apo 7x bei optimalen Bedingungen – das heißt mit der vorgesehenen Tubuslinsenbrennweite von rund 200 mm (hier: 208 mm) und einem hochwertigen Vollformatsensor. Bereits die Übersichtsaufnahme des 3 × 3 mm großen Mikroprozessors zeigt eine hohe Differenzierung komplexer Strukturen über das gesamte Bildfeld hinweg. Insbesondere die feinen Leiterbahnmuster in der zentralen Prozessoreinheit wirken klar durchzeichnet, mit sauber abgegrenzten Kontrasten und gut reproduzierter Farbnuancierung im reflektierten Licht.
In der vergrößerten Detailansicht (entsprechend dem roten Markierungsrahmen in der Übersicht) offenbart sich die exzellente Detailtreue dieses Objektivs: Selbst feinste Linienstrukturen, die im Submikrometerbereich liegen, werden ohne merkliche Artefakte oder Auflösungsverlust abgebildet.
Erfreulich ist zudem die Homogenität der Farbwiedergabe: Es zeigt sich kein störendes Farbbanding, keine chromatischen Aberrationen und keine sichtbare Bildfeldkrümmung. Auch die Kantenzeichnung an stark reflektierenden Bereichen – etwa den silbrigen Lötpads am Rand – bleibt sauber. Der Kontrast ist insgesamt etwas niedriger als bei einem reinen Durchlichtsystem, was allerdings typisch für Auflichtaufnahmen dieser Art ist und durch die digitale Nachbearbeitung gut angehoben werden kann.
Das HLB Plan Apo 7x demonstriert bei korrektem Aufbau seine Stärken vollumfänglich. In dieser Aufnahmesituation zeigt es sich als hochauflösendes Präzisionsobjektiv mit exzellenter Planlage, sehr guter Mikrokontrastleistung und erstaunlicher Gleichmäßigkeit bis in die Randbereiche – ideal für anspruchsvolle Aufgaben im Bereich der technischen Makrofotografie und Mikrosystemanalyse.
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 500 Linienpaaren pro Millimeter (lp/mm) abgelesen
Fazit
Das HLB Plan Apo 7x ist ein hochleistungsfähiges Industrieobjektiv, das bei korrekter Verwendung – also mit der vorgesehenen Tubuslinsenbrennweite von 200 mm – eine nahezu ebenbürtige Abbildungsqualität zum renommierten Mitutoyo M Plan Apo 7,5x bietet. Schärfe, Detailauflösung und Planlage sind beeindruckend, insbesondere im Zentrum und erweiterten Zentrum, und reichen bis in die Randzone auf einem Vollformatsensor erstaunlich weit, ohne dass gravierende Einbußen auftreten. Die numerische Apertur von 0,22 macht sich durch klar definierte Feinstrukturen und gute Mikrokontraste bemerkbar.
Allerdings zeigt das HLB 7x deutlich weniger Toleranz gegenüber optischen Abweichungen vom Idealaufbau als das Mitutoyo-Pendant. Bei reduzierter Tubuslinsenbrennweite (z. B. 125 mm) nimmt die Abbildungsqualität spürbar ab – insbesondere im Randbereich. Das Mitutoyo 7,5x reagiert in dieser Hinsicht deutlich robuster und bleibt auch unter nicht optimalen Bedingungen vergleichsweise leistungsfähig.
Wer also mit exakt konfigurierter Hardware arbeitet und die volle Leistung eines Präzisionsobjektivs ausnutzen will, findet im HLB 7x eine ernstzunehmende, sehr hochwertige Alternative zum Mitutoyo – und das bei spürbar geringerem Anschaffungspreis. Für Nutzer, die mehr Flexibilität bei wechselnden Aufbauten oder Tubuslinsen verlangen, bleibt das Mitutoyo hingegen der robustere, wenngleich teurere Allrounder.
Vorteile
Extrem großer Arbeitsabstand, hohe Bildschärfe und Detailgenauigkeit, Parfokalität innerhalb der Objektivserie, also leichter Objektivwechsel, Preisvorteilgegenüber dem Vergleichsobjektiv von Mitutoyo.
Nachteile
Ungewöhnliche Gewindegröße, die einen speziellen Adapter erfordert (z. B. www.stonemaster-onlineshop.de), deutliche 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