Objektivporträts und Vergleichstests
HLB M Planapo 7x
Das HLB Planapo 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 Planapo 7x ist ein Objektiv, das für die Metallurgie konzipiert wurde. Es ist Teil einer Objektivserie mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben, die aber alle parfokal sind, also die gleiche Gesamtlänge von Gehäuse und Arbeitsabstand aufweisen. Auch der Gehäusedurchmesser ist weitgehend identisch, was insbesondere bei dem geringsten Abbildungsmaßstab im Frontlinsenbereich schwierig war. Der Vorteil dieser Parfokalität ergibt sich allerdings primär beim Einsatz an Spezialmikroskopen, weil hier der für alle Objektive passende Kameraauszug mechanisch hergestellt wird, oft mit fest verbauter Tubuslinse.
Die Linsen HLB Planapo 7x wurden für den Einsatz mit Auflicht gerechnet, so dass hierbei auch eine bessere Farbwiedergabe denkbar ist als bei manchen Mikroskopobjektiven, die primär für Durchlicht konzipiert wurden.
Ein großer Arbeitsabstand ist für viele Anwendungen in der Metallurgie Voraussetzung, nicht zuletzt, weil das Licht hier von der Seite her kommen muss. Das ist ein weiterer, sehr wesentlicher Unterschied zu den meisten Mikroskopobjektiven, die primär für Laborzwecke produziert wurden (Medizin, Biologie u. a.), denn dort wird meist mit Durchlicht gearbeitet, was einen langen Arbeitsabstand entbehrlich machte, mithin sogar störend.
An sich wurde das HLB Planapo 7x für den Einsatz an speziellen Mikroskopen geschaffen, doch der lange Arbeitsabstand ist ideal für den Einsatz auf einem Focus-Stacking-Setup, indem es zusammen mit der erforderlichen Tubuslinse auf eine Kleinbildkamera gesetzt wird. Durch den gewaltigen Arbeitsabstand ist die Lichtführung zur Beleuchtung des Objekts sehr einfach.
Das HLB Planapo 7x ist Teil einer parfokalen Objektivserie mit identischem Gehäusedurchmesser
Der Objektivhersteller
Hersteller ist die japanische Firma Shibuya Optical, die Objektive für zahlreiche Fachbereiche anbietet, Spezialmikroskope sowie Zubehör und viele weitere optische Instrumente. Nach Europa importiert werden die Objektive von der Firma Rainer Ernst-Feinwerktechnik (www.stonemaster.eu).
Vorbild war vermutlich eine Objektivserie der japanischen Firma Mitutoyo, die ebenfalls parfokal ist und mit ihrem langen Arbeitsabstand sowie der extrem hohen Abbildungsqualität weltweit Standards setzte, allerdings zu sehr hohen Preisen. Die Objektivserie von HLB zählt zu den zahlreichen Konkurrenzprodukten und bietet inzwischen qualitativ vergleichbare Optiken an, zu deutlich geringeren Preisen. Auch aus China sind zahlreiche Mitutoyo-Nachbauten erhältlich, die dem Original vielfach zum Verwechseln ähnlich sehen, für wiederum günstigere Preise als die HLB, doch man sollte von der Ähnlichkeit nicht automatisch eine vergleichbare Abbildungsleistung ableiten.
Das hier porträtierte Objektiv stellte mir die Firma Rainer Ernst-Feinwerktechnik (Hersteller der Stonemaster-Produkte) 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
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. Darunter folgt eine weitere Übersichtsaufnahme, allerdings mit der Tubuslinse Raynox DCR 250, was den Abbildungsmaßstab deutlich reduziert. Einige metallurgische Mikroskopobjektive, z. B. aus der erwähnten Mitutoyo-Serie, tolerieren diese Vorgehensweise, und der Test sollte zeigen, ob das auch beim HLB M Planapo 7x der Fall ist.
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.
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.
Vergleich HLB M Planapo 7x – Mitutoyo M Planapo 5x
Der direkte Vergleich mit dem Mitutoyo M Plan Apo 5x zeigt, dass das HLB M Planapo 7x diesem extrem hochwertigen und scharf abbildenden Objektiv durchaus ebenbürtig ist, zumindest beim Einsatz einer Tubuslinsenbrennweite von 200 mm. Für diesen Vergleich stand kein Mitutoyo 7,5x zur Verfügung, so dass das 5x dafür herhalten musste, was natürlich nur eine eingeschränkte Aussage ermöglicht, weil jeweils eines der beiden Bilder auf einen anderen Wert als 100 % skaliert werden musste. Doch auch hierbei wurde deutlich, dass das HLB in Bezug auf Abbildungsschärfe und Fehlerfreiheit, insbesondere bezüglich chromatischer Aberrationen, durch aus mithalten kann.
HLB M Planapo 7x (links, skaliert auf 71 %) im Vergleich mit dem Mitutoyo M Plan Apo 5x (skaliert auf 100 %) – bei dieser Gegenüberstellung mit dem HLB, das auf weniger als 100 % ist, scheinen beide Objektive im zentralen Bereich ziemlich gleichwertig zu sein. Feine Unterschiede mögen hier und da zu sehen sein, doch der Vorteil liegt mal links und mal rechts. Grobe Differenzen in der Auflösung und CAs sind nicht zu erkennen.
HLB M Planapo 7x (links, skaliert auf 100 %) im Vergleich mit dem Mitutoyo M Plan Apo 5x (rechts, skaliert auf 142 %) – bei diesem Vergleich, bei dem das Mitutoyo weit über 100 % hochskaliert wurde, hat das HLB eindeutig die Nase vorn. Seine Detailwiedergabe ist durchweg besser.
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, da auch das Übersichtsbild rundum massiv beschnitten wurde
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 M Planapo 7x ist ein scharf zeichnendes Objektiv, das beim Einsatz einer Tubuslinse Raynox DCR 150 und entsprechendem Auszug (208 mm) im Zentrum sehr gute Detailgenauigkeit erzeugt. Auch die Farbkorrektion ist gut, denn chromatische Aberrationen (CAs) sind praktisch nicht zu erkennen. Vollformatsensoren überfordern den Bildkreis etwas, so dass in den Ecken geringe Unschärfe entsteht. Diese ist allerdings so moderat, das sie bei den weitaus meisten Bildmotiven keine Rolle spielen dürfte. Darum ist dieses Objektiv auch für Vollformatsensoren zu empfehlen.
Der direkte Vergleich mit dem Mitutoyo M Plan Apo 5x, dem Goldstandard dieser Objektivkategorie, ist quasi das, was man in der Automobilindustrie als „Elchtest“ bezeichnet. Die extrem hochwertige und teure „M Plan Apo“-Reihe von Mitutoyo setzt seit langer Zeit den Standard, und die Messlatte ist dabei ziemlich hoch. Hier schlägt sich das HLB M Planapo 7x aber erstaunlich gut, denn es ist durchaus auf Augenhöhe.
Mit einer Tubuslinse Raynox DCR 250 und Auszug von 125 mm hingegen, einer Kombination, die einen geringeren Abbildungsmaßstab erzeugt, ist das Objektiv deutlich überfordert, denn der Bildkreis wird weit überschritten. Im Zentrum ist die Scharfzeichnung noch immer ordentlich, wenngleich der Abbildungsleistung mit annähernder Nominalvergrößerung (Tubuslinse DCR 150) deutlich unterlegen. Zum Rand hin fällt die Bildqualität deutlich ab. Die Abdunklung zum Rand und den Ecken hin ist zwar sehr moderat, doch der Einsatz mit dieser kurzen Tubuslinsenbrennweite von 125 mm (für den das Objektiv allerdings auch nicht konzipiert wurde) am Vollformatsensor macht wenig Sinn. Lediglich mit kleinere Sensoren ist es in dieser Weise einsetzbar, sofern man mit leicht nachlassender Bildqualität in den Ecken leben kann. Das bedeutet aber, dass sich dieses Objektiv bei APS- oder MFT-Sensoren durchaus auch kleinerer Tubuslinsenbrennweite (z. B. Raynox DCR 250) einsetzen lässt, um einen geringeren Abbildungsmaßstab zu erreichen, sofern man bereit ist, in den Ecken gewisse Schärfekompromisse einzugehen.
Die Gewindegröße von 26 mm ist unter Mikroskopobjektiven ungewöhnlich, denn üblicherweise findet man hier RMS, M25 oder M30. M26-Adapter mit der passenden Gewindesteigung sind erhältlich bei Rainer Ernst-Feinwerktechnik oder RAF-Camera.
Vorteile
Extrem großer Arbeitsabstand, hohe Bildschärfe und Detailgenauigkeit, Parfokalität innerhalb der Objektivserie, also leichter Objektivwechsel, im Vergleich zu hochpreisigen Vergleichsobjektiven geringerer Kaufpreis
Nachteile
Leichte Randunschärfen beim Vollformatsensor, Eignung nur für kleinere Sensoren
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