Leitz Objektive und passende Okulare / Frage zum Glasweg

Läpplappen · Januar 10, 2015, 18:38:36 NACHMITTAGS

Liebe Leitz-Profis,

ich hatte etwas Zeit und habe mal ein bisschen an meinem Orthoplan herumgespielt. Dabei kam ich in's Grübeln. Vielleicht kann mir jemand helfen und meine Beobachtungen bestätigen / widerlegen /erklären ...

Es steht geschrieben (an mehreren Stellen): Leitz hat kein auskorrigiertes Zwischenbild - die Okulare korrigieren die Restfehler der Objektive. Es sind vorzugsweise (bei Apos zwingend) Periplan-Okulare einzusetzen.

Ich habe ein Orthoplan mit Unendlich-Objektiven (Auflicht) in den Qualitäten Achromat (ohne weitere Bezeichnung), Fluotar und Apo.
Tubuslinse 1x
Variotubus
Periplan-Okulare (10x 12,5x)

Ich wollte wissen wie das Bild im Trino-Tubus aussieht. Für die Fotografie wird ebenfalls der Einsatz eines Periplan-Okulars empfohlen. Eigentlich hatte ich ein etwas schlechteres Bild als im "normalen" Okularausgang erwartet, denn es fehlt jede Menge Glas (Prismen) im Strahlengang das eventuell beim optikdesign mit berücksichtigt wurde. Bei der Fotografie könnte man das aber vielleicht verschmerzen, so dachte ich.
Erstaunt war ich dann, als ich keinen Unterschied an Kontrast und Schärfe erkannte.
Dann wollte ich noch wissen wie es denn mit den Objektiv-Restfehlern aussieht und habe ein 25mm Meade Plössl eingesetzt, welches ja eigentlich ein auskorrigiertes Bild voraussetzt und einem 10x Okular entspricht. Aber auch dieses Bild war knackig scharf und Kontrastreich. Vielleicht sogar einen Ticken besser als mit dem Periplan, so dass ich schon überlege die Periplans durch zwei Plössls zu ersetzen. Das Einblickverhalten finde ich wegen des größeren Augenabstands angenehmer. Das gilt ebenfalls für alle Objektive und alle "Ausgänge". Ebenso unabhängig ob mit oder ohne Variotubus.

Bin ich halb blind, oder ist das mit dem nicht ganz korrigierten Zwischenbild gar nicht so schlimm?

Irgendwie will das für mich alles nicht zusammenpassen. Ausser ich habe die feinen Unterschiede tatsächlich nicht bemerkt.

Viele Grüße,
Raphael

JB · Januar 10, 2015, 19:42:18 NACHMITTAGS

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 18:38:36 NACHMITTAGS
Ausser ich habe die feinen Unterschiede tatsächlich nicht bemerkt.

Das wird es sein. Um die unterschiede Nachzuweisen muesste man geeignete Testobjekte benutzen, die die entstehenden Bildfehler (sphaerische Aberration durch falsche Tubuslaenge; Farbfehler durch fehlendes Kompensationsokular) auch nachweisen zu koennen. Ausserdem ist eine Kamera wohl besser um die quantitativen Unterschiede deutlich zu machen.

Meine Gedanken:

Sind alle Komponenten in Ordnung und ist die passende Tubuslinse verbaut?

Der Variotubus (Vergroesserungswechsler) hat im Forum einen schlechten Ruf, weil er anscheinend die Bildqualitaet verringert. Am besten erst einmal herausnehmen. http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=17109.5

Der Blick durch den Phototubus per Auge: der ist ja deutlich heller als der Blick durch den Binotubus - koennen sie bei so starken Helligkeitsunterschieden wirklich Unterschiede sehen?

Ist im Photoausgang wirklich mehr Glas verbaut? Bei mir ist im Photoausgang nur ein einziges Teilerprisma (das aber schon mal verstaubt sein kann).

Welche Abgleichlaenge haben die Ploessl-Okulare? Die Leitz-Okulare fuer das alte Orthoplan haben 18 mm; DIN ist 10 mm; wie ist das bei Astro-Okularen? Bei 10 mm geht auf jeden Fall die Parfokalitaet der Objektive <16x verloren.

Die Kompensation durch die Periplane ist bei Leitz nicht so gross wie bei Zeiss; das Problem ist also nicht so akut wie man befuerchten koennte.

Fast alle Leitz-Objektive der 70er wurden mit Periplanen (P) benutzt, auch die Achromaten (ab Seite 73): http://www.science-info.net/docs/leitz/LeitzImageForming-IlluinatingSystems.pdf

Sind Ihre Periplane normale oder Brillentraeger-Versionen? Wenn die Astrookulare Ihnen mehr zusagen, dann spricht nichts dagegen sie zu benutzen; am Photoausgang sollte das Periplan aber bessrere Ergebnisse liefert, es sei denn, etwas stimmt mit ihm nicht.

Beste Gruesse, Jon

Läpplappen · Januar 10, 2015, 22:36:26 NACHMITTAGS

Hallo Jon

ZitatSind alle Komponenten in Ordnung und ist die passende Tubuslinse verbaut?

Das kann ich nicht mit Gewissheit sagen, weil ich das Gerät gebraucht erstanden habe. Ich gehe aber mal davon aus. Es geht ja nicht darum, dass das Bild schlecht wäre. Da habe ich nichts zu mäkeln

ZitatDer Variotubus (Vergroesserungswechsler) hat im Forum einen schlechten Ruf, weil er anscheinend die Bildqualitaet verringert. Am besten erst einmal herausnehmen.

Da habe ich auch schon anderes gelesen. Ich selbst könnte mich über das Teil nicht beschweren. Natürlich hat man durch den Strahlteiler knapp 60% Lichtverlust und die ganze Optik hinterlässt schon Spuren im Bild. Aber einen schlechten Ruf könnte ich an meinem Exemplar nicht nachvollziehen.
Trotzdem habe ich es natürlich mit und ohne probiert: "Ebenso unabhängig ob mit oder ohne Variotubus."

ZitatDer Blick durch den Phototubus per Auge: der ist ja deutlich heller als der Blick durch den Binotubus - koennen sie bei so starken Helligkeitsunterschieden wirklich Unterschiede sehen?

Den Helligkeitsunterschied habe ich ausgeglichen. Den Farbunterschied (wohl bedingt durch Strahlteiler) bekomme ich natürlich nicht weg.

ZitatIst im Photoausgang wirklich mehr Glas verbaut? Bei mir ist im Photoausgang nur ein einziges Teilerprisma (das aber schon mal verstaubt sein kann).

Nein - das habe ich auch nicht behauptet. natürlich ist im Fotoausgang "nur" der Würfel, also weniger Glas. Das war ja auch der Grund, weshalb ich einen Unterschied im Bild erwartet hätte.

ZitatWelche Abgleichlaenge haben die Ploessl-Okulare? Die Leitz-Okulare fuer das alte Orthoplan haben 18 mm; DIN ist 10 mm; wie ist das bei Astro-Okularen? Bei 10 mm geht auf jeden Fall die Parfokalitaet der Objektive <16x verloren.

Da kann ich Dir nicht ganz folgen.

ZitatSind Ihre Periplane normale oder Brillentraeger-Versionen?

Ich habe beide Varianten, nutze aber normal die normalen (Periplan GW 10x M)

Jedenfalls schonmal Danke soweit. Gibt es irgendwo Zahlen wie groß die unkorrigierten Fehler sind?

Als Testobjekt diente 1) ein optisches Phasengitter. Da habe ich scharfe Kanten und kontrastreiche Strukturen.
Und 2) Der "Sterntest" den ich schonmal für die Objektivprüfung verwendete.

Viele Grüße,
Raphael

JB · Januar 10, 2015, 22:46:34 NACHMITTAGS

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 22:36:26 NACHMITTAGS
ZitatIst im Photoausgang wirklich mehr Glas verbaut? Bei mir ist im Photoausgang nur ein einziges Teilerprisma (das aber schon mal verstaubt sein kann).
Nein - das habe ich auch nicht behauptet. natürlich ist im Fotoausgang "nur" der Würfel, also weniger Glas. Das war ja auch der Grund, weshalb ich einen Unterschied im Bild erwartet hätte.

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 18:38:36 NACHMITTAGS
Eigentlich hatte ich ein etwas schlechteres Bild als im "normalen" Okularausgang erwartet, denn es fehlt jede Menge Glas (Prismen) im Strahlengang das eventuell beim optikdesign mit berücksichtigt wurde.

Dann sollte es heissen "ich haette ein besseres Bild erwartet"?

JB · Januar 10, 2015, 23:12:26 NACHMITTAGS

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 22:36:26 NACHMITTAGS
ZitatWelche Abgleichlaenge haben die Ploessl-Okulare? Die Leitz-Okulare fuer das alte Orthoplan haben 18 mm; DIN ist 10 mm; wie ist das bei Astro-Okularen? Bei 10 mm geht auf jeden Fall die Parfokalitaet der Objektive <16x verloren.
Da kann ich Dir nicht ganz folgen.

Es geht um die Abgleichlaenge der Okulare. Die muss auf die Brennweite der Tubuslinse abgestimmt sein. Die alten Periplane hatten 18 mm Angleich (Abstand vom Zwischenbild zur oberen Tubuskante), die vom Ploessl muessten Sie herausfinden. Wenn es auch 18 mm waere das ein Zufall. Ist der Abgleich z.B. 10 mm, so muss das Mikroskop umfokussiert werden, um ein Bild zu erhalten.

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 22:36:26 NACHMITTAGS
Jedenfalls schonmal Danke soweit. Gibt es irgendwo Zahlen wie groß die unkorrigierten Fehler sind?

Um die 0.8 %.
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=21604.0

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 22:36:26 NACHMITTAGS
Als Testobjekt diente 1) ein optisches Phasengitter. Da habe ich scharfe Kanten und kontrastreiche Strukturen.
Und 2) Der "Sterntest" den ich schonmal für die Objektivprüfung verwendete.

Was muss ich mir unter dem Phasengitter vorstellen? Waere ein Amplitudengitter (schwarz/weiss) nicht logischer

Zitat von: Läpplappen in Januar 10, 2015, 22:36:26 NACHMITTAGS
Als Testobjekt diente 1) ein optisches Phasengitter. Da habe ich scharfe Kanten und kontrastreiche Strukturen.
Und 2) Der "Sterntest" den ich schonmal für die Objektivprüfung verwendete.

Koennen Sie dann mal ein paar Bilder zeigen, mit Periplan und verglichen mit dem Ploessl? Die CVD (am Bildrand) sollte auf jeden Fall sichtbar werden (am besten mit den Apos zeigen). Die sphaerische Aberration ist sicher schwerer nachzuweisen. Und wie sieht es bei der Feldebnung mit den beiden Okularen aus?

Beste Gruesse, Jon

Läpplappen · Januar 11, 2015, 13:16:28 NACHMITTAGS

Hallo Jon

Zur Abgleichlänge:
Abgleichlänge bei Okularen ist was genau? Der Abstand von der Feldblende (Bild) zur Auflagefläche? In diesem Fall wäre die Abgleichlänge bei mir wohl 0. Aber ich bin mir nicht sicher ob ich den begriff Abgleichlänge für Okulare richtig interpretiere. Habe dazu auch keine exakte Beschreibung gefunden.
Wenn ich bei scharfgestelltem Bild ein Okular entferne, dann kann ich eine Mattscheibe flach auf die Okularaufnahme legen und habe ein scharfes Bild. Die Bildebene vom Mikroskop fällt also mit dem Ende des Okularstutzens zusammen. Das ist nicht bei allen Astro.Okularen so, aber bei meinem Plössel kann ich die Steckhülse abschrauben und komme dann beim Auflegen des Okulars genau in den Fokus ohne groß nachfokusieren zu müssen.
Eine leichte Verzeichnung am Rand ist beim Plössl zu sehen. Aber Kein Farbfehler die Feldebnung ist im Periplan einen Ticken besser.

Zur CVD: 0,8% CVD sollten aber schon spürbar sein finde ich. Das müsste einen deutlich sichtbaren Farbsaum geben *Kopfkratz*

Zum Phasengitter: Ich habe gestern tatsächlich mit einem Phasengitter gespielt. Es besteht aus einem mit Chrom bedampften Glasstab auf dem nochmal eine Chromstruktur aufgebracht ist. "Lücken" und "Striche" unterscheiden sich also nur in der Höhe (in der Phase) aber nicht in der Amplitude (Helligkeit). An den Phasengrenzen (Kanten) sieht man im Bild sehr sehr dünne dunkle Linien.
Mit Fotos durch Okulare wird es schwierig, da ich keinen passenden Halter habe. Und nur hinter's Okular halten wird qualitativ nicht reichen um Vergleiche anzustellen.

Vielleicht mache ich mir zu viele Gedanken um nichts und das mit dem glasweg ist tatsächlich egal - warum auch immer. Haben wir einen Optikdesigner hier?

Viele Grüße,
Raphael

JB · Januar 11, 2015, 14:58:33 NACHMITTAGS

Zitat von: Läpplappen in Januar 11, 2015, 13:16:28 NACHMITTAGS
Zur Abgleichlänge:
Abgleichlänge bei Okularen ist was genau? Der Abstand von der Feldblende (Bild) zur Auflagefläche? In diesem Fall wäre die Abgleichlänge bei mir wohl 0. Aber ich bin mir nicht sicher ob ich den begriff Abgleichlänge für Okulare richtig interpretiere. Habe dazu auch keine exakte Beschreibung gefunden.

Zum Phasengitter: Ich habe gestern tatsächlich mit einem Phasengitter gespielt. Es besteht aus einem mit Chrom bedampften Glasstab auf dem nochmal eine Chromstruktur aufgebracht ist. "Lücken" und "Striche" unterscheiden sich also nur in der Höhe (in der Phase) aber nicht in der Amplitude (Helligkeit). An den Phasengrenzen (Kanten) sieht man im Bild sehr sehr dünne dunkle Linien.
Mit Fotos durch Okulare wird es schwierig, da ich keinen passenden Halter habe. Und nur hinter's Okular halten wird qualitativ nicht reichen um Vergleiche anzustellen.

Hallo Raphael,

Genau. Die Abgleichlaenge der Okulare ist der nominale Abstand vom Zwischenbild zur Auflageflaeche (bei einfachen Okularen ist an der Stelle die Feldblende; bei Okularen mit Feldlinse ist es komplexer). Bei Mikroskopen betraegt der Abstand zwischen 5 mm (Zeiss Winkel) und 20 mm (Vickers); DIN sind 10 mm.

Verwenden Sie den richtigen Photostutzen am Orthoplan? Beim richtigen Stutzen ist das Zwischenbild 18 mm unterhalb der Auflageflaeche.

Nur hinters Okular halten reicht eigentlich aus (mit Photostativ); mit einem Objektmikrometer als Testobjekt laesst sich das ebenfalls gut analysieren: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=3697.0

Die 0,8 % sollten so auch sichbar werden, es sei denn, das Astrookular wirkt auch kompensierend.

Beste Gruesse, Jon

Läpplappen · Januar 12, 2015, 13:18:33 NACHMITTAGS

Hallo Jon,

ich war nun tatsächlich etwas verunsichert ob alles so passt wie es ist. Deshalb habe ich mal noch einen kleinen Test gemacht:

1. Okular-Abgleichlänge mit Endmaß eingestellt. Also ein Objekt (Glasplatte) genau 45mm unterhalb vom Anschlag des Objektivrevolvers positioniert
2. Okulare (Periplan GW 10x M) bis Anschlag in die Okularaufnahme gesteckt
3. Ein Objektiv eingeschwenkt

Wenn alle Komponenten zusammen passen sollte sich dann ein scharfes Bild zeigen. Das war auch der Fall.
Falls irgendwas nicht gepasst hätte, hätte ich nachfokusieren müssen um das Bild scharf zu bekommen. Ich gehe also davon aus, dass es so passt wie es ist. Umso mehr wundert es mich, dass mein Zwischenbild genau auf der Höhe des Abschlusses der Okularaufnahme liegt.

Ich werde mal noch eine möglichst feine Mattscheibe herstellen um dieses Zwischenbild ohne dem Einfluss von Okularen betrachten zu können. Spätestens da müsste sich ja die CVD zeigen. Eine eventuell vorhandene sphärische Aberration werde ich versuchen durch ein Ronchigitter zu erkennen.

Wenn ich das durchprobiert habe melde ich mich nochmal.

Danke Dir jedenfalls einstweilen für Deine Anregungen.

Raphael

Alfons Renz · Januar 12, 2015, 14:09:13 NACHMITTAGS

Hallo Raphael,

Die Methode mit Endmaß ist technisch korrekt - viel einfacher geht der Test mit mehreren Objektiven der selben Abgleichlänge: Bleibt das Bild beim Objektivwechsel in der Fokusebene, stimmt die Tubuslänge. Jedenfalls in Kombination mit dem gerade verwendeten Okular, oder bei Betrachtung auf einer Mattscheibe.

Nun hat sich in der jahrzehntelangen Geschichte des Orthoplans vieles verändert, insbesondere der Wechsel von 170 auf 160 mm Tubuslänge und 23 auf 30 mm Tubus. Entsprechend gibt es eine wirklich verwirrende Vielzahl von Foto-Tuben (Adaptern), zumal der selbe 38 mm Anschluss schon am Ortholux der Dreißiger-Jahre verwendet wurde. Dazu kommen von Institutsmechanikern für besondere Ansprüche speziell verkürzte Versionen etc. etc.

Da hilt nur probieren: Der praktische Test geht schneller als das Theoretisieren. Am besten mit einem Objektmikrometer, bei welchem man etwaige Abbildungsfehler leicht erkennen kann (=> Farbsäume).

Viel Erfolg!

Alfons

Werner · Januar 12, 2015, 18:06:55 NACHMITTAGS

Fehlereinfluß durch den Glasweg - Übersicht

Senkrecht durchstrahlte Glasplatte.

Wegen der geringen bildseitigen Apertur in der Gegend von 0,016 (= Objektivapertur : Vergrößerung), die sich kaum vom Parallelstrahlengang unterscheidet, liegen die Bildfehler unter 1% - sind also mit dem Auge nicht zu erkennen.
Beim Fernglas mit Aperturen um 0,12 muß der Prismensatz bei den Bildfehlern mitberücksichtigt werden.

Verlängerung der Fokuslage = Glasweg x (n-1)/n. [n = Brechungsindex]. Die Verschiebung wird bei der tatsächlichen Tubuslänge berücksichtigt.

Koma, Astigmatismus, Verzeichnung und CVD sind merklich kleiner als Öffnungsfehler und Chromatische Längsabweichung.

Chromatische Längsabweichung : Δ = Glasweg x (ne - 1)/(n²x ν) [ν = Abbezahl].
Für BK7 und 1 cm Glasweg wird Δ = 0,035 mm.

Öffnungsfehler : Δ = Glasweg x A² x (n²-1)/(2n³) [A = bildseitige Apertur = Objektivapertur : Vergrößerung]
Für BK7 und 1 cm Glasweg wird Δ = 0,025 mm.

Wie man sieht bzw. nicht sieht, sind die Differenzen minimal, was am geringen Winkelunterschied der Strahlen liegt.
Ganz anders bei hochaperturigen Objektiven auf der Objektseite. Deshalb die Deckglaskorrektur zur Kompensation.

Schräggestellte Glasplatten wirken sich viel dramatischer auf die Bildfehler aus.

Lit: Jahrbuch für Optik und Feinmechanik 1974. S 124
Dort der Artikel von Walter Klein (Leitz): Planparallelplatten im optischen Strahlengang.

Gruß - Werner