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Foren => Mikroskopie-Forum => Thema gestartet von: Läpplappen in März 01, 2014, 16:00:45 NACHMITTAGS

Titel: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Läpplappen in März 01, 2014, 16:00:45 NACHMITTAGS
Hallo zusammen,

heute habe ich mir mal 4 Objektive vorgenommen die meinem Metalloplan beilagen.
Alles Leitz-Objektive vom Typ NPL. Das 50x und 100x scheinen rein vom Design her eines älteren Datums zu sein (Stahl, blank mit schwarzer Schrift), während das 10x und 20x ganz anders aussehen (verchromt mit roter Schrift).
Alle Aufnahmen wurden mit möglichst wenig Optik im Strahlengang (keine Filter, ohne Variotubus) aufgenommen. Der Kamerachip saß direkt in der Fokalebene der Tubuslinse, also ohne Projektiv oder dergleichen. Die stellenweise Überbelichtung ist gewollt um die Beugungsringe besser zu sehen, gleiches gilt für den großen Abbildungsmaßstab. Alle Bilder sind "gleich groß", also nicht nachvergrößert.

Aus der Astronomie und der Theorie weiß ich wie Beugungsbilder aus zu sehen haben. Nun sind in so einem Mikroskop ja ein paar mehr optische Elemente verbaut, die ganze bewegliche Mechanik bringt Unsicherheiten und so kleine fusselige Linsen sind richtig schwierig herzustellen und zu zentrieren. Trotzdem bin ich eigentlich nur mit der Abbildung vom 10x und 20x (Bild 1 und 2) halbwegs zufrieden. Das 50x mag vielleicht noch gehen, aber das 100x finde ich grausig.
Was kann ich erwarten? Ist das normal, oder wurden die Objektive misshandelt? Mangels Vergleichsoptik fehlt mir da jeder praktische Bezug und ich würde mich über Eure Einschätzungen sehr freuen bevor ich die Objektive gegen Neue/Gebrauchte tausche.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146196_66017996.jpg)
Bild 1

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146196_22383298.jpg)
Bild 2

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146196_45300003.jpg)
Bild 3

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146196_45360834.jpg)
Bild 4

Viele Grüße,
Raphael
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 01, 2014, 16:28:37 NACHMITTAGS
Hallo Raphael,

das ist ja mal was ganz neues die Qualität von Objektiven anhand der Abbildung von kleinen Löchern (pinholes) beurteilen zu wollen.

Ich nehme an du gehst davon aus dass ein gutes Objektiv ein Loch mit von Lochgrösse und Apertur des Objektivs abhängigen gleichmässigen konzentrischen Beugungssäumen umgeben sein müsste. Aber dazu müssten deine Löcher exakt rund sein und der Lochrand rundum in derselben Schärfenebene liegen. Und selbst dann ist mir noch unklar, wie du mit diesem Objekt dann zu Messwerten kommen willst die etwas über Kontrast und Auflösung und dem Zusammenhang dieser Werte also der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) des Objektivs kommen willst.

Da ich schon oft Pinholes in dünnen Schichten mit guten Mikroskopen mit einwandfreien Objektiven gesehen habe, kann dir daher nur sagen so in etwa sehen die pinholes auch an einem guten Mikroskop aus.

Zur Beurteilung müsstest du eher ein Objektmikrometer oder ein Auflösungstestgitter abbilden.

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Läpplappen in März 01, 2014, 17:10:14 NACHMITTAGS
Hallo Wilfried,

danke für Deine schnelle Antwort.
Richtig, ich gehe davon aus, dass ein Loch (Punktlichtquelle) zu einem Beugungsscheibchen mit mehr oder weniger wohl definierten Beugungsringen wird. Dazu muss man natürlich voraussetzen, dass das Loch deutlich kleiner ist als das (theoretische) Auflösungsvermögen der abbildenen Optik. Rund muss es dann nicht mehr unbedingt sein. Dass die Löcher klein genug sind nehme ich aber, zumindest für die dunkleren, also kleineren, Löcher sehr stark an. Das mit der Schärfeebene erledigt sich bei derart kleinen Löchern. Ferner handelt es sich um eine mit Chrom bedampfte Glasplatte, praktisch identisch zu denen, aus denen Objektmikrometer usw. gefertigt werden. Die Chromschicht ist nur wenige nm dick. Du kannst Dir die in etwa Vorstellen wie Fehler in einem Objektmikrometer. ;)
Zu Messwerten will ich gar nicht kommen - eher zu einer qualitativen Einschätzung ob Punktlichtquellen, egal ob Auf- oder Durchlicht, derart verzerrt widergegeben werden oder ob das normal besser geht.

ZitatDa ich schon oft Pinholes in dünnen Schichten mit guten Mikroskopen mit einwandfreien Objektiven gesehen habe, kann dir daher nur sagen so in etwa sehen die pinholes auch an einem guten Mikroskop aus.

Das ist ja schonmal eine Aussage die mich zwar nicht glücklich macht, aber in die Richtung geht die ich wissen wollte. Danke.

Objektmikrometer, Siemenssterne und sonstige Gitter habe ich ausreichend hier, aber das sind alles flächige Objekte und man sieht dann nur ob das Bild scharf zu bekommen ist, ob es Streulicht gibt oder ob sonst irgendetwas faul ist. Das geht natürlich alles in die MTF ein. Da könnte man dann auch eine MTF ermitteln, das ist richtig. Die Art des Fehlers bleibt aber verborgen und ohne Messung kann man den auch kaum Einschätzen weil auch sehr stark die Kamera und die Beleuchtung in das Ergebnis eingehen. Daher halte ich den Vergleich an Punktlichtquellen für geeigneter um ABBILDUNGS-Fehler zu entlarven wie sie durch Spannungen, Dejustage oder falsche Zentrierung entstehen.

Hier nochmal zwei Bilder eines 10µm-Gitters (Linienbreite, bzw. Lückengröße 5µm)
Dichte der Chromschicht ca. OD4

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146204_15892608.jpg)
Bild 1

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146204_47617162.jpg)
Bild 2
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: JB in März 01, 2014, 17:10:26 NACHMITTAGS
Zitat von: wilfried48 in März 01, 2014, 16:28:37 NACHMITTAGS
Das ist ja mal was ganz neues die Qualität von Objektiven anhand der Abbildung von kleinen Löchern (pinholes) beurteilen zu wollen.

So unueblich ist das nicht: http://www.funsci.com/fun3_it/sini/st/schede_1-5.pdf

Was wuerde sich denn besser eignen um die Abbildung von punktfoermigen Objekten zu ermitteln, als ein pinhole ohne Tiefenausdehnung?

Jon
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Mikroman in März 01, 2014, 17:23:40 NACHMITTAGS
Hallo Jon,

also für mich war es etwas überraschend und da mir der Vergleichsmaßstab fehlt, könnte ich auch nicht beurteilen, wie gut oder wie schlecht die Objektive jetzt abbilden. Etwas anderes aber ist mir aufgefallen:

Der Kamerachip saß direkt in der Fokalebene der Tubuslinse, also ohne Projektiv oder dergleichen.

Hier wird von der Voraussetzung ausgegangen, dass die Kamera ein vollkorrigiertes Zwischenbild aufnimmt, da hier kein Okular oder Projektiv mehr im Spiel war. Davon ist aber, glaube ich, bei Leitz (auch bei den Unendlichobjektiven) nicht auszugehen. Auch im Auflichtstrahlengang (wie im Durchlichtstrahlengang) sitzt im Bino-/Triontubus stets ein Periplanokular. Wird ohne Okular aufgenommen, sind (verfälschende) Restfehler vorhanden.

Gruss

Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stefan_O in März 01, 2014, 17:26:34 NACHMITTAGS
Hallo Raphael,

warum ist das Bild 2 nicht scharf abgebildet? So nahe an der Auflösungsgrenze bist Du ja nicht. Kannst Du mal ein Foto vom Objektiv selbst machen oder die komplette Bezeichnung mitteilen?

Gruss,
Stefan
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: JB in März 01, 2014, 17:31:02 NACHMITTAGS
Zitat von: Mikroman in März 01, 2014, 17:23:40 NACHMITTAGS
Davon ist aber, glaube ich, bei Leitz (auch bei den Unendlichobjektiven) nicht auszugehen. Auch im Auflichtstrahlengang (wie im Durchlichtstrahlengang) sitzt im Bino-/Triontubus stets ein Periplanokular. Wird ohne Okular aufgenommen, sind (verfälschende) Restfehler vorhanden.

Hallo Peter,

Stimmt. Periplan oder Projektiv sind bei Leitz immer notwendig. Das hatte ich ueberlesen. Die muessen also noch in den Strahlengang (auch wenn das das Problem mit dem 50er und 100er nicht loesen wird).

Beste Gruesse,

Jon
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Läpplappen in März 01, 2014, 17:33:40 NACHMITTAGS
Hallo Peter

ZitatHier wird von der Voraussetzung ausgegangen, dass die Kamera ein vollkorrigiertes Zwischenbild aufnimmt, da hier kein Okular oder Projektiv mehr im Spiel war. Davon ist aber, glaube ich, bei Leitz (auch bei den Unendlichobjektiven) nicht auszugehen. Auch im Auflichtstrahlengang (wie im Durchlichtstrahlengang) sitzt im Bino-/Triontubus stets ein Periplanokular. Wird ohne Okular aufgenommen, sind (verfälschende) Restfehler vorhanden.
Danke für den Hinweis. Das hatte ich nicht beachtet! Da die Kamera hübsch auf der Achse sitzt kann das aber kein Grund für diese komatöse Abbildung sein. Durch das Fehlen des Periplans können auf der Achse maximal Farbfehler oder rotationssymmetrische Fehler wie spärische Aberration auftreten. Allerdings sollte das Bild mit Periplan schärfer werden und das erklärt, weshalb das Bild der Kamera noch ein bisschen schlechter war als im Okular! Aber die grobe Koma war in gleicher Stärke auch im Okular sichtbar.

Raphael

Edit: Nachtrag:
Mit Periplan als Projektiv wird das Bild zwar schärfer, aber die Abbildungsfehler beim 50x und 100x bleiben bestehen. Leider muss ich mein Spielzeug jetzt erst mal bis Morgen ruhen lassen - dann gibts auch ein Foto vom Objektiv.
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 01, 2014, 18:55:04 NACHMITTAGS
Hallo Raphael,

ich bleibe bei meiner Behauptung dass die "Abbildungsfehler" auch durch Unsymmetrien der angeblich runden und unebenen Lochränder zustande kommen können.

Man müsste bei einem solchen Prüfverfahren mit einem überlegenen Verfahren REM oder AFM dies verifizieren oder falsifizieren.

Aber du kannst es villeicht sogar mit deinen eigenen Aufnahmen verifizieren.

Beim 10x und beim 20x Objektiv hast du z.B. in einem Bild sowohl rotationssymetrische als auch verzerrte Beugunsbilder. Hat da das gleiche Objektiv mal Koma und mal kein Koma ?

Nimm doch dann mal das rotationssymetrische Loch z.B. aus der 20 x Aufnahme und bilde es mit dem 100 er ab ob es dann verzerrt wiedergegeben wird.

Die Testgitter aber müssten auf jeden Fall mit grösserer Kantenschärfe abgebildet werden. Aus dem Intensitätsabfall an solchen Kanten lässt sich durch Fouriertransformation die MTF berechnen. Peter Höbel hat dies hier im Forum schon gemacht. Ich finde aber gerade den thread nicht.

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Klaus Henkel in März 01, 2014, 21:42:48 NACHMITTAGS
Guten Abend Raphael!

Nur absolute Spezialisten unter den Mikroskopikern werden etwas mit Beugungsbildern von schwarzen oder hellen Löchern anzufangen wissen. Ich jedenfalls kenne keinen.

Wenn Sie gut wären, uns immer als erstes Aufnahmen von einem ordentlichen Objektmikrometer anzufertigen? Damit kennt man sich in diesem Forum besser aus, da können wir dann mitreden.

Grüße KH
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Haus@Hund in März 01, 2014, 23:07:10 NACHMITTAGS
Hallo Raphael,

genau diesen Sterntest machen wir auch in unserer Objektiv-Fertigung. Gerade bei den 100:1 sieht man damit sehr schön, wenn die Linsengruppen nicht gut gesetzt sind. Und wie bei den Teleskopen werden die künstlichen Sterne auch danach beurteilt, ob die Beugungsbilder bei Defokussierung in beiden Richtungen (aufwärts und abwärts) gleich stark und gleichmäßig "aufgehen". Tun sie das nicht, ist etwas faul. Dein 100er hat jedenfalls eine prächtige Koma...

Gruß
Jörg
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: JB in März 02, 2014, 00:27:33 VORMITTAG
Zitat von: Safari in März 01, 2014, 23:41:23 NACHMITTAGS
Ich würde gerne mehr über das Verfahren wissen, gibt es da noch mehr Links? Möglichst nicht in italienisch.

Star test an Mikroskop-Objektiven:
http://books.google.co.uk/books?id=qMHKB1mKFr4C&pg=PA415&lpg=PA415&dq=microscope+objective+star+test&source=bl&ots=hbxqrM0ULq&sig=elYj2ngTYWnPCXS8uLBvnkRYKUU&hl=en&sa=X&ei=I1ISU5X4L4fH7Aamr4CwDw&ved=0CGAQ6AEwDQ#v=onepage&q=microscope%20objective%20star%20test&f=false

an Teleskopen:
http://www.company7.com/b...oks/products/testing.html

Fletcher, JR (1988) The Star Test for Microscope Optics. Microscopy 36/2: 153-159
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: peter-h in März 02, 2014, 10:29:24 VORMITTAG
Hallo Raphael,

wenn es mit dem Testpräparat nicht möglich ist 4 Aufnahmen um je 90° gedreht zu machen um so die unregelmäßige Struktur der kleinen Löcher auszuschalten, dann folgender Versuch.
Man nehme ein kleines Stückchen Alu-Haushaltsfolie (20µm) und halte diese Folie in ein Ultraschallbad. Es dauert nicht lang und man sieht wie es diese Folie praktisch auflöst. D.h. es werden winzige Löcher "gefressen". Damit hat man eine große Auswahl an Löcher mit verschiedenen Größen und kann zudem das Folienstück leicht drehen.
Wenn sich nun die Schweife und Muster nicht mitdrehen, so kann man vermuten, dass die Fehler vom Objektiv stammen. Es lassen sich damit aber nur Koma und Astigmatismus nachweisen.
Am Teleskop (Celestron C8 und C14) habe ich mit Sterntests viele Stunden verbracht. ;D
Für das Mikroskop habe ich eine kleine versilberte Platte mit winzigen Löchern. Wenn sie gut rund sind kann man auch Öffnungsfehler feststellen.

Gruß
Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: konfokal in März 02, 2014, 10:33:26 VORMITTAG
Welche Rückschlüsse auf Objektivfehler sich aus Beugungsbildern am künstlichen Stern ziehen lassen, erfährt man am Beispiel astronomischer Teleskope z.B. auch in

H. Rutten, M. van Venrooj "Telescope Optics"
oder
H. R. Suiter "Star Testing Astronomical Telescopes. A Manual for Optical Evaluation and Adjustment"

Um die MTF zu berechnen bräuchte man verschiedene Ortsfrequenzen, weil der Kontrast davon abhängt. D.h. Löcher in regelmäßigen Abständen und jeweils verschiedener Entfernung, sprich verschieden enge / weite Gitter, deren Kantenkontrast man außerdem an verschiedenen Bildorten ermitteln müßte, um den Funktionsverlauf zu bestimmen. Aufwendig, wenn es aussagekräftig werden soll. Nicht vergessen darf man dabei, dass Messergebnisse wie MTF nicht für sich selbst sprechen, sondern immer interpretiert und bewertet werden müssen und dabei auch wahrnehmungspsychologische Aspekte eine große Rolle spielen.

So weiß man z.B. dass für den visuellen Schärfeeindruck vom Auge die Kontrastwiedergabe bei etwa 10 lp/mm ganz besonders wichtig ist. (Heynacher, Zeiss, ca. 1960?) Will sagen, Objektive die bei 20 lp/mm messtechnisch gut aussehen, müssen nicht zwangsläufig auch visuell (bei ca. 10 lp/mm) einen guten Eindruck hinterlassen... usw. Umgekehrt gibt es Objektive, die MTF-messtechnisch nicht herausragend sind, aber dennoch augrund anderer Eigenschaften für ihre Abbildung gerühmt werden (z.B. einige Foto-Tessare, bei denen z.b. der Verlauf ihrer Vignettierung und ihrer Schärfentiefe einen wahrnehmungspsychologisch vorteilhaften Eindruck macht).

Kommt hinzu, dass individuelle Unterschiede im Wahrnehmungsvermögen (z. B. Farbdifferenzierung, Farbkontrast, Visus etc.) dem einen dieses, dem anderen jenes Objektiv "besser" erscheinen lassen können. Wer eine möglicherweise unbemerkte Farbschwäche hat, wird sich an Chromasie weniger stören, wessen individueller Astigmatismus zufällig von einem Objektiv "korrigiert" wird, wird ein Objektiv vielleicht besonders schätzen, mit dem ein anderer nicht so gut zurechtkommt, usw.

Will sagen, Messungen (oder der Blick auf Objektmikrometer) sind schön und gut, sie mögen so manche Abbildungsfehler offenbaren, Vergleiche erlauben und die Spreu vom Weizen trennen. Sie sagen aber nicht immer alles über die visuelle Leistung im Zusammenspiel mit einem individuellen Auge (oder individuellen Geschmack) und sollten daher nicht von vornherein verabsolutiert werden.    
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: peter-h in März 02, 2014, 11:54:15 VORMITTAG
Hallo konfokal,

es ist schon einige Zeit her und war nur für die Makrotechnik ein Versuch die Qualität verschiedener Systeme zu testen. Eine Menge Arbeit, da die Auswertung mehrere Programme benötigte. Das könnte man (nicht ich) nun auch für Mikroobjektive starten.
http://www.mikroskopie-ph.de/Makrotechnik.pdf

Gruß
Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 02, 2014, 13:31:12 NACHMITTAGS
Zitat von: Haus@Hund in März 01, 2014, 23:07:10 NACHMITTAGS
..genau diesen Sterntest machen wir auch in unserer Objektiv-Fertigung. Gerade bei den 100:1 sieht man damit sehr schön, wenn die Linsengruppen nicht gut gesetzt sind ...

Hallo Jörg,

dass man mit dem Sterntest während der Fertigung Justierfehler schnell bestimmen kann, leuchtet mir ein. Aber um die engültige Qualität der fertigten Objektive zu prüfen werden doch sicher auch noch andere, nach meiner Meinung aussagekräftigere, Messmethoden wie z.B. MTF angewendet oder ?

Da ich aus Beobachtungen im Transmissionselektronenmikroskop weiss, dass es bei den pinholes in dünnen Schichten alle Formen geben kann (teilweise auch mit ausgefransten aus der Ebene herausstehenden Kanten) bin ich mit der Abqualifizierung des 100 er Objektivs von Raphael (starke Koma) etwas vorsichtiger und es wäre mir lieber, wenn Raphael das Objekt mit dem "runden" pinhole dreht und zeigt, das sich die Unsymmetrie nicht mitbewegt.

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: HCLange in März 02, 2014, 15:53:36 NACHMITTAGS
Hallo Raphael,

es handelt sich bei deinen Objektiven um Auflichtobjektive für Tubuslänge unendlich. Hast du sie am Auflicht- oder Durchlichtrevolver verwendet ?

Stirnrunzelnd
Christoph
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 02, 2014, 17:20:26 NACHMITTAGS
Hallo Raphael,

mein Bildchen (etwas überbelichtet, 100% Crop) zeigt ein Lochbild, das ich mit einem vergleichbaren Objektiv gemacht habe.

Aufbau:
SM-Lux mit
Durchlicht durch Durchlichtkondensor
sehr kleines Loch
Leitz Fl 100x/0,95
unendlich 1x Auflichtkondensor
Trinokular
Periplan 8x
Zeiss Fototubus 0,25x
Sony NEX-5N

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146262_57508457.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Loch90x_zps67ad2cb6.jpg.html)

Gruß,
Stuessi
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Michael L. in März 02, 2014, 18:49:54 NACHMITTAGS
Guten Abend,

Auf dieser Webseite finden sich gute Beispiele zur Interpretation der Beugungsbilder:

http://www.otterstedt.de/wiki/index.php/Sterntest

Bei Gerlach das Lichtmikroskop findet sich der Hinweis einen Tuscheausstrich zu verwenden da dieser zahlreiche kleine Pinholes erthält welche für den Sternentest brauchbar sind. Habe ich noch nicht ausprobiert klingt aber einfach.

Gruß

Michael
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Mikroman in März 02, 2014, 18:55:43 NACHMITTAGS
Moin,

also ich warte immer noch auf ein paar Mikrometeraufnahmen. Die Beugungsbilder zu interpretieren ist mir persönlich etwas zu abgehoben.

Gruss

Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: thomasr in März 02, 2014, 20:28:38 NACHMITTAGS
Wurde für die Test-Aufnahme der Infrarot Lichtanteil geblockt?

Gruß,
Thomas
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: the_playstation in März 02, 2014, 21:43:41 NACHMITTAGS
Hallo,
In der Astronomie sind Beugungsbilder von Sternen, Pinholes oder Reflektionen von Christbaumkugeloberflächen eine super Sache. In wie weit man Sie in der Mikroskopie einsetzten kann, ist fraglich. In der Astronomie sind die punktförmigen Lichtquellen quasi in der Unendlichkeit und der Lichtpunkt ist sehr klein. Beim Mikroskop in der Objektebene. Die Tiefenschärfe, ... wirken sich wesentlich problematischer aus. Die Güte, die an das "Loch" gestellt wird, ist sehr, sehr hoch. Eine solche ideale punktförmige Lichtquelle gibt es nicht bzw ist kaum herstellbar.
Beim Teleskop ist es z.B. über 2x Christbaumkugeln + eine relativ punktförmige Lichtquelle (Birne mit Pinholeloch) recht einfach.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Mikroman in März 02, 2014, 22:21:23 NACHMITTAGS
Hallo,

ich frage mich, was ein Zeiss Fototubus 0,25x auf einem Leitz-Stativ zu suchen hat: das paßt doch hinten und vorne nicht


Gruss

Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: grovea in März 02, 2014, 22:29:47 NACHMITTAGS
 Hallo,

als in Jena noch Mikroskopobjektive gefertigt wurden, hatte ich einmal die Gelegenheit, dies auch persönlich in Augenschein zu nehmen. Die Objektive der
Baureihe 250 CF wurden u.a. geprüft mit sogenannten Sterntestpräparaten. Dabei wurde das montierte Objektiv, in einer genau zentrierten Fassung über
einer Sterntestplette gedreht und visuell die Veränderungen der punktförmigen Beugungsbilder bzw. die lateralen Verschiebungen dieser beim Drehen
beobachtet. Waren diese zu groß (!) erfolgte eine Zentrierung der Baugruppen in der Füllfassung oder erneute Demontage und Drehung einzelner optischer
Elemente zueinander. Dies bedurfte einer langjährigen Erfahrung und viel Verständnis des optischen Aufbaus.

Gruß
Ralf N.
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 03, 2014, 17:43:24 NACHMITTAGS
Zitat von: Mikroman in März 02, 2014, 22:21:23 NACHMITTAGS
...ich frage mich, was ein Zeiss Fototubus 0,25x auf einem Leitz-Stativ zu suchen hat: das paßt doch hinten und vorne nicht...

Hallo Peter,

der Zeiss Fototubus löst, wenn erforderlich, erschütterungsfrei aus und die Schärfe stimmt mit der am Binokular eingestellten überein,
und das Ergebnis (Bild 2) ist doch akzeptabel!?

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146306_47461074.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/g20-Sig-DSC01138_2Text_zps40fdb6c0.jpg.html)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146306_11229275.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/g20-Z-DSC01137Text_zps945c92e3.jpg.html)

Gruß,
Stuessi
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: peter-h in März 03, 2014, 18:48:42 NACHMITTAGS
Abbildungsleistung von Objektiven an einer Lochblende messen ?

Unter der Voraussetzung, dass es gelingt eine sehr kleine runde Blende zu erzeugen kann man den Versuch auch einmal wagen die Theoerie mit der Praxis zu vergleichen. Auf einer Testplatte fand ich sehr feine weitgehend runde Löcher. Beleuchtet mit einer weißen LED und Schmalbandfilter grün (Kontinuum Filter Baader) 540nm, dazu ein CZJ Objektiv Apo 63/0,95 K und einer monochromen Kamera um Artefakte der Bayermaske auszuschalten, konnte der Versuch starten. Es kam nicht mehr viel Licht an und es mußten alle Tricks der Rauschunterdrückung gezogen werden (Mittelung über 32 Bilder).

Das Ergebnis :
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146310_40951826.jpg)
Kern und erster Ring noch gut sichtbar, der 2. Ring ist nur noch zu ahnen.

Die Auswertung :
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146310_38822556.jpg)

Dass der 1. dunkele Ring nicht ganz bis zur Nulllinie geht liegt an einer nicht ganz exakten Einstellung des Korrekturrings am Objektiv und an einer möglichen Abweichung in der Fokusierung. Bei solchen Aufnahmen glaubt man der Feintrieb sei der Grobtrieb vom Tisch.

Jedenfalls stimmt Theorie und Praxis durchaus vertretbar überein. Es ist also möglich am Punktbild eine Aussage über ein Objektiv zu bekommen. Sicher gibt es auch bessere Methoden.

Viele Grüße
Peter


Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Läpplappen in März 03, 2014, 21:04:17 NACHMITTAGS
Hallo Allerseits.

Na da habe ich ja was losgetreten ... und das gleich zum Einstieg. Bitte entschuldigt, dass ich mich erst jetzt wieder melde, ich hatte noch ein paar andere nicht-mikroskopische Baustellen zwischendurch, habe aber natürlich interessiert mitgelesen und das alles versucht mit in meine Überlegungen einfließen zu lassen.
Jedenfalls ALLEN vielen Dank soweit für ihre praktischen Erfahrungen, eigenen Versuche und Bilder. Mit den bisherigen Diskussionsergebnissen habe ich gestern und heute weiter gearbeitet und versuche im Folgenden mal meine Ergebnisse zu beschreiben. Soviel vorweg: Der klassische Objektmikrometer schlummert noch in irgendeiner Kiste - da muss ich in einer ruhigen Minute nochmal auf die Suche gehen und reiche Bilder evtl. noch nach.

Es scheint in der Mikroskopie nicht unüblich zu sein eine annähernd beugungsbegrenzte Abbildung zu haben oder diese zumindest anzustreben. Wie die Bilder von Stuessi und Peter zeigen ist das auch bei rel. kurzbrennweitigen Objektiven mit hoher NA möglich - für kleinere NAs sind meine 10x und 20x ja auch nicht so weit weg. Dass es mit zunehmender NA aber, bei meinen Objektiven, schlimmer wurde machte mich unsicher und ich wollte hier mal nachfragen.
Auch die Hersteller scheinen den "Sterntest" zu machen - der ist ja auch wirklich gemein und zeigt einem praktisch alles ;) Das Problem mit den extra kleinen Löchern ist natürlich für die Mikroskopie deutlich ausgeprägter als in der Astronomie. Meine Löcher stammen nicht aus einer Alufolie, sondern sind Fehlstellen in einer auf Glas gedampften Chromschicht. Aber auch da ist nicht jedes Loch gleich Rund wie sich zeigen wird. Es wird sich aber auch zeigen, dass das egal ist, so lange das Loch klein genug ist.

Der (verbesserte) aktuelle Aufbau ist wie folgt (Bild 3.1):
Beleuchtung diffus Durchlicht mit Hallogen und UV/IR-Cutfilter. Diffus deshalb, um die Beugungsbilder nicht durch die Beleuchtung zu verändern.
Objektive wie in den Bildern benannt
Opakilliminator Hellfeld (Beleuchtung aber im Durchlicht!) mit Tubuslinse f=200mm (1x)
Trinotubus
Periplan 10x Brille als Projektiv im Fototubus (37110)
CMOS Kamera Schwarz/Weiß ohne Schutzglas mit 2,2µm kleinen Pixeln und 7,13mm Diagonale ( 1 / 2,5 '')

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146326_50683881.jpg)
Bild 3.1

Bitte nicht wundern - ich habe nicht die selben Löcher wieder gesucht. Zur Anwendung kam ein einzelnes Pinhole und ein "Doppelstern". An diesen beiden nahe aneinander gelegenen Löchern lässt sich die Zunahme des Auflösungsvermögens mit zunehmender NA erkennen. Man sieht aber auch wie sich die Beugungsfiguren durch Interferenzen gegenseitig beeinflussen und was passiert wenn das Objekt oder das Objektiv gedreht wird.

Zuerst nochmal die Bilder von den beiden Objektiven die scheinbar OK sind (Bild 3.2 und 3.3).

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_56443310.jpg)
Bild 3.2 10x / 0,20

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_8027694.jpg)
Bild 3.3 20x / 0,40


Das grenzwertige, wohl eher nicht sooo gute 50x (Bild 3.4).

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_28589247.jpg)
Bild 3.4 50x / 0,85

Und nun das Objektiv, das diesen Thread zu verantworten hat - das 100x
Zuerst wieder wie gehabt das einzelne Pinhole und der ,,Doppelstern" (Bild 3.5)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_51169195.jpg)
Bild 3.5

Um das Objektiv eindeutig als Fehlerquelle zu identifizieren wurde zuerst das Objekt um 90° gedreht. Es zeigt sich, dass sich die Beugungsfigur in allen Einzelheiten (Form und Richtung) stehen bleibt und somit die Löcher zumindest rund und höchst wahrscheinlich auch klein genug sind. Dazu vergleiche man Bild 3.5 und 3.6 . Hiermit ist sichergestellt, dass der Fehler nicht im Objekt, sondern im Mikroskop liegt.(Anm: Bei dem Einzelloch habe ich leichte Zweifel, weshalb ich vorerst bei dem Doppelloch bleibe. Für kleinere NAs ist das Einzelloch auf alle Fälle auch ausreichend klein, wie man bei den obigen Bildern sieht.)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_14212051.jpg)
Bild 3.6

So ein Mikroskop hat ja noch ein paar mehr Bauteile als nur das Objektiv, von denen die Meisten in gleicher Qualität wie das Objektiv gefertigt sein müssen um zu guten Ergebnissen zu kommen. Um andere Fehlerquellen aus zu schließen (Eigentlich ist das ja schon mit dem Vergleich der anderen Objektive passiert) wurde das Objektiv um eine viertel Umdrehung aus dem Revolver geschraubt. Ich würde erwarten, dass sich dann Objektivfehler mit drehen. Das Ergebnis ist in Bild 3.7 zu sehen.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_56083873.jpg)
Bild 3.7

Fazit:
Die gezeigte Koma kommt vom Objektiv. Koma entsteht typischer Weise bei dezentrierter Optik und wie hier gezeigt wurde kann man auch von Objektiven hoher NA eine zumindest runde Abbildung erwarten. Es ist also nicht davon aus zu gehen, dass das schon immer so gewesen ist, sondern eher, dass das Objektiv z.B. einmal gefallen ist oder sonst einen Schlag bekomme hat. Es müsste also reparabel sein. Im Idealfall ist das durch einen beherzten und gezielten Schlag mit dem µHammer zu richten. Wenn nicht werde ich das Objektiv versuchen zu zerlegen, denn so will ich es nicht verwenden und kann es auch nicht guten Gewissens verkaufen (würde mir wohl eh keiner mehr abnehmen ;) )

Wie man an den Beugungsbildern sieht, ist Koma ein richtungsabhängiger Fehler. Nun noch ein paar Bilder die darstellen sollen, weshalb ich die Beurteilung an einem flächigen Objekt für problematisch halte. Ganz speziell natürlich an einem Objekt mit nur einer Orientierung.
Dazu verwendete ich ein Liniengitter mit 2,5µm breiten Strichen und ebenso breiten Linien. Nachdem es nun nicht mehr um die Beugungsbilder an sich geht, habe ich die Kameraauflösung reduziert (3x3-Binning). Natürlich ist die Auflösung immer noch zu hoch – aber nicht mehr ganz so schlimm und es ist ein größerer Bereich darstellbar. Also Vorsicht – anderer Abbildungsmaßstab als oben!
Zuerst ein Objektiv das rel. nahe an der Theorie abbildet – das 20x / 0,40 in Bild 3.8

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_61837385.jpg)
Bild 3.8

Nun die Bilder vom 100x / 0,90 (Bild 3.9). Von links nach rechts wurde das Objektiv um 90° gedreht. Die Abbildung ist ganz klar unterschiedlich und ich würde für mich behaupten rechts ist besser. Hier ist es also schwierig Fehler zu sehen und praktisch unmöglich z.B. Koma von Astigmatismus zu unterscheiden.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146326_6281892.jpg)
Bild 3.9

Zuletzt hoffe ich die Mikroskopgemeinde zu meinem Einstieg hier nicht zu sehr aufgescheucht und zu haben. Grund war, wie der Titel schon sagt, meine Unsicherheit und Unkenntnis darüber, was man von Objektiven erwarten kann.


Viele Grüße,
Raphael

Die Objektivparade mit kompletter Beschriftung
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146326_64773208.jpg)
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Klaus Herrmann in März 03, 2014, 22:08:02 NACHMITTAGS
Hallo Rafael,

mal ganz am Rande der wissenschaftlichen Untersuchung: auf dem Bild mit deinem Metalloplan sieht man, dass du das Lampenhaus, das eigentlich hier nicht hin gehört doch adaptiert hast. Wie hast du das geschafft?

Edit: hier stand Unsinn, den ich löschen muss. Danke Wilfried - du hast ja so recht! :-[

Aber die Frage ist berechtigt und bleibt stehen! :D
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 03, 2014, 23:01:46 NACHMITTAGS
Lieber Klaus,

wieso soll denn ein Auflichtobjektiv, das auf Deckglasdicke null korrigiert ist, ein Deckglas benötigen nur weil man es mit Durchlicht betreibt ?  ;)

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: peter-h in März 03, 2014, 23:37:00 NACHMITTAGS
Leute das stimmt alles, denn heute ist Fasching/Karneval, da werden die Auflichtobjektive mit Deckgläser der Stärke Null in konfokaler Retroreflexion mit kohärenten Photonen durchsetzt, oder so ....  ;D ;D ;D
Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 04, 2014, 01:10:16 VORMITTAG
Zitat von: peter-h in März 03, 2014, 18:48:42 NACHMITTAGS

Jedenfalls stimmt Theorie und Praxis durchaus vertretbar überein. Es ist also möglich am Punktbild eine Aussage über ein Objektiv zu bekommen. Sicher gibt es auch bessere Methoden.


Lieber Peter H.,

da hast du trotz  Fasching wieder eine sehr solide Messung abgeliefert. Aber was ist denn die Aussage aus der Auswertung des Punktbilds ?

Das einzige was man daraus schliessen kann ist, dass die Auflösung des Objektivs beugungsbegrenzt ist und nicht durch Objektivfehler also der apertur des Objektivs entspricht. Über den Kontrast bei verschiedenen Ortsfrequenzen MTF ist keine Aussage möglich. Aber du sagst ja auch dass es sicher bessere Methoden gibt.

@Raphael
ist das Testgitter auch Chrom auf Glas also mit 100% Kontrast oder ist es ein geritztes Gitter das schon weniger Kontrast hat. Wenn es ein 100 % Gitter ist, dann ist auch die Aufnahme mit dem angeblich guten 20x/0.4 Objektiv schon sehr flau , da man bei 5µm Periode ja noch weit von der Auflösungsgrenze des Objektivs entfernt ist.
Zum Vergleich von Objektiven müsste man Testgitter mit bekanntem hohem Kontrast nehmen mit abnehmenden Perioden bis an die Auflösungsgrenze des Objektivs und dann den Kontrast auswerten und die MTF vergleichend auftragen.
Also etwa so ähnlich wie hier:
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=9645.msg68507#msg68507
nur mit quantitativer Kontrastauswertung so wie es Peter H. an Makroobjektiven gezeigt hat.

viele Grüsse
Wilfried

Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Läpplappen in März 04, 2014, 03:08:13 VORMITTAG
N Abend

@ Klaus:
Ganz am Rande ... helfen da ein paar Holzklötzchen weiter die man in passender Dicke unters Lampenhaus legt. Keine Dauerlösung, wie ich hoffe, aber Ausreichend bis ich weiß was ich noch brauche / haben will / verfügbar ist / bezahlbar ist (fortsetzung nach Belieben)

@ Safari:
Naja, der ausgewiesene Sterntestexperte bin ich nun auch nicht, aber die grundlegenden Fehler traue ich mir zu auseinander zu kennen. Schwieig wird es bei Mischformen. Gerne können wir den Sterntest und seine Spielweisen separat diskutieren. Gleiches gilt auch für die Eignung von verschiedenen Strichplatten. Vorher muss ich mein Mikroskop aber noch zu vernünftigen Abbildungen überreden.

@Wilfried:
ZitatDas einzige was man daraus schliessen kann ist, dass die Auflösung des Objektivs beugungsbegrenzt ist und nicht durch Objektivfehler also der apertur des Objektivs entspricht.
Na genau das ist doch erklärtes Ziel dieses Tests und Voraussetzung für alles Weitere. An der Punktabbildung sieht man A, ob das Objektiv (genauer das ganze System) Abbildungsfehler hat und B welcher Art diese sind und C wie stark (in etwa) diese sind. Wie soll denn eine Linie ordentlich Abgebildet werden wenn das noch nicht mal an einem Punkt möglich ist?

ZitatÜber den Kontrast bei verschiedenen Ortsfrequenzen MTF ist keine Aussage möglich.
Punktabbildung, Kontrast und Auflösung sind vollkommen unterschiedliche Dinge und dürfen nicht vermischt werden! Natürlich hängen sie irgendwie zusammen, aber selbstverständlich ist es so, dass die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) nicht so einfach aus einem einzelnen Punktbild bestimmt werden kann. Bei der MTF geht es darum wie stark der Kontrastverlust vom Signal zum Bild ist. Da spielt neben der Punktabbildung (Form der Beugungsfigur) noch eine ganze Menge mehr rein wie Vergütungen, Verunreinigungen, Oberflächendefekte und dergleichen. Diese Zusatzbedingungen sind bei jedem Anwender, bei jeder Optik und bei jedem Aufbau unterschiedlich. Deshalb halte ich es bei der konkreten Fragestellung nicht für zielführend mit der MTF zu arbeiten. Die ist schwierig zu messen und noch schwieriger zu vergleichen. Nicht zuletzt muss diese interpretiert, also unter Berücksichtung des ganzen "Drum Rum", gewichtet werden.
Das Testgitter (sowohl Kreuzgitter als auch Liniengitter) sind lithographisch hergestellte Strukturen auf Glas, also eine Chromschicht mit ca. OD4 mit entsprechenden Lücken. Der Signalkontrast ist also etwa 1:10.000 und die Kanten sind weitestgehend scharf - also in erster Näherung ein Rechtecksignal.
Die Abbildung mit dem 20x / 0,40 finde ich OK, denn bei NA 0,4 ergibt sich für 500nm etwa 0,75µm für den Radius des Beugungsscheibchens und entprechend knapp 1,5µm für den Durchmesser. An Bild 3.3 kannst Du grob 1,4µm heraus messen. Das passt also sehr gut. Eine auch noch so scharfe Linie hätte also selbst bei optimaler Abbildung eine Unschärfe von 0,75µm was bei meiner Linie immerhin 1/3 entspricht. Sie kann also gar nicht knackscharf werden. Dazu habe ich Dir noch ein Bildchen gebastelt. Das Bild 4.1 ist das Selbe wie 3.8 mit zwei Anpassungen.
1) Es gibt noch einen kleinen Ausschnitt ohne Binning - also in voller (leerer) Vergrößerung um alles etwas deutlicher zu erkennen
2) In einer Hälfte wurden der Schwarz- und Weißpunkt angepasst. Dadurch steigt der Kontrast im Bild auf 100%. Wie flau das Bild vorher ist hängt nicht zuletzt vom Dynamikumfang und der Belichtungszeit der Kamera ab (Verweis an die Probleme bei der MTF-Messung). Nun lässt sich erkennen, dass es einen breiten "gleich schwarzen" und einen breiten "gleich weissen" Bereich gibt. Dazwischen liegt genau der oben ermittelte Übergangsbereich. Die Interpretation des Ganzen überlasse ich gerne der Fantasie der Mitleser ;)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146340_39985745.jpg)
Bild 4.1

ZitatZum Vergleich von Objektiven müsste man Testgitter mit bekanntem hohem Kontrast nehmen mit abnehmenden Perioden bis an die Auflösungsgrenze des Objektivs und dann den Kontrast auswerten und die MTF vergleichend auftragen.
Damit hast Du gerade selbst gezeigt, dass Objektmikrometer nur bedingt geeignet sind. Daran gibt es nämlich keine unterschiedlichen Ortsfrequenzen und selten etwas passendes in der Nähe der Auflösungsgrenze oder darunter. Der Siemensstern lässt grüßen - denn daran sind sogar die MTF-Schwankungen in Abhängigkeit von der Richtung zu erkennen - wichtig z.B. bei komatöser Abbildung ;)

So, nun gehe ich von von knackigen Sternchen und klaren Linien träumen ;)
N8
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 04, 2014, 11:04:51 VORMITTAG
Hallo,

bei meinen Untersuchungen zu Auflösung und Kontrast von Objektivkombinationen mit Fotoobjektiven habe ich mal kleine Löcher abgebildet, um zu sehen, was Objektive in Bildmitte leisten können.

Das Loch in Alu-Folie:

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146355_7256420.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/LochDSC03408-g780_zpsf22adf7d.jpg.html)

Die Lochbilder aus 6 m Entfernung mit einem 50mm Objektiv aus den 70-Jahren-
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146355_52095.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Loch-MC50mmKopie-g1024_zps2bf2b43a.jpg.html)

Die geometrische Bildgröße des Lochs beträgt etwa 1,7 µm. Bei Blende 5,6 hat das Beugungsscheibchen fast die Pixelgröße der Kamera.

Gruß,
Stuessi
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Lupus in März 04, 2014, 16:57:46 NACHMITTAGS
Hallo,

offensichtlich ein ergiebiges Diskussionsthema.
Es klingt allerdings so, als würden viele Schulmeister und wenige Schüler abstimmen, ob sich die Erde um die Sonne bewegt, oder die Erde um die eigene Achse dreht.  ;D
Sehr unterhaltsam!

Hubert
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: peter-h in März 05, 2014, 16:36:15 NACHMITTAGS
Ja wenn das Thema nur der Unterhaltung von Schulmeistern dient, dann sollte es womöglich in das Plauderforum "Mikro Cafe" verschoben werden. Dort kann man sicher auch objektiv über Objektive plaudern. Nur so ein Vorschlag.
Peter
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Eckhard F. H. in März 05, 2014, 17:55:58 NACHMITTAGS
Hallo Stuessi,
sehr interessant, vielen Dank. War die Lichtquelle ein Blitz?
Gruß - EFH
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Lupus in März 05, 2014, 20:23:50 NACHMITTAGS
Hallo Peter,

ZitatJa wenn das Thema nur der Unterhaltung von Schulmeistern dient, dann sollte es womöglich in das Plauderforum "Mikro Cafe" verschoben werden. Dort kann man sicher auch objektiv über Objektive plaudern. Nur so ein Vorschlag.
ich gebe zu dass Ironie in einem Forum problematisch ist, ich habe schon befürchtet dass meine Bemerkung hier niemand verstanden hat - war ja auch aus einem fremden Fachgebiet zitiert  ;)
Ich finde nur, dass man die zwei verschiedenen Messverfahren nicht zu verbissen gegeneinander ausspielen sollte, vor allen Dingen wenn man eines nicht genauer kennt. Die Messung der MTF hat ja ein anderes Ziel als Messungen mit künstlichen Sternen o.ä. (ich kenne es selbst aus einer Zeit in der Produktentwicklung, allerdings nicht bei Mikroskopobjektiven). Letzteres dient entweder der Justage oder der Erkennung spezieller Optikfehler - das haben Raphael u.a. ja schon erläutert - und daher spielt es auch keine Rolle dass man daraus keine MTF ableiten kann.

Hubert
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Eckhard F. H. in März 05, 2014, 23:03:57 NACHMITTAGS
Zitat...ich gebe zu dass Ironie in einem Forum problematisch ist
Grüß Dich, Hubert!
Nein, Ironie muß in Foren nicht zwangsläufig zum Problem werden. Hier ist offensichtlich gelegentlich geradezu ein Treffpunkt von Freunden der Ironie. Ich finde, wenn die Ironie nicht Ventil der Bösartigkeit ist sondern von Weisheit und Humor, ist sie auch willkommen und wird in der Regel auch als das wahrgenommen und erwidert.
Gruß - EFH
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Lupus in März 06, 2014, 09:00:13 VORMITTAG
Hallo,

zur Ergänzung: Mann kann natürlich schon aus einer richtig gemessenen PSF die MTF bestimmen, aber eben nicht direkt daraus ablesen sondern durch eine 2D-Fouriertransformation. Und da muss man sicher sein, dass die PSF nicht verzerrt ist durch Blendenfehler oder Defokussierung. Aber bei stark vergrößernden Mikroskopobjektiven ist ja auch die Messung der MTF ein Problem.

Hubert
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 06, 2014, 17:53:46 NACHMITTAGS
Hallo,

als Beleuchtung habe ich eine 1-LED-Chip-Taschenlampe mit darübergestülpter Alu Folie verwendet, hier aus 6 m Entfernung mit der NEX fotografiert.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146504_36750608.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/hellesLoch-MC50mm-65_zps45447fdb.jpg.html)

Das Bild des Siemenssterns (oben auf dem Bild) sieht übrigens bei bester Fokussierung (mit 50mm Objektiv, Blende 5,6 NEX-5N, immer aus 6 m Entfernung) in 5-facherVergrößerung so aus:


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/146504_38455834.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/g500-a-NEX-5N-AF50-56-69_zps92d5d12c.jpg.html)

Auf ADOX CMS20 s/w Film habe ich dieses Bild erhalten:


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146504_17595220.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/g1000-CMS2-1162-Bl-5_6-negskala_zpsb63428ff.jpg.html)

Das Luftbild durch ein einfaches Mikroskop betrachtet


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146504_47043387.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Kontrast%20und%20Aufloesung%20zweier%20Makrosysteme/Aufbau-2-g-DSC06190_2-g20_zpsba43a1ba.jpg.html)


sieht so aus:


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146504_62883745.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Bild10Blende56-Aufloumlsungsbeschriftung_MD50mm_17-606-56-21_zpse66aee51.jpg.html)


Mit anderer Vorlage und dem Programm QuickMTF habe für das 50mm Objektiv an der NEX-5N diese Werte erhalten:


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146504_44997211.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/DiagrammMTF-NEX-5N-Min5017_zps65bccaac.jpg.html)


Gruß,
Stuessi
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Eckhard F. H. in März 06, 2014, 21:55:05 NACHMITTAGS
Zitat...als Beleuchtung habe ich eine 1-LED-Chip-Taschenlampe

Hallo Stuessi,
in dem Fall räume ich der Vibration/Verwacklung Einfluß auf die Bilder der 0,2mm-Löcher ein.
Gruß - EFH
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: the_playstation in März 06, 2014, 23:02:28 NACHMITTAGS
Hallo Stuessi,
Ich verstehe deinen Versuchsaufbau nicht! Es ist ein Mikroskop. Kein Teleskop! Ein Mikroskop soll Dinge in der Nähe vergrößern. Der Objektabstand ist minimal. Ein Teleskop soll weit entfernte Dinge heranholen. Die Optik wird weit ausserhalb ihrer Verwendung / Berechnung betrieben. Es wäre sogar sinnvoller, das Objektiv verkehrt herum zu betreiben, da die 16cm Tubuslänge besser für weit entferne Objekte geeignet ist, als der Abstand vom Objekt zum Objektiv. Es wäre auch sinnvoller das ganze Mikroskop verkehrt herum zu benutzen. Was willst Du damit bezwecken? Das ist wie ein U-Boot zum fliegen zu benutzen oder ein Flugzeug zum Tauchen.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 07, 2014, 00:29:04 VORMITTAG
Hallo Jorrit,

also ich verstehe das so: das Mikroskop ist nur dazu da das, vom 50 mm Minoltaobjektiv herunterverkleinerte, Luftbild des Siemenssterns hochaufgelöst abzubilden, weil weder die Digtalkamerachip noch der hochauflösende Film direkt hierfür gut genug sind. Was im Umkehrschluss bedeutet, dass das Objektiv dem Kamerachip und auch dem hochauflösenden Film deutlich überlegen ist. Da in der Physik der Strahlengang umkehrbar ist könnte das 50 mm/1.7 Minoltaobjektiv in Retrostellung ca. 300 Lp/mm auflösen.

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: the_playstation in März 07, 2014, 02:21:49 VORMITTAG
Hallo Wilfried,
Mmmmmh. Verstehe. Es wird quasi ein Teleskop / ein Objektiv benutzt, um dann das Ergebnis statt mit einem Okular mit dem Mikroskop zu betrachten. Mir sind da etwas zu viele ungeklärte Parameter drin enthalten. Z.B. die Abbildungsgüte des Objektives und des gesamten Systems. Beim Mikroskopieren von Diatomeen geht man an die Grenze dessen, was das Licht noch aufzulösen vermag (direkt vom Objekt selbst). Und der projizierte Siemensstern soll quasi in der Zwischenbildebene ein besseres Referenzobjekt liefern. Ich bin da sehr skeptisch. Da braucht nur ein Parameter (Abstand, Zentrierung, ...) nicht genau stimmen, ...

Ich Vergleiche es mal mit Uhren:
Eine Pendeluhr kann Ich mit einer genaueren Quarzuhr messen und einstellen. Die Quarzuhr mit einem Quarzofen-Frequenznormal. Den Quarzofen mit einer Atomuhr.

Hier wird davon ausgegangen, daß der Fehler beim Mikroskop-Objektiv liegt. Wie sieht es mit Immersionsobjektiven aus? Flutet man den Raum mit Öl? Woher weis man das? Eventuell schneidet Objektiv xy nur besser ab, weil der Versuchsaufbau es begünstigt? Ähnlich wie wenn man ein Lomo-Objektiv ohne Adapter an ein Mikroskop mit anderer Abgleichlänge, ... montieren würde.

Die Ergebnisse sind für mich daher recht fraglich. Aus vielen Gründen.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: wilfried48 in März 07, 2014, 03:08:07 VORMITTAG
Hallo Jorrit,

du verstehts es immer noch falsch, er will doch das Minolta Fotoobjektiv 50mm/1.7 prüfen, das sich hinter (unter) dem Objekttisch des gezeigten Mikroskopaufbaus befindet. Das Mikroskopobjektiv ist dem Fotoobjektiv doch haushoch überlegen und dient nur dazu die abgebildeten die Linienmuster zu vergrössern sodass der Kamerachip nicht begrenzend wirkt.
Um in deinem Bild zu bleiben: Das Mikroskop ist die Atomuhr mit der die Quarzuhr (Fotoobjektiv) geprüft wird.

viele Grüsse
Wilfried
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Lupus in März 07, 2014, 06:56:38 VORMITTAG
Hallo Stuessi,

das Programm ermittelt ja die MTF aus dem Kantenbild des Testbildes. Mit welchem Mikroskopobjektiv wurde das Zwischenbild aufgenommen? Wenn die n.A. des Fotoobjektives größer ist als die des Mikroskopobjektives (das könnte bei einem schwachen Mikroskopobjektiv der Fall sein) könnte die LSF des Fotoobjektiv-Zwischenbildes aufgrund der Abblendung beeinflusst werden und damit auch eine verfälschte MTF errechnet werden. Man misst immer die MTF des Gesamtsystems.

Hubert
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: the_playstation in März 07, 2014, 09:43:21 VORMITTAG
Alles klar Wilfried,
Jetzt habe Ich es verstanden. Alles andere hätte ja keinen Sinn gemacht.
Danke und liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 07, 2014, 15:02:44 NACHMITTAGS
Zitat von: Lupus in März 07, 2014, 06:56:38 VORMITTAG
...das Programm ermittelt ja die MTF aus dem Kantenbild des Testbildes. Mit welchem Mikroskopobjektiv wurde das Zwischenbild aufgenommen?...

Hallo Hubert,

da habe ich mich wohl nicht richtig ausgedrückt.

MTF wurde mit anderem Testbild und ohne Mikroskop, also nur für Objektiv + Kamera bestimmt.

Gruß,
Stuessi
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 08, 2014, 18:00:40 NACHMITTAGS
Zitat von: wilfried48 in März 07, 2014, 00:29:04 VORMITTAG
... Was im Umkehrschluss bedeutet, dass das Objektiv dem Kamerachip und auch dem hochauflösenden Film deutlich überlegen ist. Da in der Physik der Strahlengang umkehrbar ist könnte das 50 mm/1.7 Minoltaobjektiv in Retrostellung ca. 300 Lp/mm auflösen...

Hallo Wilfried,

eine Auflösung von 250 Lp/mm mit annehmbarem Kontrast ist sicher erreichbar.

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146625_32193935.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Kontrast%20und%20Aufloesung%20zweier%20Makrosysteme/200Konv50F14_040Lp_zps73c66cdf.jpg.html)

Gruß,
Stuessi

edit: Eine MTF-Messung an einer Rasierklingenschneide mit dieser Kamera-Objektivkombination
(Abbildungsmaßstab 8:1,  NEX-5N + 2x Konverter + 200mm/4 + retro 50mm/1,4 bei Blende 4)
habe ich noch gemacht:


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146625_50324924.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Kontrast%20und%20Aufloesung%20zweier%20Makrosysteme/MTF-200Konv50F14_040-01_zps31fed6a6.jpg.html)
Titel: Re: Abbildungsqualität von Objektiven - was kann ich erwarten?
Beitrag von: Stuessi in März 09, 2014, 18:57:50 NACHMITTAGS
Hallo,

als Ergänzung habe ich die beiden Verfahren - Strichlinien und QuickMTF- am Mikroskop ausprobiert.
Objektiv NPL 6,3/0.2 (maximale Auflösung von etwa 600 Lp/mm)
Kameraadapter mit 2-facher Vergrößerung
NEX-5N Sensor mit  theor. Auflösungsgrenze von 105 Lp/mm


(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146677_59238728.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Kontrast%20und%20Aufloesung%20zweier%20Makrosysteme/Abb2-NPL63_02-1-a_zps6bc60efc.jpg.html)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146677_44349290.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Kontrast%20und%20Aufloesung%20zweier%20Makrosysteme/Abb3-NPL63_02-1-b_zps2ffe4132.jpg.html)

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/146677_30311027.jpg) (http://s618.photobucket.com/user/Stuessi/media/Kontrast%20und%20Aufloesung%20zweier%20Makrosysteme/Abb1-Screenshot_zps2c0370a2.jpg.html)

Viele Grüße,
Stuessi