Mikro-Forum

Guten Abend ins Forum!

Ich habe eine Frage, die eventuell auch nur empirisch-subjektiv zu beantworten ist.

Bei welchen Vergrößerungen können Plan-Apo Objektive
(160/170 endlich korrigiert,  Hellfeld/Dunkelfeld / AL = 45mm)
ihre Stärken optimal ausspielen?

oder anders formuliert:

Bieten Plan-Apo Objektive mit steigender Vergrößerung (4..10..16..25..40..63..100), 
etwa im Vergleich zu Plan oder Neofluar/Fluotar,  weiterhin verbesserte fototauglich-Abbildung
oder sollte man sich bei solchen Objektiven auf niedriger vergrößernde beschränken?

Auf die Frage komme ich, weil ja bekanntermaßen zunehmendes Streulicht mit der Anzahl der Linsen korreliert
und mit zunehmender Vergrößerung die Linsenzahl zunimmt.

Herzlichen Dank für eventuelle Antworten
Richard

Hallo Richard,

Das laesst sich pauschal nicht sagen. Es kommt auf die Objekte an, die Sie beobachten wollen.

Ganz grundsaechlich ist es so, dass Objektive mit hoher Apertur (hoch-vergroessernde Achromaten und hochaperturige Apos) sehr sorgfaltige Probenaufbereitung erfordern. Sie reagieren empfindlich auf grosse Schichtdicken zwischen Deckglas und Objekt, wenn der Brechungsindex von dem von Glas (hier: n=1.52) abweicht, also z.B. bei Tuempelobjekten in Wasser. Das Objekt muss dann genau am Deckglas anliegen, sonst ist das Bild mit einem Planapo N.A. 1,4 schlechter als das mit einem Achromaten N.A. 1,25.

Hellfeld:
Wenn Sie Ihre Proben gut aufbereiten koennen, dann zeigen sich Qualitaetsunterschiede besonders bei hohen Aperturen (Objektive mit hohen Vergroesserungen). Der Umstieg lohnt sich ab dem Objektiv 25:1.

Leitz hat es bei der Einfuehrung der ersten Planobjektive fuer das Orthoplan so gemacht (es gab erst einmal nur ein Objektiv pro Vergroesserungsstufe zur Auswahl):

4, 10, 25:1 als Planachromate
40:1 als Planfluorit
100: 1 als Planapochromat

Das spricht fuer sich.

Dunkelfeld:
Einfache Achromate haben einen dunkleren Hintergrund aber auch staerkere Farbsaeume. Schoener Test hier: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=20884.msg156556#msg156556

Beste Gruesse,

Jon

Hallo Richard.

Wie Jon schon sagte ist die Schichtdicke ein sehr entscheidendes Kriterium. Um die hohe N.A. zu nutzen muß auch alles drum herum optimal sein. Z.B. ein Kondensor mit einer N.A. von 1.4 beim 100x Objektiv oder einem 63x Öl.

Wenn man weder Zeit noch Lust für eine aufwendige Präperation hat ist es eine Glückssache, ob das Objektiv "mehr" bringt. Z.B. bei Planktonproben mit viel Dreck und hoher Schichtdicke.

Planapos + DIK + halbwegs brauchbare Präperation erzeugen natürlich ein unglaublich gutes Bild. Meine "Lieblinge" sind hier meine 20x und 63x Öl Plan-Apos. Das 20x / 0,8x ist schärfer als meine 40x und das 63x / 1,4x ist schärfer als viele 100x. Andererseits sind Sie "sauteuer". Ein CZW Planapo unendlich kann da locher div. Tausend Euro kosten. Ob sich das lohnt? Ein guter Kompromis sind Plan-Neofluare. Lichtstark, kontraststark und eine N.A. die zwischen Plan-Achros und Planapos liegt. Ausserdem UV geeignet. Quasi die optimalen Universal-Objektive.

Edit:
Das sich der Umstieg erst bei hohen Vergrößerungen lohnt, kann ich nicht sagen. Dazu ist mein 20x einfach zu rattenscharf. :) Muß man gesehen haben.

Liebe Grüße Jorrit.

Hallo,
ich habe gelesen, daß Plan-Apo Objektive auch hohe Ansprüche an die Deckglasdicke und -qualität stellen, wenn  man ihre Leistung voll ausnützen möchte und daß sie geringere Arbeitsabstände haben und man daher sehr sorgfältig beim Fokussieren sein muß. Wenn die Präparat + Deckglasdicke zu groß ist, kriegt man daher manchmal kein scharfes Bild, weil man einfach nicht nahe genug ran kommt.
Gruß Jochen

Herzlichen Dank für eure Antworten, die mir vor allem
die Notwendigkeit einer sauberen "Objektzubereitung",
insbesondere bei zunehmender Vergrößerung bzw. NA verdeutlichen.

Bleibt noch für mich die Frage, ob bei zunehmender Linsenzahl,
also bei zunehmender Objektivstärke, streulichtbedingt mit flauem Bild
bzw. geringerer Abbildungsschärfe zu rechnen ist.
Etwa im Vergleich mit Neofluar/Fluotar Objektiven.

Grüße
Richard

Hallo Farbfehlerfreie!

für mein Axioskop habe ich den Luxus, sowohl ein Planapo 63x/1.4 als auch ein Plan Neofluar 63x/1,25 zu besitzen, beide in einwandfreiem Zustand. An' the winner is: Plan Neo !!!

Im direkten Vergleich ist das Bild des Planapo eine Spur dunkler (auch im Hintergrund), auch bei immergiertem Kondensor. Dadurch wirkt das Bild der Plan Neofluars kontrastreicher. Das sind aber alles in allem Nuancen.

Herzlich

Ulf

ZitatSie (hoch-vergroessernde Objektive) reagieren empfindlich auf grosse Schichtdicken zwischen Deckglas und Objekt

Hallo Jon,
ist es nicht so, daß immerierte Objektive weniger kritisch auf Schichtdicken und Deckglasstärken reagieren als Trockenobjektive?
Gruß - EFH

Hallo Eckhard,

Ja, absolut. Wenn Schichtdicke ein Problem ist, dann ist man mit einem Immersionsobjektiv (bei gleicher/aehnlicher NA) besser dran. Also z.B. ein Planapo 25/0.70 ist schwerer zu handhaben als ein NPL Fluotar 25/0.75 Oel oder ein Planapo 40/0.95 schwerer als ein Planapo 40/1.0 Oel.

Die Hersteller haben die NA fuer die entsprechenden Objektive aber nach oben ausgereizt. Trockenobjektive ueber NA 0.8 haben i.d.R. schon einen Korrekturring wegen der Deckglasdicke, und koennen hohe Schichtdicke zusaetzlich nur noch schwer ausgleichen. Immersionsobjektive ueber NA 1.30 reagieren auch schon auf Schichtdicken und Deckglasstärken.

Bei meinem Vergleich dachte ich an Trocken-Achromate gegen Trochken-Apos und Immersion gegen Immersion. Richard hat, glaube ich, im wesentlichen Leitz im Blick (160/170).

Beste Gruesse,

Jon

Hallo -

bei diesem Thema gibt es keine allgemeine Aussage sondern nur individuelle Vergleiche:

Ich habe für meine Axios u.B. ein PlanNeo 40x/0,75 und ein PlanApo 40x/0,95 - beide in gutem Zustand.

And the winner is mit weitem Abstand: PlanApo 40x/0,95 - ein Traumobjektiv mit Deckglaskorrektur  ;D

Während deren korrekte Einstellung z.B mit trockenen Planachromaten 63  für mich ein Gefummel war, springt mir diese bei diesem PlanApo direkt ins mein altersgeschwächtes Auge, für das sogar eine 1,6fache Nachvergrößerung mit dem Optovar noch keine leere Vergrößerung liefert. Häufig verwende ich es auch für Objekte bei denen ich früher eine Immersion eingesetzt hätte.

Außerdem liefert es trotz der vielen Linsen die mit Abstand beste Auflichtfluoreszenz bis herunter zu 365 nm - obwohl das auch einer klassischen Lehrmeinung widerspricht.

Viele Grüße

Rolf

Hallo Rolf,

ZitatAnd the winner is mit weitem Abstand: PlanApo 40x/0,95 - ein Traumobjektiv mit Deckglaskorrektur

Für welche Objekten? Es kann doch nicht sein das ein solches Objektiv immer der Winner ist bei alle Präparaten, bei Pflanzenschnitten, Tümpelproben usw? Auflösung, OK, aber scharfetiefe? Die Scharfetiefe ist für dickere Schnitten/Präparaten wichtiger und für Objekten mit wenig feine Details wurde das Plan-Neo doch einen besseren Wahl sein? Ich bin der Meinung das man das Objektiv am besten abstimmen kann auf das Präparat. Wenn ich mir die Foto's von zum Beispiel Pollen ansehe die ich in den letzten Zeit gemacht habe mit ein Achromat und Apochromat dan ist klar das der Achromat deutlicher abbildet, sicherlich bei die grössere Pollen, und dan meine ich ungestackte Aufnamen. In viele Fälle bringt den Apochromat gar kein Vorteil. Beste Grüsse,

Rolf

My old CZJ apo 20/0.65 is the most-used objective on my own microscopes.

FWIIW,
René

Hi René,

ZitatMy old CZJ apo 20/0.65 is the most-used objective on my own microscopes

That makes sense, a 20/0.65 is a much better allrounder than a PlanApo 40/0.95. Best regards,

Rolf

Hallo Rolf & René -

ihr habt natürlich recht - meine Aussage ist etwas einseitig auf die Auflösung bezogen! Allerdings ist die Deckglasdicken-Korrektur ja nicht nur für zu dicke Deckgläser gut, sondern kann auch den Abstand eines Objektes vom Deckglas (in Wasser) etwas ausgleichen.

Es ist hier viel von Tiefenschärfe die Rede. Wenn ich das recht verstanden habe, steigert man diese auf Kosten der Auflösung - ähnlich wie beim Fotoapparat.

Nun würde mich vor allem folgendes interessieren:
Wenn ich bei einem Objektiv mit hoher Apertur die Kondensorblende zuziehe, erhalte ich doch ebenfalls eine effektive Verminderung der Apertur und damit der Auflösung - entsprechend auch eine höhere Tiefenschärfe. Warum ist es dann günstiger ein Objektiv mit kleinerer Apertur zu verwenden? Gibt es da (außer dem besseren Kontrast durch weniger Linsen) noch andere Gesichtspunkte?

Viele Grüße

Rolf

Hallo.

Allgemein ist ein Vergleich ohnehin sehr schwer. Jedes Objekt hat einen anderen Anspruch. Z.B. ob eine Diatomeen gerade flach oder schief liegt und stark gewölbt ist. Dann muß man halt Stacken oder die Blende zuziehen und N.A. gegen Tiefenschärfe opfern.

Zu hohen N.A. bei geringen Vergrößerungen. Kann beim Tümpeln von schnellen, größeren Schwimmern von Vorteil sein, die sonst schnell aus dem Blickfeld verschwinden. Mit einer 20x hat man es dann eher auf dem Bild und kann es nachträglich per Freistellen auswählen. Wegen der hohen N.A. und der hoffentlich hohen Pixelzahl (Canon) kein Problem. Jedes Objekt hat hier eigene Anforderungen.

Neo vs. Apo:
Da kann ich Ulf Titze nur beipflichten (und hatte es ja auch schon geschrieben). Neo's sind echte Universal-Objektive. Hier ist aber auch die Frage, ob man durchschaut oder ein Bild macht. Denn in der Nachbearbeitung kann man den etwas geringeren Kontrast des Apos korrigieren. Aber nicht die etwas geringere N.A. des Neos. Wobei Neos von der N.A. gegenüber den Einfachen Achromaten überlegen sind.

Plan Neos sind meiner Meinung nach daher von der Preis-Leistung und von den Einsatzmöglichkeiten am besten. Daher ist mein eines Axioplan nur mit Plan Neos und das andere zusätzlich mit drei Plan Apos ausgestattet. Wobei beim 100x der Vorteil des Planapos nicht so groß ist wie beim 20x und 63x da hier ohnehin das N.A. Limit erreicht ist.

Ja. Planapos haben in der Regel einen geringeren Arbeitsabstand. Das ist definitiv für manche Aufgaben ein Nachteil (Beleuchtung bei Auflicht, ...).

Jede Objektivart hat daher seine Berechtigung und ist nicht zwangsläufig schlechter. Auch die Planheit ist z.B. meim Tümpeln (einigen Teichbewohnern) nicht ganz so wichtig. Ein Asplanchna wird dadurch nicht planer. Ausser man quetscht Ihn ein.

Liebe Grüße Jorrit.

Hallo Rolf,

ZitatWenn ich bei einem Objektiv mit hoher Apertur die Kondensorblende zuziehe, erhalte ich doch ebenfalls eine effektive Verminderung der Apertur und damit der Auflösung - entsprechend auch eine höhere Tiefenschärfe. Warum ist es dann günstiger ein Objektiv mit kleinerer Apertur zu verwenden? Gibt es da (außer dem besseren Kontrast durch weniger Linsen) noch andere Gesichtspunkte?

Das ist eine Frage die ich mich selber auch oft gestellt habe. Im Jedem Fall ist es so das die Kondensor-Apertur nicht ganz die gebrauchte Objektiv-Apertur entspricht: ein Apo 40/1.0 hat eine bessere Auflösung als ein Achro 40/0.65 wenn man die Kondensor Apertur in beide Fällen auf zum Beispiel 0.50 eingestellt hat.  Ich habe die Gedanke (und vielleicht liege ich da ganz falsch) das ein Objektiv mit hoher Apertur und zugezogener (zum Beispiel <0.6) Kondensor nicht Optimal genützt wird, werden da nicht mehr Artefakten introduziert? Zum Beispiel wenn man der Kondensor mit ein Apo 40/1.4 auf 0.65 einstellt? Beste Grüsse,

Rolf

Hallo Rolf -

irgendwo habe ich die Faustregel gelesen, dass die effektive numerische Apertur dem Mittelwert von Kondensor- und Objektiv-Apertur entspricht. Das ist ein wichtiges Argument für Faulenzer, die sich um das Ölen der 1,4 Kondensorfrontlinse drücken wollen, wenn sie mit einem 1,4-Objektiv mikroskopieren  ;D

Bei Kondensor 0,5 resultiert also beim APO 1,4 immerhin 0,95, beim Achro 0,65 noch 0,575.

Schließlich wird ja vom Objektiv nicht nur der direkte Lichtkegel aus dem Kondensor genutzt, sondern auch das Streulicht von den Objektdetails trägt zum Bildaufbau bei. Insofern könnten sich auch Bildfehler von den Randzonen der vielen Linsen in einem PlanApo schon irgendwie auswirken.

Leider sind meine theoretischen Kenntnisse nicht ausreichend um diese komplizierten optischen Beziehungen wirklich zu verstehen.

Hi Rolf&Rolf,

Image quality and resolution are two different things.
A high NA objective with small illumination cone would transmit a lot of high-NA deviated (diffraction) light, compared with a lower NA objective with bigger illumination cone. Of course that must result in a different visual image.

HTH, René

Hi René,

ZitatA high NA objective with small illumination cone would transmit a lot of high-NA deviated (diffraction) light, compared with a lower NA objective with bigger illumination cone. Of course that must result in a different visual image

So, more artefacts are to be expected when the condenser is stopped down too much with a high NA objective? Best regards,

Rolf

diffraction rings and such around large objects, but otherwise with high resolution. It sounds a bit like the halo problem with phasecontrast. Haven't thought that through thoroughly, though.
Quite a funny sequense of words in that last sentence btw  ;D

Best wishes, Rene

Hi Rene,

Zitatdiffraction rings and such around large objects, but otherwise with high resolution. It sounds a bit like the halo problem with phasecontrast

I think it' s good to realise that. Another reason why a high NA (plan)apo is much more versatile  when it has an iris to reduce the aperture if you need more depth of field and less resolution. And a reason why normal achromats with lower NA's have their place alongside better corrected objectives. Best,

Rolf

Zitat von: reblaus in August 29, 2016, 13:38:10 NACHMITTAGS
Insofern könnten sich auch Bildfehler von den Randzonen der vielen Linsen in einem PlanApo schon irgendwie auswirken.

Leider sind meine theoretischen Kenntnisse nicht ausreichend um diese komplizierten optischen Beziehungen wirklich zu verstehen.

Der Hauptfaktor, weshalb Objektive mit vielen Linsen in der klassischen Literatur als kritisch angesehen werden ist das Streulicht an den Glas-Luft-Übergängen. Dieses Thema hat durch die verbesserten Vergütungen (https://de.wikipedia.org/wiki/Antireflexbeschichtung) inzwischen das meiste seiner Problematik verloren, das eigentlich schon seit geraumer Zeit - obwohl es natürlich nach wie vor so ist. (Einfachvergütungen werden seit 1930er Jahren, und seit 70er Jahren Mehrfachvergütungen eingesetzt.)

Am Linsenrand, da ist die spärische Abberation meist am stärksten. Aufgabe des Optikkonstrukteur besteht allerdings gerade darin durch Kombination mehrerer Linsen, deren Aberrationen  (https://de.wikipedia.org/wiki/Abbildungsfehler)so zusammenwirken lassen, daß das ein Gesamtsystem mit möglichst wenig Restfehler entsteht. Je mehr Linsen verwendet werden, desto mehr Freiheitsgrade hat der Konstrukteur, und er kann den Restfehler damit weiter minimieren. So sind meist Objektive mit vielen Linsen diejenige die wenig Fehler aufweisen.
Während Objektive die mit merklichen Restfehlern behaftet sind durch (moderates) Abblenden ihre Leistung etwas verbessern, führt bei solchen ohne spürbaren Fehler jedes Abblenden zu einer Verschlechterung.
Durch die Komplexität ist das entwickeln von Objektiven ein iteratver Verbesserungsprozess, so daß allgemeine Aussagen nichts über konkrete Objektive aussagt, wo durchaus ein Entwurf mal nach oben oder unten abweichen kann. Zudem sind alle Objektive immer nur Annäherungen an die theoretisch "ideale" Linse (Alle Strahlen durch denselben Brennpunkt), die meist nur in einem bestimmten Anwendugsbereich funktionieren. Je weiter man vom durch den Konstrukteur vorgesehenen Anwendungsfall abweicht, desto weniger funktioniert die "ausgetüftelte" Linsenkombination.
Je anspruchsvoller ein Objektiv optimiert ist, desto empfindlicher reagiert es -meist- auf Abweichungen vom vorgesehenen Einsatz.