Vergleich von Objektiven für Makro-Aufnahmen

infusorien · November 18, 2012, 17:44:51 NACHMITTAGS

Hallo,

nachdem mir Wilfried dankenswerter Weise ein Test-Target zur Verfügung gestellt hat, möchte ich hiermit meine "Bringschuld" begleichen, und vergleichende MTF-Messwerte von 3 verschiedenen optischen Systemen präsentieren.

Die untersuchten Systeme sind:

1. Objektiv Zeiss Epiplan HD 4/0,1 am Zeiss Universal, S-Kpl 10x/20 Okular, Zeiss MC-63 Grundkörper (Panzerfaust), Vollformat SLR (Canon 5D Mk2), Durchlicht-Kondensor
2. Objektiv DS 100 am Zeiss Stemi SV8, schaltbarer Phototubus, Zeiss 10x/18 Okular, Zeiss MC-63 Grundkörper, Vollformat SLR (Canon 5D Mk2), Durchlicht-Einrichtung
3. Objektiv Zeiss Planapo 4/0,16, sonst wie bei 1.

Das ausgewertete Strichmuster befand sich jeweils in Bildmitte, die aufgenommenen Farbbilder wurden duch Entsättigung in SW-Bilder umgewandelt (Gimp), diese Bilder wurden dann mit dem Programm Fitswork (Funktion "Pixellinie als Diagramm anzeigen") ausgewertet (siehe hierzu https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=13949.0).

Die folgende Grafik zeigt die Messwerte:

Wie es auch zu erwarten war, liefert das Planapo die detailreichsten Bilder, und das DS 100 zeigt die geringste Auflösung (hat aber auch den größten Arbeitsabstand, und liefert visuell ein Stereobild).

Viele Grüße

Gerd

wilfried48 · November 19, 2012, 12:26:45 NACHMITTAGS

Hallo Gerd,

sehr schöner Vergleich !

ich hätte nicht gedacht dass das Zeiss Stereomikroskop gegen die Einzelobjektive bereits bei 4 facher Vergrösserung so gewaltig abfällt.

Da ist ja der Plastikhaufen den man bei Canon als Kit-Objektiv mitbekommt in Retrostellung schon besser.

Besonders der schlechte Kontrast des SV8 bereits bei kleiner Auflösung wundert mich.

Wie gross ist eigentlich der Abbildungsmassstab der 4x Objektive in deiner Messanordnung auf dem Kamerachip ?

Könntest du auch mal einen Vergleich von verschiedenen 10 x Objektiven (Achromat, Neofluar, Planapo) machen.

Da müsste man mit den 700 lp/mm, die das Testtarget enthält doch auch noch die Kontrastunterschiede in Abhängigkeit der Auflösung sehen können.

Du weisst ja, für den interessantesten Test gibt es den elektronenstrahlgeschriebenen Master des Testobjekts zu gewinnen, der noch Strukturen bis 0,3 µm Linienbreite enthält

viele Grüsse
Wilfried

Stuessi · November 19, 2012, 18:49:58 NACHMITTAGS

Hallo,

da will ich mich mit meinem Leitz Pl 4/0,1 am Dialux anschließen, Okular Periplan 8x Brille, Zeiss MC-63, NEX-5N, Durchlicht-Kondensor.
Die Messungen wurden durchgeführt 1. mit dem Testtarget von Wilfried (blaue Kurve) und 2. mit einer hell-dunkel Kante und dem Programm Quick-MTF.
Ausführlich habe ich die Auswertung hier beschrieben: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=13949.msg107823#msg107823

Zum Vergleich ein 100% Ausschnitt des Bildes vom Testtarget (aus RAW-file ohne Kontrastanhebung oder Schärfung)

Gruß,
Stuessi

edit:
Aus 50 Einzelbildern gemittelt:

infusorien · November 22, 2012, 10:40:02 VORMITTAG

Hallo Wilfried,

die Abbildungsmaßstäbe muss ich noch bestimmen (sind etwas unterschiedlich). Der Kontrast beim Stemi ist wohl auch deshalb so schlecht, weil eine chromatische Aberration am Strichmuster sichtbar ist. Besonders stark ist dies an den Strichen "senkrecht zur Neigungsrichtung" (also senkrecht zur Ebene, in der die optischen Achsen der beiden geneigten Objektive des DS 100 verlaufen) zu erkennen. An diesem Strichmuster habe ich die Messung vorgenommen. Zum Vergleich könnte ich auch noch die Strichmuster parallel zu dieser Ebene auswerten.

Ein Neofluar 10x besitze ich nicht. Ich könnte noch einen Vergleich zwischen Epiplan HD 8x, Plan 10x und Planapo 10x machen - wenn meine Chancen auf den Testsieg damit steigen ;-) .
Alternative: Neofluar 16x, Epiplan HD 16x und Planapo 10x.

Viele Grüße

Gerd

wilfried48 · November 22, 2012, 11:04:50 VORMITTAG

Zitat von: infusorien in November 22, 2012, 10:40:02 VORMITTAG
Ein Neofluar 10x besitze ich nicht. Ich könnte noch einen Vergleich zwischen Epiplan HD 8x, Plan 10x und Planapo 10x machen - wenn meine Chancen auf den Testsieg damit steigen ;-) .
Alternative: Neofluar 16x, Epiplan HD 16x und Planapo 10x.

Hallo Gerd,

du weisst ja ich bin "Zeissianer" und daher steigen die Chancen, das Mastertarget zu gewinnen, bei einem der Zeiss Objektive testet ganz gewaltig, insbesondere wenn er noch Zeiss Objektive hat, bei denen man dann das Mastertarget
mit den noch feineren Strukturen auch wirklich braucht. Bei den Objektiven mit der etwas höheren Apertur und Korrektur müsste man vielleicht auch schon die Deckglaskorrektur berücksichtigen.
Ich könnte dir ja noch ein zweites Testtarget zuschicken bei dem man ein Deckglas aufbringt. Wenn du sowieso ein routinierter Deckglas Eindecker bist würde ich dann das am liebsten dir überlassen. Ansonsten könnte auch ich das machen.

Gruss
Wilfried

infusorien · November 22, 2012, 12:19:55 NACHMITTAGS

Hallo Wilfried,

da wären in der Tat noch einige Objektive mit etwas höherer Apertur (z.B. Apo 40/1,0, PlanNeofluar 25/0,8, Neofluar 40/0,75), die zum Test höhere Ortsfrequenzen bräuchten ...
Eine spezielle Montage des Deckglases würde ich lieber Dir überlassen. Ich hätte es mit einem Tropfen Wasser aufgelegt, und dann gewartet, bis das Wasser fast verdampft ist.

Gruß

Gerd

wilfried48 · November 22, 2012, 13:20:06 NACHMITTAGS

Hallo Gerd,

mit Wasser kann man das Deckglas natürlich auch aufbringen, das mach ich als Tümpler ja auch oft, aber da wird das Präparat anschliessend auch verworfen. Da man das beim Testtarget aber jedesmal erneut abreinigen muss habe ich Angst, dass man sich mit der Zeit die feinen Strukturen versaut.

Aber für den Test der von dir vorgeschlagenen Objektive bis 16 x kannst du es ja mal so machen. Falls du es unbrauchbar machst verspreche ich dir zumindest Ersatz.

Aber bei dem Master mit den feineren Strukturen bräuchte man dann natürlich schon eine ordentliche Eindeckelung mit einem Eindeckmittel mit hohem Brechungsindex.

Ich werde mal einer Arbeitskopie trainieren und bei Erfolg den Master mit einem Deckglas eindecken.

Gruss
Wilfried

wilfried48 · November 22, 2012, 13:33:40 NACHMITTAGS

Hallo Stuessi,

hat es einen besonderen Grund warum du im Durchlicht den Teil des Targets nimmst, wo Dunkle Linien auf hellem Grund sind ?

Wäre es für das Rauschen (z.B. Untergrund durch Streulicht) nich besser den Teil des Testtargets zu nehmen, wo helle Linien auf schwarzem Grund sind ?

Die Methode der Quick MTF hängt ja sicher von der Kantensteilheit ab, die das Testtarget besitzt. Sie benötigt aber dafür keine periodischen Gitterstrukturen mit kleiner Periode.

Kann man sagen wo die Grenze der Kantensteilheit am Testtarget liegt, das heisst bis zu welcher Ortsfrequenz man Objektive mit höherer Apertur noch vernünftig testen kann ?

Gruss
Wilfried

infusorien · November 22, 2012, 14:52:54 NACHMITTAGS

Hallo Wilfried,

nochmal zum Deckglas:
Ist es denn so, daß ein Zeiss-Trockenobjektiv ohne die Angabe "0,17" (wie zum Bsp. das Neofluar 16/0,4) mit einem Deckglas auf dem Testtarget eine höhere Bildqualität liefert? Durch die zusätzlichen Grenzflächen wird der Kontrast vermutlich etwas vermindert.

Viele Grüße
Gerd

wilfried48 · November 22, 2012, 15:46:21 NACHMITTAGS

Hallo Gerd,

ich hab im Moment grad kein 16/0.4 Neofluar vor mir liegen. Steht da wirklich kein 0,17 drauf sonder nur -.
Aber selbst - bedeutet nur dass die Deckglasdicke unkritisch ist ansonsten müsste doch 0 draufstehen, so wie beim 16 er Epiplan.
Aber mit dem Testtarget und der gemessenen MTF könntest du es doch unbestechlich herausfinden, wie gross der Unterschied mit und ohne Deckglas wirklich ist.

Gruss
Wilfried