Frage zu 40x Objektiv

[innsbrucker]

Liebe Spezialisten,

Ich arbeite mit einem PLN40x (Olympus) und überlege die Anschaffung eines 40x mit langem Arbeitsabstand, des LPLN. Nachdem das nicht ganz billig ist, möchte ich mich im Voraus vergewissern, ob ich die Sache richtig sehe: Da dieses einen Arbeitsabstand von 3,4 - 4,1 mm hat, würde ich erwarten, dass ich viel tiefer in das Präparat hinein fokussieren und ein scharfes Bild haben kann als mit dem PLN, das einen fixen Arbeitsabstand von 0,6 mm hat. Ich denke, dass das gerade bei größeren Objekten einen deutlichen (!) Vorteil haben müsste. Andererseits ist die N.A. etwa um 10 Prozent geringer, was mich wiederum rätseln lässt, ob hier nicht ein Vorteil gegen einen Nachteil eingetauscht wird und die Sache unter dem Strich dann doch nicht so vorteilhaft ist. Alternativ überlege ich ein UPLFLN 40x mit einer deutlich besseren N.A., aber einem noch geringeren Arbeitsabstand als das PLN. (Das LPLN ist teurer als das UPLFLN) Leider kann man diese schönen Objektive nicht unverbindlich ausprobieren, aber vielleicht kann einer von hier hilfreich kommentieren!

Besten Dank!

[mlippert]

Hat das UPLFLN nicht nur 0.1 NA mehr? Das wird Dir nix bringen. Der Vorteil ist eher die Fluoritbauweise, oder? Um welche Objekte geht es denn? Wieso willst Du Dir entweder ein Objektiv mit längerem Abstand oder eines mit kürzerem kaufen? So richtig Sinn macht das für mich momentan noch nicht.

Grüße,
Micha

[Marcus_S]

Moin!

Ich bin zwar kein Spezialist, sondern Hobbyist, aber mir ist grade nicht so ganz klar, was Du wo eintauchen lassen willst. Und zu welchem Zwecke. Sollte die Frage in Richtung "Petrischalen" gehen - da kann ich nichts zu sagen.

Aber normales Tümpeln mit dem UPlanFlN40X/0,75 finde ich unglaublich nett, ab einer Tauchtiefe von geschätzt ungefähr 50-100 µm wird's aber milchig und flau, da schlägt dann die sphärische Aberration zu. Wenn das aber artgerecht eingesetzt wird, dann macht mir das einfach nur Spaß.

Sag' doch mal genauer, was Du machen willst.


Viele Grüße von

Marcus

[innsbrucker]

Es ist anscheinend nicht ganz leicht, das Anliegen so zu formulieren, dass es ganz klar ist: Ich arbeite immer wieder mit Desmidiaceen und anderen Algen.

Ad Micha: Der Unterschied in der N.A. zwischen dem PLN und dem UPLFLN beträgt 15 %, was ich jetzt nicht von vornherein vernachlässigbar finde.

Zur Verwirrung hat offensichtlich die offensichtlich gegensätzliche Überlegung geführt, an einem Objektiv mit N.A. von 0,75 UND an einem mit 0,60 interessiert zu sein.

Daher zur Grundfrage zurück: Ich wollte meine Überlegung bestätigt haben (oder eben nicht), dass ich mit dem LPLN auch tiefer in der Probe eine scharfes Bild habe, dass es eben nicht schon ab c. 50 µm anfängt flauer zu werden.

Der zweite Frageteil war, ob man nicht insgesamt eine schlechtere Bildqualität durch die geringere N.A. mitkauft. Der Unterschied zwischen dem LPLN und dem UPLFLN beträgt immerhin 25 %

[Rawfoto]

Guten Morgen Innsbrucker

Aus meiner Sicht ist die Frage nicht so leicht zu beantworten ...

Die NA ist natürlich ein Kriterium für die erzielbare Auflösung, aber wie viel du da im Gesamtsystem auf den Sensor bringen kannst hängt von mehreren Komponenten ab. Die FL-Serie ist meine Beobachtung nach um Klassen besser, nach oben gibt es mit den unterschiedlichen APO-Serien (1. oder 2.Serie, S oder X ...) noch Raum (der Arbeitsabstand nimmt da natürlich ab) ...

Ich habe das Problem das Arbeitsabstands hauptsächlich im Auflicht-Bereich, da habe ich dann 3 unterschiedliche Objektive und entscheide von Fall zu Fall welches zum Einsatz kommt ...

Mit dem tiefer in das Objekt vordringen - das ist so ein Problem, Überlagerung von Schichten kostet massiv Qualität und löst das bereits beschriebene "milchig" aus ...

Daher ist es nicht einfach einen Beitrag zu deiner Fragestellung zu leisten

Liebe Grüße aus Wien

Gerhard

[wilfried48]

Hallo,

das LPLN 40x/0,6 ist ein Objektiv, das eigentlich für Inversmikroskope gedacht ist. Deshalb hat es einen Korrekturring zum Ausgleich der Glasdicke von 0 bis 1mm. Man kann also im Umkehrmikroskop unterschiedliche Dicken der Objektträger und Medien zwischen dem Objekt und dem Objektiv ausgleichen. Tiefer in das eigentliche Objekt schauen ohne dass es "milchig" wird kann man natürlich nicht, da man ja die unscharfen Bildinformationen der darüberliegenden Schichten trotzdem hat. Dazu bräuchte man ein Konfokales Laser Scan Mikroskop, das durch das Konfokale Prinzip alle Bildinformationen ausserhalb des Laserfokus ausblendet.
Man kann das LPLN natürlich auch im aufrechten Mikroskop einsetzen, um den sphärische Fehler auszugleichen, der dadurch entsteht das das Objekt nicht direkt am Deckglas anliegt weil noch etwas Einbettharz oder Wasser dazwischen ist.
Ganz geschickt ist es auch für Einschlüsse im Bernstein die etwas tiefer liegen. Der maximale Ausgleich für Glas beträgt d = 1mm.
Da der optische Weg nxd entscheidend ist, ist d für Wasser entsprechend grösser und für Einschlussmittel mit höherem Brechungsindex entsprechend kleiner.

viele Grüsse
Wilfried

[Marcus_S]

Moin!

So richig weiß ich immer noch nicht, was Du willst. (Zier-)Algen, also bunt. Freiliegend oder in Modderschichten vergraben? In den Algen irgendwelche winzigen Zellbestandteile mit flauem Kontrast? Oder äußere Form in größerer Wassertiefe in Kulturflaschen? Beruflich? Privat? Zum Bestimmen/Erkennen oder hübsche, großformatige Bilder machen? Warum unbedingt in den Tiefen des Präparats forschen, warum nicht die Dingerchen rausfischen?

Wilfried hat schon den Korrekturring erwähnt, wenn das so eine Korrektur hat, dann ist das schonmal gut und dann...

=== Ab hier Vermutungen ===
... könnte ich mir gut vorstellen, daß Du in größere Tiefen vorstoßen könntest. Um die Form sauber zu erkennen. Ich weiß aber nicht, ob die Deckglaskorrektur durch den großen Bereich fein genug einstellbar ist, um in der großen Tiefe hohe Auflösung und ordentlichen Kontrast zu erzielen. Außerdem waren ganz früher die Plan-Objektive nicht offiziell DIK-geeignet. Kann sich geändert haben, kann auch trotzdem funktionieren, keine Ahnung.
=== Ende der Vermutungen ===

Für meine Äuglein:
- liefert das PlanFlN40x aber ein sehr brillantes Bild. Und ich kann unter Einbuße an Kontrast (und damit Einbuße der Erkennbarkeit kleiner, schwacher Strukturen) das Objektiv schon ein wenig überfordern, die Reserven erlauben das schon. Nur wird dann das Bild irgendwann flauer und man denkt, da stimmt was mit der Linse nicht und holt schon die Stahlwolle raus...
- ist das schwierig mit dem "flau". Wenn man Details erkennt, dann dürften die auch da sein. Schwache Kontraste fitzeligster Details sind dann ggf. unsichtbar und man übersieht die dann und verirrt sich bei der Bestimmung.
- Macht ein in der Tiefe flaues Bild das bei der Bildverarbeitung nicht einfacher. - kann ich zumindest durch ein Rädertierchen mit einem PlanFlN40x ganz akzeptabel durchgucken...

Beschreibe doch einfach mal den geplanten Anwendungsfall in der Art: "Ich bin Hobbyist mit einer fetten Erbschaft, habe isolierte Algen auf dem Objektträger und will zur sicheren Bestimmung die Fitzel auf deren Zellkern begucken." oder "Ich hangele mich an einer Uni unterfinanziert von Projekt zu Projekt und habe eine Probe in einer Kulturflasche und will die Algen grob einordnen und brauche dazu ein großes Bildfeld".

Finde ich eigentlich nicht so schwierig, die Frage in der Art zu formulieren. Möglicherweise gibt es hier neugierige "Spielkinder", die Deinen beschriebenen Anwendungsfall einfach mal ausprobieren und die Ergebnisse zeigen. Bis dahin...


Viele Grüße von

Marcus

[JB]

Daher zur Grundfrage zurück: Ich wollte meine Überlegung bestätigt haben (oder eben nicht), dass ich mit dem LPLN auch tiefer in der Probe eine scharfes Bild habe, dass es eben nicht schon ab c. 50 µm anfängt flauer zu werden.

Der zweite Frageteil war, ob man nicht insgesamt eine schlechtere Bildqualität durch die geringere N.A. mitkauft. Der Unterschied zwischen dem LPLN und dem UPLFLN beträgt immerhin 25 %

Hallo,

Hier ist eine PDF mit dem Objektiv https://www.olympus-lifescience.com/modules/pdfgen/pdfmaker/en_pdf-export_objectives.2c19034a180a4e550815cdc8aab42238/LPLN40X.pdf?rev=1615545905

Das Objektiv hat einen Korrekturring fuer Deckglasdicken zwischen 0 und 1.0 mm. Glas hat einen hoecheren Brechungsindex als Wasser, aber als Richtwert sollte man mit dem Objektiv an allen Stellen zwischen 0 und ca. 1 mm Wassertiefe ein scharfes Bild erreichen koennen.

Sie haben recht. Der grosse Arbeitsabstand ist fuer die Objektivdesigner eine Herausforderung. Als Kompromiss dafuer wird gemeinhin die NA auf 0.6 verringert und trotzdem ist so ein Objektiv immernoch sehr teuer.

Ich habe das gleiche Problem wie Sie (Proben tief in Wasser mit dem 40x Objektiv) und eine ganze Anzahl von Objektiven verschiedener Hersteller ausprobiert (allerdings nicht das LPlan N 40x/0.60). Alle diese Planachromaten 40/0.60 und 40x/0.60 (Olympus, Leitz, Leica, Zeiss und Zeiss Jena) funktionieren und geben ein scharfes Bild auch bei groesserer Wassertiefe. Aber der Verlust an Kontrast und Bildqualitaet gegenueber Planfluorit-Objektiven 40/0.70 oder 0.75 ist sehr deutlich. Die Bildqualitaet war in allen Faellen gerade so akzeptabel (ich bin ein bisschen verwoehnt).

Ich habe auch ein Planfluotar 40x/0.60 mit 0 - 2 mm Korrekturrring (Leica) bei dem die Fluoritbauweise schon fuer kontrastreichere Bilder sorgt. Die Aufloesung ist aber immer noch merklich begrenzt durch die geringe NA. Von Olympus gibt es LCPlanFL Objektive die fuer Sie von Interesse sind (aeltere 0.60 mit verschiedenen Vorsatzkappen und neuere 0.70 https://microscopecentral.com/collections/olympus/products/olympus-40x-lcplanfl-infinity-corrected-correction-collar-objective https://www.olympus-lifescience.com/en/objectives/ucplfln/ ) Die sind sehr, sehr teuer aber tauchen oeffter bei Ebay auf.

Die Frage ist, ob Ihre Proben wirklich 1 mm tief sind oder ob Sie nicht doch mit 0.2 mm Schichtdicke arbeiten koennen. Dann eroeffnen sich naemlich weitere Moeglichkeiten. Ich benutze gern Trockenobjektive 40/0.85 mit Korrekturring (Nikon, Olympus, Leica). Das sind Fluor oder Apo-Objektive deren Korrekturring bis 0.23 mm einstellbar ist (Deckglas plus 0.06 mm Wasser) und diese ergeben sehr gute, scharfe und kontrastreiche Bilder solange die Objekte nicht tiefer liegen. Von Olympus gab es das UPlanApo 40x/0.85 das ich persoenlich nicht kenne aber das fuer Sie sicher von Interesse waere https://cdn.shopify.com/s/files/1/0452/4209/products/JHM_6015_clipped_rev_1_420x.jpg?v=1575573147

Die besten Ergebnisse erziehle ich aber mit Immersionsobjektiven (Olympus, Leitz, Leica, Lomo, Zeiss). Die Immersion macht das Bild unempfindlich gegen Schwankungen der Deckglasdicke und sehr tolerant gegenueber groesserer Schichtdicke (diese ist aber immer noch begrenzt durch den Arbeitsabstand des Objektivs). Der Planapochromat 40/1.0 Oel von Zeiss ist aus diesem Grund bei Tuempelmikroskopikern sehr beliebt https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=1657.0 Bei Olympus gibt es als Optionen das PlanC 50x/0.9 Oil https://spectraservices.com/mm5/graphics/00000001/1-U2B230.jpg und das UPlanApo 40x/1.0 Oil sowie die moderneren Versionen https://spectraservices.com/mm5/graphics/00000001/1-UB828R_2.jpg (ich kenne diese Objektive nicht, sondern nur die entsprechenden Versionen von anderen Herstellern).

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Mir ist klar, dass meine Empfehlungen sich jenseits Ihres Budgets bewegen, aber ein 40x mit kontrastreichem Bild UND fuer grosse Schichtdicke ist eine anspruchsvolle Forderung. Die besten Loesungen (Planfluorit 40x/0.60 corr. < Planapo 40x/0.85 corr. < Planapo 40x/1.0 Oil), abgesehen von Wasserimmersionen, sind wirklich teurer, es sei denn Sie finden sie gebraucht.

Umgekehrt laesst sich viel Geld sparen, wenn man statt dessen die Probenaufbereitung so lange verbessert, bis man die Schichtdicke auf 0.05 mm verringern kann!


Viel Erfolg,

Jon

[innsbrucker]

Liebe Mikroskopfreunde,

Danke für die Antworten! Es wird deutlich, dass meine Skepsis gegenüber meinen Erwartungen prinzipiell nicht unbegründet war. Schließlich will man bei einem Objektiv über 1000 Euro schon einigermaßen sicher sein, dass es das tun wird, was man erwartet.

Jons Antwort scheint mir für meine Belange am hilfreichsten, denn sie erklärt deutlich, dass die Erwartung von 40x und scharfen Bildern "tief" im Präparat nur bedingt zu erreichen ist. Das wollte ich eigentlich wissen und das bringt mich nun davon ab, dieses LPLN Objektiv zu kaufen. Das PlanC 50x/0.9 Oil habe ich bereits, es aber nicht unmittelbar für diese Aufgabe in Betracht gezogen, da es mit dem Öl oft zu Verschiebungen im Präparat kommt, wenn man den Tisch bewegt. Aber vermutlich ist das die naheliegendste Lösung und ein Kauf des UPLFLN im Gesamten die bessere Wahl als das LPLN.

Liebe Grüße an alle, die geantwortet haben!

Gerhard

[Marcus_S]

Moin Gerhard,

ich nochmal... Für einen Eindruck: neulich beim Surfen im Gurkenglas geknipst, nur als Erinnerungsschnappschuß. (Zier?-)Alge auf Objektträger unter #1-Deckglas, dickes Präparat unbestimmter Dicke. Nicht lange dran rumfotografiert, nur auf die Mitte fokussiert und ab.

U-PlanFlN40X/0,75, schief beleuchtet, alles wie immer. Bildauschnitte, einmal etwas verhübscht und einmal unbearbeitet, jpg-Komression mit IrfanView, Qualität 90%.

Und nochmal Grüße von

Marcus

[innsbrucker]

Hallo Marcus,

Das sieht ganz gut aus! Die Diskussion war vielleicht auch für andre Teilnehmer nützlich, denn das Problem mit den Zellen, die tiefer im Präparat liegen, kennt vermutlich jeder ...

LG
Gerhard

[JB]

Das PlanC 50x/0.9 Oil habe ich bereits, es aber nicht unmittelbar für diese Aufgabe in Betracht gezogen, da es mit dem Öl oft zu Verschiebungen im Präparat kommt, wenn man den Tisch bewegt.

Hallo Gerhard,

Ich umrande deshalb meine Praeparate mit Nagellack. Weitere Moeglichkeiten sind die Verwendung von besonders duennfluessigem Immersionsoel ("low viscosity") oder das Aufblocken des Deckglaeschens auf seitliche Stege: https://cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/60195/60195fig02a.jpg

Da Sie das PlanC 50x/0.9 Oil schon haben wuerde ich das unbedingt mal ausprobieren.

Beste Gruesse,

Jon

[A. Büschlen]

Hallo Gerhard,

du schreibst:

Die Diskussion war vielleicht auch für andre Teilnehmer nützlich, denn das Problem mit den Zellen, die tiefer im Präparat liegen, kennt vermutlich jeder ...

Ein optimales Objektiv erfordert auch ein optimales Präparat. Da kommst du nicht darum herum mit optimalen Präparaten, die eine minimaler Schichtdicke aufweisen zu arbeiten.

Siehe auch hier: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=8366.0

Gruss Arnold

[mlippert]

Im Prinzip nimmt die Tiefenschärfe mit der numerischen Apertur ab! D.h. das Fluo hat weniger, das LWD mehr...