显微镜头测试第2部分: Unitron变焦0.7-4.5x 蔡司Luminar 63 mm f / 4.5 蔡司Luminar 25 mm f / 3.5 Nikon Plan 2x显微镜物镜 Nikon M Plan 40x ELWD显微镜物镜

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Unitron Zoom 0.7-4.5x
Zeiss Luminar 63 mm f/4.5
Zeiss Luminar 25 mm f/3.5
Nikon Plan 2x microscope objective
Nikon M Plan 40x ELWD microscope objective

我回顾了三个显微显微镜头和一个可变光圈的显微镜物镜。我将在此页面中继续对微金相设备进行评论,它配备了两个微金相镜头(其中一个在我的较早测试中被证明是最好的Zeiss Luminar 63 mm f / 4.5)和三个相当不寻常的显微镜物镜。

在半导体,电子和精密机械行业中,经常需要以高分辨率观察,拍摄和视频拍摄小物体。为此目的,已经开发了许多专门的显微镜和透镜。然而,这种设备起初非常昂贵,并且以小批量生产。与过去几十年来大学实验室中常用的显微镜​​和显微照相设备相比,这种设备也趋向于更现代化。尽管后者相对频繁地以业余爱好者的方式找到他们,通常以合理的价格(主要归功于在线拍卖网站),但公司实验室之外仍然缺少专业的工业显微照相设备。

显微镜头测试第2部分: Unitron变焦0.7-4.5x 蔡司Luminar 63 mm f / 4.5 蔡司Luminar 25 mm f / 3.5 Nikon Plan 2x显微镜物镜 Nikon M Plan 40x ELWD显微镜物镜

Unitron是一家生产各种工业和消费类设备的公司。在工业范围内的是0.7-4.5倍变焦镜头(上方,最左侧),设计用作镜筒长度为170毫米的工业显微镜的物镜。尽管该镜头主要用于与(通常为10倍)显微镜的目镜和/或摄像机配合使用的视觉观察,并且不具有可变光圈,但该镜头的规格听起来可能会与其他镜头竞争我在此站点上审查过的显微照相设备,包括Zeiss Luminar镜头,Zeiss Tessovar镜头倒置微距镜头放大镜头(包括不寻常的Schneider Betavaron)。

蔡司LUMINAR63毫米的f / 4.5(左起第二个)是在此范围内的焦距为photomacrography的三个最佳透镜之一,可比焦距的另一个是莱茨丰达和尼康微距(未微)尼克尔(其中的一个其中最好的部分是个人喜好问题)。上面的样本来自蔡司的倒数第二个系列。它作为比较术语包含在此测试中,因为我之前也曾在各种情况下对其进行过测试(在这种情况下,它始终表现最佳)。

蔡司LUMINAR25毫米的f / 3.5(中心)是性能作为前述透镜类似推测。上面的标本来自蔡司的最新系列。该系列的镜筒上带有彩色圆点,表示放大倍数,倒数第二个系列在镜头标签上使用了相同的颜色。尽管最后两个Luminar系列之间在机械构造,透镜镀膜以及光学公式上存在细微的差异,但我相信在比较图片时,这两个系列之间在性能上的任何差异本质上都是看不见的。

尼康计划2×0.05(右二)是现代planachromat显微镜物镜。它的低放大倍率是很不寻常的,但是在其他方面,这是一个很好的显微镜物镜的正常例子。针对160 mm的显微镜试管长度进行了优化。当用作显微镜物镜时,工作距离约为3 mm,这是低倍物镜所期望的。在这些测试中,该物镜被用作显微显微镜头(即,将图像直接投射到相机传感器上,而没有目镜)。

尼康中号计划40X 0.5 ELWD(最远的工作距离)(最右边)经过专门设计,与用于此放大倍率的典型物镜(不到1mm)相比,提供了更高的工作距离(超过15mm)。结果,它的光学元件比通常的大得多(在这种情况下,前透镜的直径与其最大光圈无关),并且光学公式高度专门化(大致可与后焦相机镜头相媲美,但具有更大的光学镜头)。规格)。该透镜针对210 mm的显微镜镜筒长度进行了优化。以我的经验,它在管长为160 mm的情况下也表现出色,并且比普通的40x / 160物镜更锐利,唯一的缺点是放大倍数比标称倍数略低。此外,该镜头经过光学校正,可在不使用盖玻片的情况下使用,因此特别适合于显微显微摄影。另外,此镜头在这里也已作为微距镜头进行了测试。它等效于5.25毫米镜头。

与典型的显微镜和显微显微镜头相比,Unitron Zoom既大又重(尽管与大型蔡司Tessovar相比仍然小巧轻便)。尽管Unitron镜头具有标准的RMS安装螺纹,但是您无法将其安装在普通显微镜的旋转镜架上。Unitron镜头的底部太宽,无法将其他物镜安装在相邻的孔中。此外,镜筒的长度和该镜的长工作距离使其无法在大多数普通显微镜支架上使用。

Unitron镜头的变焦环占据了镜筒的大部分长度,并旋转约270°。除了用于手动转动的滚花环外,它还带有ZOOM 1:6.5标签(指示镜头的变焦比)和0.7到4.5的比例(指示安装在170毫米显微镜试管上的放大倍数)。用于拧入显微镜镜筒或镜鼻的标准RMS外螺纹是相当大的镀铬环的一部分,并用四颗螺钉固定在镜筒的底座上(这表明该镜头也可与其他安装座一起使用)。

转动变焦环可将内部镜头组上下移动镜筒。前后镜头元件保持不动。因此,该镜头在变焦时不会伸展。镜筒的前端有一个内螺纹,用于连接匹配的辅助镜头,以改变镜头的放大倍率(它们未包含在我的标本中)。规格中提到了0.5倍,0.75倍,1.5倍和2倍辅助镜头。该螺纹安装座还充当镜头遮光罩和前透镜元件的保护层,前透镜元件凹进了约5毫米。变焦时螺纹安装座不会旋转,因此可用于将光源安装在靠近镜头光轴的位置。

有趣的是,移动的内部镜筒在其周围钻有八个孔,可通过前后透镜元件看到。这些孔可能表明可以在移动镜筒上安装光圈叶片,以在某些镜头型号中提供可变的镜头光圈(但我在文献中没有发现这一点)。这些孔太小,不足以节省重量,而孔太多则没有唯一的目的,那就是在变焦镜头时让空气通过。

对于显微镜物镜,Unitron透镜的总放大倍率范围很低。规格中引用的最大总放大倍率为180倍,与2倍附加镜头和20倍目镜组合,或45倍不附加镜头和10倍目镜。因此,衍射可能不像高放大倍率时那么重要(大多数显微镜令人满意地到达1,000倍),并且通过稍微停一下来适度降低分辨率可能是可以接受的,尤其是在与分辨率相对较低的摄像机一起使用时。这使得在某些模型中使用可变膜片的想法成为可能。

根据规格,该镜头是同焦的,即变焦时不需要重新聚焦。当然,只有在将镜头安装在170毫米显微镜镜筒上时,这才是正确的。随镜头附带的显微镜镜筒带有螺纹部分,可对镜筒长度进行微调,以实现完美的共焦。在任何情况下,由于景深较窄,在缩放时通常都需要进行较小的聚焦调整。缺少光圈并不排除在显微显微摄影中使用该透镜。实际上,大多数显微镜和显微镜镜头没有可变的镜头光圈-这些光学器件旨在在其固定孔径下提供受衍射限制的分辨率,并且其光圈的任何减小都会降低分辨率并使图像变暗,远不如增加景深。一些显微镜镜头确实具有可变的光圈,浮动光学组和/或可插入的漏斗光圈组,但它们用于除改变景深之外的其他目的。

如技术信息表中所述,不使用附加镜头的工作距离非常高,为92毫米(与上面所示的尼康2x显微镜镜头的3毫米进行比较,这是正常的放大倍率)。Unitron镜头的工作距离甚至比Zeiss Tessovar镜头更长(在基本倍率1.6倍至6.4倍范围内为75毫米)。这为放置光源和操纵对象提供了足够的空间。它也可以帮助处理活泼,轻快的话题。

下图按上述顺序显示了这些镜头的性能。所有镜头均安装在延伸至110毫米的波纹管末端(与Unitron镜头实现共焦)。将波纹管安装在Zeiss显微镜支架上以进行精确聚焦,并用Nikon SB 800闪光灯对照片进行曝光以消除任何振动。尼康D200相机将闪光灯作为远程装置控制,将曝光设置为iTTL。闪光灯头距离拍摄对象约4厘米。

所有放大倍数均相对于相机传感器的尺寸给出。

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图1:Unitron为2.5倍,波纹管为110mm。全画幅,缩小。
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图2:Unitron为0.7倍,波纹管为110mm。
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图3:Unitron为2.5倍,波纹管为110毫米。
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图4. Unitron为4.5倍,波纹管为110毫米,裁剪为400×400像素。
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图5.发光管63 mm在n.4处停止,波纹管在110 mm处,大约 1.6x,400×400像素裁切。
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图6.发光管63 mm在n.4处停止,波纹管在110 mm处,大约 1.6倍,全画幅,缩小。
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图7. 25 mm的发光管在n.1处停止,波纹管在110 mm处,大约。8x,400×400像素裁剪。
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图8. 25 mm的光阑在n.4处停止,波纹管在110 mm处,大约。8x,400×400像素裁剪。
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图9. 25 mm的发光管在n.8处停止,波纹管在110 mm处,大约。8倍,全画幅,缩小。
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图10.尼康2x物镜,波纹管位于110毫米处,大约 2x,400×400像素裁剪。
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图11.尼康40x物镜,波纹管在110毫米处,大约 36x,400×400像素裁剪。
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图12.照明灯25毫米,波纹管在110毫米,约 8x,400×400像素裁剪。
红色正方形对应于前一张图片的区域(其周围的“重影”线是由Web发布的图像压缩引起的)。

大多数显微镜物镜被设计为产生比DSLR的18×24 mm传感器更小的像圈(即,标准DIN显微镜管中可提供的23 mm直径)。但是,即使将波纹管的最小长度设置为50 mm,此页中测试的所有显微镜物镜也都能产生均匀的照明和清晰度。另一方面,此处测试的两个蔡司Luminar镜头均设计为产生更大的像圈(有些摄影师甚至在9×12厘米的影棚相机上也使用它们)。

当检查整个帧时(图1),Unitron变焦在所有变焦设置下都能在焦平面上提供良好的视觉清晰度,但是缺少可变光圈会产生比我以往更浅的景深。在大多数情况下,我宁愿多停下来,松散一些细微的细节,以免发生衍射。该镜头易于在足够的照明下聚焦(距离被摄对象20 cm处放置40W的灯就足够了)。可见光照明水平在3.5倍至4.5倍变焦范围内迅速降低。在低倍率下对比度太低,但在1.5倍以上的变焦范围内对比度肯定会变好。

用Unitron镜头检查小作物时,在所有变焦范围(图2、3、4)上均显示出恒定的良好分辨率(图2、3、4),可能在2x至4.5x范围内比在较低放大倍数下更高。与63 mm的Luminar相比(图5、6),后者明显胜出,并且可以停在n.4处而没有明显的分辨率损失,从而提供了更高的景深(Luminar镜头具有光圈刻度开始在1处为全光圈,并且按曝光因子进行渐变,即n。4为两个光圈)。

Unitron透镜的浅景深成为2.5倍至4.5倍之间的实际问题(图3、4)。在完全放大的情况下,25 mm的Luminar可以提供明显更高的分辨率(图7)。停止到n。由于衍射,4(即2个光阑)会产生明显的分辨率损失。在这一点上,分辨率类似于Unitron镜头(但在停止的Luminar的情况下,景深更高)。在比较小图片作物时,即使停止到n.2(即1停)也会导致分辨率下降,这是非常明显的。当减小整帧的尺寸并进行比较时(图1和9),Luminar 25 mm灯可以停下来至少到n。8个光阑(即3个光阑)没有明显的损失,此时它提供了足够的景深(对于该放大率范围)。

尼康2x物镜在聚焦领域提供了非常高的分辨率(图10),与Luminars相当。但是,尼康镜头的工作距离只有大约3-4毫米,这使被摄物体的照明成为一个真正的问题。只能从侧面垂直于光轴进行照明,并且入射到前透镜的光线会导致玻璃表面的细小尘粒产生散焦的圆形耀斑。

尼康40x ELWD物镜具有更长的工作距离(约18毫米),并且照明不是问题。景深非常浅(图11)。分辨率很好(如果几乎不存在景深,则您根本可以专注于任何事物)。对于放大倍率,被摄对象的照明水平很高,并且使聚焦变得容易(前提是您具有非常精确的聚焦机制-显微镜支架实际上是必须的)。矛盾的是,该镜头的高倍率和亮度是其主要问题。放大倍率接近于复合体视显微镜通常的高端(图11、12),而在显微显微术中则被认为是可行的极限。尽管如此,对于非常平坦的拍摄对象,这款镜头仍提供了很好的分辨率,

在此检查的所有镜片均未显示任何可见的色差,像场弯曲,像场照明不均匀,渐晕,条纹或其他像差。这本身就是一个了不起的结果。

在分辨率方面,以上测试表明,蔡司照明灯再次成为测试中最好的镜头。在优利康变焦不太在同一水平蔡司Luminars,但  提供了高解析度,对比度好,并没有明显的畸变。在这些方面,尽管是变焦镜头,但它的性能与我尝试过的定焦长焦镜头一样好,甚至更好。其主要问题是缺少可变的光圈。如果需要具有高工作距离的紧凑型便携式显微显微变焦镜头,那么很难找到Unitron变焦镜头的竞争对手。在施耐德Betavaron蔡司Tessovar体积更大,重量更重,Zeiss Luminar Zoom的缩放比例受到限制,工作距离更短。同样,固定焦距Luminar镜头的工作距离更短,但焦距大于100 mm(但是,需要更长的波纹管延伸)。如我所怀疑的,如果某些型号的Unitron Zoom确实具有可变光圈,那么这样的镜头将在我的购物清单上居高不下。

毫不奇怪,25毫米f / 3.5的蔡司Luminar与63毫米f / 4.5的蔡司Luminar表现相当。但是,后一种镜头对由于停止时的衍射而导致的分辨率损失较不敏感(这在较长焦距和较低放大倍数的帮助下得到了部分解决)。相反,如果需要最大分辨率,则应完全打开或停止使用25毫米高放大倍率的25毫米

某些显微镜物镜可能会用作显微显微镜头,但前提是它们必须提供较大的工作距离。例如,尼康M Plan 40x 0.5 ELWD就是这种情况。普通的显微镜物镜,包括那些放大率要低得多的物镜,例如Nikon Plan 2x 0.05 在大多数情况下,其工作距离太短,无法对对象进行适当的照明。

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2月 ago

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