Microfotografie met ‘hybride’ oculairen

Introductie

Bij microscopen met eindig-optiek (meestal 160 of 170 mm mechanische tubuslengte) kan microfotografie grofweg op twee manieren bedreven worden:

1. Afocale methode. Hierbij bevind zich een camera-objectief tussen oculair en sensor. De camera-lens fungeert als relais-optiek en vangt het door het oculair gecompenseerde beeld op.

2. Projectie door middel van een een speciaal projectief of oculair. Hier bevindt zich geen camera-lens tussen oculair en sensor en wordt het beeld door desbetreffend oculair op de sensor geprojecteerd.

Er is nog een derde manier die ik hier echter buiten beschouwing wil laten en dat is de directe projectie van het objectief-beeld op de sensor, zonder dat er een oculair aan te pas komt.

Lange tijd heb ik de afocale methode gebruikt maar na veel experimenteren met oculairen die dienst kunnen doen als projectie-oculair ben ik ervan overtuigd geraakt dat de tweede methode kwalitatief betere beelden oplevert. Bij de afocale methode zit er extra glas tussen oculair en sensor. Het staat vast dat hierdoor het beeld in het midden van het microscoopveld nooit beter zal worden. Elk extra optisch element in de stralengang kan het beeld potentieel doen verslechteren. En op elk extra glasoppervlak kunnen storende stofdeeltjes hechten.

Projectieven zijn speciale oculairen die het beeld van het objectief corrigeren en op de sensor projecteren. Voor fotografie met DSLR camera’s zijn met name de projectieven met lage vergrotingen geschikt. Een zeer gewild projectief is bijvoorbeeld het NFK 1.67x voor de Olympus BH2 microscoop. De prijs voor dit projectief op de tweedehands markt is echter vaak absurd. Niet alle microscoop fabrikanten hebben in het verleden bruikbare projectieven geproduceerd. Carl Zeiss bijvoorbeeld is op een gegeven moment de afocale weg ingeslagen en hierdoor werd en wordt fotografie met Zeiss microscopen met ‘eindig-optiek’ voornamelijk gedaan met een relais-lens tussen oculair en sensor. Wil men bijvoorbeeld met een Zeiss Standard microscoop zonder relais-optiek fotograferen dan kan een gewoon observatie-oculair (bijv. een Kpl10x) gebruikt worden als projectief wanneer de positie van dit oculair in de foto-tubus enkele mm wordt verhoogd. De resultaten hiermee zijn echter wisselend en vaak is er aan de randen van het beeld een duidelijke chromatische aberratie zichtbaar wanneer op deze manier wordt gefotografeerd.

Hybride oculairen

Ik bezit een tamelijk grote verzameling oculairen en op een gegeven moment vroeg ik mij af wat er zou gebeuren als ik twee verschillende oculairen van Zeiss zou combineren en dit zou gebruiken als projectie-oculair om mee te fotograferen. Zo verwisselde ik de ooglens van een Zeiss Kpl8x oculair met de ooglens van een Kpl10x oculair. Ik had eigenlijk alleen maar een slecht beeld verwacht maar het resultaat was verrassend. Niet alleen bleek het beeld op de camera parfocaal met het visuele beeld, er was ook nog weinig chromatische aberratie aan de randen zichtbaar. Het resultaat was aanzienlijk beter dan bij het gebruik van een verhoogd Kpl10x oculair. Dat het op deze manier beter werkt dan het verhogen van een normaal oculair heeft waarschijnlijk te maken met het vergroten van de afstand tussen veldlens en ooglens. Blijkbaar gaat een oculair op deze manier meer functioneren als een projectie-oculair. Bij sommige foto-oculairen kan de afstand tussen de twee lenzen ook gevariëerd worden, zoals bijvoorbeeld bij het Carl Zeiss FK10x oculair. In ieder geval wordt de chromatische aberratie grotendeels opgeheven. Naast Zeiss heb ik ook met Leitz en Olympus oculairen geëxperimenteerd. Ik heb deze gemengde oculairen 'hybride oculairen' genoemd. De resultaten hiervan worden hieronder getoond.

Als men met deze methode wil experimenteren dan is het belangrijk dat er een adapter gebruikt wordt waarmee de afstand tussen camera-sensor en oculair kan worden gevarieerd.

Zeiss

Hybride oculair Kpl10-8-10: veldlens Kpl10x - huls Kpl8x - ooglens Kpl10x

De combinatie van Kpl8x en Kpl10x oculairen heb ik met een objectmicrometer uitgetest op een aantal verschillende Zeiss objectieven. Ik ben begonnen met alleen de Kpl10x ooglens op een Kpl8x oculair te schroeven. Deze combinatie werkt goed en er wordt parfocaliteit mee bereikt. De combinatie waarbij beide lenzen van een Kpl10x oculair op een Kpl8x huls werden geschroefd gaf de meest bevredigende resultaten en er wordt een iets groter gedeelte van het gezichtsveld mee gefotografeerd. Enkele resultaten van deze combinatie worden hieronder getoond. Dit hybride oculair geeft aanzienlijk minder chromatische aberratie dan wanneer een normaal Kpl10x of Kpl W10x in een verhoogde positie gebruikt wordt. Er treedt wel een geringe kussenvormige vertekening op maar deze is acceptabel. Met alle Zeiss objectieven die ik uitgetest heb, waaronder verschillende (plan)achromaten, Neofluaren en (plan) apochromaten werden redelijk tot goede resultaten behaald. De testen werden gedaan met een Zeiss Standard 16 met monoculaire en trinoculaire tubus. Daarnaast werden verschillende hoefijzer-statieven met 160 mm mechanische tubuslengte gebruikt. Het hybride oculair werd niet in een hogere positie gebracht en de afstand tussen camera-sensor en oculair werd ingesteld totdat het beeld op de camera 100% parfocaal was met het visuele beeld. De testen werden gedaan met zowel een Olympus PEN E-Pl1 camera als met een Canon 600D camera.

Hybride oculair Kpl10-8-10 in gebruik als projectie-oculair met de Zeiss Standard en Canon 600D camera. De veldlens en de ooglens van een Kpl10x oculair werden op een Kpl8x huls geschroefd. De afstand tussen de ooglens (L) van het oculair en de bajonet aansluiting van de Canon 600D bedraagt ongeveer 21 mm. De preciese afstand moet worden geoptimaliseerd totdat het beeld op het camera display 100% parfocaal is met het visuele beeld.

Objectmicrometer gefotografeerd met een Zeiss Plan 10/0.25 en hybride oculair Kpl10-8-10. Camera: Canon 600D.

Objectmicrometer gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 (boven) en Zeiss Planapo 25/0.65 (onder). Hybride oculair Kpl10-8-10. Camera: Canon 600D.

Objectmicrometer gefotografeerd met Zeiss Plan 40/0.65 (boven) en Zeiss Planapo 40/1.0 (beneden). Hybride oculair Kpl10-8-10. Camera: Canon 600D.

Vergelijking tussen oculair-projectie met hybride oculair Kpl10-8-10 (boven) en een verhoogd Kpl W10x/18 oculair (onder). Chromatische aberratie is duidelijk zichtbaar bij het normale oculair. Objectief: Carl Zeiss Plan 25/0.45. Camera: Canon 600D.

Arachnoidiscus, gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en hybride oculair Kpl10-8-10. Dit is het volledige beeld zoals het door de Canon 600D werd opgenomen.

Links: een mos gefotografeerd met Zeiss Planapo 25/0.65 en hybride oculair Kpl10-8-10. Rechts: de oranje rechthoek geeft het gedeelte van het microscopisch gezichtsveld aan dat gefotografeerd wordt met een Canon 600D camera. De cirkel heeft betrekking op een oculair met een gezichtsveld van 18, zoals bijvoorbeeld een Zeiss Kpl W10x/18 oculair.

Hybride oculair Kpl8-10: veldlens en huls Kpl8x - ooglens Kpl10x

De ooglens van een Kpl10x oculair wordt op een Kpl8x oculair geschroeft. Het gedeelte van het beeldveld dat met deze combinatie wordt gefotografeerd is iets kleiner dan met het vorige hybride oculair. Ik heb het Kpl8-10 hybride oculair getest met een full-frame camera, de Canon EOS R. De sensor van de camera werd volledig belicht en de opstelling was parfocaal.

Objectmicrometer (boven) en zetmeelkorrels van aardappel gefotografeerd met Zeiss Plan 25/0.45 en hybride oculair Kpl8-10. Camera: Canon EOS R.

Hybride oculair Oly5-Kpl10: veldlens Olympus-5x - huls Olympus-5x - ooglens Kpl10x

Een combinatie die ook goed werkt is een Olympus 5x Huygens oculair waarop een Zeiss Kpl10x ooglens wordt geschroefd. De originele Olympus veldlens blijft zitten. Zeiss-puristen zullen misschien gruwelen van deze combinatie maar het enige dat telt is het eindresultaat. En dat mag er zijn, zoals in onderstaande, met de Canon 600D opgenomen beelden, te zien is. Met dit hybride oculair wordt een wat groter gedeelte van het gezichtsveld gefotografeerd en bovendien is de kussenvormige vertekening nagenoeg afwezig. De afstand van het oculair tot de sensor van de Canon 600D werd dusdanig afgesteld totdat geen vignettering meer optrad. Het beeld op de camera was parfocaal met het visuele beeld. 

Installatie van hybride oculair Oly5-Kpl10 op de Zeiss Standard. A: Olympus 5x Huygens oculair, de lengte van het metalen deel bedraagt 49 mm. B: Zeiss Kpl10x oculair. C: de zwarte ring van het Kpl10x oculair wordt op het Olympus 5x oculair aangebracht. D: Kpl10x ooglens wordt erop geschroefd. E: hybride oculair in de foto-tubus van Zeiss Standard. F: Canon 600D op de Zeiss Standard. De afstand tussen de ooglens van het oculair en de bajonet aansluiting van de Canon 600D bedraagt ongeveer 19 mm. De preciese afstand moet worden geoptimaliseerd totdat het beeld op het camera display 100% parfocaal is met het visuele beeld.

Objectmicrometer gefotografeerd met Zeiss Planapo 25/0.65 en hybride oculair Oly5-Kpl10. Camera: Canon 600D.

Links: Objectmicrometer diagonaal gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en hybride oculair Oly5-Kpl10. Rechts: het gedeelte van het gezichtsveld met veldnummer 18 dat met de Canon 600D en dit hybride oculair wordt opgenomen.

Objectmicrometer gefotografeerd met Carl Zeiss Planapo 40/1.0 en hybride oculair Oly5-Kpl10. Camera: Canon 600D.

Histologisch preparaat van hyalien kraakbeen in trachea, gefotografeerd met Carl Zeiss Planapo 40/1.0 en hybride oculair Oly5-Kpl10. Camera: Canon 600D.

Hybride oculair C5-PeriGF10: veldlens Zeiss C5x - huls Zeiss C5x - ooglens Leitz Periplan GF10x

De meest recente combinatie die ik heb getest bestaat uit een Carl Zeiss C5x oculair waarop de ooglens van een Leitz Periplan GF10x oculair wordt geschroefd. Het bleek een zeer goede combinatie. Bij gebruik van de Canon 600D treedt er een beetje vignettering op maar bij camera's met iets kleinere sensoren zoals micro 4/3 is deze niet meer zichtbaar zijn. Wordt de zwarte huls van het C5x oculair verwijderd, dan wordt de sensor van de Canon 600D wel volledig belicht. Als deze laatste combinatie in de foto-tubus van een Zeiss trinoculaire tubus (de oude versie) wordt geplaatst dan wordt het oculair ca 11.5 mm verhoogt doordat er een diafragma in deze foto-tubus zit. Het hybride oculair rust dus op dit diafragma. Deze situatie bleek perfect. Een zeer groot gedeelte van het gezichtsveld werd volledig parfocaal en met minimale chromatische aberratie op het display van de Canon 600D weergegeven. Bovendien is er geen vignettering. Wanneer er een mono-tubus (waar geen diafragma in zit) wordt gebruikt dan moet de positie van dit oculair in de tubus dus 11.5 mm verhoogd worden. Dit hybride oculair is tot nu toe de beste combinatie gebleken voor Zeiss 160 mm objectieven in combinatie met micro 4/3 en APS-C camera's.

Objectmicrometer (links) en Arachnoidiscus (rechts) gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en hybride oculair C5-PeriGF10. De ooglens van het Leitz Periplan GF10x wordt op het C5x oculair geschroefd zonder verdere ingrepen. Camera: Canon 600D.

Objectmicrometer (links) en Arachnoidiscus (rechts) gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en hybride oculair C5-PeriGF10. De ooglens van het Leitz Periplan GF10x wordt op het C5x oculair geschroefd zonder verdere ingrepen. Camera: Olympus PEN E-PL1.

Opbouw en plaatsing van hybride oculair C5-PeriGF10 voor Zeiss Standard. A: Carl Zeiss C5x oculair. B: ooglens Leitz Periplan GF10x oculair. C: C5x oculair waarbij de ooglens en de zwarte huls worden verwijderd, de lengte van het metalen deel is ca. 49 mm. D: ooglens Leitz Periplan GF10x wordt op C5x oculair geschroefd. E: Hybride oculair in de foto-tubus van de Zeiss standard waarbij het oculair ca 11.5 mm wordt verhoogd.

Links: objectmicrometer gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en hybride oculair C5-PeriGF10. Rechts: gedeelte van het gezichtsveld met veldnummer 20 dat met de Canon 600D wordt gefotografeerd.

Objectmicrometer en histologisch preparaat gefotografeerd met Carl Zeiss Planapo 40/1.0 en hybride oculair C5-PeriGF10. Camera: Canon 600D.

Huidmondje in de epidermis van Tradescantia zebrina gefotografeerd met Carl Zeiss Neofluar 63/1.25 en hybride oculair C5-PeriGF10. Camera: Canon 600D.

Vergelijking tussen fotografie met hybride oculair en afocale methode aan de hand van een diatomeeën preparaat. Als camera werd een Olympus PEN E-PL1 gebruikt. Links: hybride oculair C5-PeriGF10. Rechts: Sigma 30 mm camera-objectief en Kpl10xW oculair. Objectief: Zeiss Plan 40/0.65. De resultaten zijn vergelijkbaar.

Objectmicrometer gefotografeerd met de Olympus PEN E-PL1 camera en Zeiss objectief Plan 40/0.65. Boven: hybride oculair C5-PeriGF10. Onder: afocale methode met Sigma 30 mm lens en Kpl10xW oculair.

Hybride oculair C5-Kpl10: veldlens en huls Zeiss C5x oculair - ooglens Zeiss Kpl10x oculair

Wanneer deze combinatie parfocaal wordt ingesteld dan wordt niet de hele sensor van de Olympus PEN E-PL1 belicht en is er vignettering. Dit hybride oculair is meer geschikt voor camera's met een kleinere sensor, zoals bijvoorbeeld een 1" sensor. De sensor van de Nikon1 J1 camera werd met dit hybride oculair volledig belicht.

Objectmicrometer (links) en Arachnoidiscus (rechts) gefotografeerd met hybride oculair C5-Kpl10 en Olympus PEN E-PL1 camera. Objectief: Carl Zeiss Plan 25/0.45.

Histologisch preparaat van de long van een kikker gefotografeerd met hybride oculair C5-Kpl10 en de Nikon1 J1 camera. De breedte van het opgenomen beeld is ongeveer 520 µm. Objectief: Carl Zeiss Plan 25/0.45.

Hybride oculair C5-C8: veldlens en huls Zeiss C5x - ooglens Zeiss C8x

De ooglens van een C8x oculair wordt op een C5x huls geschroefd. De C-oculairen waren de eenvoudigste compenserende oculairen van Carl Zeiss. Ze waren met name bedoeld voor normale achromaten. Dat geld ook voor het hier samengestelde hybride oculair al heb ik ook met sommige neofluaren ook goede resultaten gezien. De plan-correctie is natuurlijk minder als die van de Zeiss Kpl-optiek.

Objectmicrometer en pollen in fasecontrast gefotografeerd met Zeiss Neofluar 25/0.60 Ph2 en hybride oculair C5-C8. Camera: Canon 600D.

Cymbella gefotografeerd met Carl Zeiss Neofluar 40/0.75. Links: hybride oculair C5-C8. Rechts: C8x oculair in verhoogde positie in de tubus geplaatst. Duidelijk is dat een C8x oculair in verhoogde positie niet goed als projectief functioneert. Naast het feit dat er een klein gedeelte van het gezichtsveld wordt gefotografeerd is er ook veel chromatische aberratie zichtbaar. Camera: Olympus PEN E-Pl1.

Leitz

Hybride oculair L6-Oly5-PeriGF10: veldlens Leitz 6x oculair - huls Olympus 5x oculair - ooglens Leitz Periplan GF10x

Met de Leitz Dialux-II en Laborlux-12 heb ik verschillende oculair combinaties uitgeprobeerd. Zo krijg ik met Leitz Fluotaren aan de Laborlux-12 goede resultaten met een oculair dat bestaat uit 3 verschillende oculairen: een Leitz 6x veldlens, een huls van een Olympus 5x oculair en een Leitz Periplan GF10x ooglens. Nogal exotisch, maar het werkt goed met NPL-Fluotar objectieven. Bij de Leitz EF achromaten is er wat meer chromatische aberratie. De combinatie van een Olympus 5x oculair met beide lenzen van een Leitz Periplan GF10x werkt ook goed voor zowel EF-achromaten als NPL-Fluotaren maar gaat ten koste van de grootte van het beeld dat wordt vastgelegd.

Hybride oculair L6-Oly5-PeriGF10 samengesteld uit 3 verschillende oculairen. De lengte van de Olympus huls is 49 mm. Rechts: objectmicrometer gefotografeerd met dit oculair en een Leitz Fluotar 25/0.55 objectief aan de Leitz Laborlux-12. Camera: Canon 600D.

Epidermis van Dracaena gefotografeerd met Leitz Fluotar 25/0.55 en hybride oculair L6-Oly5-PeriGF10. Microscoop: Leitz Laborlux-12. Camera: Canon 600D.

Hybride oculair Peri8-Oly5-Peri8: veldlens Leitz Periplan 8x - huls Olympus 5x - ooglens Leitz Periplan 8x

Een van de meest recente en tevens beste combinaties die ik heb uitgetest bestaat uit de veldlens en ooglens van een oudere versie Periplan 8x oculair, verbonden met een Olympus 5x huls. Dit hybride oculair werkte goed met alle Leitz 160 mm en 170 mm objectieven zowel aan de Leitz Laborlux-12 als aan de Leitz Dialux-II. Er werden verschillende achromaten, planachromaten, NPL Fluotaren en planapochromaten uitgetest. Met dit hybride oculair is het beeld van de camera 100% parfocaal met het visuele beeld. Er is geen noemenswaardige kussenvormige vertekening zichtbaar.

A: Hybride oculair Peri8-Oly5-Peri8 bestaande uit de veldlens en ooglens van een Periplan 8x oculair, verbonden met de huls van een Olympus 5x oculair. B: Origineel Leitz Periplan 8x oculair. C: Hybride oculair met een totale lengte (inclusief lenzen) van 54 mm, de lengte van het metalen deel is 49 mm. D: Ihagee adapter met hybride oculair op de foto-tubus van de Leitz Dialux-II. E: Aansluiting van de Canon 600D op de foto-tubus. De afstand van de ooglens tot de bajonet-aansluiting bedraagt 37 mm en het camera-beeld is exact parfocaal met het visuele beeld.

Objectmicrometer gefotografeerd met hybride oculair Leitz Periplan 8x/Olympus 5x. Boven: Leitz Plan 25/0.50. Onder: Leitz Pl Apo 25/0.65. Camera: Canon 600D.

Hybride oculair L6-Oly5-Peri10: veldlens Leitz 6x - huls Olympus 5x - ooglens Leitz Periplan 10x

Deze combinatie werkte goed met Leitz 160 mm en 170 mm achromaten / semi-planachromaten. Het oculair is zo goed als parfocaal met de Olympus PEN E-PL1 camera aan de Leitz Laborlux-12 en is in de volgende afbeelding te zien.

Hybride oculair L6-Oly5-Peri10 samengesteld uit de veldlens van een Leitz Huygens 6x oculair, de huls van een Olympus 5x Huygens oculair (lengte: 49 mm) en de ooglens van een oudere versie Leitz Periplan 10x oculair. De totale lengte van dit oculair inclusief de veld- en ooglens is 55 mm. De twee laatste foto's laten de camera aanpassing aan de Leitz Laborlux-12 zien. Op de tweede foto van rechts de Olympus PEN E-PL1 camera waarbij de afstand van de ooglens tot de bajonet-aansluiting 30 mm bedraagt en de opstelling nagenoeg parfocaal is. Uiterst rechts de Canon 600D waarbij de afstand van de ooglens tot de bajonet-aansluiting 19 mm bedraagt en de opstelling 100% parfocaal is.

Objectmicrometer gefotografeerd met Leitz EF 25/0.50 en hybride oculair L6-Oly5-Peri10. Camera: Olympus PEN E-PL1 aan de Leitz Laborlux-12.

Objectmicrometer gefotografeerd met Leitz EF 25/0.50 en hybride oculair L6-Oly5-Peri10. Camera: Canon 600D aan de Leitz Laborlux-12.

Gekleurd preparaat van een plantenstengel van Tilia gefotografeerd met Leitz EF 25/0.50 en hybride oculair L6-Oly5-Peri10. Camera: Canon 600D aan de Leitz Laborlux-12.

Olympus

Olympus 37 mm objectieven. Hybride oculair E5-P7: veldlens en huls Euromex 5x - ooglens Olympus P7x

Van een merkloos 5x oculair (behorend bij een Euromex hoefijzerstatief) heb ik de ooglens eraf gedraaid en er een Olympus P7x ooglens op geschroefd. Het bleek een gouden vondst. Deze combinatie werkte zeer goed met de meeste Olympus objectieven met 37 mm parfocale lengte, zowel met de Canon 600D als met de Olympus PEN E-PL1 camera. Er is geen kussenvormige vertekening. De door mij geteste planachromaten 10/0.25, 20/0.40, 40/0.65 en achromaten 40/0.65 en 60/0.80 werkten goed met het hybride oculair. Alleen bij de 100/1.25 achromaat was het resultaat minder maar gelukkig is dit objectief niet zo populair bij de meeste microscopisten. De achromaten met lage vergrotingen (4/0.10 en 10/0.25) worden overgecompenseerd wat aanleiding geeft tot chromatische aberratie. Dit omdat het hybride oculair de ooglens van een compenserend P7x oculair heeft. Deze over-correctie is bij de afocale methode niet anders: ook hierbij moeten voor Olympus 37 mm achromaten 10/0.25 of kleiner niet- of nauwelijks compenserende oculairen worden gebruikt. Voor de kleiner vergrotende achromaten werke dit hybride oculair goed: van een merkloos 6x oculair (Euromex) werd de ooglens vervangen door een 10x ooglens.

Hybride oculair E5-P7 bestaande uit het onderste deel van een merkloos (Euromex) 5x Huygens oculair en de ooglens van een Olympus P7x oculair. De totale lengte van dit hybride oculair inclusief ooglens wordt 59 mm, de lengte van het metalen deel is 52 mm. De afstand van de ooglens tot de bajonet-aansluiting van de Canon 600D bedraagt ongeveer 34 mm. De opbouw is zeer compact waardoor ook aan een hoefijzer-statief, in dit geval een Olympus HSC, een stabiele verbinding mogelijk is. Helemaal rechts is in oranje het gedeelte van het gezichtsveld te zien dat de sensor van de Canon 600D opneemt. Een zo groot mogelijk gedeelte van het gezichtsveld bij oculairen met veldnummer 20 wordt gefotografeerd zonder vignettering.

Objectmicrometer gefotografeerd met een 37 mm Olympus Plan 20/0.40 objectief en hybride oculair E5-P7. Camera: Canon 600D.

Objectmicrometer gefotografeerd met 37 mm Olympus Plan 20/0.40 objectief. Hier werd een Olympus FK2.5x projectief in combinatie met de Olympus OM-Mount Photomicro Adapter L. gebruikt. Duidelijk is dat hiermee een kleiner deel van het gezichtsveld wordt gefotografeerd als met het hybride oculair. Camera: Canon 600D.

Blaadje van een mos gefotografeerd met een 37 mm Olympus Plan 20/0.40 objectief en hybride oculair E5-P7. Opname gemaakt met Canon 600D camera aan een Olympus hoefijzer-statief.

Olympus 37 mm objectieven. Hybride oculair L6-P10: veldlens en huls Leitz 6x - ooglens Olympus P10x

Dit oculair bleek goed te werken met Olympus 37 mm objectieven en kan exact parfocaal gemaakt worden wanneer het ongeveer 10-11 mm verhoogt in de tubus geplaatst wordt. Er treedt een zeer geringe tonvormige vertekening op die echter nauwelijks storend is.

Objectmicrometer (links) en pollen van een lelie (rechts) gefotografeerd met hybride oculair L6-P10 en Olympus objectief F40/0.65, een semi-planachromaat. De foto's werden gemaakt met de Canon 600D gemonteerd op de Olympus HSA microscoop, een eenvoudig hoefijzerstatief dat gebruikt werd in scholen.

Olympus 37 mm objectieven. Hybride oculair L6-Oly10: veldlens en huls Leitz 6x - ooglens Olympus 10x

De lager vergrotende achromaten (≤ 10/0.25) hebben minder compensatie nodig en wordt er i.p.v een Olympus P10x ooglens een Olympus 10x op een Leitz 6x oculair geschroefd.

Olympus 45 mm objectieven. Hybride oculair E5-P7: veldlens en huls Euromex 5x - ooglens Olympus P7x

Wat betreft de 45 mm Olympus objectieven, in theorie zouden deze een andere compensatie nodig hebben dan de 37 mm versies omdat er ook andere oculairen en projectieven voor worden gebruikt. Toch werden ook met de meeste Olympus EA, A, D Plan en S Plan objectieven redelijk tot goede resultaten behaald. De tests heb ik uitgevoerd met zowel een Zeiss microscoop als een Olympus BH2 microscoop. De reden voor het gebruik van een Zeiss statief is de normale 23.2 mm tubus die het mogelijk maakt een Ihagee adapter te gebruiken en hiermee de afstand tussen oculair en camera sensor optimaal af te stellen. De afstand tussen oculair en camera sensor werd zodanig ingesteld tot er geen vignettering meer optrad en de sensor van de Canon 600D net volledig belicht werd. Met de Olympus BH2 kon ik deze afstand niet vrij instellen en heb ik een provisorische opstelling gebruikt waarmee de resultaten toch nog vrij goed waren. Alleen met 100/1.25 achromaten waren de resultaten wat minder.

Objectmicrometer (links) en pollen (rechts), gefotografeerd met Olympus S Plan 40/0.70 en hybride oculair E5-P7.

Zeiss-Winkel

Hybride oculair E5-P7: veldlens en huls Euromex 5x - ooglens Olympus P7x

Zeiss-Winkel objectieven van zowel 39 als 45 mm lengte harmoniëren goed met de Olympus oculairen die bedoeld waren voor de 37 mm Olympus objectieven. Voor afocale fotografie gebruik ik meestal Olympus P10x of WF10x oculairen. Het E5-P7 hybride oculair dat hierboven al beschreven werd voor Olympus objectieven werkte ook goed voor Zeiss-Winkel objectieven vanaf 25/0.45 en hoger. Zeiss-Winkel objectieven geven een sterke beeldkromming waardoor bij vlakke preparaten het beeld naar de randen toe onscherp wordt. Bij minder vlakke preparaten of voor het bestuderen van slootwater is dit echter geen probleem. Sommigen zullen zich afvragen: waarom zulke oude objectieven met beeldkromming gebruiken voor de fotografie? Het antwoord is eenvoudig: deze oude Zeiss-Winkel achromaten geven naar mijn mening een zuiverder beeld dan veel modernere (plan)achromaten.

Objectmicrometer en preparaat met pollen gefotografeerd met een Zeiss-Winkel 40/0.65 (45 mm) objectief en hybride oculair E5-P7. Links werd scherpgesteld op het midden waardoor aan de randen de beeldkromming duidelijk zichtbaar wordt. Rechts werd scherpgesteld aan de rand en hier is de chromatische aberratie minimaal. Camera: Canon 600D.

Hybride oculair L6-P10: veldlens en huls Leitz 6x - ooglens Olympus P10x

Deze combinatie werkt eveneens goed met Zeiss-Winkel objectieven vanaf 25/0.45 en hoger. De onderdelen voor dit hybride oculair zijn gemakkelijker te vinden dan voor het E5-P7 oculair. Door het oculair ongeveer 10-11 mm in de tubus te verhogen wordt de opstelling parfocaal. Leitz 6x- en Olympus P10x oculairen treft men op de tweedehands markt vaak genoeg aan.

Objectmicrometer (links) en mitose-preparaat van een ui (rechts) gefotografeerd met Zeiss-Winkel 40/0.65 en hybride oculair L6-P10. Een groot deel van het gezichtsveld wordt gefotografeerd met een redelijke planariteit. Als je daarbij bedenkt dat het hier gaat om een oude achromaat uit eind jaren 40 dan is dit resultaat verre van slecht. Ik heb moderne (semi)planachromaten gezien die slechtere resultaten gaven. Camera: Canon 600D.

Hybride oculair ZW8-ZW12.5: veldlens en huls Zeiss-Winkel 8x - ooglens Zeiss-Winkel 12.5x

Bij de kleinere objectief-vergrotingen van Zeiss-Winkel is er veel minder compensatie nodig dan bij de hogere vergrotingen. De bovenstaande combinatie van 8x en 12.5x oculairen werkte goed met Zeiss-Winkel objectieven 2.5/0.06, 4/0.10, 10/0.25 en 16/0.32.

Hybride oculair P10-ZW-Kpl12.5: veldlens Olympus P10x - huls en ooglens Zeiss-Winkel Kpl12.5x

Een Zeiss-Winkel Kpl12.5x oculair zal men niet zo vaak tegenkomen. Deze oculairen waren met name bedoeld voor de eveneens vrij zeldzame Zeiss-Winkel Neofluaren. Toevallig bezit ik enkele Zeiss-Winkel Neofluaren, waaronder een Neofluar 40/0.75. Het Kpl12.5x oculair heeft geen veldlens en als men hiermee focaal fotografeerd dan treedt er chromatische aberratie en kussenvormige vertekening op. Wordt vervolgens de veldlens van een Olympus P10x oculair aangebracht, dan blijken de afwijkingen in het beeld gecorrigeerd te worden. Bovendien wordt er met het hybride oculair een groter gedeelte van het gezichtsveld gefotografeerd.

Correctie van chromatische aberratie en kussenvormige vertekening door het aanbrengen van een Olympus P10x veldlens op een Zeiss-Winkel Kpl12.5x oculair. Boven: Kpl12.5x oculair. Onder: Kpl12.5x oculair met P10x veldlens. De afstand van het oculair tot de sensor van de Canon 600D is de minimale afstand waarop geen vignettering meer optrad. Objectief: Zeiss-Winkel Neofluar 40/0.75.

Carl Zeiss Jena

Hybride oculair C5-PeriNF10: veldlens en huls van Carl Zeiss C5x oculair - ooglens van Leitz Periplan NF10x oculair

Ik heb enkele Carl Zeiss Jena (CZJ) (plan)achromaten en apochromaten met 45 mm parfocale lengte getest met een hybride oculair opgebouwd uit het onderste gedeelte van een Carl Zeiss C5x oculair en de ooglens van een Leitz Periplan-NF10x oculair. De resutaten hiervan heb ik vergeleken met de afocale methode waarbij ik een CZJ PK12.5x oculair heb gebruikt in combinatie met een Olympus 17 mm pancake camera-lens. De beeldkwaliteit die verkregen werd met het hybride oculair was vergelijkbaar met de afocale methode en misschien zelfs nog wel iets beter. De sensor van de Olympus PEN E-Pl1 camera werd met dit hybride oculair niet volledig belicht dus treedt er wat vignettering op. Het oculair is daardoor geschikter voor camera's met een 1 inch sensor. De 1" sensor van de Nikon 1 J1 camera werd met dit hybride oculair volledig belicht.

Tijdens het testen werd mij duidelijk dat de rest-fouten bij de verschillende CZJ objectieven niet in dezelfde mate aanwezig zijn zoals dat wel het geval is bij objectieven van Zeiss Oberkochen. Zelfs tussen verschillende CZJ apochromaten is er verschil in de benodigde compensatie. Met CZJ PK10x/12.5x oculairen is visueel waarneembaar dat bijvoorbeeld de CZJ 6.3/0.10 apochromaat wordt overgecompenseerd ten opzichte van de CZJ 16/0.40 en 40/0.95 apochromaten. Ook tussen hoger vergrotende CZJ (plan)achromaten (≥ 40) en apochromaten is er een klein verschil. Door de veldlens een klein beetje los te schroeven kan de benodigde compensatie voor de planachromaten op hetzelfde niveau worden gebracht als dat van de apochromaten. Hierdoor wordt de afstand tussen veldlens en ooglens met circa 1 mm vergroot en wordt de resterende chromatische aberratie opgeheven. Op deze manier is er wat 'fine-tuning' mogelijk. Ook met afocale fotografie en het gebruik van CZJ PK-oculairen worden de hier beschreven verschillen in compensatie gezien. CZJ had de compensatie van de verschillende objectief-klassen duidelijk niet op hetzelfde niveau gebracht.

Preparaat met Arachnoidiscus gefotografeerd met CZJ Apochromat 16/0.40. Bovenste twee beelden: hybride oculair C5-PeriNF10 waarbij links in het midden werd scherpgesteld en rechts aan de rand. Onderste twee beelden: afocale methode met CZJ PK12.5x oculair en Olympus 17 mm pancake lens waarbij links in het midden werd scherpgesteld en rechts aan de rand. Camera: Olympus PEN E-Pl1.

Diatomeeën strooipreparaat gefotografeerd met CZJ Apochromat 40/0.95. Links: hybride oculair C5-PeriNF10. Rechts: afocale methode met CZJ PK12.5x oculair en Olympus 17 mm pancake lens. Camera: Olympus PEN E-Pl1.

De filamenteuze algen Spirogyra (groen) en Melosira (bruin) gefotografeerd met objectief HI 100/1.25 (aus Jena). Met hybride oculair C5-PeriNF10 werd het beeld op de 1" sensor van de Nikon 1 J1 camera geprojecteerd.

Objectmicrometer (boven) en de draadalg Spirogyra gefotografeerd met Zeiss Jena Planachromat 40/0.65 en hybride oculair C5-PeriNF10. Camera: Nikon 1 J1.

Hybride oculair C8-A10: veldlens en huls Carl Zeiss C8x oculair - ooglens van CZJ A10x(14) oculair

De achromaten met geringere vergrotingen (16) hebben minder compensatie nodig en hiervoor komt dus ook een ander hybride oculair in aanmerking, C8-A10, waarbij de ooglens van een CZJ A10x(14) oculair op een Carl Zeiss C8x oculair wordt geschroefd.

Hybride oculair Kpl8-PeriNF10: veldlens en huls Zeiss Kpl8x oculair - ooglens Leitz Periplan NF10x oculair

Deze combinatie heb ik getest met 45 mm CZJ apochromaten en is geschikt voor APS-C en micro 4/3 camera's.

Histologisch preparaat van de long van een kikker gefotografeerd met hybride oculair Kpl8-PeriNF10 en Canon 600D camera. De breedte van het opgenomen beeld is ongeveer 840 µm. Objectief: CZJ Apochromat 16/0.40. Rand-onscherpte is te verwachten aangezien dit objectief geen plan-correctie bezit.

Hybride oculairen en microscoop-camera’s

Oculair-camera’s zijn slechts beperkt inzetbaar bij microscopen met een eindige mechanische tubuslengte. Twee problemen treden hierbij op:

1. De meeste microscoop-camera’s hebben een kleine sensor. Wanneer er geen optisch element in de camera zit waardoor het beeld verkleint wordt dan wordt er maar een zeer beperkt gedeelte van het microscopisch gezichtsveld vastgelegd.

2. Bij microscopen met een eindige mechanische tubuslengte is het beeld dat van het objectief komt niet gecorrigeerd voor restfouten en moet er een gepaste optische compensatie plaatsvinden. Bij oculair-camera’s zonder interne optiek is er geen correctie van restfouten omdat de camera de plaats inneemt van een compenserend oculair. Maar ook bij oculair-camera’s met een reductielens vindt deze correctie niet plaats omdat de optische elementen in zulke camera’s niet compenseren voor de restfouten in het beeld van het objectief.

Beide problemen kunnen vrij gemakkelijk opgelost worden met hybride oculairen. Hierbij wordt er een microscoop-camera gebruikt zonder interne optiek en wordt het beeld door het hybride oculair verkleint en gecorrigeerd op de sensor geprojecteerd.

Ik heb een hybride oculair samengesteld voor Zeiss 160 mm objectieven waarbij een groot gedeelte van het gezichtsveld op een zeer kleine sensor kan worden geprojecteerd. Voor deze test heb ik de BRESSER MikrOkular Full HD oculair camera gebruikt. Dit is een zeer eenvoudige 2 Mp oculair-camera uit de onderste prijsklasse met een sensor van 5.86 x 3.28 mm. De camera bezit geen inwendige optiek en wordt in plaats van het oculair in de tubus van de microscoop geschoven. Op deze manier wordt er maar een zeer klein gedeelte van het gezichtsveld gefotografeerd en bovendien treedt er chromatische aberratie op. Met het hybride oculair kon een zo groot mogelijk gedeelte van het gezichtsveld met veldnummer 20 parfocaal en zonder vignettering op deze kleine sensor geprojecteerd worden. Voor het creëren van de juiste parfocale afstand kan er een op maat gemaakte metalen of kunststof huls tussen oculair en camera worden geplaatst. De camera wordt dan in deze huls geschoven. Hoe het hybride oculair opgebouwd is wordt in de volgende afbeelding duidelijk.

Hybride oculairen zijn ook goed inzetbaar met C-mount camera's. Hier zijn enkele camera's getest: 'Hybride oculairen in combinatie met microscoop-camera’s'.

Hybride oculair C5-ZW5-Kpl10. Het oculair is samengesteld uit de onderdelen van 3 verschillende oculairen. A: Zeiss C5x oculair zonder ooglens. B: Huls van Zeiss-Winkel 5x oculair, deze bevat een schroefdraad. C: Ooglens van Zeiss Kpl10x oculair. D: Hybride oculair waarbij de afstand tussen ooglens en veldlens 75 mm bedraagt.

Vergelijking tussen opnames gemaakt met de BRESSER MikrOkular Full HD oculair camera aan de hand van een preparaat met de diatomee Cymbella (boven) en een preparaat met mitose stadia uit de wortelpunt van een ui (onder). Bij de twee foto’s links werd de camera gebruikt zoals bedoeld is, dus zonder tussenkomst van een oculair of projectief in de tubus geschoven. Bij de rechter foto’s werd het hybride oculair C5-ZW5-Kpl10 in de tubus geplaatst en de afstand van de camera tot het oculair werd dusdanig ingesteld zodat het beeld van de camera parfocaal was met het visuele beeld. De foto’s rechts geven een veel groter gedeelte van het gezichtsveld weer en bovendien wordt de chromatische aberratie gecorrigeerd. Objectief: Carl Zeiss Neofluar 63/1.25.

De originele oculairen

Wie een verzameling oculairen van verschillende merken bezit kan vele combinaties maken. De kans is groot dat er een combinatie gemaakt kan worden die als projectie-oculair prima functioneert. Op het moment ben ik nog andere combinaties aan het testen dan diegene die hier werden besproken. Hieronder staan enkele van de originele oculairen afgebeeld die als basis dienden voor de hybride oculairen.

Enkele van de originele oculairen die werden gebruikt en met elkaar werden gecombineerd. Van links naar rechts: Zeiss Kpl10x, Zeiss Kpl8x, Leitz 6x B, Olympus P7x Bi, merkloos 5x (Euromex, metalen deel: 52 mm), Olympus 5x (metalen deel: 49 mm) en Leitz Periplan GF10x.

Overzicht hybride oculairen

De onderstaande tabel geeft een overzicht van de verschillende hybride oculairen die ik tot nu toe getest heb en met welke camera en objectieven ze het beste kunnen worden gebruikt.

Conclusie en opmerkingen

Combinaties van verschillende oculairen, hybride oculairen, kunnen goede resultaten geven als ze als projectie-oculair voor de fotografie worden gebruikt. Er treedt aanmerkelijk minder chromatische aberratie op in vergelijking met een gewoon oculair waarvan de positie verhoogd wordt. Blijkbaar wordt door het vergroten van de afstand tussen veldlens en ooglens een deel van de kleurfouten opgeheven en functioneert een hybride oculair als een projectief. Bij bepaalde hybride oculairen zoals het Kpl8-10 of Kpl10-8-10 treedt een geringe kussenvormige vertekening op die in de meeste preparaten niet zichtbaar zal zijn. Dit is inherent aan het type oculair. Ook bij afokale fotografie zal er bij het gebruik van bepaalde oculairen een kussenvormige vertekening optreden. De chromatische aberratie met de hier geteste oculairen was over het algemeen zeer gering.

Er werden verschillende systeem-camera's getest en goede resultaten werden behaald met de Olympus PEN E-Pl1 (micro 4/3), Canon 600D (APS-C), Canon EOS R (full-frame)  en Nikon 1 J1 (1" sensor) camera's. Hybride oculairen zijn zeer flexibel inzetbaar en ze kunnen aangepast worden op de grootte van de sensor. Dit maakt dat voor elke camera wel een geschikt projectief te bouwen is. De tests hebben laten zien hybride oculairen uitstekend funktioneren als projectief voor een brede range aan sensor-formaten, van full-frame tot en met de kleine sensoren van microscoop-camera's.

Bij bepaalde combinaties zoals het Kpl8-10 en Kpl10-8-10 oculair is het deel van het gezichtsveld dat gefotografeerd wordt wat kleiner. Daarentegen wordt bij andere combinaties zoals E5-P7, Oly5-Kpl10, L6-Oly5-Peri10 en C5-PeriGF10 een aanzienlijk gedeelte van het gezichtsveld bij vastgelegd.

Persoonlijk vind ik het niet storend als er een kleiner deel van het gezichtsveld wordt gefotografeerd en het hangt ook van het type preparaat af. Bij beeldvullende histologische preparaten kan het echter handig zijn om een zo groot mogelijk gedeelte van het gezichtsveld te fotograferen. Bij veel andere preparaten en te onderzoeken objecten zal dat wat je wilt fotograferen normaal gesproken in het midden liggen en niet aan de rand van het gezichtsveld. En wanneer een groter gedeelte van de sensor gebruikt wordt voor een te fotograferen object dan zijn er meer pixels beschikbaar voor dat object.

Het voordeel van deze methode t.o.v van de afocale methode is de eenvoudige en compacte camera-opzet en het ontbreken van extra glas tussen oculair en sensor. Een camera-objectief kan weer aanleiding geven tot lichtreflexies en is een plaats waar zich stofdeeltjes kunnen verzamelen die duidelijk in de foto zichtbaar worden. Met een hybride oculair zullen er ook minder vaak 'hotspots' optreden: een kleine verlichte vlek in het centrum van het beeldveld die voor de fotografie zeer storend kan zijn. Bovendien hoeft niet geïnvesteerd te worden in een camera-objectief of een duur en moeilijk te vinden speciaal projectief. En als laatste is er geen extra gewicht van een camera-objectief, niet onbelangrijk wanneer een DSLR bijvoorbeeld op een hoefijzerstatief geplaatst moet worden.

Anderen hebben inmiddels enkele van de op deze pagina beschreven oculairen in gebruik en boeken daarmee eveneens goede resultaten. De beeldfouten die ze voorheen hadden met hun afokale setup werden met hybride oculairen verholpen.

Soms is het goed om eens een beetje wild te experimenteren in plaats van vast te houden aan de gangbare 'regels'. Ik kan het iedereen aanbevelen.

 

Graag zou ik feedback ontvangen van mensen die deze methode gaan uitproberen. Tevens zou ik het op prijs stellen dat verwezen wordt naar deze website als de methode elders genoemd gaat worden.