Verlengde oculairen als projectief voor microfotografie

Introductie

Microfotografie met microscopen met een eindige mechanische tubuslengte (meestal 160 of 170 mm) kan soms een uitdaging zijn omdat de fotografische aanpassing geoptimaliseerd was voor oude analoge camera systemen. Fotografische projectieven of projectie-oculairen uit die tijd zijn vaak slecht bruikbaar voor de huidige digitale camera' s met hun relatief kleine sensoren. Bij gebruik van de meeste projectieven wordt er maar een klein gedeelte van het microscoop-veld gefotografeerd. Een oplossing hiervoor is o.a. de afocale fotografie, waarbij met een camera-lens het beeld afkomstig van een normaal oculair wordt verkleint en op de sensor wordt geprojecteerd. Deze setup kan goed werken maar heeft ook de nodige problemen doordat een camera-objectief soms aanleiding kan geven tot hotspots, reflecties, optische aberraties en bovendien is de mechanische opbouw complexer. Als men focale fotografie wil doen met een projectief dan zijn hybride oculairen een goede oplossing, zie ook: 'Microfotografie met ‘hybride’ oculairen'.

Er is ook nog een andere manier om zelf een goed projectief te bouwen en hierbij wordt de afstand tussen veldlens en ooglens met een tussenring vergroot. Het lijkt een beetje op een hybride oculair met dit verschil dat er bij een bestaand oculair alleen een extra ring tussen huls en ooglens wordt geplaatst waardoor het oculair wordt verlengd. De benodigde tussenringen kunnen afkomstig zijn van andere oculairen. Carl Zeiss en Zeiss-Winkel oculairen bijvoorbeeld hebben een zwarte ring die het oculair in de tubus tegenhoudt, deze ring rust op de rand van de tubus. De ringen kunnen bij bepaalde oculairen verwijderd worden. Bij sommige Zeiss-Winkel oculairen bevat de ring schroefdraad waardoor de ring tussen huls en ooglens geschroefd kan worden. Momenteel heb ik nog geen goede oplossing voor het bevestigen van de tussenring zonder schroefdraad maar met tape kom je een heel eind. Om schroefdraad in deze ringen aan te brengen zal een draaibank of 3D printer nodig zijn.

Zeiss Kpl8x

Ik heb een Carl Zeiss Kpl8x oculair gemodificeerd met verschillende ringen die afkomstig waren van een Kpl10x oculair (10.5 mm), Kpl12.5x oculair (17 mm) en Zeiss-Winkel 5x oculair (25 mm). Alleen de ring van het Zeiss-Winkel oculair bevat schroefdraad waardoor het mogelijk is om de 3 delen aan elkaar te schroeven.

Projectieven op basis van een Kpl8x oculair. De ooglens wordt van het oculair afgeschroefd en tussen huls en ooglens wordt een tussenring aangebracht. A: tussenring van Kpl10x oculair, 10.5 mm. B: tussenring van Kpl12.5x oculair, 17 mm. C: tussenring van Zeiss-Winkel 5x oculair met schroefdraad, 25 mm. D: Gereed projectief met tussenring van Zeiss-Winkel 5x oculair.

Aan de hand van een preparaat van de diatomee Arachnoidiscus en een objectmicrometer heb ik de verschillende Kpl8x projectieven getest met de Canon 600D camera. Met afnemende lengte van de tussenring wordt een steeds kleiner gedeelte van het gezichtsveld gefotografeerd en op een gegeven moment is er geen vignettereing meer.

Van links naar rechts (1-4): objectmicrometer en Arachnoidiscus gefotografeerd met Kpl8x projectief met verschillende tussenringen. 1: tussenring Zeiss-Winkel 5x, 25 mm. 2: tussenring van Kpl12.5x, 17 mm. 3: tussenring van Kpl10x, 10.5 mm, maar met rubberen ringetje verlengt tot 12.5 mm. 4: tussenring van Kpl10x, 10.5 mm. Camera: Canon 600D. Objectief: Carl Zeiss Plan 25/0.45.

Met de Canon 600D was er nog vignettering wanneer het Kpl8x oculair met een 17 mm tussenring werd verlengd maar voor een micro 4/3 camera als de Olympus PEN E-Pl1 bleek deze configuratie zeer geschikt.

Objectmicrometer en Arachnoidiscus gefotografeerd met de Olympus PEN E-Pl1 camera waarbij het Kpl8x oculair met een 17 mm tussenring werd verlengd. Objectief: Carl Zeiss Plan 25/0.45.

Voor camera's met een kleinere sensor zoals de 1" Nikon1 J1 bleek een tussenring van circa 19 mm optimaal. Hiervoor heb ik de ring van een Kpl12.5x oculair gebruikt en deze verlengd met een 2 mm dik ringetje.

Van links naar rechts (1-3): objectmicrometer en Arachnoidiscus gefotografeerd met Kpl8x projectief met verschillende tussenringen. 1: tussenring Zeiss-Winkel 5x, 25 mm. 2: tussenring van Kpl12.5x, 17 mm, maar met extra ringetje verlengt tot 19 mm. 3: tussenring van Kpl12.5x, 17 mm. Camera: Nikon1 J1. Objectief: Carl Zeiss Plan 25/0.45.

Zeiss C8x

De eenvoudigste en goedkoopste compenserende oculairen die door Zeiss werden gebouwd waren de C-oculairen. Als basis voor een projectief heb ik een C8x oculair gebruikt en dit heb ik verlengt met de ring van een Kpl10x oculair. C8x oculairen zijn als zodanig nauwelijks als projectief te gebruiken. Verhoogd men de positie van een C8x oculair in de tubus om er een beeld mee op de camera-sensor te projecteren dan is het resultaat slecht. Wordt de tussenring aangebracht dan onstaat er een prima projectie-oculair. C-oculairen hebben geen plan-correctie dus de resultaten met plan-objectieven zullen iets minder goed zijn dan met de optiek van een Kpl oculair. Maar voor objectieven zonder plan-correctie is dit projectief prima inzetbaar.

Met objectieven zonder plan-correctie blijkt dit projectief goede resultaten te geven zoals onderstaande afbeelding laat zien. Hier heb ik een modernere (zwarte) Zeiss 25/0.45 achromaat gebruikt en scherpgesteld zowel in het midden als op de rand van het preparaat.

Geheel links: ombouw van een C8x oculair tot projectief waarbij het oculair wordt verlengd met de ring van een Kpl10x oculair. De twee andere beelden laten een objectmicrometer en Arachnoidiscus zien, gefotografeerd met het gemodificeerde oculair. Scherpstelling in het midden (middelste foto) en aan de rand (rechter foto). Camera: Olympus PEN E-Pl1. Objectief: Zeiss 25/0.45.

Een methode die vaak gebruikt wordt om een normaal oculair als projectief te laten functioneren is het verhogen van de positie van het oculair in de foto-tubus. De resultaten hiervan zijn zeer wisselend en het hangt sterk af van het type oculair hoe het beeld er uit ziet. Met name met eenvoudigere oculairen zijn de resultaten ronduit slecht. Dat geld ook voor het Zeiss C8x oculair. Ik heb dit oculair als projectief gebruikt door het circa 5 mm in de tubus te verhogen. Het beeld dat ik hiermee kreeg heb ik vergeleken met het beeld afkomstig van het gemodificeerde oculair.

Arachnoidiscus in fasecontrast gefotografeerd met Neofluar 40/0.75 Ph2. Links werd het C8x oculair verlengd met 10.5 mm en als zodanig als projectief gebruikt. Rechts werd een ongemodificeerd C8x oculair circa 5mm hoger in de tubus geplaatst. Het rechterbeeld is nagenoeg onbruikbaar door vervorming en chromatische aberratie.

Conclusie

Normale oculairen kunnen op eenvoudige wijze omgebouwd worden tot volwaardige projectieven door de afstand tussen veldlens en ooglens te vergroten. Zelfs eenvoudige oculairen zoals de Zeiss C-oculairen kunnen op deze wijze worden gemodificeerd zodat ze goed bruikbaar zijn als projectief. Zeiss C-oculairen zijn rijkelijk en goedkoop op de tweedehands markt te vinden waardoor het voor gebruikers van 160 mm Zeiss microscopen gemakkelijk wordt om goede focale fotografie te bedrijven.

Opmerking: het wordt op prijs gesteld als naar deze site wordt verwezen als de methode ergens anders vermeld gaat worden.