稀奇古怪五花八门的透镜拿来当管镜效果怎么样？是骡子是马走两步儿

前言：

在这个系列文章中，把各种管镜都装上试试。

每一集评测一种管镜，不敢说多么严谨公正，只是把管镜最基本的性能展现出来。

如果对关于管镜的详细信息有兴趣的观众，

推荐阅读一下本篇的“上级目录”《微距踩坑集·装备系列·管镜的概述》

 

有目录，不迷路

 

1，文章阅读说明

      1.1，用作参考的物镜

      1.2，用作参考的标本

      1.3，出片取样的位置

      1.4，无限远空间距离

      1.5，物镜变倍和管镜后焦距

      1.6，文末评价

2，本文中的管镜简介

      2.1，技术资料

      2.2，安装和转接

3，实测拍摄

      3.1，三丰5x

            3.1.1，反装

            3.1.2，正装

            3.1.3，小结

      3.2，三丰10x

            3.2.1，反装

            3.2.2，正装

            3.2.3，小结

      3.3，尼康20x

            3.3.1，反装

            3.3.2，正装

            3.3.3，小结

4，总结

      4.1，分辨率

      4.2，色差控制

      4.3，暗角
      4.4，场曲控制
      4.5，畸变控制
      4.6，最佳适配
      4.7，安装便利度
      4.8，外观工艺
      4.9，性价比
      4.10，入手便利度

 

 

1，文章阅读说明

 

 

1.1，用作参考的物镜

在这个系列文章中，每种管镜我都转接成卡口安装，主要是为了拆换方便。

目前以三个比较典型的物镜为参考，这也是显微摄影玩家比较常用的物镜。

左：三丰M Plan Apo 5x/0.14

中：三丰M Plan Apo 10x/0.28

右：尼康Plan Apo 20x/0.75+盖玻片0.17

 

后文简称三丰5x、三丰10x、尼康20x

 

（以后可能随缘增减替换参考物镜）

 

本文临时增加蔡司Primo平场消色差4x物镜和一个古老的蔡司Epignost复消色差15x物镜。

后文称作蔡司4x和蔡司15x，

其中来自上世纪50年代蔡司Epignost显微镜的这只15x物镜，原配管镜焦距为250mm。

 

1.2，用作参考的标本和评价依据

 

测微尺：用于标定倍率，白背景拍摄。

后文简称“标尺”，是评价暗角的主要依据。

 

 

 

USAF1951分辨率测试板：直观地观察管镜成像的分辨率、色差。

后文简称“分辨率板”，是评价对比度、倍率色差、边缘视场像散的主要依据。

 

 

芯片：以芯片上整齐阵列的键合焊盘区域，直观地观察管镜成像的畸变和场曲。

这块芯片上还有一个视力表区域，适合观察10x或更高倍率时单色细节的分辨率状况。

后文简称 “焊盘” 和 “视力表”。

焊盘是评价畸变和高光细节色差控制的主要依据。

视力表是评价单色细节分辨率的主要依据。

 

 

不锈钢直尺：表面拉丝处理的不锈钢直尺，刻度线和文字是蚀刻阴文填充颜料的工艺。

这是最容易反应综合出片素质的标本。微观纹理丰富，布满高光强反射细节，有高对比度的图案，表面也相对平整。

后文简称“钢尺”，是评价高光细节在具有一定景深的情况下成像效果的主要依据。

 

植绒消光布：黑色的植绒消光布，在镜下可以观察到植绒纤维的强反光细节，且细节具有连贯性和一致性。

由于植绒布的景深较大，焦外色差对堆叠图像造成的影响比较明显，是可以直观观察物镜和管镜位置色差控制性能的标本。

后文简称“黑绒”，以中心视场的位置色差为参考，是评价色差控制性能的次要依据。

1.3，出片取样的位置

样片取自全画幅传感器出片上的四个位置，并100%放大，横向拼接成一个四格对比图。

四个位置分别是：中心、上或下边缘、左或右边缘、四角。

对应视场范围FN0、FN22、FN30、FN40位置。

反装和正装的对比图上下拼接，上为反装，下为正装。

网页宽度有限，5160x3188的拼接对比图需要点大观看。

 

 

 

 

除中心位置以外，其他三个位置分别对应FN22、FN30、FN40三种视场直径，方便不同画幅的玩家对比参考。

 

所有的样片都经过Helicon Focus 8堆叠处理，以展示堆叠后的像质情况。

着重观察边缘视场由于像质降低造成堆叠伪像的现象。

单张照片在大视场高分辨率的显微摄影中不具备实际意义，故不做展示。

所有的样片都适当调整对比度和饱和度，以便观察像差色差。

 

 

 

1.4，无限远空间距离

在本系列文章中，根据管镜转接后的结构差异，以及偏振附件、同轴光附件的可用性，无限远空间均设置在60~90mm范围。

在本系列文章中，不使用物镜紧贴着管镜安装的结构。

 

 

1.5，物镜变倍和管镜后焦距

在本系列文章中：

焦距明确的管镜，以管镜焦距为准，对物镜的标称放大倍率进行缩放。

无论暗角或边缘像质水平如何，不使用变化管镜后焦距进行扩倍或缩倍，让无限远空间内趋近于平行光束，真实展现管镜在1x时的成像水平。

焦距不明确的管镜，以边缘像质、暗角、物镜标称倍率这三方因素均衡权重，测试调整出相对理想的画质。

 

 

1.6，文末评价

在本系列文章中，将从以下几个方面评价管镜的综合性能，比较主观片面，仅供茶余饭后休闲参考。

0分是惨不忍睹活受罪，10分是美滋滋爽歪歪。

 

分辨率：通过观察分辨率板和视力表的局部放大照片，取正装或反装的最佳表现，对中心和边缘视场的清晰度做出评价。

 

色差控制：通过观察分辨率板、焊盘、钢尺的局部放大照片，取正装或反装的最佳表现，主要对边缘视场的倍率色差做出评价。通过观察黑绒照片，对全视场的位置色差做出评价。

 

暗角：通过观察标尺和焊盘的全图照片，对暗角做出评价。

在60~90mm无限远空间时，是有条件安装偏振或同轴光组件的，但此时很多管镜会造成渐晕，尤其通光口径比较小的管镜。

暗角会给照片后期增加麻烦，而且可能降低边缘视场的分辨率。

但也未必是坏事，有时暗角可以缓和边缘视场的色差和像散。

 

场曲控制：通过观察焊盘的堆叠序列照片，对场曲做出评价。

场曲可能有一部分是物镜的原因，也可能是管镜的原因。

在本系列中场曲不作为重点评价项目，而且场曲对于堆叠拍摄来说影响甚微。

 

畸变控制：通过观察焊盘的全图照片，对畸变控制做出评价。

畸变可能有一部分是物镜的原因，不过三丰5x和三丰10x应该属于畸变很小的物镜，尼康20x畸变稍大一点。如果管镜凑巧能对物镜的畸变进行一定修正，那就是再好不过了。

由于畸变是后期非常容易修复的问题，裁切量极小，且对像质影响甚微，

因此本系列中畸变也不作为重点评价项目。

 

最佳适配：每个物镜也有自己的脾气，在参与测试的物镜中，哪一个与管镜匹配效果最佳。

 

安装便利度：有的管镜自带标准的前后螺纹，很容易转接，有的则需要自制转接环。

 

外观工艺：货卖一张皮，外观虽然远不如出片重要，但器材党怎么能抛弃外观呢？更何况光学器件的外观和制造工艺，很多时候是与成像性能挂钩的。

 

性价比：未必是性能最好的，未必是价格最便宜的，花多大钱，到底能办多大事？

 

入手便利度：光好使不管用，买不到全白瞎。

2，本文中的管镜简介

 

      2.1，技术资料

这只管镜来自蔡司AXIOLAB显微镜，配件编号452149。

通光直径30.5mm，焦距164.5mm。

 

它位于AXIOLAB配套双目头（425520）的底部燕尾卡口中。

 

在偏光插板拓展座（425313）也配备有同样的452149管镜，

不太明白这是怎么个用法，拓展座里有管镜，三目头里也有管镜？

 

 

 

在实拍测试中发现，这只管镜正装反装像质几乎没有区别，理论上讲这可能是一个两面半径绝对值相同的正透镜。

确实在蔡司的众多物镜专利中可以查到这样一种正反面半径绝对值相同的管镜，焦距164.5mm，无限远空间126.5mm，

只是厚度与实物不符，且管镜组是带着80mm厚的展开棱镜优化的。

 

      2.2，安装和转接

已知蔡司近现代无限远显微镜管镜焦距为164.5或165mm，为保障无限远空间内尽量是平行光线，将物镜放大倍率变更近似为：

三丰5x→4.11x

三丰10x→8.23x

尼康20x→16.45x

蔡司4x→不变倍

蔡司15x→9.87x

 

在原配显微镜中安装螺纹向上为正装，反之为反装。

 

安装螺纹没有合适的转接件，还是老办法，3D打印转接件装进卡口延长筒里。

 

3，实测拍摄

 

没有80mm棱镜补偿，而且德系无限远系统一般是由目镜承担一部分像差修正，像质肯定是一塌糊涂，不过出于好奇还是点亮试试。

 

 

      3.1，三丰5x

 

            3.1.1，反装，无限远空间64mm，放大倍率4.17x

足够大的通光孔径，轻微暗角，没有畸变。

            3.1.2，正装，无限远空间64mm，放大倍率4.21x

正反装几乎没有变化。

 

            3.1.3，小结

 

分辨率板

中心有比较明显的位置色差，离开中心就是严重的倍率色差。

 

 

焊盘和钢尺

正反装都是不可用的像质。

 

黑绒

已经无所谓了。

 

 

 

 

      3.2，三丰10x

 

            3.2.1，反装，无限远空间64mm，放大倍率8.39x

无暗角，轻微的枕形畸变。

 

            3.2.2，正装，无限远空间64mm，放大倍率8.48x

与反装几乎相同。

 

            3.2.3，小结

 

分辨率板

中心有比较明显的位置色差，离开中心就是严重的倍率色差。

 

 

视力表

中心视场单色细节表现良好，其余像质不可用。

 

 

焊盘和钢尺

同样是不可用的像质。

 

黑绒

已经无所谓了。

 

 

 

 

      3.3，尼康20x

 

            3.3.1，反装，无限远空间70mm，放大倍率16.76x

轻微暗角，较明显的枕形畸变。

 

            3.3.2，正装，无限远空间70mm，放大倍率16.95x

轻微暗角，畸变与反装相同。

 

            3.3.3，小结

 

分辨率板

中心有比较明显的位置色差，离开中心就是严重的倍率色差。

 

 

视力表

单色细节的中心分辨率也比较勉强，其余像质不可用。

 

 

焊盘和钢尺

也是不可用的像质。

 

黑绒

也无所谓了。

      3.4，蔡司4x

这个物镜自身视场就这么小，也谈不上暗角了。

畸变控制倒是极好，有效视场（FN20）内没有畸变。

 

 

 

在FN22范围内，对于一个平场消色差，NA0.1的物镜来说，这已经是合格的成像了。

 

 

 

对于显微摄影来说为什么都尽量使用高NA的APO物镜，因为普销低NA物镜的像质实在是不够使。

 

 

而且如果轴向色差较大，在大景深堆叠时也会出现意想不到的伪色。

      3.5，蔡司15x

这就是纯整活儿了，看看时隔半个世纪的搭配，能碰撞出什么奇葩。

 

这只古董物镜是APO，但不是PlanAPO，也就是说这个玩意儿没有平场。连标

尺的图都需要堆叠。

当年的工具显微镜视场只有FN16~FN18，没想到在FN30处也有可识别的成像。

 

 

半个多世纪的自然老化和古老的制造工艺，分辨率和色差控制肯定不如现代APO物镜，不过这已经很不错了。

 

 

 

尽管离开中心视场还是糊得乱七八糟，不过不得不承认在这次陪练的这几个物镜中它是相性最好的。

 

 

 

焦外是一如既往地色彩丰富。

 

 

 

4，总结

 

由于不是正确完整的使用方法，就不做像质评价了。

现代德系显微镜主要由物镜、管镜和目镜组成一个整体，联合修正像差。

每个部件不单独修正全部或大部分像差，这也不能说是缺点，只是在DIY装备的显微摄影方面很难得到应用。

 

 

写完撒花✿✿ヽ(°▽°)ノ✿感谢台总大力支持✿✿ヽ(°▽°)ノ✿✿ヽ(°▽°)ノ✿✿ヽ(°▽°)ノ✿

下集预告：

南阳胶合F200管镜

 

 

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