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

 

 

本篇临时加入徕卡PLAN POL 4x 和徕卡HI PLAN 4x两个物镜的实拍测试。

PLAN和HI PLAN是徕卡现役无限远物镜中最低端的两个系列。

平场消色差，标称FN20。

 

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

这只管镜来自徕卡DM1000型显微镜，管镜位于双目头中。

 

 

与其他品牌的管镜结构不同，这个管镜是个细长桶。

内壁没有消光处理，通光直径24mm。

翻了翻相关专利也没有找到关于这个管镜的结构信息。

看起来像是3片2组或4片2组，成色很新状态很好，就不手欠拆开看了。

正反装在无限远合焦时后焦距差异较大，

估计和尼康、奥巴的管镜是类似的摄远型透镜组。

 

 

不过从官方的文献中可以了解到，徕卡无论是早期的DELTA系统还是现役的HC系统，

由管镜成像的一次像（中间像面），没有修正子午场曲和像散，

是由目镜或摄影中继镜继续修正残余像差，在最终像面上良好成像。

由此可以得知，只是用管镜是不能正确成像的。

不过既然来都来了，还是要走两步满足一下好奇心。

 

 

      2.2，安装和转接

管镜是非标螺纹安装，没有现成的转接件可以用，

老办法，打印转接件安装在卡口延长筒里。

 

 

3，实测拍摄

 

已知徕卡的无限远系统管镜焦距是200mm，参与测试的物镜不做变倍。

以管镜在显微镜中原本的安装方向为正装，反之为反装。

 

      3.1，三丰5x

 

            3.1.1，反装，无限远空间58mm，放大倍率4.98x

由于管镜的通光孔径较小，有明显的暗角出现。

有极轻微的枕形畸变。

            3.1.2，正装，无限远空间58mm，放大倍率5.06x

安装原本结构安装，暗角较轻微，有枕形畸变，且有很明显的场曲。

 

            3.1.3，小结

 

分辨率板

反装有非常严重的轴向色差，复色光分辨率也很低，意外地是全像场像质几乎均匀一致。

正装在中心位置成像良好，离开中心视场有非常严重的倍率色差和像散。

 

焊盘和钢尺

毫无意外都是不可用的像质。

 

黑绒

已经无所谓了。

 

 

 

 

      3.2，三丰10x

 

            3.2.1，反装，无限远空间58mm，放大倍率10.03x

明显的暗角，轻微的枕形畸变。

 

            3.2.2，正装，无限远空间58mm，放大倍率10.18x

不明显的暗角，有枕形畸变和比较明显的场曲。

 

            3.2.3，小结

 

分辨率板

像差状况与三丰5x几乎相同

 

 

视力表

反装时单色细节的像差没有那么明显，FN22范围内甚至是可用的像质。

正装完全没救。

 

焊盘和钢尺

反装由于非常严重的轴向色差，让高光细节周围有严重彩边。

正装没救。

 

黑绒

反装可以当做一个典型的反面教材，解释了轴向色差对堆叠成像的影响。

 

 

 

 

      3.3，尼康20x

 

            3.3.1，反装，无限远空间64mm，放大倍率20.01x

物镜的孔径越大，暗角越严重。

明显的枕形畸变。

 

            3.3.2，正装，无限远空间64mm，放大倍率20.33x

暗角有所减轻，同样是明显的枕形畸变。

 

            3.3.3，小结

 

分辨率板

反装严重轴向色差，正装严重倍率色差，都不可用。

 

 

视力表

反装在FN22范围内单色细节表现良好。

正装不可用。

 

焊盘和钢尺

除了正装在中心位置有极佳的像质以外，其余都没救了。

 

黑绒

已经无所谓了。

 

 

3.4 徕卡HI PLAN 4x物镜，无限远空间68mm，放大倍率4.06x

既然标称FN20，在20mm像场范围内可以说没有暗角也没有畸变。

超出FN20眩光非常严重，并且严重场曲，不过这有个影儿就算白送。

 

在FN20范围内，几乎没有色差干扰，分辨率良好，只有轻微像散造成一点堆叠伪像。

 

 

 

3.5 徕卡PLAN POL 4x物镜，无限远空间68mm，放大倍率4.27x

和HI PLAN物镜不同，这只的风格更像是三丰和尼康的效果

 

 

只在最中心位置可以正常成像，以外都是严重的倍率色差。

 

 

 

4，总结

 

由于不是正确的使用方法，就不做成像评价了。

不同品牌产品风格不同，并不能代表其优劣。

给人感觉尼康和奥巴的现代显微镜在自家产品线中都采用统一的标准和接口，每个部分独立修正全部或大部分像差，有明显的模块化设计理念，具有良好的通用性和互换性，衍生出了大量积木式工业显微镜部件，让产品应用非常灵活。

而德系品牌在一款产品内让各个部件联合修正像差，每个部件只负责一部分修正，且不同系列中各个部件的修正性能也不同，以此让每个系列的产品都能得到最佳的目视效果或最终像面效果，这也让其产品很难通用。

 

 

写完撒花✿✿ヽ(°▽°)ノ✿✿✿ヽ(°▽°)ノ✿✿ヽ(°▽°)ノ✿✿ヽ(°▽°)ノ✿

下集预告：

 

感谢台总大力支持，蔡司AXIOLAB管镜

 

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