Gewindedurchmesser alleine besagt noch nichts

Unter dem Begriff Auflagemaß kann man sich zunächst gar nichts vorstellen – oder alles Mögliche. Die Erklärung ist aber ganz einfach. Wir ziehen hierfür zunächst eimal nur Kamera und Objektiv heran und lassen all die anderen Geräte und Adapter außen vor: Das Auflagemaß ist der Abstand zwischen Film- bzw. Chipebene und Objektiv. Genauer: Das Auflagemaß bezeichnet den Abstand zwischen der sogenannten Auflagefläche der Kamera und der Film- bzw. Chipebene, an der das Objektiv aufliegt. Womit auch erklärt ist, woher das Maß seinen Namen hat.

Die Auflagefläche wiederum ist der völlig glatt polierte Metallring, an den sich das Objektiv bündig anschmiegt, wenn es ins Bajonett oder ins Gewinde gedreht wurde. Dieser Abstand ist fest und man kann ihn nicht verändern, ohne die Kamera zu zerlegen.Ganz analog haben auch Objektive ein Auflagemaß, und das bezeichnet dann logischerweise die Entfernung, die zwischen der Anschlussfläche des Objektivs und der Film- bzw. Chipebene liegen muss. In dieser Entfenung liegt die Bildebene, dort entwirft das Objektiv das Bild, das der Chip aufnimmt. Das Auflagemaß entspricht quasi der Bildweite des Objektivs. Soll ein Objektiv an eine Kamera passen, müssen also nicht nur die mechanischen Voraussetzungen vorhanden sein, sondern Auflagemaß von Objektiv und Kamera müssen übereinstimmen. Ist das nicht der Fall, wird es problematisch, weil das Objektiv das Bild vor oder hinter die Chip-Ebene projiziert.

Normalerweise sorgen die unterschiedlichen Bajonette der Kameras dafür, dass immer die Objektive mit dem richtigen Auflagemaß an die Kamera kommen. Die Adapter für Fremdobjektive gleichen nicht nur die mechanischen Differenzen aus, sondern auch die Auflagemaße. Es gibt aber auch Problemfälle. Im Videosektor sind das beispielsweise C-mount und CS-mount. Beide haben das gleiche Anschlussgewinde, aber unterschiedliche Auflagemaße, wie die untenstehende Tabelle zeigt.

Die Skizze zeigt, wie das Auflagemaß definiert ist: Es ist die Strecke zwischen Auflagefläche des Objektivs und der Film- bzw. Chipebene. Skizziert ist hier die klassische Spiegelreflexkamera, das Prinzip gilt aber natürlich auch für spiegellose Systemkameras.

Stimmt das Auflagemaß nicht, wird’s flau

Das gilt jedenfalls dann, wenn das Objektiv ganz normal funktionieren und von
Unendlich bis an die vom Hersteller angegebene Nahgrenze fokussiert werden soll. Das funktioniert nur, wenn Auflagefläche von Kamera und Objektiv übereinstimmen. Aber es gibt auch die Ausnahme, die jeder Makrofotograf kennt: Mit Zwischenringen oder einem Balgengerät wird das Objektiv weit über das Auflagemaß hinaus von der Chipebene entfernt; damit wird die Bildweite vergrößert und die Gegenstandsweite verringert. Man kann also näher ran ans Objekt und den Abbildungsmaßstab deutlich erhöhen. Aber in die Ferne kann man nicht mehr fokussieren. Und wenn man es übertreibt mit Zwischenringen und/oder Balgengerät, dann taugen auch die Nahaufnahmen nicht mehr viel, sie werden flau und unscharf. Denn jedes normale Objektiv ist für sein Auflagemaß optimiert. Die Bilder werden dann am besten, wenn es genau diese Entfernung vom Chip hat.

Anders ausgedrückt: Die normalen Objektive sind so berechnet, dass sie ein reelles Zwischenbild im Abstand von x mm hinter ihrem Anschlussring projiziert. Wobei x das Auflagemaß ist – beispielsweise 38,85 mm bei FourThirds-Kameras. Weicht man davon ab, werden die Bilder zunehmend schlechter.

Aus diesen Gründen muss man für extreme Makroaufnahmen entweder ein spezielles Makroobjektiv beschaffen, das für längere Auflagemaße optimiert ist – oder als durchaus brauchbare Hilfslösung ein normales Objektiv in Retrostellung verwenden.

Damit sind nun auch die Gründe genannt, aus denen die Objektive verschiedener Hersteller nur begrenzt an andere Systeme angeschlossen werden können – jedenfalls solange es sich nicht um ein spezielles Makroobjektiv handelt, sondern um ein ganz normales Objektiv, das man auch ganz normal verwenden will. Die rein mechanische Adaption wäre nur selten ein Problem, aber die Einhaltung des Auflagemaßes kann schwierig bis unmöglich werden – nämlich dann, wenn die Kamera ein höheres Auflagemaß als das Objektiv hat, das angeschlossen werden soll. Dann bräuchte man einen Adapter mit negativer Länge. Oder anders ausgedrückt: Das Objektiv müsste in das Kameragehäuse hinein versenkt werden, was natürlich nur sehr, sehr eingeschränkt möglich ist.

Umgekehrt gibt dagegen weniger Probleme: Hat das Objektiv ein größeres Auflagemaß als die Kamera, dann kann es mit einem Adapter meist gut an die Kamera angeschlossen werden. Will man beispielsweise ein T2-Objektiv (siehe untenstehende Tabelle) an eine Nikon anschließen, muss seine Auflagefläche 8,5 mm von der Auflagefläche der Nikon entfernt sein. Einen solchen Adapter kann man problemlos bauen. Das an sich feste Auflagemaß der Kamera wird mittels Adapter verlängert und das Objektiv wird mit seinem richtigen Auflagemaß betrieben. Von den einschlägigen Geschäften und Versendern werden bekanntlich die unterschiedlichsten Adapter angeboten.

T2-Objektive wird man am Markt prkatisch nicht mehr finden. Trotzdem gibt es noch T2-Adapter zu kaufen,
weil gerade der T2-Anschluss bei diversen optischen Geräten eine große Rolle spielt. Ein Blick in die untenstehende Tabelle zeigt, dass er das längste Auflagemaß hat, nämlich 55 mm. Man kann also praktisch für jede Kleinbildkamera einen Adapter kontruieren, mit dem ein T2-Objektiv angeschlossen werden kann, denn deren Auflagemaß ist durchweg kürzer.

Nur sind das heute eben keine T2-Objektive mehr, sondern optische Geräte, die sich an ihrem T2-Anschlussring genauso verhalten wie früher die T2-Objektive: Sie projizieren ein Zwischenbild exakt 55 mm hinter ihrer Auflagefläche. Was aber nicht heißt, dass jedes Teleskop oder Mikroskop mit Fotoausgang einen T2-Anschluss hätte. Das wäre zu schön, um wahr zu sein. Vielmehr hat jeder Hersteller (mindestens eine) eigene Spezifikation für den Fotoausgang. Wer dann eine Kleinbildkamera anschließen will, muss sie einen Adapter des Herstellers kaufen, der am kameraseitigen Ende ein T2-Gewinde hat und auch optisch das T2-Auflagemaß bietet. Obendrauf kommt im wahrsten Sinn des Wortes noch ein T2-Adapter für die Kamera, der auf der einen Seite das Kamerabajonett hat und auf der anderen ein T2-Innengewinde und das Auflagemaß der Kamera auf die T2-typischen 55 mm erhöht.

Alternative: Man bastelt sich selber eine Lösung. Geschickte Mechaniker, die mit Fräse und Drehbank per Du sind, können das in etlichen Fällen schaffen. Dazu muss man das Auflagemaß des Mikroskop-Ausgangs und das Auflagemaß der Kamera kennen. Die Differenz (Mikroskop-Auflagemaß minus Kamera-Auflagemaß) sagt aus, welche optische Länge der Adapter haben muss. Aber Vorsicht: Das geht längst nicht in jedem Fall und es gibt auch noch ein paar optische Besonderheiten zu beachten. Mehr dazu bei den weiter unten stehenden Beispielen.

Fotoausgänge am Mikroskope – Beispiel Zeiss West 60mm-Ausgang

Dieser Ausgang findet sich an den neueren Mikroskopen von Zeiss, beispielsweise an den Axioskopen, aber auch an Steremikroskopen wie dem Stemi SV11. Er hat einen Durchmesser von 30 mm und das Auflagemaß beträgt 60 mm. Will heißen: 60 mm über der Oberkante liegt das Zwischenbild und wenn man einen Adapter draufsetzen möchte, muss er einen Stutzen mit 30 mm Außendurchmesser haben. Das Zwischenbild hat – wie man der Web-Site von Zeiss im Januar 2009 entnehmen konnte – bei den meisten Zeiss-Mikroskopen einen nutzbaren Durchmesser von 23 mm. Das soll hier schon einmal erwähnt werden, denn es ist bei unseren weiteren Überlegungen von Bedeutung.

Das Bild zeigt ein Zeiss Stemi SV11 mit dem 60 mm-Ausgang (links im Bild, also am hinteren Teil des Stemi). Je nach Adapter kann der Ausgang am Stemi hinten oder an den Seiten sitzen. Bei den Axioskopen sitzt er wie üblich an den Trinokulartuben – ein Mikroskop mit einem Binokulartubus hat also keinen Fotoausgang (siehe folgendes Bild).

Das obenstehende Bild zeigt einen solchen Trinokulartubus. Daran wurde mittels eines speziellen Adapters von Zeiss eine digitale Spiegelreflexkamera adaptiert. Der Adapter selbst ist schwarz, der 60-mm-Ausgang ist ebenso hell wie das Mikroskop. Oben am Zeiss-Adapter sitzt der eigentlich T2-Adapter für die Kammera mit T2-Innengewinde am unteren und dem Kamerabajonett am oberen Ende.
Der hier verwendete Adapter von Zeiss hat eine eigene Optik und vergrößert das Zwischenbild, das der Fotoausgang des Mikroskops liefert, nochmals um das 1,6fache, so dass auch Kameras mit größerem Chip bedient werden. Optisch ist die Konstruktion also anders als das weiter unten beschriebene „Ofenrohr“, das ohne zusätzliche Optik auskommt.

Es ist von Zeis ausgesprochen nett, den Ausgang für ein Auflagemaß von 60 mm berechnet zu haben. Denn dann kann man prinzipiell eine digitale Spiegelreflexkamera ganz ohne zusätzliche Optik adaptieren, indem man einfach ein Adapterrohr dazwischenschaltet, so dass der Kamera-Chip genau 60 mm über der Oberkante des Ausgangs liegt. Weil ein solcher Adapter keinerlei eigene Optik braucht, wird er gerne als „Ofenrohr“ bezeichnet. Aber: Es kommt hier nicht alleine auf das Auflagemaß an, sondern auch auf die Chipgröße, wie die weiteren Überlegungen zeigen.

Zeiss selbst bietet für den 60er Anschluß einige Adapter an, die mit einer Optik versehen sind und das Bild nachvergrößern. Die Kamera kann dann mittels eines T2-Adapters an den Zeiss-Adapter angeschlossen werden. Sinn und Zweck der Nachvergrößerung des Zwischenbildes lassen sich rechnerisch leicht nachvollziehen: Das Zwischenbild hat nach Zeiss-Angaben einen nutzbaren Durchmesser von 23 mm. In einem Kreis von 23 mm Durchmesser kann man aber kein Kleinbildformat (also auch keinen Vollformat-Chip) platzieren, denn dieses Format hat eine Diagonale von mehr als 43 mm. Die Ecken des Kleinbildes werden also nicht mehr belichtet, es entsteht die so genannte Vignettierung. Der Zwischenbild-Kreis müsste ebenfalls einen Durchmesser von mindestens 43 mm haben, um ein Kleinbild bis in die Eckenspitzen zu belichten. Konsequenz: Das Zwischenbild muss nachvergrößert werden – deswegen ist ein vergrößernder Adapter notwendig. Zeiss liefert hierfür einen 2,5fach vergrößernden Adapter. Für Kameras mit einem kleineren Chip gibt es noch einen 1,6-fach-Adapter.

Der vorausgegangen Absatz zeigt: Es kommt bei der Adaption einer (digitalen) Spiegelreflexkamera an ein Zeiss-Mikroskop nicht nur auf das Auflagemaß an, sondern auch auf das Film- bzw. Chipformat. Wie es beim vollen Kleinbildformat aussieht, haben Sie im letzten Absatz gelesen. Jetzt noch schnell ein paar Rechnungen für andere Chipformate. Bei Canon bezeichnet „APS-C“ ein Format von 22,5 mm x 15 mm – die Diagonale beträgt gut 27 mm. Dieses Format kommt mit dem ursprünglichen Zwischenbild nicht aus, ist aber mit dem 1,6-fach-Adapter bestens bedient. Denn der erweitert den Radius des Zwischenbildes auf mindestens 36 mm. Eine weitere Bezeichnung aus der Canon-Welt ist „APS-H“, was einen Chip mit den Kantenlängen 28,7 mm x 19,1 mm bezeichnet. Wenn Sie die Diagonale ausrechnen, werden Sie feststellen, dass auch dafür noch ein 1,6-fach-Adapter ausreicht.

Es gibt von Zeiss darüber hinaus noch einen 16 mm hohen linsenlosen Adapter 60 mm auf 44 mm. Das heißt: Man steckt ihn in den 60-mm-Ausgang und kann oben über eine Ringschwalbe ein weiteres Teil anschließen, das mit einem Auflagemaß von 44 mm zurechtkommen muss. Auch dafür gibt es von Zeiss wiederum weitere Adapter, mit denen man diverse Consumer-Kamera mit fest angebautem Objektiv anschließen kann. So ensteht dann ein Adapterturm aus mehreren Bestandteilen, auf dessen Spitze die Kamera thront. Die Ergebnisse sind je nach Kamera durchaus beachtlich, obwohl hier keine teuere Spiegelreflexkamera, sondern eine Kompaktkamera angeschlossen ist.

Die Anschlusspolitik von Zeiss ist allerdings im Verlauf der Zeit ein wenig verwirrend. An das Tessovar, und zwar am Grundkörper mit dem Einstellokular, kann man die Adapter mit Ringschwalbe, die an den oben erwähnten 60-auf-44-mm-Adapter passen, ebenfalls anschließen. Dieser Ausgang hat aber ein Auflagemaß von 60 mm und nicht von 44 mm. Der Grundkörper sitzt wiederum mit genau der gleichen Ringschwalbe auf dem eigentlichen Tessovar (genauer: dem pankratischen Lupenaufnahmegerät mit Revolver). An dieser Stelle hat der Anschluss ein Auflagemaß von 115 mm (60 mm plus Höhe des Grundkörpers). Dieser Anschluss mit identischer Ringschwalbe und gleichem Auflagemaß findet sich auch an anderen alten Mikroskopen von Zeiss.

Zurück zu den Gedanken über einen selbstgebastelten Adapter an neuen Zeiss-Geräten. Mit Vollformat-Chips und mit APS-C geht dies nicht, wie wir schon gesehen haben. Nehmen wir aber beispielsweise eine digitale Olympus-Spiegelreflexkamera der E-Serie: Der FourThirds-Chip hat Kantenlängen von 13 mm x 17,3 mm und damit eine Diagonale von 21,64 mm. Er passt also problemlos in das runde Primär-Zwischenbild des Mikroskops, denn dieses hat einen Durchmesser von 23 mm. Womit feststeht: Das Projekt eines „Ofenrohr“-Adapters ist für diese Kamera prinzipiell machbar. Allerdings kann es bei den Bildern zu einer leichten Eckenabdunkelung kommen, die mit dem 1,6fach-Adapter von Zeiss verschwindet.

Gewinde in der Optik

(ohne Anspruch auf Vollständigkeit)

• M25: Mikroskop: Olympus verwendet an seinen neueren Mikroskopen für den Anschluss seiner Unendlich-Objektive ein M25-Gewinde.
• M27x0.75: Mikroskop: Zeiss verwendet dieses Gewinde anstelle des RMS-Gewindes für eine ganze
  Reihe von neueren (Unendlich-)Mikroskop-Objektiven. Viele davon gibt es sowohl mit RMS wie auch M27.
• M39: Kamera: Auch Leica L-mount genannt. Wurde beispielsweise von Leica, Voigtländer, Canon
  sowie von Ricoh als Objektiv-Anschlussgewinde verwendet, bevor die jeweiligen Hersteller zum Bajonett übergingen.
  Das Gewinde hat einen Durchmesser von 39 mm, doch dann hört es mit dem metrischen auf. Die Steigung
  beträgt 1/26 Zoll. Heute ist das Gewinde nur noch bei Vergrößerungsobjektiven üblich. Auflagemaß siehe oben.
• M42: Kamera: Ebenfalls ein weit verbreitetes Objektiv-Anschlussgewinde, das beispielsweise in
  Kameras von Praktica, Voigtländer, Ricoh und Pentax verwendet wurde. Früher weit verbreitet, heute
  allenfalls noch in Ausnahmefällen üblich. Alte Objektive sind allerdings über Adapter oft an moderne Kameras anschließbar, wobei allerdings je nach Kamera-Typ elektronisch gesteuerte Funktionen bis hin zur TTL-Belichtungssteuerung verloren gehen können. Das Gewinde hat auch eine metrische Steigung (M42x1) und unterscheidet sich darin vom T2-Gewinde (siehe dort). Auflagemaß siehe oben.
• Mikroskop-Objektive: Siehe RMS-Gewinde sowie M25 und M27x0,75;
• T2: Kamera, optische Geräte: Hat einen Durchmesser von 42 mm, jedoch eine Steigung von 0,75 mm und ist deshalb
  trotz identischem Durchmesser nicht mit dem M42-Gewinde kompatibel. Auflagemaß siehe oben. Das T2-Gewinde wird heute noch häufig benutzt, um diverse optische Geräte (Mikroskope, Fernrohre) an Kameras anzuschließen. Es ist quasi eine Standardschnittstelle zwischen Kamera und Zusatzgerät, für die es beiderseits Adapter gibt.
• C-mount: Videokamera: Anschlussgewinde für Objektive aus dem Schmalfilm- und Video-Sektor. Der
  Durchmesser beträgt 1 Zoll, die Gewindesteigung 1/32 Zoll. Der Abstand zwischen dem Flansch des
  Objektivgewindes und der Bildebene (das Auflagenmaß) beträgt 17,52 mm. Hier liegt der
  wesentliche Unterschied zum CS-mount, bei dem der Abstand 12,52 mm beträgt. Das heißt:
  Mit einem Zwischenring von 5 mm kann ein CS-Objektiv an eine Kamera mit C-mount-Anschluss adaptiert werden.
• CS-mount: Videokamera: Mechanisch entspricht das Gewinde dem C-mount, allerdings ist das
  Auflagenmaß (der Abstand zwischen Auflage und Filmebene) für CS-Objekte auf 12,52 mm
  definiert und damit kürzer als bei C-Objektiven.
• RMS: Mikroskop: Das RMS-Gewinde wurde 1856 von der Royal Microscopic Society für den
  Anschluss von Objektiven an Mikroskope empfohlen. Es hat die Maße W 0,8″ x 1/36″
  und ist in der Norm DIN/EN/ISO 8038-1 genormt.
• W 0,8″ x 1/36″: Mikroskop: Siehe RMS-Gewinde.