Обзор микроскопного объектива-планахромата Plan 20x0.4 160/0.17 (no-name, Китай)

Материал по объективу специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.

Объективы с увеличением 20x занимают промежуточное положение между типичными штатными 10x и 40x, обеспечивая, с одной стороны, относительную в сравнении с 40x простоту в обращении, с другой – более высокий в сравнении с 10x объективом уровень детализации. В этом обзоре представлен современный недорогой объектив Plan 20×0.4 для биологических микроскопов стандарта RMS с конечным тубусом. Некоторые базовые сведения, касающиеся применения микроскопной оптики на фотокамерах, приведены здесь.

Технические характеристики

Оптическая схема – неизвестна;
Тип коррекции – планахромат;
Тубусное расстояние – 160 мм;
Кратность увеличения – 20x;
Числовая апертура – 0.4 (требуется осветительный конденсор или освещение через объектив для оптимальной работы);
Фокусное расстояние – ~8 мм;
Рабочее расстояние – 0.65 мм;
Толщина покровного стекла – 0.17 мм (при использовании без стекла качество изображения может быть ниже расчетного);
Требуется иммерсия – нет;
Тип крепления – стандарт RMS (резьба 4/5” x 1/36”);
Особенности – микроскопный объектив, не имеет ирисовой диафрагмы и фокусировочного механизма.

Конструкция объектива

Планахромат 20×0.4 имеет полностью металлический корпус. Объектив довольно крупный и увесистый. Съемная декоративная внешняя часть объектива, по-видимому, изготовлена из алюминия, в то время как корпус линзоблока и апертурная диафрагма – из латуни. Рубашка объектива не фиксируется, потому вместо объектива из гнезда микроскопа нередко можно скрутить её отдельно.

Plan 20×0.4 имеет короткое рабочее расстояние – менее 1 миллиметра, что довольно неудобно: есть риск протаранить образец при фокусировке носом объектива, практически невозможно подвести боковое освещение. Хорошо, что передняя линза объектива сделана вогнутой и не выступающей за корпус. Для защиты препарата и объектива от повреждений при столкновении линзоблок выполнен подпружиненным.

Минусом китайского планахромата является невысокое качество чернения – где-то оно и вовсе отсутствует, как на открытой матированной поверхности передней линзы. Разбирать сам линзоблок объектива для чернения не рекомендуется, поскольку объектив после этого потребуется юстировать заново самостоятельно, устанавливая правильное положение оправы с линзами на оптической оси через отверстия в стенках линзоблока. В то же время, линзоблок можно извлечь целиком и заматировать все, что находится за задней линзой объектива, для повышения контраста изображения.

Оптика объектива имеет просветление фиолетовых оттенков, вероятно – одно- или двухслойное. Коротковолновая граница светопропускания – ~350 нм.

Объектив сделан с использованием современных оптических материалов, в частности – высокопреломляющих лантановых флинтов. Так, по данным рентгенофлуоресцентной спектроскопии (Bruker M1 Mistral), передняя линза объектива выполнена из тяжелого лантанового флинта с показателем преломления ~1.8 и числом Аббе ~40.

Фотографии внешнего объектива приведены ниже. Объектив также существует в другом варианте оформления – в корпусе из хромированной латуни. При выборе стоит ориентироваться на расположение, размеры и форму линз.

За исключением традиционно для недорогой микроскопной оптики недостаточного качества светозащиты, каких-либо существенных недочетов у объектива нет – он ощущается как приятная качественная вещь.

Качество изображения

Для того, чтобы изображение, формируемое этим объективом, имело максимальное качество, необходимо наличие в микроскопе осветительного конденсора с достаточной числовой апертурой. В случае съемки в отраженном свете практически единственным вариантом является применение освещения через объектив, если это позволяет система, поскольку рабочее расстояние Plan 20×0.4 слишком мало для подвода бокового осветителя.
По сравнению с советским объективом ЛОМО 21×0.4 190-П этот китайский Plan 20×0.4 обеспечивает значительно лучшее качество изображения и по центру, и по полю.

Я использовал объектив без покровного стекла и наблюдал некоторые остаточные сферохроматические аберрации в центральной области кадра. Возможно, если стекло используется, то результат будет лучше.

По полю качество изображения в наибольшей степени снижено из-за латерального хроматизма, который в этом объективе недоисправлен. Кривизна и астигматизм влияют в меньшей мере. Скорее всего, для микроскопов с тубусным расстоянием 160 мм просто не существует линейки современной китайской оптики с исправленным хроматизмом увеличения. Если я неправ – напишите в комментариях, если вам известны такие объективы с околонулевыми латеральными хроматическими аберрациями кратностью больше 10x под конечное тубусное расстояние. В некоторой степени бороться с хроматикой по краю можно программно – например, при проявке RAW файлов в Adobe Camera Raw.

Объектив имеет малую глубину резкости, при съемке в большинстве случаев желательно использовать стекинг. Некоторые образцы, такие как тонкие кристаллические пленки, можно снимать и без сложения кадров.

Далее приведены примеры фотографий на объектив Plan 20/0.4 160/0.17 и беззеркальную полнокадровую камеру Sony A7s, установленные на модифицированный микроскоп НПЗ М-10. Все снимки сделаны без использования покровного стекла.

Список объектов на фото: 1 – гидрат нитроцеррата(IV) аммония, объект-микрометр отраженного света ЛОМО ОМО-У4.2, 3-4 – октаэдрические кристаллы хлорида гексаамминникеля, 5 – кристалл серы с винтовой дислокацией, 6 – измерительная окулярная сетка, 7-10 – кристаллическая пленка серы, полученная кристаллизацией на стекле раствора серы в толуоле.

Затем – примеры с использованием стекинга.
Список объектов на фото: 1-3 – октаэдрические кристаллы хлорида гексаамминникеля, 4 – ацетилацетонат хрома(III), 5 – сульфид-дисульфид циркония, 6 – лист растения с видимыми клетками и хлоропластами, 7-10 – кристаллическая пленка серы, полученная кристаллизацией на стекле раствора серы в толуоле; 11 – фиолетовый сульфат ванадия(II), быстро окисляющийся на воздухе в черное оксосоединение; 12-13 – гидрат бисоксалатокупрата калия, 14 – гидрат нитроцеррата(IV) аммония.

 

Все обзоры объективов микроскопов стандарта RMS с тубусным расстоянием 160 мм:

Современная оптика китайских производителей:

• Обзор объектива малого увеличения 2/0.05 160/- (no-name, Китай). Проблематика построения объективов малого увеличения для микроскопов
• 4x0.1 160/0.17 ахромат (Китай, no-name)
• Микроскопная оптика на фотокамере. Обзор микроскопного объектива Plan 4x0.1 160/0.17 (Китай, no-name)
• 10x0.25 160/0.17 ахромат (Китай, no-name) - модификация и тест
• Обзор и сравнительный тест микроскопного ахромата 20/0.40 160/0.17 (Китай, no-name)
• Обзор микроскопного объектива-планахромата Plan 20x0.4 160/0.17 (no-name, Китай)

Обзоры советских объективов для микроскопов:

• ЛОМО Эпи 9x0.2 (адаптированный)
• ЛОМО 10x0.4 Л (ОМ-33Л) - модификация и тест
• Обзор микроскопного объектива-ахромата ЛОМО 21×0.4 190-П (ОМ-8П)

 

Выводы

Китайский объектив Plan 20×0.4 160/0.17, вероятно, будет очень хорошим решением для старых микроскопов для визуальных наблюдений с использованием компенсационных окуляров. В силу хорошо исправленных аберраций в центральной области поля, для фотосъемки в прямом фокусе объектив подходит в большей степени, чем старые советские 20x объективы, но из-за наличия латеральных хроматических аберраций он далек от идеала. Хорошим аргументом в пользу приобретения этого объектива является его невысокая цена.