Материал специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.
Представленный в этом обзоре китайский микрообъектив Plan 40/0.75 предназначен для использования в микротвердомерах и в металлографических микроскопах с конечным тубусным расстоянием, о чем говорит маркировка «160/0» на объективе. От типичных металлографических объективов этот отличается «нестандартным» увеличением, малым рабочим расстоянием при высокой числовой апертуре: гораздо чаще можно встретить объективы типа 50× с апертурой ~0.55 при рабочем расстоянии более 3 мм – такая оптика хороша для своей определенной сферы применения, но для нужд фотографии крайне бестолкова из-за крайне низкой разрешающей способности в пространстве изображения. В то же время данный Plan 40/0.75 представляет значительный интерес для фото, поскольку его сочетание увеличения и числовой апертуры ближе к приемлемому (~40:1), чем у большинства доступных объективов с таким увеличением (смотри также «А нужен ли вообще 100× объектив?» здесь).
Объектив Plan 40/0.75 160/0 уже не относится к бюджетной оптике – его цена составляет ~110-120$. Обзор доступного современного объектива 40× читайте здесь. Еще обзоры микрооптики – здесь.
Технические характеристики
Оптическая схема – не предоставлена производителем, включает элементы со сверхвысоким показателем преломления;
Тип коррекции – планахромат;
Тубусное расстояние – 160 мм;
Парфокальное расстояние – 45 мм;
Кратность увеличения – 40×;
Числовая апертура – 0.75;
Рабочее расстояние – 1.33 мм;
Толщина покровного стекла – 0 мм (нельзя использовать с покровным стеклом);
Величина исправленного поля изображения – 22.5 мм (по заявлению производителя);
Тип крепления – стандарт RMS (резьба 4/5” × 1/36”);
Особенности – микроскопный объектив, не имеет ирисовой диафрагмы и фокусировочного механизма.
Стоимость – ~110-120$ (можно приобрести новым).
Конструкция и исполнение
Объектив Plan 40/0.75 160/0 сделан в тяжелом латунном корпусе с блестящим хромированием. Качество обработки деталей, внешняя отделка не вызывает нареканий. В отличие от многих других подобных объективов в Plan 40/0.75 160/0 линзоблок не подпружинен, что напрасно: объектив имеет маленькое рабочее расстояние (1.33 мм) и пружина в таком случае была бы полезна для защиты оптики от раздавливания при случайном столкновении с препаратом.
Передний компонент объектива выполнен в форме толстого мениска и сильно выступает за пределы оправы. При этом его поверхности, не участвующие в формировании изображения, имеют плотное черное покрытие. Однако не все торцы линз имеют чернение: у задней линзы, например, торцы блестят. В остальном же каких-то явных недостатков, связанных со светозащитой, объектив не имеет: внутри ничего не блестит, не бликует. К сожалению, нет информации, является ли сам дизайн оптической схемы объектива безрефлексным, хотя сам по себе Plan 40/0.75 160/0 предназначен для работы в отраженном свете с подсветкой через объектив.
Линзы объектива имеют просветление с зеленым цветом блика, похожее на то, то применяется в современных фотообъективах. Спектр светопропускания имеет довольно ровный вид, но можно отметить существенное поглощение, монотонно нарастающее от оранжевой к синей области спектра. Такая особенность спектра может указывать на применение в объективе материалов со сверхвысоким показателем преломления.
Спектр светопропускания объектива Plan 40/0.75 160/0.
Оптическая конструкция у Plan 40/0.75 160/0, по-видимому, довольно сложна. Так, некоторые микроскопные планахроматы средних и больших увеличений полагаются лишь на один единственный положительный мениск в передней части – такие объективы, как правило, не могут быть использованы с камерой напрямую из-за неисправленной хроматической разности увеличений. В других для исправления кривизны поля и латерального хроматизма присутствует «аномальная» склейка в хвостовой части (флинт +, крон –) или мениск (одиночный из тяжелого флинта или составной, «аномальный»). В данном же объективе задняя линза выполнена плосковогнутой, обращенной наружу плоскостью, что довольно необычно. Скорее всего, объектив имеет составной корректор поля из менисковой и плосковогнутой линз, обращенных друг к другу вогнутыми поверхностями, что должно положительно влиять на степень коррекции полевых аберраций.
Рентгенофлуоресцентный анализ задней линзы объектива показывает, что она выполнена из бессвинцового титанового флинта (~CDGM H-F4 620.364).
Спектр XRF задней линзы Plan 40/0.75 160/0.
Передний элемент выполнен из тяжелого лантанового флинта со сверхвысоким показателем преломления, на что указывает детектирование лантана, иттрия, гадолиния, циркония, ниобия, тантала, бария и цинка. Скорее всего данный материал имеет показатель преломления не менее 1.88 и может быть стеклом типа H-ZLAF68C 883.409.
Спектр XRF передней линзы Plan 40/0.75 160/0.
Неизвестно, были ли в линзах объектива задействованы материалы с особыми дисперсионными свойствами, но даже если и нет – объектив имеет продвинутую оптическую конструкцию с применением современных материалов, что определенно большой плюс. Понятно, что Plan 40/0.75 160/0 сделан качественно и, с учетом небольшого рабочего расстояния, от него можно ожидать достойного уровня качества изображения.
Оптическое качество. Сравнительный тест
Тестирование объектива Plan 40/0.75 160/0 было выполнено по объект-микрометру в проходящем свете (конденсор КФ-4М, осветитель Ulanzi L2) и по препарату дисперсии диоксида церия при освещении по методу темного поля (иммерсионный конденсор ОИ-13, осветитель Ulanzi L2). Тестовые снимки были сделаны на камеру Sony NEX-6 (APS-C, 16 МП) в прямом фокусе. Для сравнения были выбраны следующие объективы:
1) S40/0.65 160/0.17 – китайский дешевый ахромат 40/0.65 под стандарт RMS (парфокальность 35 мм), на тестовых снимках обозначен как «PRC Achr 40/0.65 RMS»;
2) 40/0.65 160/0.17 – китайский дешевый ахромат 40/0.65 стандарта DIN из этой линейки оптики, на тестовых снимках обозначен как «PRC Achr 40/0.65 DIN».
3) Carl Zeiss Jena 40/0.65 160/0.17 – восточногерманский ахромат 40/0.65 стандарта DIN, обозначен как «CZJ 40/0.65 160/0.17 DIN».
4) ГОИ Ахромат 40×0.65 160/0.17 – редкий опытный объектив ГОИ стандарта DIN, обозначен как «GOI Achromat 40/0.65 160/0.17».
5) Plan 40/0.65 160/0.17 – китайский доступный планахромат. Обозначен как «Plan 40/0.65 PRC/CZJ-like» (за сходство конструкции с восточногерманским ахроматом 40/0.65);
6) Plan 40/0.65 160/0.17 – еще один китайский планахромат, которым комплектуют некоторые поставляемые в РФ микроскопы. На Aliexpress его найти не удалось. Отличается наличием вогнутой менисковой линзы в хвосте объектива, отмечен как «Plan 40/0.65 PRC/meniscus».
7) Plan 40/0.75 160/0 – объектив из обзора. Обозначен как «Plan 40/0.75 160/0 PRC».
Объективы, рассчитанные на применение с покровным стеклом 0.17 мм, тестировались с покровным стеклом.
Тестируемые объективы.
Результаты тестирования по объект-микрометру представлены далее.
Затем – снимки препарата диоксида церия при освещении по методу темного поля.
Как можно заметить, китайские ахроматы и объектив ГОИ имеют не только большую кривизну поля, но и ярко выраженный латеральный хроматизм, а потому не могут быть использованы без использования компенсационных окуляров, то есть с камерой в прямом фокусе. Также существенное недоисправление хроматической разности увеличения демонстрирует немецкий ахромат. Величина латерального хроматизма у всех этих объективов разная: сильнее всего аберрация выражена у объектива ГОИ, чуть в меньшей ступени – у китайского ахромата стандарта DIN, заметно меньше – у короткого китайского ахромата под стандарт RMS, и еще меньше – у немецкого ахромата. У короткого китайского ахромата при этом имеется еще и выраженный астигматизм. А немецкий ахромат является почти что «план» объективом.
Планахроматы из числа протестированных отличаются низким уровнем кривизны поля изображения в пределах всего кадра APS-C и не имеют требующего компенсации латерального хроматизма. Объектив Plan 40/0.75 160/0 обладает наилучшей среди испытуемых степенью коррекции полевых аберраций. Несколько ему уступает Plan 40/0.65 160/0.17 (№6, с мениском) из-за наличия комы/хромоастигматизма. Эти объективы также не имеют виньетирования при использовании с APS-C камерой в отличие от Plan 40/0.65 160/0.17 (№5, CZJ-like) и китайского ахромата стандарта DIN.
Объектив Plan 40/0.75 160/0 имеет наилучшее исправление продольных аберраций, что в совокупности с повышенной апертурой (~0.5 EV) обеспечивает ему значительное преимущество перед остальными объективами. Коррекция хроматизма при этом далека от идеала и находится на уровне хорошего ахромата. Хорошую коррекцию имеет также и Plan 40/0.65 160/0.17 (№6, с мениском), в то время как цейссовский 40/0.65 и его китайский аналог-планахромат имеют ярко выраженный сферохроматизм. Неплохое качество в центре обеспечивают китайский ахромат стандарта DIN и советский ахромат ГОИ. Короткий китайский ахромат имеет выраженную сферическую аберрацию, сильно снижающую общий контраст изображения – объектив по свойствам напоминает советский МШ 40/0.65, полным аналогом которого он и является.
Таким образом, объектив Plan 40/0.75 160/0 является оптически наиболее совершенным из представленных в данном тесте объективов. Объектив отличается хорошей по сравнению с другими испытуемыми коррекцией сферохроматических аберраций, кривизны поля, астигматизма и латеральной хроматики в пределах поля APS-C. Существенным ограничением в использовании объектива является его исправление для препаратов без покровного стекла – таким объективом снимать можно только непрозрачные или очень тонкие (<<0.1 мм) прозрачные объекты.
Далее приведены примеры фотографий, выполненные на Plan 40/0.75 160/0 в прямом фокусе камеры Sony NEX-6 с применением стекинга.
На фото: 1-2) Кристаллы соли Рейнеке, 3) Образец диоксида железа(III)-сурьмы(V); 4) сухой гель модифицированного диоксида олова; 5-6) Кристаллы роданида гексаамминникеля, 7) Двойниковые кристаллы пентафторопероксотитаната аммония; 8-10) Пластинки молибдокобальтата(III) аммония в проходящем свете и в поляризации; 11-12) Соскоб эпителия полости рта (темное поле, ОИ-13).
Затем – снимки без применения стекинга.
На фото: 1-2) Кристаллы соли Рейнеке, 3) Образец диоксида железа(III)-сурьмы(V); 4) сухой гель модифицированного диоксида олова; 5) Кристаллы роданида гексаамминникеля, 6) Двойниковые кристаллы пентафторопероксотитаната аммония; 7-9) Пластинки молибдокобальтата(III) аммония в проходящем свете и в поляризации; 10-11) Соскоб эпителия полости рта (темное поле, ОИ-13).
Выводы
Объектив Plan 40/0.75 160/0 – современный качественный планахромат, обладающий неплохим качеством изображения в пределах поля APS-C (30 мм). Объектив красиво и качественно сделан, использует современные оптические материалы и актуальные антибликовые покрытия в своей конструкции. Компромиссное рабочее расстояние около 1 мм позволило достичь довольно высокой числовой апертуры 0.75, что на ~0.5 EV выше по сравнению с типичными 40/0.65 объективами. В совокупности с удовлетворительной коррекцией аберраций это делает данный объектив интересным решением для фотосъемки. К сожалению, выбор предметов будет ограничен непрозрачными или очень тонкими препаратами: в силу коррекции для беспокровных препаратов для наблюдения типичных биологических объектов Plan 40/0.75 не подходит. Также недостатком является сравнительно высокая стоимость объектива (~110-120$): ведь за эти же деньги можно купить не один объектив, а целый набор очень неплохих планахроматов 4×-10×-40×-100×!
Еще обзоры микрооптики – здесь.
