Микроскопные объективы 3.7x0.11 (ОМ-12), 4.7x0.11 (ЛОМО, Прогресс): обзор и тест

Материал по объективу специально для Радоживы подготовил Родион Эшмаков.

Советские объективы-ахроматы с шифром ОМ-12 и параметрами 3.7×0.11 (для конечного тубусного расстояния 160 мм) и 4.7×0.11 (тубус 190 мм) в настоящее время считаются (в т.ч. среди зарубежных фотографов) одними из лучших бюджетных решений для макросъемки. Популярность обусловлена оптическими свойствами этого объектива, в большей степени соответствующих более дорогой оптике (некоторые даже называют этот объектив «апохроматом», что, строго говоря, вообще не так), а также универсальностью, распространенностью и низкой ценой.

Объективы 3.7×0.11, 4.7×0.11 основаны на очень старом довоенном объективе, рассчитанном на предприятии «Русские Самоцветы» и предназначались для самых разных микроскопов с креплением типа RMS – простейших измерительных микроскопов «Мир», исследовательских МБИ-1, поляризационных минералогических микроскопов, учебных упрощенных микроскопов «Эрудит».

Технические характеристики

Источник – справочник «Вычислительная оптика» под ред. М.М. Русинова, Л., 1984 г., с. 336.
Оптическая схема – 3 линзы в 2 группах, апланат;

Тип коррекции – ахромат;
Тубусное расстояние – 160 мм (вариант 3.7×0.11), 190 мм (вариант 4.7×0.11), объектив удовлетворительно работает с бесконечным тубусом;
Парфокальное расстояние – 50 мм (вариант 3.7×0.11);
Кратность увеличения – 3.7x (тубус 160 мм), 4.7x (тубус 190 мм);
Числовая апертура – 0.11;
Фокусное расстояние – 33.1 мм;
Рабочее расстояние – 27.2 мм (вариант 3.7х0.11);
Толщина покровного стекла – 0-0.17 мм;
Хроматическая разность увеличения – 0% (для линий F, C);
Требуется иммерсия – нет;
Тип крепления – стандарт RMS (резьба 4/5” x 1/36”);
Особенности – микроскопный объектив, не имеет ирисовой диафрагмы и фокусировочного механизма.

Конструкция объективов

Объективы типа ОМ-12 производились в течение большого времени и могут встречаться в разных вариантах внешнего исполнения. Конструктивно никаких сюрпризов в них нет: линзы объектива в автоколлимационных оправах с межлинзовой вставкой просто насыпаны в корпус из хромированной латуни и зафиксированы шлицевой гайкой с тыльной стороны объектива.

Суть различий между разными версиями ОМ-12 состоит в 2 моментах: расчётное тубусное расстояние (160 мм для варианта 3.7x, 190 мм для варианта 4.7x) и наличие просветляющего покрытия линз (присутствует на поздних экземплярах объективов с «толстым» корпусом). Притом, как показано далее, если объектив с маркировкой 4.7×0.11 на микроскопе с тубусным расстоянием 160 мм ведет себя точно так же, как и 3.7×0.11, то картинка с просветленного и непросветленного объективов различается значительно больше. По данным спектроскопии светопропускания просветление объективов соответствует однослойному (типа вакуумного MgF2), край поглощения в коротковолновой области соответствует ~315 нм. Версии с просветляющим покрытием, по-видимому, имеют значительно лучшее светопропускание по сравнению с непросветленными вариантами.

Качество светозащиты, чернения внутренних поверхностей объектива при этом довольно посредственное у всех версий.

Важно отметить, что объектив ОМ-12 имеет нестандартное парфокальное расстояние 50 мм – это намного больше, чем для объективов советских биологических микроскопов типа МБИ-1/МБР-1/Биолам (стандарт 33 мм) и на 5 мм больше распространенного сегодня стандарта 45 мм. Это означает, что при смене объектива на какой-то другой потребуется перефокусировка, иногда очень значительная. Благо, парфокальное расстояние больше, а не меньше – при смене объектива нет риска столкнуться с предметом. Тому же способствует и удобное большое рабочее расстояние объектива 27.2 мм.

По данным спектроскопии рентгеновской флуоресценции фронтальный элемент объектива представляет собой скорее одиночную линзу, нежели двойную склейку крон-флинт: из-за очень малых толщин линз в случае присутствия флинта вне зависимости от ориентации склейки его характерный сигнал (линии свинца) наблюдается весьма отчетливо, чего в данном случае не выявлено.

Второй компонент представляет собой склейку крона и свинцового флинта.

Марки оптических стекол установить не удалось из-за отсутствия референсных образцов. Вероятно, обе положительные линзы объектива сделаны из стекла типа цинкового крона (марка К, БК) или бариевого крона (марка БК), а в качестве флинта использовано стекло типа Ф или ТФ. Иначе говоря, никаких специальных (с особой дисперсией) стекол в объективе не используется.

Таким образом, наиболее вероятно, что объектив имеет очень простую трехлинзовую конструкцию, а не классическую четырехлинзовую наподобие объектива М-42 8×0.2.

Качество изображения. Cравнение с аналогами

Объектив 3.7×0.11 формирует резкое изображение в центральной области изображения с выраженной кривизной поля. Важно, что астигматизм хорошо исправлен в пределах кадра APS-C, потому путем перефокусировки нетрудно добиться чёткого изображены и по краю поля. На контрастных границах можно заметить сравнительно небольшие сферохроматические аберрации (фиолетово-зеленая бахрома).

Вариант объектива 3.7×0.11 с просветляющим покрытием имеет ощутимо более высокие контраст и светопропускание.

Для оценки качества изображения было проведено тестирование в отраженном свете по микрометру ЛОМО ОМО (цена деления 0.01 мм) следующих объективов: Plan 4×0.1 160/- (Китай), ЛОМО ОХ-26 4×0.12 (без просветления), ЛОМО 3.7×0.11 (с просветлением), Прогресс 3.7×0.11 (без просветления), Прогресс 4.7×0.11 (с просветлением), Прогресс 4.7×0.11 (без просветления) и двух непросветленных планахроматов ЛОМО/Прогресс ОМ-3 3.5×0.1. Тест выполнен с помощью модифицированного микроскопа НПЗ М-10 с тубусным расстоянием 160 мм и фотокамеры Sony NEX-6.

Тестовые фото на объектив ЛОМО 3.7×0.11 с просветлением, а также 100% кропы снимков приведены далее.

Среди охваченных в тестировании объективов ахроматы ОМ-12 вне зависимости от варианта исполнения демонстрируют наименьший уровень сферохроматических аберраций, а по кривизне поля изображения сравнимы как с современным китайских планахроматом 4×0.1 (не такой уж он и «план»), так и со штатным объективом микроскопа ЛОМО Микмед-2/Бимам 4×0.12.

Объектив-планахромат ОМ-3 3.5×0.1, выполненный по схеме «Таир», опережает все испытуемые объективы по исправлению кривизны поля, но также обладает и большим уровнем сферохроматизма, комы, латерального хроматизма, а также худшим общим контрастом по сравнению с объективами типа ОМ-12.

Важно отметить, что оптически объективы 3.7×0.11 и 4.7×0.11 ничем не отличаются друг от друга.

Ниже приведены примеры фотографий, выполненные без использования стекинга объективом ЛОМО 3.7×0.11 (с просветлением) с помощью модифицированных микроскопов МБИ-1 и М-10 и фотокамер Sony NEX-3, NEX-3N, NEX-6 с размером матрицы APS-C.

Список объектов на фото: 1-3) Синтетический теллурид меди(I); 4-5) Синтетический сульфид меди(I); 6) Синтетический сульфид висмута; 7-14) Протравленная поверхность кристалла селенида висмута с выходами винтовых дислокаций (треугольники); 15-16) Ацетилацетонат железа(III); 17) Фенолят вольфрама(VI); 18) Ацетилацетонат меди(II).

Затем – примеры фото с использованием стекинга, то же оборудование.

Список объектов на фото: 1-7) Синтетические теллуриды германия-висмута, 8-10) Синтетический теллурид меди(I); 11-12) Синтетический сульфид меди(I); 13-17) Синтетический сульфид висмута; 18-20) Протравленная поверхность кристалла селенида висмута с выходами винтовых дислокаций (треугольники); 21-26) Синтетический теллурид молибдена(IV); 27-28) Ацетилацетонат железа(III); 29) Фенолят вольфрама(VI); 30) Ацетилацетонат меди(II).

Выводы

Объективы типа ОМ-12 3.7×0.11 и 4.7×0.11 подтвердили свою репутацию лучших бюджетных микрообъективов малого увеличения для фотографии. Особенно хорошо себя зарекомендовали версии объектива с просветлением. Единственный реальный недостаток объектива – нестандартное парфокальное расстояние. В целом же, с учетом невысокой цены, я предпочел этот объектив вместо нового китайского планахромата 4×0.1.

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

Современная оптика китайских производителей:

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

Обзоры советских объективов для микроскопов:

1. Микроскопные объективы 3.7x0.11 (ОМ-12), 4.7x0.11 (ЛОМО, Прогресс): обзор и тест
2. Обзор и тест микроскопного ахромата ЛОМО М42 8x0.2
3. Обзор, анализ и большой сравнительный тест микроскопных объективов ЛОМО План 9x0.20 и 10x0.20 (ОМ-2)
4. ЛОМО Эпи 9x0.2 (ОЭ-9, адаптированный)
5. ЛОМО 10x0.4 Л (ОМ-33Л) - модификация и тест
6. Обзор и тест микроскопного ахромата ОМ-27 20x0.4 (Прогресс)
7. Обзор микроскопного объектива-ахромата ЛОМО 21×0.4 190-П (ОМ-8П)