Revisión, análisis y gran prueba comparativa de lentes para microscopio LOMO Plan 9x0.20 y 10x0.20 (OM-2)

Material en la lente especial para Radozhiva preparado rodion eshmakov.

Las lentes LOMO Plan 9×0.2 y Plan 10×0.2 son, a pesar de las diferentes marcas, la misma lente llamada OM-2, que, en diferentes versiones, estaba equipada con microscopios biológicos y de polarización soviéticos con una distancia final entre tubos de 160 mm y un Montaje tipo RMS. Esta revisión presenta versiones posteriores de la lente OM-2 del conjunto estándar de microscopios Biolam (Plan 9×0.2) y Mikmed-1 (Plan 10×0.2), y también las compara con seis lentes más con parámetros similares: LOMO 10×0.4L (OM-33L), LOMO 10×0.22 Plan L (OPKH-10L), Chino 10×0.25(0.2) acromático, LOMO Epi 9×0.2 (OE-9), Carl Zeiss Jena 10×0.3 y Progress 8×0.2 (M42).

características técnicas

Diseño óptico: 5 lentes en 3 grupos;

Tipo de corrección – plancromática;
Distancia del tubo – 160 mm;
Distancia parafocal – 33 mm;
Factor de ampliación (real) – 9.8x;
Apertura numérica – 0.2;
Distancia focal - 15.5 mm;
Distancia de trabajo – 13.6 mm;
Espesor del cubreobjetos: 0-0.17 mm;
Diferencia de aumento cromático (distorsión) – 2% (400-700 nm);
Se requiere inmersión: no;
Tipo de montaje: estándar RMS (rosca de 4/5” x 1/36”);
Características: lente microscópica, no tiene diafragma de iris ni mecanismo de enfoque.

Construcción de lentes

Biolam proporcionó la lente LOMO Plan 9×0.2 del kit de microscopio de viaje para su revisión Andréi Куликов. El Option Plan 10×0.2 se recibió sin accesorios de fábrica.

Las lentes tienen un diseño y un diseño de cuerpo idénticos y sólo se diferencian en las marcas. El material del cuerpo es latón cromado; no hay ni una sola pieza de plástico en las lentes. Las marcas se aplican mediante grabado en la parte exterior decorativa extraíble del cilindro del objetivo. A diferencia del acromático 8×0.2 común, que se puede encontrar en una gran variedad de microscopios soviéticos, LOMO Plan 9×0.2 tiene un diseño más complejo con un componente frontal centrado a través de agujeros en el cuerpo. Esto significa que cuando se afloja el anillo que sujeta las lentes en el cuerpo, la lente se desalinea, lo cual debes saber si deseas desmontarla.

Las lentes de ambas lentes no tienen ningún tratamiento antirreflectante. Las superficies internas en el espacio entre lentes son notablemente brillantes y no tienen ondulaciones. Debido a la falta de blanqueo, el espectro de transmisión aparece plano en el rango de 500-1000 nm, pero se observa absorción por el material óptico en la región hasta 500 nm. El límite de transmisión de luz de longitud de onda corta corresponde a ~330 nm.

Según los estándares actuales, la falta de iluminación y de cualquier tipo de protección lumínica parece extremadamente mala. Si el ennegrecimiento y la ondulación de alta calidad en los insertos de las lentes es un fenómeno poco común en la óptica microscópica del segmento económico, hoy en día incluso los más lentes baratos.
Los materiales ópticos utilizados en los cálculos hacen referencia al catálogo nacional de los años 1940. Por tanto, las lentes delantera y trasera de la lente son gafas ordinarias que contienen plomo. En la lente no hay gafas con propiedades especiales (altamente refractivas, de baja dispersión).

LOMO Plan 9×0.2 (10×0.2) tiene una distancia de trabajo muy grande: 13.6 mm, lo que lo hace muy cómodo para trabajar con iluminación lateral. La distancia parafocal de la lente difiere del estándar moderno de 45 mm y es igual a 33 mm: cuando se usa con otras lentes más nuevas (y algunas más antiguas), tendrá que volver a enfocar.

Se suponía que la lente Plan 9×0.2 (10×0.2) sería un reemplazo avanzado para la económica acromática 8×0.2. Pero, de hecho, el diseño se ha vuelto más complejo, el costo de un plancromático es claramente mayor, y si la calidad de la mano de obra brilla, es sólo por las inserciones de lentes brillantes y los reflejos grises de las ópticas sin recubrimiento.

Calidad de imagen. Gran comparación

La imagen formada por LOMO Plan 9×0.2 y Plan 10×0.2 no difiere en nada, incluido el valor de aumento real.

En la zona central, la calidad de la imagen es de mismo nivel con otras lentes similares del tipo acromático 8×0.2. Se pueden observar marcadas aberraciones esferocromáticas. El campo de imagen dentro del marco APS-C es verdaderamente plano, con buena corrección del astigmatismo, pero se nota un cromatismo lateral significativo. Sin embargo, es menos pronunciado que para LOMO 10×0.4L.

El problema clave de la lente es el contraste de imagen insatisfactorio, que se asocia no solo con un ennegrecimiento deficiente de las superficies internas, sino también con la falta de revestimiento antirreflectante en las lentes. De todos los lentes de 8-10x que conozco, el plancromático LOMO es el que menos contrasta.

Se hizo una comparación de la calidad de imagen de lentes LOMO Plan 10×0.2, LOMO 10×0.4L (OM-33L) , LOMO 10×0.22 Plan L (OPKH-10L, óptica mediocre), Chino 10 × 0.25 (0.2) acromático, LOMO Epi 9×0.2 (OE-9), CZJ 10×0.3 y Progress 8×0.2 (M42) en luz transmitida utilizando una cámara Sony NEX-3 (APS-C) montada en un microscopio MBI-1 modificado.

Durante la prueba, se tomaron 3 tomas para cada lente: una con enfoque en el centro, la segunda con un objeto APS-C ubicado en el borde del campo y con el mismo enfoque, la tercera con reenfoque en el objeto en el borde de el campo. A continuación se muestran las fotografías correspondientes tomadas con la lente LOMO Plan 10×0.2, así como imágenes recortadas de las lentes anteriores.

Según los resultados de la prueba, se puede observar que la lente LOMO Plan 10×0.22 L (OPKh-10L) parece tener las características más equilibradas, que, a pesar de su mal estado, demuestra buenos detalles y un campo bastante plano con corrección satisfactoria. de astigmatismo y sin cromáticas laterales. Las principales desventajas de esta lente son su rareza y su precio extremadamente alto en el mercado secundario.

El siguiente en la lista de líderes es Lente china 10×0.25, modificado con ennegrecimiento y diafragma hasta una apertura numérica de 0.2: entre los probados, tiene el mejor contraste de imagen, un bajo nivel de cromatismo longitudinal, un campo casi plano sin cromaticidad lateral. Uno de los problemas obvios es un nivel bastante alto de astigmatismo. Pero el hecho de que esta lente pueda ser comprar por poco dinero en cualquier cantidad, y la modificación es bastante sencilla, lo que la hace muy atractiva.

El objetivo 10x0.3 160/- (presumiblemente de Carl Zeiss Jena) tiene el mejor detalle de imagen en el centro del encuadre entre los probados, pero también tiene la mayor curvatura de campo, así como un cromatismo lateral pronunciado. En términos de contraste de imagen, la lente no es muy inferior a la china modificada. La lente tiene propiedades similares. LOMO 10×0.4L con apertura D=8 mm (NA~0.25), pero su contraste general es notablemente menor, al igual que el grado de corrección del astigmatismo.

Lentes LOMO Epi 9×0.2 y Progress 8×0.2 son fundamentalmente diferentes excepto en la protección de la luz y el aumento: debido a la presencia de antirreflectante y corrugación de las superficies internas, Epi 9×0.2 contrasta mucho más que 8×0.2. Al mismo tiempo, Epi 9×0.2 es notablemente inferior en calidad de imagen en el centro al acromático chino modificado, tiene una mayor curvatura de campo, pero un menor nivel de astigmatismo.

LOMO Plan 10×0.2 en esta comparación sólo tiene las ventajas de un campo plano y un astigmatismo corregido, pero por lo demás la lente es bastante ajena.

Los siguientes son ejemplos de fotografías sin el uso de apilamiento, tomadas con un LOMO Plan 10×0.2 y una cámara Sony NEX-3 (APS-C) montada en un microscopio MBI-1 modificado.

Lista de objetos en la foto: 1) octaedros de cloruro de hexamina níquel(II), 2) agujas planas de acetilacetonato de cobre(II), 3) crecimiento intercalado de eschenita de níquel, 4) crecimiento intercalado de agujas de acetalacetonato de hierro(III), 5) placas de cuprato de oxalato de potasio, 6) Polilla del ojo de los muertos, 7) y 8) Escamas de ala de polilla, 9)-11) Azufre rómbico, 12) Tiocianatocobaltato de potasio, 13) Fragmento de moneda, 14) Borde de la hoja, 15) Pantalla IPS de teléfono inteligente.

Luego, instantáneas mediante apilamiento.

Lista de objetos en la foto: 1) octaedros de cloruro de hexaamminníquel(II), 2) agujas planas de acetilacetonato de cobre(II), 3) crecimiento intercalado de eschenita de níquel, 4) crecimiento intercalado de agujas de acetalacetonato de hierro(III), 5) placas de cuprato de oxalato de potasio, 6) Ojo de la polilla muerta, 7)-9) Rómbico azufre, 10) tiocianatocobaltato de potasio, 11) fragmento de moneda, 12) filo de hoja.

El problema de calcular una lente 10x de alta calidad

LOMO Plan 9×0.2, si no se tiene en cuenta el contraste de la imagen, no es ni se considera la peor lente en la clase de óptica microscópica económica. Sin embargo, el análisis de sus características ópticas mediante simulación de diseño óptico arroja un resultado muy decepcionante.

Por lo tanto, cuando se utiliza con cámaras modernas, la lente es capaz de proporcionar una resolución de no más de 33 líneas/mm, y esto dentro de un círculo de aproximadamente 8 mm de diámetro. La lente sufre de un esferocromatismo monstruoso: el tamaño total del punto de dispersión, incluso en el eje, es de aproximadamente 400 micras, lo que lleva a un valor MTF para 10 lp/mm de sólo 0.6; entre las lentes fotográficas sería muy difícil encontrar ¡Un ejemplar con una nitidez de contorno tan terrible! La curvatura del campo en la lente está subcorregida y el cromatismo lateral se encuentra en un nivel inaceptable para las cámaras modernas. La calidad óptica del LOMO Plan 9×0.2 como objetivo fotográfico es monstruosa. Sin embargo, como la mayoría de las lentes de microscopio, como se muestra en la prueba anterior. ¿Qué se necesitaría para mejorar drásticamente la calidad de imagen de una lente de 10x?

En primer lugar, se debe corregir la aberración esferocromática. Esto requiere un aumento en el número de elementos ópticos (reduciendo la influencia de la aberración esférica) y el uso de vidrios modernos de una variedad de coronas de fluorofosfato y fosfato pesado (reduciendo el cromatismo). El uso de gafas altamente refractivas permite controlar eficazmente la curvatura del campo y el astigmatismo.

Basándome en el diseño óptico del LOMO Plan 9×0.2 utilizando el catálogo CDGM, calculé nuevas lentes: una clase “Fluor-Plan” de siete elementos 10×0.22 (planacromática con espectro secundario reducido) y una planacromática de nueve elementos 10 ×0.25. La calidad de este último es la difracción para la zona central de la imagen. Las lentes están diseñadas para usarse con matrices de formato de hasta 36×24 y tienen correcciones aberración cromática para el rango de 400-700 nm, incluidos los laterales.

Como puede ver, sólo la lente 10x0.25, una apocromática para longitudes de onda de 400-700 nm, tiene una calidad óptica realmente suficiente para su uso con cámaras modernas.

Desafortunadamente, el desarrollo, fabricación y montaje de ópticas de este nivel es un proceso costoso y, además, la microscopía es una industria extremadamente conservadora y, por lo tanto, una óptica de más o menos alta calidad, al menos incluso al nivel de LOMO Plan 10x0.22. (que ni siquiera es Fluor-Plan y tiene la misma resolución de ~30-35 l/mm) es muy raro, y la mayoría se contenta con lentes baratos fabricados con diseños ópticos hace casi un siglo y medio.

Todas las reseñas de objetivos de microscopio estándar RMS con una distancia de tubo finita (160-190 mm):

Ópticas modernas de fabricantes chinos:

1. Revisión de la lente de bajo aumento 2/0.05 160/- (sin nombre, China). Problemas de construcción de lentes de bajo aumento para microscopios.
2. 4x0.1 160/0.17 acromático (China, sin nombre)
3. Óptica microscópica en una cámara. Revisión de la lente del microscopio Plan 4x0.1 160/0.17 (China, sin nombre)
4. 10x0.25 160/0.17 acromático (China, sin nombre) - modificación y prueba
5. Revisión y prueba comparativa de acromático microscópico 20/0.40 160/0.17 (China, sin nombre)
6. Revisión de la lente del microscopio Planachrom Plan 20x0.4 160/0.17 (sin nombre, China)

Reseñas de lentes soviéticas para microscopios:

1. Objetivos de microscopio 3.7x0.11 (OM-12), 4.7x0.11 (LOMO, Progress): revisión y prueba
2. Análisis y prueba del microscopio acromático LOMO M42 8x0.2
3. Revisión, análisis y gran prueba comparativa de lentes para microscopio LOMO Plan 9x0.20 y 10x0.20 (OM-2)
4. Progreso 9×0.20 190-P (OM-13P)
5. LOMO Epi 9x0.2 (OE-9, adaptado)
6. LOMO 10x0.4 L (OM-33L) - modificación y prueba
7. Revisión y prueba del microscópico acromático OM-27 20x0.4 (Progreso)
8. Revisión de la lente de microscopio acromático LOMO 21×0.4 190-P (OM-8P)

Lentes Carl Zeiss:

1. Carl Zeiss Jena Semiplan 3.2/0.10 160/- (DIN)
2. Carl Zeiss Jena 10/0.30 160/-
3. Carl Zeiss Jena 40/0,65 160/0,17 (DIN)

Lentes de otros fabricantes:

1. Lambda 10/0,25 160/-

Hallazgos

LOMO Plan 9×0.20 (10×0.20) es una solución ultraeconómica de la antigua óptica soviética. La lente tiene una distancia de trabajo conveniente, un campo plano y probablemente sea buena para uso visual, pero debido al cromatismo lateral y al contraste muy bajo no es adecuada para las necesidades fotográficas. Teniendo en cuenta la disponibilidad de más éxito soviético y lentes chinos No tiene sentido buscar específicamente este planoromat, pero si lo conseguiste por casualidad, vale la pena intentarlo si no hay nada mejor.