Examen, analyse et grand test comparatif des lentilles de microscope LOMO Plan 9x0.20 et 10x0.20 (OM-2)

Matériau sur la lentille spécialement pour Radozhiva préparé Rodion Echmakov.

Les objectifs LOMO Plan 9×0.2 et Plan 10×0.2 sont, malgré les marquages ​​différents, le même objectif appelé OM-2, qui, dans différentes versions, était équipé de microscopes biologiques et de polarisation soviétiques avec une distance finale du tube de 160 mm et un Montage de type RMS. Cette revue présente les versions ultérieures de l'objectif OM-2 de l'ensemble standard de microscopes Biolam (Plan 9×0.2) et Mikmed-1 (Plan 10×0.2), et les compare également avec six autres objectifs avec des paramètres similaires : LOMO 10×0.4L (OM-33L), LOMO 10 × 0.22 Plan L (OPKH-10L), Chinois 10×0.25(0.2) achromate, LOMO Épi 9×0.2 (OE-9), Carl Zeiss Jena 10×0.3 et Progress 8×0.2 (M42).

caractéristiques techniques

Conception optique - 5 lentilles en 3 groupes ;

Type de correction – planchromat ;
Distance des tubes – 160 mm ;
Distance parfocale – 33 mm ;
Facteur de grossissement (réel) – 9.8x ;
Ouverture numérique – 0.2 ;
Focale - 15.5 mm;
Distance de travail – 13.6 mm ;
Épaisseur du verre de protection – 0-0.17 mm ;
Différence de grossissement chromatique (distorsion) – 2 % (400-700 nm) ;
Immersion requise - non ;
Type de montage – norme RMS (filetage 4/5" x 1/36") ;
Caractéristiques - lentille microscopique, ne possède pas de diaphragme à iris ni de mécanisme de mise au point.

Conception de lentille

Biolam a fourni l'objectif LOMO Plan 9 × 0.2 du kit de microscope de voyage pour examen Andreï Koulikov. Le plan d'option 10 × 0.2 a été reçu sans accessoires d'usine.

Les objectifs ont un design et un corps identiques et ne diffèrent que par les marquages. Le matériau du corps est en laiton chromé ; il n'y a aucune pièce en plastique dans les lentilles. Les marquages ​​sont appliqués par gravure sur la partie extérieure décorative amovible du barillet d'objectif. Contrairement à l'achromat 8×0.2 commun, que l'on trouve sur une grande variété de microscopes soviétiques, le LOMO Plan 9×0.2 a une conception plus complexe avec un composant avant centré à travers des trous dans le corps. Cela signifie que lorsque l'anneau qui fixe les lentilles dans le corps est desserré, la lentille se désaligne, ce que vous devez savoir si vous souhaitez la démonter.

Les verres des deux objectifs ne possèdent aucun revêtement antireflet. Les surfaces internes de l'espace inter-lentille sont visiblement brillantes et ne présentent aucune ondulation. En raison de l'absence de blanchiment, le spectre de transmission apparaît plat dans la plage de 500 à 1000 500 nm, mais une absorption par le matériau optique est observée dans la région allant jusqu'à 330 nm. La limite de transmission de la lumière dans les courtes longueurs d’onde correspond à environ XNUMX nm.

Selon les normes actuelles, le manque d'éclairage et de toute sorte de protection contre la lumière semble extrêmement mauvais. Si le noircissement et l'ondulation de haute qualité sur les inserts inter-lentilles sont un phénomène rare en général pour l'optique de microscope dans le segment budgétaire, alors aujourd'hui même le plus lentilles bon marché.
Les matériaux optiques utilisés dans les calculs font référence au catalogue national des années 1940. Ainsi, les lentilles avant et arrière de la lentille sont des verres ordinaires contenant du plomb. Il n'y a pas de verres ayant des propriétés particulières (hautement réfringentes, faible dispersion) dans la lentille.

LOMO Plan 9×0.2 (10×0.2) a une très grande distance de travail – 13.6 mm, ce qui rend très pratique le travail avec un éclairage latéral. La distance parfocale de l'objectif diffère de la norme moderne de 45 mm et est égale à 33 mm : lorsqu'il est utilisé avec d'autres objectifs plus récents (et certains plus anciens), vous devrez refaire la mise au point.

L'objectif Plan 9 × 0.2 (10 × 0.2) était censé être un remplacement avancé de l'achromat 8 × 0.2 bon marché. Mais en fait, la conception est devenue plus complexe, le coût du planchromat est nettement plus élevé, et si la qualité de fabrication brille, ce n'est qu'avec des inserts inter-lentilles brillants et des reflets gris des optiques non traitées.

Qualité des images. Excellente comparaison

L'image formée par LOMO Plan 9×0.2 et Plan 10×0.2 ne diffère en rien, y compris la valeur réelle du grossissement.

Dans la zone centrale, la qualité de l'image est au même niveau avec d'autres objectifs similaires de type achromat 8×0.2. Des aberrations sphérochromatiques prononcées peuvent être observées. Le champ d'image dans le cadre APS-C est véritablement plat, avec une bonne correction de l'astigmatisme, mais un chromatisme latéral important est perceptible. Elle est cependant moins prononcée que pour LOMO 10×0.4L.

Le problème clé de l'objectif est le contraste d'image insatisfaisant, qui est associé non seulement à un noircissement de mauvaise qualité des surfaces internes, mais également au manque de revêtement antireflet sur les lentilles. De tous les objectifs 8-10x que je connais, le planchromat LOMO est le moins contrasté.

Une comparaison a été faite de la qualité d'image des objectifs LOMO Plan 10×0.2, LOMO 10 × 0.4 L (OM-33L) , LOMO 10×0.22 Plan L (OPKH-10L, optique médiocre), Achromat chinois 10 × 0.25 (0.2), LOMO Epi 9 × 0.2 (OE-9), CZJ 10 × 0.3 et Progress 8 × 0.2 (M42) en lumière transmise à l'aide d'une caméra Sony NEX-3 (APS-C) montée sur un microscope MBI-1 modifié.

Lors des tests, 3 clichés ont été pris pour chaque objectif : un avec mise au point au centre, le deuxième avec un objet APS-C situé en bord de champ et avec la même mise au point, le troisième avec recentrage sur l'objet en bord de champ. le terrain. Vous trouverez ci-dessous les photographies correspondantes prises avec l'objectif LOMO Plan 10 × 0.2, ainsi que les images recadrées des objectifs ci-dessus.

Sur la base des résultats des tests, on peut noter que l'objectif LOMO Plan 10×0.22 L (OPKh-10L) semble avoir les caractéristiques les plus équilibrées, qui, malgré son mauvais état, démontre de bons détails et un champ assez uniforme avec un astigmatisme satisfaisant. correction et pas de chromatique latérale. Les principaux inconvénients de cet objectif sont sa rareté et son prix extrêmement élevé sur le marché secondaire.

Le prochain sur la liste des dirigeants est Objectif chinois 10×0.25, modifié avec noircissement et diaphragme jusqu'à une ouverture numérique de 0.2 : parmi ceux testés, il présente le meilleur contraste d'image, un faible niveau de chromatisme longitudinal, un champ presque plat sans chromaticité latérale. L'un des problèmes évidents est un niveau d'astigmatisme assez élevé. Mais le fait que cet objectif puisse être acheter pour peu d'argent en n'importe quelle quantité, et la modification est assez simple, ce qui la rend très attrayante.

L'objectif 10x0.3 160/- (probablement de Carl Zeiss Jena) présente le meilleur détail d'image au centre de la monture parmi ceux testés, mais possède également la plus grande courbure de champ, ainsi qu'un chromatisme latéral prononcé. En termes de contraste d'image, l'objectif n'est pas très inférieur à l'objectif chinois modifié. La lentille a des propriétés similaires LOMO 10×0.4L avec une ouverture D=8 mm (NA~0.25), mais son contraste global est sensiblement plus faible, tout comme le degré de correction de l'astigmatisme.

Lentilles LOMO Épi 9×0.2 et Progress 8×0.2 sont fondamentalement différents sauf en matière de protection contre la lumière et de grossissement : du fait de la présence d'antireflet et d'ondulations des surfaces internes, Epi 9×0.2 est beaucoup plus contrasté que 8×0.2. Dans le même temps, Epi 9×0.2 est sensiblement inférieur en qualité d'image au centre à l'achromat chinois modifié, a une plus grande courbure de champ, mais un niveau d'astigmatisme inférieur.

LOMO Plan 10×0.2 dans cette comparaison n'a que les avantages d'un champ plat et d'un astigmatisme corrigé, mais sinon l'objectif est plutôt un outsider.

Voici des exemples de photographies sans empilement, prises avec un plan LOMO 10 × 0.2 et un appareil photo Sony NEX-3 (APS-C) monté sur un microscope MBI-1 modifié.

Liste des objets sur la photo : 1) octaèdres de chlorure d'hexamine nickel(II), 2) aiguilles plates d'acétylacétonate de cuivre(II), 3) Intercroissance de schénite de nickel, 4) Intercroissance d'aiguilles d'acétalacétonate de fer(III), 5) Plaques de cuprate d'oxalate de potassium, 6) Eye of the Dead papillon, 7) et 8) Écailles d'ailes de papillon de nuit, 9) -11) Soufre rhombique, 12) Thiocyanatocobaltate de potassium, 13) Fragment de pièce de monnaie, 14) Bord de lame, 15) Écran de smartphone IPS.

Ensuite - des instantanés utilisant l'empilement.

Liste des objets sur la photo : 1) octaèdres de chlorure d'hexamine nickel(II), 2) aiguilles plates d'acétylacétonate de cuivre(II), 3) Intercroissance de schénite de nickel, 4) Intercroissance d'aiguilles d'acétalacétonate de fer(III), 5) Plaques de cuprate d'oxalate de potassium, 6) Eye of the Dead papillon, 7) -9) Rhombic soufre, 10) Thiocyanatocobaltate de potassium, 11) Fragment de pièce de monnaie, 12) Tranchant de la lame.

Le problème du calcul d'un objectif 10x de haute qualité

LOMO Plan 9×0.2, si vous ne tenez pas compte du contraste de l'image, n'est pas et n'est pas considéré comme le pire objectif de la classe des optiques de microscope économiques. Cependant, l’analyse de ses caractéristiques optiques par simulation de conception optique donne un résultat très décevant.

Ainsi, lorsqu'il est utilisé avec des appareils photo modernes, l'objectif est capable de fournir une résolution ne dépassant pas 33 lignes/mm, et ce dans un cercle d'environ 8 mm de diamètre. L'objectif souffre d'un sphérochromatisme monstrueux - la taille totale du point de diffusion, même sur l'axe, est d'environ 400 microns, ce qui conduit à une valeur MTF pour 10 lp/mm de seulement 0.6 - parmi les objectifs photographiques, il serait très difficile de le trouver un spécimen avec une netteté de contour si terrible ! La courbure de champ de l'objectif est sous-corrigée et le chromatisme latéral est à un niveau inacceptable pour les appareils photo modernes. La qualité optique du LOMO Plan 9×0.2 comme objectif photo est monstrueuse. Cependant, comme la plupart des objectifs de microscope, comme le montre le test ci-dessus. Que faudrait-il pour améliorer considérablement la qualité d’image d’un objectif 10x ?

Premièrement, l’aberration sphérochromatique doit être corrigée. Cela nécessite une augmentation du nombre d'éléments optiques (réduisant l'influence de l'aberration sphérique) et l'utilisation de verres modernes issus d'une gamme de couronnes en fluorophosphate et en phosphate lourd (réduisant le chromatisme). L'utilisation de verres hautement réfringents permet de contrôler efficacement la courbure de champ et l'astigmatisme.

Sur la base de la conception optique du LOMO Plan 9×0.2 à l'aide du catalogue CDGM, j'ai calculé de nouvelles lentilles : une classe « Fluor-Plan » à sept éléments 10×0.22 (planachromat à spectre secondaire réduit) et un planachromat à neuf éléments 10 ×0.25. La qualité de cette dernière est la diffraction pour la zone centrale de l'image. Les objectifs sont conçus pour être utilisés avec des matrices de format jusqu'à 36×24 et ont corrigé aberration chromatique pour la plage de 400 à 700 nm, y compris les latéraux.

Comme vous pouvez le constater, seul l'objectif 10x0.25, un apochromat pour les longueurs d'onde de 400 à 700 nm, possède une qualité optique véritablement suffisante pour être utilisée avec les appareils photo modernes.

Malheureusement, le développement, la fabrication et l'assemblage d'optiques de ce niveau sont un processus coûteux, et de plus, la microscopie est une industrie extrêmement conservatrice, et donc des optiques de plus ou moins haute qualité, du moins même au niveau du plan LOMO 10x0.22. (qui n'est même pas Fluor-Plan et a la même résolution ~ 30-35 l/mm) est très rare, et la plupart se contentent d'objectifs bon marché fabriqués à partir de conceptions optiques il y a près d'un siècle et demi.

Tous les avis sur les objectifs de microscope standard RMS avec une distance de tube finie (160-190 mm) :

Optique moderne des fabricants chinois :

1. Test de l'objectif faible grossissement 2/0.05 160/- (sans nom, Chine). Problèmes de construction de lentilles à faible grossissement pour microscopes
2. 4x0.1 160/0.17 achromat (Chine, sans nom)
3. Optique microscopique sur une caméra. Examen de l'objectif de microscope Plan 4x0.1 160/0.17 (Chine, sans nom)
4. 10x0.25 160/0.17 achromat (Chine, sans nom) - modification et test
5. Revue et test comparatif de l'achromat microscopique 20/0.40 160/0.17 (Chine, sans nom)
6. Examen de l'objectif du microscope Planachromat Plan 20x0.4 160/0.17 (sans nom, Chine)

Avis sur les lentilles soviétiques pour microscopes :

1. Objectifs de microscope 3.7x0.11 (OM-12), 4.7x0.11 (LOMO, Progress) : revue et test
2. Revue et test du microscope achromatique LOMO M42 8x0.2
3. Examen, analyse et grand test comparatif des lentilles de microscope LOMO Plan 9x0.20 et 10x0.20 (OM-2)
4. Progress 9×0.20 190-P (OM-13P)
5. LOMO Epi 9x0.2 (OE-9, adapté)
6. LOMO 10x0.4 L (OM-33L) - modification et test
7. Revue et test de l'achromat microscopique OM-27 20x0.4 (Progrès)
8. Examen de l'objectif du microscope achromatique LOMO 21×0.4 190-P (OM-8P)

Verres 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)

Lentilles d'autres fabricants :

1. Lambda 10/0,25 160/-

résultats

LOMO Plan 9×0.20 (10×0.20) est une solution ultra-économique issue de l'ancienne optique soviétique. L'objectif a une distance de travail pratique, un champ plat et est probablement bon pour un usage visuel, mais en raison du chromatisme latéral et du très faible contraste, il est mal adapté aux besoins de la photographie. Compte tenu de la disponibilité de programmes soviétiques et lentilles chinoises Cela ne sert à rien de chercher spécifiquement ce planaromat, mais si vous l'avez eu par hasard, ça vaut le coup d'essayer s'il n'y a pas mieux.