Om een goed microscopisch beeld te krijgen is het belangrijk dat objectief en oculair op elkaar zijn afgestemd. In de regel is het zo dat microscoop-fabrikanten hier zorg voor dragen en dat een objectief-oculair combinatie van dezelfde fabrikant optimaal is. Dit is meestal het geval, maar lang niet altijd.  Regelmatig zie ik dat bepaalde optische combinaties van verschillende merken een beter resultaat geven dan combinaties van hetzelfde merk.

Dat objectief en oculair goed op elkaar zijn afgestemd is het meest belangrijk wanneer men foto's gaat maken omdat daar eventuele optische fouten pas goed opvallen. Tijdens het kijken door een microscoop corrigeren de hersenen voor een deel de fouten in het beeld zodat bijvoorbeeld chromatische aberratie minder goed opvalt. Gaat men er echter goed op letten dan worden ook bij visuele waarneming ongelukkige combinaties van oculairen en objectieven merkbaar en op een gegeven moment kunnen ze als zeer storend worden ervaren. Het kijkgenot kan hierdoor aanzienlijk getemperd worden.

De kwaliteit van een optische combinatie is het beste te beoordelen met een diatomeeën-preparaat of met een object-micrometer. Maar ook een gekleurd of vers planten-preparaat kan hiervoor dienst doen. Bij objectieven 2.5 - 10 vind ik wit zand goed materiaal om chromatische aberratie mee te testen.

De testen die volgen zijn gebaseerd op het gebruik van een camera-objectief dat dienst doet als relais-optiek tussen oculair en sensor. Als camera heb ik een Olympus PEN E-PL1 gebruikt met een Sigma 30 mm objectief of een Olympus 17 mm Pancake lens. Met de Pancake lens is het mogelijk om het gehele microscoopveld te fotograferen en zodoende eventuele optische aberraties tot aan de rand van het gezichtsveld goed te kunnen detecteren.

Het beeld van de meeste objectieven die berekend zijn voor een eindige mechanische tubuslengte (veelal 160 of 170 mm) is niet uitgecorrigeerd en bevat nog restfouten die door de bijbehorende oculairen zo goed als het kan worden verwijderd. Dit gebeurde met behulp van zogenaamde compenserende oculairen. Bij deze oculairen werd een aan de objectieven tegengestelde fout ingebouwd zodat deze elkaar opheffen en het netto resultaat een gecorrigeerd beeld is. Compenserende oculairen worden vaak aangeduid met de letter 'C' (compensation), 'K' (Kompensation), 'P' (Photo) of andere afkortingen met deze letters. Bij Carl Zeiss stond er bijvoorbeeld C, Cpl, Kpl of KF op. Bij Carl Zeiss Jena was het 'PK' en bij Olympus 'P'. En Leitz had weer Periplan oculairen. De aanduidingen verschillen dus per fabrikant en op sommige compenserende oculairen staat niets waaruit af te leiden is dat het corrigerende oculairen zijn. Een oranje-gele rand om het gezichtsveld is vaak een aanwijzing dat een oculair compenserend is. Deze rand is echter niet altijd even goed zichtbaar en sommige compenserende oculairen geven een blauwe rand om het gezichtsveld. De beste test is nog altijd de kritische beoordeling van een objectmicrometer of een ander preparaat waarmee chromatische aberratie gemakkelijk zichtbaar wordt.

Vaak is het zo dat niet alle objectieven van eenzelfde fabrikant dezelfde mate van compensatie nodig hebben. Dit is met name het geval bij oudere optiek van de gerenommeerde fabrikanten en recente merkloze objectieven. Daar is het vaak zo dat de kleiner vergrotende achromaten (2.5x -10x) nauwelijks tot geen compensatie nodig hebben. Gebruikt men hier een compenserend oculair dan worden deze objectieven over-gecorrigeerd met duidelijke chromatische aberratie tot gevolg.  Alle beter gecorrigeerde objectieven zoals planachromaten (plan) fluoriet objectieven of (plan) apochromaten hebben echter meestal compensatie nodig. Doordat er verschil in compensatie nodig was werden er bij een microscoop verschillende typen oculairen geleverd. De eenvoudige Huygens oculairen zonder extra aanduiding waren bedoeld voor de kleiner vergrotende achromaten. Carl Zeiss had echter de compensatie voor alle objectieven op hetzelfde niveau gebracht. Datzelfde was het geval toen zowel Leitz als Olympus objectieven met 45 mm bouwlengte gingen produceren. De oudere 37 mm objectieven van Leitz en Olympus hadden nog een verschillende mate van compensatie nodig.

Carl Zeiss Oberkochen heeft uitsluitend compenserende oculairen gemaakt en ze werden aangeduid met C, Cpl, KF en Kpl. De C oculairen hebben de minste correctie en de Kpl oculairen compenseren het beste. C-oculairen werden aanbevolen voor normale achromaten, Cpl en KF voor achromaten / semi-planachromaten en Kpl tevens voor de beter gecorrigeerde (plan)Neofluaren en (plan)apochromaten. Maar eigenlijk kunnen Kpl oculairen voor alle objectieven gebruikt worden. Met de Cpl (Compensations-Plan) en Kpl (Kompensations-Plan) oculairen wordt een betere plan-correctie bereikt waarbij dus een groter gedeelte van het gezichtsveld scherp in beeld is. Voor fotografie waren er dan nog speciale foto-oculairen, gekenmerkt met 'FK' en 'S-Kpl'. De S-Kpl oculairen waren de beste Carl Zeiss oculairen überhaupt en hiervoor wordt op de tweedehands markt nog steeds een aardige prijs gevraagd.

Zeiss had voor alle objectieven dezelfde compensatie berekend, behalve voor de 3.2/0.07 achromaat. Dit betekent dat geen enkel oculair van Carl Zeiss Oberkochen bevredigende resultaten geeft met de 3.2 achromaat. Dit objectief heeft nauwelijks compensatie nodig en bij gebruik van een corrigerend oculair ontstaat er een zeer sterke chromatische aberratie. Het is goed voorbeeld van een optische mismatch tussen objectief en oculair van dezelfde fabrikant. Duitse microscopisten noemen het 3.2/0.07 objectief wel eens "Flashenboden", wat vrij duidelijk aangeeft dat het beeld niet geweldig is wanneer het gebruikt wordt met een van de compenserende oculairen van Carl Zeiss. Maar wanneer dit objectief gecombineerd wordt met een willekeurig niet- of minder compenserend oculair dan wordt het beeld sterk verbeterd zoals de volgende experimenten laten zien.

Zandkorrels, gefotografeerd met een Carl Zeiss 3.2/0.07 objectief. Links is een Carl Zeiss C10x oculair gebruikt, rechts een Olympus 10x oculair. Het Olympus oculair compenseert nauwelijks en geeft hier een veel beter beeld. Bij gebruik van het C10x oculair ontstaan sterke blauwe kleurranden. Het Olympus oculair geeft overigens een goed beeld met de Olympus 4/0.10 en 10/0.25 achromaten.

Gekleurde stengeldoorsnede van Tilia gefotografeerd met Carl Zeiss 3.2/0.07 objectief en met Olympus, Euromex en Carl Zeiss (CZ) oculairen. Bij de CZ oculairen is er vooral naar de rand toe een sterke chromatische aberratie zichtbaar.

Stengeldoorsnede van Tilia gefotografeerd met twee verschillende Carl Zeiss overzichts objectieven. Links: 3.2/0.07 en Olympus 10x Oculair. Rechts: Plan 2.5/0.08 en Kpl10xW oculair. Het eindresultaat is vergelijkbaar doordat er oculairen met een verschillende compenserende werking zijn gebruikt.

In de volgende testen heb ik C10x, CPL W 10x, KF 10x en Kpl 10x W met elkaar vergeleken. Het meest tegenvallend zijn naar mijn mening de CPL oculairen. Deze oculairen laten een duidelijke kussenvormige vertekening zien. Geen wonder dat CPL oculairen soms "Cheap Plastic Lenses" werden genoemd......

Object-micrometer gefotografeerd met een Carl Zeiss Plan 25/0.45 en CPL W 10x oculair. De maatstrepen zijn aan de randen duidelijk gekromd door kussenvormige vertekening.

Object-micrometer gefotografeerd met een Zeiss F40/0.65 objectief. Links Cpl W10x oculair, rechts Leitz Periplan GF10x (oudere versie). De kussenvorminge vertekening door het Cpl W10x oculair wordt hier nog beter zichtbaar terwijl een oculair van een andere fabrikant de object-micrometer veel beter weergeeft.

Het effect dat een kussenvormige vertekening op het beeld kan hebben wordt duidelijk aan de hand van een preparaat met Arachnoidiscus. In de volgende afbeelding is het hele gezichtsveld van het preparaat te zien waarbij het middelste exemplaar van Arachnoidiscus naar de rand wordt verschoven. Door de kussenvormige vertekening van het CPL W 10x oculair wordt de diatomee ovaal vervormd.

Het middelste exemplaar van Arachnoidiscus (A) wordt naar de rand verschoven (B) waarbij de diatomee ovaal vervormd wordt. In het linker beeld is de vervorming tevens zichtbaar bij de aan de rand liggende exemplaren. Carl Zeiss Plan 25/0.45 en CPL W 10x.

Uitsneden van de vorige afbeelding. A: in het midden gelegen exemplaar. B: hetzelfde exemplaar, maar nu naar de rand verschoven. Naast ovale vervorming is aan de rand chromatische aberratie zichtbaar.

Ik heb ervaring met veel verschillende oculairen maar zelden heb ik oculairen gezien die het beeld zo sterk vervormen als de Cpl oculairen.

In de volgende afbeeldingen is de object-micrometer gefotografeerd met de andere oculairen. Zelfs de afbeeldings-kwaliteit van het C10x oculair is beter dan met CPL W 10x.

Object-micrometer gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en C10x oculair. Zeer geringe kussenvormige vertekening aan de randen.

Object-micrometer gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en KF 10x oculair. Geen kussenvormige vertekening maar iets mindere plan-correctie dan met Kpl 10x W oculair.

Object-micrometer gefotografeerd met Carl Zeiss Plan 25/0.45 en Kpl 10xW oculair. Beste correctie, geen kussenvormige vertekening en optimale plan-correctie.

Uitsneden uit de vorige afbeeldingen waarbij de object-micrometer helemaal aan de linkerkant van het gezichtsveld zichtbaar is. Alleen het Kpl 10x W oculair geeft over het gehele gezichtsveld een beeld zonder artefacten.

Tot slot nog een vergelijking tussen een Kpl10xW oculair, het beste oculair van Zeiss en een Leitz Periplan GF10x (TL 170 mm) oculair. Het periplan oculair blijkt redelijk goed te harmoniëren met Zeiss objectieven. De plan-correctie van het Kpl10xW oculair is echter iets beter. Voor het beste resultaat moet het periplan oculair iets hoger in de tubus worden geplaatst totdat het beeld parfocaal is met een ander Zeiss oculair. Zonder deze verhoging is het beeld echter nog steeds redelijk, zoals onderstaande vergelijking laat zien.

Objectmicrometer gefotografeerd met Zeiss plan 40/0.65. Links werd een Zeiss Kpl10xW oculair gebruikt, rechts een Leitz Periplan GF10x (TL 170 mm). De resultaten zijn vergelijkbaar. Het periplan oculair werd niet verhoogd in de tubus geplaatst, daardoor is het gezichtsveld een zeer kleine fractie groter dan dat van het Kpl10xW oculair.

Bij de volgende test heb ik drie oculairen met elkaar vergeleken: Zeiss Kpl10xW, Zeiss KF10x en Leitz Periplan GF10x (170mm). Als materiaal heb ik wit zand gebruikt en dat heb ik met een Carl Zeiss Neofluar 6.3/0.20 gefotografeerd. Ook hier blijkt het Periplan oculair een redelijk goed beeld te geven dat ik overigens beter vind als het beeld met het Zeiss KF10x oculair.

Wit zand gefotografeerd met Carl Zeiss Neofluar 6.3/0.20 en Zeiss Kpl10xW (links), Zeiss KF10x (midden) en Leitz Periplan GF10x (rechts). Het Leitz oculair werd hier iets hoger in de tubus geplaatst zodat het parfocaal was met de Zeiss oculairen. De foto's werden gemaakt met een Zeiss Standard Junior en met als camera de Olympus PEN E-Pl1 met Olympus 17 mm lens.

Samenvattend kan gezegd worden dat voor Carl Zeiss / Zeiss objectieven voor 160 mm mechanische tubuslengte het beste Kpl-oculairen gebruikt kunnen worden, zowel voor visuele waarneming als voor afocale fotografie. De enige uitzondering is hierbij de 3.2/0.07 achromaat die het beste in combinatie met een willekeurig niet-compenserend oculair gebruikt kan worden. Verder is gebleken dat Leitz Periplan GF10x oculairen (TL170 mm) prima te gebruiken zijn met Zeiss objectieven.

Bij Zeiss-Winkel was de benodigde correctie van de verschillende objectieven nog niet op hetzelfde niveau gebracht. Objectieven ≤ 10/0.25 hadden nauwelijks compensatie nodig. Oculairen met extra compensatie werden aangegeven met 'K' terwijl later ook Kpl oculairen gemaakt zijn, vlak voordat Zeiss-Winkel overging in Carl Zeiss. Op oculairen die minder compenseren staat behalve de vergroting niets. Maar zelfs met deze minder corrigerende oculairen wordt met de lager vergrotende achromaten geen optimaal beeld verkregen. Vergelijkingen met merkloze Huygens oculairen laten zien dat deze een beter beeld geven dan de originele Zeiss-Winkel oculairen. Ik vermoed dat de minder corrigerende oculairen van Zeiss-Winkel een compromis geweest zijn, dus dat ze niet al te slecht werkten met zowel de lager- als de hoger vergrotende objectieven. Dit om het veelvuldig wisselen van oculairen te voorkomen.

Epidermis van een blad van Yucca filamentosa gefotografeerd met een Zeiss-Winkel 10/0.25 objectief. A: Euromex 10x oculair. B: Zeiss-Winkel 8x oculair. In de onderste foto is naar de randen toe veel meer onscherpte zichtbaar dan in de bovenste afbeelding.

Object-micrometer gefotografeerd met een Zeiss-Winkel 10/0.25: A: naamloos 10x oculair. B: Zeiss-Winkel 10x oculair. Met een naamloos oculair wordt met deze oude achromaat de gehele micrometer-schaal scherp afgebeeld!

De volgende testen laten zien dat Zeiss-Winkel 40/0.65 achromaten een beter beeld geven met een Olympus P10x oculair dan met originele Zeiss-Winkel K8x en 10x oculairen. Voor de hoger vergrotende objectieven van Zeiss-Winkel gebruik ik voor visuele waarneming meestal Olympus WF10x oculairen. Deze hebben dezelfde compensatie als de P10x oculairen en ze hebben tevens een groter gezichtsveld met veldnummer 18. Om parfocaliteit te waarborgen moeten de Olympus oculairen ongeveer 10 mm hoger in de tubus worden geplaatst.

Object-micrometer gefotografeerd door een Zeiss-Winkel objectief 40/0.65. Met als oculairen, van boven naar beneden: Olympus P10x, Zeiss-Winkel 10x en Zeiss-Winkel K8x. Ook hier is aan de zijkanten de chromatische aberratie duidelijk zichtbaar bij gebruik van Zeiss-Winkel oculairen.

Ook de nog oudere Zeiss-Winkel achromaten met 39 mm parfocale lengte harmoniëren prima met oculairen van andere fabrikanten. Zowel het 42/0.65 als het 42/0.85 objectief geeft minimale artefacten in combinatie met een Olympus P10x oculair terwijl het 10/0.25 Objectief perfect harmonieert met een Euromex 10x Huygens oculair.

Zeiss-Winkel achromaat 42/0.85 geeft in combinatie met een Olympus P10x oculair zeer weinig chromatische aberratie.

Objectmicrometer gefotografeerd met Zeiss-Winkel 10/0.25, 39 mm parfocale lengte. Als oculair werd een Euromex 10x Huygens oculair gebruikt. Er is geen noemenswaardige chromatische aberratie zichtbaar, in de onderste foto is de objectmicrometer zelfs tot aan de rand van het gezichtsveld scherp.

Olympus microscopen met 37 mm objectieven werden met verschillende typen oculairen uitgerust. Hoefijzer statieven werden vaak geleverd met 2 of 3 oculairen zoals een 5x, 10x en een P10x oculair. Naast deze standaard vergrotingen waren er nog  7x, P7x, 15x en P15x oculairen. Binoculaire microscopen werden voorzien van groothoek oculairen zoals de WF10x lenzen. De P- en WF oculairen hebben de hoogste graad van correctie en zijn geschikt voor de beter gecorrigeerde objectieven, planachromaten en achromaten vanaf 40/0.65 en hoger. Voor minder vergrotende achromaten zijn er de gewone Huygens oculairen 5x, 7x en 10x. Wanneer er een P op een oculair staat dan betekent dat in het algemeen een betere correctie, bij Olympus werd er een 'photo eyepiece' mee aangeduid. Hieronder volgen enkele testen waarbij weer duidelijk wordt dat voor gewone achromaten verschillende oculairen noodzakelijk zijn om er per objectief het beste uit te halen.

Object-micrometer gefotografeerd met een Olympus 10/0.25 objectief. A: Olympus 10x oculair. B: Olympus P10x oculair, hier is aan de randen chromatische aberratie te zien veroorzaakt door over-correctie.

Object-micrometer gefotografeerd met een Olympus plan 20/0.40. A: Olympus 7x oculair. B: Olympus P7x oculair. Duidelijke chromatische aberratie aan de randen met het 7x oculair. Dit objectief heeft weer wel de extra compensatie van een P oculair nodig.

Object-micrometer gefotografeerd met een Olympus PL 40/0.65 en drie verschillende Olympus oculairen. Chromatische aberratie en geringe kussenvormige vertekening is aan de randen zichtbaar met een Olympus 10x oculair (A). Betere correctie wordt bewerkstelligd met een Olympus P10x (B) en Olympus WF10x (C) oculair. P10 en WF10x hebben een vergelijkbare correctie maar het gezichtsveld is bij WF10x aanzienlijk groter.

Ik ben in het bezit van een set merkloze oculairen waar alleen 8xP op staat geschreven. Deze blijken zeer goed te harmoniëren met Olympus objectieven, zoals onderstaande afbeelding laat zien.

De combinatie van een Olympus PL 40/0.65 objectief en een merkloos 8xP oculair blijkt een goede match te zijn.

Toen Olympus de objectieven met 45 mm lengte introduceerde, de zogenaamde LB (Long Barrel) objectieven, werden die ook met andere oculairen gebruikt. Bij deze oculairen behoorden o.a. de CWHK10x oculairen. Ik bezit enkele exemplaren van het type CWHK10x-T/18L. Deze oculairen werken ook goed samen met 37 mm objectieven van Olympus. Ik was enigszins verbaasd toen ik ontdekte dat ze zelfs beter harmoniëren met 37 mm objectieven dan de WF10x oculairen die daar eigenlijk voor bedoeld waren. In onderstaande test heb ik de twee oculairen met elkaar vergeleken en het CWHK10x blijkt een betere plan-correctie uit te voeren waardoor het beeld met een plan-objectief tot aan de rand scherp is.

Pollen van Clivia miniata gefotografeerd met Olympus Plan 10/0.25 (37 mm lengte). Links: Olympus WF10x oculair. Rechts: Olympus CWHK10x-T/18L oculair. Het rechter beeld laat een betere plan-correctie zien, de diameter van het gezichtsveld is minimaal kleiner. Camera: Olympus PEN E-PL1 met 17 mm camera-objectief.

Er bestaan nogal wat bedrijven die goedkope microscopen en optische onderdelen uit China importeren. Op de oculairen en objectieven van deze microscopen staat nooit de naam van een fabrikant, hooguit staat er de naam van de importeur op. De eenvoudigere microscopen bedoeld voor het onderwijs bezitten meestal gewone achromaten die berekend zijn voor een mechanische tubuslengte van 160 mm en worden vaak met groothoek oculairen (WF) uitgerust die niet of nauwelijks compenseren. Alleen bij de 4/0.10 en 10/0.25 achromaten is er dan een redelijk beeld. Vanaf 40/0.65 en hoger is het beeld met zulke oculairen aanmerkelijk slechter. Soms wordt beweerd dat de hoger vergrotende objectieven aan zulke microscopen niet kunnen overtuigen. Wanneer men de merkloze oculairen gebruikt die erbij geleverd worden dan ziet het beeld er inderdaad vaak niet goed uit. Maar zodra er compenserende oculairen worden gebruikt treedt er een sterke verbetering op. Mijn ervaring is dat merkloze hoger vergrotende objectieven een prima beeld kunnen leveren als er compenserende oculairen van Olympus (WF of P-oculairen) of Carl Zeiss (bijvoorbeeld Kpl oculairen) worden gebruikt. De volgende testen werden gedaan met een merkloze 40/0.65 achromaat die aan een zeer eenvoudige schoolmicroscoop zat. Het objectief werd tevens vergeleken met een 160 mm objectief uit de latere periode van Zeiss.

Links: merkloze en Zeiss 40/0.65 achromaat. Rechts: merkloos WF-oculair en Carl Zeiss Kpl10xW oculair. Dit soort  merkloze objectieven treft men vaak aan bij chinese import microscopen uit de lagere prijsklasse.

Diatomeeën aan de rand van het gezichtsveld gefotografeerd met het merkloze 40/0.65 objectief. Boven werd het bijbehorende WF10x oculair gebruikt, onder een Carl Zeiss Kpl10xW oculair. In het bovenste beeld is een sterke chromatische aberratie en vervorming zichtbaar.

Ik heb het merkloze objectief nog vergeleken met verschillende achromaten van Zeiss en moet concluderen dat dit objectief net zo goed is als de zwarte achromaat uit de latere periode van Zeiss.

Stengeldoorsnede van Tilia. Links: merkloos 40/0.65 objectief. Rechts: de zwarte Zeiss 40/0.65 achromaat. In beide gevallen werd een Kpl10x oculair gebruikt. Er is nauwelijks enig verschil zichtbaar en beide objectieven geven een vergelijkbaar contrast en kleurweergave.

Bij de objectieven van gerenommeerde merken hebben alle planachromaten compensatie nodig. Bij merkloze optiek hoeft dit niet altijd het geval te zijn. Ik bezit een merkloos plan 4/0.10 objectief dat duidelijk geen compensatie nodig blijkt te hebben. Het objectief heb ik getest met een niet-compenserend merkloos WF10x oculair, een Olympus WF10x oculair en een Carl Zeiss Kpl10xW oculair, allen met veldnummer 18. De laatste twee oculairen zijn natuurlijk corrigerende oculairen en dat is te zien aan de geel-oranje rand om het gezichtsveld. Als materiaal voor de test heb ik wit zand gebruikt. Hiermee worden chromatische aberraties bij de lager vergrotende objectieven zeer goed zichtbaar.

Merkloos plan 4/0.10 objectief en drie groothoek-oculairen met v.l.n.r. merkloos 10x, Olympus WF10x en Carl Zeiss Kpl10x W.

Wit zand gefotografeerd met merkloos plan 4/0.10 objectief. Als oculairen werden gebruikt: merkloos 10x (links), Olympus WF10x (midden) en Carl Zeiss Kpl10x W (rechts). Let op de geel-oranje rand bij de compenserende oculairen. Het linkerbeeld is zoals het hoort. Bij de andere twee beelden is er aan de rand duidelijk chromatische aberratie en vervorming zichtbaar. Doordat het beeld aan de rand slecht is wordt de subjectieve indruk van deze foto's compleet geruïneerd.

Combinaties van objectieven en oculairen van dezelfde fabrikant hoeven niet altijd het beste resultaat op te leveren. Met name bij oudere achromaten loont het zich om zelf wat te experimenteren. Om het beste uit achromaten te halen zijn verschillende oculairen nodig die meer of minder corrigeren en waarbij de lage objectief-vergrotingen weinig tot geen correctie nodig hebben. De juiste objectief-oculair combinatie bepaalt men het beste experimenteel en door kritisch het microscopische beeld te beoordelen met daarvoor geschikte test-preparaten.