De achromaten van Zeiss en Zeiss-Winkel

Achromaten zijn de meest eenvoudige objectieven waarbij de chromatische aberratie voor slechts twee kleuren gecorrigeerd wordt: blauw en rood. Dit betekent dat er soms nog wat restkleur als artefact in het microscopisch beeld aanwezig kan zijn. Bij Zeiss ben ik er achter gekomen dat de mate waarin deze restkleur verschijnt nogal verschilt tussen achromaten met 160 mm mechanische tubuslengte van (Carl) Zeiss en Zeiss-Winkel. De oudste objectieven met 45 mm bouwlengte van Zeiss werden gemaakt door Zeiss-Winkel in Göttingen. We hebben het dan over de late jaren 40 en aan het einde van de jaren 50 ging Zeiss-Winkel over in Carl Zeiss. De plaats van productie werd Oberkochen. Later werd alleen nog de naam Zeiss gebruikt. En dan was er ook nog Carl Zeiss Jena, in voormalig Oost-Duitsland. Objectieven die hier geproduceerd werden hadden als opschrift 'Carl Zeiss Jena' en gedurende een bepaalde periode stond er  'aus Jena'  op.

Achromaten 40/0.65

De onderstaande test heeft betrekking op de achromaten 40/0.65 met 45 mm parfocale lengte van Zeiss en Zeiss-Winkel. Voor de test heb ik verschillende preparaten gebruikt en wat opvalt is dat de omranding van objecten bij Zeiss-Winkel 40/0.65 objectieven een andere kleur heeft dan bij Carl Zeiss en Zeiss 40/0.65 achromaten. Bij Zeiss-Winkel is de restkleur roze terwijl dit bij de andere objectieven blauw is. De licht paarse kleur bij Zeiss-Winkel is veel minder aanwezig dan het felle blauw dat je ziet bij de andere objectieven. Het resultaat hiervan is dat de beelden gemaakt met de Zeiss-Winkel objectieven neutraler overkomen. Blijkbaar gebruikte Zeiss-Winkel een ander soort van compensatie. Ik heb de indruk dat Zeiss-Winkel achromaten over het algemeen minder kleur-artefacten produceren dan alle andere, latere Zeiss achromaten. Het is verassend hoe goed deze 70 jaar oude objectieven al waren. Misschien gebruikte Zeiss-Winkel een ander soort glas. De welbekende beter gecorrigeerde Neofluar objectieven werden ook als eerste door Zeiss-Winkel geproduceerd. De oudere Zeiss-Winkel objectieven hebben wel meer beeldveldkromming maar dat heb ik nooit zo storend gevonden; wat je fotografeert ligt toch meestal in het midden van het beeldveld. Voor fotografie met achromaten prefereer ik in ieder geval Zeiss-Winkel.

Zeiss 40/0.65 achromaten chronologisch gerangschikt van eind jaren 40 (1) tot eind jaren 90 (8).

1: Zeiss-Winkel, eerste versie 45 mm, late jaren 40
2: Zeiss-Winkel, jaren 50
3: aus Jena
4: Carl Zeiss
5: Carl Zeiss
6: Zeiss
7: Zeiss F40
8: Zeiss Plan40

Pinnularia, gefotografeerd met de verschillende Zeiss achromaten.

Bij deze uitvergrotingen worden de kleur-artefacten nog beter zichtbaar.

Ook bij andere objecten is duidelijk het verschil te zien tussen Zeiss en Zeiss-Winkel.

A en B: De diatomee Stauroneis, gefotografeerd met Carl-Zeiss 40/0.65 (nummer 5) en Zeiss-Winkel 40/0.65  (nummer 2). C en D: Huidmondje van Hosta gefotografeerd met Zeiss 40/0.65 (nummer 6) en Zeiss-Winkel 40/0.65 (nummer 1).

In eerste instantie lijkt het dat de foto's gemaakt met Zeiss-Winkel objectieven minder contrast hebben dan de andere beelden. Ik denk echter dat de donkerdere blauwe kleurafwijking bij de andere objectieven tenminste voor een deel het contrast versterkt doordat deze kleur meer aanwezig is dan de licht paarse tint bij Zeiss-Winkel.

Donkerveld-opnames van Pleurosigma angulatum. Zeiss 40/0.65 (nummer 6) met C10x oculair (A) en Kpl10x oculair (B). Met het Kpl10x oculair lijken de kleur-artefacten nog iets te worden versterkt; het effect is zeer subtiel maar zichtbaar. C: Zeiss-Winkel 40/0.65 (nummer 1). De kleur-artefacten zijn met Zeiss-Winkel iets minder aanwezig.

Vergelijking tussen het oudste en meest recente objectief uit de serie. Boven: Zeiss Plan 40 (nummer 8). Onder: Zeiss-Winkel 40 (nummer 1). In de uitvergrotingen rechts is het verschil in kleur-artefacten duidelijk zichtbaar.

Dan nog een laatste vergelijking tussen het oudste objectief uit de serie, de zwarte Zeiss-Winkel 40 en de veel latere Zeiss F40 met semi-plan correctie. Bij gebruik van Zeiss KF10x/18 oculairen valt mij op dat zelfs aan de rand het beeld beter is met het Zeiss-Winkel objecief wanneer aan de rand wordt scherpgesteld, er is minder chromatische aberratie zichtbaar. Wordt in het midden scherpgesteld dan is duidelijk dat de F40 natuurlijk een betere plan-correctie heeft. Maar ik ervaar dat de beeldkwaliteit in zijn geheel met de Zeiss-Winkel beter is, dat terwijl de KF-oculairen juist met het F40 objectief een goede match zouden moeten zijn. Een objectmicrometer laat nog eens zien dat de blauwe tint met het F40 objectief duidelijk aanwezig terwijl het Zeiss-Winkel objectief minder kleur-artefacten geeft.

Pollenkorrels van verschillende planten. Links: Zeiss F40/0.65 (nummer 7). Rechts: Zeiss-Winkel 40/0.65 (nummer 1) geeft een helder beeld met minder artefacten.

Objectmicrometer in het midden gefotografeerd met een Zeiss F40 objectief (links) en het oude zwarte Zeiss-Winkel objectief (rechts). Met de Zeiss-Winkel lens zijn de maatstrepen zwarter. Dat er links meer blauw aanwezig is wordt duidelijker wanneer men deze afbeelding wat groter maakt.

Ik verbaas me weer eens hoe goed die oude zwarte Zeiss-Winkel 40/0.65 achromaten al waren. Van de zwarte versie heb ik 4 exemplaren en allen geven ze contrastrijke, heldere beelden met minimale artefacten. Het lijkt erop dat de enige echte vooruitgang in de optiek bij de latere Carl Zeiss en Zeiss achromaten de verbeterde plan-correctie was...................

Achromaat 10/0.25 versus 10/0.22

Zodra Zeiss-Winkel eind jaren 50 overging in Carl Zeiss werd de apertuur van achromaten 10 aangepast; deze veranderde van 0.25 in 0.22. Zeiss-Winkel produceerde voorheen altijd 10/0.25 objectieven. Het verschil in oplossend vermogen lijkt niks maar bij kritische observaties is het wel degelijk merkbaar. Pas veel later, in de late jaren 80, produceerde Zeiss weer 10/0.25 objectieven zoals de F10/0.25.

Arachnoidiscus in donkerveld gefotografeerd met Zeiss-Winkel 10/0.25 (links) en Zeiss 10/0.22 waarbij de details links beter opgelost worden.

Achromaten 25/0.45

Een opmerkelijk geval is het Zeiss-Winkel 25/0.45 objectief. Bij vergelijking met een Carl Zeiss of Zeiss 25/0.45 blijkt dat de Zeiss-Winkel lens die ik in mijn bezit heb in de praktijk een iets hogere apertuur heeft. Het verschil in apertuur wordt duidelijk met een fasecontrast-condensor. Bij gebruik van de fase-ring 3 (Ph3) krijgt men met een 25/0.45 objectief ringvormige belichting. Alleen de buitenste rand van de apertuur wordt dan zichtbaar terwijl centraal licht geblokkeerd wordt. Met deze belichtings-techniek wordt het maximale oplossend vermogen van een objectief gebruikt terwijl het contrast verhoogt. Bekijkt men met een fase-telescoop de verlichte ring dan blijkt dat deze ring bij het Zeiss-Winkel 25/0.45 een klein beetje breder is. Dat kan alleen wanneer de apertuur iets hoger is. Ik zou een tweede exemplaar van de Zeiss-Winkel 25/0.45 moeten hebben om te zien of het verschil in apertuur consequent is.

Vergelijking tussen een Zeiss 25/0.45 (A) en Zeiss-Winkel 25/0.45 (B) objectief. Bij ringvormige belichting met de Ph3 fase-ring blijkt de verlichte ring bij Zeiss-Winkel iets breder te zijn.

In de volgende afbeelding wordt bij de Zeiss 25/0.45 met deze instelling al de overgang naar donkerveld-belichting zichtbaar, de randen zijn daar al onderbelicht (A). Dit als gevolg van de kleinere apertuur.

Preparaat met diatomeeën gefotografeerd met ringvormige belichting. A: Zeiss 25/0.45. B: Zeiss-Winkel 25/0.45. Bij de Zeiss 25/0.45 is de overgang naar donkerveld belichting al zichtbaar.

Bij deze diatomee wordt zichtbaar dat het oplossend vermogen met de Zeiss-Winkel 25/0.45 (B) iets beter is dan met de Zeiss 25/0.45 (A).

Wat betreft de chromatische aberratie van de 25/0.45 objectieven, ook hier is een verschil te zien tussen Zeiss en Zeiss-Winkel. Zeiss-Winkel geeft wederom een beeld met minder artefacten, al is het verschil wat subtieler dan bij de 40/0.65 achromaten.

Vergelijking tussen Zeiss 25/0.45 (links) en Zeiss-Winkel 25/0.45 (rechts). Het verschil in beeldkwaliteit is subtiel maar zichtbaar wanneer de afbeelding uitvergroot wordt. Bij Zeiss-Winkel zijn minder kleur artefacten aanwezig.

Detail opnames van Arachnoidiscus gefotografeerd met Zeiss 25/0.45 (bovenste foto) en Zeiss-Winkel 25/0.45 (onderste foto). De kleur-artefacten zijn bij het Zeiss objectief meer aanwezig.

Conclusie

De achromaten van Zeiss-Winkel uit de 40er en 50er jaren gaven al een verassend goed beeld. Bij de latere Zeiss achromaten is geen werkelijke verbetering anders dan de plan-correctie waar te nemen.  Sterker nog, de latere achromaten geven aantoonbaar sterkere kleur-artefacten die storend kunnen zijn in het beeld.