Eerherstel voor de achromaat

Al naar gelang de mate van correctie bestaan er grofweg drie categorieën microscoop-objectieven, te weten achromaten, fluorieten en apochromaten. Achromaten corrigeren de chromatische aberratie voor 2 kleuren, fluorieten voor 3 en apochromaten voor 4 kleuren. De beste correctie vindt dus plaats in apochromaten en deze objectieven hebben dan ook het hoogste oplossend vermogen.

Achromaten worden vaak gezien als tweederangs objectieven en minder geschikt om mee te fotograferen, een gangbaar misverstand. Mijn ervaring is dat er voor alle drie categorieën objectieven een plek is en dat de beter gecorrigeerde lenzen lang niet altijd de achromaten volledig kunnen vervangen. Dit heeft onder andere te maken met het feit dat zowel het contrast als de scherpte-diepte bij achromaten in een aantal gevallen beter kan zijn dan bij de hoger gecorrigeerde objectieven. Naarmate de numerieke apertuur (NA) van een objectief toeneemt, hoe hoger het oplossend vermogen en hoe geringer de scherpte-diepte. Een dik preparaat is vaak niet gebaat bij het gebruik van een hoog oplossende apochromaat. Vaak zie ik opnamen gemaakt met apochromaten waarbij het object niet helemaal tot zijn recht komt vanwege de geringe scherpte-diepte. Gebruik van een achromaat zou in dat geval tot een betere indruk van het object hebben geleid. Het is goed om je af te vragen: welk objectief heeft het te onderzoeken materiaal eigenlijk nodig? Wat is belangrijk, scherpte-diepte of oplossend vermogen?

In onderstaande voorbeelden laat ik een aantal vergelijkingen zien tussen de verschillende objectief-klassen. Duidelijk is dat met achromaten prima foto's kunnen worden gemaakt.

Afb.1. Voor een overzichts-opname van een Hoornblad blaadje voldoet een Zeiss-Winkel achromaat 10/0.25 (A) net zo goed als een Carl Zeiss Neofluar 10/0.30 (B). De achromaat geeft hier iets meer scherpte-diepte waardoor de totaal indruk van dit object verbetert.

Afb.2. Links: Cosmarium (boven) en Arcella (onder) gefotografeerd met een Zeiss-Winkel 40/0.65 achromaat. Rechts: dezelfde objecten met een Carl Zeiss 40/1.0 apochromaat.

De volgende vergelijking gaat tussen twee totaal verschillende objectieven: een merkloos water-immersie objectief 63/0.85 en een Carl Zeiss Neofluar 63/0.9. Het water-immersie objectief - een achromaat met 37 mm parfocale lengte - zat ooit aan een Euromex hoefijzer statief en er staat geen naam op. Boven alle verwachtingen blijkt dit objectief goud waard te zijn omdat water-immersie toegepast kan worden bij een numerieke apertuur van 0.85. Het objectief is daardoor veel minder gevoelig voor afwijkingen in dekglas-dikte. Het resultaat is een contrastrijk beeld. Het Neofluar 63/0.9 objectief heeft een correctie-ring om de juiste dekglas-dikte in te stellen. Dit soort droge objectieven met hoge NA zijn niet mijn favoriet, je blijft de correctie voor dekglas-dikte de hele tijd bijstellen en als dat niet goed gebeurt dan wordt het beeld flauw. Het is jammer dat er zo weinig water-immersie objectieven gebouwd zijn, het zijn fantastische lenzen om levend materiaal mee te bekijken.

Afb.3. Uitsnede van Pleurosigma angulatum gefotografeerd met een merkloze WI 63/0.85 achromaat (A) en een Carl Zeiss Neofluar 63/0.90 (B). In beeld A is een iets betere kontrast weergave waarneembaar.

Afb.4. Donkerveld opname van Stauroneis gefotografeerd met een Leitz 25/0.50 achromaat (A) en een Leitz planapochromaat 25/0.65 (B). Rechts, Pinnularia met Leitz achromaat 25/0.50 (C) en Leitz planapochromaat 25/0.65 (D). Met de achromaat is meer chromatische aberratie zichtbaar maar de scherpte-diepte is beter. Bovendien is in de donkerveld opname bij de planapochromaat meer overstraling zichtbaar; een hogere apertuur geeft in donkerveld vaak minder goede resultaten.

Afb.5. Mix van verschillende soorten stuifmeelkorrels gefotografeerd met een Leitz 25/0.50 achromaat (links) en een Leitz planapochromaat 25/0.65 (rechts). De opname rechts is kwalitatief beter maar er valt over te twisten welke opname de beste subjectieve indruk geeft. Door de betere scherpte-diepte met de achromaat is de begrenzing van de pollenkorrels duidelijker.

Afb.6. Spirogyra gefotografeerd met een Zeiss-Winkel achromaat 25/0.45 (A) en een Carl Zeiss Neofluar 25/0.60 (B). Rechts, Oedogonium gefotografeerd met Zeiss-Winkel achromaat 40/0.65 (C) en Carl Zeiss Neofluar 40/0.75 (D).

Afb.7. Stauroneis, gefotografeerd met een Carl Zeiss achromaat 40/0.65 (links) en Carl Zeiss Neofluar 40/0.75 (rechts).

Afb.8. Mix van verschillende algen gefotografeerd met een Zeiss-Winkel 40/0.65 achromaat (links) en een Carl Zeiss Neofluar 40/0.75 (rechts). De kleurweergave is beter met de Neofluar terwijl de achromaat een betere scherpte-diepte geeft.

Hieronder volgen nog enkele beelden die laten zien dat met simpele achromaten geen onaardige foto's gemaakt kunnen worden.

Afb.9. Cymbella gefotografeerd met Zeiss-Winkel achromaat 40/0.65.

Afb.10. Zygoten in Spirogyra. Zeiss-Winkel achromaat 40/0.65.

Afb.11. Closterium gefotografeerd met scheve belichting. Carl Zeiss achromaat 40/0.65.

De objectieven

Hieronder staan de objectieven weergegeven die voor deze test gebruikt zijn. Er wordt tevens verwezen naar de afbeeldingen waarvoor ze gebruikt zijn.

1: Zeiss-Winkel 10/0.25 (afb.1)

2: Carl Zeiss Neofluar 10/0.30  (afb.1)

3: Zeiss-Winkel 40/0.65  (afb.2, 9 en 10)

4: Carl Zeiss Apo 40/1.0 (afb.2)

5: WI 63/0.85, naamloos (afb.3)

6: Carl  Zeiss Neofluar 63/0.9 (afb.3)

7: Leitz 25/0.50 (afb.4, afb.5)

8: Leitz Pl Apo 25/0.65 (afb.4, en 5)

9: Zeiss-Winkel 25/0.45  (afb.6)

10: Carl Zeiss Neofluar 25/0.60  (afb.6 en7)

11: Carl Zeiss 40/0.65 (afb.7 en 11)

12: Carl Zeiss Neofluar 40/0.75 (afb.6, 7 en 8)

13: Zeiss-Winkel 40/0.65 (afb.8)

Conclusie

Achromaten zouden best wel wat meer waardering mogen krijgen. Deze objectieven zijn goede all-rounders en ook voor de fotografie zijn ze volledig inzetbaar. Ik denk dat veel te snel beter gecorrigeerde objectieven ingezet worden waar dat eigenlijk niet nodig is. Sterker nog, in een aantal gevallen zal het resultaat van bijvoorbeeld een apochromaat zelfs tegenvallen omdat het te onderzoeken object meer scherpte-diepte nodig heeft. Een hoger oplossend vermogen gaat ten koste van scherpte-diepte. Veel onderzoeks-objecten bezitten niet de fijne details die het gebruik van een hoog oplossend objectief noodzakelijk maakt. Bovendien zijn achromaten eenvoudig opgebouwd, ze bezitten veel minder lenzen dan bijvoorbeeld (plan) apochromaten wat zich vertaalt in een beter contrast.

Er zullen microscopisten zijn die uitsluitend de hoogst gecorrigeerde objectieven gebruiken en die de achromaten te min achten. De kwaliteit van de dure objectieven die hierbij gebruikt worden zal zich echter lang niet altijd vertalen naar goede opnames.

Het kan heel leerzaam zijn om micro-foto's eens te laten zien aan mensen die geen idee hebben van microscopie. Deze mensen kijken met totaal andere ogen naar dit soort beelden dan een ervaren microscopist. Mijn ervaring is dat in vergelijkings testen de foto's gemaakt met achromaten meestal als het duidelijkst worden bestempeld doordat de randen van objecten vanwege de scherptediepte duidelijker zijn.