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                                                                奧林巴斯顯微鏡:光學元件介紹

                                                                2019-06-12 18:54:07 81

                                                                旨在提供現代復合顯微鏡放大的二維圖像可以聚焦在連續焦平面軸向,從而使二維和三維兩個標本精細構造細節徹底檢查。

                                                                componentheader

                                                                大多數顯微鏡提供連接到載物臺的一種轉換機制,使顯微鏡準確定位,聚焦樣本優化的可視化和圖像記錄。照明的強度和整個顯微鏡的光路的方向,可以控制,整個放置隔膜,反射鏡,棱鏡,分束鏡,以及其他的光學元件,以達到預期的程度在試樣的亮度和對比度。

                                                                圖1中顯示的是一個典型的奧林巴斯顯微鏡配備一個三目頭和用于記錄的顯微照片的35毫米照相機系統。發光是鹵鎢燈,位于燈室,它發出的光穿過聚光透鏡,然后進入顯微鏡的底座上的光學路徑中的第一。安裝在顯微鏡的底座上是一系列的過濾器,前由反射鏡反射,通過視場光闌到載物臺下聚光鏡,由鹵鎢燈發出的光的條件。聚光鏡形成一個錐形的照明安裝在顯微鏡載物臺,位于試樣,并隨后進入的物鏡。改由分束器/棱鏡的組合可以對準目鏡離開物鏡光形成的虛像,或直通到投影透鏡安裝在三目延長管,在那里它可以在膠片上形成圖像,容納在相機中的系統。

                                                                包含在現代顯微鏡的光學元件被安裝在一個穩定的,符合人體工程學設計的基礎,允許快速交換,精密定心,精心調整在那些光學相互依賴的組件之間。在一起,在顯微鏡的光學和機械部件,包括安裝試樣在玻璃微幻燈片和蓋玻片的中心軸形成的光學系列遍歷顯微鏡底座和支架。在顯微鏡光學列車通常由照明器(包括光源和聚光透鏡),聚光器,標本,物鏡,目鏡,和檢測器,它可以是某種形式的照相機或觀察者的眼睛(表1)。研究級顯微鏡,照明器和聚光鏡,以及互補的檢測器或過濾裝置之間插入的物鏡和目鏡或相機之間的位置往往是一些光調節裝置還可以含有一種。調理設備(s)和檢測器一起工作來修改圖像的對比度的函數的空間頻率,相位,偏振,吸收,熒光,離軸照明,和/或其他性質的檢體和照明技術。即使不添加特定的設備的狀態的照明和濾波器的圖像形成波的,會發生一定程度的天然過濾與即使是最基本的顯微鏡配置。

                                                                顯微鏡光學元件組件
                                                                顯微鏡的分類 屬性
                                                                照明 光源,采集鏡頭,視場光闌,熱過濾器,輕平衡過濾器,擴散器,中性密度濾光片

                                                                護發素
                                                                聚光鏡光圈,暗場停止,光圈面膜,纖維環階段,偏光片,偏離中心的狹縫,棱鏡諾馬斯基,熒光激發濾光片
                                                                聚光器 數值孔徑,焦距,畸變,透光,沉媒體,工作距離
                                                                標本 幻燈片厚度,玻璃蓋厚度,沉媒體,吸收,透射,衍射,熒光,發育遲緩,雙折射
                                                                物鏡 放大倍數,數值孔徑,焦距,沉媒體,像差,光傳輸,光學傳遞函數,工作距離
                                                                圖像過濾器 物鏡光圈,補償器,分析儀,諾馬斯基棱鏡相位板,SSEE過濾器,調制器板,透光性,波長選擇,熒光屏障過濾器
                                                                目鏡 放大倍率,畸變,場大小,眼點
                                                                探測器 人眼的感光乳劑,光電倍增管,光電二極管陣列,攝像機
                                                                表1

                                                                雖然有些顯微鏡的光學元件作為圖像形成元件,其他的服務,從而產生各種修改,試樣的照明,并已過濾或轉化功能。在形成圖像的顯微鏡光學列車所涉及的組件的聚光透鏡(照明器內或附近的位置),聚光鏡,物鏡,目鏡(或眼),對人眼的折射元件或攝像頭鏡頭。雖然一些這些組件通常不會想到作為成像元件,其成像性能是最重要的決定顯微鏡圖像的最終質量。

                                                                在顯微鏡的圖像形成的理解的基礎的作用,個別透鏡所包含的元素中的組件的光學列車。最簡單的成像元件是一個完美的透鏡(圖2),這是一個理想的校正后的玻璃的元素,是無像差的光聚焦到一個單一的點。傍軸光束的光通過會聚透鏡和一個平行的,重點是,折射,變成一個點源位于鏡頭的焦點(點標記的焦點圖2)。這樣的鏡片通常被稱為為透鏡,因為它們導致會聚光束更迅速地收斂,或導致發散光束的發散減慢。A點光源位于透鏡焦點出現近軸平行的光束,因為它離開鏡頭在圖2中,由右至左移動。透鏡的焦點之間的距離被稱為焦距的透鏡(在圖2中所表示的距離?f )。

                                                                perfectlens

                                                                光學現象往往在量子理論或波動力學解釋,根據所描述的特定問題。考慮透鏡的作用,通常可以被忽略的波浪狀的性質,光被認為是在直線通常被稱為射線旅行簡單的光線圖足以說明顯微鏡的許多重要方面,包括折射,焦距,放大,形成圖像,和隔膜。在另一些情況下,這是方便參考光波作為離散顆粒(量子),特別是當光所產生的量子力學事件,或轉化為其他形式的能量組成的本次討論將被限制利用符合波浪狀的光的性質和簡單的光線圖,其中光從左至右的近軸光線光學鏡頭模型。近軸光線的旅客非常接近的光軸,導致入射和折射的角度是非常小的,以弧度為單位時,可以被認為是等于它們的正弦值。

                                                                個別單色光波的光為平行光束,具有同相振動,形成一個波陣面,它的振動方向垂直于波的傳播方向的電場和磁場矢量的組合可以形成一個波列被轉換成球面波的平面波,因為它通過完美的透鏡,與前面的鏡頭(圖2)的焦點(焦點)為中心光波到達階段的焦點和建設性干涉對方在這個位置。可替換地,包括一個從一個完美的透鏡的焦點發出的球面波前 ??的光通過透鏡被轉換成平面波(的跟進由右至左,可在圖2中)。中的平面波的每個光線經歷了一個不同的方向變化時遇到的鏡頭,因為它的表面在一個稍微不同的入射角到達。從鏡頭出現后,光線的方向也隨之變化。在實際系統中的透鏡或透鏡組的折射和聚焦點,該角度是依賴于系統中的每個組件的厚度,幾何形狀,折射率和色散。

                                                                一個完美的透鏡(或透鏡系統)的一般操作是一個球面波轉換成另一種,與確定的焦點的位置的透鏡的幾何屬性。隨著從透鏡的光源的距離的增加,角度的發散光線進入鏡頭的降低波陣面的半徑,并相應增加。如果進入鏡頭的球面波的半徑是無限的,通過透鏡的球面波的半徑變成等于透鏡的焦距。一個完美的透鏡有兩個焦點,平面波通過透鏡聚焦到這些點之一,這取決于光線是否從輸入的鏡頭的左側或右側。

                                                                perfectlensoblique

                                                                由透鏡產生的焦點的球面波的平面波的傳播方向與透鏡的光軸不重合的情況下,也將被刪除的軸線。圖3示出的平面波陣面的情況下,傾斜的角度(α時,遇到一個完美的透鏡將所得球面波的中心標記為S和位于從軸向的焦點(在圖3中標記的聚焦),但在同一個焦平面的距離δδ的值可以表示為

                                                                δ = f × sin(α)

                                                                其中,f是完美的透鏡的焦距。在幾何光學上,f是一個值,該值是指中心的S和通過透鏡中心的,好像它是一個單一的折射面的圓弧的半徑

                                                                在圖4中示出用于調查一個點光源的光(S(1)?),不在于透鏡的焦平面上的另一種模式在該圖中,理想透鏡被分解為兩個單獨的透鏡元件(透鏡(一)鏡頭(二)),這樣的點光源的光,S(1)的位置的距離等于F(A)?(聯絡長度)相差?透鏡(一)同樣地,在點光源S(2)定位在距離F(二 ??)透鏡的焦距(二)的中心連接起來的直線的透鏡(一)鏡頭(b)條的透鏡系統光軸被稱為

                                                                perfectlens oblique2

                                                                鏡頭(一)中的雙透鏡系統(圖4),來自光源的點S(1)?和位于從透鏡的光軸的距離δ球形波前轉換成平面波。因為它退出透鏡(一),平面波相對于鏡頭的光軸傾斜一個角度αδα都在上面所討論的,與被替換由f的值,f?()的正弦方程相關平面波穿過所述第二透鏡(透鏡(b)條,被轉換成具有一中心位于S(2)的球面波其結果是完美的透鏡L,它等于鏡頭(一)?+?鏡頭(b)條中,點S(1),將光聚焦到點S(2)?也執行相反的動作由從點S的光聚焦(2)到點S(1)?聯絡點的透鏡系統中具有這樣的關系,通常被稱為“?共軛點

                                                                在經典光學系統的命名法,被稱為光源S(1)和所述第一透鏡的入射面之間的空間作為對象空間中,而所述第二透鏡的出射面和點S之間的區域(2)被稱為的圖像空間與伯或仲的光線所涉及的所有點被稱為對象(或標本在光學顯微鏡),而含有從透鏡通過折射光線集中的區域稱為圖像如果光波相交,圖像是真實的,而如果投影擴展折射光線相交,由透鏡系統形成虛擬圖像。一個真正的圖像投射到攝影膠片上的乳液,捕獲屏幕,或組織成一個數字陣列的電荷耦合器件(CCD)的光電二極管元件,可以可視化。相反,一個虛擬映像,需要另一個透鏡或透鏡系統的協助下,由觀察者看到。

                                                                如果該點S(1)在圖4中已展開傳遍相同的焦平面成一系列的點,然后一個完美的透鏡將集中到該系列中的每個點在焦平面上的S(2)的共軛點的情況下,S(1)設置一個點在于透鏡的光軸垂直的平面,然后在套的相應的共軛點S(2)也位于在垂直于軸線的平面內。反過來也是如此:鏡頭將集中點集s的(1)的平面或曲面的共軛點上的每一個點的集合S(2)此類型的相應的平面或曲面,被稱為共軛平面

                                                                火車傳播的光波的一種替代方法示出在圖5中為一傾斜的光波。此方法依賴于應用幾何光學的法律確定的鏡頭或者多透鏡系統形成的圖像的大小和位置。兩個有代表性的光線,一個近軸和一個通過透鏡的中心(主光線),都是必要建立的成像的情況下的參數。高斯光學許多教科書上作為特征的光線,這些光線,主光線的一方通過的入口和出射光瞳的中心,透鏡,在光學系統中存在的任何開口的隔膜。通常情況下,主光線從考慮中被刪去的特征光線通過的鏡頭前部和后部的聯絡點是用來定義對象和圖像的大小和位置。在圖5中,第二特征的光線通過透鏡的前焦點(F'?一個黃色的填充虛線所示

                                                                raydiagram

                                                                檢體或光源S(1)在圖5中,位于一個距離的鏡頭的左側,在該區域被稱為對象空間。一個單一的光,所產生的S(1)和上面的物體側的焦點(F'?的光軸相交的虛線指定,被折射的兩個表面平行于光軸的透鏡和退出。擴展的折射,入射光線在一個表面相交距離位于晶狀體內的一個從源(S(1)?)。該表面被稱為第一物體側的主表面,并通過P(1)在圖5中被指定進展從S(1)在平行于光軸的方向上,最上面的光線,通過透鏡折射和像側的焦點(F通過擴展的折射,入射光線相交于像側的透鏡的主表面在圖5中記為P(2)?內,并從圖像中的點S(2)定位在距離b近鏡頭的光軸附近,表面上的P(1)P(2)近似平面的表面和被稱為主平面的鏡頭。這些平面與光軸的透鏡(圖中未示出)的交叉點被稱為作為主要點簡單的凸透鏡具有雙邊對稱的主點與透鏡面是對稱的。更復雜的透鏡和多個透鏡系統往往有配合的表面的鏡頭的主點,或什至超出玻璃元件。

                                                                另一組用來定義鏡頭參數點的結點,發生的擴展斜光線通過透鏡的光軸相交。結點在圖5中未示出,但將位于非常靠近的透鏡的主點。因此,三對,透鏡的焦點(FF'?),主平面(P(1)P(2)?),和主要節點都位于在透鏡的光軸上的 點如果聯絡點和主點或結點的位置是已知的,則光線追跡的幾何結構,以闡明目的和不考慮折射的光線在每個表面的鏡頭的情況下,可進行圖像參數。其結果是,僅利用的聯絡點和主平面通過繪制光線追跡,就好像它們遇到的第一主平面,平行于光軸的旅游,和出現的第二主平面內無折射,,任何透鏡系統,可以模擬。

                                                                請注意,一個大于透鏡前焦距,f'的圖5中的距離在這種情況下,一個倒置的圖像(S(2)?),然后在成像空間中形成,在距離b的鏡頭的權利。b的長度是大于透鏡后的焦距,f,這是關系到一個的距離b由經典的透鏡方程

                                                                1 / A + / B = 1 / F

                                                                小時(2)由表示圖像的高度,S(2)?表示尺寸的增加,產生的對象或樣本S(1)在前面的位置的鏡頭的放大率,并具有高度? (1)?這個簡單的透鏡(接近高斯薄透鏡)橫向放大率,M是由下式表示

                                                                M = H(2)/ H(1)= B / A

                                                                由于S(1)S(2)位于在共軛平面,S(2)的圖像將被集中在S(1)由透鏡。焦距f的表示的反轉的放大倍數(M1 / M的減少被認為是相反的情況時,圖像尺寸。

                                                                沿著光軸在物體側的透鏡和兩個共軛點的像側的兩個圖像點之間的距離之比是已知的作為縱向軸向放大率的縱向放大倍數的幅度是從圖像平面的橫向放大率小的距離的平方。

                                                                在光學顯微鏡下的成像元件受上述的基本幾何關系。這包括聚光透鏡,聚光鏡,物鏡,目鏡(投影模式),攝像系統,和人的眼睛。

                                                                lamphouse

                                                                顯微鏡光學列車的第一階段是燈箱,其中包含燈泡和聚光透鏡,是負責建立的主顯微鏡的照明條件。圖6中所示的是一個典型的燈和聚光透鏡配置的示意圖。圖像的大小和位置都根據約定在圖5中引入的一個基本的主鏡頭系統。由鎢鹵燈發出的光通過聚光透鏡系統和燈絲被聚焦到聚光鏡的前焦面。在顯微鏡的光學系(圖像平面(1)?的第一圖像平面的視場光闌的位置處發生。

                                                                的燈絲上的S(1)的共軛點S(2)?這是在焦平面的顯微鏡時,被配置為科勒照明的條件下操作的聚光鏡孔徑光闌成像。S(1)的第1主平面上的聚光透鏡系統的距離記為一個距離?距離?b聚光鏡可變光闌的圖像側主平面的集電極的距離由下式給出 。在顯微鏡視場光闌(圖6和7)管由照明系統發出的光束,然后進入聚光鏡光圈的直徑。

                                                                condenser

                                                                在聚光透鏡和照明光學系統的共軛像平面之間的關系在圖7中所示。視場光闌(圖像平面(1)?時科勒照明光學系統被配置為在顯微鏡的試樣(圖像平面(2)?相同的平面上成像聚光鏡(F'?的前焦平面位于孔徑光闌的中心。ab的長度表示各自的視場光闌的距離(圖像平面(1)?和被檢體的聚光透鏡元件的主平面的平面(圖像平面(2)?)。燈箱和通過聚光鏡射出的光形成的成錐形的照明洗,其后通過試樣。聚光鏡孔徑光闌開口尺寸的調整控制該照明錐的數值孔徑。

                                                                objective

                                                                列于圖8中,示出典型的客觀的內部透鏡系統中,試樣平面(圖像平面(2)?),并在顯微鏡中間圖像(圖像平面(3)?的相對位置的物鏡的圖像平面的試樣平面是共軛的中間像平面,并且每個從客觀的主平面的距離ab的分離分別。指定的物鏡前焦點F'?,而后方的焦點,這發生在平面上的物鏡后孔,另外為F往往是復雜的內部鏡片組件組成的半球形和彎月形透鏡,鏡頭雙峰和三胞胎,和單鏡頭不同的設計元素。

                                                                eyepiece

                                                                目鏡(或高眼壓)的設計項目,無論是真實的或虛擬的圖像,根據中間圖像平面,目鏡焦平面,內部目鏡的視場光闌之間的復雜關系。此外,固定目鏡膜片的直徑也決定了線性場大小的顯微鏡觀察。此值被稱為視場數字段的視圖數(簡稱FN),往往是刻在目鏡殼體外部。

                                                                目鏡的圖像平面,利用在投影模式時,在圖9。的主要焦點是F'F的前部和后部的聯絡點,分別。位于中間圖像平面(圖像平面(3)?),這是放置之前或之后目鏡場透鏡,這取決于設計的固定目鏡的視場光闌的中心。這個圖像平面到圖像平面的共軛(4)是目鏡聚焦和測量光罩被插入到的位置。的長度,一個表示目鏡固定膜片的眼透鏡的主平面(最接近觀察者的眼睛的透鏡)的距離,而b是從眼透鏡的圖像平面(4)?設在傳感器表面上的距離因為一個大于眼透鏡的前焦距(f'的),形成的圖像在圖像平面(4)是一個真正的(不是虛擬的)圖像。的量f表示從目鏡眼透鏡的后側焦點面(F的距離,并且還表示目鏡透鏡系統的后焦距。

                                                                videoccdimageplanes

                                                                列于圖10中示出的這些傳感器的成像到一個專門的應用程序正投影透鏡的圖像平面上的視頻和CCD傳感器。視頻管光電陰極或CCD光電二極管陣列表面上的焦點(F)位于,根據探測器的幾何形狀和其他參數。如果投影透鏡位于目鏡后在光學列車,然后收斂到傳感器表面在圖像平面(4)的虛像(位于圖像平面(3') )?這個圖像平面位于從投影眼透鏡,這是透鏡的焦距相等的距離 b?應該指出的是傳統的膠片相機系統,也可以在視頻或CCD傳感器,在這種情況下的像面重合的平面分層片基上的化學品乳液。

                                                                當圖像被在顯微鏡檢查,在距離物鏡中間圖像(參見圖11中的圖像平面(3)?是由一個,這是稍微靠近目鏡比其前焦距(F'?)。這可以防止形成的實像的目鏡后,如圖9中所示的目鏡在投影模式中操作。在一起,眼睛和目鏡在視網膜上形成圖像(圖像平面(4)?),雖然眼睛看到的虛像。

                                                                retinaimage

                                                                ,然后在距離的情況下,一個小于焦距的倒數方程焦距一個??b 揭示,b?必須小于零。因此,還沒有形成一個真正的圖像的眼睛在沒有或相機目鏡的右側。相反,出現的虛像(圖像平面(3')?-B對應的距離(圖11)的目鏡(或b的右側到左側的,參見圖5)。通過目鏡觀察圖像時,顯示的圖像形成的光束發散通過目鏡來發起從虛擬聲源(位于圖像平面(3')?)。光線退出目鏡可以形成一個圓錐體構成的顯微鏡,它通常也被稱為作為眼點冉斯登的光盤的出射光瞳的照明對于正確的觀察放大的標本,在顯微鏡的出射光瞳必須與觀察者的眼睛的瞳孔重合。

                                                                幾何圖12中所示的彼此相關的圖像平面2,3,3',和4(圖7-11)。在所有的成像步驟,與異常的圖像平面(3')?該圖像是真實的,倒置的(參見圖7-11)。當顯微鏡的目鏡是用來直接觀看(圖11),而不是突起(圖9),(3')圖像平面的圖像是不是真實的,但虛擬的和不倒相的中間圖像。人眼感知的視網膜上的圖像(圖像平面(4)?倒,即使圖像反轉的中間圖像(圖像平面(3)?與虛像(位于圖像平面( 3'))。

                                                                幾個發生在顯微鏡的主要圖像平面固定或可調孔或隔膜,這是所有光學系統的重要組成部分。的膜片,也簡稱為停止,是一個不透明的柵極或有圓形開口(通常是可調),控制光流通過顯微鏡的鏡頭卡口。兩種基本類型的膜片是利用在顯微鏡:孔徑光圈,調整光圈的角度在顯微鏡的視場光闌,用于控制成像儀器中的字段的大小。在光學顯微鏡下,隔膜的主要作用是防止嚴重的像差和雜散光的光線到達圖像平面,并確保一個合適的分配對象和圖象空間中的光強度。

                                                                古典顯微鏡的設計依賴于兩個孔和兩個隔膜通過顯微鏡來控制光通過的。燈箱定位的基礎上,或在顯微鏡視場光闌,是一個可調節的光的照明場的大小決定的虹膜式膜片。聚光鏡前焦平面定位在聚光鏡孔,是用來調整光束大小和角度的光線照射試樣,另一個可變光闌。第三孔具有固定的大小,位于物鏡的后焦平面中。此孔確定物鏡出射光瞳的直徑和中間圖像的大小,而在目鏡(目鏡的視場光闌)的共軛固定膜片的顯微鏡所看到的視場的大小決定。

                                                                總放大倍數的顯微鏡可確定考慮的物鏡和目鏡的性能。被校正為一個特定的投影距離,這是特定的放大率的光學鏡筒長度約等于物鏡。在固定管長度顯微鏡,投影距離約160毫米。因此,一個8毫米的焦距物鏡將有一個與一個相應的縱向放大倍數為400倍(20×20)的約20倍(160/8)的橫向放大率。

                                                                目視觀察,目鏡倍率假設是統一的標本(或圖像)時,被放置在觀察者眼睛的距離為250毫米。在這方面,將有一個具有25毫米焦距的目鏡的放大倍數值的10倍(250/25)。視覺觀察,總顯微鏡的放大倍率的計算方法是服用該產品的目的和目鏡的放大倍率。對于剛剛描述的物鏡和目鏡,總的橫向放大率將是約200倍(10倍目鏡乘以20倍的物鏡)。應當指出,大多數現代研究顯微鏡配備無限遠校正的物鏡,不再項目直接進入中間像平面的中間圖像。從這些物鏡射出的光,而不是聚焦到無窮大,稱為管透鏡第二透鏡,在其焦平面上形成圖像。被準直的光的波列留下無窮遠聚焦的物鏡,允許引入的輔助元件,例如微分干涉對比(DIC)的棱鏡,偏振器,和落射熒光光源,成平行的物鏡和只用管透鏡之間的光路影響最小對焦和像差校正。

                                                                無限遠校正光學顯微鏡系統的中間圖像的放大倍率是由管透鏡和物鏡的焦距之比。管透鏡的焦距的變化,因為在160和250毫米之間(取決于制造商和型號),物鏡的焦距可以不再被假定為160毫米,其放大倍數除以。因此,具有8毫米的焦距無限遠校正的顯微鏡的一個客觀的,與管透鏡的焦距為200毫米的橫向放大倍率的25倍(200/8)。

                                                                較早的有限,或固定管長度,顯微鏡有一個指定距離鼻甲開幕,客觀桶固定,眼座中的目鏡管。這個距離被稱為機械管長度的顯微鏡。該設計假定,當樣品被放置在焦點,它是在幾微米遠于物鏡的前焦面。在19世紀時由皇家顯微學會(RMS)有限管長度在160毫米標準化,并享有廣泛的接受了100多年。用顯微鏡具有160毫米的管長度的設計是用于物鏡題使用該值在***管上。

                                                                添加到一個固定的管長度顯微鏡的光路中的光學配件增加了有效的管的長度更大的值超過160毫米。出于這個原因,一個垂直的另外的反射光照明器,偏振的中間階段,或類似的附件可以引入到出一個理想的校正光學系統的球面像差大多數顯微鏡管長度固定期內,制造商被迫將這些配件額外的光學元件,重新建立有效的160毫米管長度顯微鏡系統。這一行動的成本常常是一個增倍鏡和光照強度降低由此產生的圖像。

                                                                conjugateplanes

                                                                視頻顯微鏡,CCD攝像機的光電二極管陣列,或古典的顯微攝影膠片相機,用于記錄圖像,往往放在一個專門的正透鏡目鏡后(參見圖10)。光線離開目鏡聚焦到無窮大,這是由正透鏡會聚到光電面的平面中,CCD陣列或照相乳劑。當物鏡的放大率被忽視,在投影系統的橫向放大率M(對)被表示為

                                                                M(P)= F(P)/ F(E)

                                                                其中,f(對)的投影透鏡的焦距f(五)是目鏡的焦距。在這種投影系統中,面板上的攝像機,CCD光電二極管陣列,或感光乳劑的總的橫向放大率(M)是

                                                                M = M(O)+ M(P)

                                                                M = M(o) ? M(e) ? f(p)/250 millimeters

                                                                M(O)M(E)的物鏡放大倍率的目鏡倍率。如果投影透鏡尚未動用背后的目鏡,目鏡本身而是把圖像投影到的視頻圖像傳感器的感光乳劑,總的橫向放大率

                                                                M = M(o) ? D(p)/f(e)

                                                                D(p)是從目鏡到像平面的投影距離。為了避免圖像失真,至少20至30厘米的值應該被用于D(p),除非有特殊的目鏡。

                                                                倍率刻客觀桶或目鏡輞的制造商名義和舞臺微米必須校準得到的確切值。放大倍率測量完成通過將舞臺微米的試樣平面和成像顯微鏡舞臺上相同的光學條件下的細格線。

                                                                在某些情況下,相機傳感器直接放置在中間像平面中,而不存在限制的物鏡產生的圖像的放大倍率的投影目鏡和結果。此方法僅僅是建議的視頻系統的性能時,可用的光的絕對量是有限的,因為這樣的固定倍率的能力來優化最后的視頻圖像的質量施加了嚴格的限制。

                                                                infinitycorrectedraypaths

                                                                總之,通過兩個有限管長度和無限遠校正的顯微鏡射線路徑評論,圖12和圖13中示出。在圖12中示出,其中包括必需的光學元件和圖像平面之間的關系定義的光線追跡的有限的(固定管長度)顯微鏡的光學列車。標本通過共軛平面成像在視網膜上的眼睛位于前物鏡前焦平面的距離短,在圖像平面(4)?所述物鏡投射一個真正的和倒到中間像平面的顯微鏡標本的放大圖像(圖像平面(3)?),這是在位于目鏡的視場光闌的中心在一個固定的距離,后面的物鏡。在圖12中,被定位的物鏡的后側焦點面的位置處的光軸上的標記為F'(目鏡),,這種焦平面和中間圖像平面之間的距離表示的顯微鏡的光學鏡筒長度。

                                                                的天線的中間圖像的顯微鏡目鏡進一步放大,并產生正立像在視網膜上表面,出現反轉的顯微鏡的試樣。如上所述,考慮的試樣和物鏡之間的距離,并且前焦距的物鏡系統(F(物鏡)計算試樣的倍率進一步放大產生的圖像在中間平面25厘米的一個因素(稱為眼睛附近的距離)除以目鏡的焦距。出現的視覺圖像(虛擬)的觀察者,就好像它是10英寸遠離眼睛。

                                                                大多數我是糾正圖像距離的一個狹窄的范圍內工作,許多設計工作,只有在專門校正光學系統相匹配的目鏡。客觀桶上下的放大率被定義為管長的顯微鏡的設計物鏡。

                                                                conjugateimages

                                                                示于圖13是光學的火車,利用光線追跡的無限遠校正的顯微鏡系統。以類似的方式,以有限的管的長度的系統(圖12)為了便于比較,在此系統中的組件被標記為。在這里,物鏡的放大倍數由管透鏡的焦距。注意無窮遠“遠焦”的空間被定義為平行光束中的每一個之間的方位角的物鏡和管透鏡。這是顯微鏡制造商添加的圖像失真小配件如垂直照明,DIC棱鏡,偏光片,遲緩板等,更簡單的設計和使用的空間。中的物鏡的無限遠校正系統的放大倍數等于物鏡的焦距除以管透鏡的焦距。

                                                                在光學顯微鏡下,共軛平面成像到對方檢查目鏡中的樣本時,可以統稱為觀察。這個概念在圖14中示出的圖像疊加在虹膜的彩色薄邊的植物組織葉片的視場光闌,在目鏡標線片的中間圖像平面和聚焦。急劇成像的視場光闌,相鄰的燈的聚光透鏡,由顯微鏡聚光到試樣相同的平面上。視場光闌和試樣的圖像形成在中間像平面的物鏡和被投影到的目鏡,聚焦位于分劃板的固定視場光闌。隨后,目鏡(一起與觀察者的眼睛中,位于在圖像平面(4)?的所有三個以前的圖像平面上的傳感器的成像系統或人眼的視網膜表面形成圖像。視場光闌,標本,中間圖像,和視網膜都構成一組同時出現在焦點的共軛像平面。



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