目鏡結(jié)合工作與顯微鏡物鏡以進(jìn)一步放大中間圖像,以便可以觀(guān)察到樣本的信息。 目鏡是用于已經(jīng)被廣泛使用在文獻(xiàn)目鏡替代的名字,但該討論,我們將參照所有目鏡期間保持一致性作為目鏡。
在顯微鏡結(jié)果需要的物鏡中組合使用是合適的校正和物鏡型目鏡。一個(gè)典型的現(xiàn)代目鏡的基本解剖結(jié)構(gòu)如圖1所示。在目鏡一側(cè)銘文描述其具體特征和功能。
在圖1所示的目鏡都刻有uw,這是超廣角視場(chǎng) 的縮寫(xiě)。常目鏡也將有一個(gè)h,這取決于生產(chǎn)商,以指示一個(gè)高視點(diǎn)焦點(diǎn),它允許顯微鏡佩戴眼鏡在觀(guān)看樣本。經(jīng)常在目鏡中發(fā)現(xiàn)的其它銘文包括wf為寬視場(chǎng) ;uwf 超寬帶場(chǎng);sw和swf超級(jí)寬視場(chǎng); 何為高視點(diǎn);和cf為用于與cf使用的目鏡校正物鏡。補(bǔ)償目鏡往往刻有k,c,或補(bǔ)償以及放大倍率。用平場(chǎng)物鏡使用目鏡有時(shí)標(biāo)記平場(chǎng),比較。圖1中的目鏡的目鏡倍率為10倍(在殼體上指示),以及刻a / 24表示場(chǎng)號(hào)是24,這是指直徑(以毫米為單位)中的目鏡的固定光闌的。 這些目鏡也有一個(gè)焦距調(diào)整和旋螺釘,使它們的位置是固定的。 現(xiàn)在制成品往往會(huì)產(chǎn)生具有橡膠眼罩這既可以用來(lái)定位眼睛適當(dāng)?shù)木嚯x,從鏡頭前,并從反映在鏡頭表面,并與視圖干擾阻擋室內(nèi)光線(xiàn)目鏡。
但是也有一些根據(jù)透鏡和隔膜安排分組兩種主要類(lèi)型的目鏡:具有內(nèi)部隔膜和具有目鏡的透鏡下面的膜片正目鏡負(fù)目鏡。 負(fù)目鏡具有兩個(gè)鏡片:上部透鏡,這是觀(guān)察者的眼睛,被稱(chēng)為眼透鏡和下部透鏡(隔膜下方)通常被稱(chēng)為場(chǎng)透鏡。在其的形式,這兩個(gè)透鏡是平凸,凸邊“面對(duì)”的標(biāo)本。 約這些透鏡之間中途有一個(gè)固定的圓形開(kāi)口或內(nèi)部光闌,由它的尺寸,定義了在尋找到顯微鏡觀(guān)察視圖圓形場(chǎng)。
的負(fù)目鏡設(shè)計(jì),經(jīng)常被稱(chēng)為惠更斯目鏡(圖2中示出)中,對(duì)配有消色差物鏡教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室顯微鏡發(fā)現(xiàn)。雖然惠更斯眼和場(chǎng)透鏡不良好地校正,其像差傾向于彼此抵消。更高度糾正負(fù)目鏡有兩個(gè)或三個(gè)透鏡元件膠結(jié)結(jié)合在一起,使眼睛的晶狀體。如果一個(gè)未知的目鏡只攜帶刻在外殼上的放大,這是可能成為一個(gè)惠更斯目鏡,于具有5倍放大40倍的消色差物鏡使用。
另一主種類(lèi)目鏡的是低于它的透鏡的光圈,俗稱(chēng)冉斯登目鏡正目鏡,如圖2所示(在左側(cè))。 此目鏡具有眼透鏡和場(chǎng)透鏡也平凸透鏡,但場(chǎng)透鏡安裝有彎曲表面朝向眼透鏡面對(duì)。 此目鏡的前焦面就位于所述場(chǎng)透鏡的下方,在所述目鏡隔膜的水平,從而使該目鏡容易適應(yīng)用于安裝分劃板。 為了提供更好的校正,所述冉斯登目鏡的兩個(gè)透鏡可以膠合在一起。
拉姆斯登的目鏡的修改版本是被稱(chēng)為凱爾納目鏡,左側(cè)所示圖3.這些改進(jìn)的目鏡包含眼睛鏡片膠合在一起的雙合,并配備比任何拉姆斯登或惠更斯目鏡更高的視點(diǎn),以及作為視圖大得多字段。簡(jiǎn)單惠更斯目鏡的修改版本也如圖3所示,在右側(cè)。雖然這些修改的目鏡執(zhí)行比簡(jiǎn)單的一個(gè)鏡頭技高*,他們?nèi)匀恢慌c低功耗的消色差物鏡有用。
簡(jiǎn)單目鏡如惠更斯和冉斯登及其消色差的對(duì)應(yīng)不會(huì)正確殘余倍率色差與高倍率消色差物鏡以及任何螢石或復(fù)消色差物鏡組合使用,特別是當(dāng)中間圖像中。為了解決這個(gè)問(wèn)題,制造商生產(chǎn)的補(bǔ)償,在鏡頭的元素引入一個(gè)平等的,但相反,套色誤差目鏡。補(bǔ)償目鏡可以是正或負(fù)型的,而且必須在含有螢石,復(fù)消色差和的計(jì)劃物鏡的所有變化都倍率使用(它們也可以使用具有40倍或更高消色差物鏡有利)。近年來(lái),現(xiàn)代顯微鏡物鏡有其用于放大或者內(nèi)置于物鏡本身(色差校正或在管透鏡(奧林巴斯、徠卡、蔡司和尼康)校正)。
補(bǔ)償目鏡在幫助消除的高度校正的物鏡的設(shè)計(jì)中固有的殘余色差起到至關(guān)重要的作用。因此,優(yōu)選的是,顯微鏡使用由特定的制造商設(shè)計(jì)的陪該制造商的校正更高物鏡的補(bǔ)償目鏡。使用一個(gè)不正確的目鏡的具有復(fù)消色差物鏡設(shè)計(jì)用于有限(160或170毫米)的管長(zhǎng)應(yīng)用結(jié)果與對(duì)標(biāo)本細(xì)節(jié)的內(nèi)徑的外徑和藍(lán)色條紋紅色條紋急劇增加對(duì)比度。從簡(jiǎn)單的目鏡的視場(chǎng),即使是那些用眼透鏡雙峰糾正的平整度有限,會(huì)出現(xiàn)另外的問(wèn)題。
更*的目鏡設(shè)計(jì)導(dǎo)致在被圖4所示上述periplan目鏡。 此目鏡包含被膠結(jié)到單個(gè)雙峰,單個(gè)三重7透鏡元件,和兩個(gè)單獨(dú)的透鏡。在periplan目鏡設(shè)計(jì)改進(jìn)導(dǎo)致對(duì)剩余的橫向色差矯正好,具有更高的功率物鏡使用時(shí)增加外地的平整度,和一般的綜合性能較好。
現(xiàn)代顯微鏡功能部件大大改善平場(chǎng)-corrected物鏡,其初級(jí)圖像具有場(chǎng)的比年長(zhǎng)的物鏡要少得多的曲率。 此外,大多數(shù)顯微鏡現(xiàn)在設(shè)有寬得多管體已大大增加了中間圖像的大小。 為了解決這些新的特性,制造商現(xiàn)在產(chǎn)生寬eyefield目鏡(在圖1中示出),該增加多達(dá)40%的試樣的可視區(qū)域。 由于目鏡物鏡校正技術(shù)的策略從制造商到制造商而變化,這是很重要的(如上所述),以只使用由特定的制造商與他們的物鏡使用推薦的目鏡。
我們的建議是首先要謹(jǐn)慎選擇物鏡,然后購(gòu)買(mǎi),旨在與物鏡一起工作目鏡。當(dāng)選擇目鏡,它是相對(duì)容易的簡(jiǎn)單和更高薪的目鏡來(lái)區(qū)分。簡(jiǎn)單目鏡如冉斯登和惠更斯(和它們的更高度校正對(duì)應(yīng))將出現(xiàn)通過(guò)顯微鏡觀(guān)察或舉起到光源時(shí)具有左右目鏡隔膜的邊緣的藍(lán)色環(huán)。 與此相反,更高度校正補(bǔ)償目鏡與具有相同的情況下圍繞隔膜黃橙紅色環(huán)。
商業(yè)目鏡的性質(zhì)目鏡類(lèi)型 finder目鏡 super widefiel目鏡 大視野目鏡
描述性
縮寫(xiě) pswh
10倍 pwh
10倍 35
swh
10倍 swh
10x ^ h crosswh
10x ^ h wh
15x wh
10x ^ h
場(chǎng)數(shù) 26.5 22 26.5 26.5 22 14 22
屈光度調(diào)節(jié) -8〜+ 2 -8〜+ 2 -8〜+ 2 -8〜+ 2 -8〜+ 2
-8〜+ 2
備注 3.25“x4¼”光圈 3.25“x4¼”光圈 35毫米光圈 屈光度矯正 屈光度矯正橫測(cè)
屈光度矯正
內(nèi)徑千分尺標(biāo)線(xiàn) --- --- --- --- --- 24 24
表格1常見(jiàn)的幾種市售目鏡的屬性(由奧林巴斯美國(guó)公司制造)中列出,根據(jù)在輸入表1中的三種主要的表1中所列的目鏡是搜索,寬視場(chǎng),和超級(jí)廣角。各廠(chǎng)商所使用的術(shù)語(yǔ)可能非?;靵y,應(yīng)特別注意支付給他們的銷(xiāo)售宣傳冊(cè)和顯微鏡手冊(cè),以確保正確的目鏡正在與一個(gè)特定的物鏡使用。在表1中,即廣泛的領(lǐng)域和超廣角目鏡縮寫(xiě)被耦合到其校正為高視點(diǎn),和分別是wh和swh。放大率要么10倍或15倍和視場(chǎng)數(shù)下面討論)的范圍從14至26.5,這取決于該應(yīng)用程序。屈光度調(diào)節(jié)約所有的目鏡和許多還包含一個(gè)光罩或十字線(xiàn)千分尺相同。
從目鏡發(fā)出的光線(xiàn)相交于出射光瞳或視點(diǎn),經(jīng)常被稱(chēng)為冉斯登光盤(pán) ,其中所述顯微鏡眼睛的瞳孔應(yīng)放置在為了給她看到的整個(gè)視場(chǎng)(通常8-10從毫米眼睛的晶狀體)。通過(guò)增加目鏡的放大倍數(shù),視點(diǎn)被拉近到眼睛的晶狀體的上表面上,使得它更難以在顯微鏡使用,特別是如果他們戴眼鏡。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn),專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高視點(diǎn)目鏡已經(jīng)生產(chǎn)了功能視點(diǎn)距離接近20-25毫米,人眼晶狀體的表面之上。這些改進(jìn)的目鏡包含更多的光學(xué)元件和通常功能改善的領(lǐng)域平整度較大直徑的眼透鏡。這樣目鏡通常以題字“h”的某處目鏡外殼上,無(wú)論是單獨(dú)使用或與其它縮寫(xiě)組合,如以上所討論。 我們應(yīng)該指出,高視點(diǎn)目鏡是誰(shuí)戴眼鏡糾正或近或遠(yuǎn)近視顯微鏡特別有用,但它們對(duì)其他一些視覺(jué)缺陷,如散光不正確的。 今天,高視點(diǎn)目鏡很受歡迎,甚至誰(shuí)不戴眼鏡的人,因?yàn)榇笱劬﹂g隙減少疲勞,使通過(guò)顯微鏡觀(guān)看圖像更愉快。
在同一時(shí)間,在目鏡放大倍數(shù)從6.3倍到25倍,有時(shí)甚至為特殊應(yīng)用更高的廣泛可用。這些目鏡觀(guān)察和顯微攝影與低功耗的物鏡非常有用的。不幸的是,更高的功率物鏡,使用非常高倍率目鏡和這些應(yīng)該避免空當(dāng)放大倍率的問(wèn)題變得很重要。 今天,大多數(shù)廠(chǎng)家限制其目鏡產(chǎn)品,以那些在10倍到20倍的范圍。 在目鏡的視場(chǎng)的直徑被表示為“數(shù)值孔徑”或場(chǎng)數(shù)(fn),如以上所討論。 大約一個(gè)目鏡可以產(chǎn)生使用公式對(duì)象視場(chǎng)的實(shí)際直徑的場(chǎng)數(shù)的信息:
視場(chǎng)直徑=(fn)/(m(o)×m(t))其中,fn是數(shù)值孔徑,m(0)是物鏡的放大倍率,并且m(t)是管透鏡倍率(如有的話(huà))。應(yīng)用此式,以表1中列出的超廣角目鏡,我們?cè)谝粋€(gè)40×物鏡具有1.25的管透鏡倍率下面到達(dá):fn = 26.5 / m(0)=40×m(t)= 1.25 =一個(gè)視場(chǎng)0.53毫米直徑。 表2列出了那會(huì)發(fā)生使用此目鏡物鏡的共同范圍視場(chǎng)大小。
視場(chǎng)直徑
(swf 10x目鏡)放大視場(chǎng)直徑
(毫米)
1 / 2x 42.4
1x 21.2
2倍 10.6
4x 5.3
10倍 2.12
20x 1.06
40倍 0.53
50x 0.42
60x 0.35
100x 0.21
150倍 0.14
250x 0.085
表2應(yīng)注意在選擇目鏡/物鏡組合,以確保標(biāo)本細(xì)節(jié)的倍率而無(wú)需增加不必要的文物。例如,要實(shí)現(xiàn)的250倍的倍率,在顯微鏡可以選擇耦合到10倍的物鏡一個(gè)25倍目鏡。對(duì)于相同的放大倍率的替代選擇將是10倍目鏡用25倍物鏡。因?yàn)?5x物鏡具有更高數(shù)值孔徑(約0.65)并不比10倍的物鏡(約0.25),并考慮到數(shù)值孔徑值定義一個(gè)物鏡的分辨率,很明顯,后者的選擇將是的。如果相同的視場(chǎng)的顯微照片,用上述各物鏡/目鏡組合制成,這將是明顯的是,10倍目鏡/ 25x物鏡哆將產(chǎn)生比變體的組合時(shí)在試樣的細(xì)節(jié)和清晰度該出色的顯微照片。
的一個(gè)物鏡/目鏡組合“有用倍率范圍”由系統(tǒng)的數(shù)值孔徑限定。有必要對(duì)圖像中存在的細(xì)節(jié)待解決的小放大率,并且該值通常是相當(dāng)隨意設(shè)置為數(shù)值孔徑500倍(500×na)。在光譜的另一端,一個(gè)圖像的大有用倍率通常設(shè)置在數(shù)值孔徑1000次(1000×na)。高于此值倍率會(huì)產(chǎn)生沒(méi)有進(jìn)一步的有用信息或圖像細(xì)節(jié)更精細(xì)的分辨率,通常會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。超出有效的放大倍數(shù)的限制導(dǎo)致圖像從“空放大倍率”的現(xiàn)象,即通過(guò)目鏡或中間管鏡頭的放大倍率增加僅使圖像變得與細(xì)節(jié)分辨率沒(méi)有相應(yīng)的增加了更多患放大。 表3列出了存在于有效的放大倍數(shù)的范圍內(nèi)的共同物鏡/目鏡組合。
有效的放大倍數(shù)范圍
(物鏡500-1000×na)物鏡目鏡
(na)10倍12.5x15x20x25x
2.5倍
(0.08) --- --- --- x x
4x
(0.12) --- --- x x x
10倍
(0.35) --- x x x x
25x
(0.55) x x x x ---
40倍
(0.70) x x x --- ---
60x
(0.95) x x x --- ---
100x
(1.42) x x --- --- ---
表3目鏡可以通過(guò)在目鏡的視場(chǎng)光闌的平面增加一個(gè)小的圓形圓盤(pán)狀玻璃光罩(有時(shí)被稱(chēng)為一個(gè)刻度或手提袋)適于測(cè)量物鏡。中間掩模通常有標(biāo)記,如測(cè)量規(guī)則或網(wǎng)格,蝕刻在表面上。因?yàn)檠谀0嫖挥谕黄矫鎯?nèi)的視場(chǎng)光闌,它出現(xiàn)在疊加在試樣的圖像尖銳焦點(diǎn)。使用掩模版目鏡必須包含一個(gè)聚焦機(jī)構(gòu)(通常是一個(gè)螺旋螺紋或滑塊),允許掩模版的圖像被帶入焦點(diǎn)。幾種典型的掩模版在下面的圖5示出。
圖5中的標(biāo)線(xiàn)片(a)是用來(lái)“幀”視場(chǎng)為顯微攝影目鏡的共同元素。小矩形元素包圍,將使用35mm格式的膠片進(jìn)行拍攝的區(qū)域。 其他電影格式(120毫米和4×5英寸)由一系列大35毫米矩形內(nèi)“角”的劃定。在該標(biāo)線(xiàn)片的中心是由四套布置在“x”的圖案的平行線(xiàn)包圍的一系列圓的。 這些線(xiàn)被用于集中光罩和圖像是齊焦與照相機(jī)膜平面背面附著到顯微鏡。圖5中的標(biāo)線(xiàn)片(b)是可用于測(cè)量圖像的距離的線(xiàn)性微米,并在圖5(c)交叉微米用于與偏振顯微鏡來(lái)定位相對(duì)于所述偏振器和分析器的樣品的取向。在圖5(d)所示的網(wǎng)格用于分區(qū)的視場(chǎng)進(jìn)行計(jì)數(shù)的部分。有目鏡光罩的許多其他變化,讀者應(yīng)咨詢(xún)顯微鏡和光學(xué)配件,以確定類(lèi)型和這些有用的測(cè)量設(shè)備的可用性的眾多廠(chǎng)商。
高度精確的測(cè)量一個(gè)絲狀千分尺類(lèi)似于圖6所示的一個(gè)被使用。這微米取代了傳統(tǒng)的目鏡,并包含比傳統(tǒng)的光罩一些改進(jìn)。在絲狀千分尺,具有測(cè)量刻度的標(biāo)線(xiàn)片(有在縮放類(lèi)型許多變化)和很細(xì)的金屬絲被帶入焦點(diǎn)與樣品(如圖6(b))。導(dǎo)線(xiàn)被安裝,以便它可以緩慢地橫跨視場(chǎng)由位于微米側(cè)的校準(zhǔn)翼形螺釘移動(dòng)(圖6的(a))。翼形螺釘(分為100等分)的一整圈等于兩個(gè)相鄰的十字線(xiàn)標(biāo)記之間的距離。慢慢將導(dǎo)線(xiàn)從標(biāo)本圖像到另一個(gè)上的一個(gè)位置移動(dòng),并采取在拇指螺絲數(shù)字的變化說(shuō)明,顯微鏡有距離的更精確的測(cè)量。絲狀體微米(和其他簡(jiǎn)單光罩)必須與一個(gè)階段微米為與它將被使用的每一個(gè)物鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。
有些目鏡有一個(gè)可移動(dòng)的“指針”,位于目鏡內(nèi)和定位,使之出現(xiàn)在圖像平面上的剪影。表示檢體的某些特征時(shí),特別是當(dāng)一個(gè)顯微鏡教有關(guān)特定功能的學(xué)生這個(gè)指針是有用的。目鏡指針?biāo)玫臋z體和更高級(jí)的版本周?chē)?60度的角度旋轉(zhuǎn)可以在整個(gè)視場(chǎng)的翻譯。
制造商通常生產(chǎn)專(zhuān)門(mén)目鏡,通常被稱(chēng)為照片目鏡,其被設(shè)計(jì)成與顯微攝影中使用。這些目鏡通常為負(fù)(惠更斯型),并且不能夠被直觀(guān)地使用。因?yàn)檫@個(gè)原因,它們通常稱(chēng)為投影透鏡。一個(gè)典型的投影透鏡在下面的圖7示出。
投影透鏡必須仔細(xì)校正使得它們將產(chǎn)生平場(chǎng)圖像,一個(gè)確定的“必須”準(zhǔn)確顯微攝影。 他們一般也色彩校正,以保證在彩色攝影的色彩真實(shí)再現(xiàn)。 在顯微攝影投影透鏡放大系數(shù)的范圍從1倍到約5倍,并且這些可以互換的顯微照片,以調(diào)整終圖像的大小。
相機(jī)系統(tǒng)已成為顯微鏡的一個(gè)組成部分,大多數(shù)廠(chǎng)家提供顯微攝影附件攝像頭作為可選附件。 這些*的攝像系統(tǒng)往往有可存儲(chǔ)和自動(dòng)顯微照片采取步驟通過(guò)電影幀一幀的電動(dòng)黑盒子。這些一體化攝像機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)共同特點(diǎn)是注重伸縮目鏡(見(jiàn)圖8),使顯微鏡查看,重點(diǎn),和幀樣本進(jìn)行顯微分光器。這種望遠(yuǎn)鏡包含顯微攝影光罩,類(lèi)似于圖5的(a),該刻有該外接用35毫米膠片,也可用于更大的格式薄膜角括號(hào)拍攝的區(qū)域的矩形元件示出的那個(gè)。為方便起見(jiàn),掃描和拍攝樣品中,因此,它是齊焦與眼目鏡,使其更容易幀,并采取顯微照片的顯微鏡可以調(diào)整伸縮目鏡。