目镜结合工作与显微镜物镜以进一步放大中间图像,以便可以观察到样本的信息。 目镜是用于已经被广泛使用在文献目镜替代的名字,但该讨论,我们将参照所有目镜期间保持一致性作为目镜。
在显微镜最佳结果需要的物镜中组合使用是合适的校正和物镜型目镜。一个典型的现代目镜的基本解剖结构如图1所示。在目镜一侧铭文描述其具体特征和功能。
在图1所示的目镜都刻有UW,这是超广角视场 的缩写。常目镜也将有一个H指定,这取决于生产商,以指示一个高视点焦点,它允许显微镜佩戴眼镜在观看样本。经常在目镜中发现的其它铭文包括WF为宽视场 ;UWF 超宽带场;SW和SWF超级宽视场; 何为高视点;和CF为用于与CF使用的目镜校正物镜。补偿目镜往往刻有K,C,或补偿以及放大倍率。用平场物镜使用目镜有时标记平场,比较。图1中的目镜的目镜倍率为10倍(在壳体上指示),以及刻A / 24表示场号是24,这是指直径(以毫米为单位)中的目镜的固定光阑的。 这些目镜也有一个焦距调整和旋螺钉,使它们的位置是固定的。 现在制成品往往会产生具有橡胶眼罩这既可以用来定位眼睛适当的距离,从镜头前,并从反映在镜头表面,并与视图干扰阻挡室内光线目镜。
但是也有一些根据透镜和隔膜安排分组两种主要类型的目镜:具有内部隔膜和具有目镜的透镜下面的膜片正目镜负目镜。 负目镜具有两个镜片:上部透镜,这是最接近观察者的眼睛,被称为眼透镜和下部透镜(隔膜下方)通常被称为场透镜。在其最简单的形式,这两个透镜是平凸,凸边“面对”的标本。 约这些透镜之间中途有一个固定的圆形开口或内部光阑,由它的尺寸,定义了在寻找到显微镜观察视图圆形场。
最简单的负目镜设计,经常被称为惠更斯目镜(图2中示出)中,对配有消色差物镜最教学和实验室显微镜发现。虽然惠更斯眼和场透镜不良好地校正,其像差倾向于彼此抵消。更高度纠正负目镜有两个或三个透镜元件胶结结合在一起,使眼睛的晶状体。如果一个未知的目镜只携带刻在外壳上的放大,这是最有可能成为一个惠更斯目镜,最适合于具有5倍放大40倍的消色差物镜使用。
另一主种类目镜的是低于它的透镜的光圈,俗称冉斯登目镜正目镜,如图2所示(在左侧)。 此目镜具有眼透镜和场透镜也平凸透镜,但场透镜安装有弯曲表面朝向眼透镜面对。 此目镜的前焦面就位于所述场透镜的下方,在所述目镜隔膜的水平,从而使该目镜容易适应用于安装分划板。 为了提供更好的校正,所述冉斯登目镜的两个透镜可以胶合在一起。
拉姆斯登的目镜的修改版本是被称为凯尔纳目镜,左侧所示图3.这些改进的目镜包含眼睛镜片胶合在一起的双合,并配备比任何拉姆斯登或惠更斯目镜更高的视点,以及作为视图大得多字段。简单惠更斯目镜的修改版本也如图3所示,在右侧。虽然这些修改的目镜执行比简单的一个镜头技高一筹,他们仍然只与低功耗的消色差物镜有用。
简单目镜如惠更斯和冉斯登及其消色差的对应不会正确残余倍率色差与高倍率消色差物镜以及任何萤石或复消色差物镜组合使用,特别是当中间图像中。为了解决这个问题,制造商生产的补偿,在镜头的元素引入一个平等的,但相反,套色误差目镜。补偿目镜可以是正或负型的,而且必须在含有萤石,复消色差和的计划物镜的所有变化都倍率使用(它们也可以使用具有40倍或更高消色差物镜有利)。近年来,现代显微镜物镜有其用于放大或者内置于物镜本身(色差校正或在管透镜(奥林巴斯、徕卡、蔡司和尼康)校正)。
补偿目镜在帮助消除的高度校正的物镜的设计中固有的残余色差起到至关重要的作用。因此,优选的是,显微镜使用由特定的制造商设计的陪该制造商的校正更高物镜的补偿目镜。使用一个不正确的目镜的具有复消色差物镜设计用于有限(160或170毫米)的管长应用结果与对标本细节的内径的外径和蓝色条纹红色条纹急剧增加对比度。从简单的目镜的视场,即使是那些用眼透镜双峰纠正的平整度有限,会出现另外的问题。
更先进的目镜设计导致在被图4所示上述Periplan目镜。 此目镜包含被胶结到单个双峰,单个三重7透镜元件,和两个单独的透镜。在periplan目镜设计改进导致对剩余的横向色差矫正好,具有更高的功率物镜使用时增加外地的平整度,和一般的综合性能较好。
现代显微镜功能部件大大改善平场-corrected物镜,其初级图像具有场的比年长的物镜要少得多的曲率。 此外,大多数显微镜现在设有宽得多管体已大大增加了中间图像的大小。 为了解决这些新的特性,制造商现在产生宽eyefield目镜(在图1中示出),该增加多达40%的试样的可视区域。 由于目镜物镜校正技术的策略从制造商到制造商而变化,这是很重要的(如上所述),以只使用由特定的制造商与他们的物镜使用推荐的目镜。
我们的建议是首先要谨慎选择物镜,然后购买,旨在与物镜一起工作目镜。当选择目镜,它是相对容易的简单和更高薪的目镜来区分。简单目镜如冉斯登和惠更斯(和它们的更高度校正对应)将出现通过显微镜观察或举起到光源时具有左右目镜隔膜的边缘的蓝色环。 与此相反,更高度校正补偿目镜与具有相同的情况下围绕隔膜黄橙红色环。
目镜类型 | FINDER目镜 | SUPER WIDEFIEL目镜 | 大视野目镜 | ||||
描述性 缩写 | PSWH 10倍 | PWH 10倍 | 35 SWH 10倍 | SWH 10X ^ h | CROSSWH 10X ^ h | WH 15X | WH 10X ^ h |
场数 | 26.5 | 22 | 26.5 | 26.5 | 22 | 14 | 22 |
屈光度调节 | -8〜+ 2 | -8〜+ 2 | -8〜+ 2 | -8〜+ 2 | -8〜+ 2 | -8〜+ 2 | |
备注 | 3.25“x4¼”光圈 | 3.25“x4¼”光圈 | 35毫米光圈 | 屈光度矫正 | 屈光度矫正横测 | 屈光度矫正 | |
内径千分尺标线 | --- | --- | --- | --- | --- | 24 | 24 |
常见的几种市售目镜的属性(由奥林巴斯美国公司制造)中列出,根据在输入表1中的三种主要的表1中所列的目镜是搜索,宽视场,和超级广角。各厂商所使用的术语可能非常混乱,应特别注意支付给他们的销售宣传册和显微镜手册,以确保正确的目镜正在与一个特定的物镜使用。在表1中,即指定广泛的领域和超广角目镜缩写被耦合到其校正为高视点,和分别是WH和SWH。放大率要么10倍或15倍和视场数下面讨论)的范围从14至26.5,这取决于该应用程序。屈光度调节约所有的目镜和许多还包含一个光罩或十字线千分尺相同。
从目镜发出的光线相交于出射光瞳或视点,经常被称为冉斯登光盘 ,其中所述显微镜眼睛的瞳孔应放置在为了给她看到的整个视场(通常8-10从毫米眼睛的晶状体)。通过增加目镜的放大倍数,视点被拉近到眼睛的晶状体的上表面上,使得它更难以在显微镜使用,特别是如果他们戴眼镜。为了弥补这一点,专门设计的高视点目镜已经生产了功能视点距离接近20-25毫米,人眼晶状体的表面之上。这些改进的目镜包含更多的光学元件和通常功能改善的领域平整度较大直径的眼透镜。这样目镜通常指定以题字“H”的某处目镜外壳上,无论是单独使用或与其它缩写组合,如以上所讨论。 我们应该指出,高视点目镜是谁戴眼镜纠正或近或远近视显微镜特别有用,但它们对其他一些视觉缺陷,如散光不正确的。 今天,高视点目镜很受欢迎,甚至谁不戴眼镜的人,因为大眼睛间隙减少疲劳,使通过显微镜观看图像更愉快。
在同一时间,在目镜放大倍数从6.3倍到25倍,有时甚至为特殊应用更高的广泛可用。这些目镜观察和显微摄影与低功耗的物镜非常有用的。不幸的是,更高的功率物镜,使用非常高倍率目镜和这些应该避免空当放大倍率的问题变得很重要。 今天,大多数厂家限制其目镜产品,以那些在10倍到20倍的范围。 在目镜的视场的直径被表示为“数值孔径”或场数(FN),如以上所讨论。 大约一个目镜可以产生使用公式对象视场的实际直径的场数的信息:
其中,FN是数值孔径,M(0)是物镜的放大倍率,并且M(T)是管透镜倍率(如有的话)。应用此式,以表1中列出的超广角目镜,我们在一个40×物镜具有1.25的管透镜倍率下面到达:FN = 26.5 / M(0)=40×M(T)= 1.25 =一个视场0.53毫米直径。 表2列出了那会发生使用此目镜物镜的共同范围视场大小。
放大 | 视场直径 (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 |
应注意在选择目镜/物镜组合,以确保标本细节的最佳倍率而无需增加不必要的文物。例如,要实现的250倍的倍率,在显微镜可以选择耦合到10倍的物镜一个25倍目镜。对于相同的放大倍率的替代选择将是10倍目镜用25倍物镜。因为25X物镜具有更高数值孔径(约0.65)并不比10倍的物镜(约0.25),并考虑到数值孔径值定义一个物镜的分辨率,很明显,后者的选择将是最好的。如果相同的视场的显微照片,用上述各物镜/目镜组合制成,这将是明显的是,10倍目镜/ 25X物镜哆将产生比变体的组合时在试样的细节和清晰度该出色的显微照片。
的一个物镜/目镜组合“有用倍率范围”由系统的数值孔径限定。有必要对图像中存在的细节待解决的最小放大率,并且该值通常是相当随意设置为数值孔径500倍(500×NA)。在光谱的另一端,一个图像的最大有用倍率通常设置在数值孔径1000次(1000×NA)。高于此值倍率会产生没有进一步的有用信息或图像细节更精细的分辨率,通常会导致图像质量下降。超出有效的放大倍数的限制导致图像从“空放大倍率”的现象,即通过目镜或中间管镜头的放大倍率增加仅使图像变得与细节分辨率没有相应的增加了更多患放大。 表3列出了存在于有效的放大倍数的范围内的共同物镜/目镜组合。
目镜 | |||||
---|---|---|---|---|---|
(NA) | 10倍 | 12.5X | 15X | 20X | 25X |
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 | --- | --- | --- |
目镜可以通过在目镜的视场光阑的平面增加一个小的圆形圆盘状玻璃光罩(有时被称为一个刻度或手提袋)适于测量物镜。中间掩模通常有标记,如测量规则或网格,蚀刻在表面上。因为掩模版位于同一平面内的视场光阑,它出现在叠加在试样的图像尖锐焦点。使用掩模版目镜必须包含一个聚焦机构(通常是一个螺旋螺纹或滑块),允许掩模版的图像被带入焦点。几种典型的掩模版在下面的图5示出。
图5中的标线片(a)是用来“帧”视场为显微摄影目镜的共同元素。小矩形元素包围,将使用35mm格式的胶片进行拍摄的区域。 其他电影格式(120毫米和4×5英寸)由一系列大35毫米矩形内“角”的划定。在该标线片的中心是由四套布置在“X”的图案的平行线包围的一系列圆的。 这些线被用于集中光罩和图像是齐焦与照相机膜平面背面附着到显微镜。图5中的标线片(b)是可用于测量图像的距离的线性微米,并在图5(c)交叉微米用于与偏振显微镜来定位相对于所述偏振器和分析器的样品的取向。在图5(d)所示的网格用于分区的视场进行计数的部分。有目镜光罩的许多其他变化,读者应咨询显微镜和光学配件,以确定类型和这些有用的测量设备的可用性的众多厂商。
高度精确的测量一个丝状千分尺类似于图6所示的一个被使用。这微米取代了传统的目镜,并包含比传统的光罩一些改进。在丝状千分尺,具有测量刻度的标线片(有在缩放类型许多变化)和很细的金属丝被带入焦点与样品(如图6(b))。导线被安装,以便它可以缓慢地横跨视场由位于微米侧的校准翼形螺钉移动(图6的(a))。翼形螺钉(分为100等分)的一整圈等于两个相邻的十字线标记之间的距离。慢慢将导线从标本图像到另一个上的一个位置移动,并采取在拇指螺丝数字的变化说明,显微镜有距离的更精确的测量。丝状体微米(和其他简单光罩)必须与一个阶段微米为与它将被使用的每一个物镜进行校准。
有些目镜有一个可移动的“指针”,位于目镜内和定位,使之出现在图像平面上的剪影。表示检体的某些特征时,特别是当一个显微镜教有关特定功能的学生这个指针是有用的。最目镜指针所用的检体和更高级的版本周围360度的角度旋转可以在整个视场的翻译。
制造商通常生产专门目镜,通常被称为照片目镜,其被设计成与显微摄影中使用。这些目镜通常为负(惠更斯型),并且不能够被直观地使用。因为这个原因,它们通常称为投影透镜。一个典型的投影透镜在下面的图7示出。
投影透镜必须仔细校正使得它们将产生平场图像,一个确定的“必须”准确显微摄影。 他们一般也色彩校正,以保证在彩色摄影的色彩真实再现。 在显微摄影投影透镜放大系数的范围从1倍到约5倍,并且这些可以互换的显微照片,以调整最终图像的大小。
相机系统已成为显微镜的一个组成部分,大多数厂家提供显微摄影附件摄像头作为可选附件。 这些先进的摄像系统往往有可存储和自动显微照片采取步骤通过电影帧一帧的电动黑盒子。这些一体化摄像机系统的一个共同特点是注重伸缩目镜(见图8),使显微镜查看,重点,和帧样本进行显微分光器。这种望远镜包含显微摄影光罩,类似于图5的(a),该刻有该外接用35毫米胶片,也可用于更大的格式薄膜角括号拍摄的区域的矩形元件示出的那个。为方便起见,扫描和拍摄样品中,因此,它是齐焦与眼目镜,使其更容易帧,并采取显微照片的显微镜可以调整伸缩目镜。