Параметры объектива микроскопа и их влияние на качество микроскопического изображения
Существуют разные типы объективов для оптических микроскопов, но даже для одного и того же типа объектива качество изображения сильно различается, что в основном связано с такими факторами, как материал, точность обработки и структура объектива, а также приводит к различным классам объективов. . Цена сильно варьируется от нескольких сотен юаней до десятков тысяч юаней. Самыми популярными из них являются четырехкомпонентная трехгрупповая линза Тяньсай и шестикомпонентная четырехгрупповая двойная линза Гаусса. Разработчики и производители объективов обычно используют оптическую передаточную функцию OTF (оптическую передаточную функцию) для всесторонней оценки качества изображения объектива. Оптическая система передает информацию о распределении яркости по пространству. Синусоидальный сигнал каждой пространственной частоты, его степень модуляции и изменение фазы при формировании фактического изображения являются функциями пространственной частоты, и эта функция называется оптической передаточной функцией. OTF обычно состоит из двух частей: передаточной функции модуляции MTF (Modulation Transfer Function) и фазовой передаточной функции PTF (Phase Transfer Function). Аберрация — важный аспект, влияющий на качество изображения. Существует шесть распространенных аберраций:
Разница мячей:
Монохроматический конический пучок, испускаемый из некоторой точки объекта на главной оси в оптическую систему, после преломления оптическим рядом, если лучи с разными углами раскрытия исходного луча не могут пересекаться в одном и том же месте на главной оси, поэтому что идеальное изображение на главной оси На плоскости образуется диффузное пятно (обычно известное как кружок нерезкости), а ошибка изображения этой оптической системы называется сферической аберрацией.
кома:
Монохроматический конический световой пучок, излучаемый в оптическую систему из внеосевой точки объекта, расположенной вне главной оси, после преломления оптическим рядом, если он не может образовать четкую точку в идеальной плоскости изображения, он сформирует яркий хвост Пятно в форме кометы, ошибка изображения этой оптической системы называется комой.
Астигматизм:
Наклонный монохроматический конический световой пучок, направленный в оптическую систему внеосевой точкой объекта, находящейся вне главной оси, не может образовать четкую точку изображения после преломления оптическим рядом, а может образовать лишь диффузное пятно. Ошибка изображения оптической системы называется астигматизмом.
Сцена:
Если четкое изображение, формируемое оптической системой плоского предмета, перпендикулярного главной оси, находится не в плоскости изображения, перпендикулярной главной оси, а на криволинейной поверхности, симметричной главной оси, то есть наилучшей плоскостью изображения является криволинейная поверхность, то эта ошибка изображения оптической системы называется кривизной поля. Когда изображение в центре экрана четкое, изображения вокруг экрана размыты; и когда изображение в центре экрана становится четким, изображение в центре экрана снова начинает размываться.
Разница в цвете:
Пучок белого света направляется от белого объекта к оптической системе. После преломления оптической системой различные цвета света не могут сойтись в одной точке, и образуется цветное пятно изображения, которое называется хроматической аберрацией. Причина хроматической аберрации заключается в том, что одно и то же оптическое стекло имеет разные показатели преломления для разных длин волн света, показатель преломления коротковолнового света велик, а показатель преломления длинноволнового света мал.
искажение:
Прямая линия за пределами главной оси в плоскости объекта становится кривой после того, как ее изобразит оптическая система, а ошибка изображения оптической системы называется искажением. Аберрации искажения влияют только на геометрию изображения, но не на его резкость. В этом принципиальное отличие дисторсии от сферической аберрации, комы, астигматизма и кривизны поля.
Когда мы оцениваем качество объектива, мы обычно судим по нескольким практическим параметрам, таким как разрешение, резкость и глубина резкости.
Разрешение:
Также известный как скорость дискриминации и разрешение, он относится к способности объектива четко различать детали волокна фотографируемой сцены. Причиной, ограничивающей разрешающую способность объектива, является явление дифракции света, то есть дифракционное пятно (пятно Эйри). Единицей разрешения является пара линий/мм.
Резкость (резкость):
Также известный как контраст, он относится к контрасту между самыми яркими и самыми темными частями изображения.
Глубина резкости (ГРИП):
В пространстве сцены сцены, расположенные на определенном расстоянии до и после плоскости объекта фокусировки, также могут формировать относительно четкое изображение. Вышеупомянутое расстояние по глубине между сценами, которое может формировать относительно четкое изображение до и после плоскости объекта фокусировки, то есть диапазон глубины пространства сцены, при котором можно получить относительно четкое изображение на плоскости фактического изображения, называется глубина резкости.
