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  • 體視顯微鏡發展歷程

    2016-04-06新聞資訊

    在19世紀中期,弗朗西斯·赫伯特威漢姆倫敦設計第一個真正成功的立體顯微鏡。?威漢姆合并一個新穎的方法,利用消色差棱鏡把光束后方的一個目標。?幾年后,約翰器皿斯蒂芬森產生類似的工具(見圖1),威漢姆雙目顯微鏡設計,遭受工件所帶來的單一鏡頭實際上并沒有產生真正的立體效果。
    霍雷肖·s·格里諾在1890年代初,美國的儀器設計,引入了一個新穎的設計成為現代stereomicroscopes的祖先。?格里諾相信耶拿的卡爾蔡司公司生產顯微鏡,而是將格里諾的透鏡裝配系統,蔡司工程師設計反相棱鏡產生勃起的形象。?這個設計已經經受住了時間的考驗(大量的顯微鏡化驗員),是一個主力在醫學和生物解剖整個二十世紀。?顯微鏡仍然是一個最喜歡的許多特定的應用程序。
    Stereomicroscopes上半年生產的20世紀,或被稱為解剖顯微鏡,就像傳統的復合顯微鏡的時代。?他們是沉重的,構造主要來自黃銅,利用棱鏡圖像勃起,簡單的透鏡系統組成的一個或兩個對比。?工作距離是成反比的放大,并在最高可用很短的放大。?這些顯微鏡的使用主要是為了解剖,因為很少有工業應用涉及小程序集所需的顯微鏡檢查。?甚至手表制造商使用單眼loupes?!
    首先介紹了現代立體顯微鏡在美國在1957年由美國光學公司。?命名為?Cycloptic???設計了一個壓鑄鋁住房,這個突破,不斷工作距離(在4英寸,是最長的了),和一個內部放大裝置,使得觀察者增加目標放大0.7倍到2.5倍的五個步驟。?此外,顯微鏡利用整塊的玻璃裝配棱鏡,配備各種附件包括站,武器,和照明,符合1950年的樣式用深淺不一的灰色油漆方案(見圖2)。顯微鏡的名字是來源于一個大型中央客觀的底部的身體左右兩個通道累積光從標本。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    在以后的顯微鏡,更名為Cycloptic特性?常見的主要目標?(?市場總監?)。?本設計使用一個大的物鏡,關注標本時,形成一個圖像在無窮遠處。?Cycloptic,與大多數早期的立體顯微鏡的設計,降低了線程的掛載在顯微鏡體安全目標為位置下方一個可旋轉的滾筒,其中包含兩對無焦Galilean-style望遠鏡。?鼓旋轉,使用望遠鏡鏡頭向前和扭轉方向(放大和縮減),產生四種不同的放大。?第五放大是一個開放的通道,沒有玻璃。?伽利略焦距透鏡系統都有一個小的優勢,一個非常小的直徑,和很少的放大超過2倍或3倍。?2倍伽利略鏡頭將提供2倍或1/2x放大,根據定位,配對可以安排生產許多變體。?Cycloptic的頭部包含現在被稱為?管鏡頭?、架設棱鏡和一雙目鏡。?這顯微鏡迅速成為受早期半導體制造商,尤其是西部電氣。
    兩年后(1959年),博士倫Cycloptic競爭引入了立體顯微鏡,但一個尖端的進步:連續變量,或?變焦,放大。?命名為?StereoZoom???,這個顯微鏡是第一個立體顯微鏡沒有架設棱鏡,在基本成形?格里諾?設計,這將在下面詳細討論。?一般都相同的大小和形狀Cycloptic(圖3),和有一個類似的放大范圍(0.7?x?3.0?x)相似的工作距離。?顯微鏡還出現一個新的博士發明:四個表層鏡子增強鋁涂料,戰略定位傾向棱鏡和執行功能?普羅?架設棱鏡。?在立體顯微鏡勃起圖片是有用的因為顯微鏡工作者經常必須執行交互式操作的標本在觀察。?任務,如解剖、micro-welding工業組裝,或卵母細胞的顯微鏡下注射更方便當標本進行相同的物理方向鏡臺上通過目鏡能夠看到。?同樣,真正的標本之間的空間關系特征的研究是自然的幫助下,樹立形象。
    除了有一個降低成本相比prism-equipped顯微鏡,StereoZoom也更輕的重量。?基本的顯微鏡系統或“Pod”,因為它被稱為,旁邊是一個巨大的選擇的輔助鏡頭,目鏡,照明,手臂和站,所有生產創造潮流風格,經歷了40多年。?接受的StereoZoom迅速新興半導體行業是直接和長壽。?這部小說設計為主的立體顯微鏡市場許多年,直到由徠卡在2000年停止生產,在1980年的美國光學顯微鏡資源相結合,博士倫,Leitz,銳徹,野生。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    介紹了在1960年的早期,縮放stereomicroscopes尼康,奧林巴斯,Unitron等(不那么廣為人知)知名的日本公司開始在美國。?總的來說,日本、美國和歐洲顯微鏡制造商繼續推進的發展“更大更好”stereomicroscopes一系列新特性。?這些進步加速了高速計算機的發明,使其可行的光學設計人員解決復雜問題,建立一個有效的變量放大變焦鏡頭系統well-corrected光學畸變。
    今天的立體顯微鏡設計特性高數值孔徑的目標,得到高對比度的圖像,有最少的耀斑和幾何失真。?觀察管能容納high-eyepoint目鏡有視野26毫米,屈光度調節,使圖像和十字線同時合并到一個焦點。?此外,許多模型運動高變焦比率(12?x-15x)提供一個放大范圍寬(2?x?-?540?x)和減少改變目標的必要性。?人體工程學特性納入顯微鏡設計有助于減少疲勞在長時間的操作,和新的配件使現代stereomicroscopes形象不切實際的僅僅幾年前的標本。
    人類的眼睛和大腦功能一起產生被稱為什么?立體視覺?,它提供了空間,三維圖像周圍的對象。?這是因為大腦的解釋兩個圖片收到每個視網膜略有不同。?平均人眼相距的距離約為64?-?65毫米,和每只眼睛感知物體從不同的角度,不同幾度。?傳播到大腦時,圖像融合在一起,但仍保持高度的深度知覺,這是真正了不起的。?這個能力感知深度的立體顯微鏡利用通過傳輸雙圖像由小角度傾斜(通常10至12度)產生一個真正的立體效果。
    立體顯微鏡的設計
    在一些立體顯微鏡系統,標本成像利用兩個獨立的復合顯微鏡光學火車,每個組成的一個目鏡,客觀,中間鏡頭元素。?其他設計采用在兩個個體之間共享一個共同的目標光學通道。?兩個不同的圖像,來自稍微不同的視角,投射到顯微鏡工作者的視網膜,刺激神經末梢傳遞到大腦的信息進行處理。?結果是一個三維圖像分辨率有限的標本的顯微鏡光學系統參數和視網膜神經末梢的頻率,就像極限粒度在膠卷或像素密度在一個電荷耦合裝置(CCD)數碼相機。
    Stereomicroscopes大致可以分為兩種基本的家庭,每一個都有正面和負面的特征。?最古老的stereomicroscopic系統,發明者的名字命名的格里諾,利用身體雙管,傾向于產生立體的效果。?一個更新的系統,稱為共同的主要目標(前面介紹),利用一個大目標之間共享一對目鏡管和透鏡系統。?要么類型的顯微鏡可以配備了步進式個人鏡頭改變放大,或一個連續變量zoom-type放大系統。?下面的討論解決了格里諾和常見的優缺點主要目標立體顯微鏡的設計。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    格里諾設計,引入了蔡司的二十世紀,由兩個相同的(對稱)光學系統每個包含一個單獨的目鏡和客觀準確的定位在一個住房安排(圖4)。這個設計的主要優點是可獲得的高數值孔徑,因為目標是非常相似的設計與運用在古典復合顯微鏡。?一般來說,身體的下部管,包含的目標,錐形和趨同是最好的重點對象的飛機。?身體的上端管項目的一對圖像觀察者的眼睛,通常用一雙標準的目鏡。?大小、焦點、旋轉和定心的兩幅圖像在非常嚴格的公差必須保持不變,這樣眼睛的觀點本質上相同的場景。?離開千篇一律是每張圖片的略有不同的視角投射到視網膜上。?由于收斂角,一般從10到12度在現代設計中,左眼視圖對象從左邊,而右眼視圖相同的對象從一個稍微不同的角度在右邊。
    一雙架設棱鏡或鏡像系統利用de-rotate和轉化放大圖像的目標并將其呈現給觀察者看來沒有顯微鏡。?身體管構建提供一個直接視線在某些設計,而另一些人支持與額外的棱鏡來允許傾斜管顯微鏡工作者和更自然的觀看位置。?由于成像光線穿過中心的復雜的透鏡系統,圖像的質量對其中心對稱,與大多數復合顯微鏡一樣。?此外,光學畸變校正在Greenough-type顯微鏡難度比常見的主要目標的設計,因為鏡片小,軸向對稱,并且不依賴于光線通過客觀的外圍。
    出現變形工件在格里諾顯微鏡設計由于每個身體的斜分離管從一個共同的軸。?被稱為?梯形?效果,這種扭曲導致區域左側的右眼出現略小于右側相同的形象,當然也是相反的左眼的圖像(見圖5)。梯形失真源自于這樣一個事實:每個身體管產生的中間圖像傾斜的標本飛機,和傾斜相對于彼此,所以只在中部地區同時集中在相同的放大。?視場的結果是,外圍部分集中略高于或低于實際標本飛機,有很小的差異放大,盡管眼睛通常彌補這種效應和顯微鏡學家通常是不明顯的。?在長時間的觀察期間,可以加速疲勞和緊張梯形的效果。
    小變化在整個視野放大,專注在格里諾stereomicroscopes可能注意到照片或視頻圖像通過一方產生的工具,特別是如果對象主要是平面和直線。?在顯微攝影,專注不連續傾角很容易帶來補償通過傾斜標本或光束路徑之一,顯微鏡光軸垂直于飛機橫向試樣。?十字線進行測量時,線性目鏡網格應該定位在一個垂直方向梯形效應降到最低。?另一個解決方案是使標本或顯微鏡下五或六度和否定收斂。
    常見的主要目標立體顯微鏡設計中心的折射作用單一,大直徑物鏡,左右兩個渠道視圖對象。?每個頻道經營作為一個獨立的光學系統平行于另一個(這是他們也被稱為的原因?平行?顯微鏡,圖4),個體之間存在平行光通道和目標(圖像投影到無窮大)。?這樣的安排保證收斂的左派和右派光學軸配合標本中的焦點平面。?因為這平行軸安排通常是擴展到包括目鏡,左邊和右邊的圖像被顯微鏡工作者的眼睛很少或根本沒有收斂。?常見的主要目標系統的一個主要優勢是,光軸的目的是正常標本飛機,而且沒有固有的目鏡焦平面圖像的傾斜。
    盡管在大多數情況下有通常的10到12度收斂標本,大腦是不習慣解釋三維圖像沒有收斂,導致一個獨特的特定于首席營銷官stereomicroscopes異常。?當通過這種類型的顯微鏡觀察標本時,中心部分的標本似乎略高,這樣一個平面樣品現在似乎有一個凸形狀。?例如,一枚硬幣會出現被厚的中心,所以它將巖石從一邊到另一邊時倒放在一個平面上。?這個工件是被稱為?透視失真?,但不應引起關注,除非利用顯微鏡來判斷平面度或高度(參見圖5)。標本與復雜的或圓形的形狀,同時顯示一定的透視失真,通常不似乎扭曲了通過立體顯微鏡能夠看到。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    透視失真有時被稱為?凸起?或?球狀的效果?,結果從梯形的組合和枕形失真。?為例,提出了在圖5中稍微夸張的例子是美國林肯美分,一個碟狀平坦的硬幣,會出現在立體顯微鏡嚴重扭曲的觀點。?原分錢頂部的插圖顯示平面。?下方同時圖像投影顯微鏡的左眼和右眼,這表明一個不對稱的枕形失真的中心軸指向顯微鏡。?最終結果是一個圓頂的感知——或者globe-shaped對象圖像時從目鏡都投射到視網膜和大腦中融合在一起。?大多數高端研究年級共同產生的主要目標stereomicroscopes主要制造商已經幾乎消除了這個工件,但它仍然發生在一些不太昂貴的顯微鏡。
    另一個工件經常遇到常見的主要目標stereomicroscopes是少量的離軸像差如散光,昏迷,橫向色差出現在每張圖片的中心。?這是因為每個光學通道接收光線從一個不平衡的地區的大目標,而不是直接從中心位置畸變(特別是發生離軸)至少在鏡頭或幾乎不存在最好的光學修正。?效果一般不注意到當兩只眼睛是用來查看標本,但顯微照片或數字圖像可能不對稱幾何穿過田野。
    一般來說,正確的色差是困難和昂貴的,尤其是考慮到大量大小和玻璃生產中使用的目標。?一些首席營銷官立體顯微鏡的設計讓這個問題通過提供設施來抵消中央大目標,定位在軸左邊或右邊的通道。?甚至其他顯微鏡設計提供了一種手段取代傳統的大目標infinity-corrected目的,可以使用視圖和標本在高的放大照片(和數值孔徑)。
    最大的設計特點和實際利用一個共同的主要目標立體顯微鏡,與大多數現代顯微鏡一樣,是無限遠光學系統。?平行光通路,通道兩個平行軸,之間存在客觀和可移動的頭/觀察管組裝(標記為?無限的空間?在圖6)。這使得毫不費力的配件,如分光膜、同軸episcopic照明者、照片或數字視頻中間管,管,eyelevel立管,和圖像傳輸管顯微鏡身體和頭部之間的空間。?還可以將這些配件之間的空間目標和變焦的身體,雖然這是很少在實踐中來完成的。?由于光學系統產生一個平行束光線之間的身體和顯微鏡的頭,添加的附件不引入顯著的畸變或改變圖片的位置在顯微鏡下觀察。?這種多功能性不可用在格里諾stereomicroscopes設計原則。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    這是一個艱巨的任務來確定這兩個設計(CMO或格里諾)優越,因為沒有公認的標準來比較性能之間的立體顯微鏡系統。?常見的主要目標顯微鏡,一般來說,有一個更大的聚光能力比Greenough-design和更高度修正光學畸變。?一些觀察和顯微攝影最好進行利用首席營銷官顯微鏡,而其他情況可能要求格里諾設計獨有的特性。?因此,每個技術人員必須確定是否一個設計將更適合手頭的任務和使用此信息來制定一項戰略,立體顯微鏡調查。
    在大多數情況下,格里諾之間的選擇或常見的主要目標stereomicroscopes通常是基于應用程序,而不是一個設計是否優于其他。?格里諾顯微鏡通常用于“主力”應用程序,如焊接微型電子元件,生物標本,解剖和類似的常規任務。?這些顯微鏡是相對較小的,便宜的,非常堅固,使用簡單,易于維護。?常見的主要目標顯微鏡通常用于更復雜的應用程序需要與先進的高分辨率光學和照明配件。?這些可用的各種配件顯微鏡借給他們的力量的研究領域。?在許多工業情況下,格里諾顯微鏡可能會發現在生產線,而常見的主要目標顯微鏡是有限的研發實驗室。?另一個考慮是購買顯微鏡的經濟學,特別是大規模。?常見的主要目標stereomicroscopes可以花費幾倍格里諾顯微鏡,這是一個主要考慮制造商可能需要成千成百上千的顯微鏡。?不過,也有例外。?如果一個共同的主要目標顯微鏡是更好的工具工作,真正的擁有成本可能更低。
    在立體顯微鏡放大:目標和目鏡
    在立體顯微鏡總放大實現產品目標和目鏡的放大,加上任何中間,或者提供的外部輔助放大透鏡系統。?多年來,許多獨立的方法已經發展變化(增加或減少)stereomicroscopes的放大倍數。?在最簡單的顯微鏡,目標(或單目標CMO設計)永久性安裝在下半身住房、和放大只能改變通過引入不同力量的目鏡。?稍微復雜顯微鏡總放大因素可互換的目標,使調整利用權力或高或低的目標或用不同放大倍數的目鏡。?目標在這些模型安裝通過螺紋或夾子,這使相對快速轉換到一個新的放大。
    中層stereomicroscopes配有滑動客觀住房或旋轉炮塔包含幾個匹配集的目標產生不同放大倍數的因素。?為了調整顯微鏡放大,操作員只需扭曲炮塔的位置一個新的輔助通道管下的成對設置的目標。?顯微鏡在這個設計曾經非常受歡迎的,但現在很少生產。
    高質量stereomicroscopes與變焦鏡頭系統或裝備?旋轉鼓?包含伽利略望遠鏡,用來增加和減少整體放大。?旋轉鼓系統功能作為一個整體中間管(或塊)包含配對組鏡頭,可以安裝到光學通路通過旋轉鼓。?在大多數模型,積極的追隨者是用來充當“點擊停止”安全鏡頭安裝到正確對齊,并按通知運營商新的放大倍數。?鼓通常有一對空鏡頭坐騎,沒有輔助透鏡,可以定位的光學路徑允許使用客觀、目鏡組合沒有額外的放大。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    變焦系統(如圖7所示)提供了一個連續可變放大范圍可以調節將旋鈕位于顯微鏡的外圍身上或集成在身體本身。?這個設計可以消除可能發生的blank-out視覺喪失標本之間的空間關系特征改變離散放大時,加強設置。?在一些舊文學,變焦系統通常被稱為?變焦系統?希臘詞后?潘?“每一個”?奎托斯?“權力”。?縮放比例不同4?:?1、15?:?1、根據顯微鏡時代制造商和模型。?一般來說,變焦鏡頭系統包含至少三個透鏡組,每組支持兩個或兩個以上的元素,是戰略定位與相互尊重。?通道管中的一個元素是固定的,而其他兩個是順利翻譯上下通道內的精密凸輪。?系統設計允許快速和連續的變化放大,同時保持焦點顯微鏡。?變焦系統后,利用繼電器和/或額外的鏡頭元素建立圖像投射到目鏡。?新的立體顯微鏡的幾個模型采用積極click-stop警報顯微鏡工作者在選擇放大頭寸變焦范圍。?這種區別是至關重要的校準以給定的功率放大級的步驟中,一個功能時,經常發現有用執行線性測量。
    早期立體顯微鏡變焦鏡頭系統的放大范圍約7倍到30倍。?放大因素慢慢增長作為這類顯微鏡光學性能改善,現在和最近的學生顯微鏡功能變焦范圍之間的2倍和70倍。?中層stereomicroscopes變焦放大因素之間具有放大上限250?x?400?x,而高端研究顯微鏡運動放大系統,可以達到在放大500倍。?這放大范圍廣是由一系列的景深和工作距離遠遠大于在復合顯微鏡有等效的放大。?現代的工作距離stereomicroscopes?20到140毫米之間的不同,這取決于目標放大和縮放比例。?通過添加專門的輔助附件眼鏡,工作距離可以達到300毫米以上。?場直徑也比那些實現更廣泛的復合顯微鏡。
    輔助附件鏡頭可以安裝到客觀桶專門設計stereomicroscopes(圖8)。一般來說,附件鏡頭螺紋旋轉成一個匹配的線程上設置目標的前面。?其他版本附著在桶夾緊裝置。?這些鏡頭使放大倍數的顯微鏡工作者要么增加或減少的主要目標。
    附件鏡頭時是有用的圖像質量不是最重要的因素,因為光學修正不能準確地執行因為鏡頭不是安裝在相同的位置在每次附呈。?此外,附件鏡頭修改目標工作距離(樣本之間的距離和客觀鏡頭前面元素)。?同時增加顯微鏡放大鏡頭也將呈現一個簡短的工作距離,而附件鏡頭,減少放大產生相應的工作距離的增加。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    現代stereomicroscopes配有標準化widefield?high-eyepoint目鏡中可用的放大5倍到30?x約5倍增加。?可以利用這些目鏡有或沒有眼鏡,和保護橡膠杯可以避免接觸顯微鏡工作者的眼鏡和目鏡eyelens一樣。
    目鏡通常配備有屈光度調節允許同時聚焦的標本,測量reticles和雙目顯微鏡觀測管支架(頭)現在有可移動的管子,使操作員改變瞳孔間的距離目鏡在55到75毫米。?瞳孔間的調整通常是通過旋轉棱鏡的身體對光學軸。?由于棱鏡目標是固定在他們的關系,調整不會改變立體的效果。?這方便減少疲勞擴展觀察時期,但是需要再度調整時所使用的儀器多個運營商。?注意,顯微鏡工作者正確戴眼鏡的近視和視力差異的眼睛也應該戴眼鏡的顯微鏡。?眼鏡戴只在觀察近距離工作應該刪除,因為顯微鏡產生的圖像有一定的距離。
    的視野(有時縮寫?視場?),它是可見的,重點在顯微鏡觀察標本時,是由客觀的放大和固定字段的大小在目鏡隔膜。?放大時增加傳統或立體顯微鏡,如果目鏡視場的大小卻降低了隔膜直徑保持不變。?相反,當放大倍數下降,在固定的視野增加目鏡隔膜直徑。?改變大小的目鏡隔膜打開(這期間必須完成生產)要么增加視野以固定放大(大的隔膜大小),或減少的視野(小膜片的大小)。
    在大多數化合物和立體顯微鏡目鏡,物理直徑的隔膜(坐落在前面或后面的目鏡物鏡)以毫米,被稱為?字段數量?,這是經常縮寫和簡稱為?fn?。?實際的物理大小的隔膜和明顯的光場大小可以改變在目鏡設計有一個物鏡隔膜以下。?測量和顯微攝影reticles放置在平面上的目鏡隔膜,從而出現在相同的光學共軛平面的標本。
    目鏡的視場直徑,通常刻在住房外,除以放大權力的客觀定量確定視場的大小。?還應該包括在計算縮放設置和任何額外的配件插入可能放大倍數的光路。?然而,不包括目鏡放大,這是一個比較常見的錯誤是由新手在顯微鏡。?需要一個更廣泛的視野時,顯微鏡工作者應該選擇目鏡具有更高領域的數字。?在較低的放大范圍,stereomicroscopes大大復合顯微鏡的視野比古典實驗室。?典型的字段大小10倍目鏡和低功耗的目標(0.5?x)大約是65到80毫米(取決于縮放因子),大大超過了大小觀察(約40毫米)與復合顯微鏡放大。?這些大字段大小需要高度的照明,和經常很難提供一個連續的照度標準在整個viewfield。
    決議,在立體顯微鏡的景深
    在立體顯微鏡分辨率取決于照明的波長和客觀的數值孔徑,就像任何其他形式的光學顯微鏡。?數值孔徑是衡量目標的分辨能力和被定義為一半的孔徑角客觀乘以成像介質的折射率,在立體顯微鏡通常是空氣。?照明波長除以數值孔徑(微米),兩個樣本點之間的最小距離明顯是由方程(羅利標準)?:

    分辨率(d)=?0.61×λ/(n×罪(θ))

    在哪里?維?是最小的可分解的距離,?Λ?是照明波長(通常是一個混合圍繞在立體顯微鏡550納米),N?的折射率介質之間的客觀和標本,然后呢?θ?是客觀的半角孔徑。?作為一個例子,一個尼康SMZ1500立體顯微鏡配備了1.6?x復消色差的客觀數值孔徑為0.21,將有一個最大分辨率約1.6微米時試樣與白光照明的平均波長550納米。?注意,1.6倍的分辨率計算目標假定樣本之間的成像介質和目標是空氣。?客觀的鏡頭制造常見的主要目標stereomicroscopes通常不同放大0.5倍到2.0倍,有三個或四個中間值。
    工作距離放大,和典型的立體顯微鏡的數值孔徑的目標在不同放大展示在表1。?在過去,一些制造商已經顏色代碼分配給他們立體顯微鏡目標放大值。?表1中還列出了一系列的顏色代碼分配尼康立體顯微鏡目標識別信息。?注意,許多制造商不立體顯微鏡目標指定一個特定的顏色代碼,和表1中列出的代碼只用于提醒讀者,有些目標可能會顯示本和其他專業專用術語。
    立體顯微鏡客觀規范

    客觀的?
    放大
    顏色代碼 數值?
    孔徑
    工作?
    距離?
    (毫米)
    ED計劃0.5倍 紅色的 0.045 155年
    ED計劃0.75倍 黃色的 0.68 117年
    ED計劃1?x 白色的 0.09 84年
    ED計劃1.5倍 綠色 0.14 50.5
    ED計劃2倍 藍色的 0.18 40
    計劃于0.5倍 N?/ 0.066 136年
    計劃1?x朊 N?/ 0.13 54
    計劃于1.6倍 N?/ 0.21 24


    立體顯微鏡的分辨能力目標決定完全由客觀數值孔徑和不受目鏡的光學參數的影響。?整體決議將不受影響當交換10倍目鏡20倍或更高的放大倍數的目鏡,盡管標本細節是不可見低放大率目鏡放大時經常會顯示增加。?最高權力目鏡(30?x或更高)可能接近空放大,尤其是當顯微鏡總放大超過可以從客觀的數值孔徑。?為了衡量和比較的性能一個顯微鏡,分辨率值通常表示每毫米的線對(lp?/毫米)。?尼康1.6倍的目標上面所討論的,解決方法每毫米630線對在最佳條件下。表1

    輔助附件鏡頭,在權力范圍從0.3?x?2.0?x,可以改變工作距離和立體顯微鏡光學系統的分辨能力。?一般來說,分辨能力的影響成正比附件鏡頭的放大倍數。?現場放大倍數直徑成反比,而景深成反比的放大倍數的平方。?工作距離的變化放大倍數也成反比,但很難計算,因為不是線性的函數。?此外,使用這些輔助鏡頭不會對圖像亮度在大多數情況下產生重大影響。
    數值孔徑和等效焦距比數值

    數值孔徑 焦距比數
    0.023 21.7
    0.029 17.2
    0.052 9.6
    0.085 5.9
    0.104 4.8
    0.118 4.2
    0.128 3.9
    0.131 3.8

    一般攝影鏡頭設計與一個系統,是基于評級?f-numbers?(縮寫?F?),而不是數值孔徑(表2)。事實上,這兩個值不同,但實際上表達了相同數量:攝影鏡頭的光收集能力或顯微鏡物鏡。?F-numbers可以很容易地轉換成數值孔徑(反之亦然)以互惠的其他價值的兩倍?:表2

    焦距比數(?F?)=?1?/(2?x?NA)和鈉=?1?/(2?x?F?)

    數值孔徑(顯微鏡)等于成像介質的折射率乘以孔徑角的目的。?焦距比數是透鏡的焦距除以系統孔徑的直徑。?如果50-millimeter焦距透鏡孔徑相同直徑100毫米鏡頭,鏡頭越短兩倍焦距比數更長。?在這種情況下,最大直徑是一樣的在這兩個鏡頭,大小?F?/?2?50-millimeter透鏡和?F?/?4的100毫米鏡頭。
    立體顯微鏡的孔徑直徑是固定的目標,類似情況與常規復合顯微鏡的目標。?顯微鏡放大倍數的增加或減少通過改變縮放因子,焦距也相應改變。?在更高的放大,焦距的孔徑直徑的比例增加,而相反放大是降低了。
    2.0倍的焦距立體顯微鏡的目標是1.0倍目標的一半,反過來,是0.5倍目標的一半。?在一些尼康SMZ系列stereomicroscopes(U,10、800和800年),0.5?x目標的焦距為200毫米,100毫米1.0倍時,2.0倍物鏡焦距是50毫米。?變焦系統的相對大小孔徑(相對于客觀的)函數控制焦距比數(和數值孔徑)整個顯微鏡系統。?在新型顯微鏡,如SMZ1500,物鏡的焦距已經減少了為了增加整個系統的數值孔徑。?因此,0.5?x目的為SMZ1500?160毫米焦距,1.0倍和2.0倍的目標有焦距等于1/2和1/4的0.5倍鏡頭,分別。
    一些制造商供應適配器戒指,讓目標設計為一個特定的顯微鏡使用在其他模型)早些時候(通常stereomicroscopes。?在一些情況下,兩個目標擁有相同的放大由于管的變化可以有不同的焦距鏡頭和變焦通道孔徑規格。?作為一個例子,尼康SMZ-U立體顯微鏡1.0?x目標的焦距為100毫米,而后來模型SMZ1500顯微鏡使用的80毫米焦距客觀有相似的放大和光學修正。?兩者的區別顯微鏡設計變焦系統孔徑的大小,導致短焦距SMZ1500系列的目標。?當交換目標相同的放大,但是不同的焦距,必須引入一個額外因素總放大倍數的計算正確的焦距的差異。
    在立體顯微鏡景深的目標

    客觀的 縮放因子 數值?
    孔徑
    景深?
    (微米)
    10倍 15倍 20倍 30倍
    人力資源計劃?
    1?x朊
    0.75 0.023 1348年 1072年 934年 796年
    1 0.029 820年 655年 573年 491年
    2 0.052 239年 193年 170年 147
    4 0.085 80 66 59 52
    6 0.104 48 41 37 33
    8 0.118 35 30 27 25
    10 0.128 28日 24 22 21
    11.25 0.131 26 21 21 19

    在立體顯微鏡景深是一個重要的概念(甚至超過了與其他常見形式的光學顯微鏡),和強烈影響的總放大工具,包括貢獻目標和輔助附件鏡頭。?的放大50倍,使用1?x客觀(數值孔徑0.10),10倍目鏡,和5的縮放因子,一個典型的立體顯微鏡的景深展出大約是55微米。?如果添加到附件2?x鏡頭顯微鏡在50?x配置為運行時,新的放大100倍,但景深降到約14微米時,大量減少的價值沒有輔助透鏡(55微米)。?在這種情況下,它是明智的改變目鏡放大10倍至20?x實現添加放大,以保留更大的景深值(見表3)。增加了客觀數值孔徑通過加強光學校正(例如,從消色差透鏡高度消色透鏡)也將產生一個適度減少領域深度。表3

    尼康計劃復消色差的景深值1?x客觀展示在表3中,在那里他們被列為變焦放大倍數和目鏡放大功能。?很明顯從數據表中數值孔徑增加隨著變焦放大,而景深減少與增加目鏡和變焦放大因素。
    減少雙可變光圈的大小定位目標和目鏡之間可以加強景深。?這種隔膜是開啟和關閉使用輪或杠桿顯微鏡體內住房。?實際上有兩個子宮帽,一個為每個頻道,共同的主要目標立體顯微鏡的設計。?這些膜片的作用是生產領域深度的增加,同時提高試樣的對比觀察目鏡。?景深和數值孔徑的變化,作為隔膜孔尺寸的函數,在表4給出了尼康計劃復消色差的1倍目標在最高變焦放大倍數(11.25)。?隨著膜片的大小增加,增加景深利用10倍目鏡從26到89毫米,大約增加了200%。?同時,數值孔徑從0.131到0.063的價值下降,或近100%。?有類似的影響在更高的目鏡的放大。
    景深和數值孔徑與可變光圈孔徑

    數值?
    孔徑
    景深?
    (微米)
    10倍 15倍 20倍 30倍
    0.131 26 22 21 19
    0.095 44 39 37 35
    0.063 89年 83年 79年 76年

    關閉虹膜橫隔膜也將產生一個整體光強度降低,增加曝光時間數碼和膠片相機系統。?在大多數情況下,膜片的最佳設置是由實驗決定的。?隨著膜片正在慢慢關閉,圖像開始顯示更多的對比光照強度慢慢消退。?在某種程度上,取決于光學顯微鏡的配置、圖像開始降解和標本細節表現出衍射現象而分鐘結構細節消失。?最好的設置是最大標本細節和最大對比度之間的平衡在目鏡,電影,或者在數字圖像。表4

    光學顯微鏡和數碼影像
    格里諾和常見的主要目標stereomicroscopes很容易適應圖像捕獲利用傳統的光學顯微鏡技術(電影)或通過先進的數碼影像。?通常采用光學顯微鏡作為一種工具來記錄樣本的空間分布細節之前,用高功率復合顯微鏡觀察和成像。?這種技術通常是必要的生物標本,解剖,染色,選擇性執行安裝。
    主要關注在立體顯微鏡數碼成像和顯微攝影的低數值孔徑是目標,和無法捕獲在電影(或數字圖像)通過目鏡觀察到的巨大的景深。?也有一些限制因素,應考慮當拍攝標本通過單一的身體管利用Greenough-style立體顯微鏡。?因為顯微鏡物鏡是定位在一個輕微的角度標本,深度和分辨率顯微鏡目鏡中看到不是記錄在電影。?一些制造商曾經提供配件,有助于緩解這些問題,但許多老一輩的顯微鏡的零配件庫存耗盡,photomicrographers限制選擇。
    老stereomicroscopes可以配備數碼或膠片相機使用附件可用在互聯網上或者通過光學和科學供應房屋。?這些附件存在于幾乎每一個可以想象的攝像系統,和許多適合攝像機直接與目鏡觀察管離開。?新stereomicroscopes有三目的頭或攝影中間管(有時需要投影目鏡)作為一個選項,但這些往往是有限的在使用顯微鏡廠家指定的相機系統。
    體視顯微鏡發展歷程和組成結構
    在圖9中給出的顯微鏡是一種先進的尼康research-level立體顯微鏡裝備傳統成像與寶麗來膠片和數碼攝像機。?相機系統耦合的顯微鏡通過分光鏡附件所附文件作為中間片顯微鏡的身體,雙眼之間的頭。?單和雙口分光鏡等都可以從使用尼康相機與一個或兩個系統。?光路是直接進入相機的港口選擇桿位于前面部分的中間部分。?標準c-mount、f-mount和專有耦合系統可以支持各種各樣的相機系統。?此外,尼康提供投影鏡頭不同的放大,可以利用改變圖像尺寸在電影或數字圖像。
    十字線照片可以插入一個目鏡組成圖像的捕獲、或暴露的焦點儀監測系統可以用于相同的目的。?放大顯微照片或數字圖像計算產品的投影透鏡放大(如果使用)倍變焦放大和客觀的放大。?一些分光鏡港口也介紹第四個放大倍數,通常0.5?x?2.5?x,必須包括在計算中。?其他顯微鏡制造商提供類似的相機系統專為他們設計的立體顯微鏡的產品目錄。
    誕生在立體顯微鏡的一個獨特的方面是構成圖像的能力?立體聲雙?,采用標本有明顯的三維空間結構之間的關系的細節。?第一步是使用左目鏡拍攝標本,通過正確的目鏡緊隨其后的是另一張照片。?另一種過程,也可以利用常見的主要目標stereomicroscopes包括傾斜水平上的標本(階段)軸角的7到8度的左邊顯微鏡光學軸。?捕獲顯微照片或數字圖像后,右邊的標本是傾斜的相同數量的光軸和另一個顯微照片(數字圖像)是記錄。?這個策略產生同樣的效果,兩個連續的照片Greenough-style立體顯微鏡。
    印刷或數字圖像處理后顯微照片,它們可以并排安裝(或顯示在電腦顯示器)和立體查看器查看,呈現標本細節驚人的三維顯示。?很重要的是,立體像對的方向和定位的同時,立體聲查看器的要求。
    結論
    放大通常被認為是最重要的標準來判斷一個光學顯微鏡的性能。?這是不現實的,因為正確的放大是一個滿足手頭的任務和不必要的不應超過。?許多經典的細胞結構和功能的基礎上,調查和半導體結構的微小細節,最經典的傳播和反射化合物進行光學顯微鏡。?的放大在400?x?1000?x范圍所需的這些研究中,通常不依賴于大深度的領域成功的觀察。?另一方面,各種各樣的標本必須檢查小的放大,但需要更大的景深與高度的對比。
    Stereomicroscopes特征有價值在三維的情況下觀察和感知的深度和對比樣品結構的解釋是至關重要的。?這些工具也需要基本當標本的精密控制在一個大的舒適的工作空間。?寬闊的視野和可變放大顯示stereomicroscopes也是有用的小型工業建筑組件,或生物研究,需要小心操縱微妙和敏感的生物。
    考慮到目前廣泛的配件用于立體顯微鏡系統,這類顯微鏡在眾多的應用程序非常有用。?站和照明基地可以從所有的制造商,并且可以適應幾乎任何工作情況。?有多種選擇的目標和目鏡,增強與附件鏡頭和同軸照明安裝在顯微鏡作為一種中間管。?工作的范圍可以從3?-?5厘米的距離高達20厘米的一些模型,允許大量的工作目標和標本之間的空間。
    現代stereomicroscopes設計與人體工程學問題,而且大部分的光學總成密封防止灰塵和篡改的豆莢,并包含透鏡盾牌保護光學元素從環境危害。?抗反射涂層的表面蒸發到大目標前鏡頭為保護這些精致的部分不受腐蝕性液體或氣體的攻擊,或從磨料粒子,可能會導致芯片和劃痕。
    stereomicroscopes有限的效用只有通過他們的分辨能力。?這些顯微鏡享受廣泛使用在各種學科的任務需要這個類的發現在現代儀器的特性。?其中有教育(生物、化學、植物學、地質學和動物學),醫學和病理學、半導體工業、冶金、紡織等行業,需要微型組件的裝配和檢驗。

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