显微镜技术简介

显微镜主要部件
ห้องสมุดไป่ตู้一.物镜
1.消色差物镜（Achromatic objective) 仅能校正轴上点的红蓝两色光的位置色差（红蓝）和黄绿两色光的球差以及近轴
点的慧差。 用途：一般应用。 材料：冕牌玻璃和火石玻璃。 物镜标志：A 2.半复消色差物镜（Semi apochromatic objective) 材料：氟石。 物镜标志：FL 3.复消色差物镜（Apochromatic objective) 不仅能校正红绿蓝三色光的色差和红蓝两色光的球差，而且在同一焦点平面上成
NA越高，放大率越高，光源波长越低，分辨率越大。
提高分辨率方法： 1）使用短波光源。用紫外光做作光源，可使δ减小到0.22μm。人眼在明视
距离250mm的最大分辨率为73μm，光学显微镜极限分辨率为0.2μm，电 子显微镜最大分辨率可达0.01μm。 2）提高NA。 3）提高衬度，调节孔径光阑。
显微镜主要光学参数
显微镜主要光学参数
6.工作距离（Working distance)
物镜前透镜表面到被检物体上表面之间的距离。
自由工作距离，实际工作距离：物镜金属前端面与被检物体上表面之间 的距离。
放大率越高，工作距离越小。
物镜倍率 4X
NA
0.1
WD
7
10X 20X 40X 60X 100X（oil) 0.25 0.45 0.65 0.85 1.25 4.3 1.3 0.4 0.16 0.13
“Oil”表示浸油物镜 “Water”或“W”表示浸水物镜。
显微镜主要部件
二.目镜
广角目镜（wild fied eyepiece): WF 平场目镜 (complanatic eyepiece)：PLAN 或 P 补偿目镜（comoensate eyepiece):补偿物镜倍率色差。 惠更斯目镜（Huygens eyepiece):眼点低（3mm)，不能装分划板。 冉更斯目镜（Ramsden eyepiece)：眼点高（12mm)，用于测量。 凯尔勒目镜（Kellner eyepiece)：介于惠更斯目镜与冉更斯目镜之间。
显微镜主要光学参数
4.焦深或景深（Depth of focus)
将物镜的焦点对准某一物体点时，
在视野平面纵向厚度中能够清晰分 辨出的景物范围。
放大率、NA越大，景深越小。
物镜 40X/0.65 100X/1.25
目镜 5X 10X
D 2.8μm 0.29μm
显微镜主要光学参数
5.视场直径（Field of view or FOV)
NA
0.1 0.25 0.45 0.65 0.85 1.25
显微镜主要光学参数
干的聚光镜及物镜
浸没聚光镜及物镜
显微镜主要光学参数
2.分辨率（Resolving power)
显微镜能够分辨物体点像的最小距离。它是衡量显微镜性能的又一个重 要技术参数，由物镜决定。 δ=kλ/NA k:常数 λ：光源波长
用。
3.旋出式聚光镜（swing-out condenser) 为满足低倍充满视场需要，NA：0.16-0.9
4.超低倍聚光镜（ultra low power condenser) 与1X、2X物镜配合使用，NA：0.02-0.16
5.暗场聚光镜(dark field condenser):干燥式、浸油式
表示物镜/聚光镜汇聚/发散光线的能力和分辨能力。不仅是 物镜和聚光镜最主要的技术参数之一，同时也是判断两者 性能高低最为重要的标志。
NA= n.sinu
n：物镜与被检物体之间介质的折射率。 U：孔径角。
空气n=1，水n=1.333，香柏油n=1.515
物镜倍率 4X 10X 20X 40X 60X 100X（oil)
Motic China Group Co., Ltd.
生物显微镜技术简介
2005.11.3
正置BA400
显微镜基本组成和成像原理
目镜 头部
转换器 物镜 载物台 聚光镜 集光镜 底座
无限远光学系统
倒置AE31
显微镜基本组成和成像原理
照明连接组（包括 滤色片插板组） 干涉滤色片组 相衬推拉板组 聚光镜组 载物台 转换器 荧光滤色片组接口 粗、微调焦机构组
无限远光 学系统
有限远光学成像原理图
无限远光学成像原理图
• 物镜和管镜之间的光线为平行光，容易添加更多的附件如荧光、偏光等。
显微镜基本概念
1.机械筒长 物镜与目镜定位面之间的距离。国标160mm。
机械筒长
影响放大率和成像质量。
2.物像共扼距
物镜物面和像面之间的距离。国标195mm。
3.中间像面
物镜的像面，也是目镜的物面。国标规定中间像面位于目镜定位面下方
10mm
4.齐焦距离
物镜定位面到物面的距离。国标45mm。
5.齐焦
调换物镜后，不需重新调焦就能看清物体的像。
6.齐中、重合
调换物镜后，图像中心仍在标准规定的视场范围内。
显微镜主要光学参数
1.数值孔径（Numerial aperture, NA)
显微镜主要部件
五.双目头/三目头 三目头双目筒/第三筒分光比：20/80或0/100。 拉板式双目头/三目头 瞳距调节必须与视度圈对应，以补偿机械筒长的
变化。
铰链式双目头/三目头 瞳距调节不影响机械筒长。 说明：视度补偿圈置于目镜上是正确的，置于目
镜筒上将影响机械筒长，进而影响放大率。
显微镜主要部件
像，能达到消除“剩余色差”（二级光谱）的效果。 用途：高级研究。 材料：特种玻璃，萤石、氟石。 物镜标志：APO 4.平场物镜 校正像场弯曲，视场平坦、视场较大，工作距离相应有所增加。 物镜标志：PL 、S PL
显微镜主要部件
5.特种物镜
相衬物镜或相差物镜（Phase contrast objective)：PH 绿色 带校正环物镜（Correction collar objective) 带可变光阑物镜（Iris diaphragm objective)：暗场观察，改变NA和焦深。 无应力物镜（Strain-free objective)：Pol 红色 无荧光物镜（Non-fluorescing objective)：UVFL 无盖玻片物镜（No cover objective)：NC或/0 长工作距离物镜（Long working distance objective) 微分干涉差显微镜用物镜：DIC
显微镜主要部件
▲落射式照明或反射式照明（incident illumination)——非透明标本
照明光源来自物体后射到被检物体上，这样物镜又起到聚光镜的作用。 用于荧光显微镜、金相显微镜、偏光显微镜对金属、矿物及大而厚的生
物样品观察。
常用光源：钨丝灯、卤素灯、荧光灯、LED。 常用电源：110V、220V、宽带开关电源110-240V。
显微镜主要部件
三.聚光镜(condenser)
1.阿贝聚光镜（Abbe condenser) NA 1.2-1.25，两片透镜组成。存在色差和球差。
2.消色差消球差等光程聚光镜或齐明聚光镜（Achromatic aplanatic condenser) NA 1.4，5-7片透镜组成，消色差消球差。与复消色差物镜、半复消色差物镜配合使
显微镜主要光学参数
7.覆盖差（Difference of coverglass)
光源通过非标准厚度盖玻片时因光路改变而产生的像差。直接影响显微镜 的成像质量，盖玻片太厚可能无法调焦。
国标盖玻片厚度0.17±0.01mm。
放大率越大、NA越高，覆盖差越大。
物镜标志 /0.17：标准盖玻片厚度 /- ：不受盖玻片厚度影响，低倍物镜。 /0 、/NC ：无盖玻片 /Korr、/0.11-0.23：带校正环物镜
Thank you
1.临界照明（critical illumination):光源经聚光镜后直接照射在被检物体上。 缺点：照明不均匀，灯丝成像在标本平面上，伤标本。
2.柯拉照明（Kohler illumination)：光源经集光镜和聚光镜二次成像于物镜入瞳 处。
优点：消除渐晕，照明均匀，视场内看不到灯丝像。
（二）斜照明（oblique illumination)：照明光源的中轴与显微镜的光轴不在一 条直线上，而是与光轴形成某种角度并斜向照到被检物体上。 明场应用时，用于相衬显微镜； 暗场应用时，用于暗场显微镜。
– 分辨能力 – 平场度：肉眼观测清晰的范围 – 衬度：边界清晰，背景清晰 – 亮度：同一照明系统下，透光能力强 – 手感 – 齐焦、重合 – 增加附件能力
• ID（工业设计）：
外观设计的好坏直接影响到产品的档次和形象
• 价格
客户追求目标：低廉价格，良好性能
显微镜辨别
数码显微镜主要性能参数：
1. 有效像素（Effective Pixels）：1.3M、2.0M、3.0M 2. Image Device：1/4’、1/3’、1/2’、2/3’ 3.静态图像分辨率（Still Image Resolution） 4.帧率（Max. Frame Rate） ：15fps @ 1240 x 1024、50fps @ 640 x 480，
6.相衬聚光镜（phase contrast condenser)
7.微分干涉差显微镜(differential interference contrast condenser)
显微镜主要部件
四.照明方式
▲透射式照明（transparent illumination)——透明标本
（一）中心照明(central illumination)：照明光源的中轴与显微镜的光轴在一条 直线上。
在显微镜观察时所看到圆形视场范围。 Φ为物方视场直径，也称线视场。FN为像方视场直径，即目镜视场数。