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  • 1 # 使用者402743739308

    這個問題我十年前就研究過。

    先談談對人眼的目鏡:固然顯微鏡物鏡已經成了物體的實像,但這個實像還是非常小的。比如20X/0.75的物鏡,物方理論解析度是0.4um左右,放大20倍後也只有8um大小,而人眼解析度最多0.1mm,自然力有不逮,所以加上目鏡再做放大,並以平行光的形式入射人眼,使得人感覺似乎物體在遙遠的地方如同遠山般的效果,眼球放鬆而不容易疲勞。當然具體設計上還有很多講究,此處不贅述。

    相機目鏡則不然,實際上可以直接把相機的CCD靶面直接放到物鏡焦距處成像,但由於顯微鏡的結構限制,只好再轉一下成像。區別在此。

    簡而言之,面對同是物鏡出來的像,前者是形成平行光,後者是成像。

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    我覺得是否顧及相機畫幅的大小其實不是最重要的。

    顯微鏡最重要的引數是解析度,視場小點問題不大,因此首先要顧及的是相機的CCD顆粒大小是否充分發揮顯微物鏡的解析度能力。比如20X/0.75的物鏡,物方理論解析度是0.4um左右,放大20倍後也只有8um大小,根據那奎斯特取樣率,CCD的顆粒大小理論上應該是4um。如果CCD顆粒大了,攝影目鏡要考慮進一步的放大處理;如果CCD小於2um,是可以考慮做縮小放大倍數處理。但是CCD顆粒也不是越小越好,CCD顆粒太小噪聲不容易,不利於弱光觀測。一些深度製冷相機的CCD顆粒尺寸就很大,可以到10um的量級;有些普通相機的CCD顆粒就很小,可以做到2um-3um級別的尺寸,所以要具體分析。

    至於是否考慮相機畫幅,作為顯微鏡原廠是要考慮進行充分的最佳化整體效能,在看得清的前提下又要儘可能看的廣。但至於還要上全幅相機,我看得到的比較少。我用過olympus和Leica的顯微鏡,基本上原廠都是用1/2和1/3英寸的CCD,科研級比如前面說的深度製冷CCD也是1/2英寸這個級別。一般說來,顯微鏡關鍵是看得清,如果沒有廣角拍攝的需求,直焦是足夠滿足使用要求了。

    最後是像差校正問題,一般說來物鏡近軸處自身會把像差糾正到接近理想的情況,直焦得出來效果足夠大部分場合使用了,(這又回到了上面說的用小尺寸CCD的情況)。如果考慮目鏡補償問題,要做到盡善盡美,可以直接購買顯微鏡廠商的攝影目鏡來做補充。

    所以回到題主的問題上,真要設計一個攝影目鏡要考慮許許多多的問題,甚至於要跟廠商聯絡,但廠商是否願意配合告訴哪些像差要校正,校正到多少,估計是件非常困難的事情。

    但最起碼,目視目鏡出來的是平行光,攝影目鏡出來的是實像,光學設計的大思路沒錯,部分光學設計書籍也有這方面的介紹。

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