科普文：是什么影响了显微镜的成像效果？

成像显示效果主要跟哪些参数有关，有没有口碑比较好的中端显微镜？

影响显微镜成像的主要核心因素有光路设计、镜头质量、光源的单色性等都会影响观察的清晰度。

显微镜目镜和物镜的光学原理

1、影响光学显微镜分辨率的关键因素是什么？

影响光学显微镜分辨率的关键因素：

1.2、色差

色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。白光由红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 七种组成，各种光的波长不同 ，所以在通过透镜时的折射率也不同，这样物方一个点，在像方则可能形成一个色斑。
色差一般有位置色差，放大率色差。位置色差使像在任何位置观察，都带有色斑或晕环，使像模糊不清。而放大率色差使像带有彩色边缘。

1.2、球差

球差是轴上点的单色相差，是由于透镜的球形表面造成的。球差造成的结果是，一个点成像后，不在是个亮点，而是一个中间亮、边缘逐渐模糊的亮斑。从而影响成像质量。
球差的矫正常利用透镜组合来消除，由于凸、凹透镜的球差是相反的，可选配不同材料的凸凹透镜胶合起来给予消除。旧型号显微镜，物镜的球差没有完全矫正，应与相应的补偿目镜配合，才能达到纠正效果。一般新型显微镜的球差完全由物镜消除。

1.3、慧差

慧差属轴外点的单色相差。轴外物点以大孔径光束成像时，发出的光束通过透镜后，不再相交一点，则一光点的像便会得到一逗点状，型如慧星，故称“慧差”。

1.4、像散
像散也是影响清晰度的轴外点单色相差。当视场很大时，边缘上的物点离光轴远，光束倾斜大，经透镜后则引起像散。像散使原来的物点在成像后变成两个分离并且相互垂直的短线，在理想像平面上综合后，形成一个椭圆形的斑点。像散是通过复杂的透镜组合来消除。

1.5、 场曲

场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时，整个光束的交点不与理想像点重合，虽然在每个特定点都能得到清晰的像点，但整个像平面则是一个曲面。这样在镜检时不能同时看清整个相面，给观察和照相造成困难。因此研究用显微镜的物镜一般都是平场物镜，这种物镜已经矫正了场曲。

1.6、 畸变

前面所说各种相差除场曲外，都影响像的清晰度。畸变是另一种性质的相差，光束的同心性不受到破坏。因此，不影响像的清晰度，但使像与原物体比，在形状上造成失真。

当物体位于透镜物方二倍焦距以外时，则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像； 当物体位于透镜物方二倍焦距上时，则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像； 当物体位于透镜物方二倍焦距以内，焦点以外时，则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像； 当物体位于透镜物方焦点上时，则像方不能成像； 当物体位于透镜物方焦点以内时，则像方也无像的形成，而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。

2、显微镜镜头参数及对显微成像质量好坏影响

光学显微镜镜头分不同类型，但即使对于同一类型的镜头，其成像质量也有着很大的差异，这主要是由于材质、加工精度和镜片结构的不同等因素造成的，同时也导致不同档次的镜头价格从几百元到几万元的巨大差异。比较**的如四片三组式天塞镜头、六片四组式双高斯镜头。对于镜头设计及生产厂家，一般用光学传递函数OTF(Optical Transfer Function)来综合评价镜头成像质量，光学系统传递的是亮度沿空间分布的信息，光学系统在传递被摄景物信息时，被传递之各空间频率的正弦波信号，其调制度和位相在成实际像时的变化，均为空间频率的函数，此函数称为光学传递函数。OTF一般由调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)与位相传递函数PTF(Phase Transfer Function )两部分组成。像差是影响图像质量的重要方面，常见的像差有如下六种：

2.1、球差:

由主轴上某一物点向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，若原光束不同孔径角的各光线，不能交于主轴上的同一位置，以至在主轴上的理想像平面处，形成一弥散光斑(俗称模糊圈)，则此光学系统的成像误差称为球差。

2.2、慧差:

由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出的单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，若在理想像平面处不能结成清晰点，而是结成拖着明亮尾巴的慧星形光斑，则此光学系统的成像误差称为慧差。

2.3、像散:

由位于主轴外的某一轴外物点，向光学系统发出的斜射单色圆锥形光束，经该光学系列折射后，不能结成一个清晰像点，而只能结成一弥散光斑，则此光学系统的成像误差称为像散。

2.4、场曲:

垂直于主轴的平面物体经光学系统所结成的清晰影像，若不在一垂直于主轴的像平面内，而在一以主轴为对称的弯曲表面上，即*佳像面为一曲面，则此光学系统的成像误差称为场曲。当调焦至画面中央处的影像清晰时，画面四周的影像模糊;而当调焦至画面四周处的影像清晰时，画面中央处的影像又开始模糊。

2.5、色差:

由白色物体向光学系统发出一束白光，经光学系统折射后，各色光不能会聚于一点上，而形成一彩色像斑，称为色差。色差产生的原因是同一光学玻璃对不同波长的光线的折射率不同，短波光折射率大，长波光折射率小。

2.6、畸变：

被摄物平面内的主轴外直线，经光学系统成像后变为曲线，则此光学系统的成像误差称为畸变。畸变像差只影响影像的几何形状，而不影响影像的清晰度。这是畸变与球差、慧差、像散、场曲之间的根本区别。

我们在评价镜头质量时一般还会从分辨率、明锐度和景深等几个实用参数判断。

2.7、分辨率：

又称鉴别率、解像力，指镜头清晰分辨被摄景物纤维细节的能力，制约镜头分辨率的原因是光的衍射现象，即衍射光斑(爱里斑)。分辨率的单位是线对/毫米。

2.8、明锐度(Acutance)：

也称对比度，是指图像中*亮和*暗的部分的对比度。

2.9、景深(DOF)：

在景物空间中，位于调焦物平面前后一定距离内的景物，还能够结成相对清晰的影像。上述位于调焦物平面前后的能结成相对清晰影像的景物间之纵深距离，也就是能在实际像平面上获得相对清晰影像的景物空间深度范围，称为景深。

大相对孔径与光圈系数

相对孔径，是指该镜头的入射光孔直径(用D表示)与焦距(用f表示)之比，即：相对孔径=D/ f 。相对孔径的倒数称为光圈系数(aperture scale)，又称为f/制光圈系数或光孔号码。一般镜头的相对孔径是可以调节的，其*大相对孔径或光圈系数往往标示在镜头上，如1:1.2或f/1.2 。如果拍摄现场的光线较暗或曝光时间很短，则需要尽量选择*大相对孔径较大的镜头。

镜头各参数间的相互影响关系

一个好的镜头，在分辨率、明锐度、景深等方面都有很好的体现，对各种像差的校正也比较好，但同时其价格也会几倍甚至上百倍的提高。如果我们掌握一些规律和经验，就可以使用同档次的镜头达到更好的效果。

1. 焦距大小的影响情况

焦距越小，景深越大; 焦距越小，畸变越大; 焦距越小，渐晕现象越严重，使像差边缘的照度降低;

2. 光圈大小的影响情况光圈越大，图像亮度越高;

光圈越大，景深越小; 光圈越大，分辨率越高;

3. 场中央与边缘

一般像场中心较边缘分辨率高 一般像场中心较边缘光场照度高

4. 光波长度的影响

在相同的摄像机及镜头参数条件下，照明光源的光波波长越短，得到的图像的分辨力越高。所以在需要精密尺寸及位置测量的视觉系统中，尽量采用短波长的单色光作为照明光源，对提高系统精度有很大的作用。

光学金相显微镜最好的是德国的蔡司显微镜，莱卡的也不错，这应该算高端的显微镜；其次是日本的奥林巴斯等，算中上等显微镜；国产的质量相对都比较差一些，但价格比进口货便宜的多，国产的也应该是上海的几个老厂产品质量好一些。另外，除了硬件，显微镜应用软件的配置水平以及显微镜与电脑之间图片的传输质量也非常重要。

当标本的厚度大于标准厚度0.17MM，或在盖玻片上有其他物质，40倍的物镜成像效果比20倍差。为了改善成像效果，您可以用带校正环干式物镜，或用40倍和50倍的油镜来取代40倍的干式物镜，因为油浸物镜对盖玻片厚度变化的敏感性较小。

如果是严格调整的科勒照明，聚光镜上的脏污对你的成像影响不是很大，因为它成的像和标本成的像不在一个平面上；但是如果观察标本的时候有调节聚光镜高度的习惯或者需要，那么就必须得清理了。

显微镜是精密的光学仪器，光学部件脏了一定会影响成像质量。主要有以下光学部分：1.物镜的表面透镜；2.相机芯片和前保护镜片；3.盖玻片..

透射底座无非就这么几个功能：1、直接透射没调节；2、反光镜调解透射光的角度，可以避免直接照射太亮；3、有的还带狭缝照明，通过调解狭缝的大小控制透过光的强度和以提高成像的衬度。

由于镜片膜层损坏，或者是镜片表面生雾生霉，致使成像质量下降。对于生霉的镜头宜分别用水杨酸甲脂等化学药品熏蒸杀死霉菌的孢子，并擦净之。对膜层破坏的镜头需更换。

只有当物体对人眼的张角不小于某一值时，肉眼才能区别其各个细部，该量称为目视分辨率ε。在最佳条件下，即物体的照度为50~70 lx及其对比度较大时，可达到1’，为易于观测，一般将该量加大到2’，并取此为平均目镜分辨率。物体视角的大小与该物体的长度尺寸和物体至眼睛的距离有关。

显微光学成像，通常也称“光学显微成像”，或“光学显微术”，是指透过样品或从样品反射回来的可见光，通过一个或多个透镜后，能够得到微小样品的放大图像的技术。所得图像可以通过目镜直接用眼睛观察，也可以用感光板或数字化图像探测器如CCD、CMOS进行记录，还可以在计算机上进行显示和分析处理。

透镜是一切光学仪器的主要零件，它可以使光线会聚或发散，使物象放大或缩小。透镜的中央部分比边缘部分厚的叫凸透锐，见图2—4。中央部分比边缘部分薄的叫凹透镜，见图2—5。透镜的表面通常都做成球面(其中之一可以是平面)，但也有采用其它非球面形状的，例如国产立式、大型卧式金相显微镜中光源和孔径光栏之间的聚光镜就使用了双曲面透镜。

公司最新推出U-TV系列显微镜数码相机适配器，可以使多款所有C型接口的数字相机,连接到显微镜的三通接口、得到高分辩率的明场、暗场、相差、偏光、微分干涉和清晰的荧光图象。

金相显微镜与生物显微镜的区别：金相显微镜观察的试样不透明，只能借助试样磨面的反射光来观察，需要特殊光源。生物显微镜观察的试样是透明的切片，采用自然光源。

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金相，“金”指的是金属或者是合金材料，“相”应该就是指外观。所以金相的意思应该就是说金属或者是合金材料的外观形态。但并不是我们肉眼所看到的样子，应该是通过显微镜所看到的微观状态。