顕微鏡の解像度に影響を与える要因
1. 色の違い
色収差は、多色光が光源である場合に発生するレンズ イメージングの重大な欠陥であり、単色光では色収差は発生しません。 白色光は、赤、橙、黄、緑、シアン、青、紫の7種類で構成されています。 さまざまな光の波長が異なるため、レンズを通過するときの屈折率も異なります。 このようにして、物体側の点が像側にカラースポットを形成することがある。
色収差には、一般に位置色収差と倍率色収差があります。 位置色収差は、画像がぼやけて、任意の位置でぼやけて見えるようにします。 倍率色収差により、画像に色付きのフリンジが生じます。
2. ボールの収差
球面収差は、レンズの球面による軸上の点の単色位相の差です。 球面収差の結果、点が結像された後、その点はもはや明るい点ではなく、明るい中心と徐々にぼやけたエッジを持つ明るい点になります。 したがって、画質に影響します。
球面収差の補正は、通常、レンズの組み合わせによって解消されます。 凸レンズと凹レンズでは球面収差が逆なので、材質の異なる凸レンズと凹レンズを貼り合わせれば球面収差をなくすことができます。 古いタイプの顕微鏡の場合、対物レンズの球面収差は完全には補正されていません。補正効果を得るには、対応する補正接眼レンズと一致させる必要があります。 通常、新しい顕微鏡の球面収差は対物レンズによって完全に除去されます。
3.昏睡
コマは、軸外点での単色収差です。 軸外の物点が大口径ビームによって結像されると、放出されたビームはレンズを通過し、1 つの点で交差しません。その場合、光点の像はコンマの形になります。彗星のように見えるので「コマ収差」と呼ばれます。
4.乱視
非点収差は、シャープネスに影響を与える軸外点単色位相差でもあります。 視野が広い場合、エッジ上の物点が光軸から遠く離れ、ビームが大きく傾き、レンズを通過した後に非点収差が発生します。 非点収差により、結像後に元の物点が 2 つの分離した垂直な短い線になり、理想的な像面で合成された後、楕円スポットが形成されます。 乱視は、複雑なレンズの組み合わせによって解消されます。
5. 野の歌
像面湾曲は「像面湾曲」とも呼ばれます。 レンズに像面湾曲があると、ビーム全体の交点が理想的な像点と一致しなくなります。 特定の各点では鮮明な像点が得られますが、像面全体は曲面です。 このように、ミラー検査中に位相面全体がはっきりと見えず、観察や写真撮影が困難になります。 したがって、研究用顕微鏡の対物レンズは通常、像面湾曲が補正された平面対物レンズです。
6.歪み
像面湾曲に加えて、前述のさまざまな位相差が画像のシャープネスに影響を与えます。 歪みは本質的に別の位相差であり、ビームの同心性は破壊されません。 そのため、画像のシャープネスには影響しませんが、画像が元のオブジェクトと比較され、形状に歪みが生じます。
(1) 物体がレンズの物体側の焦点距離の 2 倍を超えた位置にある場合、像側の焦点距離の 2 倍内で焦点の外側に縮小倒立実像が形成されます。
(2) 物体がレンズの物体側の焦点距離の 2 倍にある場合、像側の焦点距離の 2 倍に同じサイズの倒立実像が形成されます。
(3) 物体がレンズの物体側の焦点距離の 2 倍以内で焦点の外側にある場合、像側の焦点距離の 2 倍の外側に拡大倒立実像が形成されます。
(4) 対象物がレンズ対象物の焦点にある場合、画像は結像できません。
(5) 物体がレンズ物体側の焦点内にあるとき、像側には結像せず、物体から遠いほどレンズ物体側の同じ側に拡大された正立虚像が形成される.
解像度 顕微鏡の解像度は、顕微鏡で明確に区別できる 2 つの物点間の最小距離を指し、「識別率」とも呼ばれます。 計算式は σ=λ/NA で、σ は最小解像度距離です。 λ は光の波長です。 NAは対物レンズの開口数です。 可視対物レンズの解像度は、対物レンズの NA 値と光源の波長の 2 つの要因によって決まります。 NA値が大きいほど照明光の波長が短くなり、σ値が小さいほど解像度が高くなります。 分解能を上げる、つまり σ の値を下げるには、次の手段を講じることができます。
(1) 波長λ値を小さくし、短波長光源を使用する。
(2) NA 値 (NA=nsinu/2) を増やすために中位の n 値を増やします。
(3) 開口角 u 値を大きくして NA 値を大きくします。
(4) 明暗のコントラストを上げる。
