顕微鏡の解像度への影響
1.色の違い
色収差はレンズ結像の重大な欠陥であり、多色光が光源である場合に発生し、単色光では色収差が発生しません。 白色光は、赤、オレンジ、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可能性があります。
色収差には、一般的に位置色収差と倍率色収差が含まれます。 位置色収差があると、どの位置でも画像がぼけて見えます。 倍率色収差により、画像に色の縞模様が生じます。
2. ボール収差
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、点がイメージ化されると、その点は明るい点ではなくなり、中心が明るく、エッジが徐々にぼやける明るい点になります。 したがって、画質に影響を与えます。
球面収差の補正は通常レンズの組み合わせにより解消されます。 凸レンズと凹レンズの球面収差は逆なので、材質の異なる凸レンズと凹レンズを貼り合わせることで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ないため、補正効果を達成するには、対応する補償接眼レンズと一致させる必要があります。 一般に、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.昏睡状態
コマ収差は、軸外の点での単色収差です。 軸外の物点が大口径ビームで結像される場合、放射されたビームはレンズを通過し、一点で交差しないため、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、鮮明さに影響を与える軸外点の単色位相差でもあります。 視野が広い場合、端の物点が光軸から遠くなり、ビームが大きく傾いて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、元の物点は分離された 2 本の垂直な短い線になり、理想的な像面上で合成すると、楕円形のスポットが形成されます。 複雑なレンズの組み合わせにより乱視を解消します。
5.フィールドソング
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、光束全体の交点が理想的な像点と一致しなくなります。 特定の点では鮮明な像点が得られるが、像面全体は曲面である。 このように、鏡検査では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、像面湾曲を補正した計画的な対物レンズが一般的です。
6.ディストーション
像面湾曲に加えて、前述のさまざまな位相差も画像の鮮明さに影響を与えます。 歪みは本質的には別の位相差であり、ビームの同心性は破壊されません。 したがって、画像の鮮明さには影響しませんが、画像は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２倍の焦点距離を超えて位置する場合、像側の２倍の焦点距離内かつ焦点の外側に縮小倒立実像が形成される。
（２）物体がレンズの物体側の２倍の焦点距離にあるとき、像側の２倍の焦点距離に同じ大きさの倒立実像が形成される。
（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る。
（４）物体がレンズ物体の焦点に位置する場合、像は結像できない。
(5) 物体がレンズ物体側焦点内にある場合、像側には像は結像せず、物体から遠ざかるにつれてレンズ物体側と同じ側に拡大正立虚像が形成される。 。
解像度 顕微鏡の解像度とは、顕微鏡によって明確に区別できる 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 です。ここで、σ は最小分解能距離です。 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 値と照明源の波長という 2 つの要素によって決まります。 NA値が大きいほど照明光の波長は短くなり、σ値が小さいほど解像度は高くなります。 解像度を上げる、つまり σ の値を下げるには、次の措置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) を増加するには、中間 n 値を増加します。
(3) NA 値を大きくするには、絞り角 u 値を大きくします。
(4) 明暗のコントラストを高めます。
