光学顕微鏡の結像原理（幾何学的結像）
人間の目に対する物体の開口角が一定値以上である場合にのみ、肉眼でその細部を識別できます。この量を視感度εと呼びます。最適な条件、つまり物体の照度が50〜70lxでコントラストが大きい場合、視感度は1'に達します。観察を容易にするために、この量は一般に2'に増加し、これが平均的な接眼レンズの解像度と見なされます。
物体の視野角の大きさは、物体の長さと物体から目までの距離に関係しています。y=Lεという式があります。
距離Lをあまり小さくできないのは、目の調節能力には限界があるためです。特に、調節能力の限界範囲に近いところで目を動かすと、視力が極度に低下します。標準（正面から）の場合、最適な視距離は250mm（明視距離）です。これは、器具なしで、視力分解能ε=2'の目が0.15mmの大きさの物体の詳細をはっきりと見分けることができることを意味します。
視野角が 1' 未満の物体を観察する場合は、拡大鏡を使用する必要があります。拡大鏡と顕微鏡は、観察者の近くに配置され、拡大する必要がある物体を観察するために使用されます。
（１）虫眼鏡の結像原理
曲面を持つガラスなどの透明材料で作られた光学レンズは、物体を拡大して像にすることができます。光路図を図 1 に示します。物体側焦点 F 内にある物体 AB は、サイズ y を持ち、サイズ y' の仮想像 A'B' に拡大されます。
虫眼鏡の拡大
Γ=250/f'
250--クリアビジョン距離、単位はmm
f'--虫眼鏡の焦点距離、単位は mm
拡大率とは、250mmの距離から虫眼鏡を使って観察した物体像の視野角と、虫眼鏡を使わずに観察した物体の視野角の比を指します。
（２）顕微鏡の撮像原理
顕微鏡と虫眼鏡は、近くにある小さな物体を拡大して人間の目で観察できる画像にするという点では同じです。顕微鏡は虫眼鏡よりも倍率を高くできるというだけです。
顕微鏡で撮影された物体の模式図。便宜上、図では対物レンズ L1 と接眼レンズ L2 を 1 つのレンズとして示しています。物体 AB は対物レンズの前にあり、対物レンズからの距離は対物レンズの焦点距離よりも長いですが、対物レンズの焦点距離の 2 倍未満です。したがって、対物レンズを通過した後、必然的に反転した拡大された実像 A'B' を形成します。A'B' は接眼レンズの物体焦点 F2、または F2 に非常に近い位置にあります。次に、接眼レンズを通して虚像 A''B'' に拡大され、目で観察されます。虚像 A''B'' の位置は、F2 と A'B' の間の距離によって決まり、無限遠 (A'B' が F2 上にある場合) または観察者の見かけの距離 (図で A'B' が焦点 F2 の右側にある場合) になります。接眼レンズは虫眼鏡のように機能します。 唯一の違いは、接眼レンズを通して目に見えるのは物体そのものではなく、対物レンズによって一度拡大された物体の像であるということです。
