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显微镜的景深

时间:2022-04-14 |  作者:超视野 |

1、现在常用的是与实验结果比较一致的Berek 公式

 

ISO:https://www.doc88.com/p-2846480025271.html?r=1

一般大家给的都是一半的景深值。

 

焦深也叫景深,其定义是:指使用显微镜观察和拍摄样品表面时,从对准焦点的位置开始,改变物镜与样品表面的距离时,对焦能够保持清晰的范围。肉眼的调整能力因人而异,所以焦深也会出现因人而异的情况。现在常用的是与实验结果比较一致的Berek 公式。
显微镜的景深
1分时ω=0.00029
2分时ω=0.00058=0.00029x2
3分时ω=0.00087=0.00029x3
4分时ω=0.00116=0.00029x4
5分时ω=0.00145=0.00029x5

物镜规格倍率数值孔径工作距离(mm)景深(um)分辨率(um)
LMPlan BD5X0.15 9.0 592.24
10X0.30 9.0 151.12
20X0.45 3.4 5.20.75
50X0.55 7.5 2.20.61
100X0.80 2.1 0.870.42
现在常用的是与实验结果比较一致的Berek公式
倍率NAλ目镜倍率±DOF(um)
20.080.5510261.72
40.10.5510115
100.250.551018.4
200.40.55106.09
400.650.55102
600.850.55101.07
1000.90.55100.73


焦深:当以实际物不动时,计算像面时的焦深。使用公式0.275/(NA 平方)

倍率NA焦深
40.1440.00
100.25440.00
200.4687.50
400.651041.42
600.851370.24
1001.251760.00

20180802

2、体视国家标准中的景深公式

显微镜的景深


ISO:https://www.doc88.com/p-4952507646354.html?r=1



 λ: 为使用光线的波长
 M: 为总放大倍数 
 N.A. 为物镜的数值孔径 
 n: 为物镜与标本之间的介质的折射率
(例如:介质为空气,n=1.0)
公式中的第一项表示由衍射所造成的惯学图象景深的物理延伸,第二项表示人眼的分辨率为2'(相当于明视分辨距约等于0.15mm,即约1/7mm)时的景深。在低倍情况下,景深的第二项将变得比第一项大,这就意味着对焦困难。

1000um/(7x250)=0.00057即为ω取2分时的值。


物镜倍率目镜倍率nλNA景深DOF0.61λ/NA(分辨率)500NA/T(出瞳直径)
21010.550.080.13225mm0.00419380mm2.00mm
41010.550.10.06321mm0.00335500mm1.25mm
101010.550.250.01011mm0.00134200mm1.25mm
201010.550.40.00350mm0.00083875mm1.00mm
401010.550.650.00120mm0.00051615mm0.81mm
601010.550.850.00066mm0.00039471mm0.71mm
100101.5150.551.250.00044mm0.00026840mm0.63mm








物镜倍率目镜倍率nλNA景深DOF0.61λ/NA(分辨率)500NA/T(出瞳直径)
21510.550.080.10249mm0.00419380mm1.33mm
41510.550.10.05131mm0.00335500mm0.83mm
101510.550.250.00821mm0.00134200mm0.83mm
201510.550.40.00291mm0.00083875mm0.67mm
401510.550.650.00102mm0.00051615mm0.54mm
601510.550.850.00057mm0.00039471mm0.47mm
100151.5150.551.250.00038mm0.00026840mm0.42mm


(注:以上景深数值采取公式2,指的都是正负DOF的值,20161228言)
对于1与2公式的总结:
1与2的原始公式推导都一样,见最下面的推导过程。区别在于
1式ω取5分
2式ω取2分
公式1适用范围比较广,因为它设定人眼分辨能力弱于公式2的。两式初始原理一样,只是取舍方面异同。可以因情况而采用。
20170714:OLY参考的是Berek公式,故大众用Berek公式,且结果为已经为正负的了。
公式推导:Berek 公式中
第一项的推导见《应用光学》张以谟P398页。
第二项的推导见《应用光学》张以谟P437页(物镜焦深就引起波像差变化为1/4波长时反对应的离焦量。对应于1/4波长光程差的焦深就是第二项公式。)


首先公式推导:
显微镜的景深

显微镜的景深


显微镜的景深


显微镜的景深


上面的2dx`即为焦深公式

显微镜的景深