目镜(Eyepiece/ Oculars)

2020-12-21 11:04:08 浏览:1249

定义

用来观察前方光学系统所成图像的目视光学器件。

解释

目镜也是显微镜的主要组成部分,它的主要作用是将由物镜放大所得的实像再次放大,从而在明视距离处形成一个清晰的虚像;因此它的质量将最后影响到物像的质量。在显微照相时,在毛玻璃处形成的是实像。某些目镜(如补偿目镜)除了有放大作用外,还能将物镜造像过程中产生的残余像差予以校正。

目镜的构造比物镜简单得多。因为通过目镜的光束接近平行状态,所以球面像差及纵向(轴向)色差不严重。设计时只考虑横向色差(放大色差)。目镜由两部组成,位于上端的透镜称目透镜,起放大作用;下端透镜称会聚透镜或场透镜,使映像亮度均匀。在上下透镜的中间或下透镜下端,设有一光栏,测微计、十字玻璃、指针等附件均安装于此。典型现代目镜的基本解剖结构如下图1所示,目镜侧面的铭文描述了其特殊的特性和功能。

图 1

目镜的孔径角很小,故其本身的分辨率甚低,但对物镜的初步映像进行放大已经足够。常用的目镜放大倍数有:8×、10×、12.5×、16×等多种。装在镜筒的上端,通常备有2-3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜。

分类

1、福根目镜:目镜可分正型目镜系和负型目镜系两类。正型目镜的主焦点在场透镜以外,虽然由二个或两个以上的透镜组合而成,但整个光学系统可视为单一的凸透镜,故在适当情况下可单独作为放大镜使用。负型目镜的主焦点是在场透镜以内,即在场透镜与目透镜两个透镜之间,显然不能单独作为放大镜使用。最简单类型的目镜的焦点在两透镜之间,属于“负透镜”。福根目镜是负型目镜系中最简单的一种。它由二块分立的没有经过色差校正的平凸透镜组成,接近人眼的一块称为目透镜,它起放大作用。另一块称为场透镜,它起使映像高度均匀的作用。在二块之间装有一光栏,位于目透镜的前焦点处。福根目镜未进行像差校正,或仅作部分球差校正,仍有一定程度的像差和畸变。其放大倍数一般不超过15倍,适应于配合中、低倍物镜,用作观察或摄影。

2、雷斯登目镜:由两个平凸透镜组成,其主焦点在下透镜(场透镜)之外,故称正透镜。雷斯登目镜对像场弯曲和畸变有良好的校正,球差也较小,但放大色差比福根目镜差。它除用于观察和摄影外,也可用于放大。

3、补偿目镜:垂轴色差为1.5%~2%的平场消色差物镜、平场半复消色差物镜、平场复消色差物镜等,都属于垂轴色差校正不足的物镜。这些物镜需要与垂轴色差校正过头的目镜配合使用,故称这种目镜为补偿目镜。补偿目镜具有过度的校正放大色差的特性,以补偿复消色差、半复消色差物镜的残余色差。由于补偿目镜具有一定量的垂轴色差及其放大倍数较高(高达30倍),不宜与普通消色差物镜配合使用,宜与复消色差物镜或半复消色差物镜配合使用,以抵消这些物镜的残余色象差。不可与消色差物镜配用,因为有“过正”产生,会使映像产生负向色差。

4、测微目镜:在目镜中加入一片有刻度的玻璃薄片,用来定量测量,或进行显微压痕长度的测量。根据测量目的可将刻度设计在直线、十字交叉线、方格网、同心圆或其他几何图形上。

5、摄影目镜: 此目镜专门用于摄影或近距离投影,不能用作显微观察或单独放大。其像差校正与补偿目镜基本相同,宜与平面复消色差物镜或半复消色差物镜配用,使在规定放大倍数下具有足够平坦的映像。

6、广角目镜:一般目镜视场角度在30°左右。广角目镜是指视场角在50°以上,放大倍数在12.5倍以上的平场目镜,和视场角在40°以上,放大倍数在10倍以下的平场目镜。

标记

目镜上刻有如下标记:目镜类别、放大率。例如10×平场目镜刻有p10×;p即表示平场目镜,10×为放大率,一般惠更斯目镜不刻标记。

参考文献

[1] Handbook of Optical Systems, Survey of Optical Instruments by Herbert Gross, Hannfried Zügge, Fritz Blechinger, Bertram Achtner, page 110.
[2] JR Blueford. "Lesson 2 – Page 3, CLASSIFICATION OF MICROSCOPES". msnucleus.org. Archived from the original on 10 May 2016. Retrieved 15 January 2017.
[3] Murphy, Douglas B.; Davidson, Michael W. 2011. Fundamentals of light microscopy and electronic imaging (2nd ed.). Oxford: Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-471-69214-0.
[4] Bardell, David (May 2004). "The Invention of the Microscope". Bios. 75 (2): 78–84. doi: 10.1893/0005-3155(2004)75<78:tiotm>2.0.co;2. JSTOR 4608700.

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