尼康顯微鏡的幾何失真

尼康顯微鏡的幾何失真

畸變是常見的立體顯微鏡的像差，并且通過改變圖像的形狀，而不是銳度或彩色光譜表現。*普遍的兩種類型的失真，陽性和陰性（通常稱為枕形和桶形，分別地）的，通常可以存在于以其它方式為球形，色差，彗形像差，像散和畸變校正的非常鮮明的圖像。 在這種情況下，物體的真實形狀的圖像中不再保持。

教程初始化與加載到顯微鏡的視口的計算機微處理器集成電路的顯微照片。 要選擇一個新的形象，用選擇的樣本下拉菜單。 失真滑塊用來引入要么枕形（滑塊向左移）或桶（滑塊向右）失真到這兩個形象和定位滑塊上方的水平/垂直網格圖案。 為柵格圖案的改變來說明不同程度的像差量，將顯示下方的圖案失真的近似百分比。

畸變像差的引入是在具有規則的周期性特征，如硅藻或微處理器的網絡標本更加明顯。 缺乏這種周期性等標本似乎沒有被顯著地扭曲在尼康顯微鏡下觀察時，就證明了生物標本可選擇的下拉菜單。 這并不意味著標本與不規則特征是免疫的畸變像差，只是像差必須是嚴重得多，以產生顯著的影響。

雖然現代研究級顯微鏡，以保持像差擴散*出艾里斑的點源的圖像進行校正，該圖像的由顯微鏡物鏡形成的幾何失真傾向不能當在同一相比攝影鏡頭被同時校正圖像的角度。 失真主要是由目鏡生產（5和10之間的徑向距離的百分比）在光學顯微鏡，雖然有些失真，同樣出現在較低的質量物鏡。 顯微鏡可以用于失真，由成像交叉格子線，例如那些在haemocytometers發現，在寬視野模式進行監測。 當通過目鏡觀察時，線應該出現直和平行，在整個像場。

設計用于在生物顯微鏡可具有枕形失真*高達1％的物鏡，但是設計用于成像半導體物鏡是基本上無失真的。 這是必要的，因為大多數集成電路的具有以水平和垂直線構成的格子狀的構造體的豐度的表面特征。 任何失真存在于物鏡成像，這些樣品時，會明顯的目鏡和顯微照片。 按物鏡，目鏡和已校正幾何畸變像差等光學元件產生的圖像被稱為無畸變的圖像。

幾何失真的根源在于透鏡的橫向放大率和離軸圖像距離之間的差。 當此距離由近軸理論為恒定的橫向放大率的預測偏差，畸變可能會出現由于通過透鏡的各個部分中的焦距和放大倍數的差異。 在不存在其他像差，幾何失真被誤形圖像表現，即使每個圖像點處于銳聚焦，正如上面所討論的。 定量地，失真可以被描述通過下面的等式：

ΔM = (Ml - M)/M

其中M是軸向橫向放大率和M(l)是在圖像平面中的離軸放大。 如果橫向放大率成比例地增加與該對象的離軸距離，畸變為正時，產生一個枕形效應（圖1）。 在這種情況下，每個圖像點被從中心沿徑向向外，與周邊圖像點被移位的*大距離。 另外，當放大倍數減小與離軸物體的距離，畸變是陰性和桶形畸變被觀察到。 桶形畸變對應于一種情況，與軸向距離的橫向放大率減小，每個圖像點沿徑向移向圖像的中心。

在一般情況下，薄的鏡片顯示出很少或者沒有失真，而較厚的正極和負極的簡單透鏡將遭受正和負畸變，分別。 的符號（或類型）和幾何失真的大小依賴于孔徑光闌的位置，相對于所述透鏡（一個或多個）。 當孔徑光闌被放置在一個正透鏡的前面，主光線不形成在預測的高斯點的圖像和桶形失真的發生，而當振動膜被放置在透鏡后面（形成出射光瞳），一個枕形失真效果觀察。

失真往往是在使用含半月板，雙高斯，長焦，遠距，魚眼，和變焦鏡頭復合透鏡系統的系統中。 在遠攝和反焦透鏡的設計中，前組作為孔徑光闌為后組，產生用于負后組在長焦鏡頭和用于反遠距透鏡的正后方基的桶形失真枕形失真。 復雜的透鏡系統，如放大的設計可以有相當明顯的失真，這可能與焦距發生變化，產生枕形失真在長焦距和桶形失真在短焦距。 出于這個原因，立體放大顯微鏡古典具有失真本和顯微鏡制造商已經在減輕該像差花費了相當大的努力一顯著量。