Поле зрения микроскопа: как его измерить и рассчитать

Что такое поле зрения микроскопа. Как измерить поле зрения микроскопа. Как рассчитать поле зрения микроскопа по формуле. От чего зависит поле зрения микроскопа. Почему важно знать поле зрения микроскопа.

Что такое поле зрения микроскопа

Поле зрения микроскопа — это область образца, которую можно наблюдать через окуляры или на экране камеры при заданном увеличении. Оно измеряется диаметром круглой видимой области и обычно выражается в миллиметрах или микрометрах.

Поле зрения ограничено конструкцией объектива, диаметром внутреннего оптического пути микроскопа, используемыми окулярами и размером матрицы камеры. При увеличении кратности объектива поле зрения уменьшается.

Как измерить поле зрения микроскопа

Существует несколько способов измерить поле зрения микроскопа:

1. С помощью объект-микрометра — специальной линейки с делениями, помещаемой на предметный столик.
2. Используя калиброванный предметный столик с координатной сеткой.
3. По изображению объекта известного размера.
4. Рассчитав по формуле, зная параметры оптической системы.

Наиболее точный метод — использование объект-микрометра. Его помещают на предметный столик и фокусируют изображение. Затем по шкале микрометра определяют диаметр видимой области.

Формула для расчета поля зрения микроскопа

Поле зрения микроскопа можно рассчитать по формуле:

Поле зрения = Число поля окуляра / Увеличение объектива

Где:

• Число поля окуляра (FN) — характеристика окуляра, обычно указанная на его корпусе
• Увеличение объектива — кратность используемого объектива

Например, для окуляра с FN=20 и объектива 40x поле зрения составит:

20 / 40 = 0.5 мм

От чего зависит поле зрения микроскопа

На поле зрения микроскопа влияют следующие факторы:

• Увеличение объектива — чем больше увеличение, тем меньше поле зрения
• Характеристики окуляра — его увеличение и число поля
• Диаметр полевой диафрагмы микроскопа
• Размер матрицы камеры (для цифровых микроскопов)
• Наличие дополнительных оптических элементов в системе

При выборе оптики важно учитывать, что большее увеличение дает меньшее поле зрения. Для просмотра крупных объектов лучше использовать объективы с малым увеличением.

Почему важно знать поле зрения микроскопа

Знание поля зрения микроскопа необходимо по нескольким причинам:

• Для точной оценки размеров наблюдаемых объектов
• При подсчете количества объектов в заданном объеме
• Для правильного выбора увеличения под конкретную задачу
• При настройке системы освещения микроскопа
• Для корректной калибровки измерительных шкал

Понимание размеров поля зрения позволяет исследователю эффективнее работать с микроскопом и получать более точные результаты.

Как увеличить поле зрения микроскопа

Существует несколько способов расширить поле зрения микроскопа:

1. Использовать объективы с меньшим увеличением
2. Применять широкопольные окуляры с большим числом поля
3. Установить камеру с матрицей большего размера
4. Использовать оптические адаптеры для расширения поля зрения
5. Выбрать микроскоп с более широким оптическим трактом

При выборе метода расширения поля зрения важно учитывать, что это может привести к снижению разрешающей способности системы. Необходимо найти оптимальный баланс между полем зрения и детализацией изображения.

Особенности поля зрения для разных типов микроскопов

Поле зрения может существенно различаться для разных типов микроскопов:

• Оптические микроскопы обычно имеют круглое поле зрения, ограниченное апертурой объектива
• Стереомикроскопы дают объемное изображение с большим полем зрения
• Электронные микроскопы могут иметь прямоугольное поле зрения, зависящее от размера экрана
• Конфокальные микроскопы позволяют получать оптические срезы с регулируемым полем зрения

При работе с разными типами микроскопов важно учитывать особенности их оптических систем и правильно интерпретировать наблюдаемое поле зрения.

Влияние поля зрения на производительность исследований

Размер поля зрения микроскопа напрямую влияет на эффективность научных исследований:

• Большее поле зрения позволяет быстрее сканировать образец
• Возможность наблюдать больше объектов одновременно повышает статистическую достоверность
• Широкое поле зрения упрощает поиск редких событий или структур
• Уменьшается время, необходимое для получения панорамных изображений

Оптимизация поля зрения под конкретную исследовательскую задачу позволяет значительно повысить производительность работы с микроскопом.

Калькулятор увеличения и поля зрения микроскопа • Микроскопия • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Функциональность этого сайта будет ограничена, так как в Вашем браузере отключена поддержка JavaScript!

Random converter

Калькуляторы Микроскопия Калькулятор увеличения и поля зрения микроскопа Диаметр поле зрения микроскопа DVF Калькулятор определяет поле зрения микроскопа по известному увеличению объектива и диаметру поля зрения окуляра. Калькулятор также можно использовать для определения поля зрения для более высокого увеличения, если известно поле зрения для меньшего увеличения, а также для оценки размера образца, наблюдаемого в микроскоп. Пример 1: Рассчитайте поле зрения оптического микроскопа с объективом 45×, полем зрения окуляра 15 мм; линза в тубусе микроскопа отсутствует (то есть ее увеличение равно 1×). Пример 2: Рассчитайте поле зрения для объектива 45×, если поле зрения для объектива 5× равно 3 мм. Пример 3: Оцените размер образца для поля зрения, определенного в примере 2, если количество объектов, помещающихся в поле зрения, равно 3. Поле зрения микроскопа Входные данные Диаметр поля зрения окуляра, указанный на окуляре FNмикрометр (мкм)миллиметр (мм) Увеличение объектива MO × Увеличение тубусной линзы MT × Поделиться Поделиться ссылкой на этот калькулятор, включая входные параметры Twitter Facebook Google+ VK Закрыть Выходные данные Поле зрения микроскопа DVF мм Поле зрения микроскопа для меньшего и большего увеличения объектива Увеличение объектива микроскопа с меньшим увеличением MLP × Диаметр поля зрения микроскопа для объектива с меньшим увеличением DLPмикрометр (мкм)миллиметр (мм) Увеличение объектива микроскопа с бóльшим увеличением MHP × Диаметр поля зрения микроскопа для объектива с бóльшим увеличением DHPмикрометр (мкм)миллиметр (мм) Поделиться Поделиться ссылкой на этот калькулятор, включая входные параметры Twitter Facebook Google+ VK Закрыть Для расчета задайте три величины в полях формы и нажмите на кнопку Рассчитать. Оставшаяся величина будет рассчитана. Реальный размер образца Входные данные Диаметр поля зрения микроскопа DFVмикрометр (мкм)миллиметр (мм) Количество образцов в поле зрения микроскопа N Поделиться Поделиться ссылкой на этот калькулятор, включая входные параметры Twitter Facebook Google+ VK Закрыть Выходные данные Приблизительный размер образца Lsp мм Если нужно рассчитать увеличение оптического или цифрового микроскопа, воспользуйтесь нашими калькуляторами увеличения оптического микроскопа и увеличения цифрового микроскопа. В конце описания этого калькулятора мы приведем обзор микроскопа Miko India, а также расскажем о том, как НЕ СЛЕДУЕТ покупать микроскоп на примере приобретения этого микроскопа. Определения и формулы Окуляры с широким полем зрения и диаметром поля зрения 20 и 16 мм. На левом окуляре поле зрения не указано; оно было определено путем измерения диаметра внутренней диафрагмы. Выгравированный значок очков на левом окуляре показывает, что он рассчитан на использование человеком в очках, так как изображение в нем можно рассматривать на расстоянии от линзы. Расчет поля зрения микроскопа Поле зрения микроскопа — это максимальный диаметр видимой области при взгляде через окуляры (окулярное поле зрения) или то, что видит камера (поле зрения камеры). Поле зрения микроскопа ограничивается конструкцией объектива, диаметром внутреннего оптического пути (тубуса), используемыми окулярами и размером фотоматрицы камеры. Если для фото- и видеосъемки используется зеркальная камера с полноформатной матрицей, ее размеры обычно достаточные для того, чтобы на ней полностью уместилось изображение, сформированное объективом микроскопа. Любой окуляр микроскопа характеризуется по крайней мере двумя числами: увеличением окуляра (чаще всего оно равно 10×) и диаметром поля зрения окуляра (англ. field number, сокращенно FN) в миллиметрах, измеренный в плоскости промежуточного действительного изображения. Диаметр поля зрения окуляра определяется фиксированным (нерегулируемым) круглым отверстием (диафрагмой), которое, в зависимости от конструкции окуляра, может быть как между линзами, так и под ними. В большинстве случае диаметр этой диафрагмы (FN) и определяет поле зрения окуляра. Внутренние диафрагмы окуляров с диаметром поля зрения 16 и 20 мм. 1 — диафрагма окуляра Диаметр поля зрения микроскопа в плоскости, где находится образец, определяется по формуле: где DFV — диаметр поля зрения в плоскости расположения образца, FN — диаметр поля зрения окуляра, то есть диаметр фиксированной диафрагмы в окуляре в миллиметрах; обычно он выгравирован на окуляре и иногда называется числом поля зрения (от англ. field of view number), MO — увеличение объектива микроскопа (оно маркируется на объективе), и MT — увеличение тубусной линзы (если она установлена; тубусная линза устанавливается в оптическом пути микроскопа между объективом и окуляром для получения промежуточного действительного изображения). Из этой формулы можно определить диаметр поля зрения окуляра Например, для объектива 10×, увеличения тубусной линзы 1× и FN = 15, получим Объект-микрометр длиной 1 мм (цена деления 0,01 мм) и калибровочная линейка длиной 50 мм (цена деления 0,5 мм) Как видно из приведенной выше формулы, увеличение окуляра никак не влияет на поле зрения микроскопа. Например, окуляры 10×/18 и 12×/18 имеют один и тот же диаметр поля зрения окуляра FN = 18 мм. Отметим, что приведенные выше расчеты являются оценочными. Для определения точного поля зрения конкретного микроскопа с конкретными объективом и окуляром необходимо его откалибровать с помощью калибровочного слайда. Эту калибровку нужно выполнить для каждой комбинации окуляра и объектива. Если заменить окуляр фотокамерой, особенно если установить камеру вместо бинокулярной головки, поле зрения будет определяться размером изображения на фотоматрице камеры (для камер с относительно небольшой матрицей) и объективом микроскопа. При использовании камеры с маленькой матрицей обычно перед камерой устанавливают уменьшительную линзу. С другой стороны, если матрица камеры имеет большие размеры, на ней будет всё поле зрения, определяемое только объективом микроскопа. Тля, наблюдаемая через один и тот же объектив 10× планахромат и разные 10× окуляры с полем зрения FN = 16.7 и FN = 20; отметим, что изображение тли имеет один и тот же размер, но диаметр поля зрения различен из-за того, что применяются различные окуляры Как уже упоминалось выше, диаметр поля зрения микроскопа определяется увеличением объектива микроскопа и диаметром внутренней фиксированной диафрагмы окуляра. Конструкция объектива, конечно же, также влияет на поле зрения. В микроскопах старых конструкций объективы давали поле зрения, измеряемое в плоскости промежуточного действительного изображения, менее 18 мм. Современные объективы, причем не только дорогие планапохроматы, но и обычно применяемые в недорогих микроскопах планахроматы, обеспечивают максимальный диаметр поля зрения в плоскости промежуточного действительного изображения, превышающий 28 мм. Например, показанный на рисунке ниже комплект безымянных планахроматов обеспечивает поле зрения 19,2–39,0 мм, в зависимости от увеличения объектива: Увеличение объектива Апертура Поле зрения микроскопа Диаметр поля зрения в плоскости промежуточного действительного изображения (на матрице камеры) 100× 1,25 0,39 мм 39,00 мм 40× 0,65 0,98 мм 39,20 мм 10× 0,25 3,60 мм 36,00 мм 4× 0,10 4,80 мм 19,20 мм В то же время, поле зрения при наблюдении через окуляры, ограничено полем зрения окуляров. В таблице ниже приведены значения диаметра поля зрения микроскопа при просмотре образцов через окуляр 10× с полем зрения 20 mm через показанный на рисунке ниже комплект безымянных планахроматов: Увеличение объектива Апертура Поле зрения микроскопа 100× 1,25 0,18 мм 40× 0,65 0,46 мм 10× 0,25 1,90 мм 4× 0,10 4,50 мм Отметим, что для получения приведенных ниже микроснимков яиц человеческой аскариды и клеток крови курицы использовались именно эти безымянные объективы и полноформатная зеркальная камера Canon 5D Mk II. Расчет поля зрения микроскопа для меньшего и большего увеличения объектива Комплект из четырех безымянных объективов планахромат ($162) Иногда поле зрения микроскопа известно для конкретной комбинации объектива и окуляра и необходимо определить поле зрения микроскопа для объектива с другим увеличением. Приведенная ниже формула используется для расчета поля зрения микроскопа для объектива с бóльшим увеличением, если известно поле зрения для объектива с меньшим увеличением. где DHP — диаметр поля зрения микроскопа для объектива с бóльшим увеличением, DLP — диаметр поля зрения микроскопа для объектива с меньшим увеличением, MHP — увеличение объектива с бóльшим увеличением, и MLP — увеличение объектива с меньшим увеличением. Например, известно, что для микроскопа с окуляром 10× и объективом 45× увеличение равно 10 × 45 = 450 и поле зрения равно 0,33 мм. Каким будет поле зрения, если сменить объектив на 100×? Для расчетов воспользуемся приведенной выше формулой. Решая пропорцию для DHP, имеем: Микроскоп с объективом 40× и окуляром 10×/20; диаметр поля зрения равен 450 мкм; размер оплодотворенного яйца человеческой аскариды (справа вверху) равен 60 мкм. Расчет реального размера образца Для оценки реального размера образца, помещенного на предметный стол микроскопа, выберите объектив с удобным для просмотра увеличением и оцените количество объектов N, которое можно уложить вдоль диаметра поля зрения микроскопа DFV. Реальный размер образца Lsp определяется по следующей формуле: Микроскоп с объективом 40× и окуляром 10×/20; диаметр поля зрения равен 450 мкм; размер клеток крови курицы равен 12 мкм. Например, приблизительно 2,5 микроорганизма можно поместить вдоль диаметра поля зрения, который равен 0,33 мм. Размер этого микроорганизма равен Как НЕ покупать микроскоп (на примере биологического микроскопа Miko India) Так выглядит микроскоп Miko снаружи, если не разбирать его и не смотреть что там внутри. Вроде, неплохо выглядит, как биологический бинокулярный микроскоп любого из известных изготовителей оптического оборудования. В нем есть точная и грубая фокусировка, двухкоординатный предметный столик с плавной регулировкой, светодиодный источник света, конденсор Аббе, четыре объектива и пара окуляров. Ниже вы найдете очень необычное описание микроскопа, который я использовал для иллюстраций в описании этого калькулятора. Однако трудно отказаться от соблазна рассказать историю приобретения (и доведения до ума) микроскопа, изготовленного никому не известным изготовителем оптического оборудования Miko India, который называет себя «одним из ведущих изготовителей и экспортеров научных и лабораторных приборов». Стартапы часто выпускают очень неплохую продукцию по привлекательным ценам, и я хотел попробовать приобрести у них недорогой биологический микроскоп, чтобы делать иллюстрации к калькуляторам этого вебсайта. К тому же, список достижений Индийской организации космических исследований весьма впечатляет, а это показатель того, что в стране умеют делать и качественные оптические приборы. Ведь без хорошей оптики в космос не полетишь! Посмотрим, что же я получил. Я давно хотел приобрести микроскоп, потому что мне часто нужно снимать мелкие вещи вроде микросхем для иллюстрирования конвертеров величин и калькуляторов. На этот раз я решил убить сразу двух зайцев: приобрести микроскоп и сделать несколько калькуляторов величин, используемых в микроскопии, используя этот микроскоп для экспериментов и иллюстраций к описанию калькуляторов. Хоть я и инженер (надо уточнить, что в Канаде я называюсь бывшим инженером, так как мне не хотелось тратить уйму времени и денег на получение канадской лицензии), однако опыта работы с оптическими приборами у меня немного, и я всегда стараюсь получать новые знания прежде всего с помощью экспериментов. Итак, у меня на столе стоит новенький микроскоп, изготовленный компанией Miko India, «одним из ведущих изготовителей и экспортеров научных и лабораторных приборов» и приобретенный на eBay.com за $163. Как известно, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, поэтому я представлю серию фотографий, показывающих что же находится внутри этого «точного оптического прибора». Следует отметить, что у этого микроскопа прекрасный штатив, координатный предметный стол и турель, в которую устанавливаются объективы. Все механические детали работают плавно и без замечаний. Однако всё остальное очень низкого качества, покрыто грязью и отвалившейся краской. Отметим, что Miko India позиционирует этот микроскоп как точный биологический прибор, а не игрушку или школьный микроскоп. Все объективы поцарапаны и грязные. Я их не разбирал, однако я уверен, что качество поверхностей линз не лучше, чем качество пластмассовых и металлических деталей этих объективов. Механическая обработка поверхностей и их хромирование не выдерживают никакой критики. На деталях имеется множество царапин и сколов. На этом снимке показаны электронные компоненты в корпусе осветителя. Все металлические детали сделаны каким-то любителем на коленке в гараже и уж точно не на оптическом заводе «одного из ведущих производителей и экспортеров научного и лабораторного оборудования (а мне приходилось бывать в командировках на оптических предприятиях). Грязь и пыль, показанные на этом снимке, имеются на всех деталях. Пришлось всё почистить, прежде чем приступить к тестированию. 1. Неправильно подключен провод заземления — он прикреплен к пластмассовой коробке. 2. Кривой кронштейн, на котором установлен светодиод; мала его поверхность рассеяния тепла, что необходимо для нормальной работы светодиода. 3. Отсутствует термосмазка между радиатором светодиода и кронштейном, на котором он установлен. Так выглядит путь прохождения света от объектива в турели к головке микроскопа. Эта цилиндрическая часть прибора должна быть тщательно обработана механически, а затем окрашена черной краской для устранения внутренних отражений. В этом микроскопе использована белая краска, а в алюминиевом корпусе есть несколько раковин. Грубо сделанные призмы стереоскопической головки, укрепленные ржавыми планками и кривыми винтами Царапины на поверхности верхней линзы конденсора Аббе Я занимался доведением этого микроскопа до ума почти целый день. Заказал нормальные объективы и окуляры и теперь у меня есть вполне приличный микроскоп с индийской механикой и китайской оптикой. Я уверен, что цена не является показателем качества. Если вы покупаете микроскоп (или любую другую вещь) известного изготовителя, вы платите 90% за его имя (можно с тем же успехом платить просто за воздух) и 10% за само изделие. Я понимаю, некоторые люди гордятся тем, что заплатили в несколько раз дороже за известное имя, и всегда упоминают его, если рассказывают даже о такой простой вещи, как очки. А я горжусь тем, что крайне редко выбрасываю деньги не ветер. Если вы понимаете как устроены вещи и как они работают, можно смело покупать изделия неизвестных изготовителей. Я уверен, что за $200 и даже за $150 можно купить бинокулярный биологический микроскоп очень приличного качества, сделанный в Китае или в той же Индии. Ведь, в конце концов, в наши дни почти всё делается в Китае! Хотя, конечно, иногда, но достаточно редко, бывают и проколы, как у меня и случилось в этот раз. Честно признаюсь, я не был готов к оптическому прибору, сделанному на коленке! И всё же, потратив несколько дней, я довел этот микроскоп до ума (и это было интересно!) и затем использовал его для подготовки всех иллюстраций для нескольких калькуляторов по микроскопии, которые вы найдете на этом сайте. И еще долго буду им пользоваться. Автор статьи: Анатолий Золотков Вас могут заинтересовать и другие калькуляторы из группы «Микроскопия»: Калькулятор разрешения микроскопа и камеры Калькулятор увеличения микроскопа Калькулятор увеличения цифрового микроскопа Калькулятор глубины резко изображаемого пространства (ГРИП) микроскопа Калькулятор фокусного расстояния объектива микроскопа Калькуляторы Микроскопия

Микроскоп с цифровой камерой. Сшивка полей зрения

Алгоритм сшивки полей зрения на микроскопе с цифровой камерой.

Иногда перед исследователем стоит задача получить общий снимок всего образца с большим разрешением. Специалисты могут столкнуться с такой задачей когда есть необходимость удаленно проконсультироваться с коллегами, а отсылать образец для контроля неудобно или дорого. Также снимки с большим разрешением требуются для печати на разворотах научных журналов и подготовки презентаций.

При использовании объектива с небольшим обзорным увеличением образец помещается в одно поле зрения, но разрешение такого снимка получается низким. Например, используя камеру 5 мегапикселей и объектив с увеличением 4х, линейное разрешение (расстояние между соседними пикселями изображения) окажется приблизительно 20 мкм. Монохроматические и хроматические аберрации оптической системы дополнительно снижают этот показатель. Получить детальное изображение крупного объекта таким способом не представляется возможным.

В статье мы рассмотрим метод, позволяющий получить снимок всего образца с высоким разрешением, используя микроскоп с цифровой камерой и объединяя изображения различных полей зрения, снятых с большим увеличением в графическом редакторе.

Часть 1. Подготовка исходных изображений для проведения автоматической сшивки.

Образец для исследования – аншлиф поперечного сечения красочного слоя живописного полотна. Реставрационная экспертиза с использованием ультрафиолетовой флуоресценции.

Аншлиф поперечного сечения лакокрасочного слоя живописного полотна. Реставрационная экспертиза.

Выбираем объектив с достаточным разрешением, позволяющий увидеть все нюансы нанесения слоев и произвести точное измерение толщины слоев. В нашем случае это объектив 20х NA 0,65. Выставляем настройки камеры в ручном режиме, экспозиция должна быть оптимальной для образца и сохранять свои значения на протяжении съемки.

Последовательно снимаем образец, двигаясь змейкой, с нахлестом в ¼ снимка. В данном случае, хватило 9 изображений, но вы можете снимать ровно столько полей, сколько требует образец.

Сохраняем полученные изображения в Tiff (если ваша камера поддерживает динамический диапазон более 8 бит, либо Jpeg если камера обладает диапазоном до 8 бит).

Формат Tiff предпочтительно использовать для дальнейшей обработки, так как он содержит больше информации об изображении. Если ваша камера позволяет снимать с расширенным динамическим диапазоном — используйте Tiff, а после проведения цветокоррекции, сохраняйте результат в Jpeg для уменьшения места, занимаемого снимком на диске.

Часть 2. Автоматическая сшивка изображений в графическом редакторе.

Мы используем графический редактор Adobe Photoshop CS6 но с этой задачей справятся и другие версии Photoshop.

Откроем все файлы в окне программы. Далее, открываем меню автоматической сшивки
File –> Automate –> Photomerge

В диалоговом окне выбираем метод сшивки Reposition Only – это важно, т.к. только метод репозиции позволяет избежать геометрических искажений в итоговое изображение и сохраняет возможность проведения измерений.

Ждем некоторое время, получаем автоматически сшитое изображение полей зрения.

Объединяем слои (Layers –> Merge Visible), обрезаем и выравниваем наш образец.
Финальная цветокоррекция, добавление резкости (Filters –> Unsharp mask), сохранение итогового результата.

Автоматические решения

Механический микроскоп с цифровой камерой легко позволяет расширить привычное поле зрения для сохранения изображения с высоким разрешением. Вы можете применить метод сшивки и на гистологических фиксированных препаратах. Использование масляных объективов 63х или 100х, обеспечит разрешение до 0,3 мкм, а сшивка увеличит поле зрения до зоны интереса исследователя.

Существуют камеры и микроскопы позволяющие проводить сшивку полей зрения в автоматическом режиме. Подробное видео, демонстрирующее этот режим, представлено ниже:

Как оценить поле зрения микроскопа

Что такое поле зрения микроскопа?

Поле зрения (также сокращенно FOV) для микроскопа — это протяженность наблюдаемой области в единицах расстояния. оптика обеспечивает четкий и неискаженный обзор в поле вокруг оптической оси, а поле зрения выбирается из этого. Лучи, создающие изображение в этом виде, как правило, не содержат аберраций и не создают искажений. значительное снижение интенсивности изображения.

Определение поля зрения микроскопа простыми словами — это область, которую вы видите под микроскопом для определенного увеличение. Скажем, например, вы рассматриваете клетку или образец под оптическим микроскопом. Диаметр круга то, что вы видите, является полем зрения микроскопа.

При увеличении увеличения поле зрения уменьшается. В зависимости от системы объектива это может варьироваться. А Грубым способом измерения поля зрения является использование линейки под микроскопом для определенного увеличения.

Как рассчитать поле зрения микроскопа

Рассчитать поле зрения микроскопа необходимо знать увеличение окуляра, число полей зрения и объектив. Имея эту информацию, вы можете рассчитать поле зрения микроскопа, разделив число полей зрения на число увеличения.

Формула поля зрения:

Поле зрения = Номер поля (FN) ÷ Увеличение объектива

Когда вы меняете окуляры или объективы, не забудьте повторить расчет FOV с новыми входными данными в поле. число и увеличение. Для объектов, требующих большего увеличения, преобразуйте свои измерения из миллиметров в микрометры.

Линзы с большей оптической силой позволят вам рассмотреть крошечные объекты, поэтому угол обзора будет небольшим; маломощные линзы подойдут наоборот, и позволяет просматривать более крупные (более широкие) объекты.

Узнайте больше об увеличении микроскопа здесь.

При использовании стереомикроскопа со вспомогательной линзой коэффициент увеличения этой линзы также следует использовать в уравнении путем умножения на увеличение объектива. Вам нужно будет умножить увеличение окуляра на увеличение объектива, чтобы найти общее увеличение, прежде чем делить номер поля зрения.

Поле зрения = FN ÷ (увеличение объектива x увеличение вспомогательной линзы)

Например, если ваш окуляр показывает 10X/22, а увеличение объектива равно 40. Сначала умножьте 10 на 40, чтобы получить 400. Затем разделите 22 на 400, чтобы получить диаметр поля зрения 0,055 мм.

Почему поле зрения важно для микроскопов?

Поле зрения микроскопа определяет размер отображаемой области. Это становится важным, когда вы хотите измерить такие особенности, как плотность, например, эксперимент по оценке плотности клеток в растворе. Чтобы получить ответ, вы должны получить изображение поля зрения, подсчитать количество клеток и разделить его на отображаемую область. Результатом будет оценка клеток/микрон.

Обратите внимание, что степень поля зрения зависит от увеличения. Объективы с большим увеличением имеют меньшее поле зрения. Таким образом, размер поля зрения следует выбирать в зависимости от размера объектов, которые необходимо изучить. Бактерии меньше (около 5 микрон), чем большинство клеток человека (диаметр астроцита мозга может достигать 90 микрон). Следовательно, для изучения астроцитов необходимы более широкие поля зрения.

Когда вы записываете изображение на цифровой носитель, поле зрения может быть выражено в виде расстояния (например, 1 мм) или калиброванного количества пикселей (например, 1024 пикселя при 1 мкм/пиксель) вдоль главной оси.

Вы можете узнать о микроскопах на других наших информативных страницах ниже:

• Что такое составной микроскоп?
• Что такое стереомикроскоп?
• Что такое цифровой микроскоп?
• Что такое флуоресцентный микроскоп?
• Как пользоваться микроскопом

Компания New York Microscope предлагает широкий выбор микроскопов для различных областей применения. Мы также предлагаем аксессуары, такие как сменные лампочки, очки, счетчики клеток и слайды. Позвоните по бесплатному номеру 877.877.7274 или напишите по электронной почте. [email protected], чтобы связаться с экспертом по микроскопии и ответить на любые вопросы о микроскопах или заказах.

Увеличение поля зрения микроскопа с помощью научных камер

Введение

Поле зрения микроскопа (FOV) — это максимальная область, видимая при взгляде через окуляр микроскопа (FOV окуляра) или научную камеру (FOV камеры), обычно указывается как измерение диаметра (Рисунок 1). Максимальное увеличение поля зрения желательно для многих приложений, потому что увеличение пропускной способности приводит к сбору большего количества данных, что дает лучшее статистическое измерение для обнаружения тонких эффектов, а также сокращает время, необходимое для работы с микроскопом.

Рисунок 1:  Поле зрения микроскопа, измеренное как диаметр

Поле зрения микроскопа в конечном счете ограничено рядом факторов, таких как линза объектива, диаметр тубуса внутренней оптической системы микроскопа, окуляры, размер сенсора научной камеры и адаптер для установки камеры

Обычно максимальное поле зрения микроскопа можно определить, обратившись к номеру поля зрения (FN), отображаемому на окулярах и некоторых объективах. Номер поля — это просто максимальное поле зрения, измеренное как диаметр объектива или окуляра в миллиметрах, поэтому линза объектива с числом поля 18 будет иметь максимальное поле зрения 18 мм. Однако номер поля всегда предполагает отсутствие увеличения, поэтому для расчета фактического FOV номер поля следует разделить на увеличение объектива:

Поле зрения = номер поля ÷ увеличение объекта

20-кратный объектив с числом полей 18 фактически будет иметь поле зрения 0,9 мм. Точно так же объектив со 100-кратным увеличением и числом полей зрения 18 будет иметь поле зрения 0,18 мм. Чем больше увеличивается объект, тем меньше будет поле зрения. Поэтому, стремясь увеличить FOV, одним из первых соображений всегда должно быть, возможно ли уменьшить увеличение (рис. 2).

Рисунок 2:  Уменьшение поля зрения при увеличении увеличения. Видимая длина сетки составляет ~ 0,6 мм при 20-кратном увеличении, но ~ 0,25 мм при 50-кратном увеличении и только ~ 0,12 мм при 100-кратном увеличении.

Согласование FOV научной камеры с FOV микроскопа

Использование номера поля для расчета FOV микроскопа хорошо работает при визуализации с использованием окуляров, но не при визуализации с использованием научной камеры. Как и в большинстве цифровых камер, в научных камерах используются квадратные или прямоугольные сенсоры. Это означает, что научная камера не может захватить все круговое поле зрения, на которое способен микроскоп. Вместо этого поле зрения камеры должно поместиться внутри поля зрения микроскопа (рис. 3).

Листы спецификаций камеры будут отображать FOV камеры как размер диагонали (обычно в миллиметрах). В идеале диагональное поле зрения камеры должно соответствовать диаметру поля зрения микроскопа, чтобы захватить как можно больше доступного изображения. Однако это означает, что горизонтальное и вертикальное поле зрения камеры будет меньше диаметра микроскопа.

Можно использовать камеру с большей диагональю поля зрения, чем у микроскопа, для захвата всего поля зрения микроскопа (рис. 4). Однако это не оптимально, так как в углах изображения будет значительное виньетирование. В идеале при выборе научной камеры ее диагональное поле зрения должно соответствовать характеристикам микроскопа, с которым она будет использоваться.

Рис. 3: Научная камера с полем зрения 18 мм по диагонали идеально подходит для поля зрения микроскопа 18 мм. Стороны x и y сенсора камеры имеют размеры 12,7 мм, чтобы учесть эту диагональ FOV.

Рис. 4: Сенсор камеры с большей диагональю поля зрения, чем поле зрения микроскопа, будет демонстрировать значительное виньетирование в углах изображения.

Согласующий адаптер FOV для камеры и микроскопа FOV

Адаптер микроскопа C-mount или F-mount необходим для подключения научной камеры к порту камеры микроскопа. Резьба крепления стандартизирована, что означает, что адаптер C-mount будет подключаться ко всем научным камерам, которые подключаются через C-mount. Тем не менее, адаптеры предназначены для конкретных микроскопов, а это означает, что, несмотря на то, что любая камера с байонетом С может подключаться к адаптеру с байонетом С, адаптер подходит только к микроскопам соответствующей марки.

Адаптеры могут иметь линзы для увеличения или уменьшения изображения до того, как оно попадет в камеру. Это можно использовать для лучшего согласования FOV камеры с FOV микроскопа. Например, если камера имеет FOV по диагонали 11 мм, а микроскоп поддерживает FOV 18 мм, адаптер 0,67x уменьшит изображение и позволит отобразить его на 11-мм камере. Однако это увеличение FOV происходит за счет снижения разрешения.

Если нужно просто прикрепить камеру к микроскопу, адаптер 1x не содержит дополнительных линз и не обеспечивает дополнительного увеличения или уменьшения. Этот метод часто является предпочтительным, так как при этом в систему не вводятся дополнительные линзы. Каждая дополнительная линза уменьшает количество фотонов, попадающих в камеру, на 3-4%, поэтому многие исследователи стараются этого избежать.

Адаптеры также могут влиять на FOV микроскопа и камеры в зависимости от типа используемого адаптера. Адаптер C-mount является наиболее популярным адаптером для камеры микроскопа и имеет ограничение максимального поля зрения 22 мм. Адаптер для байонета F представляет собой адаптер большего формата, способный достигать FOV >30 мм.

Разработка более крупных микроскопов FOV и научных камер, которые могут использовать преимущества байонета F, началась относительно недавно — на момент написания статьи существует только один коммерчески доступный 25-мм микроскоп. Большинство современных микроскопов имеют 19мм или 22 мм FOV и, следовательно, все еще могут использовать C-крепление. Конфокальные системы с вращающимся диском самого большого формата также ограничены полем зрения 22 мм.

Выбор камеры для максимального увеличения поля зрения микроскопа

Компания Teledyne Photometrics стремится создавать камеры, которые могут оптимально соответствовать полю зрения всех современных микроскопов (таблица 1). По этой причине серия Prime 95B состоит из 19-мм, 22-мм и 25-мм камер. Кроме того, Prime BSI и Iris 9 подходят для 19FOV микроскопа мм, а Iris 15 подходит для микроскопа FOV 25 мм. Kinetix — это датчик самого большого формата, который можно использовать для получения максимального FOV из любой системы до 29 мм.

Таблица 1: Камеры Teledyne Photometrics оптимизированы для работы с любым микроскопом с фокусным расстоянием до 29 мм.

Понимая, что требования к FOV могут сильно различаться, мы можем лучше удовлетворять потребности наших клиентов и предлагать широкий спектр вариантов FOV для камер.

Резюме

Максимальное поле зрения микроскопа зависит от объектива, диаметра трубы внутренней оптической системы микроскопа, окуляров, размера датчика научной камеры и адаптера для крепления камеры.