Вопрос по микроскопам

[GNM]

Извините за некоторый оффтоп, но не знаю, где бы на мои вопросы еще могли ответить:

1. Можно ли по надписям на объективе микроскопа (увеличение, численное значение аппертуры) понять глубину резкости? С каким максимальным шагом можно двигать столик чтобы получить резкое изображение?

2. Где микроскопный окуляр ожидает изображение построенное объективом? В телескопе, как я понял, на срезе фокусировщика. А вмикроскопе - на срезе тубуса? Реально ли как-то установить вместо окуляра цифрозеркалку или WEB камеру?

3. Вроде бы объективы микроскопов бывают расчитаны на длину тубуса 160мм и на бесконечность. О чем здесь речь?

Заранее спасибо за ответы.

[Smirnov Andrey]

        Попытаюсь что-то разъяснить.
1.Мне приходилось идентифицировать объективы микроскопов по надписи, но я всегда имел под рукой книгу "Оптика мкроскопов" (автора не помню, она у меня на работе), где приведен каталог объективов и окуляров. Если Вы пришлете мне то, что написано на объективе, а лучше еще и его фото - постараюсь помочь в определении его марки. Что касается глубины резкости, то это легко посчитать, только для этого надо знать характеристики приемника (размер пикселя для матрицы или тип окуляра для визуальных наблюдений).
2. На 160 или на 190 мм или на бесконечности от заднего торца объектива (где резьба), в зависимости от типа объектива. WEB камеру установить - не проблема.
3. Здесь речь о стандартных длинах тубусов. Стандарт мировой. Аберрационная коррекция микрообъективов делается из условия расположения изображения на расстояниях 160, 190 или бесконечность.
        Успехов.

[Sabine]

1. Можно ли по надписям на объективе микроскопа (увеличение, численное значение аппертуры) понять глубину резкости?

Для объективов с очень небольшим увеличением (до 4X) нумерическая или цифровая апертура будет около 0.1. Для объективов с большим увеличением (иммерсионные, больше 100X) это будет достигать около 1.6. Если быть более точным, то к примеру: 10/ 0.25 (10X), 40/ 0.65 (40X), and 100/ 1.25 (100X). Для микроскопа эти значения ассоциируются с разрешающей способностью прибора.

С каким максимальным шагом можно двигать столик чтобы получить резкое изображение?

Столик? В моем случае я двигаю объектив для наведения резкости, а столик только для выбора нужного поля зрения. Но если у вас объективы расположены над столиком и вам нужно приближать-удалять именно столик, то неважно - все равно у вашего микроскопа должны быть два типа наводки - грубая и точная. Каким прибором вы пользуетесь?

2. Где микроскопный окуляр ожидает изображение построенное объективом? В телескопе, как я понял, на срезе фокусировщика. А вмикроскопе - на срезе тубуса?

Зависит от типа микроскопа.  Для простой системы с одиночной линзой это будет выглядеть примерно так: однолинзовое изображение. Система посложнее, с двумя линзами, даст изображение по-другому, оно появится между линзами: /img303/5317/twolenseszi6.jpg]двулинзовое изображение.
Есть еще более сложные системы с большим количеством линз, но у вас, скорее, другой случай.

Реально ли как-то установить вместо окуляра цифрозеркалку или WEB камеру?

Очень даже реально. Опять же зависит от того, каким микроскопом вы пользуетесь. Профессиональные приборы как правило снабжены возможностью прикрутить фото- или видеокамеру к окуляру. Nikon предлагает большой выбор камер к своим микроскопам на любой вкус.

[AAV]

2. Где микроскопный окуляр ожидает изображение построенное объективом? В телескопе, как я понял, на срезе фокусировщика. А вмикроскопе - на срезе тубуса?
Книга В.А. Панов, Л.Н. Андреев Оптика микроскопов. Расчет и проектирование.
Ссылка в личке.

[GNM]

Спасибо за подробные ответы.

1. Идентифицировать объективы не нужно. У меня вот какая проблема. Я пытался в одно время сделать автофокусировку. На микроскоп ставилась видеокамера и столик с приводами по всем трем осям. И видеокамера и столик подключались к компьютеру. Програмно подсчитывалась средняя разность яркости соседних точек изображения. Оказалось, что вдали от точки фокуса эта средняя разность от положения столика по вертикали практически не зависит (визуально - ничего не видно и не меняется). Поэтому, приходится двигать столик с некоторым поисковым шагом, пока средняя разность не начнет заметно меняться. Оказалось, что для каждого объектива есть свой оптимальный поисковый шаг. Поисковый шаг, оптимальный для объектива с малым увеличением неприемлем для объектива с большим увеличением (есть риск проскочить фокус). Наоборот тоже плохо - поиск фокуса затягивается. Можно конечно подобрать шаг под каждый обеъектив, но хочется универсальности. Т.е. запросить у пользователя увеличение объектива и его численную аппертуру и по ним все посчитать. Предполагаю, что этот оптимальный шаг пропорционален глубине резкости. Размер пиксела камеры - 5.2 мкм. Увеличения объективов и их аппертуры могу приветси завтра. Но нужна формула. Вывести ее из экспериментальных данных проблематично т.к. все имеющиеся объективы дают дифракционное пятно одного и того же размера. У другого микроскопа все может оказаться иначе. Буду рад любы советам.
2. , 3. Понятно, спасибо.

[Ernest]

Шаг чувствительности по глубине обратно пропорционален квадрату ЧА указанной на оправе объектива.
Формула тут примерно такая
минимальный дискрет разрешения на объекте: dy = k*L/A, где k - некоторый числовый коэффициент (порядка 0.25-0.5 - зависит от решаемой задачи), L - длина волны центра спектрального диапазона (в тех единицах, в которых вы хотите получить значение дискрета), A - значение ЧА;
связь поперечного дискрета с продольным: ds = dy/A,
итог: ds = k*L/A^2.

То есть, скажем, для типичного объектива с ЧА =0.40 и визуального диапазона с L = 0.55 мкм и k = 0.5 получится что-то вроде 2 мкм.

[hakama]

Здравствуйте Я искать нетрудньiй  чертеж за  микроскопа с 20-80х  увеличения , спосибо