วัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์คืออะไร? วัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์ Leica, Olympus, Nikon
เลนส์ใกล้วัตถุเป็นส่วนประกอบทางแสงที่สำคัญที่สุดของกล้องจุลทรรศน์ มันใช้แสงเพื่อสร้างวัตถุที่จะถ่ายภาพ ซึ่งมีผลโดยตรงและส่งผลต่อคุณภาพของภาพและพารามิเตอร์ทางเทคนิคต่างๆ ของออปติคอล เป็นมาตรฐานเบื้องต้นในการวัดคุณภาพของกล้องจุลทรรศน์
โครงสร้างของเลนส์ใกล้วัตถุมีความซับซ้อนและการผลิตมีความแม่นยำ เนื่องจากการแก้ไขความคลาดแบบดั้งเดิม จึงประกอบด้วยกลุ่มเลนส์คงที่ซึ่งแยกจากกันตามระยะที่กำหนดในกระบอกเลนส์ใกล้วัตถุที่เป็นโลหะ เลนส์แต่ละกลุ่มติดกาวเข้าด้วยกันด้วยเลนส์หนึ่งหรือหลายตัวที่มีวัสดุและพารามิเตอร์ต่างกัน เลนส์ที่อยู่ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุเรียกว่า "เลนส์ด้านหน้า" และเลนส์ที่อยู่ด้านหลังเรียกว่า "เลนส์ด้านหลัง" ทางยาวโฟกัสรวมของกลุ่มเลนส์ผสมของเลนส์ใกล้วัตถุคือทางยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ ระยะห่างระหว่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุกับวัตถุที่ตรวจสอบคือระยะการทำงาน (ระยะการทำงานอิสระ) ในระหว่างการตรวจสอบด้วยกำลังขยายสูง เพื่อป้องกันการสัมผัสระหว่างเลนส์ใกล้วัตถุกับฟิล์ม บดสไลด์และทำให้เลนส์เสียหาย นอกจากอุปกรณ์สปริงที่ปลายเลนส์ใกล้วัตถุแล้ว เลนส์ใกล้วัตถุทั้งชุดจะต้อง parfocal จากกำลังขยายต่ำเป็นกำลังขยายสูง
Parfocal หมายความว่าในระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ เมื่อมองเห็นภาพได้อย่างชัดเจนด้วยเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายระดับหนึ่ง เมื่อเลนส์ใกล้วัตถุของกำลังขยายอื่นถูกแปลง ภาพควรจะมีความชัดเจนโดยพื้นฐาน และค่าความเบี่ยงเบนตรงกลางของภาพควรเป็น อยู่ในขอบเขตที่อนุญาต ภายในช่วง นั่นคือระดับของการจัดตำแหน่ง ข้อดีและข้อเสียของประสิทธิภาพ parfocal และระดับของ coaxiality เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของคุณภาพของกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณภาพของเลนส์ใกล้วัตถุและความแม่นยำของตัวแปลงเลนส์ใกล้วัตถุ กล้องจุลทรรศน์คุณภาพสูงมีทั้งแบบโคแอกเชียลและพาร์โฟคอล
เลนส์ใกล้วัตถุมีหลายประเภท ซึ่งสามารถจำแนกได้จากมุมต่างๆ ซึ่งจะอธิบายแยกกัน
ตามสื่อกลางระหว่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุและกระจกครอบ สามารถแบ่งออกได้เป็น:
(1) เลนส์ใกล้วัตถุ: ระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ อากาศ (η=1) จะถูกใช้เป็นตัวกลางระหว่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุและกระจกครอบ เลนส์ใกล้วัตถุประเภทนี้นิยมใช้กันมากที่สุด เช่น เลนส์ใกล้วัตถุที่มีขนาดต่ำกว่า 40X ค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขน้อยกว่า 1
(2) เลนส์ใกล้วัตถุแช่น้ำ: ในระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ น้ำ (η=1.333) จะถูกใช้เป็นตัวกลางระหว่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุและกระจกครอบ น้ำกลั่นเป็นน้ำกลั่น ปัจจุบัน เลนส์ใกล้วัตถุชนิดนี้ไม่ค่อยได้ใช้
(3) เลนส์ใกล้วัตถุแบบจุ่มน้ำมัน: เลนส์แบบน้ำมันที่มีอัตราการขยาย 90-100X ระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ น้ำมันซีดาร์และน้ำมันไม่เรืองแสง (η=1.515 หรือมากกว่านั้น) มักใช้เป็นสื่อกลางระหว่างเลนส์ด้านหน้าของเลนส์ใกล้วัตถุและกระจกครอบ นอกจากนี้ กลีเซอรีน (η=1.450) และพาราฟิน (η=1.471) บางครั้งใช้เป็นสื่อ เปลือกของเลนส์ใกล้วัตถุชนิดนี้มักมีคำว่า "oil", "IL" หรือ "HI" กำกับอยู่
สื่อที่ใช้ในเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่น้ำและน้ำมันที่กล่าวถึงข้างต้นเป็นสารที่เป็นของเหลวทั้งหมด ดังนั้นจึงเรียกอีกอย่างว่า "เลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่ของเหลว" และค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลขสามารถมากกว่า 1 ได้
ต้องเช็ดเลนส์น้ำมันทันทีหลังใช้งาน และห้ามทิ้งไว้นาน มิฉะนั้น เลนส์จะเสียหายและความละเอียดจะลดลง และน้ำมันแช่ไม่ง่ายที่จะเช็ดหลังจากแห้ง ในการเช็ด ให้ใช้สำลีจุ่มส่วนผสมของอีเทอร์และแอลกอฮอล์ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อเช็ดน้ำมันแช่ออกอย่างเบามือ จากนั้นเช็ดเบาๆ ด้วยสำลีก้อนหรือกระดาษเช็ดเลนส์
โดยหลักการแล้วสามารถแบ่งตามระดับกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุได้ดังนี้
(1) เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายต่ำ: 1X-6X, NA0.04-0.15;
(2) เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายปานกลาง: 6X-25X, NA0.15-0.40;
(3) เลนส์ใกล้วัตถุกำลังขยายสูง: 25X-63X, NA0.35-0.95;
(4) เลนส์ใกล้วัตถุแบบจุ่มน้ำมัน: 90X-100X; NA1.25-1.40.
ในการจำแนกประเภทตามระดับของการแก้ไขความคลาดเคลื่อนของเลนส์ใกล้วัตถุ นี่เป็นวิธีการจำแนกประเภทที่ผู้ใช้ของเราควรทำความเข้าใจ และอธิบายไว้ด้านล่าง:
(1) เลนส์วัตถุไม่มีสี: เป็นเลนส์ใกล้วัตถุทั่วไป ซึ่งมักจะมีคำว่า "Ach" อยู่บนกล่อง
โครงสร้างค่อนข้างเรียบง่าย ประกอบด้วยเลนส์สองชิ้นติดกาวเข้าด้วยกันและเลนส์มากกว่าสองชิ้น
เลนส์ใกล้วัตถุประเภทนี้สามารถแก้ไขเฉพาะความคลาดเคลื่อนสีตามตำแหน่งและความคลาดเคลื่อนทรงกลมของจุดบนแกนเท่านั้น และกำจัดความคลาดเคลื่อนโคม่าของจุดพาราแอกเซียล เนื่องจากวัสดุแก้ว เป็นต้น
เนื่องจากไม่สามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนสีและความคลาดเคลื่อนทรงกลมของแสงสีอื่นๆ ได้ และความโค้งของสนามมีขนาดใหญ่มาก จึงไม่สามารถใช้กับการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์และการถ่ายภาพจุลทรรศน์ด้วยแสงของการวิจัยขั้นสูงได้ ในการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ มักจะใช้ร่วมกับเลนส์ใกล้ตาของ Huygens
(2) วัตถุเป้าหมายแบบไม่มีสี: โครงสร้างของวัตถุแบบไม่มีสีนั้นซับซ้อน และเลนส์ก็นำมาใช้
ทำจากแก้วพิเศษหรือฟลูออไรต์ ฟลูออสปาร์และวัสดุอื่นๆ และกรอบของเลนส์ใกล้วัตถุจะมีคำว่า "APO" กำกับไว้ เลนส์ใกล้วัตถุชนิดนี้ไม่เพียงแต่สามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนสีของท้องฟ้าสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินเท่านั้น แต่ยังสร้างภาพบนระนาบโฟกัสเดียวกันเพื่อให้ได้ผลในการขจัด "ความคลาดเคลื่อนสีที่เหลืออยู่" (หรือที่เรียกว่าสเปกตรัมทุติยภูมิ) และ สามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมของแสงไดโครอิกสีแดงและสีน้ำเงินได้ดีขึ้น เนื่องจากการแก้ไขความคลาดเคลื่อนต่างๆ ได้อย่างสมบูรณ์แบบ เลนส์จึงมีรูรับแสงตัวเลขที่ใหญ่กว่าเลนส์ใกล้วัตถุแบบอะโครมาติกในอัตราขยายที่สอดคล้องกัน ซึ่งไม่เพียงแต่มีความละเอียดสูงและคุณภาพของภาพสูงเท่านั้น แต่ยังมีกำลังขยายที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าด้วย ดังนั้นประสิทธิภาพของเลนส์ใกล้วัตถุที่เป็นโรคลมชักจึงอยู่ในระดับสูง และเหมาะสำหรับการวิจัยขั้นสูงด้วยกล้องจุลทรรศน์และโฟโตไมโครกราฟี ควรใช้ร่วมกับการชดเชยเลนส์ใกล้ตาระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ มิฉะนั้น คุณภาพของภาพจะลดลง
(3) วัตถุประสงค์กึ่ง apochromatic: วัตถุประสงค์กึ่ง apochromatic หรือที่เรียกว่า fluorspar objective
ปลอกของเลนส์ใกล้วัตถุมักมีเครื่องหมาย "FL" ในแง่ของโครงสร้าง จำนวนเลนส์มากกว่าเลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสี และน้อยกว่าเลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสี ในแง่ของคุณภาพของภาพ ดีกว่าเลนส์ใกล้วัตถุแบบอะโครมาติกมาก ใกล้เคียงกับเลนส์ใกล้วัตถุแบบอะโพโครมาติก และสามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนสีของแสงไดโครอิกสีแดงและสีน้ำเงินและความแตกต่างของแสงได้ ควรใช้ร่วมกับการชดเชยเลนส์ตาระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์
(4) วัตถุประสงค์ของแผน: วัตถุประสงค์ของแผนคือการเพิ่มเลนส์หนารูปพระจันทร์ครึ่งเสี้ยวในระบบเลนส์ใกล้วัตถุ
เลนส์เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของความโค้งของสนาม โครงสร้างของเลนส์ใกล้วัตถุแบบแผนค่อนข้างซับซ้อน โดยเฉพาะเลนส์ใกล้วัตถุแบบแผนกำลังขยายสูงนั้นซับซ้อนกว่า วัตถุประสงค์ของแผนมีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างและกว้างและระยะการทำงานที่เพิ่มขึ้นตามลำดับ ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์และการถ่ายภาพด้วยแสง
เลนส์ใกล้วัตถุแบบแผนคือ: เลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสีแบบแผนมีเครื่องหมาย Plan Ach บนเปลือกเลนส์; เลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสีตามแผนจะมีเครื่องหมาย Plan APO และเลนส์ใกล้วัตถุกึ่งแบบแผนแบบมีแผนอยู่บนเปลือกเลนส์ และเลนส์ขั้นสูงกว่านั้นคือเลนส์ใกล้วัตถุแบบเรียบมากเป็นพิเศษและเลนส์ใกล้วัตถุแบบมีแผนแบบมีสีมาก
(5) เลนส์ใกล้วัตถุพิเศษ: สิ่งที่เรียกว่า "เลนส์ใกล้วัตถุพิเศษ" นั้นขึ้นอยู่กับเลนส์ใกล้วัตถุที่กล่าวถึงข้างต้น ซึ่งได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ได้มาซึ่งความเฉพาะเจาะจงบางอย่าง
ออกแบบและผลิตขึ้นเพื่อสังเกตผลกระทบ ส่วนใหญ่มีประเภทดังต่อไปนี้:
1. เลนส์ใกล้วัตถุพร้อมวงแหวนแก้ไข: มีการติดตั้งวงแหวนปรับรูปทรงวงแหวนไว้ตรงกลางเลนส์ใกล้วัตถุ เมื่อหมุนวงแหวนปรับ ระยะห่างระหว่างกลุ่มเลนส์ในเลนส์ใกล้วัตถุสามารถปรับได้เพื่อแก้ไขการครอบคลุมที่เกิดจากความหนาที่ไม่ได้มาตรฐานของกระจกครอบ ความแตกต่าง. สเกลบนวงแหวนปรับค่าสามารถเป็นได้ตั้งแต่ 0.11-0.23 และตัวเลขนี้ยังถูกทำเครื่องหมายไว้บนเปลือกของเลนส์ใกล้วัตถุด้วย ซึ่งหมายความว่าข้อผิดพลาดระหว่างความหนาของกระจกครอบจาก 0.11-0.23 มม. สามารถแก้ไขได้ ความหนาของกระจกครอบมาตรฐานคือ 0.17 มม. และควรวางมาตราส่วนไว้ที่ตำแหน่ง 0.17 ระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ หากความหนาของกระจกครอบไม่ใช่ 0.17 มม. คุณสามารถใช้วงแหวนแก้ไขเพื่อแก้ไขได้ เลนส์ใกล้วัตถุนี้เป็นระบบแห้งกำลังขยายสูง 40 เท่า เลนส์ใกล้วัตถุขั้นสูงที่มีประสิทธิภาพสูง เมื่อใช้งาน จำเป็นต้องฝึกฝนวิธีการใช้งานของวงแหวนลบคำผิดให้เชี่ยวชาญ มิเช่นนั้นจะไม่สามารถใช้งานประสิทธิภาพสูงได้
2. เลนส์ใกล้วัตถุไดอะแฟรมสีรุ้ง: ไดอะแฟรมสีรุ้งติดตั้งอยู่ที่ส่วนบนของกระบอกเลนส์ใกล้วัตถุ และยังมีวงแหวนปรับที่หมุนได้อยู่ด้านนอก ซึ่งสามารถปรับขนาดรูรับแสงของไดอะแฟรมเมื่อหมุน เลนส์ใกล้วัตถุของโครงสร้างนี้เป็นเลนส์ใกล้วัตถุสำหรับแช่น้ำมันขั้นสูง ฟังก์ชั่นของมันคือในระหว่างการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ในที่มืด แสงที่ส่องเข้ามามักจะเข้าสู่เลนส์ใกล้วัตถุเนื่องจากสาเหตุหลักบางประการ เพื่อให้พื้นหลังของขอบเขตการมองเห็นไม่มืดพอ ส่งผลให้คุณภาพของการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ลดลง . ในขณะนี้ การปรับขนาดรูรับแสงสามารถทำให้พื้นหลังมืดและวัตถุที่ตรวจสอบสว่างขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มผลการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ ผลอีกประการหนึ่งคือเมื่อรูรับแสงลดลง เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใช้งานจริงของเลนส์ใกล้วัตถุก็จะลดลงเช่นกัน ทำให้มุมรูรับแสงเปลี่ยนไป ซึ่งจะเป็นการลดรูรับแสงที่เป็นตัวเลขและเพิ่มความลึกของโฟกัสตามนั้น
3. เลนส์ใกล้วัตถุคอนทราสต์เฟส: เลนส์ใกล้วัตถุนี้เป็นเลนส์ใกล้วัตถุแบบพิเศษสำหรับกล้องจุลทรรศน์คอนทราสต์เฟส และมีลักษณะเฉพาะคือมีการติดตั้งแผ่นเฟสที่ระนาบโฟกัสด้านหลังของเลนส์ใกล้วัตถุ
4. เลนส์ใกล้วัตถุปราศจากความเครียด: เลนส์ใกล้วัตถุนี้เอาชนะความเครียดที่เกิดขึ้นในการประกอบกลุ่มเลนส์ เป็นเลนส์ใกล้วัตถุที่ใช้เป็นพิเศษสำหรับการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์แบบส่องผ่าน ซึ่งสามารถให้ผลการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์โพลาไรซ์ที่ดีกว่า ปลอกของเลนส์ใกล้วัตถุมักมีเครื่องหมาย "PO" หรือ "POL" กำกับไว้
5. เลนส์ใกล้วัตถุชนิดไม่เรืองแสง: เลนส์ใกล้วัตถุชนิดไม่เรืองแสงใช้เป็นพิเศษสำหรับกล้องจุลทรรศน์อีพิฟลูออเรสเซนต์ เลนส์ใกล้วัตถุนี้ไม่ปล่อยสารเรืองแสงแม้ว่าจะอยู่ภายใต้แหล่งกำเนิดแสงที่มีแรงกระตุ้นสูงก็ตาม ดังนั้นพื้นหลังของขอบเขตการมองเห็นจึงไม่เปล่งแสง และจะได้ภาพที่คมชัดและสว่าง คำว่า "UVFL" มักถูกทำเครื่องหมายไว้บนตัวเลนส์ใกล้วัตถุ
6. เลนส์ใกล้วัตถุที่ไม่มีฝาปิด: วัตถุบางอย่างที่จะตรวจสอบ โดยเฉพาะฟิล์มที่มีรอยเปื้อน ฯลฯ ไม่สามารถปิดด้วยกระจกครอบ ดังนั้นควรใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่ไม่มีฝาปิดในการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ มิฉะนั้นเปลือกนอกของเลนส์ใกล้วัตถุจะ มักจะทำเครื่องหมายด้วย NC และในขณะเดียวกันที่กระจกครอบ ไม่มีคำว่า 0.17 ที่ตำแหน่งความหนาของชิ้น แต่มีเครื่องหมาย "0" เพื่อระบุว่า ไม่ใช้กระจกครอบในการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์
7. เลนส์ใกล้วัตถุระยะใช้งานไกล: เลนส์ใกล้วัตถุนี้เป็นเลนส์ใกล้วัตถุแบบพิเศษสำหรับกล้องจุลทรรศน์แบบกลับหัว ได้รับการออกแบบและผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ สารแขวนลอย และวัสดุอื่นๆ เนื่องจากวัตถุที่จะตรวจสอบดังกล่าวอยู่ในจานเพาะเชื้อหรือขวดแก้ว ระยะการทำงานของเลนส์ใกล้วัตถุจึงต้องยาวเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของการตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์
