พารามิเตอร์ของเลนส์กล้องจุลทรรศน์และอิทธิพลต่อคุณภาพการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์
เลนส์ไมโครสโคปแบบใช้แสงมีหลายประเภท แต่ถึงแม้จะเป็นเลนส์ประเภทเดียวกัน คุณภาพการถ่ายภาพก็แตกต่างกันมาก ซึ่งสาเหตุหลักมาจากปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุ ความแม่นยำในการประมวลผล และโครงสร้างของเลนส์ และยังทำให้เลนส์มีเกรดต่างกันด้วย . ราคาแตกต่างกันมากตั้งแต่ไม่กี่ร้อยหยวนไปจนถึงหลายหมื่นหยวน เลนส์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือเลนส์ Tiansai สามกลุ่มสี่ชิ้นและเลนส์ Gauss คู่สี่กลุ่มหกชิ้น สำหรับการออกแบบและผู้ผลิตเลนส์ โดยทั่วไปจะใช้ฟังก์ชันการถ่ายโอนออปติคอล OTF (Optical Transfer Function) เพื่อประเมินคุณภาพการถ่ายภาพของเลนส์อย่างครอบคลุม ระบบแสงจะส่งข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายความสว่างไปตามพื้นที่ สัญญาณคลื่นไซน์ของแต่ละความถี่เชิงพื้นที่ ระดับการมอดูเลตและการเปลี่ยนเฟสเมื่อสร้างภาพจริง เป็นฟังก์ชันทั้งหมดของความถี่เชิงพื้นที่ และฟังก์ชันนี้เรียกว่าฟังก์ชันการถ่ายโอนแสง OTF โดยทั่วไปประกอบด้วยสองส่วน คือ ฟังก์ชันการถ่ายโอนการมอดูเลต MTF (ฟังก์ชันการถ่ายโอนการมอดูเลต) และฟังก์ชันการถ่ายโอนเฟส PTF (ฟังก์ชันการถ่ายโอนเฟส) ความคลาดเคลื่อนเป็นสิ่งสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพของภาพ มีหกความผิดปกติทั่วไปดังต่อไปนี้:
ความแตกต่างของบอล:
ลำแสงทรงกรวยสีเดียวที่ปล่อยออกมาจากจุดวัตถุหนึ่งบนแกนหลักไปยังระบบออปติคอล หลังจากถูกหักเหโดยชุดออปติคัล หากรังสีของมุมรับแสงที่แตกต่างกันของลำแสงเดิมไม่สามารถตัดกันที่ตำแหน่งเดียวกันบนแกนหลัก ดังนั้น ภาพในอุดมคติบนแกนหลักที่ระนาบนั้นจะเกิดจุดกระจาย (ที่เรียกกันทั่วไปว่าวงกลมแห่งความสับสน) ขึ้น และข้อผิดพลาดในการถ่ายภาพของระบบออปติกนี้เรียกว่าความคลาดเคลื่อนทรงกลม
อาการโคม่า:
ลำแสงรูปทรงกรวยสีเดียวที่ปล่อยไปยังระบบออปติคัลจากจุดวัตถุนอกแกนที่อยู่นอกแกนหลัก หลังจากถูกหักเหโดยชุดออปติคัล หากไม่สามารถสร้างจุดที่ชัดเจนที่ระนาบภาพในอุดมคติได้ ก็จะเกิดเป็นหางที่สว่าง จุดรูปดาวหาง ข้อผิดพลาดในการถ่ายภาพของระบบแสงนี้เรียกว่าโคม่า
สายตาเอียง:
ลำแสงรูปกรวยสีเดียวแบบเฉียงที่ส่งไปยังระบบออปติคัลโดยจุดวัตถุนอกแกนที่อยู่นอกแกนหลักไม่สามารถสร้างจุดภาพที่ชัดเจนได้หลังจากถูกหักเหโดยชุดออปติคัล แต่สามารถสร้างได้เฉพาะจุดที่กระจายเท่านั้น ข้อผิดพลาดในการถ่ายภาพของระบบออปติกเรียกว่าสายตาเอียง
ฉาก:
หากภาพที่ชัดเจนซึ่งเกิดจากระบบแสงของวัตถุระนาบที่ตั้งฉากกับแกนหลักไม่ได้อยู่ในระนาบภาพที่ตั้งฉากกับแกนหลัก แต่อยู่บนพื้นผิวโค้งที่สมมาตรกับแกนหลัก นั่นคือ ระนาบภาพที่ดีที่สุดคือ พื้นผิวโค้ง แล้วสิ่งนี้ ข้อผิดพลาดในการถ่ายภาพของระบบออปติกเรียกว่าความโค้งของสนาม เมื่อภาพที่ตรงกลางหน้าจอชัดเจน ภาพรอบ ๆ หน้าจอจะเบลอ และเมื่อภาพที่ตรงกลางหน้าจอชัดเจน ภาพที่ตรงกลางหน้าจอจะเริ่มเบลออีกครั้ง
ความแตกต่างของสี:
ลำแสงสีขาวถูกส่งจากวัตถุสีขาวไปยังระบบออปติก หลังจากการหักเหโดยระบบแสง แสงสีต่างๆ จะไม่สามารถมาบรรจบกันที่จุดๆ หนึ่งได้ และเกิดจุดสีบนภาพขึ้น ซึ่งเรียกว่า ความคลาดเคลื่อนสี สาเหตุของความคลาดเคลื่อนของสีคือแก้วออปติกเดียวกันมีดัชนีการหักเหของแสงที่แตกต่างกันสำหรับความยาวคลื่นของแสงที่แตกต่างกัน ดัชนีการหักเหของแสงของแสงคลื่นสั้นมีค่ามาก และดัชนีหักเหของแสงคลื่นยาวมีค่าน้อย
การบิดเบือน:
เส้นตรงนอกแกนหลักในระนาบของวัตถุกลายเป็นเส้นโค้งหลังจากถ่ายภาพโดยระบบออปติคัล และข้อผิดพลาดในการถ่ายภาพของระบบออปติคัลเรียกว่าความผิดเพี้ยน ความคลาดเคลื่อนที่ผิดเพี้ยนจะส่งผลต่อรูปทรงเรขาคณิตของภาพเท่านั้น ไม่ส่งผลต่อความคมชัด นี่คือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างความบิดเบี้ยวและความคลาดเคลื่อนทรงกลม อาการโคม่า สายตาเอียง และความโค้งของสนาม
เมื่อเราประเมินคุณภาพของเลนส์ โดยทั่วไปเราจะตัดสินจากพารามิเตอร์ที่ใช้งานได้จริงหลายอย่าง เช่น ความละเอียด ความคมชัด และความชัดลึก
ปณิธาน:
หรือที่เรียกว่าอัตราการเลือกปฏิบัติและความละเอียด ซึ่งหมายถึงความสามารถของเลนส์ในการแยกแยะรายละเอียดเส้นใยของฉากที่กำลังถ่ายภาพอย่างชัดเจน สาเหตุที่จำกัดความละเอียดของเลนส์คือปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนของแสง ซึ่งก็คือจุดเลี้ยวเบน (Airy spot) หน่วยของความละเอียดคือเส้นคู่/มม.
ความคม (ความคม):
หรือที่เรียกว่าคอนทราสต์ หมายถึงคอนทราสต์ระหว่างส่วนที่สว่างที่สุดและมืดที่สุดของภาพ
ความชัดลึก (DOF):
ในพื้นที่ฉาก ฉากที่อยู่ในระยะหนึ่งก่อนและหลังระนาบวัตถุที่โฟกัสสามารถสร้างภาพที่ค่อนข้างชัดเจนได้เช่นกัน ระยะความลึกที่กล่าวถึงข้างต้นระหว่างฉากที่สามารถสร้างภาพที่ค่อนข้างชัดเจนก่อนและหลังระนาบวัตถุที่โฟกัส นั่นคือช่วงความลึกของพื้นที่ฉากที่สามารถได้ภาพที่ค่อนข้างชัดเจนบนระนาบภาพจริง เรียกว่า ความชัดลึก
