Характеристики объективов для микроскопии

Цветокоррекция и цветопередача.

Аберрация - оптический дефект, обусловленный линзой. Невозможность линзы сфокусировать лучи в одной точке.  Хроматческая аберрация - присутствует в системе линз, когда лучи составляющих цветов белого света фокусируются не одновременно, что приводит к нежелательным цветным интерференционным полосам на изображении. Сферическая аберрация - когда лучи одного цвета, проходящие близко к краю линзы, не фокусируются в той же точке, что и лучи, проходящие ближе к центру линзы. Изображение получается нерезким и не может быть сфокусировано с помощью грубого или мягкого винта. Представим ситуацию:  Вы-бактериолог и перед Вами мазок, окрашенный по Грамму. Вы нашли нужное поле зрения и начинаете подстраивать фокус, при этом бактерии, окрашенные синим стают красными и наоборот. Разумеется, это ухудшает точность исследования и дальнейшую постановку диагноза.

По классу изображения изображения (по исправлению хроматической аберрации положения) объективы могут быть:

  •  ахроматическими;
  •  планахроматическими;
  •  полуапохроматическими (флюоритовые) ;
  •  апохроматическими.

Ахроматические объективы (ACH, ACHN) рассчитаны для применения в спектральном диапазоне 486–656 нм. Исправление любой аберрации (ахроматизация) выполнено для двух длин волн. В этих объективах устранены сферическая аберрация, хроматическая аберрация положения, кома, астигматизм и частично — сферохроматическая аберрация. Изображение объекта имеет несколько синевато-красноватый оттенок. При изменении фокуса образца меняется и цветопередача, что затрудняет интерпретацию результата.

В планобъективах (PLAN, PLN, PLCN) исправлена кривизна изображения по полю, что обеспечивает резкое изображение объекта по всему полю наблюдения. Кроме того, объективы имеют и ахроматическую коррекцию, что позволяет их использовать для рутинной работы. Планахроматические объективы обычно применяются при фотографировании и съемки видео в медицине и биологии.

Полуапохроматы (UPLFLN) - современные объективы, обладающие промежуточным между планахроматами и апохроматами качеством изображения. Полуапохроматы имеют расширенную спектральную область, и ахроматизация выполняется для трех длин волн. Они выполняются из специальных стёкол, содержащих флуорит.  Расширенная спектральная область позволяет им применяться для флуоресцентной микроскопии в УФ- диапазоне, что необходимо для работы по методу FISH а также в научных исследованиях, где необходим дифференциально-интерференционный контраст DIC.

Апохроматические объективы (APO, PLAPO, PLANAPO) имеют расширенную спектральную область, и ахроматизация выполняется для трех длин волн. При этом, кроме хроматизма положения, сферической аберрации, комы и астигматизма, достаточно хорошо исправляются также вторичный спектр и сферохроматическая аберрация, благодаря введению в схему линз из кристаллов и специальных стекол (флуорит). По сравнению с ахроматами, эти объективы обычно имеют повышенные числовые апертуры, дают четкое изображение и точно передают цвет объекта. Апохроматические объективы применяются в исследовательских микроскопах а также конфокальных системах, где нужно максимальное разрешение по осям X, Y, Z. t, λ. Так как в этих объективах устранены все возможные аберрации изображения, такие объективы стоят дороже планахроматических объективов.

Ахроматический объектив

Размывающееся по краям изображение

Планахроматический объектив

Четкость изображения по всему полю зрения, высокая детализация структур

 bad

 good


 














Рутинные и рабочие микроскопы лабораторного класса применяемые в медицине комплектуются  экономичными объективами- планахроматами. Их цветопередача и коррекция полностью подходят для работы как с нативными так и с окрашенными препаратами.