聊一聊物镜对图像质量的影响

    不同型号和品牌的物镜价格相差很大，这种差别会对图像质量差生多大的影响呢？ 

    1.常用物镜的种类 物镜的种类很多，比如消色差物、复消色差物镜、半复消色差物镜、平场物镜、平场消色差 物镜、平场复消色差物镜…….简单来就是对色差、球差和场曲进行 了光学上的校正，对图 像质量要求较高的领域中一般不采用非平场消色差物镜。病理诊断所使用的显微镜物镜，大多是平场消色差物镜。这种物镜对对色差、球差和场曲都有校正，但是在色差上仅对红、蓝 波长区域进行了校正（观察 HE 切片效果较好） ，在球差上对黄、绿波长区域进行了校正。 对于追求最佳图像质量的数字玻片扫描仪来说，平场消色差物镜还是有些不足的，所以许多 玻片扫描仪厂家采用的是平场复消色差物镜。平场复消色差物镜在色差上对红、绿、蓝三色 的波长区域进行了校正，色彩更接近与真实。

    2.物镜分辨率 物镜分辨率的三个计算公式:ε= 0.5 *λ /NA ε= 0.61 *λ/NA ε= 1.22 *λ/（NA（物镜）+NA（聚光镜））注:ε：物镜分辨率；λ：波长； NA：数值孔径；

    我们发现：无论使用上述哪一个公式来计算物镜的分辨率，居然都与物镜标称的放大倍数没 有关系！而数值孔径这个参数对物镜分辨率影响很大！以某进口品牌为例，20 倍平场消色 差物镜数值孔径为 0.4，20 倍平场复消色差物镜为 0.75，40 倍平场消色差物镜为 0.65，40 倍平场复消色差物镜为0.95。通过公式我们可以看出，20 倍物镜在分子不变的情况下分母相差接近两倍，物镜的分辨率也就相差接近两倍！20倍平场复消色差物镜的分辨率甚至超过了40倍平场消色差物镜。 

    3、在物镜和相机之间加一组镜片来提高分辨率？目前市场有上多种显微镜相机接口。这类接口内部有的含有光学镜片，有的内部没有镜片。显微镜生产厂家的原装接口有 0.5 倍、0.63 倍、1 倍、1.6 倍等，其中一倍接口是不含光学镜 片的。为什么放大倍数最大的接口也仅仅是放大到1.6 倍呢？因为物镜决定了分辨率，即使使用更高倍数的镜片进行放大也不能提高分辨率。那为什么还会有1.6倍的接口呢？我个人认为与相机 CMOS 芯片上的单个像素尺有关，单个像素尺寸较大的有6.5 *6.5μm 的，要与 放大倍数较高的接口配合使用，才能发挥出物镜的全部性能。

    我做过一个实验，用像素尺寸 为 3.45*3.45μm 的相机分别与1倍接口和1.6倍接口配合使用。虽然1.6倍接口拍摄出的细胞比1倍接口拍摄的要大，但是图像像素与显示器像素在1:1的情况下清晰度欠佳。图像在 相同缩放倍数的情况下，两幅图像没有明显的差别。但是像素尺寸为 5.5*5.5μm 的相机分 别与 1 倍和 1.6 倍接口配合使用能明显看出1.6倍接口拍摄的图像更加清晰。物镜对图像清晰度有着决定性的影响。

    没有一个好的物镜，是无法获得最佳图像质量的。但是如果你选错了相机或者接口，你总会觉得别人拍摄的图像比自己拍摄的清楚！