现在常用的是与实验结果比较一致的Berek 公式焦深也叫景深,其定义是:指使用显微镜观察和拍摄样品表面时,从对准焦点的位置开始,改变物镜与样品表面的距离时,对焦能够保持清晰的范围。肉眼的调整能力因人而异,所以焦深也会出现因人而异的情况。现在常用的是与实验结果比较一致的Bere...
焦深也叫景深,其定义是:指使用显微镜观察和拍摄样品表面时,从对准焦点的位置开始,改变物镜与样品表面的距离时,对焦能够保持清晰的范围。肉眼的调整能力因人而异,所以焦深也会出现因人而异的情况。现在常用的是与实验结果比较一致的Berek 公式。
1分时ω=0.00029
2分时ω=0.00058=0.00029x2
3分时ω=0.00087=0.00029x3
4分时ω=0.00116=0.00029x4
5分时ω=0.00145=0.00029x5
物镜规格 | 倍率 | 数值孔径 | 工作距离(mm) | 景深(um) | 分辨率(um) |
LMPlan BD | 5X | 0.15 | 9.0 | 59 | 2.24 |
10X | 0.30 | 9.0 | 15 | 1.12 | |
20X | 0.45 | 3.4 | 5.2 | 0.75 | |
50X | 0.55 | 7.5 | 2.2 | 0.61 | |
100X | 0.80 | 2.1 | 0.87 | 0.42 |
现在常用的是与实验结果比较一致的Berek公式
倍率 | NA | λ | 目镜倍率 | ±DOF(um) |
2 | 0.08 | 0.55 | 10 | 261.72 |
4 | 0.1 | 0.55 | 10 | 115 |
10 | 0.25 | 0.55 | 10 | 18.4 |
20 | 0.4 | 0.55 | 10 | 6.09 |
40 | 0.65 | 0.55 | 10 | 2 |
60 | 0.85 | 0.55 | 10 | 1.07 |
100 | 0.9 | 0.55 | 10 | 0.73 |
焦深:当以实际物不动时,计算像面时的焦深。使用公式0.275/(NA 平方)
倍率 | NA | 焦深 |
4 | 0.1 | 440.00 |
10 | 0.25 | 440.00 |
20 | 0.4 | 687.50 |
40 | 0.65 | 1041.42 |
60 | 0.85 | 1370.24 |
100 | 1.25 | 1760.00 |
20180802
2、体视国家标准中的景深公式
λ: 为使用光线的波长
M: 为总放大倍数
N.A. 为物镜的数值孔径
n: 为物镜与标本之间的介质的折射率
(例如:介质为空气,n=1.0)
公式中的第一项表示由衍射所造成的惯学图象景深的物理延伸,第二项表示人眼的分辨率为2'(相当于明视分辨距约等于0.15mm,即约1/7mm)时的景深。在低倍情况下,景深的第二项将变得比第一项大,这就意味着对焦困难。
1000um/(7x250)=0.00057即为ω取2分时的值。
物镜倍率 | 目镜倍率 | n | λ | NA | 景深DOF | 0.61λ/NA(分辨率) | 500NA/T(出瞳直径) |
2 | 10 | 1 | 0.55 | 0.08 | 0.13225mm | 0.00419380mm | 2.00mm |
4 | 10 | 1 | 0.55 | 0.1 | 0.06321mm | 0.00335500mm | 1.25mm |
10 | 10 | 1 | 0.55 | 0.25 | 0.01011mm | 0.00134200mm | 1.25mm |
20 | 10 | 1 | 0.55 | 0.4 | 0.00350mm | 0.00083875mm | 1.00mm |
40 | 10 | 1 | 0.55 | 0.65 | 0.00120mm | 0.00051615mm | 0.81mm |
60 | 10 | 1 | 0.55 | 0.85 | 0.00066mm | 0.00039471mm | 0.71mm |
100 | 10 | 1.515 | 0.55 | 1.25 | 0.00044mm | 0.00026840mm | 0.63mm |
物镜倍率 | 目镜倍率 | n | λ | NA | 景深DOF | 0.61λ/NA(分辨率) | 500NA/T(出瞳直径) |
2 | 15 | 1 | 0.55 | 0.08 | 0.10249mm | 0.00419380mm | 1.33mm |
4 | 15 | 1 | 0.55 | 0.1 | 0.05131mm | 0.00335500mm | 0.83mm |
10 | 15 | 1 | 0.55 | 0.25 | 0.00821mm | 0.00134200mm | 0.83mm |
20 | 15 | 1 | 0.55 | 0.4 | 0.00291mm | 0.00083875mm | 0.67mm |
40 | 15 | 1 | 0.55 | 0.65 | 0.00102mm | 0.00051615mm | 0.54mm |
60 | 15 | 1 | 0.55 | 0.85 | 0.00057mm | 0.00039471mm | 0.47mm |
100 | 15 | 1.515 | 0.55 | 1.25 | 0.00038mm | 0.00026840mm | 0.42mm |
(注:以上景深数值采取公式2,指的都是正负DOF的值,20161228言)
对于1与2公式的总结:
1与2的原始公式推导都一样,见最下面的推导过程。区别在于
1式ω取5分
2式ω取2分
公式1适用范围比较广,因为它设定人眼分辨能力弱于公式2的。两式初始原理一样,只是取舍方面异同。可以因情况而采用。
20170714:OLY参考的是Berek公式,故大众用Berek公式,且结果为已经为正负的了。
公式推导:Berek 公式中
第一项的推导见《应用光学》张以谟P398页。
第二项的推导见《应用光学》张以谟P437页(物镜焦深就引起波像差变化为1/4波长时反对应的离焦量。对应于1/4波长光程差的焦深就是第二项公式。)
首先公式推导:
上面的2dx`即为焦深公式