Vilken mikroskopobjektiv har lägst förstoring?

Snabbsvar: På de flesta standardsammansatta mikroskop har 4x objektivlinsen den lägsta förstoringen och kallas vanligtvis för skanningsobjektivet . Dess breda synfält och relativt långa arbetsavstånd gör det användbart för att lokalisera och centrera ett prov innan du byter till 10x, 40x eller högre förstoring. Men specialiserade forsknings- och industrisystem kan också använda 1x, 2x, 2,5x eller andra lågförstoringsobjektiv.

Nyckel takeaways

• 4x skanningsobjektivet är vanligtvis objektivet med lägsta effekt på ett standardmikroskop i klassrum eller laboratoriesammansatta.

• Med ett 10x okular ger ett 4x objektiv 40x total visuell förstoring.

• Att starta med låg effekt ger en bredare vy, gör fokuseringen lättare och minskar risken för att objektivet kommer i kontakt med rutschkanan.

• Synfält, numerisk bländare, upplösning och arbetsavstånd beror på det specifika objektivet och mikroskopsystemet; enbart förstoring avgör dem inte.

• Specialiserade OEM- och industrimikroskop kan använda objektiv under 4x, så den graverade förstoringen och tillverkarens datablad bör alltid kontrolleras.

Vilken objektivlins har den lägsta förstoringseffekten?

4x objektiv

I ett vanligt sammansatt mikroskop utrustat med 4x, 10x, 40x och 100x objektiv ger 4x objektivet den lägsta objektivförstoringen . Det väljs normalt först eftersom det visar ett större provområde och gör det intressanta området lättare att lokalisera.

När visuell observation använder ett 10x okular, beräknas total förstoring som:

Total visuell förstoring = objektivförstoring × okularförstoring

Därför ger ett 4x objektiv som används med ett 10x okular 40x total visuell förstoring.

De beskrivande namnen är inte helt konsekventa. Vissa utbildningsmaterial kallar 4x-objektivet för 'låg effekt' och 10x-objektivet för 'medium power.' Förstoringen som är ingraverad på objektivhylsan är mer tillförlitlig än det beskrivande namnet.

Varför ska du börja med lägsta effektmålet?

Att börja med 4x skanningsmålet rekommenderas av flera praktiska skäl.

Bredare synfält

Ett objektiv med lägre effekt visar normalt ett större provområde. Detta hjälper användaren att hitta provet, känna igen dess övergripande struktur och centrera området som senare kommer att undersökas med högre förstoring.

Enklare initial fokusering

4x-objektivet är i allmänhet mindre känsligt för små fokusändringar än ett objektiv med högre effekt. Användare kan visa provet lättare innan de går till 10x eller 40x.

Mer arbetsröjning

Inom en konventionell objektivserie har objektiv med lägre förstoring i allmänhet längre arbetsavstånd. Detta ger mer spelrum mellan objektivets främre element och sliden, vilket minskar risken för oavsiktlig kontakt. Verkligt arbetsavstånd varierar fortfarande beroende på objektiv design och måste kontrolleras på modelldatabladet.

En peer-reviewed Scientific Reports -studie dokumenterade ett mikroskopsystem med hjälp av en 5x/0,15 NA objektiv med 12 mm arbetsavstånd och 2,6 × 2,6 mm synfält, jämfört med ett 10x/0,30 NA objektiv med 11 mm arbetsavstånd och 1,3 × 1,3 mm synfält . Dessa systemspecifika värden illustrerar hur förstoring, NA, arbetsavstånd och synfält förändras tillsammans; de ska inte behandlas som universella specifikationer för varje 5x eller 10x objektiv.

En säkrare övergång till högre makt

När provet är fokuserat och centrerat vid 4x är det lättare att flytta till ett objektiv med högre förstoring utan att förlora intresseområdet. Omcentrering är viktigt eftersom det synliga provområdet blir mindre när förstoringen ökar.

Hur synfält, numerisk bländare och arbetsavstånd ändras

Förstoring påverkar vad användaren ser, men den beskriver inte den fullständiga optiska prestandan för ett objektiv.

Synfält

För visuell observation genom ett okular kan den ungefärliga provfältsdiametern beräknas som:

Provfältets diameter ≈ okularfältsnummer ÷ objektivförstoring

Till exempel skulle ett mikroskop med ett fältnummer på 20 ge följande ungefärliga synfält:

Dessa är beräknade exempel, inte universella specifikationer. Ett mikroskop med ett annat fältnummer, tublinskonfiguration, reläoptik eller kamerasystem kommer att producera ett annat synfält.

Numerisk bländare och upplösning

Numerisk bländare (NA) beskriver ett objektivs förmåga att acceptera bildbildande ljus och lösa upp fina detaljer i provet. Högre förstoring garanterar inte automatiskt bättre upplösning; användbar upplösning beror också på NA, belysningsvåglängd, optisk korrigering, provkontrast och systeminriktning.

Till exempel kan en konventionell plan-achromat-serie använda ett NA på ungefär 0,10 vid 4x, 0,25 vid 10x och 0,40 vid 20x. Dessa värden är representativa exempel snarare än specifikationer för varje mål. Använd alltid NA graverad på pipan eller listad i tillverkarens datablad.

Med användning av Rayleigh-relationen som diskuterades i Goodwins referentgranskade, D = 0,61λ/NA, 550 nm ljus ger teoretiska laterala upplösningsvärden på ungefär 3,36 µm vid NA 0,10, 1,34 µm vid NA 0,25 och 0,84 µm vid NA 0,40 . Dessa är beräknade diffraktionsuppskattningar snarare än garanterade systemspecifikationer; faktisk prestanda beror också på belysning, kontrast, aberrationer, sampling och inriktning.

En sakkunnig granskad Biophysics Reviews- artikel rapporterar det 500 nm ljus med ett NA 1.4 objektiv motsvarar en teoretisk rumslig upplösning på 178 nm, medan synfältet vid 100x är mer än sex gånger mindre än vid 40x . Författarna noterar också att översampling med onödigt små kamerapixlar inte ger optisk upplösning och kan minska detektionskänsligheten. Detta förstärker varför förstoring, NA, fältstorlek och detektorsampling måste utvärderas tillsammans.

Arbetsavstånd

Arbetsavstånd är avståndet mellan objektivets främre element och provet eller täckglaset när bilden är i fokus. Den blir i allmänhet kortare när förstoring och NA ökar inom en konventionell serie, men långa arbetsavstånd och specialiserade mål är viktiga undantag. Av denna anledning bör ett fast arbetsavståndsvärde inte publiceras för varje 4x-, 10x- eller 40x-objektiv.

En peer-reviewed Review of Scientific Instruments- artikel rapporterade ett specialiserat mål som kombinerades NA 0,40 med ett 18,2 mm arbetsavstånd vid 852 nm genom ett 5 mm fönster med smält kiseldioxid; den rapporterade designen gav ett 0,61 mm diffraktionsbegränsat synfält och 1,3 µm upplösning . Detta är en specialbyggd forskningsdesign, inte ett typiskt katalogmål, men det bekräftar att arbetsavstånd är en designvariabel snarare än en fast konsekvens av förstoring.

Finns det objektiva linser under 4x?

Ja. 4x-objektivet är vanligtvis linsen med lägst effekt på ett standardmikroskop för undervisning, men det är inte den lägsta förstoringen som finns tillgänglig i alla mikroskop och bildsystem.

Specialiserade forsknings-, inspektions- och OEM-bildsystem kan använda 1x, 2x, 2,5x eller andra lågförstoringsobjekt när de kräver ett större objektfält, längre arbetsavstånd eller bredare provöversikt.

Låg förstoring betyder inte heller nödvändigtvis låg upplösningsförmåga. I en peer-reviewed eLife- studie visade McConnell och kollegor en specialisering 4x Mesolens med NA 0,47 och ett 6 mm synfält; det löste upp detaljer bättre än 1 µm och stödde tredimensionell avbildning av prover upp till 3 mm tjocka . Resultatet illustrerar varför förstoring, NA, fältstorlek och arbetsavstånd måste utvärderas tillsammans.

Till exempel Bandoptik MC-LD-2X mikroobjektiv är ett modellspecifikt 2x objektiv med ett NA på 0,055, ett 25 mm arbetsavstånd och ett Ø16,5 mm synfält över ett våglängdsområde på 430–670 nm. Dessa siffror beskriver den specifika optiska designen och bör inte behandlas som universella värden för alla 2x-objektiv.

Det mest korrekta svaret är därför:

På de flesta standardsammansatta mikroskop har 4x skanningsobjektivet den lägsta förstoringen. På specialiserade system kan det lägsta installerade objektivet vara 1x, 2x, 2,5x eller något annat värde.

Hur man identifierar målet med lägst effekt

Använd de graverade specifikationerna istället för att bara lita på linsens storlek eller färg.

1. Kontrollera förstoringsmarkeringen. Leta efter värden som 2x, 4x, 10x eller 40x. Det minsta installerade värdet är det lägsta effektmålet.

2. Läs den numeriska bländaren. En markering som 4x/0,10 indikerar 4x objektivförstoring och en NA på 0,10.

3. Kontrollera det optiska systemets märkning. Oändlighetskorrigerade objektiv är vanligtvis markerade med en oändlighetssymbol, medan ändligt konjugerade objektiv kan visa en rörlängd på till exempel 160 mm.

4. Bekräfta nedsänkningsmediet. Mål kan utformas för torr användning, olja, vatten, glycerol eller annat specificerat medium.

5. Använd färgband endast som en sekundär guide. Ett rött band identifierar vanligtvis ett 4x-mål, men den graverade specifikationen och databladet förblir de auktoritativa källorna.

Hur man använder ett 4x skanningsmål på ett säkert sätt

1. Placera mikroskopet på en stabil yta och förbered belysningen enligt tillverkarens instruktioner.

2. Vrid nosstycket tills 4x-objektivet låses på plats.

3. Säkra objektglaset och placera provet ovanför belysningsbanan.

4. Ta fram provet med hjälp av fokuseringsproceduren som specificeras för mikroskopet.

5. Centrera intresseområdet innan du byter till 10x eller 40x.

6. Efter ökad förstoring, förfina bilden noggrant och använd finfokus vid behov.

För rengöring, avlägsna först löst damm med en lämplig renluftsfläkt. Använd linspapper av optisk kvalitet och endast den rengöringsvätska som rekommenderas för det specifika objektivet. Anta inte att ett lösningsmedel eller en rengöringsmetod är säker för varje optisk beläggning eller sammansättning.

När behövs ett anpassat mål med låg förstoring?

Ett standardmikroskopobjektiv med 4x uppfyller kanske inte alla industriella eller OEM-avbildningskrav. Ett anpassat eller applikationsspecifikt mål kan behövas när systemet kräver ett särskilt synfält, arbetsavstånd, våglängdsområde, sensorformat, numerisk bländare, mekanisk envelopp eller tublinskonfiguration.

Innan du begär en granskning av optisk design, definiera följande krav:

• Målförstoring och synfält

• Erforderligt arbetsavstånd

• Sensorformat och pixelstorlek

• Numerisk bländare eller upplösningsmål

• Våglängd och beläggningsområde

• Rör-lins brännvidd eller ändligt konjugat avstånd

• Monteringsmått och tillgängligt mekaniskt utrymme

• Miljöförhållanden och produktionsmängd

Band Optik ger mikroobjektiv och anpassade optiska tjänster för OEM-bildsystem som kräver modellspecifik optisk och mekanisk prestanda.

Vanliga frågor

Vad kallas objektivlinsen med lägsta förstoring?

På de flesta standardsammansatta mikroskop kallas 4x-objektivet för skanningsobjektivet eftersom det används för att skanna objektglaset, lokalisera provet och centrera området av intresse.

Vilket objektiv ger minst total förstoring?

Det installerade objektivet med den minsta graverade förstoringen ger den minsta objektivförstoringen. I en vanlig 4x, 10x, 40x och 100x uppsättning ger 4x objektivet minst förstoring. Med ett 10x okular ger den 40x total visuell förstoring.

Är 10x-objektivet ett lågeffektobjektiv?

Det beskrivs ofta som ett lågeffektobjektiv, medan 4x-objektivet kallas för skanningsobjektiv. Terminologin varierar mellan undervisningssystemen, så identifiera ett mål genom dess graverade förstoring snarare än dess beskrivande namn.

Kan ett 4x-objektiv visa enskilda celler?

Ett 4x objektiv är användbart för att lokalisera ett prov och titta på stora strukturer eller det övergripande vävnadsarrangemanget. Det ger normalt inte tillräckligt med upplösta detaljer för att undersöka små cellulära strukturer, vilket vanligtvis kräver ett kompatibelt högre NA-mål.

Kan ett mikroskop ha ett 1x eller 2x objektiv?

Ja. Lågförstoringsobjektiv som 1x, 2x och 2,5x används i vissa forsknings-, inspektions- och OEM-bildsystem. Det lägsta effektmålet beror på objektiven som är installerade på det specifika instrumentet.

Slutsats

är 4x skanningsobjektivet vanligtvis objektivet med lägsta förstoring på ett standardmikroskop. Det ger ett brett synfält, gör den första fokuseringen lättare och hjälper användare att lokalisera och centrera ett prov innan de byter till högre effekt. Men förstoringsetiketter som 'skanning' och 'låg effekt' är inte universella, och specialiserade system kan använda mål under 4x.

Objektiv prestanda bör alltid utvärderas med den fullständiga modellspecifikationen, inklusive NA, synfält, arbetsavstånd, våglängdsområde, optisk korrigering och systemkompatibilitet. Band Optics utvecklar och tillverkar optiska precisionskomponenter och mikroobjektiv för OEM-avbildningstillämpningar, med modellspecifika inspektions- och optiska prestandakrav som beaktas under design och produktion.