光學計量儀器中的顯微系統(tǒng)可分為兩類，一類用來觀察物體表面的微觀輪廓（如表面粗糙度），另一類用來瞄準或讀數(shù)。對前一類，關(guān)鍵是其分辨率，并由此來決定系統(tǒng)的數(shù)值孔徑、放大率等一系列參數(shù)；后一類則應(yīng)從瞄準讀數(shù)出發(fā)來決定其參數(shù)。下面分別對其參數(shù)進行討論。

　?。?）放大率

　　用于瞄準／讀數(shù)的顯微系統(tǒng)，其放大率應(yīng)保證瞄準的要求。物鏡的放大率一般不高，但應(yīng)準確，允差為0.1%～0.05%，否則將引入測量誤差。在設(shè)計時還應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)形式，便于在裝配時能調(diào)整其放大率到準確的數(shù)值。而用于觀察物體細節(jié)的顯微系統(tǒng)，要求有較高的放大率，但對其數(shù)值并不要求準確，儀器中標出的放大率只是其名義值，允差可為8%。

　?。?）數(shù)值孔徑

　　系統(tǒng)的數(shù)值孔徑應(yīng)滿足儀器的使用要求，因此作微細觀察的顯微系統(tǒng)有較大的數(shù)值孔徑；而瞄準/讀數(shù)用的系統(tǒng)的數(shù)值孔徑較小，其景深相應(yīng)較大，因此這類系統(tǒng)不能用做光軸方向的精密定位。

　?。?）視場

　　視場的大小也應(yīng)滿足儀器的使用要求——需要觀測的范圍。視場及數(shù)值孔徑都極大時，鏡頭設(shè)計的難度大大增加。

　?。?）工作距離

　　用于微細觀察用的顯微系統(tǒng)，由于其放大率及數(shù)值孔徑都較大，因而物鏡焦距短，其工作距離相應(yīng)也很短，若在使用上對工作距離有特別的要求，則物鏡設(shè)計時應(yīng)采用特殊結(jié)構(gòu)型式；而瞄準/定位用的顯微系統(tǒng)，往往有較長的工作距離，由于其數(shù)值孔徑較小，一般是易于滿足的。

　　（5）光闌位置

　　在一股顯微系統(tǒng)中，對光闌的位置沒有什么特殊要求，設(shè)計者可根據(jù)校正像差的需要或結(jié)構(gòu)尺寸的要求自行安排，一般將光闌選取在物鏡框處，如圖1所示。若此系統(tǒng)用于瞄準/讀數(shù)，則從圖中可以看出：物體AtB，經(jīng)光學系統(tǒng)1后成像（Ais｛）于分劃板3上。雖然存在調(diào)焦誤差，但只要物體的移動量∠不大于物鏡的景深，物體移至A2B2后人眼是察覺不出的。這時實際像面移至A；S；，用分劃板3進行測量就產(chǎn)生了2△d的誤差。物鏡的景深ΔJ可用下式估算

　　式中，NA為物鏡的數(shù)值孔徑；Γ為顯微鏡的視放大率；凡為光波波長；刀為物方介質(zhì)折射率；｀為相應(yīng)于人眼近點距的視度；項是由光的衍射所決定的量；第二項是與人眼分辨率有關(guān)的量；第三項是由人眼的調(diào)節(jié)所引起的。若系統(tǒng)中有分劃板，則第三項的作用就不存在，故光學系統(tǒng)的景深受儀器及人眼的約束。人眼的焦深不僅與眼睛光學系統(tǒng)有關(guān)，還受從視網(wǎng)膜到大腦的神經(jīng)系統(tǒng)的影響（例如當物的亮度較低時，人眼僅能感受物的低頻信息，其焦深也隨之增加），因此上式計算的結(jié)果只是近似的，實際的景深值還稍大。

　　圖1   光闌在物鏡上的顯微系統(tǒng)

　　由于景深是客觀存在的，故無法直接消除其影響。但如圖2那樣將光闌2移至物鏡l的后焦面處，這時所有的主光線在物方均平行于光軸，在像方均通過后焦點。并且不論物體移至何處，主光線的方向均不變化，即分劃板3上像光斑的中心位置始終不動，故不產(chǎn)生測量誤差。

　　圖2 物方遠心光路

　　將孔徑光闌放在物鏡的后焦面上，其入瞳在物方無窮遠處，故稱為物方遠心光路或焦闌光路。但并不是在任意物鏡的后焦面上放一光闌就構(gòu)成遠心光路系統(tǒng)，而是需要進行專門的設(shè)計。測量系統(tǒng)中瞄準/讀數(shù)用的顯微系統(tǒng)，都應(yīng)采用遠心光路。

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