目镜（接目镜）

目镜（或接目镜）是显微镜的组成部分，用于放大显微镜物镜产生的图像，以便人眼能够看到。在本资源中，我们将了解不同类型的目镜、其组件、工作方式以及如何使用。

目镜与接目镜

目镜与显微镜物镜配合工作，进一步放大中间图像，以便观察样本细节。接目镜是目镜的替代名称。为了在介绍过程中保持一致性，我们将所有接目镜称为目镜。

为了使显微镜获得精彩效果，应该将物镜与合适的目镜配套使用，该目镜是经过校正并和物镜类型相匹配的。典型现代目镜的基本结构如下图1所示。目镜侧面的铭文描述了目镜的特点和功能。

如何阅读目镜的铭文

图1所示的目镜刻有UW，这是极宽视场的缩写。根据制造商的不同，目镜通常也会有一个H标志，以指示高眼点焦点，使显微镜学家在观察样品时能够佩戴眼镜。

在目镜上经常发现的其他铭文包括：

• WF代表宽视场
• UWF代表极宽视场
• SW和SWF代表超宽视场
• HE代表高眼点
• CF代表与CF校正物镜一起使用的目镜

补偿目镜通常刻有K、C或comp，以及放大倍率。与平场物镜一起使用的目镜有时标有plan-comp。

如外壳上所标示，图1中目镜的放大倍数是10倍。铭文A/24表示视场数为24，这是指目镜中固定光阑的直径（单位为毫米）。这些目镜还有焦点调节和可以固定其位置的指旋螺丝。现在制造商通常生产带有橡胶眼罩的目镜，其作用是使眼睛与前透镜保持适当的距离，并防止透镜表面反射室内光线干扰视线。

简易目镜的类型：负目镜、正目镜和改良型目镜

根据透镜和光阑排列进行分类，有以下两种主要类型的目镜：光阑位于透镜之间的负目镜（或惠更斯目镜）和光阑位于视场透镜下方的正目镜（或兰姆斯登目镜）。

负目镜有两个透镜：

• 上透镜，最接近观察者的眼睛，称为接目透镜
• 下透镜（在光阑下方）通常称为视场透镜

在其删除最简单的形式中，接目透镜和视场透镜都是平凸透镜，凸面朝向标本。在这些透镜之间的大概中间位置，有一个固定的圆形开口（内部光阑）。光阑的大小决定了看向显微镜时观察到的圆形视场的大小。

在下文中了解更多关于负目镜和正目镜的区别。

什么是惠更斯目镜？

通常称为惠更斯目镜（如图2所示）是删除最简单的负目镜设计，在大多数装有消色差物镜的教学和实验室显微镜上都可以看到。尽管惠更斯接目透镜和视场透镜没有得到很好的校正，但此两者的像差往往会相互抵消。校正度更高的负目镜有两个或三个透镜元件粘合在一起组成目镜。如果一个未知目镜的外壳上只刻有放大倍数，那么其很可能是惠更斯目镜，删除最适合用于5倍至40倍的消色差物镜。

什么是兰姆斯登目镜？

另一种主要的简易目镜是在其视场透镜下方有一个光阑的正目镜，通常称为兰姆斯登目镜，如左图2所示。该目镜也采用平凸透镜的接目透镜和视场透镜，但在视场透镜安装时，凸面朝向目镜。该目镜的前焦平面位于视场透镜的正下方，与目镜光阑水平，使该目镜易于安装十字线。为了实现更好的校正，兰姆斯登目镜的两个透镜可以粘合在一起。

改良型简易目镜

兰姆斯登目镜的改进版称为凯尔纳目镜，如图3中的左侧所示。这些改良型目镜包含一对粘合在一起的目镜元件，并具有比兰姆斯登或惠更斯目镜更高的眼点，以及更大的视场。

图3中的右侧是简易惠更斯目镜的改良版。虽然这些改良型目镜的性能比同类简易单透镜产品更好，但其仍然只适用于低放大倍率的消色差物镜。

补偿目镜

特别是与高放大倍率消色差物镜或者萤石或消色差物镜配合使用时，惠更斯和兰姆斯登等简易目镜以及其同类消色差产品都无法纠正中间图像中的残余倍率色差。为了解决这个问题，制造商生产了补偿目镜，用于在透镜元件中引入相等但相反的色差。

补偿目镜可以是正型或负型，必须与各种放大倍率的萤石、复消色差和各型号平场物镜配套使用（也可以用于40倍或更高的消色差物镜）。近年来，现代显微镜的物镜对倍率色差进行校正的方法是，通过物镜本身进行校正（例如奥林巴斯物镜），或者通过在镜筒内各透镜之间进行校正。

补偿目镜在消除高校正度物镜设计中固有的残余色差方面起到了至关重要的作用。因此，显微镜使用者最好使用由特定制造商设计的补偿目镜来搭配该制造商生产的校正度更高的物镜。对于镜筒长度有限（160或170 mm）的应用，在使用带有复消色差物镜时，使用不正确的目镜后会导致样品细节外围上的红色条纹和内围上的蓝色条纹的对比度显著增加。在简易目镜中，即使是使用双透镜校正的目镜，视场的有限平坦度也会带来额外的问题。

先进的目镜

更先进的目镜设计是 Periplan目镜，如上图4所示。这种目镜包含七个透镜元件，这些透镜被粘合成一个双合透镜、一个三合透镜和两个单独的透镜。Periplan目镜的设计改进可以更好地校正残余横向色差，提高视场的平坦度，并且在与更高倍物镜一起使用时总体性能更好。

现代显微镜的特点是大大改进了平场校正物镜，其中主图像的视场曲率比旧物镜小很多。此外，大多数显微镜现在都有更宽的机身镜筒，这大大增加了中间图像的尺寸。

为了满足这些新特性带来的需求，制造商现在生产的宽视场目镜（如图1所示）可将样本的可视面积增加40%。由于目镜物镜校正技术因制造商而异，因此仅将特定制造商推荐的目镜用于此制造商的物镜非常重要。

如何选择正确的目镜

我们的建议是先仔细选择物镜，然后购买与物镜配套使用的目镜。在选择目镜时，比较容易区分简易和高度补偿目镜。兰姆斯登和惠更斯等简易目镜（以及其校正度更高的同类产品），在通过显微镜观察或靠近光源时，目镜光阑的边缘会有一个蓝色的环。相反，在同样的情况下，校正度更高的补偿目镜的光阑周围会有一个黄红橙色夹杂的环。

市售目镜的特性

表1

表1中按类型列出了由奥林巴斯制造的几种常见市售目镜特性。表1中列出的三种主要的目镜类型是：取景器、宽视场、以及超宽视场。

请注意，不同制造商使用的术语可能会混淆。仔细阅读手册和显微镜手册，为特定物镜选择正确的目镜。

在表1中，表示宽视场和超宽视场目镜的缩写与其对高眼点的校正相关联，分别是WH和SWH。放大倍率为10倍或15倍，视应用情况，视场数从14到26.5不等。所有目镜的屈光度调节大致相同，许多目镜还包含一个光掩膜或测微尺十字线。

高眼点目镜

从目镜发出的光线在出瞳或眼点（通常称为兰姆斯登圆盘）处相交，显微镜的瞳孔应放置在此处，以便看到整个视场（通常距目镜8–10 mm）。通过增加目镜的放大倍率，眼点会被拉近到目镜的上表面，这使显微镜的使用更加困难，尤其是当戴眼镜时。

为了弥补这一问题，制造商设计了高眼点目镜，其特点是眼点距离目镜表面上方20-25 mm。这些改进型目镜具有较大直径的接目透镜，其中包含更多的光学元件，而且通常拥有更高的视场平坦度。这些目镜通常在目镜外壳的某个地方单独或与其他缩写结合标有H字样。

应该提到的是，高眼点目镜对需要戴眼镜矫正近视或远视的显微镜使用者特别有用，但此类目镜不能矫正其他几种视觉缺陷，例如散光。今天，即使是不戴眼镜的人，高眼点目镜也非常受欢迎，因为较大的眼睛间隙减少了疲劳，使通过显微镜观看图像更加舒适。

视场直径

过去，目镜的放大倍率范围很广，从6.3倍到25倍不等，有时甚至更高，以用于特殊应用。这些目镜对于低倍物镜的观察和显微照相非常有用。不幸的是，对于高倍物镜，当使用非常高倍率的目镜时，虚放大倍率问题会变得很重要，应该避免这些问题。今天，大多数制造商将他们的目镜产品限制在10倍至20倍的范围内。目镜中视场直径表示为视场数（FN）。知道目镜视场数后，可以使用以下公式得出物体视场的实际直径：

视场直径 =（FN）/ (M（O）× M（T）)

其中FN是以毫米为单位的视场数，M（O）是物镜放大倍率，M（T）是镜筒透镜放大倍率系数（如果有）。将此公式应用于表1所列的超宽视场目镜，对于镜筒透镜放大倍率为1.25的40倍物镜，我们得出以下结果：M（O） = 40,M（T= 1.25，FN= 26.5 / 40 × 1.25 = 0.53 mm，所以视场直径为0.53mm。 表2列出了使用该目镜时常见物镜范围内的视场大小。

视场直径
（SWF 10倍目镜）

表2

有效放大倍率范围

在选择目镜/物镜组合时要注意，以确保具有能够看清标本细节的适合放大倍率，同时不增加不必要的伪影为宜。例如，为了达到250倍的放大倍率，显微镜使用者可以选择一个25倍的目镜和一个10倍的物镜。同样的放大倍率的另一种选择是10倍目镜与25倍物镜。因为25倍物镜的数值孔径（约0.65NA）高于10倍物镜（约0.25NA），而数值孔径值决定物镜的分辨率，所以后者是理想的选择。如果使用上述每个物镜/目镜组合拍摄相同视场的显微照片，那么很明显，与其他组合相比，10倍目镜/25倍物镜组合将拍摄出在样本细节和清晰度方面表现优异的显微照片。

物镜/目镜组合的有效放大倍率范围由系统的数值孔径定义。要分辨图像中的细节，需要有最小的放大倍率，该值通常被主观设置为数值孔径的500倍（500 × NA）。

在成像的另一端，图像的最大有效放大倍率通常设置为数值孔径的1000倍（1000 × NA）。放大倍率高于此值将不会产生更多有用信息或更精细的图像细节分辨率，并且通常会导致图像退化。超过有效放大倍率的限值会导致图像出现虚放大倍率现象，通过目镜或中间镜筒透镜增加放大倍率只会导致图像放大，而细节分辨率没有相应增加。

下面的表3列出了在有效放大倍率内的常见物镜/目镜组合。

有效放大倍率范围
（500–1000 × 物镜NA）

表3

测量计数线

通过在目镜的视场光阑平面处添加一个小的圆盘形玻璃十字线（有时称为计数线或十字线），目镜可用于进行测量。十字线通常会有标记（如测量标度或网格）刻在表面上。因为十字线与视场光阑位于同一平面，所以它看起来像是叠加在样本图像上的清晰焦点。使用十字线的目镜必须包含一个聚焦机制（通常是螺旋螺丝或滑块），以使十字线图像聚焦。下面的图5说明了几种典型的十字线。

图5（a）中的十字线是目镜的一个常见元素，用于为显微照相的视场设置参考范围。小矩形包围的范围是将使用35 mm格式在胶片上捕获的区域。其他胶片格式（120 mm和4 × 5英寸）则由较大的35 mm矩形内的一组角形边界来设置范围。在十字线的中心是由四组平行线围绕的一系列圆形，这些平行线以X图案排列。这些线用于聚焦十字线和图像，使其与安装在显微镜背面的摄像头中的胶片平面共焦。图5（b）中的十字线是可用于测量图像距离的线性测微尺，图5（c）中的交叉测微尺用于偏光显微镜，以确定样品相对于起偏镜和检偏镜的对准情况。图5（d）中的网格用于划分视场的部分，以便计数。目镜十字线还有许多其他形式，因此请咨询显微镜和光学附件制造商，以确定这些实用测量设备的类型和可用性。

动丝测微尺

对于高度准确的测量，可以使用动丝测微尺（类似于图6中的图示）。这种测微尺取代了传统的目镜，并且相较于传统的十字线，进行了一些改进。在动丝测微尺中，带有测量标尺的标线（标尺类型有很多变化）和非常细的叉丝与样本聚焦，如图6（b）所示。如图6（a）所示，安装的叉丝使其可以通过位于测微尺侧面的校准指旋螺丝缓慢移动来穿过视场。指旋螺丝转一圈（分为100个等分）就等于两个相邻的十字线标记之间的距离。通过缓慢地将叉丝从标本图像上的一个位置移动到另一个位置，并记录指旋螺丝数量的变化，显微镜可以更准确地测量距离。对于将要使用的每个物镜，必须使用载物台测微尺校准动丝测微尺（和其他简单十字线）。

可移动指针

一些目镜拥有位于目镜内的可移动指针，并且其位置使得其在图像平面中显示为轮廓。该指针有助于指示标本的某些特征，特别是当显微镜使用者向学生教授关于特定特征的知识时。大多数目镜指针可以围绕样本旋转360°，更高级的目镜指针可在视场上平移。

光电目镜和投影透镜

制造商经常生产专门的目镜，通常称为光电目镜，旨在用于显微照相。这些目镜通常是负型（惠更斯型），不能用于目视。因此，通常将其称为投影透镜。典型的投影透镜如下图7所示。

投影透镜必须经过仔细校正，以便产生平视场图像，这对于准确的显微照相来说是绝对必要的。它们通常也要进行颜色校正，以帮助确保在彩色显微照相中真实地再现颜色。显微照相投影透镜的放大系数从1倍到大约5倍不等。这些透镜可以互换，以调整显微照相中最终图像的大小。

调焦伸缩式目镜

摄像头系统已经成为显微镜的一个组成部分，大多数制造商提供显微照相附件摄像头作为可选配件。这些先进的摄像头系统通常具有电动黑匣子，当拍摄显微照片时，这些黑匣子可以存储并自动逐帧逐一通过胶片。

这些一体式摄像头系统的一个共同特点是采用分光镜聚焦伸缩式目镜（见图8），其使显微镜使用者能够观察、聚焦和为显微照相的样品定格。该伸缩式目镜包含一个显微照相十字线，与图5（a）所示的十字线相似，该十字线上刻有一个矩形标尺，该矩形标尺包围了35 mm胶片拍摄的区域范围，还带有用于大幅面胶片的角形标尺。为了便于扫描和拍摄样品，显微镜学家可以调整伸缩式目镜，使其与眼睛前面的目镜齐焦，从而使其更容易定格和拍摄显微照片。

常见问题解答

什么是显微镜上的接目镜？

接目镜可以整体上指目镜，也可以具体指眼睛前面的透镜 — 最靠近眼睛的透镜。

显微镜上的接目镜有什么作用？

接目镜将物镜产生的图像放大，使显微镜使用者能够看到图像。

我如何选择合适的目镜？

选择目镜有许多因素。要记住的重要一点是，您的目镜和物镜应该配套。我们的建议是先仔细选择物镜，然后购买与物镜配套使用的目镜。