Pole widzenia pod mikroskopem

Jednym z parametrów obrazu mikroskopowego jest pole widzenia (w skrócie FOV od ang. Field Of View). Czym tak naprawdę jest pole widzenia? Z technicznego punktu jest to średnica obrazu pośredniego, wytworzonego przez obiektyw lub, jak w przypadku systemów optycznych korygowanych na nieskończoność, przez zespół optyczny złożony z obiektywu i soczewek w tubusie mikroskopu. Obraz pośredni powiększany jest przez okulary, które działają niczym szkło powiększające.

Oznaczenia stosowane na okularach przedstawiają zestawienie rzeczywistego pola widzenia (FOV) wraz z powiększeniem, np. 10X/23 oznacza standardowy okular o powiększeniu 10X, charakteryzujący się polem widzenia 23.

Szerokie pole widzenia jest szczególnie doceniane w mikroskopii stereoskopowej, gdzie prowadzi się obserwację stosunkowo dużych obiektów; pozwala ono na zgrubną ocenę próbki przed rozpoczęciem oględzin detali. W głowie każdego człowieka rodzi się jednak pytanie "Jak dużo więcej zobaczę dzięki mikroskopowi o FOV 23 w porównaniu do FOV 20?!". Czy warto jest inwestować środki w droższy model, a może tańsze rozwiązanie będzie w zupełności wystarczające?

Aby odpowiedzieć na powyższe pytania, należy obliczyć dla obu przypadków pole powierzchni obrazu pośredniego, korzystając ze wzoru na pole koła:

gdzie:

• A - powierzchnia okrągłego obrazu pośredniego (wyrażona w mm2)
• r - promień koła obrazu pośredniego = 0.5* FOV

Na podstawie tak przeprowadzonych obliczeń wynika, że mikroskop charakteryzujący się FOV 23 pozwala na uzyskanie obrazu pośredniego o powierzchni około 32.3% większej, a w związku z tym przekazać prawie o 1/3 więcej informacji niż model o FOV 20.

Rodzi się więc kolejne pytanie: "Moja próbka ma średnicę 30 mm, czy możliwe jest obserwacja całej powierzchni obiektu?". Posiadając dany parametr FOV, praktycznie każdy użytkownik mikroskopu, jest w stanie w łatwy sposób oszacować pole powierzchni widocznej części próbki, obserwowanej pod obiektywem, o określonym powiększeniu.

gdzie:

• FФ - średnica widocznej części próbki (wyrażona w mm)
• Pob - powiększenie zastosowanego obiektywu

Analizując powyższą tabelę, można szybko zauważyć, że standardowa konfiguracja mikroskopu stereoskopowego Motic SMZ171 umożliwia już na wstępie obserwację obszaru o średnicy 30.7 mm przy powiększeniu całkowitym 7.5X. Doposażając mikroskop w obiektywy pomocnicze o powiększeniu < 1X, można uzyskać podgląd obszaru o średnicy 102 mm.

To samo podejście można z powodzeniem rozszerzyć na modułowe mikroskopy badawcze. Mikroskop Motic BA410E wyposażony w obiektyw o niskim powiększeniu EC-H PL 2X/0.05 umożliwia obserwację obszaru o średnicy 11 mm, a więc z grubsza odpowiadającego rozmiarowi kciuka. Taka kombinacja może okazać się bardzo przydatnym narzędziem zarówno dla patologów, jak i botaników czy zoologów, gdyż reprezentuje brakujące ogniwo pomiędzy obserwacjami skali makro oraz mikro.

Ludzie często podążają za myślą "im więcej - tym lepiej". Początkowo idea ta dotyczyła również FOV, jednak szybko okazało się, że istnieją pewne ograniczenia. Historyczne już rozwiązanie LEITZ ORTHOPLAN o parametrze FOV 28, które było niezwykle imponujące z technicznego punktu widzenia (pomyślcie tylko o planie pola!), bardzo obciążało ludzki wzrok - operator musiał niemalże wywracać oczyma, aby móc jednocześnie objąć dostępny obszar widzenia. W dobie dbałości o ergonomię pracy, tego typu rozwiązania odchodzą do lamusa, gdyż w krótkim czasie powodują ogromne zmęczenie wzroku.

Na podstawie artykułu "Some ideas about the FIELD of VIEW" opublikowanego na blogu tematycznym firmy MOTIC, renomowanego producenta mikroskopów  (http://moticeuropeamericasblog.blogspot.com.es/2016/04/some-ideas-about-field-of-view.html)