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体视显微镜的历史
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北京长恒荣创科技

时间 : 2020-11-20 09:14 浏览量 : 4

    直到19世纪中叶世纪,显微镜是手工制作的定制仪器。当时,无法预先预测镜片的特性,因此要对镜片进行整形和测试,直到达到所需的放大倍率为止。物理学家恩斯特·阿贝(ErnstAbbe,1840–1905)提出的显微镜图像形成理论为可再现,大规模生产功能强大的显微镜提供了科学依据。到那时,人们认为光学仪器的质量是反复试验的结果,并且完全取决于其制造商的技能。但是Abbe坚信可以根据用户的需要预先计算镜片的设计。阿贝教授科学设计的复消色差显微镜物镜解决了色差问题。


    借助改进的显微镜,医学领域取得了突破性的发现


    逐渐地,在显微镜设计中制定了标准,并且在工业批量生产的早期,许多光学仪器制造商都采用了这些标准。显微镜设计的进步使得在植物学,组织学,细胞学,细菌学和医学领域的突破性发现成为可能,例如RobertKoch*和RudolfVirchow**的医学进步。同时开发了合适的固定,包埋和切片方法(切片机),专门的污渍和防腐剂。


    *罗伯特·科赫(RobertKoch):医学细菌学的主要创始人,结核杆菌的发现者和1905年诺贝尔医学与生理学奖获得者。


    **RudolfVirchow:细胞病理学(疾病的细胞基础研究),比较病理学(人类和动物共有的疾病),人类学(人类研究)和民族学(文化研究)学科的创始人。Quote:“每个细胞都起源于另一个细胞(Omniscellulaecellula)”。


    Wetzlar的恩斯特·莱茨(ErnstLeitz)于1883年左右制造的标准显微镜,具有当时的典型特征:马蹄形支架和涂有纤维素漆的黑色黄铜零件。当时,所有显微镜制造商的产品系列中至少都有一个马蹄形支架。黄铜取代了非常早期的显微镜的纸板,木材和象牙。最近,还使用了各种各样的塑料。

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    和尚设计了第一台体视显微镜


    在真正的体视显微镜中,每只眼睛都必须能够通过专用显微镜观察物体。平行于望远镜和显微镜的发展,工作已经在进行设计双眼文书的17世纪。受到1645年卷尾猴和尚安东尼·玛丽亚·德·雷塔(AntoniusMariadeRheita)对双筒显微镜的描述的启发,他的同伴Chérubind'Orléans将双筒望远镜的熟悉原理运用到显微镜的设计中,该显微镜可以在1677年用两只眼睛同时观察微小的物体。他的目标不是这样的三维图像。他认为,通过同时查看两只眼睛的物体可以提高图像质量。当时尚不了解立体视觉的原理-英国物理学家CharlesWheatstone于1832年描述了立体视觉的原理。


    Chérubind‘Orléans的双目显微镜,大约在1671年。它包括两个完整的显微镜,每只眼睛一个。


    1853年,新奥尔良的化学教授兼邮政局长约翰·莱昂哈德·里德尔(JohnLeonhardRiddel)提出了一种具有单物镜和棱镜系统的双目显微镜。棱镜的排列方式使得右眼仅接收来自物镜右半部分的光,反之亦然。图像是三维的,但由于浮雕看起来是颠倒的(伪镜),所以令人困惑。


    格里诺和Cycloptic®原理


    当今的双目显微镜具有简单的透镜系统,并且具有与传统复合显微镜相同的设计。他们仅获得了较低的放大倍率,并且不允许较大的工作距离。众所周知,这些解剖显微镜主要用于生物学中的解剖目的。当时没有针对他们的技术应用。


    1890年左右,美国生物学家和动物学家HoratioS.Greenough提出了一种设计原理,直到今天,所有主要光学仪器制造商仍在使用该设计原理。基于“Greenough原理”的体视显微镜可提供高质量的真实立体图像。


    1957年,美国光学公司推出了具有共同目标的现代体视显微镜设计,并将其命名为Cycloptic®。它的现代铝制外壳包含两个平行的光束路径和主要物镜,以及一个五级放大倍率转换器。这种体视显微镜是基于望远镜或CMO(通用主物镜)原理的,除所有的Greenough显微镜外,所有制造商都采用了这种体视显微镜,并用于模块化高性能仪器。两年后,另一家美国公司,博士伦,展示了其StereoZoom®格里诺设计与突破性创新:无级变倍(变焦)。


    HoratioS.Greenough的父亲是知名的雕塑家HoratioGreenough。1832–41年,他在美国国会的命令下创作了乔治华盛顿的巨型雕像。新古典主义雕塑引发了一场关于是否宜将华盛顿描绘成美国宙斯的情感辩论。


    现代体视显微镜-Cycloptic®,第一个基于望远镜原理的现代体视显微镜。


    CMO光学系统结构


    望远镜或CMO原理:光学系统由两个平行的光束路径和一个共享的主要物镜组成,这就是为什么它被称为CMO(通用主要物镜)系统的原因。这种类型的体视显微镜具有可移动的观察管和可在管镜区域定制的通用选件。


    Greenough原理:两个相同的独立光学系统以10–16°的角度连接到同一支架。光路中的两个成像棱镜(porro棱镜)可确保图像直立并正确定向。


    今天的体视显微镜


    尽管基本的体视显微镜已经存在很长时间了,但是最近它扮演了更为重要的角色。显微镜几乎涉及日常使用,医疗技术或其他高科技应用的所有产品的制造或开发。例如,只有使用体视显微镜才能满足当今无数移动电话所要求的质量和性能规格。无论手表是豪华款还是经济型,这同样适用于手表。体视显微镜还用于医疗技术产品,例如人造心脏,除颤器或用于保持中空器官打开的支架。


    但是,体视显微镜的使用不限于商品的制造。在研究,开发和法证学中,有各种不同的应用程序,无论是获取有关生物学或材料技术的质量和过程的新信息,还是使用微观微小纤维的证据定罪的罪犯。


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