光学计量仪器中的显微系统可分为两类，一类用来观察物体表面的微观轮廓（如表面粗糙度），另一类用来瞄准或读数。对前一类，关键是其分辨率，并由此来决定系统的数值孔径、放大率等一系列参数；后一类则应从瞄准读数精度出发来决定其参数。下面分别对其参数进行讨论。

　　（1）放大率

　　用于瞄准／读数的显微系统，其放大率应保证瞄准精度的要求。物镜的放大率一般不高，但应准确，允差为0.1%～0.05%，否则将引入测量误差。在设计时还应考虑其结构形式，便于在装配时能调整其放大率到准确的数值。而用于观察物体细节的显微系统，要求有较高的放大率，但对其数值并不要求准确，仪器中标出的放大率只是其名义值，允差可为8%。

　　（2）数值孔径

　　系统的数值孔径应满足仪器的使用要求，因此作微细观察的显微系统有较大的数值孔径；而瞄准/读数用的系统的数值孔径较小，其景深相应较大，因此这类系统不能用做光轴方向的精密定位。

　　（3）视场

　　视场的大小也应满足仪器的使用要求——需要观测的范围。视场及数值孔径都极大时，镜头设计的难度大大增加。

　　（4）工作距离

　　用于微细观察用的显微系统，由于其放大率及数值孔径都较大，因而物镜焦距短，其工作距离相应也很短，若在使用上对工作距离有特别的要求，则物镜设计时应采用特殊结构型式；而瞄准/定位用的显微系统，往往有较长的工作距离，由于其数值孔径较小，一般是易于满足的。

　　（5）光阑位置

　　在一股显微系统中，对光阑的位置没有什么特殊要求，设计者可根据校正像差的需要或结构尺寸的要求自行安排，一般将光阑选取在物镜框处，如图1所示。若此系统用于瞄准/读数，则从图中可以看出：物体atb，经光学系统1后成像（ais｛）于分划板3上。虽然存在调焦误差，但只要物体的移动量∠不大于物镜的景深，物体移至a2b2后人眼是察觉不出的。这时实际像面移至a；s；，用分划板3进行测量就产生了2△d的误差。物镜的景深δj可用下式估算

　　式中，na为物镜的数值孔径；γ为显微镜的视放大率；凡为光波波长；刀为物方介质折射率；｀为相应于人眼近点距的视度；第一项是由光的衍射所决定的量；第二项是与人眼分辨率有关的量；第三项是由人眼的调节所引起的。若系统中有分划板，则第三项的作用就不存在，故光学系统的景深受仪器及人眼的约束。人眼的焦深不仅与眼睛光学系统有关，还受从视网膜到大脑的神经系统的影响（例如当物的亮度较低时，人眼仅能感受物的低频信息，其焦深也随之增加），因此上式计算的结果只是近似的，实际的景深值还稍大。

　　图1 光阑在物镜上的显微系统

　　由于景深是客观存在的，故无法直接消除其影响。但如图2那样将光阑2移至物镜l的后焦面处，这时所有的主光线在物方均平行于光轴，在像方均通过后焦点。并且不论物体移至何处，主光线的方向均不变化，即分划板3上像光斑的中心位置始终不动，故不产生测量误差。

　　图2 物方远心光路

　　将孔径光阑放在物镜的后焦面上，其入瞳在物方无穷远处，故称为物方远心光路或焦阑光路。但并不是在任意物镜的后焦面上放一光阑就构成远心光路系统，而是需要进行专门的设计。测量系统中瞄准/读数用的显微系统，都应采用远心光路。

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