Abbildung 7: MTF-Kurven an verschiedenen Fokuspositionen (Spitze der Kurve) im Sichtfeld. Ein Abstand zwischen der Kurve der Position auf der Achse und der Kurve der Position außerhalb der Achse weist auf Defokussierungsprobleme hin.

Optische MTF-Daten werden für viele Geräte verwendet, beispielsweise für DNA-Sequenzer, Zellanalysatoren, Objektträgerscanner und industrielle Prüfgeräte. Als Hilfestellung für den Prozess der Entwicklung eines optischen Systems befasst sich dieses Whitepaper ausführlich mit der MTF-Funktion und erläutert verschiedene Verwendungsmöglichkeiten.

Eine MTF-Kurve zeigt die Differenz zwischen dem idealen optischen System und dem konstruierten System auf einen Blick. Beim Vergleich der MTF-Daten der folgenden beiden optischen Systeme (Abbildung 5) ist zu erkennen, dass System 1 leistungsstärker als System 2 ist, da es näher am Diffraktionsgrenzwert liegt.

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MTF bedeutungmedizin

While a magnifying glass consists of just one lens element and can magnify any element placed within its focal length, a compound lens, by definition, contains multiple lens elements. A relay lens system is used to convey the image of the object to the eye or, in some cases, to camera and video sensors.

Auflösung und Kontrast sind wichtig, damit ein Bild scharf erscheint. Einfach ausgedrückt steht der Begriff Auflösung für den Grad der Detaildarstellung, und der Kontrast ermöglicht die Unterscheidung zwischen hellen und dunklen Bereichen. Auch wenn die Auflösung hoch ist, beeinträchtigt ein geringer Kontrast die Erkennung von Details in der Probe. Hochwertige Optiken übertragen mehr Kontrast bei höheren Frequenzen (d. h. bei höherer Auflösung), daher ist es wichtig, diese Fähigkeit der Optik bei der Entwicklung eines Bildgebungssystems zu messen. Dazu eignet sich die MTF-Funktion.

Durch die Darstellung des Unterschieds zwischen Fokuspositionen auf der Achse und außerhalb der Achse kann ein MTF-Diagramm auch anzeigen, wie empfindlich eine Optik auf Defokussierung reagiert. Die Fokusposition auf der Achse bezieht sich auf die Mitte des Sichtfelds, das ein scharfes, fokussiertes Bild liefert. Die Fokusposition außerhalb der Achse bezieht sich auf eine Position am Rand des Felds.

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At Avantier we produce high quality microscope objectives lenses, ocular lenses, and other imaging systems. We are also able to provide custom designed optical lenses as needed. Chromatic focus shift, working distance, image quality, lens mount, field of view, and antireflective coatings are just a few of the parameters we can work with to create an ideal objective for your application. Contact us today to learn more about how we can help you meet your goals.

MTFBörse

Most microscopes rely on background illumination such as daylight or a lightbulb rather than a dedicated light source. In brightfield illumination (also known as Koehler illumination), two convex lenses, a collector lens and a condenser lens,  are placed so as to saturate the specimen with external light admitted into the microscope from behind. This provides a bright, even, steady light throughout the system.

Microscope objective lenses are typically the most complex part of a microscope.  Most microscopes will have three or four objectives lenses, mounted on a turntable for ease of use. A scanning objective lens will provide 4x magnification,  a low power magnification lens will provide magnification of 10x, and a high power objective offers 40x magnification. For high magnification, you will need to use oil immersion objectives. These can provide up to 50x, 60x, or 100x magnification and increase the resolving power of the microscope, but they cannot be used on live specimens.

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The parfocal length of a microscope is defined as the distance between the object being studied and the objective mounting plane.

Historically microscopes were simple devices composed of two elements. Like a magnifying glass today, they produced a larger image of an object placed within the field of view. Today, microscopes are usually complex assemblies that include an array of lenses, filters, polarizers, and beamsplitters. Illumination is arranged to provide enough light for a clear image, and sensors are used to ‘see’ the object.

Abbildung 6: MTF-Kurven von zwei unterschiedlichen Objektiven. Die Kurve für Optik A liegt weiter oben als die Kurve für Optik B, was auf eine bessere optische Leistung hinweist.

Idealerweise sollte die MTF-Kurve der Position außerhalb der Achse so nah wie möglich an der Position auf der Achse liegen, um ein fokussiertes Bild zu erzeugen. Ein Abstand zwischen der Kurve der Position auf der Achse und der Kurve der Position außerhalb der Achse (wie in Abbildung 7) weist auf Defokussierungsprobleme aufgrund von Aberrationen hin.

There are two major specifications for a microscope: the magnification power and the resolution. The magnification tells us how much larger the image is made to appear. The resolution tells us how far away two points must be to  be distinguishable. The smaller the resolution, the larger the resolving power of the microscope. The highest resolution you can get with a light microscope is 0.2 microns (0.2 microns), but this depends on the quality of both the objective and eyepiece.

MTF bedeutungFeuerwehr

An microscope objective  may be either reflective or refractive. It may also be either finite conjugate or infinite conjugate.

Die Bildhöhe ist der Abstand von der Mitte bis zum Rand des Bildes. Mit einem MTF-Diagramm lässt sich die ideale Bildhöhe an der Sensorposition des optischen Systems visuell bestimmen. Es kann auch der Leistungsunterschied zwischen den Sensorpositionen auf und außerhalb der Achse überprüft werden.

MTF misst die Fähigkeit eines Objektivs, den Kontrast einer Probe mithilfe der Ortsfrequenz (Auflösung) in eine Bilddarstellung zu übertragen. Die Ortsfrequenz gibt die Anzahl Linienpaare (d. h. eine schwarze und eine weiße Linie) pro Millimeter (lp/mm) an. Allgemein werden verschiedene Diagramme mit gleichmäßig verteilten, abwechselnden schwarzen und weißen Linien (Abbildung 1) verwendet, um die MTF eines Objektivs zu messen. Der Kontrast wird dann in einem MTF-Diagramm gegen die Ortsfrequenz aufgetragen (Abbildung 2).

Olympus stellt optische und mechanische Daten bereit, um die Integration von Olympus Komponenten in das System zu unterstützen. Für erweiterte Anforderungen sind Spezialobjektive und optische Einheiten erhältlich.

In modern microscopes, neither the eyepiece nor the microscope objective is a simple lens. Instead, a combination of carefully chosen optical components work together to create a high quality magnified image. A basic compound microscope can magnify up to about 1000x. If you need higher magnification, you may wish to use an electron microscope, which can magnify up to a million times.

In Abbildung 8 ist ein Beispiel zu sehen. Es ist die MTF mittig und außerhalb der Achse des Sensors zu sehen. Die MTF in der Mitte der Achse beträgt 70 %. Die MTF der meridionalen Richtung bei 5 mm von der Mitte beträgt 50 %. Normalerweise verschlechtert sich die MTF aufgrund der Auswirkungen von Aberrationen außerhalb der Achse, je weiter sie von der Mitte entfernt sind. Hier beträgt die MTF der meridionalen Richtung bei 10 mm Entfernung von der Mitte 20 %. Um eine optimale Leistung zu erzielen, sollte beim Systemaufbau die MTF an der Bildhöhe, die für die Anwendung benötigt wird, überprüft werden.

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Olympus bietet unendlich korrigierte Objektive für verschiedene optisch-mechanische Systeme. Es sind spezielle Objektive für Wellenlängen im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, großen Arbeitsabstand, Immersion, Deckglaskorrektur und Weißlichtinterferometrie erhältlich.

While most microscope objectives are designed to work with air between the objective and cover glass, objectives lenses designed for higher NA and greater magnification sometimes use an alternate immersion medium. For instance, a typical oil immersion object is meant to be used with an oil with refractive index of 1.51.

Olympus veröffentlicht MTF-Daten unter der Bedingung eines Geheimhaltungsvertrags. Diese Daten können verwendet werden, um ein optisches System mit höherer optischer Leistung zu fertigen.

Eine weitere nützliche Methode zur Verwendung von MTF-Diagrammen ist die Überprüfung der MTF-Daten von verschiedenen optischen Komponenten im System, wie Objektiven und Tubuslinsen. Damit lässt sich feststellen, ob durch eine der optischen Komponenten eine MTF-Verschlechterung entsteht. Mit diesen Informationen können die Komponenten angepasst werden, um die optimale Leistung für das System zu erzielen. Beispielsweise kann die MTF eines Objektivs, einer Tubuslinse und eines optischen Systems, in dem eine Objektivlinse und eine Tubuslinse kombiniert werden, einzeln berechnet werden.

MTF bedeutungenglisch

Abbildung 2: Beispiel für ein MTF-Diagramm, in dem der Kontrast (MTF) über der Ortsfrequenz aufgetragen ist. Das Diagramm zeigt 50 % Kontrast bei einer Ortsfrequenz von 30 lp/mm.

MTFAktien

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Die Modulationsübertragungsfunktion oder MTF ist ein Parameter zur Bewertung der Leistung eines Objektivs. Bei der MTF handelt es sich um eine quantitative und standardisierte Methode zur Bewertung optischer Systeme, die von Optikdesignern und Mikroskopikern verwendet wird, um Objektive zu vergleichen und das ideale Objektiv für ein Bildgebungssystem zu finden.

Abbildung 5: MTF-Kurven von zwei optischen Systemen. Im direkten Vergleich ist erkennbar, welches System näher an der Diffraktionsgrenze liegt.

Sagittal gibt die Leistung in radialer Richtung an (von der Mitte bis zum Bildrand) und meridional gibt die Leistung in konzentrischer Richtung (kreisförmig) an. Der Kontrast in der sagittalen und meridionalen Richtung ändert sich aufgrund des Einflusses von Aberrationen außerhalb der Achse (d. h. optischen Fehlern an verschiedenen Feldpunkten), wie etwa Koma und Astigmatismus.

Dec 31, 2023 — Unlike either a C or C++ function, when defining a function-like macro, the ( that follows the macro's name must be adjacent, i.e., not have any ...

The field of view (FOV) of a microscope is simply the area of the object that can be imaged at any given time. For an infinity-corrected objective, this will be determined by the objective magnification and focal length of the tube lens. Where a camera is used the FOV  also depends on sensor size.

MTF BedeutungOptik

Die MTF-Funktion ist ein guter Indikator zum Vergleich der Leistung verschiedener Objektive, da sie zeigt, welches Objektiv bei einer bestimmten Ortsfrequenz einen höheren Kontrast aufweist. Wie bereits erwähnt, führt ein höherer Kontrast zu einer besseren Bildleistung. MTF-Diagramme vereinfachen den Vergleich von Optiken, da sie direkt darstellen, welche MTF-Kurve höher ist.

MTF-Informationen und Diagramme für optische Komponenten, mit denen die Optik des Systemsaufbaus beurteilt werden kann, sind vom jeweiligen OEM-Anbieter der optischen Komponenten erhältlich.

Das folgende MTF-Diagramm (Abbildung 6) dient als Beispiel. Hier ist zu sehen, dass die MTF-Leistung der Optik A besser ist als die der Optik B, da sich die Kurve weiter oben befindet. Diese visuellen Informationen können bei der Auswahl des richtigen Objektivs für den Systemaufbau behilflich sein.

MTFGeschlecht

There are some important specifications and terminology you’ll want to be aware of when designing a microscope or ordering microscope objectives. Here is a list of key terminology.

Refractive objectives are so-called because the elements bend or refract light as it passes through the system. They are well suited to machine vision applications, as they can provide high resolution imaging of very small objects or ultra fine details. Each element within a refractive element is typically coated with an anti-reflective coating.

The working distance of a microscope is defined as the free distance between the objective lens and the object being studied. Low magnification objective lenses have a long working distance.

A reflective objective works by reflecting light rather than bending it. Primary and secondary mirror systems both magnify and relay the image of the object being studied. While reflective objectives are not as widely used as refractive objectives, they offer many benefits. They can work deeper in the UV or IR spectral regions, and they are not plagued with the same aberrations as refractive objectives. As a result, they tend to offer better resolving power.

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Both the objective lens and the eyepiece also contribute to the overall magnification of the system. If an objective lens magnifies the object by 10x and the eyepiece by 2x, the microscope will magnify the object by 20. If the microscope lens magnifies the object by 10x and the eyepiece by 10x, the microscope will magnify the object by 100x. This multiplicative relationship is the key to the power of microscopes, and the prime reason they perform so much better than simply magnifying glasses.

MTF zeigt, wie der Kontrast auf der Oberfläche des Objekts in der Bildebene reflektiert wird. Dieser Kontrast wird mit der folgenden Formel errechnet. Das Kontrastverhältnis zwischen Objektoberfläche und Bildebene ist die MTF.

Die Kenntnis der MTF von Optiken unter den richtigen Bedingungen kann beim Aufbau des benötigten optischen Systems hilfreich sein. Es ist zu beachten, dass bei der Bewertung eines optischen Systems mittels MTF ein Sensor mit optimalem Pixelabstand und optimaler Nyquist-Frequenz ausgewählt werden muss. Weitere Einzelheiten erfahren Sie in unserem Whitepaper Wichtige Aspekte bei der Auswahl einer Mikroskopkamera.

A basic compound microscope could consist of just two elements acting in relay, the objective and the eyepiece. The objective relays a real image to the eyepiece, while magnifying that image anywhere from 4-100x.  The eyepiece magnifies the real image received typically by another 10x, and conveys a virtual image to the sensor.

Mtftransition

Die MTF kann je nach Anwendung für einzelne Wellenlängen (monochromatisches Licht) oder für Weißlicht berechnet werden. Beispielsweise können MTF-Daten für laserbasierte Anwendungen bei Fluoreszenz- oder Mehrphotonen-Bildgebung mit einzelnen Wellenlängen und für generische Bildgebungsanwendungen mit Weißlicht erforderlich sein. Es können auch MTF-Diagramme für jede Wellenlänge miteinander verglichen werden, um die Gesamtleistung des Geräts zu bestimmen.

Allgemein erzeugen ähnliche sagittale und meridionale Merkmale ein gleichmäßigeres Bild. Das bedeutet, dass die Bilder entlang der X-Achse (horizontal) und der Y-Achse (vertikal) gleichmäßiger sind, wenn die sagittalen und meridionalen Kurven in einem MTF-Diagramm näher beieinander liegen. Ein größerer Abstand weist dagegen häufig auf ein ungleichmäßiges Bild mit Aberrationen hin. Idealerweise sollten die Kurven näher beieinander liegen, um ein gleichmäßigeres Bild zu erhalten.

A microscope is an optical device designed to magnify the image of an object, enabling details indiscernible to the human eye to be differentiated. A microscope may project the image onto the human eye or onto a camera or video device.

Bei den meisten Objektiven ist der Kontrast in der Mitte des Sichtfeldes höher als am Rand. Daher kann ein MTF-Diagramm auch Kurven in sagittaler und meridionaler Richtung aufweisen. Diese Kurven zeigen, wie sich der Kontrast abhängig vom Abstand von der Bildmitte verändert.

In dem MTF-Diagramm in Abbildung 2 ist das Sichtfeld festgelegt und die horizontale Achse zeigt die Ortsfrequenz (lp/mm) und die vertikale Achse den Kontrast. Das Diagramm zeigt, dass mit diesem Objektiv bei einer Ortsfrequenz von 30 lp/mm ein Kontrast von 50 % erreicht werden kann.

The luminous intensity of a source is one-sixth part of the luminous intensity of a source consisting of 1 cm 2 of a black body, or full, radiator at the ...

The eyepiece or ocular lens is the part of the microscope closest to your eye when you bend over to look at a specimen. An eyepiece usually consists of two lenses: a field lens and an eye lens. If a larger field of view is required, a more complex eyepiece  that increases the field of view can be used instead.

The optical performance of an objective is dependent largely on the optical aberration correction, and these corrections are also central to image quality and measurement accuracy. Objective lenses are classified as achromat, plan achromat, plan semi apochromat, plan apochromat, and super apochromat depending on the degree of correction.

Numerical aperture NA denotes the light acceptance angle. Where θ is the maximum 1/2 acceptance ray angle of the objective and n is the index of refraction of the immersive medium, the NA can be denoted by

Although today’s microscopes are usually far more powerful than the microscopes used historically, they are used for much the same purpose: viewing objects that would otherwise be indiscernible to the human eye.  Here we’ll start with a basic compound microscope and go on to explore the components and function of larger more complex microscopes. We’ll also take an in-depth look at one of the key parts of a microscope, the objective lens.

In Abbildung 7 beträgt die MTF an der Fokusposition auf der Achse 60 % und die MTF an der Fokusposition außerhalb der Achse 40 %. Die MTF außerhalb der Achse hat sich um 20 % verschlechtert. Die akzeptablen Zahlenwerte variieren je nach Anwendung. Sind die Zahlenwerte nicht akzeptabel, sollte der Aufbau geändert oder auf andere optische Komponenten umgestiegen werden.

Die Diffraktionsgrenze gibt die absolute Grenze der Auflösung in einem optischen System an. Durch den Vergleich des Diffraktionsgrenzwerts mit der MTF des Objektivs kann beurteilt werden, wie nah die Leistung des Objektivs am theoretischen Wert liegt.

A basic achromatic objective is a refractive objective that consists of just an achromatic lens and a meniscus lens, mounted within appropriate housing. The design is meant to limit the effects of chromatic and spherical aberration  as they bring two wavelengths of light to focus in the same plane. Plan Apochromat objectives can be much more complex with up to fifteen elements. They can be quite expensive, as would be expected from their complexity.