即 故 其中即 值孔径 称数 由放大率公式
孔径光阑
低倍物镜的孔径光阑——为单组物镜框本身；高倍物镜的孔径光阑——多组物镜的最后一组镜框，或在 Fo’处专设孔阑。
视场光阑
通常在中间实像面上专设视场光阑，因此显微镜系统无渐晕，视场有清晰边界。假设物面上线视场为
,则视阑直径为
。理论上视阑直径越大，
则物方线视场越大。实际上显微镜的视场都很小，因为大了以后不能给出满意的像质。
显微镜的物镜
通用显微镜物镜从物平面到像平面的距离称为共轭距，不论显微镜放大率如何，共轭距都是相等的。物镜的共轭距离分有限远和无限远两种。早期的共轭距均为有限远，一般统一为195mm。目前，国际上较为先进的显微镜都是无限远光路的，无限远物镜的共轭距离为∞。物镜共轭距的规定，是从低倍物镜到高倍物镜的共轭距不变，保证了显微镜从低倍到高倍时仍能保持清晰的物像。在一架显微镜上，通常都配有若干个不同倍率的物镜目镜供互换使用。为了保证物镜的互换性，要求不同倍率的显微镜物镜的共轭距离（物平面到像平面的距离）相等。各国生产的通用显微镜物镜的共轭距离大约为190mm左右，我国规定为195mm。这也要求各物镜的齐焦距离相同，目前统一为45mm。
随着放大倍数由低到高，其结构也相应复杂。低倍物镜可以用双胶合，中倍物镜用双双胶合，高倍物镜用双胶合＋前片，数值孔径更大的阿贝物镜则需要浸油。
10×0.25物镜 20×0.4物镜
40×0.65复消色差物
镜
60×0.8物镜 100×1.3浸水物镜 50×0.6折反射UV物镜
计算物镜焦距
设物镜的物距为-l，像距为l’，已知共轭距L=195mm，放大率为?=-10，则
??Lx'l'?f'l'l'???1?，l’-l=L，可求出l'?，又由???得出
l??1f'f'f'l'L???1??(?1?f'?2。
)工作距离
PLL5X/0.1 工作距离：17.9mm PLL10X/0.25 工作距离：20.2mm PLL20X/0.40 工作距离：8.80mm PLL50X/0.70 工作距离：3.68mm
PL L100X/0.85（干镜Dry）工作距离：0.40mm
以上工作距离是长工作距离物镜的，还有普通物镜的，普通物镜比这个长工作距离的要再小些。
数值孔径
数值孔径表征物镜的聚光能力，是物镜的重要性质之一，通常以“NA”表示。物镜的数值孔径大小决定了物镜的分辨能力（鉴别）及有效放大倍数。根据理论推导得出：NA=nsinθ。数值孔径NA?n?sinU是显微镜物镜最主要的光学特性，它决定了物镜的衍射分辨率?，根据显微镜物镜衍射分辨率的计算公式：
??0.61?NA公式中，?代表显微镜物镜能分辨的最小物点间隔；?为光的波长，对目视光学仪器来说，取平均波长??0.0005mm?500nm；NA为物镜的数值孔径。因此要提高显微镜物镜的分辨率，必须增大数值孔径NA。
在明视距离（250mm）处，正常人眼所能看清，相距0.073mm（对应角度60’’）的两个物点，经过显微镜放大后对眼睛的视角取2’，则显微镜视角放大率
??0250?2'，由于显微镜的分辨距离?0?0.61?2'*250?。 ，可以求出数值孔径NA?NA0.61?显微镜物镜的倍率?、数值孔径NA、显微镜目镜的焦距f目与系统出射光瞳直径D/之间满足以下关系：
D/?NA??f目＝NA250? ??目式中，?目为目镜的视放大率。为了保证人眼观察的主观亮度，出射光瞳直径最
好不小于1mm。在一定的数值孔径下，如果目镜的倍率?目越小，就要求物镜有更高的倍率?，但是物镜的倍率越高，工作距离越短，这给显微镜的使用造成不方便，因此一般希望尽量提高目镜的倍率，但目镜由于受到出射光瞳距离的限制，焦距不能太小，通常目镜的最高倍率为15?，因此物镜倍率越高，要求物镜的数值孔径越大。
数值孔径NA与相对孔径之间近似符合以下关系：
D?2?NA一个NA?0.25f/的显微镜物镜
D1，其数值孔径最?，高倍率的显微镜物镜（不包括浸液物镜）/2f大可能达到0.95，其相对孔径可以达到2。相对孔径大，是显微镜物镜的一个特点。
放大倍数
物镜的放大倍数，是指物镜在线长度上放大实物倍数的能力指标。有两种表示方法，一种是直接在物镜上刻度出如8×、10×、45×等，物镜放大倍数公式为M物=L/f物，L是光学镜筒长度，L值在设计时是很准确的，但实际应用时，因不好量度，常用机械镜筒长度。机械镜筒长度是指从显微镜目镜接口处之直线距离。每一物镜上都用数字标明了机械镜筒长度。另一种则是在物镜上刻度出该物镜的焦距f，焦距越短，放大倍数越高。
物镜系统设计及优化
物镜是由若干个透镜组合而成的一个透镜组。物镜的结构复杂，制作精密，通常都由透镜组组合而成，各镜片间彼此相隔一定的距离，以减少像差。每组透镜都由不同材料、不同参数的一或数块透镜胶合而成。物镜一般位于显微镜筒的下方，接近所观察的物体，由8～10片透镜组成。其作用一是放大(给物体造成一个放大的实像），二是保证像的质量，三是提高分辨率。常用物镜可按放大率分为低倍 (4×)、中倍(10×或20×)、高倍 (40×)和油浸物镜(100×)。低倍（NA≤0.2与β≤10X），中倍（NA≤0.65与β≤40X），高倍（NA>0.65与β>40X）。物镜有许
多具体的要求，如合轴，齐焦。齐焦既是在镜检时，当用某一倍率的物镜观察图像清晰后，在转换另一倍率的物镜时，其成像亦应基本清晰，齐焦距离是指，对准焦点时的物镜镜体定位面到物体表面的距离。ZEISS ICCS 光学系统齐焦距离是45mm。而且像的中心偏离也应该在一定的范围内，也就是合轴程度。齐焦性能的优劣和合轴程度的高低是显微镜质量的一个重要标志，它是与物镜的本身质量和物镜转换器的精度有关。组合使用的目的是为了克服单个透镜的成像缺陷，提高物镜的光学质量。
显微镜的放大作用主要取决于物镜，物镜质量的好坏直接影响显微镜映像质量，它是决定显微镜的分辨率和成像清晰程度的主要部件，所以对物镜的校正是很重要的。显微物镜是一消球差系统。这意味着：就轴上的一对共轭点而言，消除了球差并且实现了正弦条件时，每一物镜仅有两个这种消球差点。因此，物体与像的计算位置的任何改变均导致像差变大。装在镜筒下端的旋转器上，一般有3－4个物镜，其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜，较长的刻有“40×”符号的为高倍镜，最长的刻有“100×”符号的为油镜，此外，在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线，以示区别。
根据显微镜物镜的光学特性，它的视场小，而且焦距短，因此设计显微镜物镜主要校正轴上点的像差和小视场的像差，即球差、正弦差、轴向色差。对于较高倍率的显微镜物镜，由于数值孔径加大、相对孔径比望远镜物镜大得多，因此还要校正孔径的高级像差，如高级球差、高级正弦差、色球差。对于轴外像差，如像散、倍率色差，由于视场比较小，而且一般允许视场边缘的像质下降，因此在设计中，只有在优先保证前三种像差校正的前提下，在可能的条件下加以考虑。对于某些特殊用途的高质量研究用显微镜，如用于显微摄影的物镜，要求整个视场成像质量都比较清晰，除了校正球差、正弦差、轴向色差外，还要求校正场曲、像散、垂轴色差，这种物镜就是平像场物镜。由于显微镜属于目视光学仪器，因此它同样对F光和C光消色差，对D光校正单色像差。
分类
在轴色差校正中，校正了C线（红：656.3 nm）和F线（蓝：486.1 nm）2种颜色的物镜称为消色差透镜（Achromat）。红蓝2色以外的光线（一般以紫色
