立體顯微鏡的選擇標準
時至今日,立體顯微鏡仍基于提到的技術方法——格里諾或 CMO 原理。
四個事項需要仔細評估:
a)用途是什么?
b)哪種結構需要觀察、記錄或可視化?
c)有多少人在使用顯微鏡?
d)解決方案的可用預算是多少?
一旦上述因素已知,則可以歸結為以下標準。放大倍數、變焦范圍和物場景深和數值孔徑光學質量和工作距離
人體工學
照明
放大倍數、變焦范圍和物場
立體顯微鏡的總放大倍數,是變倍器、物鏡和目鏡的放大倍數的組合。
變倍器或變焦體像放大鏡一樣,墊江生物熒光顯微鏡,變倍器由光學透鏡構成,可以用來改變儀器的放大倍數。改變變倍器的位置,會改變圖像放大的程度。圖像放大的程度稱為放大倍數。現代立體顯微鏡能夠提供 16 倍放大(只有變焦體),20.5:1 的變焦范圍,其特點是能夠進行可靠測量的機動化或編碼。
接下來,圖像通過目鏡得到進一步放大。為找出目鏡中觀察到的目標的放大程度,用戶必須將變倍器和目鏡的放大倍數相乘。
然而為了保證完整性,提供公式如下:
MTOT VIS 為我們要計算的放大倍數。 VIS 代表“視覺”。
z 是變倍器的等級。
ME 為目鏡的放大倍數。
MO 為主物鏡的放大倍數(當格里諾系統中未使用輔助透鏡時為 1 倍)
物場當從適當的距離向目鏡中觀察、而且瞳孔間距設置正確時,可以看到稱為物場的一個圓形區域。 物場的直徑根據放大倍數而變化。換言之,放大倍數和物場直徑之間存在著數學關系。 10 倍目鏡提供的物場數是23。這意味著變焦體和主物鏡放大 1 倍時,物場大小為23mm。 3 倍放大時物場減少到三分之一,即物場的直徑僅有7.66mm。
景深和數值孔徑
在顯微鏡中,景深往往被視為一種經驗參數。 實際上它是由數值孔徑、分辨率和放大倍數之間的相關性確定的。為了得到良好視覺印象,現代顯微鏡的調整設施會在景深和分辨率——在理論上具有負相關性的兩個參數——之間產生一種上線平衡。
視覺景深的實際價值
在視感景深這個問題上,Max Berek 發表觀點的作者,早在 1927 年他就發表了經過大量實驗得來的結果。Berek 公式給出了視覺景深的實際值,因此今天仍然使用。
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在使用過程中,很多客戶詢問這樣一個問題:通過數字攝像機輸送到計算機屏幕的圖像中物質顆粒到底被放大了多少倍?為了讓客戶有個更清楚的了解和認識,現將一些關于數碼顯微鏡的放大倍數的知識做個簡單總結。
基礎知識
1.光學顯微鏡的放大倍數
光學顯微鏡的放大倍數是指目鏡的放大倍數乘以物鏡的放大倍數,這就是我們用肉眼通過目鏡所觀測到的。理論上這個放大倍數是可以任意的,只要把物鏡和目鏡的放大倍數做的足夠大。但實際上,生物熒光顯微鏡升級,受到光源波長的限制,根據瑞利判據,分辨率不能小于觀察波長的1/2,可見光波長約400-700nm,即采用短波長的紫光的情況下,下線分辨距離越200nm。而實際上光學顯微鏡多可以做到放大1000倍(油鏡可以做到大一些,約1400倍),那么大于這個倍數的光學顯微鏡是沒有意義的,因為圖像模糊。
2. 工業攝像機常用的CCD或者COMS靶面尺寸有1、2/3、1/2、1/3、1/4英寸,具體的對應的傳感器對角線尺寸如下:
1英寸:靶面尺寸為寬12.7mm*高9.6mm,對角線16mm。
2/3英寸:靶面尺寸為寬8.8mm*高6.6mm,對角線11mm。
1/2英寸:靶面尺寸為寬6.4mm*高4.8mm,對角線8mm。
1/3英寸:靶面尺寸為寬4.8mm*高3.6mm,對角線6mm。
1/4英寸:靶面尺寸為寬3.2mm*高2.4mm,對角線4mm。
2.
計算公式
1.數字放大倍數 = 監視器尺寸 * 25.4/CCD或CMOS靶面尺寸(即對角線尺寸大小) ;(1英寸=25.4mm);
2.系統總放大倍數 = 物鏡放大倍數 *適配鏡放大倍數(顯微鏡與相機的連接頭中鏡片放大倍數)* 數字放大倍數 ;。
例:
A.光學顯微鏡的物鏡放大倍數4-100倍(其中100倍需要用油);
B.1倍連接頭(即內部鏡片放大倍數為1);
C.CMOS對角線尺寸1/2英寸;
D.計算機顯示器尺寸17英寸。
那么該系統的數字放大倍數=17 * 25.4/8=53.975,總下線放大倍數=4*1*53.975=215.9,總上線放大倍數=100*1*53.975=5397.5。
注意:如果圖像不是顯示器尺寸,則應按照圖像實際尺寸計算。還有一種直接的計算放大倍數的方法,就是直接利用顯微鏡測微尺,將測微尺圖像顯示在計算機屏幕中,生物熒光顯微鏡維護,然后用直尺直接測圖像中測微尺的長度,2個值的比值即為實際放大倍數。
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