立体显微镜的选择标准
时至今日,立体显微镜仍基于提到的技术方法——格里诺或 CMO 原理。
四个事项需要仔细评估:
a)用途是什么?
b)哪种结构需要观察、记录或可视化?
c)有多少人在使用显微镜?
d)解决方案的可用预算是多少?
一旦上述因素已知,则可以归结为以下标准。放大倍数、变焦范围和物场景深和数值孔径光学质量和工作距离
人体工学
照明
放大倍数、变焦范围和物场
立体显微镜的总放大倍数,是变倍器、物镜和目镜的放大倍数的组合。
变倍器或变焦体像放大镜一样,垫江生物荧光显微镜,变倍器由光学透镜构成,可以用来改变仪器的放大倍数。改变变倍器的位置,会改变图像放大的程度。图像放大的程度称为放大倍数。现代立体显微镜能够提供 16 倍放大(只有变焦体),20.5:1 的变焦范围,其特点是能够进行可靠测量的机动化或编码。
接下来,图像通过目镜得到进一步放大。为找出目镜中观察到的目标的放大程度,用户必须将变倍器和目镜的放大倍数相乘。
然而为了保证完整性,提供公式如下:
MTOT VIS 为我们要计算的放大倍数。 VIS 代表“视觉”。
z 是变倍器的等级。
ME 为目镜的放大倍数。
MO 为主物镜的放大倍数(当格里诺系统中未使用辅助透镜时为 1 倍)
物场当从适当的距离向目镜中观察、而且瞳孔间距设置正确时,可以看到称为物场的一个圆形区域。 物场的直径根据放大倍数而变化。换言之,放大倍数和物场直径之间存在着数学关系。 10 倍目镜提供的物场数是23。这意味着变焦体和主物镜放大 1 倍时,物场大小为23mm。 3 倍放大时物场减少到三分之一,即物场的直径仅有7.66mm。
景深和数值孔径
在显微镜中,景深往往被视为一种经验参数。 实际上它是由数值孔径、分辨率和放大倍数之间的相关性确定的。为了得到良好视觉印象,现代显微镜的调整设施会在景深和分辨率——在理论上具有负相关性的两个参数——之间产生一种上线平衡。
视觉景深的实际价值
在视感景深这个问题上,Max Berek 发表观点的作者,早在 1927 年他就发表了经过大量实验得来的结果。Berek 公式给出了视觉景深的实际值,因此今天仍然使用。
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在使用过程中,很多客户询问这样一个问题:通过数字摄像机输送到计算机屏幕的图像中物质颗粒到底被放大了多少倍?为了让客户有个更清楚的了解和认识,现将一些关于数码显微镜的放大倍数的知识做个简单总结。
基础知识
1.光学显微镜的放大倍数
光学显微镜的放大倍数是指目镜的放大倍数乘以物镜的放大倍数,这就是我们用肉眼通过目镜所观测到的。理论上这个放大倍数是可以任意的,只要把物镜和目镜的放大倍数做的足够大。但实际上,生物荧光显微镜升级,受到光源波长的限制,根据瑞利判据,分辨率不能小于观察波长的1/2,可见光波长约400-700nm,即采用短波长的紫光的情况下,下线分辨距离越200nm。而实际上光学显微镜多可以做到放大1000倍(油镜可以做到大一些,约1400倍),那么大于这个倍数的光学显微镜是没有意义的,因为图像模糊。
2. 工业摄像机常用的CCD或者COMS靶面尺寸有1、2/3、1/2、1/3、1/4英寸,具体的对应的传感器对角线尺寸如下:
1英寸:靶面尺寸为宽12.7mm*高9.6mm,对角线16mm。
2/3英寸:靶面尺寸为宽8.8mm*高6.6mm,对角线11mm。
1/2英寸:靶面尺寸为宽6.4mm*高4.8mm,对角线8mm。
1/3英寸:靶面尺寸为宽4.8mm*高3.6mm,对角线6mm。
1/4英寸:靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm,对角线4mm。
2.
计算公式
1.数字放大倍数 = 监视器尺寸 * 25.4/CCD或CMOS靶面尺寸(即对角线尺寸大小) ;(1英寸=25.4mm);
2.系统总放大倍数 = 物镜放大倍数 *适配镜放大倍数(显微镜与相机的连接头中镜片放大倍数)* 数字放大倍数 ;。
例:
A.光学显微镜的物镜放大倍数4-100倍(其中100倍需要用油);
B.1倍连接头(即内部镜片放大倍数为1);
C.CMOS对角线尺寸1/2英寸;
D.计算机显示器尺寸17英寸。
那么该系统的数字放大倍数=17 * 25.4/8=53.975,总下线放大倍数=4*1*53.975=215.9,总上线放大倍数=100*1*53.975=5397.5。
注意:如果图像不是显示器尺寸,则应按照图像实际尺寸计算。还有一种直接的计算放大倍数的方法,就是直接利用显微镜测微尺,将测微尺图像显示在计算机屏幕中,生物荧光显微镜维护,然后用直尺直接测图像中测微尺的长度,2个值的比值即为实际放大倍数。
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