在為顯微鏡選擇數(shù)碼相機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮兼容性.耦合器放大率.為了保證配對(duì)成功，像素大小和分辨率等因素。

　　一.相機(jī)與顯微鏡兼容

　　確保相機(jī)傳感器的尺寸與顯微鏡的物鏡兼容。顯微鏡由多個(gè)透鏡組件組成，多個(gè)透鏡組件將樣本的光波聚焦在傳感器上，以產(chǎn)生圖像。物鏡允許顯微鏡提供放大的真實(shí)圖像。最常見(jiàn)的物鏡放大范圍是4倍.10倍.40倍至100倍。

　　大多數(shù)顯微鏡是圓形的，而相機(jī)傳感器通常是矩形的。因此，如果相機(jī)傳感器傳感器的尺寸太大，物鏡只會(huì)將光源聚焦在相機(jī)傳感器的一個(gè)小圓上，導(dǎo)致逐漸光暈。漸變光暈是顯微鏡光路光學(xué)邊緣的再現(xiàn)，在圖像上顯示為暗邊。

　　整個(gè)相機(jī)傳感器需要被照亮，以防止逐漸暈眩，最大化視線——這意味著相機(jī)傳感器的尺寸必須等于或低于顯微鏡物鏡。

　　二.選擇耦合器

　　耦合器用于最大化相機(jī)的視場(chǎng)范圍，而不改變圖像質(zhì)量(FOV)。選擇耦合器的黃金法則是:耦合器上的放大率越大，獲得的FOV相反，耦合器上的放大率越小，F(xiàn)OV越大。如果放大率過(guò)低，可能會(huì)導(dǎo)致逐漸暈倒，如果放大率過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致圖像丟失。

　　以下是為不同傳感器芯片選擇相關(guān)耦合器放大率的快速指南。

　　傳感器尺寸

　　耦合器放大率

　　1/3”

　　0.35X

　　1/2”

　　0.5X

　　2/3”

　　0.66X

　　1”

　　1X

　　三.像素大小

　　在為應(yīng)用程序選擇數(shù)碼相機(jī)時(shí)，像素大小是最重要的因素之一。如何確定正確的像素大小?

　　1.確定顯微鏡的光學(xué)分辨率。

　　可以用來(lái)確定顯微鏡的分辨率Ernt-Abbe的橫著(即XY)分辨率透射公式：d=λ/2NA，其中：

　　λ=用于標(biāo)本成像的光波長(zhǎng)

　　d=光學(xué)分辨率(條紋間距)

　　NA=物鏡的數(shù)值孔徑

　　比如，使用550nm的白光.NA4倍物鏡為0.20，光學(xué)分辨率(理論)極限達(dá)到d=550nm/(2X0.20)=1375nm

　　2.計(jì)算采樣頻率。

　　根據(jù)以下公式，采用奈奎斯特采樣定理計(jì)算采樣頻率fs。奈奎斯特定律指出，為了完全恢復(fù)連續(xù)信號(hào)的特征，離散取樣的次數(shù)應(yīng)該是連續(xù)信號(hào)最高頻率的兩倍。因此，所需的芯片取樣頻率fs應(yīng)小于或等于條紋間距d的一半。

　　取樣頻率fs=d/2

　　以上示例：采樣頻率為1375/2=687.5nm

　　3.計(jì)算所需的像素大小。

　　相機(jī)所需的像素大小=取樣頻率fs*放大倍數(shù)

　　這里需要注意的是，放大率有幾個(gè)來(lái)源:物鏡:.管鏡及相機(jī)支架/耦合器。要獲得總放大倍數(shù)，需要將所有邊緣的源乘積。

　　所以：所需的像素大小=fs(687.5nm)X物鏡放大率(4)X(1)X相機(jī)支架放大倍數(shù)(1)=687.5nmX4X1X1/1000=2.75μm

　　四.選擇相機(jī)的分辨率

　　例如，相機(jī)的分辨率是指相機(jī)傳感器上的像素?cái)?shù)：2MP(200萬(wàn)像素).4MP(400萬(wàn)像素)等。一般來(lái)說(shuō)，分辨率越高，圖像傳感器的像素越低。然而，顯微鏡的光學(xué)局限性表明，較高的像素或較小的像素間距并不總是提供較高的分辨率。另一方面，較大的像素收集更多的光源，這對(duì)相機(jī)的靈敏度起著重要作用。因此，需要在分辨率和靈敏度之間進(jìn)行測(cè)量。選擇和數(shù)值孔徑是獲得更好分辨率的關(guān)鍵(NA).下表顯示了與光學(xué)系統(tǒng)總放大率和樣本頻率相關(guān)的中等像素間距。如果選擇兩個(gè)相同的傳感器尺寸，最好選擇較小的像素。

　　物鏡/數(shù)值孔徑

　　分辨率極限(μm)

　　所需的像素大小(μm)

　　4X(0.20)

　　1.5

　　2.9

　　10X(0.40)

　　0.64

　　3.2

　　20X(0.75)

　　0.39

　　3.9

　　40X(1.30)

　　0.22

　　4.5

　　Pixelinkvision配合相機(jī)配免費(fèi)Pixelink圖像Capture與第三方圖像采集軟件(如WinRoot2018.LabVIEW.NIMAX.MATLAB和Halcon)兼容。