隨著分析需求的增多,，光學(xué)顯微鏡通常會搭載一套攝像系統(tǒng)，達(dá)到在電腦上成像,、拍照,、測量以及分析的目的。那么攝像系統(tǒng)看什么參數(shù),、對于成像質(zhì)量有多大的影響,、或者顯示器成像倍數(shù)和目鏡成像倍數(shù)是什么關(guān)系，這些問題隨著顯微成像的數(shù)碼化,，可能一直困擾著你,，那么本篇文章會深入淺出的解析攝像系統(tǒng)，讓你真正了解顯微鏡的另一雙眼鏡——攝像頭,。
首先,，相機(jī)在顯微成像領(lǐng)域的應(yīng)用，可以大致分為非熒光技術(shù)和熒光技術(shù)兩個方面,，非熒光技術(shù)包括明場 BF ,、暗場 DF 、相差 PH ,、偏光 POL ,、微分干涉 DIC 等觀察法，熒光技術(shù)包括寬場熒光 (widefield fluorescence) ,、轉(zhuǎn)盤式共聚焦 (spinning disk confocal) ,、全內(nèi)反射熒光顯微成像 (TIRFM) ,、超高分辨顯微技術(shù) (SIM, PALM, STORM)等,，以上技術(shù)成像通常用面陣檢測器,如 CCD ,、CMOS；另外一種熒光技術(shù)如激光掃描共聚焦 (LSCM) ,、雙光子顯微成像 (two-photon) ,、超分辨顯微技術(shù)（ STED） 等，通常使用點(diǎn)檢測器,，如光電倍增管 PMT,。
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相機(jī)的原理 ：
光電轉(zhuǎn)換，即把顯微鏡部分的光信號轉(zhuǎn)化為電信號,，在電腦上成像,。
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相機(jī)基本結(jié)構(gòu) ：
像素，是圖像的最小單元,，也叫解析度,，一般像素越高，圖像越清晰,。
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相機(jī)的色彩來源：
黑白相機(jī)中,，只有一個維度的變化：灰度值，而要實(shí)現(xiàn)彩色成像,，則需要一個關(guān)鍵技術(shù)：拜爾陣列,，它模擬人眼對色彩的敏感程度，采用 1 紅 2 綠 1 藍(lán)的排列方式將灰度信息轉(zhuǎn)換成彩色信息,。采用這種技術(shù)的傳感器實(shí)際每個像素僅有一種顏色信息,，需要利用反馬賽克算法進(jìn)行插值計算，最終獲得一張圖像,。
彩色相機(jī)因?yàn)槎嗉恿艘粋€拜爾濾鏡,，邊緣會有偽色彩問題，所以精度要低于黑白相機(jī),。
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相機(jī)的分辨率：
像素大小決定相機(jī)的分辨率
芯片大小相同時,，像素越多，像素尺寸越小,，相機(jī)分辨率也越好
像素相同時,，像素越多，芯片越大,，視野越大,，但相機(jī)分辨率相同
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相機(jī)的芯片尺寸：
相機(jī)的芯片尺寸一定程度決定了成像的視野，芯片尺寸越大,，視野越大
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相機(jī)接口：
配置相機(jī)一定要搭配一個 C 接口,，常用的有 0.63 倍 ,、1 倍 、1.6 倍等,，用于轉(zhuǎn)接顯微鏡和相機(jī) ,。接口倍數(shù)越小，成像的視野越大,。
所以,，在同一個相機(jī)下：
注意：0.63 X C-Mount 不能使用在 1 英寸以上芯片的相機(jī)上，否則會出現(xiàn)邊緣黑邊的情況：
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噪聲：
干擾成像的因素,，一般我們看到帶制冷的相機(jī),，可減少暗噪聲（位于 CCD 結(jié)構(gòu)中的硅層中，由于熱學(xué)生成電子的統(tǒng)計變化而產(chǎn)生）,。
那么,，制冷溫度越低就意味著這款相機(jī)就越好嗎？
對一個 CCD 芯片來說,，每降低 6.7 °C,，暗電流減半：
但不同相機(jī)所使用的芯片不同，所以,，暗電流才是我們真正關(guān)心的參數(shù),，而不是制冷溫度。
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像素融合 (Binning) ：
一個很重要的功能,，通過把多個像素融合成一個像素,，從而提高讀取速度，提高動態(tài)范圍,，但不利是會降低分辨率,。
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COMS 和 CCD 的區(qū)別：
科研級 COMS 對比于 CCD，具有更高的全幅速度,，有效讀出噪聲較 CCD 低,，芯片更便宜，也更容易制成相機(jī),，且適合制作大版面的相機(jī),，所以，現(xiàn)在越來越多的顯微鏡會配套 CMOS 相機(jī),，CCD 因其工藝復(fù)雜成本高,，在市場上逐漸變少。
最后,，關(guān)于相機(jī)顯微鏡的放大倍數(shù),，在目鏡上觀察和在顯示屏上成像，兩者的倍數(shù)一直容易被混淆,，這里我們明確兩者放大倍數(shù)的關(guān)系：
光學(xué)放大倍率計算
M = β ×γ
顯微鏡總放大率 = 物鏡放大率× 目鏡放大率
比如：目鏡10倍,，物鏡100倍,，總光學(xué)倍率 10x100=1000X
數(shù)碼放大倍率計算
數(shù)碼放大倍率=物鏡倍率 × 接口倍率 × 視頻放大倍數(shù)
其中視頻放大倍數(shù) =顯示屏幕對角線尺寸/攝像頭靶面尺寸
比如：物鏡 5 倍，C 接口 1X,，顯示屏 27 英寸,，攝像頭 1 英寸靶面，總放大倍率 5x1x（27/1） =135X
本篇文章是來自徠卡顯微系統(tǒng)合作伙伴領(lǐng)拓儀器的投稿,。
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