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      數(shù)碼顯微鏡的放大倍數(shù)計(jì)算方法

      遼寧儀表研究所有限責(zé)任公司

      林炯章 邢宇錚

          隨著科技的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)的顯微鏡法已經(jīng)無法滿足用戶的需求,于是遼儀儀器將傳統(tǒng)的顯微鏡法與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)相結(jié)合,研制了LIRI-2006型顯微圖像分析系統(tǒng)。它的基本工作流程是通過數(shù)字?jǐn)z象機(jī)抓拍顆粒在顯微鏡下的圖像并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,通過專業(yè)的顆粒圖像分析軟件對圖像進(jìn)行處理與分析, 經(jīng)顯示器和打印機(jī)顯示和輸出分析結(jié)果。本儀器具有直觀、準(zhǔn)確、測試范圍寬等特點(diǎn),不僅可以直接觀察到顆粒形貌,還可以計(jì)算出每個顆粒粒徑和圓形度以及粒度分布和圓形度分布,為科研、生產(chǎn)領(lǐng)域增添了一種新的粒度測試手段。

          

          在使用過程中,很多客戶詢問這樣一個問題:通過數(shù)字?jǐn)z像機(jī)輸送到計(jì)算機(jī)屏幕的圖像中物質(zhì)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(rèn)識,現(xiàn)將一些關(guān)于數(shù)碼顯微鏡的放大倍數(shù)的知識做個簡單總結(jié)。

          

      一、基礎(chǔ)知識

          

      1. 光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)

          

          光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)是指目鏡的放大倍數(shù)乘以物鏡的放大倍數(shù),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(shù)是可以任意的,只要把物鏡和目鏡的放大倍數(shù)做的足夠大。但實(shí)際上,受到光源波長的限制,根據(jù)瑞利判據(jù),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,最小分辨距離越200nm。而實(shí)際上光學(xué)顯微鏡最多可以做到放大1000倍(油鏡可以做到大一些,約1400倍),那么大于這個倍數(shù)的光學(xué)顯微鏡是沒有意義的,因?yàn)閳D像模糊。

          

      2. 工業(yè)攝像機(jī)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(yīng)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。

          

      二、計(jì)算公式

          

      1.數(shù)字放大倍數(shù) = 監(jiān)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(tǒng)總放大倍數(shù) = 物鏡放大倍數(shù) *適配鏡放大倍數(shù)(顯微鏡與相機(jī)的連接頭中鏡片放大倍數(shù))* 數(shù)字放大倍數(shù) ;。

          

      例:

          

          A.光學(xué)顯微鏡的物鏡放大倍數(shù)4-100倍(其中100倍需要用油);

          B.1倍連接頭(即內(nèi)部鏡片放大倍數(shù)為1);

          C.CMOS對角線尺寸1/2英寸;

          D.計(jì)算機(jī)顯示器尺寸17英寸。

          

          那么該系統(tǒng)的數(shù)字放大倍數(shù)=17 * 25.4/8=53.975,總最小放大倍數(shù)=4*1*53.975=215.9,總最大放大倍數(shù)=100*1*53.975=5397.5。

          

          注意:如果圖像不是顯示器尺寸,則應(yīng)按照圖像實(shí)際尺寸計(jì)算。還有一種最直接的計(jì)算放大倍數(shù)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(jì)算機(jī)屏幕中,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(shí)際放大倍數(shù)。

          

       


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