教程

清晰的图像是如何形成的

显微镜下的景深

在显微术中,景深常被看作是一个经验参数。在实践中,它是由数值孔径、分辨率和放大倍数之间的相关关系决定的。为了获得最好的视觉印象,现代显微镜的调整设备在景深和分辨率之间产生了最佳平衡——这两个参数在理论上是相反的。

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视场深度的实用值

在DIN / ISO标准,景深的对象被定义为“轴向空间两边的对象的深度平面内的对象可以移动没有可检测损失图像的清晰度,而图像平面的位置和目标是维护”。

然而,该标准并没有给出任何关于如何测量焦差检测阈值的线索。关于可视景深的第一个出版物的作者是Max Berek,他早在1927年就发表了大量实验的结果。Berek公式给出了视场深度的实用值,因此至今仍在使用。其简化形式如下:

T= n [λ/(2 × NA²)+ 340 μm/(NA × M合计活力)]

T视觉体验的景深
护士:物体所处介质的折射率。如果物体移动,则在方程中输入形成变化工作距离的介质的折射率。
λ:所用光的波长,对于白光,λ = 0.55 μm
拿拿淋:物体侧面的数值孔径
合计活力显微镜的总视觉放大倍数

如果在上面的方程中,用有用放大率(MTOT VIS = 500到1000 × NA)的关系代替总视觉放大率,可以看到,对于第一个近似,景深与数值孔径的平方成反比。

特别是在低放大率下,通过停止放大,即减小数值孔径,可以显著增加景深。这通常是用光圈或共轭平面上的光圈来完成的。数值孔径越小,横向分辨率越低。

因此,问题在于根据物体的结构找到最佳的分辨率和景深的平衡。有了高分辨率的物镜(高NA)和可调光圈,现代光学显微镜能够灵活地匹配光学,以满足特定样品的要求。在立体显微镜的情况下,经常需要作出一定的妥协,以有利于更高的景深,因为三维结构的z维经常要求它。

更大的景深

徕卡微系统的一种复杂的光学方法,消除了分辨率和立体显微镜的景深之间的相关万博体育性,是FusionOptics™。在这里,一条光路为观察者的一只眼睛提供了高分辨率和低景深的图像。通过第二条光路,另一只眼睛看到的是同一物体的低分辨率和高景深的图像。

人类大脑将这两张独立的图像合并成一个最佳的整体图像,该图像具有高分辨率和高景深的特点。

另一个说明人类大脑惊人能力的例子是格里诺立体显微镜。在这里,左右光路的物体平面彼此之间有一个轻微的角度。在整幅图像中,整个孵化区域似乎都被清晰地聚焦,尽管在左图和右图中都不是这样。

数字图像处理中的景深

徕卡应用套件的多焦点模块(拉斯维加斯)是为了将自动显微镜的景深扩大许多倍。照明,图像亮度和所有其他相机参数可以单独设置,以优化结果图像的质量。

拉斯维加斯多聚焦模块提供了一个简单的解决方案,通过完全集成的控制显微镜和机动聚焦,捕捉现场图像的扩展景深。z堆栈的自动捕获与智能图像组合算法,确保易于拍摄和存储尖锐聚焦的图像。

由于自动化的处理程序,几乎不需要用户干预。设置可以很容易地改变工作与广泛的样品。多焦点模块可用于材料科学、法医学以及生物和地球科学的应用。

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