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技術文章
 
數碼顯微鏡的放大倍數計算方法
2015-9-7 9:09:08 閱讀次數:2834

數碼顯微鏡的放大倍數計算方法

遼寧儀表研究所有限責任公司

林炯章 邢宇錚

    隨著科技的不斷進步,傳統的顯微鏡法已經無法滿足用戶的需求,于是遼儀儀器將傳統的顯微鏡法與現代計算機圖像處理技術相結合,研制了LIRI-2006型顯微圖像分析系統。它的基本工作流程是通過數字攝象機抓拍顆粒在顯微鏡下的圖像并傳輸到計算機中,通過專業的顆粒圖像分析軟件對圖像進行處理與分析, 經顯示器和打印機顯示和輸出分析結果。本儀器具有直觀、準確、測試范圍寬等特點,不僅可以直接觀察到顆粒形貌,還可以計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、生產領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:通過數字攝像機輸送到計算機屏幕的圖像中物質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識,現將一些關于數碼顯微鏡的放大倍數的知識做個簡單總結。

    

一、基礎知識

    

1. 光學顯微鏡的放大倍數

    

    光學顯微鏡的放大倍數是指目鏡的放大倍數乘以物鏡的放大倍數,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是可以任意的,只要把物鏡和目鏡的放大倍數做的足夠大。但實際上,受到光源波長的限制,根據瑞利判據,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。而實際上光學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),那么大于這個倍數的光學顯微鏡是沒有意義的,因為圖像模糊。

    

2. 工業攝像機常用的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、計算公式

    

1.數字放大倍數 = 監視器尺寸 * 25.4/CCD或CMOS靶面尺寸(即對角線尺寸大小) ;(1英寸=25.4mm);

    

2.系統總放大倍數 = 物鏡放大倍數 *適配鏡放大倍數(顯微鏡與相機的連接頭中鏡片放大倍數)* 數字放大倍數 ;。

    

例:

    

    A.光學顯微鏡的物鏡放大倍數4-100倍(其中100倍需要用油);

    B.1倍連接頭(即內部鏡片放大倍數為1);

    C.CMOS對角線尺寸1/2英寸;

    D.計算機顯示器尺寸17英寸。

    

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

    

    注意:如果圖像不是顯示器尺寸,則應按照圖像實際尺寸計算。還有一種最直接的計算放大倍數的方法,就是直接利用顯微鏡測微尺,將測微尺圖像顯示在計算機屏幕中,然后用直尺直接測圖像中測微尺的長度,2個值的比值即為實際放大倍數。

 
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