Как узнать увеличение электронного микроскопа
Разрешающей способностью называют способность прибора отобразить раздельно два мелких максимально близко расположенных объекта. Ниже предела разрешения эти объекты будут восприниматься как один объект.
Разрешающая способность и увеличение электронного микроскопа — это не одно и то же. Как бы мы не увеличивали фотографию, мы никогда не сможем разглядеть на ней отдельные атомы. Возрастает увеличение, но разрешение остается на фотографии прежним.
Мы увеличиваем фотографию электронного микроскопа, чтобы лучше видеть изображение, но если продолжать ее увеличивать, то в конце концов изображение распадется на ряд отдельных расплывающихся пятен. Понять, в чем заключается различие между увеличением и разрешением, можно также, сравнив изображения клетки, полученные в световом и в электронном микроскопе при одном и том же увеличении.
На рисунке хорошо видно, что два эти изображения весьма сильно различаются по своей детализированности. В электронном микроскопе разрешение намного больше, поскольку у электронов длина волны намного меньше, чем у видимого света.
Предел разрешения в электронном микроскопе составляет на практике около 0,5 нм, тогда как для светового микроскопа он равен 200 нм. Это не значит, что электронный микроскоп лучше. Два эти микроскопа предназначены для разных целей. Световой микроскоп по-прежнему незаменим как прибор, позволяющий составить общее представление о клетках и тканях. К тому же и подготовить для него материал можно намного быстрее и проще. Он также позволяет наблюдать живые объекты, что совершенно невозможно сделать с помощью электронного микроскопа.
Увеличение оптического микроскопа
Когда вы знакомитесь с техническими характеристиками микроскопа, обычно видите в инструкции три графы со словом «увеличение». Одна относится к объективу, вторая – к окуляру, третья указывает на диапазон увеличения микроскопа. Существует и цифровое увеличение микроскопа. Давайте разберемся, почему увеличений так много и какова разница между ними.
Оптический микроскоп состоит из двух короткофокусных линз – объектива и окуляра. Картинка, которую мы видим в микроскопе, – результат их совместной работы. У каждой из этих линз есть свое увеличение. А общее увеличение оптического микроскопа вычисляется путем перемножения кратностей используемых окуляра и объектива.
Напомним, что окуляр – это аксессуар, который устанавливается в окулярный узел (сверху). Он бывает съемным или несъемным – это зависит от модели микроскопа. Увеличение окуляра микроскопа обычно указывается на корпусе самого окуляра в виде цифры, например 10х или 20х.
Объектив – аксессуар, который устанавливается в револьверное устройство микроскопа (снизу). Он во всем подобен окуляру: может быть съемным или несъемным, а значение увеличения указывается на корпусе в аналогичном формате. У объективов есть и свои уникальные конструктивные особенности, которые отличают их от окуляров, но они не связаны с увеличением. В рамках этой статьи мы не будем акцентировать на них внимание. Нам важно лишь то, что увеличение объектива оптического микроскопа – это величина, которая закреплена в технических характеристиках и указана на корпусе объектива.
А теперь разберемся с увеличением микроскопа. Предположим, что у нас есть оптический микроскоп с револьверным устройством на три объектива 10х, 40х и 100х и два съемных окуляра с кратностью 10х и 15х. Какое увеличение мы можем получить? Ответ в табличке ниже.
| Объектив 10х | Объектив 40х | Объектив 100х | |
| Окуляр 10х | 100x | 400x | 1000x |
| Окуляр 15х | 150x | 600x | 1500x |
Путем последовательного перемножения значений кратности объективов и окуляров мы получаем шесть фиксированных увеличений микроскопа. Однако в технических характеристиках оптического прибора вы, вероятнее всего, увидите диапазон от 100х до 1500х. Не следует путать его с плавно изменяемой кратностью. В рассматриваемом примере значений, на которых можно вести наблюдения, всего шесть. Микроскопы с переменной кратностью тоже существуют, но встречаются реже. Чаще всего, это стереоскопические микроскопы, а о возможности плавного изменения увеличения в характеристиках пишут достаточно явно и четко.
Увеличение под микроскопом – есть ли ограничения?
Казалось бы, имея множество объективов и окуляров, можно достичь невероятного увеличения. Ставь на микроскоп самые мощные аксессуары и получишь самое большое увеличение в мире. Однако у любой оптической системы есть ограничения. Современные оптические микроскопы ограничены планкой в 2000 крат. При более высокой кратности теряется четкость изображения. Это связано с физическими особенностями оптических систем и наблюдениями в видимом свете. Поэтому даже самый продвинутый и дорогой оптический микроскоп профессионального уровня не позволит вам рассматривать образцы на увеличении свыше 2000 крат.
Цифровое увеличение микроскопа – что это такое?
Понятие цифрового увеличения с оптической системой микроскопа связано лишь частично. При его расчете уже учитываются и возможности камеры, и диагональ экрана, на который выводится изображение. Формулу цифрового увеличения для микроскопа можно знать, а можно и не знать – на самом деле, для моделей, которые используют этот тип увеличения, этот параметр всегда указывается в технических характеристиках. Не имеет никакого смысла его перепроверять. По сути дела цифровое увеличение описывает то, насколько крупно вы будете видеть изображение на экране. К сожалению, это не всегда означает, что все будет видно четко, так как максимальное разрешение картинки всегда ограничено возможностями оптической системы – преодолеть этот предел невозможно, даже если использовать супермощную цифровую камеру.
В нашем интернет-магазине вы можете подобрать оптический микроскоп с подходящим вам диапазоном увеличений. Все они представлены в этом разделе.
4glaza.ru
Январь 2018
Статья обновлена в апреле 2020 года.
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Как определить визуальное увеличение цифрового микроскопа
Визуальное увеличение цифрового микроскопа – эта величина, которая показывает во сколько раз объект исследования на экране компьютера (или телевизора) больше, чем в натуральную величину. Например, если объект реально имеет линейный размер 1 мм, а на экране монитора он имеет размер 10 мм (1 см), то визуальное увеличение на экране будет равно десяти (10 раз, 10 крат, 10х, все это – одно и то же — обозначение увеличения).
Для каждого объектива, как и для каждого монитора, визуальное увеличение будет разное.
Для того чтобы определить визуальное увеличение цифрового микроскопа для данного объектива достаточно измерить величину увеличенного объекта на экране монитора. При этом реальный размер данного объекта должен быть известным. Далее нужно разделить размер увеличенного на экране объекта на его реальную величину, не забывая привести все к одним единицам. Самое простое — размер между двумя соседними штрихами штангельциркуля (см.фото справа).
Например, эритроцит крови человека в среднем составляет 7.5 мкм. Если с объективом 40х диаметр среднего эритроцита на экране составляет 2.0 см, то визуальное увеличение микроскопа на экране монитора (размеры в метрах) можно определить таким образом: 0.02 / 0.0000075 = 2666 (раз). В качестве эталона (объекта) для определения визуального увеличения микроскопа может быть выбран любой объект с известными размерами.
Если размер наблюдаемого объекта НЕИЗВЕСТЕН, тогда определить визуальное увеличение микроскопа на экране монитора можно следующим образом: увеличение
объектива нужно умножить на собственное увеличение камеры. Увеличение объектива можно узнать, посмотрев надпись на объективе. Обычно это 4, 10, 40 или 100 раз (есть также объективы с увеличением 20х, 60х, 90х и др.). Чтобы узнать собственное увеличение камеры нужно разделить размер диагонали картинки на экране монитора на реальную величину диагонали светоприемной матрицы камеры. Для матрицы 1/3 дюйма реальный размер диагонали будет равен 6 мм (реальный размер отличается от заявленного). Тогда, например, если у Вас размер диагонали изображения на экране монитора 42.5 см (монитор 17″ с соотношением сторон 4 : 3), то собственное увеличение камеры будет равно (размеры в метрах): 0.425 / 0.006 = 70.8, т.е. примерно 70 раз. Тогда с объективом 40х визуальное увеличение микроскопа на экране монитора будет составлять: 40 * 70 = 2800 раз. Ура! Мы победили всех драконов!!
Определение визуального увеличения цифрового микроскопа для камеры с матрицей 1/3″ формфактора 4:3
Обратите внимание на важные моменты:
Цифровая микроскопия высокого разрешения в микроскопии нативной крови – суть технологии (доклад Третьем Украино-Китайском Форуме в Харбине, Чэнду, Циндао, сентябрь 2017)
Как выбрать микроскоп
Содержание
Содержание
Микроскоп — важнейший прибор, без которого не обойтись при проведении научных исследований. Современная микроскопия богата на различные виды микроскопов, каждый из которых имеет свое предназначение, устройство и особенности работы. Данный гайд не только расскажет вам об основных элементах микроскопа, но и поможет определиться с выбором.
Окуляр
Окуляр представляет из себя систему, состоящую из нескольких линз (обычно 2–3), через которые исследователь будет рассматривать изучаемый объект. Линзы встраиваются в металлический корпус (тубус) и могут быть как фиксированного, так и фокусного увеличения. Самая нижняя линза предназначена для фокусировки на объекте, а верхняя — для наблюдения за ним. Все окуляры дают определенную кратность увеличения — 10x, 20x, 25x и т.д.
Объективы
Самая важная часть микроскопа, благодаря которой строится микроскопическое изображение изучаемого предмета с точной передачей мельчайших деталей, цвета, структуры. Другими словами, пользователь сможет рассмотреть лежащий перед ним объект в деталях, даже если он не виден человеческим глазом. Объектив имеет довольно сложное оптико-механическое устройство, включающее в себя несколько линз и других компонентов. Качество и количество линз зависит от тех задач, для которых создается прибор и может доходить до 14 штук. К таковым относятся сложные и дорогие планапохроматические объективы, применяемые чаще всего в биологии и медицине. Для изучения растений, веществ, тканей подойдут ахроматические объективы, в которых может быть всего 2–3 линзы.
Современные технологии позволяют создавать и выпускать множество типов объективов в зависимости от целевого назначения, устройства и принципа действия. Выделяют устройства с малыми (10х), средними (до 50х) и большими (более 50х) кратностями, а также сверхбольшие объективы кратностью свыше 100х. Микроскоп может быть оснащен одним объективом, но чаще всего имеет два или три с разной кратностью.
Общее увеличение микроскопа высчитывается путем сложения кратности окуляров и объективов. Например, если кратность окуляра составляет 10x, а объектива 90x, то общее увеличение будет иметь кратность 900x.
| Объектив 4x | Объектив 15x | Объектив 30 X | |
| Окуляр 10x | 40x | 150x | 300x |
| Окуляр 20x | 80x | 300x | 600x |
Подсветка
Это не менее важная часть микроскопа, позволяющая подсветить объект изучения. Чаще всего состоит из двух частей: коллектора и конденсора. Конденсор имеет несколько встроенных линз и предназначен для увеличения количества света, исходящего от осветителя. Коллектор же располагается между объектом изучения и конденсором и помогает регулировать интенсивность освещения.
Источником освещения в подсветке выступают галогенные лампы, светодиоды, зеркала или лампы накаливания. В конструкции микроскопа подсветка может иметь верхнее, нижнее расположение или же быть комбинированной (верхняя и нижняя). Верхняя располагается над предметным столиком и нужна для того, чтобы рассмотреть непрозрачные или полупрозрачные предметы. Нижняя же находится под столиком и нужна для изучения прозрачных объектов, на которые направляется пучок света. Подсветка нуждается в питании от сети, через USB или батареек.
Конденсор, верхняя подсветка, комбинированная подсветка (верхняя и нижняя):
Тип визуальной насадки
Есть монокулярные, бинокулярные и даже тринокулярные насадки. Монокулярная имеет один окуляр, бинокулярная два. Два окуляра будут более предпочтительнее чем один, однако они требуют некоторого навыка. В тринокулярной насадке, помимо двух окуляров, будет дополнительная трубка, на которую можно установить камеру и передавать изображение на монитор компьютера.
Минимальное и максимальное оптическое увеличение
Минимальное оптическое увеличение высчитывается путем сложения кратности окуляров и объективов. Например, если минимальная кратность и у окуляра, и у объектива составляет 10х, то минимальное оптическое увеличение будет составлять 100х. Это дает не совсем четкую картинку, но с широким полем зрения.
Максимальное оптическое увеличение высчитывается таким же образом, как и минимальное. Пример: окуляр кратностью 10х и объектив кратностью 90х, вместе дадут увеличение в 900х. Это позволяет максимально детально рассмотреть предмет изучения, однако если выбрано увеличение намного выше допустимого, для того или иного предмета, то это не выявит каких-либо дополнительных деталей, но может ухудшиться качество и четкость изображения. Соответственно поле зрения также будет намного уже. Например, зерна обычного песка можно рассмотреть при увеличении в 400х, поэтому более высокие значения будут избыточны. При высоких значениях увеличения (800х и более) можно изучать детальную структуру предметов, пыльцу, минералы и многое другое.
Цифровая камера и максимальное цифровое увеличение
Некоторые модели световых микроскопов оснащаются цифровой камерой для фото и видеосъемки. Камера может встраиваться в корпус микроскопа наравне с объективами, но чаще всего это прибор с тринокулярной насадкой, в котором третий окуляр предназначается для специального видеоокуляра. Стоит отметить, что видеоокуляр можно установить и на прибор с монокулярной насадкой. Есть и специальные цифровые микроскопы, в которых объектив как таковой отсутствует и его заменяет цифровая камера. Изображение передается сразу же на компьютер, причем разрешение камеры измеряется в мегапикселях и может быть от 0,3 до 5 Мп. Максимальное цифровое увеличение в данном случае будет относиться именно к возможностям камеры, хотя не стоит отметать и другие факторы: насколько качественен монитор для просмотра и т.д. Увеличение в цифровых моделях может составлять 300х, 1600х и т.д.
Фокусировка
Как правило, фокусировка в микроскопах бывает грубой и точной.
Револьверная головка
Устройство револьверного типа в которое встраиваются объективы. Там может находиться всего лишь один объектив, но чаще головки имеют два, три и четыре объектива. Пользователь при необходимости просто проворачивает головку, выбирая нужный ему объектив.
Межзрачковое расстояние
Расстояние между зрачками измеряемое в миллиметрах. Данная характеристика относится к микроскопам с бинокулярной насадкой. Чтобы создать стереокартинку или единое поле, в котором оба глаза будут видеть предмет изучения, нужно провести несложные настройки. Для этого первоначально необходимо настроить резкость окуляров, а затем свести изображение воедино, поворачивая тубусы, в которые встроены окуляры. Если все сделано правильно, то оба глаза должны видеть единое поле, без затемнения центра или краев изображения.
Советы по выбору
Любитель или профессионал
Для любительских, детских изысканий подойдет недорогое устройство с окулярами 10х или 20х и объективами до 40х. Оптимальными будут приборы с увеличением до 200х или 400х.
Для серьезных исследований нужен уже более мощный прибор с максимальным увеличением в несколько сотен (более 400х) или более 1000 крат. Также стоит обратить внимание на цифровые микроскопы, не требующие особых настроек, навыков работы. В них изображение передается сразу же на монитор.
Визуальная насадка — какая лучше?
Даже если вы приобретаете микроскоп для несложных опытов, любительских исследований или для ребенка, то лучше всего подойдет бинокулярная насадка, так как именно она дает хорошее стереоизображение. Если есть необходимость в получении фото или видео, то лучше взять прибор с тринокулярной насадкой.
Объективы — чем больше, тем лучше
Даже если вы не собираетесь становиться микробиологом, желательно приобрести прибор с двумя или тремя объективами, кратностью 4x, 10x и 40x. Самым оптимальным будет вариант прибора с наличием объектива в 40х. Фокусировку на объект следует проводить, начиная с малого по кратности объектива (например, с 4х).
Объективы — чем выше кратность, тем профессиональнее
Если предстоит выбрать микроскоп для профессиональных исследований, то нужно обращать внимание на приборы, дающие максимальное увеличение не менее 400х. Это нижняя необходимая для эффективной работы граница. Верхней же границы не установлено и можно выбирать прибор с увеличением в несколько тысяч крат, например, в 2000х. Для серьезных исследований обязательно наличие в револьверной головке 100-кратного объектива.
Подсветка — лучше комбинированная
Как уже известно, она может быть нижняя, верхняя и комбинированная. Лучше всего подойдет прибор именно с комбинированной подсветкой, так как с ее помощью возможно изучать как прозрачные объекты, так и непрозрачные (монеты, насекомых, минералы и т.п.). Также желательно приобрести прибор с галогеновой или со светодиодной подсветкой.
Фокусировка — грубо, но точно
Не забываем, что фокусировка бывает грубой и точной. Для любительских исследований вполне подойдет прибор только с грубой фокусировкой, хотя комбинированный вариант (и с грубой, и с точной) будет более предпочтительней. А вот для профессиональных исследований, тонкая фокусировка просто обязательна.
Штатив
Какие-либо особые требования к штативу не предъявляются, но стоит присмотреться к прибору, штатив которого выполнен из металла или же имеет металлические вставки.
Выводы
Современная промышленность предлагает массу вариантов для плодотворного изучения окружающего мира. Для новичков и школьников, для небольших любительских исследований, отлично подойдут микроскопы с максимальным увеличением до 400–640х. Если же планируются серьезные научные изыскания, то будет необходим прибор от 640х и выше, причем верхней границы, в принципе, не существует. Также стоит обращать внимание на комбинированную подсветку, бинокулярную насадку и возможность записи фото и видео.
Конвертер величин
Калькулятор увеличения цифрового микроскопа
Калькулятор определяет увеличение оптического микроскопа с цифровой камерой, когда изображение образца под микроскопом просматривают на мониторе.
Пример: Рассчитать увеличение цифрового микроскопа с объективом 45×, окуляром 10×, линзой 0.35× в адаптере камеры с 2-мегапиксельной матрицей типоразмера 1/2.5” (5.76 × 4.29 мм) с разрешением 1600 × 1200 пикселей; изображение просматривают на дисплее с диагональю 32 дюйма и разрешением 2560×1440.
Микроскоп
Монитор
Фотоматрица камеры
Промежуточные результаты расчета
Окончательные результаты расчетов
Определения и формулы
Цифровой микроскоп
Цифровой микроскоп — это оптический микроскоп, в котором изображение образца регистрируется на цифровом носителе, а для его просмотра используется видеомонитор. Существует два основных типа цифровых микроскопов: с окулярами и без них. Если в микроскопе нет одного или двух окуляров, изображение просматривают только на мониторе. Цифровые микроскопы часто снабжаются встроенным светодиодным освещением, причем часто светодиоды встраивают в объектив микроскопа. Выпускают различные цифровые микроскопы — от очень дешевых, подключаемых к шине USB, до очень дорогих промышленных микроскопов. Мы не будем рассматривать в этом калькуляторе микроскопы без окуляров. Однако мы попробуем сравнить два цифровых микроскопа.
Цифровые микроскопы с окулярами, в свою очередь, разделяются на два основных класса: со встроенной цифровой камерой и отдельной камерой. Последние могут быть монокулярными, бинокулярными и тринокулярными. Те, кто пользуются микроскопом ежедневно, предпочтут тринокулярный микроскоп. Он удобнее, но и дороже. Тем же, кто пользуются микроскопом время от времени (к ним относится и автор этой статьи), вполне подойдет бинокулярный микроскоп, а камеру при необходимости можно вставить вместо окуляра или вместо головки с окулярами.
Главными характеристиками любого микроскопа является его разрешение и увеличение. Наш Калькулятор разрешения микроскопа и камеры позволяет рассчитать требуемый шаг пикселя и разрешение камеры микроскопа, а также определяет, годится ли конкретная камера для данного сочетания объектива микроскопа и конденсора. А этот калькулятор можно использовать для определения увеличения микроскопа.
Увеличение цифрового микроскопа
Интересно сравнить увеличение традиционного микроскопа с увеличением полностью цифрового микроскопа. В традиционном оптическом микроскопе увеличение определяется как соотношение реального размера объекта с его мнимым изображением, которое появляется при просмотре объекта под микроскопом. Увеличение нужно только в том случае, если в увеличенном изображении можно рассмотреть больше деталей, чем невооруженным глазом. Существует предел увеличения оптического микроскопа, называемый дифракционным пределом. Максимальное полезное увеличение оптического микроскопа приблизительно равно 1000×.
Пример бесполезного (пустого) увеличения представлен на рисунке швейцарской 20-франковой банкноты, изображение которой увеличено последовательно в 2×, 4×, and 8×, 16× и 32×. Последние два увеличения не позволяют увидеть новых деталей.
Увеличение оптического микроскопа на окулярах определяют стандартным способом уже очень давно. Оно равно произведению увеличения объектива микроскопа Mobj на увеличение окуляров Mocul:
Оптическая сила микроскопа характеризуется его увеличением и числовой апертурой его объектива, которая определяет разрешение. Только разрешение определяет размер самой малой детали, которую можно увидеть, а увеличение определяет только ее размер. В микроскопе разрешение определяется, в основном, только объективом.
В отличие от традиционной оптической, в цифровой микроскопии не всё так просто, потому что для определения оптической силы цифрового микроскопа нужно учесть разрешение его объектива, его камеры и монитора, используемого для наблюдения образцов и сравнения реального размера образца с его размером на экране. В связи с большим выбором размеров и разрешения фотоматриц и дисплеев, определить увеличение цифрового микроскопа нелегко. Полезное увеличение зависит не только от разрешения объектива микроскопа и матрицы камеры, но также от расстояния, с которого просматривают изображение, характеристик человеческого глаза (угловое разрешение и контрастная чувствительно в различных условиях), которые отличаются у людей различных возрастов.
Приведенный ниже пример показывает, что в цифровом мире всё намного сложнее.
Максимальное разрешение камеры Canon 5D Mk IV равно 6720 × 4480 или 30.1 мегапикселя. В то же время, для просмотра снятого этой камерой изображения можно использовать монитор с разрешением только 2560 × 1440. Это означает, что изображение можно увеличить на мониторе в 2,6 раза и при этом появится больше деталей. Дальнейшее увеличение не приведет к появлению дополнительных деталей на изображении. Даже если использовать для просмотра 4K-монитор с разрешением 3840 × 2160, все равно изображение можно будет дополнительно увеличить в 1,7 раза и рассмотреть на нем больше подробностей.
В связи со сложностью расчетов с учетом всех описанных особенностей, мы ограничим наш анализ следующими предположениями:
Полное оптическое увеличение Moptical на камере, обеспечиваемое объективом микроскопа и линзой (дополнительным объективом), установленной в адаптере камеры (сюда также включаются любые дополнительные линзы в тубусе микроскопа), определяется как произведение увеличения объектива и линзы адаптера камеры:
Размер пикселя p матрицы камеры или экрана монитора определяется по формуле:
где w — ширина и rhor — горизонтальное разрешение матрицы или монитора.
Чтобы определить цифровое увеличение Mdigital, можно использовать только один размер, например, ширину изображения. Физический размер изображения на экране монитора или на матрице равен количеству пикселей в изображении n, умноженному на размер пикселя p:
Здесь отношения физических размеров пикселя монитора к матрице Rpixel size:
Теперь можно переписать приведенную выше формулу в виде
Напомним, что в этом калькуляторе мы рассматриваем только простое соотношение пикселей камеры и монитора 1:1. Для этого случая приведенную выше формулу можно упростить:
Отметим, что при таком упрощении, если разрешение монитора меньше разрешения камеры микроскопа, на нем будет видна только часть изображения. Например, если используется камера с разрешением 2738 × 1826 пикселей для просмотра изображения на мониторе с разрешением 1920 × 1200 пикселей, на нем будет видно только 1920 × 100% ÷ 2738 = 70% изображения.
Ширину экрана монитора можно определить по известным диагонали и соотношению сторон. Соотношение сторон выражается формулой
где wmon — ширина и hmon — высота экрана монитора. Для монитора с квадратными пикселями эти размеры можно заменить на значения горизонтального и вертикального разрешения:
Диагональ монитора dmon связана с его высотой и шириной по теореме Пифагора:
Из этих двух уравнений можно вывести зависимость ширины экрана от диагонали и соотношения сторон:
Полное увеличение цифрового микроскопа Mtotal включает как оптическое, так и цифровое увеличение и определяется как
В качестве примера, определим увеличение цифрового микроскопа с объективом 45×, линзой 0.35× в адаптере камеры с 2-мегапиксельной матрицей типоразмера 1/2.5 видиконового дюйма (5.76 × 4.29 мм) с разрешением 1600 × 1200 пикселей; изображение просматривают на дисплее с диагональю 32 дюйма и разрешением 2560 × 1440 (посмотреть пример на калькуляторе).
Полное оптическое увеличение Moptical на камере:
Соотношение сторон монитора:
Ширина экрана монитора в дюймах wmon:
Размер пикселя камеры в микрометрах (мкм) pcam:
Размер пикселя монитора в микрометрах (мкм) pmon:
Цифровое увеличение Mdigital:
Полное увеличение цифрового микроскопа Mtotal :
Измерение увеличения цифрового микроскопа
При сравнении увеличения цифрового оптического микроскопа без окуляров и традиционного оптического микроскопа удобнее сравнивать их поле зрения, так как различные изготовители микроскопов часто используют различные методы для измерения увеличения своих изделий. Это особенно верно, потому что, в отличие от стандартов для традиционных оптических микроскопов, стандарты для определения увеличения полностью цифровых микроскопов пока еще находятся в стадии разработки.
Например, некоторые изготовители измеряют увеличение своих микроскопов при просмотре изображения на 15-дюймовом мониторе. Другие используют 17-дюймовые мониторы. Поэтому указанное изготовителем увеличение о чем-то говорит только в том случае, если указаны размер экрана и его разрешение. Это связано с тем, что одни и те же образцы будут иметь разный размер на экранах одного размера, но с разным разрешением. Хорошо хоть, что поставляемое с цифровым микроскопом (или камерой для него) программное обеспечение обычно позволяет откалибровать изображение на экране и измерить объекты прямо на экране. В любом случае, особенно если микроскоп используется в образовательных целях, нужно предлагать студентам непосредственно измерить поле зрения и рассчитать увеличение.
Поле зрения (FoV, от англ. Field of View) — диаметр освещенного круга, который видно в окуляре микроскопа. Для цифрового микроскопа поле зрения определяется как ширина окна с изображением на экране монитора. Для оценки увеличения цифрового микроскопа можно измерить его поле зрения и сравнить с полем зрения оптического микроскопа с известным увеличением. Для измерения нужен объект-микрометр (калибровочный слайд) с ценой деления 0,1 или 0,01 мм, который бывает прозрачным для микроскопов проходящего света или металлическим для микроскопов отраженного света.
Для расчета поля зрения поместите объект-микрометр на предметный стол и посчитайте количество делений, помещающееся в поле зрения цифрового микроскопа. Ту же операцию проделайте с оптическим микроскопом. После этого можно сравнить поле зрения обоих микроскопов и определить увеличение цифрового микроскопа.
Сравнение традиционного оптического микроскопа с цифровым
Для этого сравнения мы использовали два недорогих микроскопа:
Результаты этого сравнения можно увидеть на четырех микрофотографиях выше. Слева — фотографии, снятые традиционным микроскопом, справа — цифровым. По щелчку на фотографиях можно загрузить снимки большего размера.
