显微课堂 | 了解显微镜的摄像系统

随着分析需求的增多，光学显微镜通常会搭载一套摄像系统，达到在电脑上成像、拍照、测量以及分析的目的。那么摄像系统看什么参数、对于成像质量有多大的影响、或者显示器成像倍数和目镜成像倍数是什么关系，这些问题随着显微成像的数码化，可能一直困扰着你，那么本篇文章会深入浅出的解析摄像系统，让你真正了解显微镜的另一双眼镜——摄像头。

首先，相机在显微成像领域的应用，可以大致分为非荧光技术和荧光技术两个方面，非荧光技术包括明场 BF 、暗场 DF 、相差 PH 、偏光 POL 、微分干涉 DIC 等观察法，荧光技术包括宽场荧光 (widefield fluorescence) 、转盘式共聚焦 (spinning disk confocal) 、全内反射荧光显微成像 (TIRFM) 、超高分辨显微技术 (SIM, PALM, STORM)等，以上技术成像通常用面阵检测器,如 CCD 、CMOS；另外一种荧光技术如激光扫描共聚焦  (LSCM) 、双光子显微成像 (two-photon) 、超分辨显微技术（ STED） 等，通常使用点检测器，如光电倍增管 PMT。

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相机的原理 ：

光电转换，即把显微镜部分的光信号转化为电信号，在电脑上成像。

黑白相机中，只有一个维度的变化：灰度值，而要实现彩色成像，则需要一个关键技术：拜尔阵列，它模拟人眼对色彩的敏感程度，采用 1 红 2 绿 1 蓝的排列方式将灰度信息转换成彩色信息。采用这种技术的传感器实际每个像素仅有一种颜色信息，需要利用反马赛克算法进行插值计算，最终获得一张图像。

配置相机一定要搭配一个 C 接口，常用的有 0.63 倍 、1 倍 、1.6 倍等，用于转接显微镜和相机 。接口倍数越小，成像的视野越大。

现在越来越多的显微镜会配套 CMOS 相机，CCD 因其工艺复杂成本高，在市场上逐渐变少。

最后，关于相机显微镜的放大倍数，在目镜上观察和在显示屏上成像，两者的倍数一直容易被混淆，这里我们明确两者放大倍数的关系：

 光学放大倍率计算 

M = β ×γ

显微镜总放大率  = 物镜放大率× 目镜放大率

比如：目镜10倍，物镜100倍，总光学倍率 10x100=1000X

 数码放大倍率计算

数码放大倍率=物镜倍率  ×  接口倍率  × 视频放大倍数

其中视频放大倍数  =显示屏幕对角线尺寸/摄像头靶面尺寸

比如：物镜 5 倍，C 接口 1X，显示屏 27 英寸，摄像头 1 英寸靶面，总放大倍率 5x1x（27/1） =135X