在爲顯微鏡選擇數碼相機時，需要考慮兼容性、耦合器放(fàng)大(dà)率、像素大(dà)小(xiǎo)和分(fēn)辨率等因素，以确保配對成功。

一(yī)、相機與顯微鏡的兼容性

确保相機傳感器尺寸與顯微鏡物(wù)鏡兼容。顯微鏡物(wù)鏡由多透鏡組件組成，多透鏡組件将來自樣本的光波聚焦到傳感器上以形成圖像。物(wù)鏡允許顯微鏡提供放(fàng)大(dà)的真實圖像。最常見的物(wù)鏡的放(fàng)大(dà)倍數範圍爲4倍、10倍、40倍至100倍。

大(dà)多數顯微鏡物(wù)鏡是圓形組件，而相機傳感器通常爲矩形。 因此，如果相機傳感器尺寸過大(dà)，物(wù)鏡隻會将光線聚焦在相機傳感器的一(yī)個小(xiǎo)圓形部分(fēn)上，從而導緻漸暈。 漸暈是顯微鏡光路光學邊緣的再現，在圖像上表現爲暗邊緣。

爲了避免漸暈和最大(dà)化視野，整個相機傳感器需要被照亮——這意味着相機傳感器尺寸必須等于或小(xiǎo)于顯微鏡物(wù)鏡。

二、耦合器的選擇

耦合器用于在不影響圖像質量的情況下(xià)最大(dà)化相機的視場範圍（FOV）。選擇耦合器的黃金法則是：耦合器上的放(fàng)大(dà)率越高，獲得的FOV越低；相反，耦合器上的放(fàng)大(dà)率越低，FOV越高。如果放(fàng)大(dà)率太低，可能會導緻漸暈，如果放(fàng)大(dà)率太高，可能會造成圖像丢失。

下(xià)面是爲不同傳感器芯片選擇相關耦合器放(fàng)大(dà)率的快速指南(nán)。

三、像素大(dà)小(xiǎo)

在爲應用程序選擇數碼相機時，像素大(dà)小(xiǎo)是最重要的因素之一(yī)。如何确定正确的像素大(dà)小(xiǎo)呢？

1. 确定顯微鏡的光學分(fēn)辨率。

确定顯微鏡的分(fēn)辨率，可以使用Ernt-Abbe的橫向（即XY）分(fēn)辨率衍射公式：d=λ/2 NA，其中(zhōng)：

λ = 标本成像所用的光波長

d = 光學分(fēn)辨率（條紋間距）

NA = 物(wù)鏡的數值孔徑

例如，使用 550nm的白(bái)光、 NA爲0.20的4倍物(wù)鏡，則光學分(fēn)辨率的（理論）極限将達到d = 550nm/ (2 X 0.20) = 1375 nm

2. 計算采樣頻(pín)率。

根據以下(xià)公式，使用奈奎斯特采樣定理計算采樣頻(pín)率fs。奈奎斯特定理指出，爲了充分(fēn)還原連續信号的特征，應以連續信号最高頻(pín)率的 2 倍作爲離(lí)散采樣的頻(pín)率。因此所需要的芯片采樣頻(pín)率fs就應該小(xiǎo)于等于條紋間距 d 的一(yī)半。

采樣頻(pín)率fs=d/2

根據上面的示例：采樣頻(pín)率爲1375/2=687.5nm

3. 計算所需的像素大(dà)小(xiǎo)。

所需的相機像素大(dà)小(xiǎo)=采樣頻(pín)率fs *放(fàng)大(dà)倍數

這裏需要注意的是，有幾個放(fàng)大(dà)率來源:物(wù)鏡、管鏡和相機支架/耦合器。要獲得總放(fàng)大(dà)倍數，需将所有邊緣的來源相乘。

因此:所需像素大(dà)小(xiǎo)= fs (687.5nm) X物(wù)鏡放(fàng)大(dà)倍率(4)X管鏡頭放(fàng)大(dà)倍率(1)X相機支架放(fàng)大(dà)倍數(1)= 687.5nm X 4 X 1 X 1 /1000 = 2.75µm

四、選擇相機分(fēn)辨率

例如，相機的分(fēn)辨率指相機傳感器上的像素數:2MP(200萬像素)、4MP(400萬像素)等。通常，分(fēn)辨率越高的圖像傳感器的像素越小(xiǎo)。然而，顯微鏡的光學局限性意味着較高數量的像素或較小(xiǎo)的像素間距并不總能提供較高的分(fēn)辨率。另一(yī)方面，較大(dà)的像素收集更多的光線，這對相機的靈敏度起着重要作用。因此，需要在分(fēn)辨率和靈敏度之間進行權衡。獲得更好分(fēn)辨率的關鍵是選擇與數值孔徑（NA）、光學系統的總放(fàng)大(dà)率和樣品頻(pín)率相關的适當像素間距，如下(xià)表所示。如果在兩個相同的傳感器尺寸之間進行選擇，最好選擇較小(xiǎo)的像素。

Pixelink vision兼容相機配有免費(fèi)的Pixelink圖像Capture軟件，并與第三方圖像采集軟件（如WinRoot2018、LabVIEW、NI MAX、MATLAB和Halcon）兼容。

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