23/04/06像元尺寸是指?jìng)鞲衅魃蠁挝幌裨奈锢韺挾群透叨龋瑔挝灰话闶俏⒚祝é蘭），它既能影響相機(jī)的靈敏度，也會(huì)影響科學(xué)相機(jī)捕獲細(xì)節(jié)（采樣率）的能力，是成像應(yīng)用系統(tǒng)最重要的相機(jī)參數(shù)之一。
傳感器像元尺寸很重要，但實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)放大后得到的圖像像素大小才是真正決定相機(jī)的成像特性的關(guān)鍵。圖像像素大小是通過將傳感器像元尺寸除以總系統(tǒng)放大倍率來計(jì)算得出的。
圖像像素大小=傳感器像元尺寸/光學(xué)系統(tǒng)總放大倍率
因此，不同光學(xué)系統(tǒng)由于總放大倍率的影響因素不同，對(duì)于像元尺寸的選擇也會(huì)存在顯著差異。對(duì)于可以靈活調(diào)整焦距和成像距離的光學(xué)系統(tǒng)，我們通常可以通過靠近或遠(yuǎn)離成像對(duì)象，或使用變焦鏡頭來改變放大倍率，所以我們傳感器像元尺寸的選型可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做出靈活調(diào)整。而對(duì)于顯微鏡這類光學(xué)系統(tǒng)而言，由于物鏡的焦距和成像對(duì)象的距離都是固定的，所以我們可以認(rèn)為更大的像元可以幫助收集更多的光子，芯片的靈敏度也越高，這就好比你要收集雨水，水桶會(huì)比杯子更有效。
像元尺寸（面積）是一個(gè)重要因素，如果像元的X和Y方向的尺寸各提升兩倍，則單像素的面積相當(dāng)于提升了四倍，可以幫助收集四倍數(shù)量的光子。在弱光成像的應(yīng)用中，增加像素尺寸可以大大提高相機(jī)的感光度，提升靈敏度，從而減少曝光時(shí)間、降低對(duì)光照條件的要求。
但在這些固定倍率的光學(xué)系統(tǒng)中，大像素也有缺點(diǎn)。它可能會(huì)影響圖像中精細(xì)細(xì)節(jié)的解析能力。如果圖像像素越大，圖像的“像素化”程度就越大。假設(shè)圖像中的一個(gè)像素寬度只有1μm，它就無法分辨小于2μm的細(xì)節(jié)信息，因?yàn)橄噜彽募?xì)節(jié)特征會(huì)模糊成一個(gè)整體。
另外要注意的是，相機(jī)像元大小并不是解析精細(xì)細(xì)節(jié)、提高采樣率的唯一限制因素，光學(xué)系統(tǒng)也會(huì)對(duì)其有所限制。每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的最小像素尺寸，這種情況下，即使選擇更小像元尺寸的相機(jī)，不僅細(xì)節(jié)分辨率不會(huì)有所提升，還會(huì)降低成像靈敏度。在使用顯微鏡物鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，這種限制主要由物鏡的數(shù)值孔徑 (NA) 決定。
這也就是為什么，像元尺寸為 6.5μm 的科學(xué)相機(jī)非常適合60倍高NA顯微鏡物鏡。而10或11μm像元尺寸的科學(xué)相機(jī)則可與100倍高NA物鏡匹配，因?yàn)檫@種搭配是光學(xué)系統(tǒng)的分辨率極限和像元靈敏度、細(xì)節(jié)分辨能力三方的平衡結(jié)果。
科學(xué)相機(jī)選型推薦
1)適合60倍物鏡的科學(xué)相機(jī) - Dhayan 400BSI V3, Dhyana 401D
2)適合100倍物鏡的科學(xué)相機(jī) - Dhayan 95V2
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