光源對(duì)數(shù)碼顯微圖像分辨率的影響

提及的波長(zhǎng)λ是最終被傳感器接收的波長(zhǎng)，此波長(zhǎng)與傳感器響應(yīng)曲線和光源光譜特性有關(guān)。作為傳感器，人眼的響應(yīng)波長(zhǎng)為400~700nm，即通常說(shuō)的可見(jiàn)光，如圖3所示。而對(duì)于數(shù)字圖像傳感器CCD/CMOS，其響應(yīng)波長(zhǎng)更寬，包括人眼不敏感的紫外和近紅外部分，其中近紅外的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，如圖4所示，這會(huì)導(dǎo)致顯微鏡分辨率的下降。因此當(dāng)光源的光譜包含有人眼不敏感的近紅外光譜或者紫外光譜時(shí)，在使用數(shù)字圖像傳感器時(shí)就會(huì)有影響。顯微鏡中常用的光源有白光LED和鹵素?zé)?，其中白光LED的光譜是450~700nm，如圖5所示，與人眼的響應(yīng)曲線比較接近，而鹵素?zé)舻墓庾V為400~2500nm如圖6所示，包括了更長(zhǎng)波長(zhǎng)的紅外部分。在分別使用鹵素?zé)艉桶坠釲ED時(shí)，由圖像傳感器得到的結(jié)果是有區(qū)別的。

表2為不同光源下的數(shù)碼顯微圖像分辨率，可以發(fā)現(xiàn)，人眼在不同光源下觀察到的極限線對(duì)是一樣的，都是2048線對(duì)，而對(duì)于數(shù)碼顯微圖像，采用鹵素?zé)魰r(shí)，觀察到的分辨率會(huì)有所下降。主要原因在于鹵素?zé)粲屑t外光譜，人眼直接觀察時(shí)會(huì)將紅外部分濾掉，所以效果與LED相當(dāng)，而數(shù)字圖像傳感器可以響應(yīng)鹵素?zé)舻募t外波長(zhǎng)，所以分辨率會(huì)下降。解決辦法就是數(shù)字傳感器前放置一個(gè)紅外濾色片（俗稱IR-cut），將鹵素?zé)舻募t外部分濾除，得到接近于人眼的響應(yīng)曲線，這樣就與目視觀察結(jié)果一致。因此在使用數(shù)碼顯微鏡時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵從采樣定理，并深入研究數(shù)碼顯微鏡各個(gè)關(guān)鍵部件，這樣才能選擇合適的攝像鏡頭、光源、濾色片等，才能滿足采樣定理，準(zhǔn)確重建出數(shù)字圖像，達(dá)到最佳的觀察效果。