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光学显微镜及数码显微镜的成像原理

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光学显微镜及数码显微镜的成像原理

发布日期:2017-12-08 作者:越视精密 点击:

1)当使用数码显微镜拍摄景物时,景物反射的光线通过数码显微镜的内置镜头透射到CCD上。

(2)当CCD曝光后,光电二极管受到光线的激发而释放出电荷,生成感光元件的电信号。

(3)CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对发光二极管产生的电流进行控制,由电流传输电路输出,CCD会将一次成像产生的电信号收集起来,统一输出到放大器。

(4)经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC,由ADC将电信号(模拟信号)转换 为数字信号,数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比,这些数值其实也就是图像的数据。

(5)此时这些图像数据还不能直接生成图像,还要输出到DSP(数字信号处理器)中,在DSP中,将会对这些图像数据进行色彩校正、白平衡处理,并编码为数码相机所支持的图像格式、分辨率,然后才会被存储为图像文件。

(6)当完成上述步骤后,图像文件就会被保存到存储器上,我们就可以欣赏了。

显微镜之所以能将被检物体进行放大,是通过透镜来实现的。单透镜成像具有像差,严重影响成像质量。因此显微镜的主要光学部件都由透镜组合而成。从透镜的性能可知,只有凸透镜才能起放大作用,而凹透镜不行。显微镜的物镜与目镜虽都由透镜组合而成,但相当于一个凸透镜。

为便于了解显微镜的放大原理,简要说明一下凸透镜的5种成像规律: 
(1) 当物体位于透镜物方二倍焦距以外时,则在像方二倍焦距以内、焦点以外形成缩小的倒立实像;
(2) 当物体位于透镜物方二倍焦距上时,则在像方二倍焦距上形成同样大小的倒立实像;
(3) 当物体位于透镜物方二倍焦距以内,焦点以外时,则在像方二倍焦距以外形成放大的倒立实像;
(4) 当物体位于透镜物方焦点上时,则像方不能成像;
(5) 当物体位于透镜物方焦点以内时,则像方也无像的形成,而在透镜物方的同侧比物体远的位置形成放大的直立虚像。
显微镜的成像原理就是利用上述(3)和(5)的规律把物体放大的。当物体处在物镜前 F-2F(F为物方焦距)之间,则在物镜像方的二倍焦距以外形成放大的倒立实像。在显微镜的设计上,将此像落在目镜的一倍焦距F1之内,使物镜所放大的第一次像(中间像),又被目镜再一次放大,最终在目镜的物方(中间像的同侧)、人眼的明视距离(250mm)处形成放大的直立(相对中间像而言)虚像。因此,当我们在镜检时,通过目镜(不另加转换棱镜)看到的像于原物体的像,方向相反。

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