Zvětšení z kamery nebo digitálního mikroskopu na monitoru

Zvětšení mikroskopů  - optický mikroskop x digitální mikroskop (mikroskop s kamerou)

Autor: Miloš Motejl

K sepsání tohoto článku mne vedly velmi časté dotazy od zákazníků.

Běžnou otázkou při prohlížení obrazu z mikroskopu na monitoru je, jak velké je celkové zvětšení ?

Odpověď můžeme získat, pokud si ujasníme některé otázky níže.

OPTICKÝ MIKROSKOP

Pokud hovoříme o zvětšení u optických mikroskopů, jimiž pozorujeme obraz okem v okuláru, pak srovnáváme kolikrát je větší obraz zobrazený mikroskopem pozorovaný okem oproti skutečným rozměrům objektu. Z optických zákonitostí lze odvodit jednoduchý vzorec pro zvětšení optického mikroskopu:

• Zvětšení optického mikroskopu = zvětšení objektivu x zvětšení okuláru

Pokud však vyjmeme okulár a místo něj vložíme kameru, pak již tento vzoreček nelze použít.

MIKROSKOP S DIGITÁLNÍM VÝSTUPEM

U mikroskopů s digitálním výstupem se obraz zobrazuje na monitoru.

Pokud bychom zůstali u poměrového zvětšení, pak bychom měli porovnávat, kolikrát je větší obraz na monitoru oproti skutečným rozměrům objektu. V tomto případě zvětšení závisí na rozměrech použitého monitoru.

Pokud se u mikroskopu před snímacím senzorem používá další optický člen (např. c-mount adapter), pak je s ním potřeba počítat.

K určení zvětšení mikroskopu s digitálním výstupem na monitor, budeme potřebovat znát následující:

• Jaké je zvětšení objektivu mikroskopu?

• Jaké je zvětšení optického členu před senzorem?

• Jaké má rozměry monitor (v mm)?

• Jaké má rozměry snímací senzor (v mm)?

Zvětšení objektivu mikroskopu je vyznačené na těle objektivu. Pokud používáte stereomikroskop se zoomem, pak je zvětšení označené u ovladače, kterým se nastavuje zvětšení.

Pokud je kamera připojena k mikroskopu pomocí adapteru (c-mount), který obsahuje optický člen, pak je jeho zvětšení uvedeno na těle adapteru.

Další hodnota je diagonální rozměr monitoru. Jelikož se většinou uvádí v palcích (inch), pak jej přepočteme na milimetry vynásobením 25,4. Monitor s úhlopříčkou 22“ má tedy rozměry 22x25,4=558,8mm.

Poslední číslo, které pro určení celkového zvětšení potřebujeme, je rozměr diagonály senzoru. Pozor, zde označení senzoru neznamená rozměr diagonály v palcích. U senzorů je potřeba dohledat délku diagonály podle technických parametrů výrobců. Níže je uvedená jednoduchá tabulka uvádějící rozměry pro různé senzory.

 

Zvětšení digitálního mikroskopu.

Základní zvětšení digitálního mikroskopu bez optického členu určíme porovnáním rozměru čipu vůči rozměru monitoru jednoduše:

• Zvětšení = rozměr monitoru / rozměr čipu

Pokud mezi čip a obrazovku vložíme optický systém, pak celkové zvětšení je násobkem optického zvětšení a digitálního zvětšení.

• Celkové zvětšení na monitoru = Optické zvětšení x Digitální zvětšení

Jak se určí optické zvětšení v tomto případě?

• Optické zvětšení = zvětšení objektivu x zvětšení adapteru (c-mount).

Digitální zvětšení jsme již určili dříve a to je:

• Digitální zvětšení = rozměr monitoru (mm)  / rozměr čipu (mm).

Nyní je již velmi snadné určit celkové zvětšení na monitoru:

Celkové zvětšení na monitoru = Optické zvětšení x Digitální zvětšení

 

V praxi jsou často používané dva typy mikroskopů, které přenáší obraz na monitor PC nebo obrazovku.

1/ Digitální mikroskopy:

Většinou se jedná o kompaktní zařízení s vestavěnou optikou, která dává zvětšený obraz pozorovaného objektu. Obraz se snímá na senzor a z něj se přenáší do PC.

V době sespání článku nebyla platná žádná norma, která by udávala, jak uvádět zvětšení digitálních mikroskopů.

U digitálních mikroskopů výrobci ve velké většině případů neuvádí parametry optiky (zvětšení, průměr, zorné pole…).

U těchto mikroskopů udávají výrobci různá zvětšení (např. 20x-500x, 5x-300x aj.), ale zároveň není jednoznačně určené, k jak velkému monitoru se tato zvětšení vztahují, takže pro uživatele jsou tyto hodnoty zvětšení v podstatě nicneříkající.

 

2/ Klasický optický mikroskop nebo stereomikroskop, k němuž je napojena kamera pro snímání obrazu.

Takto připojená kamera snímá obraz zvětšený objektivem mikroskopu. Pokud je kamera připojená ke třetímu, přímému, výstupu, pak můžete obraz zároveň pozorovat očima v okulárech.

Závěr:

Digitální mikroskop umožňuje snadné pořízení vysoce kvalitních snímků. Často se používá pro rychlou a snadnou dokumentaci, kontrolu kvality (QC), analýzu poruch a výzkum a vývoj v různých oblastech. Vzhledem k různorodosti rozměrů kamerových senzorů a velikostí elektronických monitorů může být při použití digitálního mikroskopu obtížné určit celkový rozsah zvětšení a využitelného zvětšení.

Zjednodušeně řečeno, v obou případech má smysl zmiňovat celkové zvětšení pouze v souvislosti s rozměry monitoru, na němž se obraz zobrazuje.

Pokud budete mít dotazy ohledně zvětšení mikroskopů, neváhejte nás kontaktovat.

© Miloš Motejl 2019 - kopírování textu bez písemného svolení autora není dovoleno a je v rozporu s autorskými právy.