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 ?

Zobrazení pomocí mikroskopů

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)?

Objektivy pro mikroskopy

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

C-mount adaptery

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

Poměr čipu a monitoru

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.

Senzor

1/4"

1/3.2"

1/3"

1/2.5"

1/2"

1/1.8"

2/3"

1"

Diagonála (mm)

4.00

5.68

6.00

7.18

8.00

8.93

11.0

16

 

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:

Digitální mikroskop s monitorem

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.