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显微镜摄像中的黑边现象分析

2013-10-16  发布者:admin 

显微摄像中的边缘模糊现象及俗称的黑边现象,在数码单反相机连接显微镜成像时经常会碰到,边缘模糊的现象根据其模糊的程度可以分为以下三类:

显微摄像轻重黑边 显微摄像中度黑边 显微摄像重度黑边
轻重          中度        严重

另外,边缘模糊的对称性也要加以判断。模糊边缘的不对称性是判断光学系统是否正确对中的第一个指标. 大部分情况是数码相机镜头和显微镜的光轴没有对中。少数情况是因为数码相机的感光芯片位置本身没有固定在相机机身内的正确位置。在常规的拍摄过程中,数码相机本身的这些误差通常都被忽略了。但是在显微拍摄中,所有机械设计制造误差以及平行光路中的图像扭曲现象都被无情放大,让人不可忽视。

中心偏移:

中心位置 中心位置
中心位置        中心偏移

可行方案:如果光学系统本身是对中的,那么通过对具有内置变焦镜头的数码相机进行调焦可以解决图像边缘模糊及成像错位的现象。通过正确的对中及调焦所得的图像质量是非常清晰的。

应用的领域不同,对成像质量的要求也不同。有些领域是可以接受成像边缘模糊现象的。例如在胃镜或内窥镜成像应用中,成像要求是圆形视野,医生需要预览的是通过光纤管导出的圆形视野图片,所以此种情况下,成像边缘模糊现象是可以接受的。 显微拍摄要求达到满屏效果,通常满屏看到的图像视野范围比肉眼通过目镜看到的实际视野范围要小,满屏状态不会产生黑边现象。

究竟是什么原因导致边缘模糊?

主要的光学元器件,如镜片、孔径、观察筒、镜头,都是圆形设计。而数码相机的感光芯片是矩形的电子部件。成像边缘模糊实际是显微镜光路边缘模糊。圆形的显微图像投影到矩形的数码相机感光芯片上后,圆形显微图像以外的区域将呈黑色。只有将圆形显微图像足够放大,数码相机充分曝光使整个芯片上的显微图像都有光照的情况下,才不会出现黑边现象。

如果需要得到高清晰度的显微图像,数码相机及显微镜之间的光学适配器是不可或缺的。数码相机适配器能够保证获得最佳的显微放大图片。此外,数码相机适配器对光的补偿、透过率、色散、平衡、强弱以及图像的矫正、补偿都起了很大的作用。由于光限制及光的相互交错,图像边缘扭曲现象比中心光轴位置更加严重。如果适配器不能达到最佳效果的作用,那么成像就会出现色散、像差等缺陷。好的适配器只有配可以更好镜头的单反相机才能拍出最佳图片。数码相机的光学变焦镜头在显微摄像中是不需要的,因为数码相机的光学变焦镜头会降低显微镜光路质量。因此,单反相机通常都配有转接环,数码相机适配器直接接在数码相机机身的接环上。

显微摄像中的黑边(边缘模糊)现象常见的原因总结:
•数码相机镜头和显微镜的光轴没有对中;
•数码相机镜头对光路的限制;
•数码相机及显微镜之间没有光学适配器连接;
•显微镜第三目配备的摄像镜头不合适或选择的C型接口不匹配;
•光学系统本身是偏心的。