Астрономия и микроскопия

Проще посчитать какой размер будет иметь минимальная деталь которую объектив спроецирует на матрицу для самого лучшего по этому параметру объектива.
потом из этого размера подбирать матрицу с соответствующим размером пикселя лучше с пикселем в 2 раза меньше. Размер матрицы будеть зависить от неискаженного поля зрения. Прямое сравнение с фотопленкой не корректно.

_________________
Мой зоопарк:
Биолам (АУ-12 КОН-3)
МБИ-3 (АУ-12 ОИ-14)
Люмам-И1 (АУ-26 МФН-11 КФ-4)
МБИ-15 (ПК-3, без План-Апо)
Carl Zeiss Amplival
Микмед 2 вар. 2
PZO DIC, МФА, 3D Gamma
and etc

Согласен с Вами, соотношение должно быть сделано использованием параметров разрешения, например числом параллельных линий на миллиметр. К сожалению это не легко для меня, чтобы точно и легко выражать свои мысли на русском языке.

Кстати, нет стандарта по этому вопросу, никто еще не сочинил их.

С уважением

Душан

нет.
не линий на милиметр а линейным диаметром дифракционнго диска (диска Эйри http://ru.wikipedia.org/wiki/Диск_Эйри) размер диска (центральной точки и первого кольца) должен совпадать с размером пикселя, лучше всего если ляжет на 4 пикселя (квадрат 2*2 пикселя) это компенсирует возможное снижение разрешения на краю поля зрения, позволит потерять меньше деталей при конвертации изображения в JPG или при изменении размеров изображения, если попадает на болшее число пикселей то уже избыток
размер диска можно вычислить по параметрам объектива и увеличению оптики (при ее наличии между объективом и матрицей) проецирующей изображение созданное объективом на матрицу.

Все рассчеты должны быть в относительно серьезных изданиях по микроскопам и микрофотографии в которых подробно описана теория работы микроскопа.

_________________
Мой зоопарк:
Биолам (АУ-12 КОН-3)
МБИ-3 (АУ-12 ОИ-14)
Люмам-И1 (АУ-26 МФН-11 КФ-4)
МБИ-15 (ПК-3, без План-Апо)
Carl Zeiss Amplival
Микмед 2 вар. 2
PZO DIC, МФА, 3D Gamma
and etc

Спасибо для помочь! Все понятно.

Уже рассматривался статью от Charles Krebs, он дал расчет для фото камеры без объектива.

Расчет: http://krebsmicro.com/relayDSLR/relay_micro.xls

Статья: http://krebsmicro.com/relayDSLR/relayoptics1.html

С уважением

Душан

Душан спасибо за ссылки, сохранил себе при случае прочитаю подробно.

_________________
Мой зоопарк:
Биолам (АУ-12 КОН-3)
МБИ-3 (АУ-12 ОИ-14)
Люмам-И1 (АУ-26 МФН-11 КФ-4)
МБИ-15 (ПК-3, без План-Апо)
Carl Zeiss Amplival
Микмед 2 вар. 2
PZO DIC, МФА, 3D Gamma
and etc

Присоединяюсь, для меня эта информация тоже актуальна.

_________________
МБИ-3, МБИ-11, МБС-2, МБИ-4, МИН-8, МББ-1А, КФ-1, КФ-4, МФА-2

Я недавно писал уже о выборе камеры viewtopic.php?f=6&t=1677&start=270#p19282 Расчеты все простые. Нужно только узнать параметры матрицы и увеличение оптической системы камеры.

Стоит помнить, что формула разрешения объектива микроскопа дает радиус диска Эри. И между центрами изображений двух светящихся точек должно поместится минимум три пикселя, чтобы заметить уменьшение яркости между ними. Следовательно весь диск Эри должен вписаться в квадрат со стороной 6*6 пикселей, а лучше 8*8.
На пример объектив 90/1.25 при правильном освещении объекта будет иметь визуальное разрешение 0,61*0,55/(1,25+0,85)=0,16 мкм (160 нм). Общее увеличение объектива и оптической системы камеры 90*1,5=135 раз. Тогда диаметр диска Эри на матрице будет равен 2*135*0,16=43,2 мкм. Если вписывать его в квадрат 8*8 пикселей, то размер одного пикселя должен быть не менее 5,4 мкм.

Подобный расчет для довольно редкого объектива 10/0,40 дает размер пикселя не менее 1,9 мкм. Для обычного 10/0,30 или апохромата 20/0,65 размер пикселя должен составлять 2,4 мкм.

При использовании других критериев разрешения получатся немного отличающиеся от приведенных выше результаты.

По моему это излишне, ведь цель рассматривать не сами диски а изображение состояшее из них. освещенность первого кольца составит всего 1,75% от освещенности диска остальные намного более тусклые так что засветка соседнего пикселя будет не столь уж большой. уменьшение яркости между дисками также нет смысла замечать потому что опять же целью является изображение из этих дисков в комплексе а не сами диски в отдельности. однако исходя из того что некоторые элементы могут выглядеть именно отдельным диском стоит стремиться чтобы этот элемент попал на отдельный пиксель, а еще лучше на несколько чтобы не потерять информацию в результате обработки изображения или попадания диска между пикселями.

_________________
Мой зоопарк:
Биолам (АУ-12 КОН-3)
МБИ-3 (АУ-12 ОИ-14)
Люмам-И1 (АУ-26 МФН-11 КФ-4)
МБИ-15 (ПК-3, без План-Апо)
Carl Zeiss Amplival
Микмед 2 вар. 2
PZO DIC, МФА, 3D Gamma
and etc

В паспорте к БИОЛАМу значится: предельная разрешающая сила объектива 90х1,25 МИ при прямом освещении на длине волны 589 нм составляет 0,29 мкм. Разработчики не учитывают апертуру конденсора? Как Вы думаете, почему?

У меня 1/3" матрица 1600х1200, размер пикселя, наверное, чуть менее 3 мкм. Я использую режим 800х600. Можно ли считать, что каждые 4 соседних пикселя матрицы работают как один эффективный пиксель 6х6 мкм?

Апертура конденсора учитывается при рассчете для освещаемых объектов, для самосветящихся апертура не учитывается поэтому и разные формулы для рассчета расстояния между отдельно различимыми объектами формула с другими коэффициентами. Это как с мощностями на звуковых колонках, внутри все одинаковое а мощности указаны разные.
Насчет пикселов зависит от того как разработчик сделал изменение разрешения.

_________________
Мой зоопарк:
Биолам (АУ-12 КОН-3)
МБИ-3 (АУ-12 ОИ-14)
Люмам-И1 (АУ-26 МФН-11 КФ-4)
МБИ-15 (ПК-3, без План-Апо)
Carl Zeiss Amplival
Микмед 2 вар. 2
PZO DIC, МФА, 3D Gamma
and etc

Mildi,
если взять менее 4 пикселей на диаметр кружка Эри, то в случае разрешения двух точек объективом, в камера покажет их одним вытянутым объектом, и тем самым разрешение объектива будет потеряно. Пять пикселей на диаметр - это минимум, и то при некоторых расположениях точек они могут быть не разрешены. А если у них еще и интенсивности различаются, то разрешение буде точно потеряно.

Сэм-59,
по поводу процедуры изменения разрешения матрицы надо узнавать у производителя конкретной модели. Если происходит усреднение интенсивности четырех пикселей, то шумы изображения уменьшаются в 2 раза (теоретически), а если просто отбрасываются три не нужных - то теряется разрешение и такая матрица работает хуже чем аналогичная, но с вдвое большим размером пикселя.

Вы забыли про расстояния между пикселями, и то что в 4 пикселя надо уложить диск с первым кольцом причем кольцо не обязательно. Потери могут возникнуть только при чрезмерной выдержке когда соседнии пиксели засветятся слабосветящимися кольцами. минимально разрешимое расстояние между отдельными дисками считается по другой формуле кстати она не применима для случая с камерой так как камера имеет более высокий ДД снизу и позволяет различать яркиее объекты неразличимые по яркости для глаза. От того что вы растяните диск Эри на 4,5... 10 или даже 20 пикселей ничего не изменится. Камера покажет именно то что спроецирует на матрицу объектив если он создаст на ней 2 точки то увидим именно 2 точки если вытянутый объект то сколько пикселей не добавляй объект все равно останется вытянутым.
тем более дифракционные диски создаваемые объективом это не пиксели расположенные строго паралельно и перпендикулярно именно поэтому достаточно квадрата 2*2 пикселя на диск чтобы учесть его смещение, растяжка на большее количество пикселей ничего не даст полезного.

пример 8 бит на цвет. итого 256 уровней пусть шумы матрицы и АЦП младшие 2 бита (реальнее всего 1 бит) то имеем 252 различимых значения яркости. два соседних пикселя с учетом шума различат гарантированно 5 единиц яркости что составит менее 2% получится в 2 раза более чувствительнее чем глаз. таким образом 2 объекта создающих засветку между ними за счет дифракции по яркости на 3% меньше чем светят они сами глаз увдит как один объект а камера увидит как 2 объекта. главное чтоб они оба не попали на 1 пиксель или один из них не попал в пространство между пиксилями. Поэтому квадрата 2*2 пикселя вполне достаточно, выше не рациональное использование.

_________________
Мой зоопарк:
Биолам (АУ-12 КОН-3)
МБИ-3 (АУ-12 ОИ-14)
Люмам-И1 (АУ-26 МФН-11 КФ-4)
МБИ-15 (ПК-3, без План-Апо)
Carl Zeiss Amplival
Микмед 2 вар. 2
PZO DIC, МФА, 3D Gamma
and etc

Спасибо, Mildi и Cocteau.

В паспорте БИОЛАМа написано, что предельное разрешение объектива 90х1,25 равно 0,29 мкм "при прямом освещении", т.е. речь идет об освещаемом объекте. Возможно, имеется ввиду освещение параллельными лучами, без конденсора? Это эквивалентно самосветящемуся объекту?

Mildi,
под размером пикселя я понимал расстояние между центрами двух соседних. При расчетах указал, что использована формула разрешения для визуальных наблюдений. Если принять, что у матрицы бесконечное разрешение по интенсивности, то коэффициент в формуле станет 0.525 вместо 0.61. Т.е. теоретический предел разрешения двух точек на 16% лучше визуального. Лучше будет только после обработки дифракционного изображения с разрешением от десятка точек на диаметр диска Эри.
На прикрепленном рисунке два диска Эри с расстояние между центрами равным радиусу и 6 пикселей, по 4 на диск. Видно, что провал посередине останется не замеченным. В случае с 3 и 4 пикселями на диаметр, все сильно зависит от взаимного расположения матрицы и изображения.
Я согласен, что больших деталей на снимке с мелкими пикселями мы не увидим. Поэтому и написал о том как посчитать достаточно минимальный размер пикселя. Для многих случаев 5-6 мкм достаточно и меньше не требуется.


Сэм-59,
в руководстве к МИН-8 написано что разрешение ахромата 90/1,25 составляет 0,24 мкм. Если принять что длина волны света 0,55 мкм, то значит при расчете они приняли апертуру конденсора равной 0,15.

В разных источниках я встречал разные модификации формулы, от 0,525*L/A до 0.61*L/A, причем L у разных авторов колеблется от 0,55 до 0,59 мкм; разброс, однако, от 0,23 до 0,29 мкм без учета апертуры конденсора!

А еще у поляризационных микроскопов есть особенность: для наблюдения коноскопической картины нужна апертура конденсора побольше, а для ортоскопического наблюдения (обычного в биологии) лучше параллельный пучок лучей; поэтому в поляризационных микроскопах идут обычно два конденсора: выокоапертурный для коноскопии и низкоапертурный для ортоскопии. Разрешение имеет смысл для ортоскопии. Возможно, этот конденсор и имеет ЧА = 0,15.