相機的作用說白了就是將顯微鏡光路所放大的像顯示出來。在顯微鏡領(lǐng)域有一個專業(yè)術(shù)語叫做Field Number(以下簡稱FN)，用來表征顯微鏡所成像平面(是一個圓形區(qū)域)的直徑，這個像通過顯微鏡和相機之間的中繼鏡筒后會直接投射在相機的芯片上從而成像。而常規(guī)的相機芯片都是矩形，這樣在實際成像的時候讓這兩個形狀匹配就會有兩種方案：

方案一：獲得最大的成像視野

這種方案為了得到顯微鏡鏡下的所有圖像，會讓芯片能夠覆蓋整個像平面，也就是圓形像平面與矩形芯片的長邊相切(圖1)。顯微鏡FN小于等于相機芯片的短邊長度時，就是這種效果。

由于這種情況下芯片上會有一部分像素?zé)o法感光，所以輸出的圖像會現(xiàn)出明顯的"黑角"。但此時圖像所呈現(xiàn)的視野范圍和目鏡下人眼所觀察的視野一致。

圖一 如何獲得顯微鏡輸出的全部視野

方案二：獲得最好的感官效果

一般來說會讓像平面的整個區(qū)域(或者是光場最均勻的區(qū)域)能夠覆蓋包含到整個相機芯片，也就是芯片是圓形像平面的內(nèi)接矩形(圖2)。顯微鏡的FN大于等于相機芯片對角線長度時，就是這種效果。

圖二 如何利用芯片全部感光面

該情況下，芯片所有像素均可感光，輸出一副均勻完整的圖像。但此時會損失一部分視野，所顯示的視野比目鏡下觀察到的視野范圍要小。 大多數(shù)情況下的使用習(xí)慣都是按照方案二進行匹配，這樣能夠有效利用所有的感光區(qū)域，同時也排除掉像面邊緣光強較弱的部分，只對中間光強均勻的部分成像。至于視野范圍的問題，隨著現(xiàn)今顯微鏡自動化程度越來越高，已經(jīng)可以實現(xiàn)通過平移載物臺加軟件拼接的方式獲取大范圍的圖像。

沒有剛好合適的匹配尺寸怎么辦?

如果FN和芯片尺寸不匹配，則會出現(xiàn)損失較多視野或產(chǎn)生很多"黑角"的情況。為了應(yīng)對這個問題，顯微鏡會在中繼鏡筒中內(nèi)置不同倍數(shù)的透鏡(倍數(shù)會在中繼鏡筒的筒身標(biāo)出)，用來調(diào)整投射在芯片上的像的大小。

圖三 濱松常見相機型號芯片尺寸和顯微鏡FN的對應(yīng)

常見的倍數(shù)一般有 1×，0.63× 和0.5×，使用時根據(jù)實際的FN和芯片大小進行適配。 以我們的Flash4.0 系列相機為例，正方形感光區(qū)域的長寬為13.31 mm，對角線為18.8 mm?；旧蟿偤媚軌蜻m配FN為20 mm左右的顯微鏡，或者大于20 mm的顯微鏡。 我們的另一款相機ORCA-Spark，是一款矩形芯片，長寬分別為11.25 mm × 7.3 mm，對角線長為13.4 mm，此時選擇0.63×的中繼鏡筒可以適配FN=21 mm左右的顯微鏡，而選擇0.5×的鏡筒則可以適配FN=27 mm左右的顯微鏡。

審核編輯黃宇