光源對數碼顯微圖像分辨率的影響

提及的波長λ是最終被傳感器接收的波長，此波長與傳感器響應曲線和光源光譜特性有關。作為傳感器，人眼的響應波長為400~700nm，即通常說的可見光，如圖3所示。而對于數字圖像傳感器CCD/CMOS，其響應波長更寬，包括人眼不敏感的紫外和近紅外部分，其中近紅外的波長更長，如圖4所示，這會導致顯微鏡分辨率的下降。因此當光源的光譜包含有人眼不敏感的近紅外光譜或者紫外光譜時，在使用數字圖像傳感器時就會有影響。顯微鏡中常用的光源有白光LED和鹵素燈，其中白光LED的光譜是450~700nm，如圖5所示，與人眼的響應曲線比較接近，而鹵素燈的光譜為400~2500nm如圖6所示，包括了更長波長的紅外部分。在分別使用鹵素燈和白光LED時，由圖像傳感器得到的結果是有區別的。

表2為不同光源下的數碼顯微圖像分辨率，可以發現，人眼在不同光源下觀察到的極限線對是一樣的，都是2048線對，而對于數碼顯微圖像，采用鹵素燈時，觀察到的分辨率會有所下降。主要原因在于鹵素燈有紅外光譜，人眼直接觀察時會將紅外部分濾掉，所以效果與LED相當，而數字圖像傳感器可以響應鹵素燈的紅外波長，所以分辨率會下降。解決辦法就是數字傳感器前放置一個紅外濾色片（俗稱IR-cut），將鹵素燈的紅外部分濾除，得到接近于人眼的響應曲線，這樣就與目視觀察結果一致。因此在使用數碼顯微鏡時，應嚴格遵從采樣定理，并深入研究數碼顯微鏡各個關鍵部件，這樣才能選擇合適的攝像鏡頭、光源、濾色片等，才能滿足采樣定理，準確重建出數字圖像，達到最佳的觀察效果。