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在科学成像应用中，例如天文学和光学显微镜，电荷耦合器件（CCD）传感器比照相胶片具有许多优势。通过直接产生适用于即时计算机处理的数字格式图像，基于CCD的图像捕获系统非常适合各种当前的显微镜和图像分析方法。特别地，在低光技术中，与胶片相比，此类传感器的灵敏度要高得多，对于这些技术，每个可用信号光子都可能很重要。所有电子图像传感器固有的噪声源多种多样，因此在CCD系统的设计和操作中都必须仔细控制噪声…

科学成像系统的一个重要特征是响应入射光的线性度，特别是在用于定量光度分析时。在采用电荷耦合器件（CCD）传感器的数字相机系统中，CCD的基本功能是将承载图像信息的光子转换为电子信号。在数字化之后，理想情况下，信号输出应与入射在传感器上的光量成线性比例。 入射在传感器上的光子数量和数字输出相关的传递函数由多阶段过程确定，该过程首先在有源像素区域中创建和转移载流子（电子-空穴对），然后转换为电子从电荷…

行间电荷耦合器件架构旨在弥补帧转移CCD的许多缺点。 这些器件由混合结构组成，将单独的光电二极管和相关的并行读出CCD存储区域合并到每个像素元素中。 这两个区域的功能由放置在光屏蔽并行读出CCD元件上方的金属掩模结构隔离。 像素的光屏蔽区域在光电二极管元件旁边，以交替平行阵列的方式横穿CCD垂直轴的长度。阵列中的光电二极管包括像平面，收集由相机或显微镜镜头投射到CCD表面的入射光子。在图像数据已被…

近来在宽场荧光和共聚焦显微镜中的成像应用越来越集中在记录快速瞬态动态过程的苛刻要求上，这些瞬态动态过程可能与非常小的光子信号有关，并且通常只能在活细胞或组织中进行研究。生产高度特异性的荧光标记物和抗体的技术进步，以及相机，激光和计算机硬件的显著进步，为许多领域的许多突破性研究成就做出了贡献。随着通常采用低噪声冷却电荷耦合器件（CCD）检测器的高性能相机系统变得越来越能够以视频速率甚至更高的速度捕获…

微透镜阵列（也称为微透镜阵列或小透镜阵列）用于增加CCD中的光学填充因子，例如行间转移器件，由于金属屏蔽而导致孔径减小。 这些微小的透镜系统用于将光聚焦并聚集到光电二极管表面上，而不是让其落在器件的非感光区域上，在该区域中，CCD收集的成像信息会将其丢失。 典型的小透镜放置方案如图1所示，其中将一个微小的光学透镜策略性地放置在光电二极管的染料层和金属遮光板上。小透镜在CCD的制造过程中以平行阵列的…

一，明场(Bright field BF) 明场镜检是大家比较熟悉的一种镜检方式，广泛应用于病理、检验，用于观察被染色的切片，所有显微镜均能完成此功能。 二，暗场 (Dark field DF) 暗场实际是暗场照明法。它的特点和明场不同，不直接观察到照明的光线，而观察到的是被检物体反射或衍射的光线。因此，视场成为黑暗的背景，而被检物体则呈现明亮的象。暗场的原理是根据光学上的丁道尔现象，微尘在强光直…

显微镜是一种光学仪器，主要用于将物体成像反射到人眼或视频设备。最早的显微镜是由两个组件制作而成的简单显微镜，将肉眼所看不见的物体放大成像。在整个显微镜历史中，其设计已从简单的两个组件发展成为由多个透镜、滤光片、偏振片、 分光器、传感器、照明源，以及一系列其他组件的组合构成的精密显微镜。要深入了解这些复杂光学仪器，就必须先了解显微镜的组件、主要概念和规格及其应用。 显微镜组件 复合式显微镜是由多个透…

将CCD相机与显微镜结合使用的研究人员希望在其系统允许的最大空间分辨率下工作。为了做到这一点，必须使显微镜的放大倍数与CCD适当匹配。 此过程的第一步是确定显微镜的分辨能力。任何光学系统的空间分辨率的极限都是通过光衍射来确定的。达到这一水平的光学系统称为“衍射受限”。在这种情况下，空间分辨率由下式给出： d = 0.61 xlambda / NA 其中d是最小可分辨距离，lambda是被成像光的波…

相机的作用就是将显微镜光路所放大的像拍摄并在显示器上显示出来。在显微镜领域有一个专业术语叫做视场数Field Number（简称FN），用来表征显微镜所成像平面（是一个圆形区域）的直径，这个像通过显微镜和相机之间的中继镜筒后会直接投射在相机的芯片上从而成像。而常规的相机芯片都是矩形，这样在实际成像的时候让这两个形状匹配就会有两种方案： 方案一：获得最大的成像视野 这种方案为了得到显微镜镜下的所有图…

光学显微镜中的视场直径由视场号或简称为FN表示，视场数是在中间像平面测得的以毫米为单位的视场直径。 图1–目镜设计中的视场光阑位置 在大多数情况下，目镜视场光阑的开口直径决定了视场的大小。然后将样品平面中的视场大小定义为视场数除以物镜的放大倍数： 如果在物镜和目镜之间插入辅助透镜，则该透镜的放大倍数也应在方程中通过与物镜放大倍数相乘（在除法运算之前）。尽管视场数通常受到目镜的放大倍率和…