数字显微摄影系统

    1问题的提出

    显微摄影，又称宏观摄影或放大摄影，顾名思义，是利用摄影技术将人眼难以看清楚或根本看不到的微小物体显现为可视的影像。显微摄影系统主要由照相机和显微装置组成，该技术已在科学研究等很多领域得到广泛应用。随着数字摄影技术的发展，为了能够利用数字图像方便地进行显示、处理、分析、对比、传送和保存，将传统显微摄影和现代数字摄影技术相结合，组成数字显微摄影系统，大大扩展了显微摄影的应用范围和实用效果。

    某种微粒型聚合物是正在开发的一类新型化学感应器件，其微粒直径约在0. 3一1. 0 }.A,m。它们不均匀地分布在特制的高分子薄膜中。该类化学感应器件具有随所处环境的温度、酸碱度变化而改变其透光性和体积的特性。为了对其特性进行实时检测，设计了多种方法。数字摄影方法是其中之一。由于该类化学感应器件极其微小，用普通数字照相机拍得的影像没有使用价值。在此需求牵引下，笔者综合利用显微摄影与数字摄影的优势，利用现有器材设计了一套数字显微摄影系统。

    2系统原理及其组成

    2. 1基本原理

    根据摄影成像原理，当被摄物体距镜头的距离小于镜头与成像焦平面的距离时，得到的被摄物体影像将被放大。显微摄影装置就是依据这种原理而设计的。这种物像关系的示意图见图to

    图1中，设物体到镜头的距离(物距)为U，镜头到影像平面的距离(像距)为V，相机焦距为F}所得影像与原物体的比例(倍率)为m，则有

    式(3)说明，在相机焦距不变的情况下，被摄物体与其所得影像的大小取决于像距与物距之比值。增大像距，减小物距，使微小物体拍出尽可能大的影像，以便于观察。这就是显微摄影的基本原理。

    为了使该数字相机能够达到显微摄影的要求，依据上述原理对数字相机进行了技术改造:将数字相机与一台显微镜组合起来，用显微镜的镜头取代原数字相机的镜头，并设计制作了可变长度的镜筒，套接在原显微镜的观察管上，在镜筒的顶端接入数字相机的感光器件(CCD面阵)。该器件再与微型计算机相连，通过数字相机的操作软件来控制相机的调焦、拍摄、影像贮存处理。图2为该数字显微摄影系统基本构成示意图。

    2. 2系统组成

    该系统由硬件和软件两部分组成，其硬件部分有:

    ①立体观测显微镜1台。美国Fisher Scientific公司产品，物镜放大倍率2倍、4倍，焦距0. 20 mm ;