Przy doborze kamery mikroskopowej istotnymi warunkami jakie powinniśmy wziąć pod uwagę są techniki obserwacji i powiększenia mikroskopu, z którym kamera będzie współpracować. Jak pisaliśmy wcześniej ( omawiając podstawowe parametry kamer ) warto zastanowić się jakich powiększeń mikroskopu będziemy używać najczęściej. Generalnie należy kierować się zasadą – im mniejsze powiększenie tym większa rozdzielczość kamery. Wynika to z praw fizyki: przy małym powiększeniu obserwujemy większy fragment próbki, w którym należy spodziewać się większej ilości szczegółów. Przy korzystaniu z mikroskopów stereoskopowych dobrze by było, gdyby kamera z której korzystamy miała minimum rozdzielczość 5 MP. Większe rozdzielczości kamery mikroskopowej przekłada się najczęściej na większy rozmiar matrycy ( przekątną), a co za tym idzie większe pole widzenia (o tym pisaliśmy tutaj) co w mikroskopii stereoskopowej jest niezwykle istotne.
Przy alternatywnych technikach obserwacji sprawa ma się nieco inaczej. W ciemnym polu, kontraście fazowym czy fluorescencji do sensora jest dociera znacznie mniej światła niż w jasnym polu. W związku z tym kamera potrzebuje sensorów wysokoczułych o dużym pikselu, które dużo lepiej sobie radzą w warunkach z małą ilością światła. Wysokoczułe sensory są również pożądane w badawczych obserwacjach mikroskopem stereoskopowym, gdzie w świetle odbitym otrzymujemy znacznie mniej światła niż w świetle przechodzącym w mikroskopie biologicznym. Do tego typu zastosowań odpowiednie są kamery wyposażone w sensor Sony Exmor.
Przetestujmy teraz kilka kamer o skrajnie różnych parametrach na mikroskopie biologicznym Genetic Pro na wszystkich oferowanych przez ten mikroskop powiększeniach. Do dyspozycji mamy obiektywy 4x, 10x, 40x i 100x. Do omówienia tematu skorzystamy z kamer DLT-Cam Basic 2MP USB 2.0, DLT-Cam Pro 2MP USB 2.0, DLT-Cam Pro 6,3 MP USB 3.0 oraz DLT-Cam Pro 20MP USB.3.0.
Poniżej porównanie parametrów kamer:
Jak widzimy, największy sensor ma zdecydowanie kamera 20MP , jak również i najwyższą czułość charakteryzującą sensory Sony Exmor.
Porównajmy najpierw, jak dużą powierzchnię preparatu rejestruje każda kolejna kamera. Porównajmy zdjęcia spreparowanych pręcików lilii pod obiektywem 10x:
Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Basic 2MP (obiektyw 10x)
Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Pro 2MP USB 2.0 (obiektyw 10x)
Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Pro 6,3MP USB 3.0 (obiektyw 10x)
Zdjęcie wykonane kamerą DLT-Cam Pro 20MP USB 3.0 (obiektyw 10x)
Jak widzimy, im większy sensor, tym większa cześć pola widzenia zostanie uchwycona przez kamerę.
Porównajmy sobie teraz ten sam obiekt w preparacie na tym samym zoomie (50%):
Porównanie „powiększeń” jakie dają kamery tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 10x i zoomie 50% dla kamer kolejno: Basic 2MP, Pro 2MP, Pro 6,3MP i Pro 20MP.
Jak widzimy, kamera Basic daje nam najmniejsze pole widzenia. Po pierwsze, ma ona najmniejszy sensor. Po drugie, nie posiada ona adaptera optycznego jaki występuje w kamerach serii PRO. Adaptery optyczne mają za zadanie „dopasować” szerokość wiązki światła wychodzącej z układu optycznego mikroskopu tak, aby pokryła ona całą powierzchnię sensora. W kamerach serii Basic światło trafia z obiektywu prosto na sensor, który rejestruje zaledwie około 30% pola widzenia widzianego w okularach. Dzięki adapterom optycznym w kamery PRO rejestrują ponad 2 razy więcej powierzchni preparatu: około 70% pola widzenia obserwowanego w okularach.
Porównajmy teraz szczegółowość otrzymanego obrazu – tym razem ustawmy zoom każdego obrazu na inną wartość w taki sposób, aby wybrana struktura (centralna wiązka przewodzącą) była na zdjęciu podobnej wielkości jak widać na zdjęciu poniżej:
Jak widać na poniższych zdjęciach, najlepiej na małych powiększeniach radzi sobie kamera 20MP, ale szczegółowość obrazu jest porównywalna z obrazem z kamery 6,3MP. To dowód na to, że nie potrzebujemy bardzo dużych rozdzielczości do obserwacji w jasnym polu w mikroskopie biologicznym.
Im większe powiększenie, tym, różnice w szczegółowości coraz bardziej się zacierają. Wydawałoby się to paradoksalne, lecz na kamerze o sensorze 2MP widzimy taki sam, jeżeli nie bardziej szczegółowy obraz niż w kamerze 20MP!
Najbardziej uniwersalną kamerą do obrazowania w każdym powiększeniu okazała się kamera 6,3MP. Kamery o zbliżonej rozdzielczości (a także wielkości sensora) najlepiej poradzą sobie w różnych powiększeniach.
Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 4x.
Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 10x.
Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 40x.
Porównanie tego samego fragmentu preparatu pod obiektywem 100x.
