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光学显微镜对比

 当成像标本,在光学显微镜下,在强度和/或颜色差异造成图像对比度,这使得个人的特点和标本的细节变得可见。对比度定义为光照强度之间的形象和相邻的背景,相对的整体背景强度的差异。在一般情况下,最低为0.022%)的对比度值是需要由人眼分辨的图像和它的背景之间的差异。对于其他探测器,如电影,视频摄像机,或光电探测器(CCDCMOS器件),最低的反差往往是一个不同的值。每个探测器,信号信噪比(噪音是所有的光在光学系统没有图像信息的)必须大到足以形成一个连贯的图像的解释。

标本中产生的光的吸收的对比度,亮度,反射,双折射,光散射,衍射,荧光或颜色的变化已经在明显微镜的成像标本的古典意味。映衬或其他邻近的细节一个细节的能力是衡量标本的对比。在一个简单的公式,对比度可以被描述为:

Percent Contrast (C) = ((I(s) – I(b)) × 100)/I(b)

Ib)为背景的强度,IS)是试样的强度。从这个等式,这是显而易见的标本对比度是指图像中的最高和最低的强度之间的关系。在图1所示的图表显示的背景强度上的对比效果。当背景是一个非常暗灰色(IB)等于0.01),在图像强度小的变化,产生一个大的变化相反。通过减轻的背景颜色有点浅灰色(IB)等于0.10),在图像亮度的微小变化,提供一个有用的对比。在较亮的背景颜色(一(b> 0.20),图像对比度是相对不敏感的背景强度,并在我大的变化(二)只产生小的增加或减少图像对比度。

虽然在现代显微镜发现的光学系统可能生产在高放大倍率的高分辨率图像的能力,这种能力是没有足够的对比度在图像毫无价值。对比度是不是一个试样的固有财产,但依赖于光耦合到探测器可靠地记录图像信息的能力的光学系统的效率与试样相互作用。显微镜的光学系统中的图像对比度控制,取决于几个因素,主要是设置光圈隔膜,在光学系统的像差程度,光学对比系统,标本类型,和光探测器。在显微镜有几个网站,让对比度调整。这些领域的光圈,冷凝器光圈,视频检测器的进一步放大,电子照相机伽玛,电影伽玛,印刷纸伽玛,在实时图像处理,以及标本染色。

因为人眼感知自己的形象产生了对比的对象,可以很容易误入歧途,除非有知识的光学事件发生产生图像的对比度。图2说明了三个相同的视场,含无色透明,人类面颊细胞与不同的对比度模式下的光学显微镜成像显微照片:明,相衬,霍夫曼调制对比度。这是很明显的,出现不同的三个图像,以及由于这些变化,显微镜可能到达每个视场从不同的结论。在图2a)所示的细胞成像与显微镜操作与冷凝器的光圈在明模式,关闭足以使试样边缘可见。

使用相衬光学面颊细胞相同的视场是在图2b)所示。注意:黑暗的内心地区和周围的细胞膜和细胞核(所谓的光晕,是文物)如物体的边缘明亮的外地区。这种观点认为,这是困难的指定单元格的边缘,并解释图像中的黑暗与光明的地区的原因。这些细胞也出现相当平坦。最后,在图2c)所示的细胞成像使用霍夫曼调制对比度,图像的一面是黑暗的,而它的对面是光明的,导致伪三维物体的感知。在图2中,每个视场提供了不同的标本形象,并导致不同的解释,只能显微镜有关如何创建这些图像与知识破译。

在光学显微镜,尤其是未染色或物质生活的许多标本,反差如此之差,该标本仍然基本上是无形的客观能力解决或明确分开的细节。通常情况下,只等标本,重要的是不要改变他们杀害或化学染料或固定剂治疗。这种必要性已导致显微镜,企图以提高试样的知名度并没有改变试样本身带来更详细的图像对比度增强了一百多年的技术实验。它是一种常见的做法,以减少冷凝器光圈下面推荐的大小或降低显微镜台下聚光器,以提高标本的对比。不幸的是,虽然这些演习确实会增加对比度,他们也严重降低分辨率和清晰度。

它之前要考虑如何光与物质相互作用的特点,讨论在光镜下控制对比度的方法是有用的。可能是空间相干,语无伦次,或部分相干光照亮标本负责。例如,可以形光束狭缝或环的形式,可以选定的波长,在各个方向振动垂直传播或在一个单一的方向,由于两极分化的方向组成。

一些标本被认为是振幅的对象,因为它们吸收光线,部分或完全,因此可以很容易使用传统的明视野显微镜观察。其他自然颜色或人工与化学颜色染料染色,也可清楚地用显微镜成像。这些污渍或自然的色彩吸收,白色光通过的某些部分和传输或反映其他颜色。通常情况下,污渍相结合,产生的对比色,如蓝色苏木结合细胞质中的粉红色曙红细胞核染色。它是一种常见的做法,利用标本,不容易吸收光线的污渍,从而使眼可见的图像。

其他标本不吸收光线,被称为相位对象。由于人的眼睛只能检测亮度和颜色的差异,相位的变化由于对象必须被转换成强度的差异。阶段标本的特点是几个标准,包括其形状(通常为圆形或扁),内部光散射元素的密度,厚度,以及独特的化学或电气(统称为折射率分组)的结构特性。厚标本可能是比较明确的,只包含一些光散射元素,或不通过光线,使试样的有效不透明传输照明,它们可能包含很多散射元素。这些标本通常被称为反射光标本。

当考虑的光学方法,以提高标本的对比,这是一个可以操纵的这些特性创造的强度变化,使它们可见的标本中有必要考虑各种特性。一个首要的问题是其中的对象的特点,将独特的设置在很多情况下转化成不同的强度。

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