顯微系統放大倍率與視野面積,您算對了嗎?
顯微系統放大倍率與視野面積,您算對了嗎?
在架設 DIY顯微系統時,許多使用者常會被各種光學元件的倍率搞混。其實,整體的放大倍率,就是系統中每個光學元件放大倍率相乘的結果。
從物鏡、相機接筒(Camera Tube),到三目鏡筒裡的目鏡,這些元件都會層層疊加,影響最終影像的呈現大小。
混搭品牌時的「陷阱」
這裡有一個關鍵細節:如果系統中所有光學元件(物鏡與管透鏡)都來自同一家廠商,標示的放大倍率通常是準確的。
但 DIY 的樂趣就在於彈性,如果您混用了不同品牌的元件(例如用 Nikon 的物鏡搭配 Thorlabs 的 Cerna 系統),就不能直接看標示。因為不同品牌設計的「管透鏡焦距基準」不同,這時您就需要自行計算整體系統的實際放大倍率。
1. 系統總放大倍率的計算公式
顯微系統的總放大倍率
計算方式如下:



2. 樣品實際面積(FOV)計算
了解總倍率後,您就能算出相機實際拍到的樣品面積。


實測案例:
假設您使用 10X 物鏡(基準 200mm)搭配 0.75X 攝影管:
- 總倍率: 10 x 0.75 = 7.5X
- 觀測視野: 若相機感測器對角線為 11 mm,則實際樣品觀測範圍約為 1.47 mm (11 / 7.5)。

小提醒:
在設計您的 Cerna 系統時,選擇攝影管倍率就像是在「解析度」與「視野」之間做權衡:
・想要看更細微的結構? 選擇 1.0X 攝影管,獲得最高像素解析度。
・想要一次看更大的樣本? 選擇 0.5X 攝影管,能有效增加視野面積,適合觀察組織切片或活體動態。

範例展示
圖73D至73F為小鼠腎臟影像,皆使用同一物鏡及同一台相機拍攝。然而,所使用的相機鏡筒不同。圖73D至73F表明,降低相機鏡筒的放大倍率可以擴大視野,但會犧牲影像細節的大小。
以下提供Thorlabs官網之詳細計算表,協助您精準計算系統配置
https://media.thorlabs.com/contentassets/c6b03786d8fa4d1e97b673c94217a6eb/magnification_fov_calculator_v2.xlsm?v=1116063150