视频显微镜/电子放大镜的放大倍数的计算公式

最近买了个电子放大镜,关于如何计算放大倍率的方法,千古八方整理如下。

 

电子放大镜的放大倍数的计算公式如下:

总放大倍数 = 目镜倍率 x 物镜倍率 x(显示器尺寸  x 25.4 / CCD靶面对角线尺寸大小) 

 

这里以千古八方组装的放大镜为例,详解各参数的含义。

  1. 电子目镜为工业相机 XW4800-A,CCD的尺寸为1/2.33”
  2. 光学目镜为 0.5X ( 选0.5倍损失了放大倍率,但可以获取到更大的视野 )
  3. 物镜倍率为 0.7X~4.5X
  4. 显示器尺寸为 27寸

1010.jpg

 

首先计算下,CCD靶面对角线尺寸大小,公式为:【16 / 尺寸】

那么 1/2.33” 的CCD 对角线尺寸为  16 / 2.33 ” = 6.87mm

常见的CCD靶面对角线尺寸大小:

1”     =  16mm

1/2”  =  8mm

1/3”  =  6mm

2/3”  =  11mm

1/4”  =  4mm

1/1.8” = 9mm

1/2.8” = 6.46mm

我这里用的是27寸的显示器,所以最终的放大倍率为:

总放大倍数 = 0.5 x [0.7 ~ 4.5] x (27 x 25.4 / 6.87 ) = [35.3 ~ 227.3] 倍

也就是说,我组装的放大镜总的放大倍数在35.3到227.3倍之间连续可调。

 

 


问:CCD尺寸为什么用16mm 不用25.4mm计算?

答: CCD尺寸的说法是参考传统摄像机内的真空摄像管的对角线长短来衡量的,它严格遵守了Optical Format规范,中文译名为光学格式,其数值称为OF值,单位为英寸。因此CCD尺寸的标准OF值计算方法是其实际对角线长度(单位:16mm)也就是说数码相机里的一英寸长度不是工业上的25.4mm,是16mm!!

问:为啥好多相机都写多少万像素?不写CCD尺寸呢?

比如本文的工业相机 XW4800-A, CCD面积为1/2.33”,像素有4800万; 由于CCD面积不变,我们仅提升像素数量的话,比如9600万像素,那每个像素的单位面积就小了一倍,同样时间内,捕获的光子变少, 感光性能降低。通俗来说噪点更多,容易模糊。 

一般相机通常写多少像素,而高端相机通常写CCD尺寸 + 像素, 比如 徕卡(Leica)Q3(不到6万元) 的全画幅(CCD对角线长度为 43.3mm)相机、像素却仅为 6000万。

问:为什么显示器尺寸影响放大倍数?

答: 把显示器、CCD镜头,想象成两个光学镜片,CCD把光反射到显示器上,所以显示器越大,放大倍率越高。 由于总光线强度一定,那么屏幕越大则光线越弱、不清楚。 然后就是数字信号部分,也就是CCD像素和显示器像素对应关系了, 或者叫数字放大倍率。

 

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