相機(jī)的作用說白了就是將顯微鏡光路所放大的像顯示出來。在顯微鏡領(lǐng)域有一個專業(yè)術(shù)語叫做Field Number(以下簡稱FN)，用來表征顯微鏡所成像平面(是一個圓形區(qū)域)的直徑，這個像通過顯微鏡和相機(jī)之間的中繼鏡筒后會直接投射在相機(jī)的芯片上從而成像。而常規(guī)的相機(jī)芯片都是矩形，這樣在實(shí)際成像的時候讓這兩個形狀匹配就會有兩種方案：

方案一：獲得最大的成像視野

這種方案為了得到顯微鏡鏡下的所有圖像，會讓芯片能夠覆蓋整個像平面，也就是圓形像平面與矩形芯片的長邊相切(圖1)。顯微鏡FN小于等于相機(jī)芯片的短邊長度時，就是這種效果。

由于這種情況下芯片上會有一部分像素?zé)o法感光，所以輸出的圖像會現(xiàn)出明顯的"黑角"。但此時圖像所呈現(xiàn)的視野范圍和目鏡下人眼所觀察的視野一致。

圖一 如何獲得顯微鏡輸出的全部視野

方案二：獲得最好的感官效果

一般來說會讓像平面的整個區(qū)域(或者是光場最均勻的區(qū)域)能夠覆蓋包含到整個相機(jī)芯片，也就是芯片是圓形像平面的內(nèi)接矩形(圖2)。顯微鏡的FN大于等于相機(jī)芯片對角線長度時，就是這種效果。

圖二 如何利用芯片全部感光面

該情況下，芯片所有像素均可感光，輸出一副均勻完整的圖像。但此時會損失一部分視野，所顯示的視野比目鏡下觀察到的視野范圍要小。 大多數(shù)情況下的使用習(xí)慣都是按照方案二進(jìn)行匹配，這樣能夠有效利用所有的感光區(qū)域，同時也排除掉像面邊緣光強(qiáng)較弱的部分，只對中間光強(qiáng)均勻的部分成像。至于視野范圍的問題，隨著現(xiàn)今顯微鏡自動化程度越來越高，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)通過平移載物臺加軟件拼接的方式獲取大范圍的圖像。

沒有剛好合適的匹配尺寸怎么辦?

如果FN和芯片尺寸不匹配，則會出現(xiàn)損失較多視野或產(chǎn)生很多"黑角"的情況。為了應(yīng)對這個問題，顯微鏡會在中繼鏡筒中內(nèi)置不同倍數(shù)的透鏡(倍數(shù)會在中繼鏡筒的筒身標(biāo)出)，用來調(diào)整投射在芯片上的像的大小。

圖三 濱松常見相機(jī)型號芯片尺寸和顯微鏡FN的對應(yīng)

常見的倍數(shù)一般有 1×，0.63× 和0.5×，使用時根據(jù)實(shí)際的FN和芯片大小進(jìn)行適配。 以我們的Flash4.0 系列相機(jī)為例，正方形感光區(qū)域的長寬為13.31 mm，對角線為18.8 mm?；旧蟿偤媚軌蜻m配FN為20 mm左右的顯微鏡，或者大于20 mm的顯微鏡。 我們的另一款相機(jī)ORCA-Spark，是一款矩形芯片，長寬分別為11.25 mm × 7.3 mm，對角線長為13.4 mm，此時選擇0.63×的中繼鏡筒可以適配FN=21 mm左右的顯微鏡，而選擇0.5×的鏡筒則可以適配FN=27 mm左右的顯微鏡。

審核編輯黃宇