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Connaissances microscopiques : termes techniques liés à la microscopie

Août 10, 2023

Connaître la terminologie technique associée à la microscopie est un excellent moyen pour tout le monde de commencer.

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1. DOF (profondeur de champ)

La profondeur de champ (DOF) fait référence à la plage de distances entre l'avant et l'arrière du sujet mesurée par imagerie qui peut obtenir des images claires à l'avant de l'objectif de la caméra ou d'autres imageurs.

Les objets peuvent être vus clairement dans une zone de tolérance malgré de légers changements dans la distance entre l'objet et l'objectif. Cette tolérance dans laquelle les objets sont mis au point est appelée "profondeur de champ".

Plus le sujet est proche, plus la profondeur de champ est petite et plus le sujet est éloigné, plus la profondeur de champ est grande.

 

2. Ouverture numérique

L'ouverture numérique ou N.A. est une valeur numérique qui exprime le pouvoir de résolution d'un objectif et est définie par l'équation suivante.

n : l'indice de réfraction du milieu observé [tel que n (air) = 1]

θ : L'angle formé par l'axe optique et la lumière la plus externe dans le diamètre effectif de la lentille

 

NA = n * sin θ

La résolution de la lentille est déterminée par N.A., mais le rôle de la diffraction ne peut être ignoré. Le phénomène qui fait que la lumière se diffuse comme des ondes est appelé « diffraction ». En raison de la diffraction, même les objectifs à plus haute résolution ne peuvent pas se concentrer sur un seul point, ce qui donne un point focal en forme de disque. La plus petite tache de lumière résoluble est appelée "disque d'Airy". Le rayon du disque d'Airy s'exprime par la formule suivante.

 

λ : longueur d'onde de la lumière

N.A : ouverture numérique

0,61 : valeur fixe

 

r = 0,61 * λ/N.A.

La valeur dérivée de cette formule est la "résolution". Selon cette formule, plus l'ouverture numérique (N.A.) est grande, plus le rayon du disque d'Airy est petit. Par conséquent, plus l'ouverture numérique (N.A.) de l'objectif est grande, plus les caractéristiques pouvant être résolues sont petites et plus l'image est nette.

 

3. Résolution des couleurs

Le nombre de niveaux de gris de couleur que chaque pixel peut exprimer est appelé résolution de couleur (également appelée profondeur de couleur ou profondeur de couleur).

La résolution des couleurs exprime généralement l'intensité des 3 couleurs primaires (rouge, vert et bleu) en combien de niveaux. Le nombre de niveaux représentant chaque couleur dépend du nombre de bits disponibles pour caractériser de manière unique chaque nuance.

 

Par exemple, lors de l'utilisation d'une caméra couleur 8 bits, la gamme de chaque couleur est représentée par 8 bits ou 256 niveaux de gris (c'est-à-dire 2 à la puissance 8).

Lors de l'évaluation des trois couleurs primaires R, G et B, une caméra couleur 8 bits peut représenter 256 × 256 × 256 = 16 777 216 couleurs.

On dit que l'œil humain a la capacité de distinguer environ 10 millions de couleurs. Ainsi, représenter 16,77 millions de couleurs devrait être plus que suffisant. Mais la résolution réelle des couleurs de l'œil humain varie d'une couleur à l'autre (par exemple, l'œil humain est plus sensible au vert).

 

4. Capteur d'image

Un capteur d'image, ou élément photosensible, est un dispositif qui convertit une image optique en un signal électronique, et il est largement utilisé dans les appareils photo numériques et autres dispositifs optiques électroniques.

Les capteurs d'image se composent généralement de nombreuses photodiodes minuscules qui convertissent la lumière en signaux électriques. Une fois que la lumière a atteint le capteur d'image, elle est focalisée sur chaque photodiode à travers une petite lentille, puis le capteur d'image convertit la lumière en un signal électrique et produit l'image finale.

Les capteurs d'image sont capables de recueillir des informations sur l'intensité lumineuse, mais ne peuvent pas reproduire la couleur par eux-mêmes.

Afin de reproduire une image couleur, un filtre de couleur primaire (rouge, vert et bleu) peut être placé devant la photodiode. Alternativement, un filtre à quatre couleurs (cyan, magenta, jaune et vert) peut être utilisé. Cependant, les filtres de couleurs primaires permettent une meilleure reproduction des couleurs et conviennent mieux aux images numériques.

Pour afficher une image à travers un système de microscope numérique, un capteur d'image équipé d'un filtre de couleur convertit la lumière reçue par l'objectif en un signal numérique.

Après traitement, le signal numérique est converti en image et affiché à l'écran.

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