22/02/25Το μέγεθος των pixel της κάμερας αναφέρεται στο φυσικό πλάτος και ύψος της μονάδας pixel στον αισθητήρα της κάμερας, που συνήθως μετριέται σε μικρόμετρα (μm). Αυτή είναι μία από τις πιο σημαντικές προδιαγραφές της κάμερας που πρέπει να βελτιστοποιηθεί για την εφαρμογή απεικόνισης, καθώς επηρεάζει τόσο την ευαισθησία της κάμερας όσο και την ικανότητά της να καταγράφει μικρές λεπτομέρειες.
Ενώ το μέγεθος των pixel του αισθητήρα είναι σημαντικό, στην πραγματικότητα το μέγεθος των pixel της εικόνας που προκύπτει καθορίζει πολλές από τις ιδιότητες απεικόνισης της κάμερας, μετά την εφαρμογή της μεγέθυνσης του οπτικού συστήματος. Το μέγεθος των pixel της εικόνας δίνεται από το μέγεθος των pixel του αισθητήρα, διαιρούμενο με τη συνολική μεγέθυνση του συστήματος. Υπάρχει επομένως μια σημαντική διαφορά μεταξύ των οπτικών συστημάτων σταθερού εστιακού επιπέδου, όπως οι αντικειμενικοί φακοί μικροσκοπίου, και των συστημάτων εστίασης, όπως οι συμβατικοί φακοί κάμερας. Στη δεύτερη περίπτωση, η μεγέθυνση και, επομένως, το πραγματικό μέγεθος των pixel απεικόνισης μπορεί να αλλάξει μετακινούμενοι πιο κοντά ή πιο μακριά από το θέμα απεικόνισης ή χρησιμοποιώντας φακούς ζουμ για να αλλάξετε τη μεγέθυνση.
Για οπτικά συστήματα που χρησιμοποιούν αντικειμενικούς φακούς μικροσκοπίου σταθερού εστιακού επιπέδου ή συστήματα που βασίζονται σε φακούς όπου τόσο το επίπεδο ζουμ όσο και η απόσταση από το θέμα είναι σταθερά, τα μεγαλύτερα pixel μπορούν να συλλέξουν περισσότερο φως, προσφέροντας μεγαλύτερη ευαισθησία. Κατ' αναλογία, αν στοχεύατε στη συλλογή βρόχινου νερού, ένας κουβάς θα ήταν πιο αποτελεσματικός από ένα φλιτζάνι. Η περιοχή των pixel είναι ο σημαντικός παράγοντας, που σημαίνει ότι κατά τη σύγκριση καμερών, ένα pixel που έχει διπλάσιο μέγεθος από το X και το Y έχει τέσσερις φορές μεγαλύτερη περιοχή και επομένως θα εκτεθεί σε τέσσερις φορές τον αριθμό των φωτονίων. Σε καταστάσεις απεικόνισης με χαμηλό φωτισμό, η αύξηση του μεγέθους των pixel μπορεί στη συνέχεια να προσφέρει τεράστια οφέλη στην ευαισθησία, μειώνοντας τον απαιτούμενο χρόνο έκθεσης ή το επίπεδο φωτός.
Σε αυτά τα σταθερά οπτικά συστήματα, το μειονέκτημα των μεγάλων pixel μπορεί να είναι η ανάλυση των λεπτών λεπτομερειών μέσα στην εικόνα. Όσο μεγαλύτερο είναι το pixel, τόσο μεγαλύτερος είναι ο βαθμός «pixilation» της εικόνας. Εάν ένα pixel στην εικόνα σας έχει διάμετρο 1 μm, δεν θα είναι σε θέση να εμφανίσει λεπτομέρειες μικρότερες από περίπου 2 μm χωρίς τα γειτονικά χαρακτηριστικά να θολώσουν σε ένα.
Ωστόσο, το μέγεθος των pixel της κάμερας δεν είναι ο μόνος περιοριστικός παράγοντας στην ανάλυση των λεπτών λεπτομερειών. Το οπτικό σύστημα θα έχει επίσης ένα όριο για το πόσο μικρές μπορούν να είναι οι λεπτομέρειες πριν θολώσουν. Κάθε οπτικό σύστημα θα έχει ένα αντίστοιχο ελάχιστο μέγεθος pixel, κάτω από το οποίο θα παρατηρείται ελάχιστη έως καθόλου βελτίωση στην ανάλυση λεπτομερειών, αλλά θα υπάρχει και πάλι μια επιβάρυνση στην ευαισθησία. Για συστήματα που βασίζονται σε μικροσκόπιο-αντικειμενικό φακό, αυτό το όριο καθορίζεται κυρίως από το Αριθμητικό Διάφραγμα (NA) του αντικειμενικού φακού.
Μια κάμερα με μέγεθος pixel 6,5 μm ταιριάζει ιδανικά με αντικειμενικούς φακούς μικροσκοπίου υψηλής ευαισθησίας 60x. Οι κάμερες με pixel 10 ή 11 μm ταιριάζουν με αντικειμενικούς φακούς 100x υψηλής ευαισθησίας. Σε κάθε περίπτωση, τα μεγαλύτερα pixel μπορούν να αποδώσουν μεγαλύτερη ευαισθησία, αλλά τα μικρότερα pixel δεν θα αποδώσουν καλύτερη ανάλυση λεπτομερειών εικόνας.
