數碼顯微鏡是在傳統(tǒng)顯微鏡上增加了數字圖像傳感器CCD或CMOS的顯微鏡，與計算機、圖像處理、自動化、互聯(lián)網等技術相結合，可衍生出多種產品和應用，如自動顯微鏡、數碼互動顯微鏡、數字切片掃描儀等，能給用戶帶來極大的便利，在教學、醫(yī)療、科研等領域得到廣泛的應用。

作為傳感器，人眼和數字圖像傳感器CCD/CMOS主要有兩方面的不同：一是數字圖像傳感器是由很多離散的感光器件組成，用其作為傳感器接收顯微圖像，實際上是一個數字化過程（也稱為空間采樣）需要滿足采樣定理即奈奎斯特定理，這樣圖像才能準確重建；二是數字圖像傳感器的響應波長與人眼不一樣，所以會受光源光譜特性的影響。本文從空間采樣率和光源這兩方面來分析對數碼顯微圖像分辨率的影響。

空間采樣率對數碼顯微鏡圖像分辨率的影響

奈奎斯特采樣定理是指將模擬信號轉化為數字信號時，要求采樣頻率f_s要大于模擬信號中最高頻率f_max的2倍,即f_s＞f_max才可以通過采樣之后的數字信號準確地重建出模擬信號。對于顯微圖像的數字化，其最高頻率就是由物鏡的極限分辨率決定的，采樣頻率也稱為空間采樣率，一般實際應用時要求空間采樣率為物鏡的極限分辨率的2.8倍左右。

顯微鏡的極限分辨率r是由物鏡的數值孔徑NA和波長λ決定的，滿足式①                    

因此波長越短，顯微鏡的極限分辨率越高。

空間采樣率s的計算式②為

式中p為數字圖像傳感器像素的邊長；β1為顯微物鏡的放大倍率；β2為攝像鏡頭的放大倍率。

因此改變攝像鏡頭的放大倍率，可以改變空間采樣率。選用一組不同放大倍率的攝像鏡頭實現不同的空間采樣率，以研究空間采樣率對數碼圖像分辨率的影響。具體實驗條件如下：

顯微鏡：BA310顯微鏡。

光源：白光LED和鹵素燈（可互換），帶有550/20nm的干涉濾色片。

顯微物鏡：根據式①，其極限分辨率為0.45μm。

攝像頭：CM3-U3-50S5M黑白攝像頭，像素邊長為3.45μm。

觀察標本：采用USAF1951鑒別率板（如圖1）所示，40×/0.75顯微物鏡可觀察的極限線對數為2048（11-1組）。