虹綠光電點陣設置軟體

1. 光學顯微鏡和電子顯微鏡的原理

光學顯微鏡的組成結構

光學顯微鏡包括光學系統和機械裝置兩大部分，而數碼顯微鏡還包括數碼攝像系統，現分述如下：

（一）機械裝置

1．機架顯微鏡的主體部分，包括底座和彎臂。

2．目鏡筒位於機架上方，靠圓形燕尾槽與機架固定，目鏡插在其上。根據有否攝像功能，可分為雙目鏡筒和三目鏡筒；根據瞳距的調節方式不同，可分為鉸鏈式和平移式。

3．物鏡轉換器它是一個旋轉圓盤，上有3～5個孔，分別裝有低倍或高倍物鏡鏡頭。轉動物鏡轉換器就可讓不同倍率的物鏡進入工作光路。

4．載物台是放置玻片的平台，其中央具有通光孔。台上有一個彈性的標本夾，用來夾住載玻片。右下方有移動手柄，使載物檯面可在XY雙方向進行移動。

5．調焦機構利用調焦手輪可以驅動調焦機構，使載物台作粗調和微調的升降運動，從而使被觀察物體對焦清晰成像。

6．聚光器調節機構聚光器安裝在其上，調節螺旋可以使聚光器升降，用以調節光線的強弱。

（二）光學系統

1．目鏡它是插在目鏡筒頂部的鏡頭，由一組透鏡組成，可以使物鏡成倍地分辨、放大物像，例如10X、15X等。按照所能看到的視場大小，目鏡可分為視場較小的普通目鏡，和視場較大的大視場目鏡(或稱廣角目鏡)兩類。較高檔顯微鏡的目鏡上還裝有視度調節機構，操作者可以方便快捷地對左右眼分別進行視度調整；此外，在這些目鏡上可以加裝測量分劃板，測量分劃板的象總能清晰地調焦在標本的焦面上；並且，為了防止目鏡被取走以及減少運輸中被損壞的可能性，這些目鏡可以被鎖定。

2．物鏡它安裝在轉換器的孔上，也是由一組透鏡組成的，能夠把物體清晰地放大。物鏡上刻有放大倍數，主要有10X、40X、60X、100X等。高倍物鏡中多採用浸液物鏡，即在物鏡的下表面和標本片的上表面之間填充折射率為1.5左右的液體（如杉木油），它能顯著的提高顯微觀察的解析度。

3．光源有鹵素燈、鎢絲燈、汞燈、熒光燈、金屬鹵化物燈等。

4．聚光器包括聚光鏡、孔徑光闌。聚光鏡由透鏡組成，它可以集中透射過來的光線，使更多的光能集中到被觀察的部位。孔徑光闌可控制聚光器的通光范圍，用以調節光的強度。

（三）數碼攝像系統

1．攝像頭

2．圖像採集卡

3．軟體

4．微機

五、光學顯微鏡的分類

光學顯微鏡有多種分類方法：按使用目鏡的數目可分為雙目和單目顯微鏡；按圖像是否有立體感可分為立體視覺和非立體視覺顯微鏡；按觀察對像可分為生物和金相顯微鏡等；按光學原理可分為偏光、相襯和微差干涉對比顯微鏡等；按光源類型可分為普通光、熒光、紫外光、紅外光和激光顯微鏡等；按接收器類型可分為目視、數碼（攝像）顯微鏡等。常用的顯微鏡有雙目體視顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡、熒光顯微鏡等。

1．雙目體視顯微鏡

雙目體視顯微鏡又稱"實體顯微鏡"或"解剖鏡"，是一種具有正象立體感地目視儀器。在生物、醫學領域廣泛用於切片操作和顯微外科手術；在工業中用於微小零件和集成電路的觀測、裝配、檢查等工作。它具有如下特點：

（1）利用雙通道光路，雙目鏡筒中的左右兩光束不是平行，而是具有一定的夾角--體視角（一般為12度--15度），為左右兩眼提供一個具有立體感的圖像。它實質上是兩個單鏡筒顯微鏡並列放置，兩個鏡筒的光軸構成相當於人們用雙目觀察一個物體時所形成的視角，以此形成三維空間的立體視覺圖像。

（2）象是直立的，便於操作和解剖，這是由於在目鏡下方的棱鏡把象倒轉過來的緣故。

（3）雖然放大率不如常規顯微鏡，但其工作距離很長。

（4）焦深大，便於觀察被檢物體的全層。

（5）視場直徑大。

目前體視鏡的光學結構是：由一個共用的初級物鏡，對物體成象後的兩光束被兩組中間物鏡----變焦鏡分開，並成一體視角再經各自的目鏡成象，它的倍率變化是由改變中間鏡組之間的距離而獲得的，因此又稱為"連續變倍體視顯微鏡"（Zoom-stereomicroscope）。隨著應用的要求，目前體視鏡可選配豐富的選購附件，如熒光，照相，攝象，冷光源等等。

2．金相顯微鏡

金相顯微鏡是專門用於觀察金屬和礦物等不透明物體金相組織的顯微鏡。這些不透明物體無法在普通的透射光顯微鏡中觀察，故金相和普通顯微鏡的主要差別在於前者以反射光，而後者以透射光照明。在金相顯微鏡中照明光束從物鏡方向射到被觀察物體表面，被物面反射後再返回物鏡成像。這種反射照明方式也廣泛用於集成電路矽片的檢測工作。

3．偏光顯微鏡（Polarizingmicroscope）

偏光顯微鏡是用於研究所謂透明與不透明各向異性材料的一種顯微鏡。凡具有雙折射的物質，在偏光顯微鏡下就能分辨的清楚，當然這些物質也可用染色法來進行觀察，但有些則不可能，而必須利用偏光顯微鏡。

（1）偏光顯微鏡的特點

將普通光改變為偏振光進行鏡檢的方法，以鑒別某一物質是單折射（各向同行）或雙折射性（各向異性）。雙折射性是晶體的基本特性。因此，偏光顯微鏡被廣泛地應用在礦物、化學等領域，在生物學和植物學也有應用。

（2）偏光顯微鏡的基本原理

偏光顯微鏡的原理比較復雜，在此不作過多介紹,偏光顯微鏡必須具備以下附件：起偏鏡，檢偏鏡，補償器或相位片，專用無應力物鏡，旋轉載物台。

（3）偏光鏡檢術的方式

a.正相鏡檢（Orthscope）:又稱無畸變鏡檢，其特點是使用低倍物鏡，不用伯特蘭透鏡（BertrandLens）,被研究對象可直接用偏振光研究。同時為使照明孔徑變小，推開聚光鏡的上透鏡。正相鏡檢用於檢查物體的雙折射性。

b.錐光鏡檢（Conoscope）：又稱干涉鏡檢，研究在偏振光干涉時產生的干涉圖樣，這種方法用於觀察物體的單軸或雙軸性。在該方法中，用強會聚偏振光束照明。

（4）偏光顯微鏡在裝置上的要求

a.光源：最好採用單色光，因為光的速度，折射率，和干涉現象由於波長的不同而有差異。一般鏡檢可使用普通光。

b.目鏡：要帶有十字線的目鏡。

c.聚光鏡：為了取得平行偏光，應使用能推出上透鏡的搖出式聚光鏡。

d.伯特蘭透鏡：聚光鏡光路中的輔助部件，這是把物體所有造成的初級相放大為次級相的輔助透鏡。它可保證用目鏡來觀察在物鏡後焦平面中形成的平涉圖樣。

（5）偏光鏡檢術的要求

a.載物台的中心與光軸同軸。

b.起偏鏡和檢偏鏡應處於正交位置。

c.製片不宜過薄。

4．熒光顯微鏡

熒光顯微鏡是用短波長的光線照射用熒光素染色過的被檢物體，使之受激發後而產生長波長的熒光，然後觀察。熒光顯微鏡廣泛應用於生物，醫學等領域。

（1）熒光顯微鏡一般分為透射和落射式兩種類型。

a.透射式：激發光來自被檢物體的下方，聚光鏡為暗視野聚光鏡，使激發光不進入物鏡，而使熒光進入物鏡。它在低倍情況下明亮，而高倍則暗，在油浸和調中時，較難操作，尤以低倍的照明範圍難於確定，但能得到很暗的視野背景。透射式不使用於非透明的被檢物體。

b.落射式：透射式目前幾乎被淘汰，新型的熒光顯微鏡多為落射式，光源來自被檢物體的上方，在光路中具有分光鏡，所以對透明和不透明的被檢物體都適用。由於物鏡起了聚光鏡的作用，不僅便於操作，而且從低倍到高倍，可以實現整個視場的均勻照明。

（2）熒光鏡檢術的注意事項

a.激發光長時間的照射，會發生熒光的衰減和淬滅現象，因此盡可能縮短觀察時間，暫時不觀察時，應用擋板遮蓋激發光。

b.作油鏡觀察時，應用"無熒光油"。

c.熒光幾乎都較弱，應在較暗的室內進行。

d.電源最好裝穩壓器，否則電壓不穩不僅會降低汞燈的壽命，也會影響鏡檢的效果。

目前許多新興生物研究領域應用到熒光顯微鏡，如基因原位雜交（FISH）等等。

5．相襯顯微鏡（Phasecontrastmicroscope）

在光學顯微鏡的發展過程中，相襯鏡檢術的發明成功，是近代顯微鏡技術中的重要成就。我們知道，人眼只能區分光波的波長（顏色）和振幅（亮度），對於無色通明的生物標本，當光線通過時，波長和振幅變化不大，在明場觀察時很難觀察到標本。

相襯顯微鏡利用被檢物體的光程之差進行鏡檢，也就是有效地利用光的干涉現象，將人眼不可分辨的相位差變為可分辨的振幅差，即使是無色透明的物質也可成為清晰可見。這大大便利了活體細胞的觀察，因此相襯鏡檢法廣泛應用於倒置顯微鏡中。

相襯鏡檢法在裝置上與明場不同，有一些特殊要求：

a.環狀光闌（Ringslit）:裝在聚光鏡的下方，而與聚光鏡組合為一體---相襯聚光鏡。它是由大小不同的環形光闌裝在一圓盤內，外面標有10X、20X、40X、100X等字樣，與相對應倍數的物鏡配合使用。

b.相板（Phaseplate）:裝在物鏡的後焦平面處，它分為兩部分，一是通過直射光的部分，為半透明的環狀，叫共軛面；另一是通過衍射光的部分，?quot;補償面"。有相板的物鏡稱"相襯物鏡"，外殼上常有"Ph"字樣。

相襯鏡檢法是一種比較復雜的鏡檢方法，想要得到好的觀察效果，顯微鏡的調試非常重要。除此之外還應注意以下幾個方面：

a.光源要強，全部開啟孔徑光闌；

b.使用濾色片，使光波近於單色。

6．微分干涉對比顯微鏡（）

微分干涉對比鏡檢術出現於60年代，它不僅能觀察無色透明的物體，而且圖象呈現出浮雕壯的立體感，並具有相襯鏡檢術所不能達到的某些優點，觀察效果更為逼真。

（1）原理

微分干涉對比鏡檢術是利用特製的渥拉斯頓棱鏡來分解光束。分裂出來的光束的振動方向相互垂直且強度相等，光束分別在距離很近的兩點上通過被檢物體，在相位上略有差別。由於兩光束的裂距極小，而不出現重影現象，使圖象呈現出立體的三維感覺。

（2）微分干涉對比鏡檢術所需的特殊部件：

a.起偏鏡

b.檢偏鏡

c.渥拉斯頓棱鏡2塊

（3）微分干涉對比鏡檢時的注意事項

a.因微分干涉靈敏度高，製片表面不能有污物和灰塵。

b.具有雙折射性的物質，不能達到微分干涉對比鏡檢的效果。

c.倒置顯微鏡應用微分干涉時，不能用塑料培養皿。

7．倒置顯微鏡（Invertedmicroscope）

倒置顯微鏡是為了適應生物學、醫學等領域中的組織培養、細胞離體培養、浮游生物、環境保護、食品檢驗等顯微觀察。

由於上述樣品特點的限制，被檢物體均放置在培養皿（或培養瓶）中，這樣就要求倒置顯微鏡的物鏡和聚光鏡的工作距離很長，能直接對培養皿中的被檢物體進行顯微觀察和研究。因此，物鏡、聚光鏡和光源的位置都顛倒過來，故稱為"倒置顯微鏡"。

由於工作距離的限制，倒置顯微鏡物鏡的最大放大率為60X。一般研究用倒置顯微鏡都配置有4X、10X、20X、及40X相差物鏡，因為倒置顯微鏡多用於無色透明的活體觀察。如果用戶有特殊需要，也可以選配其它附件，用來完成微分干涉、熒光及簡易偏光等觀察。

目見倒置顯微鏡廣泛應用於patch-clamp,transgeneICSI等領域。

8．數碼顯微鏡

數碼顯微鏡是以攝像頭（即電視攝像靶或電荷耦合器）作為接收元件的顯微鏡。在顯微鏡的實像面處裝入攝像頭取代人眼作為接收器，通過這種光電器件把光學圖像轉換成電信號的圖像，然後對之進行尺寸檢測、顆粒計數等工作。這類顯微鏡可以與計算機聯用，這便於實現檢測和信息處理的自動化，多應用於需要進行大量繁瑣檢測工作的場合。

六、光學顯微鏡的使用規程

（一）實驗時要把顯微鏡放在座前桌面上稍偏左的位置，鏡座應距桌沿6～7cm左右。

（二）打開光源開關，調節光強到合適大小。

（三）轉動物鏡轉換器，使低倍鏡頭正對載物台上的通光孔。先把鏡頭調節至距載物台1～2cm左右處，然後用左眼注視目鏡內，接著調節聚光器的高度，把孔徑光闌調至最大，使光線通過聚光器入射到鏡筒內，這時視野內呈明亮的狀態。

（四）將所要觀察的玻片放在載物台上，使玻片中被觀察的部分位於通光孔的正中央，然後用標本夾夾好載玻片。

（五）先用低倍鏡觀察（物鏡10X、目鏡10x）。觀察之前，先轉動粗動調焦手輪，使載物台上升，物鏡逐漸接近玻片。需要注意，不能使物鏡觸及玻片，以防鏡頭將玻片壓碎。然後，左眼注視目鏡內，同時右眼不要閉合（要養成睜開雙眼用顯微鏡進行觀察的習慣，以便在觀察的同時能用右眼看著繪圖），並轉動粗動調焦手輪，使載物台慢慢下降，不久即可看到玻片中材料的放大物像。

（六）如果在視野內看到的物像不符合實驗要求（物像偏離視野），可慢慢調節載物台移動手柄。調節時應注意玻片移動的方向與視野中看到的物像移動的方向正好相反。如果物像不甚清晰，可以調節微動調焦手輪，直至物像清晰為止。

（七）如果進一步使用高倍物鏡觀察，應在轉換高倍物鏡之前，把物像中需要放大觀察的部分移至視野中央（將低倍物鏡轉換成高倍物鏡觀察時，視野中的物像范圍縮小了很多）。一般具有正常功能的顯微鏡，低倍物鏡和高倍物鏡基本齊焦，在用低倍物鏡觀察清晰時，換高倍物鏡應可以見到物像，但物像不一定很清晰，可以轉動微動調焦手輪進行調節。

（八）在轉換高倍物鏡並且看清物像之後，可以根據需要調節孔徑光闌的大小或聚光器的高低，使光線符合要求（一般將低倍物鏡換成高倍物鏡觀察時，視野要稍變暗一些，所以需要調節光線強弱）。

（九）觀察完畢，應先將物鏡鏡頭從通光孔處移開，然後將孔徑光闌調至最大，再將載物台緩緩落下，並檢查零件有無損傷（特別要注意檢查物鏡是否沾水沾油，如沾了水或油要用鏡頭紙擦凈），檢查處理完畢後即可裝箱。

七、光學顯微鏡的維護

（一）必須熟練掌握並嚴格執行使用規程。

（二）取送顯微鏡時一定要一手握住彎臂，另一手托住底座。顯微鏡不能傾斜，以免目鏡從鏡筒上端滑出。取送顯微鏡時要輕拿輕放。

（三）觀察時，不能隨便移動顯微鏡的位置。

（四）凡是顯微鏡的光學部分，只能用特殊的擦鏡頭紙擦拭，不能亂用他物擦拭，更不能用手指觸摸透鏡，以免汗液玷污透鏡。

（五）保持顯微鏡的乾燥、清潔，避免灰塵、水及化學試劑的玷污。

（六）轉換物鏡鏡頭時，不要搬動物鏡鏡頭，只能轉動轉換器。

（七）切勿隨意轉動調焦手輪。使用微動調焦旋鈕時，用力要輕，轉動要慢，轉不動時不要硬轉。

（八）不得任意拆卸顯微鏡上的零件，嚴禁隨意拆卸物鏡鏡頭，以免損傷轉換器螺口，或螺口松動後使低高倍物鏡轉換時不齊焦。

（九）使用高倍物鏡時，勿用粗動調焦手輪調節焦距，以免移動距離過大，損傷物鏡和玻片。

（十）用畢送還前，必須檢查物鏡鏡頭上是否沾有水或試劑，如有則要擦拭乾凈，並且要把載物台擦拭乾凈，然後將顯微鏡放人箱內，並注意鎖箱。

電子顯微鏡按成象原理不同有透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡兩類。
透射電鏡成象原理與透射式光學顯微鏡完全相同，只不過是將可見光照明換成電子束照明，將玻璃透鏡換成電磁透鏡，將成象的毛玻璃換成熒光屏。由於成象透鏡總是對通過它的光波有衍射效應（相當於小孔衍射），衍射效應會使象變得模糊，影響透鏡的解析度。可以計算照明源的波長越短，衍射效應的影響越小。電鏡中使用的電子波的波長只是可見光的十萬分之一，這樣電鏡的解析度大大提高了。
掃描電鏡成象就完全不同了，它是利用細聚焦高能電子束在樣品表面掃描激發出各種物理信號，如二次電子、背反射電子等。通過相應的檢測器來檢測這些信號，再將其轉換為視頻信號來調制顯像管的亮度。由於信號的強度與樣品表面的形貌、成分有對應關系，那麼逐點在樣品上掃描一個面積，在顯像管上就相應獲得該面積樣品表面的形貌或成分的一副圖象。掃描的面積越小，放大倍數就越高。

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5. 數碼相機的原理

數碼相機原理篇

在數字化浪潮撲面而來的今天，新技術和新產品越來越多地影響著我們的生活，擁有一件數字化的產品也已成為了一種新時尚，照相機無疑是最貼近我們日常生活的用品，而數碼相機以其獨特的性能和特徵，大有取代傳統相機之勢，究竟什麼是數碼相機，它有那些特點，如何選購、使用等。下面我們就來給大家介紹一下。

一．什麼是數碼相機？

所謂數碼相機，是一種能夠進行拍攝，並通過內部處理把拍攝到的景物轉換成以數字格式存放的圖像的特殊照相機。與普通相機不同，數碼相機並不使用膠片，而是使用固定的或者是可拆卸的半導體存儲器來保存獲取的圖像。數碼相機可以直接連接到計算機、電視機或者列印機上。在一定條件下，數碼相機還可以直接接到移動式電話機或者手持PC機上。由於圖像是內部處理的，所以使用者可以馬上檢查圖像是否正確，而且可以立刻列印出來或是通過電子郵件傳送出去。

二．數碼相機的特點：

與傳統的相機相比，數碼相機在拍攝質量上還是有一定的差距的。但是，它也有傳統相機無法比擬的優勢：

數碼相機與傳統相機相比存在以下五大區別：製作工藝不同、拍攝效果不同、拍攝速度不同、存儲介質不同、輸入輸出方式不同。其中最大分別在於記錄影像的方式,請先看看以下的流程：

傳統相機:鏡頭-->底片

數碼相機:鏡頭-->感光晶元-->數碼處理電路-->記憶卡

數碼相機跟傳統相機在影像攝取部份大致相同,主要有拍攝鏡頭,取景鏡頭,閃光燈,感光器和自拍指示燈等,所以只看相機的前面外型,兩者可說是沒多大分別,但在成像及記錄方面,兩者的分別就大了。傳統相機是利用底片這東西,而數碼相機主要靠感光晶元及記憶卡。

雖然單從價錢方面去考慮,數碼相機的價錢比傳統相機貴,但它有很多優點是傳統相機沒有的：

1. 即拍即見：

如果你旅遊或參加一些重要的約會時用傳統相機拍攝，回來後沖洗,赫然發現拍攝的品質不對勁,如太光,太暗,主題被擋甚或完全沒有影像,這時的心情真是難以形容。但用數碼相機就不會發生這種情況,因為差不多所有的數碼相機會有一個叫液晶顯示器(LCD)的東西,它可以立即顯示剛拍下的影像,如果發現不對勁,可以把影像刪除,再重新拍攝,直到您滿意為止。

2.不必考慮拍攝成本：

用傳統相機拍攝,您一般都會特別小心,在同一背景下通常都不會再拍,以免增加沖印費用。但用數碼相機就不用擔心,因拍攝後可慢慢選擇，將最好的影像拿去列印,其餘可刪除或儲存到硬碟。

3.影像品質永遠不變：

用底片或照片記錄影像,時間久了,都會褪色及變壞,無法保持原有的質量。相反由數碼相機拍下的影像只記錄"0"和"1"的資料,可以被正確的儲存在計算機硬碟及其它儲存媒體中,所以數碼影像不論被復制多少次,都可以保持品質一致。

4.可以直接進行編輯使用：

用數碼相機拍下的影像可直接下載到計算機內,然後可通過E-mail的方式把影像立即傳送給別人或客戶,不用花錢和時間在沖印方面。另外也可以將數碼影像應用在網頁設計中,把公司的產品通過自身的網站推廣到世界每一地方,實為電子商務的必備利器。

5.儲存空間少：

數碼相機所拍下來的影像只是一堆數據而已,只要用一些細小的儲存裝置,如硬碟,快閃記憶卡,MO等等,便可存放大量的影像,比用傳統相機要用大量的空間來放底片及照片節省得多。

三．數碼相機的原理與結構：

數碼相機是由鏡頭、CCD、A/D（模/數轉換器）、MPU（微處理器）、內置存儲器、LCD（液晶顯示器）、PC卡（可移動存儲器）和介面（計算機介面、電視機介面）等部分組成，通常它們都安裝在數碼相機的內部，當然也有一些數碼相機的液晶顯示器與相機機身分離。

數碼相機中的工作原理如下：當按下快門時，鏡頭將光線會聚到感光器件CCD（電荷耦合器件）上, CCD是半導體器件，它代替了普通相機中膠卷的位置，它的功能是把光信號轉變為電信號。這樣，我們就得到了對應於拍攝景物的電子圖像，但是它還不能馬上被送去計算機處理，還需要按照計算機的要求進行從模擬信號到數字信號的轉換，ADC（模數轉換器）器件用來執行這項工作。接下來MPU（微處理器）對數字信號進行壓縮並轉化為特定的圖像格式，例如JPEG格式。最後，圖像文件被存儲在內置存儲器中。至此，數碼相機的主要工作已經完成，剩下要做的是通過LCD（液晶顯示器）查看拍攝到的照片。有一些數碼相機為擴大存儲容量而使用可移動存儲器，如PC卡或者軟盤。此外，還提供了連接到計算機和電視機的介面。下面，讓我們來詳細地談一談：

1．鏡頭：

幾乎所有的數碼相機鏡頭的焦距都比較短，當你觀察數碼相機鏡頭上的標識時也許會發現類似"f=6mm"的字樣，它的焦距僅為6毫米！其實，這個焦距和傳統相機還是有所區別的。f=6mm相當於普通相機的50mm鏡頭（因相機不同而不同）。這是怎麼回事呢？原來我們印象中的標准鏡頭、廣角鏡頭、長焦鏡頭以及魚眼鏡頭都是針對35mm普通相機而言的。它們分別用於一般攝影、風景攝影、人物攝影和特殊攝影。各種鏡頭的焦距不同使得拍攝的視角不同，而視角不同產生的拍攝效果也不相同。但是焦距決定視角的一個條件是成像的尺寸，35mm普通相機成像尺寸是24mm×36mm（膠卷），而數碼相機中CCD的成像尺寸小於這個值兩倍甚至十倍，在成像尺寸變小焦距也變小的情況下，就有可能得到相同的視角。所以說上面提及的6mm鏡頭相當普通相機50mm焦距鏡頭。因此在選購數碼相機時，我們不用關心數碼相機的實際焦距是多少，而只要參考換算到35毫米相機鏡頭的焦距就可以了。

2.CCD:

數碼相機使用CCD代替傳統相機的膠卷，因此CCD技術成為數碼相機的關鍵技術，CCD的解析度被作為評價數碼相機檔次的重要依據。CCD是Charge Couple Device的縮寫，被稱為光電荷耦合器件，它是利用微電子技術製成的表面光電器件，可以實現光電轉換功能。在攝像機、數碼相機和掃描儀中被廣泛使用。攝像機中使用的是點陣CCD，掃描儀中使用的是線陣CCD，而數碼相機中既有使用點陣CCD的又有使用線陣CCD的，而一般數碼相機都使用點陣CCD，專門拍攝靜態物體的掃描式數碼相機使用線陣CCD，它犧牲了時間換取可與傳統膠卷相媲美的極高解析度（可高達8400×6000）。CCD器件上有許多光敏單元，它們可以將光線轉換成電荷，從而形成對應於景物的電子圖像，每一個光敏單元對應圖像中的一個像素，像素越多圖像越清晰，如果我們想增加圖像的清晰度，就必須增加CCD的光敏單元的數量。數碼相機的指標中常常同時給出多個解析度，例如640×480和1024×768。其中，最高解析度的乘積為786432（1024×768），它是CCD光敏單元85萬像素的近似數。因此當我們看到"85萬像素CCD"的字樣，就可以估算該數碼相機的最大解析度。

許多早期的數碼相機都採用上述的解析度，它們可為計算機顯示的圖片提供足夠多的像素，因為大多數計算機顯卡的解析度是640×480、800×600、1024×768、1152×864等。CCD本身不能分辨色彩，它僅僅是光電轉換器。實現彩色攝影的方法有多種，包括給CCD器件表面加以CFA（Color Filter Array，彩色濾鏡陣列），或者使用分光系統將光線分為紅、綠、藍三色，分別用3片CCD接收。

3． A/D轉換器:

A/D轉換器又叫做ADC（Analog Digital Converter），即模擬數字轉換器。它是將模擬電信號轉換為數字電信號的器件。A/D轉換器的主要指標是轉換速度和量化精度。轉換速度是指將模擬信號轉換為數字信號所用的時間，由於高解析度圖像的像素數量龐大，因此對轉換速度要求很高，當然高速晶元的價格也相應較高。量化精度是指可以將模擬信號分成多少個等級。如果說CCD是將實際景物在X和Y的方向上量化為若干像素，那麼A/D轉換器則是將每一個像素的亮度或色彩值量化為若干個等級。這個等級在數碼相機中叫做色彩深度。數碼相機的技術指標中無一例外地給出了色彩深度值，那麼色彩深度對拍攝的效果有多大的影響呢？其實色彩深度就是色彩位數，它以二進制的位（bit）為單位，用位的多少表示色彩數的多少。常見的有24位、30位和36位。具體來說，一般中低檔數碼相機中每種基色採用8位或10位表示，高檔相機採用12位。三種基色紅、綠、藍總的色彩深度為基色位數乘以3，即8×3=24位、10×3=30位或12×3=36位。數碼相機色彩深度反映了數碼相機能正確表示色彩的多少，以24位為例，三基色（紅、綠、藍）各佔8位二進制數，也就是說紅色可以分為2^8=256個不同的等級，綠色和藍色也是一樣，那麼它們的組合為256×256×256=16777216，即1600萬種顏色，而30位可以表示10億種，36位可以表示680億種顏色。色彩深度值越高，就越能真實地還原色彩。

4．MPU（微處理器）:

數碼相機要實現測光、運算、曝光、閃光控制、拍攝邏輯控制以及圖像的壓縮處理等操作必須有一套完整的控制體系。數碼相機通過MPU（Microprocessor Unit）實現對各個操作的統一協調和控制。和傳統相機一樣，數碼相機的曝光控制可以分為手動和自動，手動曝光就是由攝影者調節光圈大小、快門速度。自動曝光方式又可以分為程序式自動曝光、光圈優先式曝光和快門優先式曝光。MPU通過對CCD感光強弱程度的分析，調節光圈和快門，又通過機械或電子控制調節曝光。

5．存儲設備：

數碼相機中存儲器的作用是保存數字圖像數據，這如同膠卷記錄光信號一樣，不同的是存儲器中的圖像數據可以反復記錄和刪除，而膠卷只能記錄一次。存儲器可以分為內置存儲器和可移動存儲器，內置存儲器為半導體存儲器，安裝在相機內部，用於臨時存儲圖像，當向計算機傳送圖像時須通過串列介面等介面。 它的缺點是裝滿之後要及時向計算機轉移圖像文件，否則就無法再往裡面存入圖像數據。早期數碼相機多採用內置存儲器，而新近開發的數碼相機更多地使用可移動存儲器。這些可移動存儲器可以是3.5英寸軟盤、PC（PCMCIA）卡、CompactFlash卡、SmartMedia卡等。這些存儲器使用方便，拍攝完畢後可以取出更換，這樣可以降低數碼相機的製造成本，增加應用的靈活性，並提高連續拍攝的性能。存儲器保存圖像的多少取決於存儲器的容量（以MB為單位），以及圖像質量和圖像文件的大小（以KB為單位）。圖像的質量越高，圖像文件就越大，需要的存儲空間就越多。顯然，存儲器的容量越大，能保存的圖像就越多。一般情況下，數碼相機能保存10到200幅圖像。我們在這里為大家介紹一些常用的存儲方案：

·SmartMedia卡，

從2兆到32兆，是最常見的數碼相機存儲卡，由於沒有內置控制部分，成本最低，但是暫時無法突破64兆的極限，但今年可能會有64兆的卡推出。目前大部分的數碼相機用了SM卡，速度上和其他存儲方式差不多，其實內核都是FlashMemory。常見的數碼相機支持品牌，奧林帕斯、富士、東芝等諸多品牌。另外由於MP3播放器也需要存儲卡，由於成本問題也選擇了SM卡，導致SM的需求量增加，所以其價格由於是量產的緣故，跌得很快，是目前最佳性價比的存儲方案。

·CompactFlash卡，

分別有CF1和CF2格式，這是和SM卡齊名的存儲卡，和SM卡的區別是自帶控制模塊，厚度也厚多了。同時除了FlashMemory外還支持其他存儲模式。主要的存儲大小是4、8、15、30、40、64、96、128、224、400等，其中大於128的必須使用CF2的格式。目前的柯達、卡西歐、尼康、佳能等數碼相機都使用CF卡。

·IBM的MicroDrive，

什麼是IBM的MicroDrive?IBM的MicroDrive是IBM專門為數碼相機准備的優秀存儲方案採用CF2介面，兼容CF2存儲卡，只要能插入CF2存儲卡的數碼相機都能使用它，同時有PC卡的介面，在支持PC卡介面的專業數碼相機中也能使用它。它的容量為340兆；另外因為硬碟，所有它的速度也很快，而FlashMemory的速度是無法和硬碟相提並論的，因此除了容量大外，速度也比CF卡快多了，而價格和128兆的CF卡差不多。

Click:

生產移動存儲設備的著名公司Iomega推出的獨特的磁碟。這種體積並不比CF卡大多少的小小磁碟可以存儲40MB的數據，但成本遠遠低於使用快閃記憶體技術的產品。而且，Click可以被計算機存取。

MemoryStick：

由索尼公司推出的存儲設備，體積大概相當於半塊口香糖的大小。其在索尼的全線產品中得到了廣泛的支持，容量也達到了64MB。為了進不步擴展其應用范圍，索尼推出的使用軟盤的數碼相機還能通過轉換器在其上保存數據。

6．LCD（液晶顯示器）：

LCD（Liquid Crystal Display）為液晶顯示屏，數碼相機使用的LCD與筆記本電腦的液晶顯示屏工作原理相同，只是尺寸較小。從種類上講，LCD大致可以分為兩類，即DSTN-LCD（雙掃扭曲向列液晶顯示器）和TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）。與DSTN相比，TFT的特點是亮度高，從各個角度觀看都可以得到清晰的畫面，因此數碼相機中大都採用TFT-LCD。LCD的作用有三個，一為取景、二為顯示、三為顯示功能菜單。

7．輸出介面：

數碼相機的輸出介面主要有計算機通訊介面、連接電視機的視頻介面和連接列印機的介面。常用的計算機通訊介面有串列介面、並行介面、USB介面和SCSI介面。若使用紅外線介面，則要為計算機安裝相應的紅外接收器及其驅動程序。如果你的數碼相機帶有PCMCIA存儲卡，那麼可以將存儲卡直接插入筆記本電腦的PC卡插槽中。軟盤是最常見和最經濟的存儲介質，有些數碼相機就使用軟盤作為存儲介質。直接把軟盤從數碼相機中取出，插入計算機軟盤驅動器即可把圖像文件傳送到計算機中。

6. 光纖照明與LED照明之比較

當今，在綠色照明概念的倡導下，各種照明技術不斷的涌現，光纖照明和LED燈作為新興的照明技術，始終走在綠色照明領域的前沿。

光纖照明是通過光纖把光源發生器的光線傳播到指定區域的一種照明方式,它具有如下特點:

1） 由於光纖的自身特性和光的直線傳播原理，光纖在理論上可以把光線傳播到任何地方，滿足了實際應用的多元性。

2）我們可以通過濾光裝置獲得我們所需要的各種顏色的光，以滿足不同環境下對光色彩的需求。

3）通過光纖尾件的設計和安裝，照明從抽象化轉變為形象化。光纖照明賦予了光線質感、空間感，甚至賦予了光線生命和性格。

4）光纖照明實現了光電分離，這是一個質的飛躍，不僅安全性能提高，而且應用領域大大的拓寬了。

5）塑料光纖照明系統光色柔和，沒有光污染。塑料光纖裝飾照明採用過濾光譜的方式改變光源發光顏色，通過光纖傳導後，色彩更顯柔和純凈，給人的視覺效果非常突出。

6）一般的光源所發生的光譜不僅包括了可見光，還包括了紅外線和紫外線。在一些特殊場合，紅外線和紫外線都是我們避免的，比如文物照明。由於塑料光纖的低損耗窗口位於可見光譜的范圍，紅外線和紫外線的透過率很低，在加上對光源機的特殊處理，所以從光纖發出來的光都是無紅外線和紫外線的冷光。

從特點上了解了光纖照明，現在再看看LED的特點。

LED（Light Emitting Diode）是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體，它改變了白熾燈鎢絲發光與節能燈三基色粉發光的原理，而採用電場發光。它具有如下特點：

1） 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據產品不同而異，所以它是一種比使用高壓電源更安全的電源。

2） 效能：消耗能量比同光效的白熾燈減少80%。

3） 適用性：每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，並且適合於易變的環境。

4） 穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%。

5） 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級。

6） 對環境污染：無有害金屬汞。

7） 顏色：改變電流可以變色，發光二極體方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。

8） 價格：LED的價格比較昂貴，相較於白熾燈，幾只LED的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上300～500隻二極體構成。

由於光纖照明和LED燈的獨特優點，它們已廣泛地應用於各種場合，並在不斷地推廣中。

現將目前國內應用情況和場合簡述如下：

一、光纖照明

由於光纖照明具有的許多特點，使得它的應用很廣泛，現根據不同的使用地點和產生的效果對其典型應用進行分析說明。

1）、電視會議桌面照明

採用端發光系統，配置聚光透鏡型發光終端附件由頂部垂直照射，在桌面形成點狀光斑，適合與會人員讀寫而又不影響幻燈投影講解的進行（在一般照明燈具關閉或亮度調低的情況下）。

2）、置於頂部較高、難以維護或無法承重的場所的效果照明

將端發光系統用於酒店大堂高大穹頂的滿天星造型，配以發散光透鏡型水晶尾件和旋轉式玻璃色盤，可形成星星閃閃發光的動態效果，非一般照明系統可比擬。

3）、建築物室外公共區域的引導性照明

採用落地管式（線發光）系統或地埋點陣指引式（端發光）系統用於標志照明，同一般照明方式相比減少了光源維護的工作量，且無漏電危險。

4）、室外噴泉水下照明

採用端發光系統，配置水下型終端，用於室外噴泉水下照明，且可由音響系統輸出的音頻信號同步控制光亮輸出和光色變換。其照明效果及安全性好於普通的低壓水下照明系統，並易於維護，無漏電危險。

5）、建築物輪廓照明及立面照明

採用線發光系統與端發光系統相結合的方式，進行建築物輪廓及立面照明。其施工方便，安裝周期短，具有較強的時效性，且能夠重復使用，節省投資。

6）、建築物、文物局部照明

採用端發光系統，配置聚光透鏡型或發散光透鏡型發光終端附件用於室內局部照明。如博物館內對溫濕度及紫外線、紅外線有特殊控制要求的絲織品文物、繪畫文物或印刷品文物的局部照明，均採用光纖照明系統。

7）、燈箱、廣告牌照明

線發光光纖柔軟易折不易碎，易被加工成不同的圖案，無電擊危險，無需高壓變壓器,可自動變換光色,並且施工安裝方便,能夠重復使用.因此,常被用於設置在建築物上的廣告牌照明.同傳統的霓虹燈相比,光纖照明具有明顯的使用性能優勢。

二、LED的應用領域

1）、信號指示應用:信號照明是LED單色光應用比較廣泛也是比較早的一個領域，約佔LED應用市場的4%左右。

2）、顯示應用: 指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等， LED用於顯示屏幕的應用約佔LED應用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。

3）、照明應用:

①便攜燈具: 手電筒、頭燈、礦工燈、潛水燈等；

②汽車用燈: 高位剎車燈、剎車燈、轉向燈、倒車燈等， 大功率的LED已被大量用於汽車照明中。

③特殊照明: 太陽能庭院燈、太陽能路燈、水底燈等； 由於LED尺寸小，便於動態的亮度和顏色控制，因此比較適合用於建築裝飾照明。

④背光照明: 普通電子設備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等， LED作為手機顯示的背光源是LED應用最廣泛的領域。

⑤投影光源: 投影儀用RGB光源；

⑥普通照明:各類通用照明燈具、照明光源等；

三、光纖照明和LED的照明效果比較

雖然光纖照明和LED各具特點，應用領域有所重疊，但是效果還是有各自特色的。

優秀的光纖照明極具個性化色彩，能夠滿足人們對光環境的不同需求。裝飾效果美侖美奐，十二星座、滿天星空，讓你感覺到夜晚的靜謐和浪漫；流動的光纖瀑布使人想起「飛流直下三千尺，疑是銀河落九天」的經典場面；光纖三維立體鏡的隨意，斑斑駁駁，如桂雨臨凡，時時挑動著人的好奇；光纖垂簾搖曳生姿、清新淡雅，彷彿讓人回到「簾卷西風」的意境。凝眸窗外星空，光點閃爍，觸手可及，令人喜上眉梢；舉手摘星，卻是光纖拉網屏風。光纖照明可以和人以及周圍的環境共生，甚至可以達到人光合一、情境合一的境界。

而隨著各種色彩的LED的開發和成熟，供消遣使用的單色LED製造色彩變幻效果的技術也越來越成熟。為了改換色彩，系統一般是使用紅、綠和藍光LED（RGB）作為單色光源，再利用被稱為「增色」的技術來製造最終所需的色彩。但是在光的表現手法上，任何其他的照明方式都無法與光纖照明相比擬的。所以，在發展趨勢上，光纖照明仍然占具主導地位。

四、光纖照明和LED照明的市場比較

由於光纖照明和LED照明有本質上的區別，而且表現效果也各有千秋，因此在銷售市場也各有偏重。

盡管光纖照明現在在照明行業所佔有的市場份額比重不是太多，但卻是成正比的加速增長。在每年的美國照明商品展覽會上持續引起參觀人員的關注，特別是對用通常燈有不方便的場所更是如此。如很難接近或者需要光電分離的場所，使用光纖照明系統是最有利的。根據光纖照明的特點,光纖照明的銷售市場主要面對裝飾照明、娛樂燈光、藝術照明以及特殊照明。

LED作為一種新型的光源，從目前的發展趨勢和在綠色照明的概念下，近年來LED的燈具產品開發的種類越來越多，市場份額也在增長。但是，由於大功率的LED的技術還沒有成熟和白光LED的成本不能有效的降下來，所以LED燈具在照明領域不能有效的拓展。

7. 城市亮化工程的優缺點是

優點：

1、亮化工程為城市現代化發展帶來積極的社會效益

如今，我國經濟的飛速發展和城市現代化進程的加快，使得各級政府對城市亮化工作的重視程度不斷提高，城市夜間光環境已經成為了城市風貌不可分離的一部分。建成一些高品質，與城市形象相適應的光環境場所，可以很好的烘托城市的格調，增加城市吸引力，同時也能夠豐富人們的夜間生活，提升居民幸福感，給城市帶來巨大的社會效益。

2、亮化工程為城市各行業發展帶來巨大的經濟效益

亮化工程對街道環境的改善，會推動商業街的發展，提升市民消費水平，拉動經濟增長;此外，城市夜景觀的打造也會對城市旅遊觀光業的發展帶來積極的影響，這有利於商家營業額增長，國家稅收增加，促進城市經濟的繁榮發展;於此同時，亮化工程本身也具有一定的經濟效益，相關行業的發展與城市亮化工程建設相輔相成。

缺點：

1. 城市照明工程總體規劃滯後

城市照明工程設施的建設沒有規劃，也沒有失敗的規劃，存在著有序、不受控制的城市照明現象。

2、復制再復制，盲目模仿

在夜景照明的過程中，一些城市忽視了城市本身的特點、歷史文化特點和自身的財力，盲目學習其他城市燈光建設的特點。

3、只抓節日，忽視平日夜晚的燈光

在節日或重大政治活動中，注意夜晚的燈光是可以理解的。然而，城市夜間照明並不只是為了幾個節日，它不是城市夜間照明的目的

4、城市照明工程忽視了白天的景觀和安全

有些夜景照明在晚上非常漂亮，但在白天並不漂亮，與周圍環境不協調，存在安全隱患。