[ Pixelméret ] Az egyik legfontosabb kameraspecifikáció a képalkotás optimalizálásához

A kamera pixelmérete a kamera érzékelőjén található pixelegység fizikai szélességét és magasságát jelenti, amelyet jellemzően mikrométerben (μm) mérnek. Ez az egyik legfontosabb kameraspecifikáció, amelyet a képalkotási alkalmazáshoz optimalizálni kell, mivel befolyásolja mind a kamera érzékenységét, mind a finom részletek rögzítésének képességét.

Bár az érzékelő pixelmérete fontos, valójában a kép pixelmérete határozza meg a kamera képalkotási tulajdonságainak nagy részét az optikai rendszer nagyításának alkalmazása után. A kép pixelméretét az érzékelő pixelméretének és a teljes rendszer nagyításának hányadosa adja meg. Ezért jelentős különbség van a fix fókuszsíkú optikai rendszerek, például a mikroszkóp objektívek, és a fókuszálható rendszerek, például a hagyományos kameraobjektívek között. Ez utóbbi esetben a nagyítás és így a tényleges kép pixelmérete módosítható a képalkotó témához közelebb vagy távolabb mozgatással, vagy zoom objektívek használatával a nagyítás módosításához.

Fix fókuszsíkú mikroszkópobjektíveket használó optikai rendszerek, vagy olyan lencse alapú rendszerek esetében, ahol mind a zoom szint, mind a téma távolsága rögzített, a nagyobb pixelek több fényt tudnak összegyűjteni, ami nagyobb érzékenységet biztosít. Hasonlóképpen, ha esővizet szeretnénk gyűjteni, egy vödör hatékonyabb lenne, mint egy csésze. A pixelterület a fontos tényező, ami azt jelenti, hogy a kamerák összehasonlításakor egy kétszer akkora X és Y tengelymérettel rendelkező pixel négyszer nagyobb területtel rendelkezik, ezért négyszer annyi fotonnak lesz kitéve. Gyenge fényviszonyok mellett a pixelméret növelése hatalmas előnyökkel járhat az érzékenység szempontjából, csökkentve a szükséges expozíciós időt vagy fényerőt.

Ezekben a fix optikai rendszerekben a nagy pixelek hátránya a kép finom részleteinek felbontásában jelentkezhet. Minél nagyobb a pixel, annál nagyobb a kép „pixelesedésének” mértéke. Ha a képen egy pixel átmérője 1 μm, akkor nem lesz képes a 2 μm-nél kisebb részleteket megjeleníteni anélkül, hogy a szomszédos jellemzők eggyé ne mosódnának.

A kamera pixelmérete azonban nem az egyetlen korlátozó tényező a finom részletek felbontásában. Az optikai rendszernek is megvan a határa arra vonatkozóan, hogy milyen apró részletek lehetnek, mielőtt elmosódnának. Minden optikai rendszernek van egy megfelelő minimális pixelmérete, amely alatt a részletfelbontásban alig vagy egyáltalán nem tapasztalható javulás, de az érzékenység továbbra is csökken. Mikroszkóp-objektív alapú rendszerek esetén ezt a határt elsősorban az objektív numerikus apertúrája (NA) határozza meg.

Egy 6,5 μm-es pixelméretű kamera ideális esetben 60x-os nagy NA-értékű mikroszkópobjektívekhez illik. A 10 vagy 11 μm-es pixelméretű kamerákhoz 100x-os nagy NA-értékű objektívek szükségesek. Mindkét esetben a nagyobb pixelek nagyobb érzékenységet eredményezhetnek, de a kisebb pixelek nem eredményeznek finomabb képrészlet-felbontást.