2016年7月25日 星期一

專欄:立體顯微鏡

為什麼從立體顯微鏡看見的影像有立體感呢?
立體顯微鏡為什麼又稱解剖顯微鏡呢?


立體顯微鏡又稱實體顯微鏡、解剖顯微鏡。不同於複式顯微鏡倒立的成像,立體顯微鏡擁有左右分別獨立的物、目鏡,於左、右眼眼分別產生正立放大的像,能得到具有立體感的實體畫面。由於影像為正立且具立體感,標本、物件、工具的位置與移動方向皆與影像相同,操作直覺,在生物實驗中常作輔助解剖用,又稱解剖顯微鏡。

93S.png
(附圖一:立體顯微鏡)


一、立體感

因為觀測視角上的些微差異,左右眼分別看見的影像經過大腦的判斷後就能產生距離感。距離較近的物體,相對於雙眼是位於偏內側的位置,此時物體由左眼看起來偏右/右眼看起來偏左;距離較遠的物體,則越接近兩眼視野的中央部分;無限遠的物體在兩眼看來皆相同,沒有視角的差異,大腦即以此判斷為極遠的物體。

以下由三張圖片簡單說明人類立體感的產生

視角.png
(附圖二:雙眼俯視示意圖)
雙眼視野.png
(附圖三:雙眼視野畫面示意圖)

兩眼視差示意圖.jpg
(附圖四:左右眼視差示意圖)



二、立體顯微鏡

解釋完人類立體感(判別遠近的方式),接下來我們要看看能讓立體顯微鏡產生具有立體感的影像所使用的結構。立體顯微鏡左右兩眼的光線分別獨立由物鏡、目鏡進入眼睛,利用了左右兩眼影像的微小差異,讓人對物件產生立體感。所以立體顯微鏡「必須」具備左右兩個目鏡,通常也有一對物鏡(下圖為立體顯微鏡的物鏡組,由正下方開始順時針方向分別為4倍/1倍/2倍)。

DSC_0364.jpg
(附圖五:立體顯微鏡兩兩成對的物鏡組)

以下為使用手機實際拍攝立體顯微鏡左右兩目鏡的畫面,注意左側「」字 與 右側「」字的邊緣,由此對照圖可見立體顯微鏡左右兩眼的視差。

目鏡視野.jpg
(附圖六:立體顯微鏡目鏡影像)

再加上一般立體顯微鏡倍率較低,不致因景深過淺而造成影像過於平面。如圖,立體顯微鏡便是利用人類雙眼同時觀測時視角的差異,建立對物體的距離感,所以立體顯微鏡的設計也是一項仿生科學喔~

立體顯微鏡專欄就到此告一段落了
下一回我們繼續討論「立體」這件事,敬請期待


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