22/02/25La dimensione dei pixel della fotocamera si riferisce alla larghezza e all'altezza fisiche dell'unità pixel sul sensore della fotocamera, tipicamente misurate in micrometri (μm). Questa è una delle specifiche più importanti della fotocamera da ottimizzare per la tua applicazione di imaging, poiché influenza sia la sensibilità della fotocamera che la sua capacità di catturare dettagli fini.
Sebbene la dimensione dei pixel del sensore sia importante, è in realtà la dimensione dei pixel dell'immagine risultante a determinare molte delle proprietà di imaging della fotocamera, dopo l'applicazione dell'ingrandimento del sistema ottico. La dimensione dei pixel dell'immagine è data dalla dimensione dei pixel del sensore, divisa per l'ingrandimento totale del sistema. Esiste quindi una differenza significativa tra i sistemi ottici a piano focale fisso, come gli obiettivi dei microscopi, e i sistemi con messa a fuoco, come gli obiettivi delle fotocamere convenzionali. In quest'ultimo caso, l'ingrandimento e quindi la dimensione effettiva dei pixel dell'immagine possono essere modificati avvicinandosi o allontanandosi dal soggetto da riprendere, oppure utilizzando obiettivi zoom per modificare l'ingrandimento.
Per i sistemi ottici che utilizzano obiettivi per microscopio a piano focale fisso, o sistemi basati su lenti in cui sia il livello di zoom che la distanza dal soggetto sono fissi, pixel più grandi possono raccogliere più luce, offrendo una maggiore sensibilità. Per analogia, se si volesse raccogliere l'acqua piovana, un secchio sarebbe più efficace di una tazza. L'area del pixel è il fattore importante, il che significa che, confrontando le fotocamere, un pixel di dimensioni doppie in X e Y ha un'area quattro volte maggiore e quindi sarà esposto a un numero di fotoni quattro volte superiore. In situazioni di imaging in condizioni di scarsa illuminazione, l'aumento delle dimensioni dei pixel può quindi apportare enormi vantaggi alla sensibilità, riducendo il tempo di esposizione o il livello di luce richiesto.
In questi sistemi ottici fissi, lo svantaggio dei pixel di grandi dimensioni può risiedere nella risoluzione dei dettagli più fini all'interno dell'immagine. Più grande è il pixel, maggiore è il grado di "pixelizzazione" dell'immagine. Se un pixel nell'immagine ha un diametro di 1 μm, non sarà in grado di visualizzare dettagli più piccoli di circa 2 μm senza che i dettagli adiacenti si confondano.
Tuttavia, la dimensione dei pixel della fotocamera non è l'unico fattore limitante nella risoluzione dei dettagli più fini. Anche il sistema ottico avrà un limite per quanto piccoli possono essere i dettagli prima che vengano sfocati. Ogni sistema ottico avrà quindi una corrispondente dimensione minima dei pixel, al di sotto della quale si otterrà un guadagno minimo o nullo nella risoluzione dei dettagli, ma si pagherà comunque una penalizzazione in termini di sensibilità. Per i sistemi basati su obiettivi microscopici, questo limite è determinato principalmente dall'apertura numerica (AN) dell'obiettivo.
Una fotocamera con pixel di 6,5 μm è ideale per obiettivi microscopici ad alta risoluzione NA 60x. Le fotocamere con pixel da 10 o 11 μm sono ideali per obiettivi ad alta risoluzione NA 100x. In entrambi i casi, pixel più grandi possono garantire una maggiore sensibilità, ma pixel più piccoli non garantiscono una risoluzione dei dettagli dell'immagine più precisa.
