現(xiàn)在，各種數(shù)字產(chǎn)品已經(jīng)融入到我們的生活中，包括數(shù)字相機(jī)、數(shù)字電視、數(shù)字相框、數(shù)字學(xué)校等等。代碼學(xué)家設(shè)計(jì)了數(shù)字簽名，通信研究人員設(shè)計(jì)了數(shù)字身份證?！皵?shù)字化”已經(jīng)成為過(guò)度使用的流行語(yǔ)，但毫無(wú)疑問(wèn)，自從計(jì)算機(jī)發(fā)明以來(lái)，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)完全改變了我們的世界，未來(lái)它將繼續(xù)改變世界。數(shù)字革命也對(duì)顯微鏡領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。最初的變化來(lái)自于數(shù)碼相機(jī)，因?yàn)閿?shù)碼相機(jī)已經(jīng)為各個(gè)領(lǐng)域的顯微鏡客戶提供了更好的文件記錄和分析設(shè)備?，F(xiàn)在市場(chǎng)上很多數(shù)碼顯微鏡都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于傳統(tǒng)的顯微鏡技術(shù)。新技術(shù)普遍受到廣泛關(guān)注，但歸根結(jié)底是因?yàn)閿?shù)字顯微鏡有很多優(yōu)點(diǎn)，但這并不意味著數(shù)字顯微鏡可以輕松替代所有傳統(tǒng)顯微鏡。因此，確定數(shù)字顯微鏡的約束條件和優(yōu)勢(shì)是一個(gè)值得仔細(xì)考慮和討論的話題。

　　表面分析質(zhì)量

　　數(shù)字顯微鏡在許多行業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是在表面分析方面。斷裂分析、傾斜和垂直表面分析，或者現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)渦輪轉(zhuǎn)子等較大部件，這些只是數(shù)字顯微鏡可以充分突出其潛力的幾個(gè)應(yīng)用示例。然而，在一些應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)的立體或光學(xué)顯微鏡解決方案更實(shí)用、更具成本效益。因此，意見(jiàn)和建議以及豐富的應(yīng)用知識(shí)是正確選擇解決方案的基本條件。然而，成功使用數(shù)字顯微鏡的關(guān)鍵指標(biāo)是什么，數(shù)字顯微鏡和傳統(tǒng)顯微鏡有什么區(qū)別?

　　數(shù)碼顯微鏡是什么?

　　首先，數(shù)字顯微鏡不含眼鏡。樣品可以直接顯示在檢測(cè)器上，客戶可以通過(guò)軟件觀察和分析單通道中的樣品，同時(shí)可以保持舒適輕松的坐姿。數(shù)字顯微鏡的不同部件應(yīng)根據(jù)特定的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行選擇:變焦光學(xué)器件、鏡架、滾動(dòng)載物平臺(tái)等。放大倍率范圍由低到超高。數(shù)字顯微鏡系統(tǒng)需要標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，以便準(zhǔn)確配置，以滿足預(yù)期用途，靈活適應(yīng)一般條件的變化。為了向用戶提供傳統(tǒng)安裝無(wú)法企及的真實(shí)附加值，數(shù)字顯微鏡必須符合以下五項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):

　　對(duì)數(shù)字成像技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化

　　動(dòng)態(tài)觀察加工過(guò)程或物體

　　定性和定量樣品分析

　　顯示和分析高動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的樣品。

　　精益光學(xué)器件便于靈活放置樣品和移動(dòng)使用。

　　數(shù)字顯微鏡具有靈活的傾翻平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)x/y載物平臺(tái)，確保樣品或傾斜表面的每一側(cè)都能可靠地檢測(cè)和分析。

　　經(jīng)過(guò)優(yōu)化的

　　數(shù)字化成像技術(shù)

　　典型的數(shù)字顯微鏡配備了CCD相機(jī)，可以與高分辨率光學(xué)器件完美融合。這款相機(jī)可以保證信息的生成，同時(shí)保持每張圖片的信息量易于管理。然而，人們傾向于根據(jù)數(shù)字相機(jī)的像素來(lái)判斷相機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。很多人認(rèn)為像素越高，相機(jī)越好。但是在顯微鏡中，像素最高的相機(jī)不一定是最好的。判斷哪種相機(jī)具有最佳的顯像效果，關(guān)鍵在于顯微鏡的光學(xué)性能及其應(yīng)用領(lǐng)域。早在數(shù)字顯微鏡“事業(yè)有成”之前，一位美國(guó)科學(xué)家Harrry就已經(jīng)證明了Iquustqu。

　　數(shù)字圖像的分辨率測(cè)量值是指在銳聚焦中顯示的黑白線對(duì)最大值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，顯微鏡每毫米的線大多為3000xNA(數(shù)值孔徑)。除了相機(jī)傳感器上物體的再現(xiàn)比例，上述值可以獲得相機(jī)傳感器實(shí)際捕獲的每毫米線對(duì)數(shù)。這意味著高像素相機(jī)在高放大倍率上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橄鄼C(jī)的分辨率高于光學(xué)系統(tǒng)的分辨率。因此，相機(jī)生成的圖像會(huì)更大，但顯像效果不會(huì)更好。相機(jī)只能生成更多的數(shù)據(jù)，但不能顯示更多的細(xì)節(jié)。

　　由于數(shù)字顯微鏡不含目鏡，因此必須能夠以較高的刷新率在檢測(cè)器上顯示活動(dòng)圖像。理想的刷新率至少為15幀/秒，以確?？蛻羧匀豢梢砸暂p松舒適的姿勢(shì)觀察圖像，即使載物臺(tái)移動(dòng)到xy軸位置。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，加快圖像處理速度會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。隨著圖像捕捉速度的加快，整體樣品處理時(shí)間會(huì)縮短。

　　對(duì)于不含眼鏡的顯微鏡來(lái)說(shuō)，照明是另一個(gè)重要問(wèn)題。燈源設(shè)備應(yīng)盡可能強(qiáng)大耐用，色溫應(yīng)與陽(yáng)光相似，以確保用戶能夠獲得樣品的真實(shí)圖像。金屬蒸汽燈是理想的選擇。如今，市場(chǎng)上提供了一個(gè)可靠的替代方案，用途長(zhǎng)，免維護(hù)，基于LED。

　　定量和定量

　　樣品分析

　　數(shù)字顯微鏡的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一是三維表面模型的快速生成和分析。使用電動(dòng)聚焦驅(qū)動(dòng)器，可以在z軸的每個(gè)聚焦平面上記錄圖像。然后，在每個(gè)單個(gè)圖像中確定聚焦點(diǎn)，并獲得每個(gè)像素的聚焦點(diǎn)。聚焦結(jié)構(gòu)由清晰度最好的像素確定，優(yōu)化的三維模型可以通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算出來(lái)。此外，形狀輪廓可以根據(jù)記錄的銳聚焦距離信息構(gòu)建。

　　無(wú)論是低放大倍率(宏觀物鏡)還是高放大倍率(高性能4740x物鏡)，這種方法都是通用的，可以實(shí)現(xiàn)精確的外觀表面測(cè)量。除了三維剖面，還可以測(cè)量粗糙度、幾何尺寸和體積。

　　為了保證可靠性和準(zhǔn)確性，數(shù)字顯微鏡應(yīng)該配備電子編碼的變焦部件。然后，在記錄過(guò)程中，數(shù)字圖像會(huì)自動(dòng)正確校正。使用常規(guī)系統(tǒng)時(shí)錯(cuò)誤的常見(jiàn)原因是圖像值不當(dāng)。

　　顯示和分析樣品在高動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的樣品

　　為了探索圖像的整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍，大多數(shù)數(shù)字顯微鏡相機(jī)使用16bits純色捕捉(相當(dāng)于65,536種顏色)。但是問(wèn)題是，大多數(shù)計(jì)算機(jī)屏幕和復(fù)印機(jī)的每個(gè)通道只能顯示8bits，相當(dāng)于256個(gè)亮度級(jí)。這就意味著，我們?nèi)搜勰芊直娉龅乃辛炼鹊募?xì)微差別通常都不會(huì)重現(xiàn)。

　　HDR(高動(dòng)態(tài)范圍)方法可用于捕捉高動(dòng)態(tài)范圍的圖像。通過(guò)這些對(duì)比度大的圖像，可以捕捉到整個(gè)范圍的自然亮度細(xì)微差別。像素值與實(shí)際亮度密度之間的比例關(guān)系。由于大多數(shù)屏幕的亮度仍然很低，雖然HDR圖像必須適應(yīng)這個(gè)較低的亮度范圍，但這并不妨礙它們發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。尤其是在屏幕圖像極其暗淡明亮的區(qū)域，樣品的細(xì)節(jié)依然清晰可見(jiàn)。

　　精益光學(xué)器件便于靈活和移動(dòng)。

　　常規(guī)顯微鏡在檢測(cè)傾斜或垂直表面極其微妙的結(jié)構(gòu)時(shí)，往往會(huì)遇到尷尬。例如，只有對(duì)設(shè)備進(jìn)行更大程度的改造，才能獲得更大電路板上焊點(diǎn)的側(cè)視圖。對(duì)于數(shù)字顯微鏡來(lái)說(shuō)，以前不可接近的樣品區(qū)域自然不在話下。

　　靈活的翻轉(zhuǎn)平臺(tái)和旋轉(zhuǎn)x/y軸載體平臺(tái)的完美結(jié)合，讓用戶可以在幾乎任何位置進(jìn)行可靠的檢查和分析。然而，有些產(chǎn)品無(wú)法運(yùn)輸，也無(wú)法從這些產(chǎn)品中截取任何樣品。此時(shí)，靜態(tài)物體可以通過(guò)使用現(xiàn)代便攜式數(shù)碼顯微鏡輕松無(wú)損檢測(cè)。當(dāng)然，移動(dòng)數(shù)碼顯微鏡也非常有利于在多個(gè)地方執(zhí)行質(zhì)量控制任務(wù)。

　　結(jié)論

　　數(shù)字顯微鏡無(wú)疑是傳統(tǒng)顯微鏡的良好替代方案，如果需要頻繁檢查難以記錄的樣品或快速量化3D表面。但如果在實(shí)驗(yàn)中更注重光學(xué)清晰度和各種對(duì)比效果，立體或光學(xué)顯微鏡會(huì)更好。因此，在投資新設(shè)備之前，我們必須做好功課，仔細(xì)衡量每個(gè)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，并從每個(gè)替代方案中獲得全面客觀的意見(jiàn)和建議。