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关于数码显微镜困扰您的 9 个问题

发布时间:2020-12-18      点击次数:304

James DeRose 博士 Georg Schlaffer

徕卡显微系统

 

数码显微系统是显微镜学的流行语之一,此外,还有一些非常有用的常识。徕卡显微系统的产品经理 Georg Schlaffer 常常会被客户和同仁问及有关数码显微系统方面的问题。为了答疑解惑,他与科学作家 Jim DeRose 共同合作,对重要的几个问题进行了全面解答。

到底什么是数码显微系统?
数码显微镜属于带数码相机的光学显微镜,无需配备目镜。电子监控器显示屏会直接显示观察和分析的样品图像。数码显微镜还可以是常规体视或复式显微镜,它们同时配备目镜和相机,能够保存显微镜状态和相机设定值的反馈信息。在本文的接下来部分中,我们提到的“数码显微镜”是指不带目镜的显微镜,例如,Leica DVM6、Leica DMS1000,和 Leica DMS300,而不是配备相机的体视或复式显微镜。
 

左:Leica DVM6 数码显微镜

右:镀金焊盘,汽车用电子设备,总放大倍率:120:1。图像由 Leica DVM6 获取。

 

哪些应用领域可以使用数码显微镜?

在研发、生产和检测、质量控制和保证,以及失效分析过程中,数码显微镜是分析部件和样品并生成检测报告的理想仪器。
 

左:镀金焊盘,汽车用电子设备,总放大倍率:360:1。图像由 Leica DVM6 获取。

右:通过 Leica DVM6 倾斜显示屏予以显示。

 

数码显微镜的优势何在?

数码显微镜显著的优势在于仪器的人机工程学设计。由于监控器会直接显示样品图像,用户可以在保持舒适、放松的直立坐姿的同时,还能即时观察样品,并利用软件分析样品图像,保证用户能以舒适的姿态高效地完成工作。在需要处理高通量样品,或每天需要在显微镜上花费较长时间的情况下,数码显微镜的人机工程学设计就显得意义非凡了。此外,很多数码显微镜还提供允许存储多个用户配置文件的软件。在多人共用一台显微镜时,这项功能非常有用,凭借这项功能,每个用户只需选择自己的显微镜配置文件,几乎无需调节显微镜工作台,即可轻松开始工作。
 

左:纸上印刷图案,总放大倍率:750:1,环形光照明。图像由 Leica DVM6 获取。

右:纸上印刷图案,总放大倍率:750:1,起偏镜开启时的同轴照明。图像由 Leica DVM6 获取。


数码显微镜有哪些限制条件?
相比体视或复式显微镜,数码显微镜存在一个明显的限制条件,即需要电源连接,因为数码显微镜未配备目镜,而样品图像却始终需要显示在监控器上。因此,至少需要一根电源线。通常情况下,数码显微镜还需要连接 PC,或至少需要连接显微镜的显示屏。通过传统的显微镜,用户仍可以选择使用目镜获取样品图像。

 

左:Leica DMS1000 数码显微镜

右:金属部件上的一个孔;自动更新每项变焦设置比例,实现快速测量。图像由 Leica DMS1000 获取。


通过数码显微镜和目镜分别观察到的样品图像相比,结果如何?
原则上,图像是相同的。视场角可能存在差别,这主要取决于我们正在讨论的数码相机和目镜的类型。但是,还有一个重要差别:采用体视显微镜的双筒目镜观察样品,将为您带来数码显微镜的二维图像无法达到的深度。

 

左:表壳,通过环形光照明 (Leica LED3000 RL) 和入射光座捕捉。图像由 Leica DMS1000 获取。右:Leica DMS1000 B 图像:利用透射光座捕捉的秀丽隐杆线虫图像;因不断编码变焦,从而保证快速、简单地测量,即使在不配备电脑的单机模式下亦可实现。


数码显微镜操作上比带目镜的显微镜要简单吗?

尤其对于无经验的用户而言,利用数码显微镜,他们也能够更简单、更快速地获取样品图像。造成上述差别的主要原因是,熟悉设置和调整传统型显微镜,并透过目镜观察样品,这些操作需要花费较长时间。
 

左:果蝇属筛查。图像由 Leica DMS1000 B 获取。

右:利用固定在摇臂机架上的 Leica DMS300 观察印刷电路板样品

 

“编码”的含义是什么?
当显微镜硬件可直接与计算机软件进行通信,且能够利用图像数据完成对特定参数值的追踪和保存时,表示显微镜已完成“编码”。这些特定参数将得以被设定,并因此被称之为已编码参数值。正常情况下,触摸相关按钮,即可调用这些已编码参数,令重复工作和报告变得更轻松。

必须成为显微系统的专家,才能操作数码显微镜吗?
当然不需要。无论是显微系统的新手还是专家,都可以轻松使用数码显微镜。徕卡显微系统提供的数码显微镜,其设计宗旨就是简单易用、开箱即用,大大地减少培训时间。它们配备已编码的功能,能够轻松生成分析报告,令重复工作更加高效。

数码显微镜需要配备哪些部件?
所需配件依据应用领域而定。例如,可以根据所需的放大倍率范围,选择物镜透镜。您还可以在一系列主机和照明系统中进行选择。

以下这些问题会帮助您决定需要哪些部件或功能:

  • 是否需要快速获取高质量数字图像?如果需要,您可以选择高分辨率数码相机。
  • 是否需要高通量样品的快速、实时图像显示?如果需要,您可以将相机速度设置为每秒 30 帧或更快。
  • 是否需要从不同角度观察样品?如果需要,倾斜显微镜镜头或转动样品载物台,实现工作过程或物体的动态观测。
  • 是否需要定性或定量分析样品?如果需要,必须认真选择软件功能。
  • 是否需要平衡图像,同时清晰展示明亮和暗色部分?如果需要,您可以选择 HDR(高动态范围)功能,它能够为您提供所需的图像类型。

 

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