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、數(shù)字電視、數(shù)字相框、數(shù)字學校等等。代碼學家設(shè)計了數(shù)字簽名，通信研究人員設(shè)計了數(shù)字身份證?！皵?shù)字化”已經(jīng)成為過度使用的流行語，但毫無疑問，自從計算機發(fā)明以來，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)完全改變了我們的世界，未來它將繼續(xù)改變世界。數(shù)字革命也對顯微鏡領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。最初的變化來自于數(shù)碼相機，因為數(shù)碼相機已經(jīng)為各個領(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)在市場上很多數(shù)碼顯微鏡都遠遠落后于傳統(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)底是因為數(shù)字顯微鏡有很多優(yōu)點，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)勢是一個值得仔細考慮和討論的話題。

　　表面分析質(zhì)量

　　數(shù)字顯微鏡在許多行業(yè)質(zhì)量檢驗方面具有明顯的優(yōu)勢，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)場檢測渦輪轉(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)的立體或光學顯微鏡解決方案更實用、更具成本效益。因此，意見和建議以及豐富的應(yīng)用知識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器上，客戶可以通過軟件觀察和分析單通道中的樣品，同時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)域進行選擇:變焦光學器件、鏡架、滾動載物平臺等。放大倍率范圍由低到超高。數(shù)字顯微鏡系統(tǒng)需要標準化設(shè)計，以便準確配置，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)安裝無法企及的真實附加值，數(shù)字顯微鏡必須符合以下五項技術(shù)標準:

　　對數(shù)字成像技術(shù)進行了優(yōu)化

　　動態(tài)觀察加工過程或物體

　　定性和定量樣品分析

　　顯示和分析高動態(tài)范圍內(nèi)的樣品。

　　精益光學器件便于靈活放置樣品和移動使用。

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

　　經(jīng)過優(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，可以與高分辨率光學器件完美融合。這款相機可以保證信息的生成，同時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)字相機的像素來判斷相機的優(yōu)缺點。很多人認為像素越高，相機越好。但是在顯微鏡中，像素最高的相機不一定是最好的。判斷哪種相機具有最佳的顯像效果，關(guān)鍵在于顯微鏡的光學性能及其應(yīng)用領(lǐng)域。早在數(shù)字顯微鏡“事業(yè)有成”之前，一位美國科學家Harrry就已經(jīng)證明了Iquustqu。

　　數(shù)字圖像的分辨率測量值是指在銳聚焦中顯示的黑白線對最大值。根據(jù)經(jīng)驗規(guī)律，顯微鏡每毫米的線大多為3000xNA(數(shù)值孔徑)。除了相機傳感器上物體的再現(xiàn)比例，上述值可以獲得相機傳感器實際捕獲的每毫米線對數(shù)。這意味著高像素相機在高放大倍率上沒有優(yōu)勢，因為相機的分辨率高于光學系統(tǒng)的分辨率。因此，相機生成的圖像會更大，但顯像效果不會更好。相機只能生成更多的數(shù)據(jù)，但不能顯示更多的細節(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器上顯示活動圖像。理想的刷新率至少為15幀/秒，以確保客戶仍然可以以輕松舒適的姿勢觀察圖像，即使載物臺移動到xy軸位置。在實驗過程中，加快圖像處理速度會更有優(yōu)勢。隨著圖像捕捉速度的加快，整體樣品處理時間會縮短。

　　對于不含眼鏡的顯微鏡來說，照明是另一個重要問題。燈源設(shè)備應(yīng)盡可能強大耐用，色溫應(yīng)與陽光相似，以確保用戶能夠獲得樣品的真實圖像。金屬蒸汽燈是理想的選擇。如今，市場上提供了一個可靠的替代方案，用途長，免維護，基于LED。

　　定量和定量

　　樣品分析

　　數(shù)字顯微鏡的核心競爭優(yōu)勢之一是三維表面模型的快速生成和分析。使用電動聚焦驅(qū)動器，可以在z軸的每個聚焦平面上記錄圖像。然后，在每個單個圖像中確定聚焦點，并獲得每個像素的聚焦點。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結(jié)構(gòu)計算出來。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，可以實現(xiàn)精確的外觀表面測量。除了三維剖面，還可以測量粗糙度、幾何尺寸和體積。

　　為了保證可靠性和準確性，數(shù)字顯微鏡應(yīng)該配備電子編碼的變焦部件。然后，在記錄過程中，數(shù)字圖像會自動正確校正。使用常規(guī)系統(tǒng)時錯誤的常見原因是圖像值不當。

　　顯示和分析樣品在高動態(tài)范圍內(nèi)的樣品

　　為了探索圖像的整個動態(tài)范圍，大多數(shù)數(shù)字顯微鏡相機使用16bits純色捕捉(相當于65,536種顏色)。但是問題是，大多數(shù)計算機屏幕和復(fù)印機的每個通道只能顯示8bits，相當于256個亮度級。這就意味著，我們?nèi)搜勰芊直娉龅乃辛炼鹊募毼⒉顒e通常都不會重現(xiàn)。

　　HDR(高動態(tài)范圍)方法可用于捕捉高動態(tài)范圍的圖像。通過這些對比度大的圖像，可以捕捉到整個范圍的自然亮度細微差別。像素值與實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)這個較低的亮度范圍，但這并不妨礙它們發(fā)揮自己的優(yōu)勢。尤其是在屏幕圖像極其暗淡明亮的區(qū)域，樣品的細節(jié)依然清晰可見。

　　精益光學器件便于靈活和移動。

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

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

　　結(jié)論

　　數(shù)字顯微鏡無疑是傳統(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。但如果在實驗中更注重光學清晰度和各種對比效果，立體或光學顯微鏡會更好。因此，在投資新設(shè)備之前，我們必須做好功課，仔細衡量每個設(shè)備的優(yōu)勢，并從每個替代方案中獲得全面客觀的意見和建議。