Digitalmikroskop: 7 interessante Fakten, die Sie wissen sollten

Inhalte

• Was ist ein digitales Mikroskop?
• Wie funktioniert ein digitales Mikroskop?
• Wie benutzt man ein digitales Mikroskop?
• Was ist die Auflösung eines digitalen Mikroskops?
• 2D-Messung
• 3D-Messung
• Was ist der Unterschied zwischen einem Stereomikroskop und einem Digitalmikroskop?

Was sind digitale Mikroskope?

Ein Digitalmikroskop ist eine modifizierte Variante des typischen optischen Mikroskops, bei dem das Ausgabebild von einer Digitalkamera erfasst und auf einem Monitor angezeigt wird. In einem digitalen Mikroskop gibt es keine Möglichkeit, die Probe durch ein Okular zu betrachten. Die meisten digitalen Mikroskope verfügen über eingebaute LED-Lichtquellen, deren Intensität je nach Anforderung gesteuert werden kann.

Ein digitales Mikroskopsystem wird vollständig auf der Grundlage von Computerbildern entwickelt und berücksichtigt keine menschlichen Seheigenschaften. Heutzutage sind digitale Mikroskopsysteme in Form von einfachen USB-Mikroskopen bis hin zu komplexen Industriemikroskopen verfügbar. Die Probe wird auf einen Mikroskop-Objektträger gelegt. Das digitale Mikroskopiesystem ermöglicht ein mehr detaillierte Analyse des Musterexemplars. Einige kommerzielle Mikroskope verzichten auf Beleuchtungsoptiken wie Phasenkonstante Beleuchtung und Köhler Beleuchtung.

Wie funktioniert eine digitale Mikroskopie?

In der allgemeinen digitalen Mikroskopie wird die Probe zuerst auf den Tisch gelegt. Die Probe wird dann abhängig von den Lichtanforderungen beleuchtet. Die von der Probe reflektierten Lichtstrahlen passieren die Objektivlinse des Mikroskops, um ein aufrechtes reales Bild innerhalb des Mikroskopröhrchens zu erzeugen. Der Punkt, an dem das reale Bild erzeugt wird, ist der Ort, an dem das CCD (ladungsgekoppelte Gerät) platziert wird. Lichtstrahlen von diesem Punkt werden vom CCD verarbeitet, um ein vergrößertes Bild der Probe auf dem Monitorbildschirm zu erzeugen. Wenn das Mikroskop anstelle eines CCD eine Digitalkamera verwendet, stimmt der Punkt, an dem das Zwischenbild erzeugt wird, mit dem Brennpunkt des Kameraobjektivs überein.

Die Vergrößerung des vom CCD erzeugten Bildes kann durch Vergrößerung des Monitorbildschirms erhöht werden. Die Breite, Länge, Diagonale und Kreismaße der Probe können auf dem Bildschirm selbst abgerufen werden. Einige fortschrittliche digitale Mikroskope verfügen über eine integrierte Software zur Durchführung solcher Messungen. Die digitale Mikroskopie hilft dabei, sehr klare und hochauflösende Bilder verschiedener Arten lebender und nicht lebender Proben zu erhalten.

Wie benutzt man ein digitales Mikroskop?

Schritt 1: Legen Sie die Probe auf den Mikroskoptisch.

Schritt 2: Beleuchten Sie die Probe mit der entsprechenden Lichtintensität und dem entsprechenden Beleuchtungswinkel.

Schritt 3: Wählen Sie die gewünschte Objektivvergrößerung.

Schritt 4: Verwenden Sie die Fokusknöpfe für Grob- und Feineinstellung, um die Probenprobe auf den richtigen Fokus zu bringen.

Schritt 5: Beobachten Sie das Bild der Probe auf dem Bildschirm und führen Sie die erforderlichen Messungen durch (Breite, Länge, Diagonale und kreisförmige Messungen).

Was ist die Auflösung eines digitalen Mikroskops?

Ein digitales Mikroskop mit einem typischen 2-Megapixel-CCD erzeugt ein Bild von 1600 × 1200 Pixel. Die Bildauflösung hängt in diesem Fall vom Sichtfeld des Kameraobjektivs ab. Wenn wir das horizontale Sichtfeld durch 1600 teilen, kann dies die ungefähre Pixelauflösung ergeben. Die Bildauflösung kann durch Erzeugen eines Subpixelbildes verbessert werden.

Die Pixelverschiebungsmethode wird verwendet, um Bilder mit höherer Auflösung zu erhalten. Bei diesem Verfahren wird ein Aktuator zum physischen Bewegen des CCD verwendet, um mehrere überlappende Bilder auf einmal aufzunehmen. Diese mehreren Bilder werden mit den Bildern im Mikroskop kombiniert, um Bilder mit einer Auflösung von Subpixeln zu erhalten. Bei diesem Verfahren werden Subpixelinformationen bereitgestellt, und die Mittelung eines Standardbildes ist auch ein bekannter Weg, um Subpixelinformationen zu erhalten. Bestimmte Software wurde speziell entwickelt, um die auf dem Monitor angezeigte Bildauflösung zu verbessern.

2D-Messung

Im Allgemeinen neigen digitale Mikroskopsysteme (einschließlich digitaler High-End-Mikroskopsysteme) dazu, die gegebene Probe in 2D zu messen. Diese Messungen werden auf dem Bildschirm durchgeführt, indem einfach der Abstand von einem Pixel zum anderen gemessen wird. Dies ist in der Lage, Breiten-, Längen-, Diagonal-, Kreismessungen und weitere Strukturinformationen bereitzustellen. Einige digitale mikroskopische Systeme können auch die Anzahl der Partikel zählen.

3D-Messung

Einige fortschrittliche digitale Mikroskopsysteme sind jetzt in der Lage, 3D-Messungen bereitzustellen. Dies wird mit Hilfe des Bildstapelns erreicht. Das mikroskopische System nimmt die Bilder der Probe mit Hilfe eines Schrittmotors von der niedrigsten Brennebene im Sichtfeld des Kameraobjektivs zur höchsten Brennebene auf. Diese Bilder werden dann rekonstruiert, um ein 3D-Modell basierend auf dem Bildkontrast zu erzeugen und ein 3D-Farbbild der Probe bereitzustellen.

Diese 3D-Modelle können dann zur Durchführung von Berechnungen verwendet werden. Ihre Genauigkeit hängt jedoch vom Schrittmotor und der Schärfentiefe des Kameraobjektivs ab. Die digitale Mikroskopie wird üblicherweise für verschiedene Materialforschungszwecke wie dynamische Materialexperimente verwendet.

Was ist der Unterschied zwischen einem Stereomikroskop und einem Digitalmikroskop?

Ein Stereomikroskop und ein Digitalmikroskop unterscheiden sich hauptsächlich in der Vergrößerung. Die Vergrößerung des Stereomikroskops ergibt sich aus dem Produkt der Objektivvergrößerung und der Vergrößerung der gegebenen Okularlinse. Da einem digitalen Mikroskop ein Okular fehlt, wird die Vergrößerung durch Multiplikation der Objektivvergrößerung und der Vergrößerung des gegebenen CCD-Monitor-Paares (oder der elektronischen Vergrößerung) angegeben. Die elektronische Vergrößerung kann bestimmt werden, indem das Verhältnis der Abmessung des Bildes auf dem Monitor zur Abmessung der Probe berechnet wird.

In der digitalen Mikroskopie fallen die Strahlen direkt auf die CCD-Kamera. Dies hilft häufig bei der Erzeugung von Bildern mit besserer Auflösung im Vergleich zu Stereomikroskopen. Bei Stereomikroskopen werden im Gegensatz zu digitalen Mikroskopen die Eigenschaften des menschlichen Sehens berücksichtigt.

Um mehr über Mikroskope zu erfahren, besuchen Sie https://techiescience.com/compound-microscope-working-5-important-uses/

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Sanchari Chakraborty

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Ich bin ein eifriger Lerner und interessiere mich derzeit für den Bereich Angewandte Optik und Photonik. Ich bin außerdem aktives Mitglied von SPIE (Internationale Gesellschaft für Optik und Photonik) und OSI (Optical Society of India). Meine Artikel zielen darauf ab, hochwertige wissenschaftliche Forschungsthemen auf einfache, aber informative Weise ans Licht zu bringen. Die Wissenschaft hat sich seit jeher weiterentwickelt. Also versuche ich meinen Teil, die Entwicklung zu nutzen und sie den Lesern zu präsentieren.
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