Ψηφιακό μικροσκόπιο | Εργασία | Βήματα για χρήση | 2 Σημαντικοί τύποι μέτρησης

ΨΗΦΙΑΚΟ ΜΙΚΡΟΚΟΠΟΣ

Περιεχόμενα

Τι είναι τα ψηφιακά μικροσκόπια;

Ένα ψηφιακό μικροσκόπιο είναι μια τροποποιημένη παραλλαγή του τυπικού οπτικού μικροσκοπίου στην οποία Η εικόνα εξόδου καταγράφεται από μια ψηφιακή κάμερα και εμφανίζεται σε μια οθόνη. Σε ένα ψηφιακό μικροσκόπιο, δεν υπάρχει τρόπος προβολής του δείγματος μέσω ενός προσοφθάλμιου φακού. Τα περισσότερα ψηφιακά μικροσκόπια διαθέτουν ενσωματωμένες πηγές φωτός LED των οποίων η ένταση μπορεί να ελεγχθεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

Ένα ψηφιακό μικροσκοπικό σύστημα έχει σχεδιαστεί πλήρως με βάση τις εικόνες του υπολογιστή και δεν λαμβάνει υπόψη τις ιδιότητες της ανθρώπινης όρασης. Σήμερα, ψηφιακά μικροσκοπικά συστήματα διατίθενται με τη μορφή απλών μικροσκοπίων USB σε πολύπλοκα βιομηχανικά μικροσκόπια. Το δείγμα τοποθετείται σε πλάκα μικροσκοπίου. Το ψηφιακό μικροσκοπικό σύστημα επιτρέπει μια πιο λεπτομερή ανάλυση του δείγματος δείγματος. Ορισμένα εμπορικά μικροσκόπια εξαλείφουν τα οπτικά φωτισμού, όπως ο σταθερός φωτισμός φάσης και Φωτισμός Köhler.

ψηφιακό μικροσκόπιο
Ένα ψηφιακό μικροσκοπικό σύστημα. Πηγή εικόνας: Μπραντ Φλίινγκερ - https://www.flickr.com/photos/56155476@N08/5731618209/
Ένα έντομο που παρατηρείται με μικροσκόπιο USB
CC-BY 2.0
Αρχείο: Usbmicroscope3.jpg

Πώς λειτουργεί μια ψηφιακή μικροσκοπία;

Γενικά, ψηφιακή μικροσκοπία, το δείγμα τοποθετείται πρώτα στη σκηνή. Το δείγμα στη συνέχεια φωτίζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις φωτισμού. Οι ακτίνες φωτός αντανακλώνται από το δείγμα που διέρχεται μέσω του αντικειμενικού φακού του μικροσκοπίου για σχηματισμό μιας όρθιας πραγματικής εικόνας μέσα στον σωλήνα μικροσκοπίου. Το σημείο στο οποίο σχηματίζεται η πραγματική εικόνα είναι το σημείο στο οποίο τοποθετείται η CCD (συσκευή με σύνδεση φόρτισης). Οι ακτίνες φωτός από αυτό το σημείο επεξεργάζονται από το CCD για να σχηματίσουν μια μεγεθυμένη εικόνα του δείγματος στην οθόνη της οθόνης. Εάν το μικροσκόπιο χρησιμοποιεί ψηφιακή κάμερα αντί CCD, τότε το σημείο σχηματισμού της ενδιάμεσης εικόνας συμπίπτει με το σημείο εστίασης του φακού της κάμερας.

Η μεγέθυνση της εικόνας που παράγεται από το CCD μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας το μέγεθος της οθόνης της οθόνης. Το πλάτος, το μήκος, οι διαγώνιες και κυκλικές μετρήσεις του δείγματος μπορούν να ληφθούν από την ίδια την οθόνη. Ορισμένα προηγμένα ψηφιακά μικροσκόπια έχουν ενσωματωμένο λογισμικό για την πραγματοποίηση τέτοιων μετρήσεων. Η ψηφιακή μικροσκοπία βοηθά στη λήψη πολύ σαφών και υψηλής ανάλυσης εικόνων διαφόρων τύπων ζωντανών και μη ζωντανών δειγμάτων.

Μια πηγή συνδεδεμένη με φόρτιση ή πηγή εικόνας CCD: https://en.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_device#/media/File:CCD_SONY_ICX493AQA_sensor_side.jpg

Πώς να χρησιμοποιήσετε ένα ψηφιακό μικροσκόπιο;

Βήμα 1: Τοποθετήστε το δείγμα δείγματος στο στάδιο του μικροσκοπίου.

Βήμα 2: Φωτίστε το δείγμα με την κατάλληλη ένταση φωτός και γωνία φωτισμού.

Βήμα 3: Επιλέξτε την απαιτούμενη αντικειμενική μεγέθυνση.

Βήμα 4: Χρησιμοποιήστε τα χοντρά και τα λεπτά κουμπιά εστίασης ρύθμισης για να φέρετε το δείγμα δείγματος στη σωστή εστίαση.

Βήμα 5: Παρατηρήστε την εικόνα του δείγματος στην οθόνη της οθόνης και πραγματοποιήστε τις απαιτούμενες μετρήσεις (πλάτος, μήκος, διαγώνιες και κυκλικές μετρήσεις).

Ποια είναι η ανάλυση ενός ψηφιακού μικροσκοπίου;

Ένα ψηφιακό μικροσκόπιο με τυπικό CCD 2 megapixel δημιουργεί μια εικόνα 1600 × 1200 pixel. Η ανάλυση εικόνας σε αυτήν την περίπτωση εξαρτάται από το οπτικό πεδίο του φακού της κάμερας. Εάν διαιρέσουμε το οριζόντιο οπτικό πεδίο με 1600, μπορεί να δώσει την ανάλυση pixel κατά προσέγγιση. Η ανάλυση εικόνας μπορεί να βελτιωθεί δημιουργώντας μια εικόνα υπο-pixel.

Η μέθοδος Pixel Shift χρησιμοποιείται για τη λήψη εικόνων υψηλότερης ανάλυσης. Σε αυτήν τη μέθοδο, ένας ενεργοποιητής χρησιμοποιείται για τη φυσική μετακίνηση του CCD για τη λήψη πολλαπλών επικαλυπτόμενων εικόνων ταυτόχρονα. Αυτές οι πολλαπλές εικόνες συνδυάζονται με τις εικόνες στο μικροσκόπιο, για τη λήψη εικόνων ανάλυσης υπο pixel. Σε αυτήν τη μέθοδο, παρέχονται πληροφορίες υπο-εικονοστοιχείων και ο μέσος όρος μιας τυπικής εικόνας είναι επίσης ένας γνωστός τρόπος λήψης πληροφοριών υπο-εικονοστοιχείων. Ορισμένο λογισμικό έχει σχεδιαστεί ειδικά για να βελτιώσει την ανάλυση εικόνας που εμφανίζεται στην οθόνη.

Οπτικό πεδίο. φακού κάμερας από τον οποίο εξαρτάται η ανάλυση. Πηγή εικόνας: http://By Dicklyon at English Wikipedia – Transferred from en.wikipedia to Commons., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10783200

Μέτρηση 2D

Γενικά, τα ψηφιακά μικροσκοπικά συστήματα (συμπεριλαμβανομένων των ψηφιακών μικροσκοπικών συστημάτων υψηλής τεχνολογίας) τείνουν να μετρούν το δεδομένο δείγμα στο 2D. Αυτές οι μετρήσεις πραγματοποιούνται στην οθόνη με απλή μέτρηση της απόστασης από το ένα pixel στο άλλο. Αυτό είναι ικανό να παρέχει πλάτος, μήκος, διαγώνιες, κύκλους μετρήσεις και περισσότερες δομικές πληροφορίες. Ορισμένα ψηφιακά μικροσκοπικά συστήματα μπορούν επίσης να μετρήσουν τον αριθμό των σωματιδίων.

Μέτρηση 3D

Ορισμένα προηγμένα ψηφιακά μικροσκοπικά συστήματα είναι πλέον ικανά να παρέχουν 3D μετρήσεις. Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια στοίβαξης εικόνων. Το μικροσκοπικό σύστημα παίρνει τις εικόνες του δείγματος ξεκινώντας από το χαμηλότερο εστιακό επίπεδο στο FOV του φακού της κάμερας έως το υψηλότερο εστιακό επίπεδο με τη βοήθεια ενός βηματικού κινητήρα. Αυτές οι εικόνες στη συνέχεια ανακατασκευάζονται για να παράγουν ένα μοντέλο 3D με βάση την αντίθεση της εικόνας για την παροχή μιας έγχρωμης εικόνας 3D του δείγματος.

Αυτά τα μοντέλα 3D μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τη διεξαγωγή υπολογισμών, ωστόσο, η ακρίβειά τους εξαρτάται από το βήμα κινητήρα και το βάθος πεδίου του φακού της κάμερας. Η ψηφιακή μικροσκοπία χρησιμοποιείται συνήθως για διάφορους ερευνητικούς σκοπούς υλικών, όπως πειράματα δυναμικών υλικών.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός στερεοφωνικού μικροσκοπίου και ενός ψηφιακού μικροσκοπίου;

Ένα στερεοφωνικό μικροσκόπιο και ένα ψηφιακό μικροσκόπιο διαφέρουν κυρίως ως προς τη μεγέθυνση. Η μεγέθυνση στερεοφωνικού μικροσκοπίου δίνεται από το προϊόν της αντικειμενικής μεγέθυνσης και τη μεγέθυνση του δεδομένου φακού προσοφθάλμιου φακού. Δεδομένου ότι ένα ψηφιακό μικροσκόπιο δεν διαθέτει προσοφθάλμιο φακό, η μεγέθυνση δίνεται πολλαπλασιάζοντας την αντικειμενική μεγέθυνση και τη μεγέθυνση του δεδομένου ζεύγους CCD-monitor (ή ηλεκτρονικής μεγέθυνσης). Η ηλεκτρονική μεγέθυνση μπορεί να προσδιοριστεί με τον υπολογισμό της αναλογίας της διάστασης της εικόνας στην οθόνη προς τη διάσταση του δείγματος.

Στην ψηφιακή μικροσκοπία οι ακτίνες πέφτουν απευθείας στην κάμερα CCD. Αυτό βοηθά συχνά στην παραγωγή εικόνων καλύτερης ανάλυσης σε σύγκριση με τα στερεοφωνικά μικροσκόπια. Στα στερεοφωνικά μικροσκόπια λαμβάνονται υπόψη οι ιδιότητες της ανθρώπινης όρασης σε αντίθεση με τα ψηφιακά μικροσκόπια.

Ένα ψηφιακό μικροσκόπιο USB. (τύποι μικροσκοπίου) Πηγή εικόνας:
Ρίκο Σεν
2008 Βραβείο Computex - D & i: Ψηφιακό Μικροσκόπιο AnMo Dino-Lite.http://CC BY-SA 4.0view terms File:2008Computex DnI Award AnMo Dino-Lite Digital Microscope.jpg

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα μικροσκόπια επισκεφθείτε https://lambdageeks.com/compound-microscope-working-5-important-uses/

Σχετικά με το Sanchari Chakraborty

Είμαι πρόθυμος μαθητευόμενος, επί του παρόντος επενδύω στον τομέα της Εφαρμοσμένης Οπτικής και της Φωτονικής. Είμαι επίσης ενεργό μέλος του SPIE (Διεθνής Εταιρεία Οπτικής και Φωτονικής) και του OSI (Optical Society of India). Τα άρθρα μου έχουν ως στόχο να φέρουν στο φως ποιοτικά επιστημονικά ερευνητικά θέματα με απλό αλλά ενημερωτικό τρόπο. Η επιστήμη εξελίσσεται από αμνημονεύτων χρόνων. Γι 'αυτό, προσπαθώ να αξιοποιήσω την εξέλιξη και να το παρουσιάσω στους αναγνώστες.

Ας συνδεθούμε μέσω https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Lambda Geeks