Ψηφιακό Μικροσκόπιο- Ορισμός, Αρχή, Μέρη, Τύποι, Παραδείγματα, Χρήσεις

Ψηφιακό Μικροσκόπιο- Ορισμός, Αρχή, Μέρη, Τύποι, Παραδείγματα, Χρήσεις

September 30, 2022 0 Von admin

Τι είναι το ψηφιακό μικροσκόπιο;

Ένα ψηφιακό μικροσκόπιο είναι ένα σύγχρονο μικροσκόπιο που στερείται προσοφθάλμιου φακού, μια τεράστια διαφορά από το παραδοσιακό οπτικό μικροσκόπιο. Έχουν μια ψηφιακή κάμερα που είναι ο ανιχνευτής και η συσκευή εξόδου εικόνας. Η εμφάνιση της εικόνας γίνεται σε οθόνη υπολογιστή ή οθόνη, ορίζοντας το ψηφιακό εύρος του μικροσκοπίου. Η φωτεινή πηγή αυτού του μικροσκοπίου είναι μια ενσωματωμένη πηγή LED σε σύγκριση με το οπτικό μικροσκόπιο του οποίου η φωτεινή πηγή είναι προσβάσιμη από έξω από το μικροσκόπιο μέσω ενός προσοφθάλμιου φακού. Επομένως, στο ψηφιακό μικροσκόπιο, η πρόσβαση στα ανθρώπινα οπτικά εξαλείφεται αφού ολόκληρη η συσκευή διαθέτει σύστημα παρακολούθησης εικόνας. Υπάρχουν παραλλαγές του ψηφιακού μικροσκοπίου, συμπεριλαμβανομένων των ψηφιοποιημένων μικροσκοπίων USB, τα οποία είναι πολύ ακριβά βιομηχανοποιημένα ψηφιακά μικροσκόπια, όπως ο φωτισμός Kohler και ο φωτισμός αντίθεσης φάσης, με εγκατεστημένες κάμερες web και φακούς μακροεντολής.

Το πρώτο ψηφιακό μικροσκόπιο κατασκευάστηκε το 1986 στο Τόκιο της Ιαπωνίας το οποίο αποτελούσε ένα κουτί ελέγχου και έναν φακό που συνδέθηκε με την κάμερα. Αυτή τη στιγμή είναι γνωστή ως Hirox Co. LTD. Λόγω της ηλεκτρονικής σύνδεσής του, μπορεί να χειριστεί πολύ μεγάλα ψηφιακά δεδομένα που λαμβάνονται από την ψηφιοποιημένη κάμερα που είναι εγκατεστημένη στο μικροσκόπιο. Το 2005, κατασκευάστηκε ένα πιο προηγμένο ψηφιακό μικροσκόπιο που δεν απαιτούσε υπολογιστή, αντίθετα, είχε μια ενσωματωμένη μονάδα που αποτελούσε οθόνη και υπολογιστή. Το 2015, όμως, κατασκευάστηκε και ένα νέο ψηφιοποιημένο μικροσκόπιο, με εξωτερικό υπολογιστή, που διαθέτει σύνδεση USB, η οποία επεκτάθηκε στη μακροζωία και την ταχύτητα του υπολογιστή. Αυτό μείωσε τις συνδέσεις εξωτερικών καλωδίων κατά μήκος του μεγέθους του ίδιου του υπολογιστή μειώθηκε. Διαθέτουν λογισμικό επεξεργασίας εικόνας, που προσαρμόζει τη φωτεινότητα της εικόνας, ενισχύει την αντίθεση, την κλίμακα και την περικοπή της εικόνας.

Ψηφιακό Μικροσκόπιο

Πηγή εικόνας: Jiusion. και Celestron

Αρχή Ψηφιακού Μικροσκοπίου

Τα ψηφιακά μικροσκόπια διαθέτουν το υλικό και τα εργαλεία λογισμικού που επιτρέπουν τη λειτουργικότητά τους στην εστίαση και την εξαγωγή μιας εικόνας από ένα δείγμα. Χρησιμοποιώντας εγκατεστημένο λογισμικό, λαμβάνεται η εικόνα από το δείγμα που μπορεί να δει κανείς στην οθόνη της οθόνης του υπολογιστή. Ανάλογα με το λογισμικό, οι οπτικοποιημένες εικόνες μπορούν να ληφθούν ως ακίνητα ή κινούμενα βίντεο, μπορούν να εγγραφούν, να επεξεργαστούν, να περικοπούν, να επισημανθούν και να αποθηκευτούν. Το λογισμικό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση των μεγεθών της εικόνας, τη μεγέθυνση και την τροποποίηση της εικόνας με διάφορους τρόπους.

Μέρη ψηφιακού μικροσκοπίου

Η ανάπτυξη του ψηφιακού μικροσκοπίου λαμβάνει υπόψη δύο από τις κύριες λειτουργίες του. Οι λειτουργίες εισόδου και εξόδου και από αυτή την άποψη, το ψηφιακό μικροσκόπιο αποτελείται από δύο κύρια μέρη.

  1. Το υλικό – Αυτό είναι κυρίως το αναλογικό τμήμα του μικροσκοπίου, με μια πηγή φωτός, το αναλογικό μικροσκόπιο, μια κάμερα και τα εξαρτήματα της κάμερας. η Κάμερα αντικαθιστά το προσοφθάλμιο του παραδοσιακού μικροσκοπίου. Η εικόνα από το δείγμα εστιάζει στην κάμερα και εμφανίζεται στην οθόνη του υπολογιστή, η οποία στη συνέχεια αποθηκεύεται και μπορεί επίσης να υποβληθεί σε επεξεργασία.
  2. Το λογισμικό – Αυτό είναι το τμήμα του μικροσκοπίου που διαθέτει τα προγράμματα οδήγησης της κάμερας και το λογισμικό επεξεργασίας εικόνας, το οποίο έχει οργανωμένες μονάδες που περιλαμβάνουν τη μονάδα προβολής, τη μονάδα ρύθμισης φωτεινότητας, τη μονάδα αντίθεσης εικόνας, τη μονάδα εξισορρόπησης ιστογράμματος, τη μονάδα κλίμακας εικόνας και τη μονάδα περικοπής εικόνας. Η μονάδα προβολής εικόνων εμφανίζει συνεχώς το δείγμα και καταγράφει την εικόνα από το μικροσκόπιο που αποθηκεύεται και επεξεργάζεται ανάλογα με τις προτιμήσεις του χρήστη. Η μονάδα ρύθμισης φωτεινότητας εικόνας βελτιώνει τη φωτεινότητα της εικόνας ανάλογα με το πόσο φως εστιάζεται στο δείγμα. Ελέγχει την ένταση του φωτός σε pixel. Η προσαρμογή της φωτεινότητας της εικόνας λαμβάνει χώρα σε έναν μετασχηματισμό κλίμακας του γκρι που αντιπροσωπεύεται από μια εξίσωση:
    • Jo = Ji + C, (όπου Jo είναι η εικόνα εξόδου, Ji είναι η εικόνα εισόδου και C είναι η σταθερά ρύθμισης φωτεινότητας). Το C ορίζεται σε θετική τιμή για να αυξήσει τη φωτεινότητα και σε αρνητική τιμή για να μειώσει τη φωτεινότητα.
  • Η μονάδα βελτίωσης αντίθεσης εικόνας λειτουργεί για τη ρύθμιση της αντίθεσης της εικόνας. Οι χαμηλότερες συστολές δείχνουν ένα στενό ιστόγραμμα ενώ η υψηλή αντίθεση εμφανίζεται με το ευρύ ιστόγραμμα που προορίζεται για τη ρύθμιση της αντίθεσης μιας εικόνας.

Τύποι ψηφιακών μικροσκοπίων

Ανάλογα με τη λειτουργία του μικροσκοπίου και των χρηστών, έχουν κατασκευαστεί και επισημανθεί διαφορετικά ψηφιακά μικροσκόπια, με τα περισσότερα από αυτά να είναι φορητά και εύχρηστα. Η χρήση μπορεί να ποικίλλει από βιοϊατρικές έως βιομηχανικές λειτουργίες. Αυτά τα μικροσκόπια συνδυάζονται με φωτογραφικές μηχανές ψηφιακών μικροσκοπίων υψηλής ποιότητας και οθόνη οθόνης υπολογιστή.

  1. Βιολογικά Ψηφιακά Μικροσκόπια: Πρόκειται για μικροσκόπια υψηλής μεγέθυνσης, που έχουν μια πηγή φωτός εγκατεστημένη κάτω από τη μηχανική σκηνή, με αντικειμενικό φακό 4x-100x με φωτισμό αλογόνου ή LED.
  2. Φθορισμός Ψηφιακά μικροσκόπια: Αυτά είναι οπτικά μικροσκόπια που χρησιμοποιούν φθορισμό και φωσφορισμό ως πηγές φωτός για να δημιουργήσουν μια εικόνα.
  3. Αντεστραμμένο ψηφιακά μικροσκόπια: Πρόκειται για τριοφθάλμια μικροσκόπια των οποίων η πηγή φωτός και ο συμπυκνωτής βρίσκονται στην κορυφή της σκηνής και οι στόχοι, κάτω από τη σκηνή.
  4. Μεταλλουργικά ψηφιακά μικροσκόπια: Έχουν σχεδιαστεί για να βλέπουν μεταλλικές επιφάνειες, συρμάτινα κυκλώματα και/ή αδιαφανείς επιφάνειες.
  5. Ψηφιακά μικροσκόπια φάσης: Αυτά μπορούν να είναι ανεστραμμένα ή όρθια μικροσκόπια που χρησιμοποιούνται για την παρατήρηση δειγμάτων που δεν έχουν χρωματιστεί και μπορεί να είναι είτε ζωντανά είτε νεκρά.
  6. Στερεοφωνικά ψηφιακά μικροσκόπια: Αντανακλά το φως έξω από το δείγμα και χρησιμοποιείται για την προβολή ηλεκτρικών εξαρτημάτων, τεχνουργημάτων, φυτών, κυκλωμάτων και τέχνης.
  7. Πολωτικά ψηφιακά μικροσκόπια: Πρόκειται για έναν ειδικό τύπο ψηφιακής βιντεοκάμερας με συνδυασμό φακού υψηλής μεγέθυνσης και πολλαπλών εξαιρετικά φωτεινών LED. Μπορούν να αξιολογήσουν τρισδιάστατες δομές και συνθέσεις ανισότροπων δειγμάτων, χρησιμοποιώντας πολωμένο φως που σχηματίζει δονήσεις κυμάτων φωτός σε μία μόνο κατεύθυνση.
  8. Ψηφιακά μικροσκόπια USB: Πρόκειται για μικροσκόπια που συνδέονται με υπολογιστή μέσω υποδοχής USB. Έχουν μια μόνιμα συνδεδεμένη κάμερα, σε αντίθεση με τα περισσότερα ψηφιακά μικροσκόπια των οποίων οι κάμερες συνδέονται με προσαρμογέα C-mount και μπορούν να αφαιρεθούν.
  9. Ψηφιακά μικροσκόπια χειρός: Είναι πολύ σύγχρονα ψηφιακά μικροσκόπια που είναι ενσωματωμένα σε ένα σύστημα χειρός μικροσκοπίου και χρησιμοποιούνται για επιθεώρηση επιφανειών και εγκληματολογία.
  10. Φορητά ψηφιακά μικροσκόπια: Είναι μικρά ψηφιακά μικροσκόπια με εγκατεστημένα ασύρματα συστήματα. Χρησιμοποιούνται για την προβολή επιφανειών που είναι δυσπρόσιτες και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται κυρίως για ιατρικές επιφάνειες, επιτόπιες επιθεωρήσεις και για δερματολογικές μελέτες.

Ψηφιακό μικροσκόπιο Jiusion

Αυτά είναι το φορητό μικροσκόπιο χειρός είναι μια χρήσιμη και αστεία μεγέθυνση για παιδιά, παιδιά, φοιτητές, μηχανικούς και άλλους που πρέπει να μεγεθύνουν και να εξερευνήσουν μικροπράγματα όπως μια πλακέτα κυκλώματος, ένα νόμισμα, κοσμήματα, δέρμα και έντομα.

Ψηφιακό μικροσκόπιο Jiusion

Εικόνα: Ψηφιακό μικροσκόπιο Jiusion. Πηγή εικόνας: Jiusion.

Παράμετροι

Εύρος εστίασης: από 10 mm έως 250 mm
Ρυθμός καρέ: Μέγιστο 30f/s κάτω από 600 Lux Brightness
Αναλογία μεγέθυνσης: 40x έως 1000x
Μορφή βίντεο: AVI
Μορφή φωτογραφίας: JPEG ή BMP
Πηγή φωτός: 8 LED (ρυθμιζόμενη από τον τροχό ελέγχου)
Διασύνδεση υπολογιστή: USB2.0
Πηγή ρεύματος: 5V DC από τη θύρα USB
Λειτουργικό σύστημα: Windows 7 8 10/Vista/XP/2000, Mac OS X 10.5 ή νεότερη έκδοση, ορισμένα κινητά Android, Linux, Chrome
Λογισμικό πακέτου: MicroCapture με λειτουργία μέτρησης & βαθμονόμησης
Απαιτήσεις συστήματος Υπολογιστής Pentium με 700M Hz &Above, 20M HD Space
CD ROM Measure Tool: Micro-Measure (Μπορεί να μετρήσει το μήκος και τις διαμέτρους, τη γωνία, την περίμετρο, την περιοχή, κ.λπ. στα Windows).

Κάντε κλικ ΕΔΩ για να αγοράσετε ψηφιακό μικροσκόπιο Jiusion από Αμαζόνα.

Ψηφιακό μικροσκόπιο Celestron

Το Celestron Handheld Digital Microscope Pro είναι ένα εύχρηστο μικροσκόπιο χαμηλής κατανάλωσης με αισθητήρα 5,0 MP για τη λήψη φωτογραφιών και βίντεο από τις ανακαλύψεις σας. Σε χαμηλή μεγέθυνση, το φορητό ψηφιακό μικροσκόπιο Pro είναι ιδανικό για προβολή γραμματοσήμων, νομισμάτων, σφαλμάτων, φυτών, πετρωμάτων, δέρματος, πολύτιμων λίθων, πλακέτες κυκλωμάτων και πολλά άλλα. Μπορείτε ακόμη και να δείτε παραδοσιακές διαφάνειες σε υψηλή μεγέθυνση.

Ψηφιακό μικροσκόπιο Celestron

Εικόνα: Ψηφιακό μικροσκόπιο Celestron. Πηγή εικόνας: Celestron.

Δημιουργήστε εικόνες υψηλής ανάλυσης, βίντεο ποιότητας VGA και κινούμενα σχέδια time-lapse χρησιμοποιώντας το λογισμικό Micro Capture Pro που περιλαμβάνεται. Μπορείτε επίσης να κάνετε ακριβείς μετρήσεις και να κάνετε σημειώσεις στα δείγματά σας χρησιμοποιώντας αυτό το διαισθητικό λογισμικό. Ένας ρυθμιζόμενος φωτιστής LED διασφαλίζει ότι τα δείγματά σας είναι καθαρά και φωτεινά, ενώ η πλήρως ρυθμιζόμενη, επαγγελματική βάση επιτρέπει σταθερές λήψεις ακόμη και σε υψηλή μεγέθυνση.

Προορισμένο για τον χομπίστα ή τον επαγγελματία που κάνει διακρίσεις, το Handheld Digital Microscope Pro είναι κατάλληλο για εργασίες όπως εντομολογία, βιομηχανικός ποιοτικός έλεγχος, επιθεώρηση εξαρτημάτων, ιατρική έρευνα, επιστημονική έρευνα και τεκμηρίωση εγκληματολογίας—για να αναφέρουμε μόνο μερικές.

Συμπεριλαμβανόμενα αξεσουάρ

  • Υψηλής ποιότητας βάση ρυθμιζόμενου ύψους
  • Λογισμικό Celestron Micro Capture Pro
  • Χάρακας βαθμονόμησης

Κάντε κλικ ΕΔΩ για να αγοράσετε ψηφιακό μικροσκόπιο Celestron από Αμαζόνα.

Λογισμικό ψηφιακών μικροσκοπίων

Κατεβάστε το λογισμικό ψηφιακού μικροσκοπίου Jiusion

Κατεβάστε το λογισμικό ψηφιακού μικροσκοπίου Celestron

Χρήσεις ψηφιακών μικροσκοπίων

Χρησιμοποιούνται σε διάφορους τομείς, από ιατρικές μελέτες έως βιομηχανικές εφαρμογές. Αυτά περιλαμβάνουν:

  • Κυτταρολογικές μελέτες
  • Βιομηχανίες ζυθοποιίας
  • Βιομηχανίες Επεξεργασίας Νερού και Απορριμμάτων
  • Ιατροδικαστική
  • Οδοντιατρικές σπουδές
  • Μελέτες εμβρυϊκής και εμβρυϊκής μεταμόσχευσης
  • Μικροχειρουργικές επεμβάσεις
  • Διαδικασίες μεταμόσχευσης

Πλεονεκτήματα των ψηφιακών μικροσκοπίων

  1. Παρέχουν μεγέθυνση υψηλής ανάλυσης των εικόνων σε pixel.
  2. Μπορεί να γείρει και να παρέχει μετρήσεις εικόνας 2D και 3D.
  3. Μπορούν να αποθηκεύσουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων, μέσω απεικόνισης και καταγραφής κινητών και μη δειγμάτων
  4. Είναι μηχανές λειτουργίας μιας στάσης αφού οπτικοποιούν τις εικόνες και παρέχουν μια έξοδο των εικόνων μέσω των οθονών του υπολογιστή.
  5. Μερικά από αυτά μπορούν να αγοραστούν σε φθηνή τιμή.

Περιορισμοί Ψηφιακών Μικροσκοπίων

  1. Ορισμένα από αυτά είναι ακριβά στην κατασκευή και δαπανηρή η αγορά τους.
  2. Μπορεί να χρειάζονται εκπαίδευση για να χρησιμοποιηθούν.

Αναφορές και Πηγές

  1. https://www.microscopeworld.com/c-442-digital-microscopes.aspx
  2. https://www.microscopeinternational.com/what-is-a-digital-microscope/
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_microscope
  4. https://www.leica-microsystems.com/products/digital-microscopes/
  5. https://www.microscope.com/education-center/five-things-you-should-know/about-digital-microscopes
  6. ireflyglobal.com/gt825-5mp-polarizing-digital-microscope/