数码显微镜的原理|分类|选购

　　数码显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、液晶屏幕技术wan美地结合在一起的显微镜。数码显微镜在观察物体时能产生正立的三维空间影像，立体感强，成像清晰和宽阔，是适用范围非常广泛的常规显微镜。

　　①当使用数码显微镜拍摄景物时，景物反射的光线通过数码显微镜的内置镜头透射到CCD上。

　　②当CCD曝光后，光电二极管受到光线的激发而释放出电荷，生成感光元件的电信号。

　　③CCD控制芯片利用感光元件中的控制信号线路对发光二极管产生的电流进行控制，由电流传输电路输出，CCD会将一次成像产生的电信号收集起来，统一输出到放大器。

　　④经过放大和滤波后的电信号被传送到ADC，由ADC将电信号(模拟信号)转换为数字信号，数值的大小和电信号的强度与电压的高低成正比，这些数值其实也就是图像的数据。

　　⑤此时这些图像数据还不能直接生成图像，还要输出DSP(数字信号处理器)中，在DSP中，将会对这些图像数据进行色彩校正、白平衡处理，并编码为数码显微镜所支持的图像格式、分辨率，然后才会被存储为图像文件。

　　数码显微镜的主机架上开有多处照明光源灯壳、照像装置、记录装置、电视发生器和光电元件的连接口。在这些连接口与成像光路系统之间不可能同时接通光路。照明光源发出的光束首先供给某一成像系统。例如供给落射光成像系统或供给透射光成像系统。也可供给可见光系统或供给紫外光系统。经过观察校准物像之后，有时需要转向装有黑白底片的照像暗盒，同时又转向装有彩色底片的照像暗盒。有时也想显微拍照的同时进行光密度扫描量。根据这样复杂的需求，现在数码显微镜都有各种类型的光路转换装置。

　　数码显微镜的光路转换装置可分为两大类：

　　一种是数码显微镜主机架内部装置的光路转换机构。

　　正置数码显微镜主机架内下部有一反射镜，从数码显微镜基座外部侧面的拉杆可拉出光路或推进光路。以这种

　　数码显微镜应用范围极广，尤其在微量物证取证方面表现出了良好的应用价值，无论是发现率方面，还是提取率方面，又或者检验鉴定方面，均具有一定的优势。

　　数码显微镜又被称之为视频显微镜，能将通过显微镜看到的相关实物图进行一定的数模转换，从而将影像显现在显微镜本身的屏幕上或者计算机的屏幕上。数码显微镜是一种高科技产品，不仅涉及光学显微镜技术的应用，而且涉及光电转换技术的应用，还涉及液晶屏幕技术的应用，不仅如此，还涉及影像处理和测量软件的应用，能够完成从图像观察到图像打印等一系列任务，工作效率非常高。

　　按照数据显示方式方面的差异可将数码显微镜划分为以下两大类:一是自带屏幕的数码显微镜;二是通过计算机显示的数码显微镜。

　　自带屏幕的数码显微镜又可分为三类，分别是台式、便携式以及无线式。台式具有极高的放大倍率，甚至能够和电子显微镜一较高下;便携式非常小巧，决出了“随处可显微”的理念;无线式借助2.4G无线传输开展工作，不仅快捷而且方便。

　　1、观察对焦

　　数字相机拍摄存在一定的不足，遇到体型微小或者反差较低情况时，对焦变成了一件较为困难的事通常需要采用裂像对焦屏，为保证对焦的准确性，一般采用手动对焦模式，不仅如此，有时候还需要借助目镜放大镜进行操作。

　　利用数码显微镜成像技术时，能在15寸甚至更大的液晶屏幕上将图像直接、清晰地显现出来，可进行多倍放大，另外，帧频Zgao可达28格，所以，在观察过程中，很容易便可完成对焦操作。

　　2、配光

　　使用数字相机进行拍摄的过程中，需要对灯光角度进行适时、适当的调整，这样才能将样品或者待检物品高低不平的表观完整地显示出来，这对操作人员的配光经验提出了一定的要求。

　　使用数码显微镜进行拍摄的过程中，由于自身带有照明光源，所以，对外部灯光条件要求不高，仅需要结合实际情况选择“全体照明”模式或者“局部照明

　　数码显微镜是不含目镜的，样品可以直接在显示屏上成像，利用软件即可观察和分析单通道中的样品。根据特定应用领域选择数码显微镜的不同部件：放大倍率范围由低到超高的变焦光学器件、镜架、滑动载物台等。一台数码显微镜系统应具备标准化设计，以便为满足预期用途进行精确配置，并能够灵活适应通用条件的变化。数码显微镜必须满足以下五项技术要求：

　　一、经过优化的数码成像技术

　　典型的数码显微镜配备一台CCD照相机。可与高分辨率光学器件wan美结合。照相机能够尽可能确保信息生成，同时保持每张图片的数据量易于管理。要判断哪款相机具有Z佳成像效果，关键在于显微镜的光学性能及其应用领域。

　　由于数码显微镜不含目镜，因此，它必须能够以较高的刷新率将活动图像呈现在检测器上，理想的刷新率为15帧/秒，这样能够确保即使载物台移动到XY轴位置时，用户依然能够轻松、舒适地姿势来观察图像。在试验期间，图像处理速度加快更有优势。图像捕捉速度加快，整体样品处理时间就变短。

　　照明对于不含目镜的数码显微镜来说，是另一个重要问题。光源设备应尽可能强劲和耐用，还应拥有与日光想死的色温，确保用户能够获取样品的真实感图像。

　　二、动态观察家公过程或物体

　　数码显微镜与传统的立体显微镜对比，它的变焦系统存在弊端，即无法提供三维图像，运用数码显微镜，这一弊端可以通过智能配件获得更多补偿：一个360°旋转摄像头，便于用户从各个侧面观察样品，甚至提供全景拍摄模式为样品拍摄视频。数码显微镜这项技术开辟了显微镜观察的新视野，此外，还可以清洗展示样品的三维性，标准软件包还具有按照时间顺序记录动态过程的功能。

　　三、定性和定量的样品分析

　　数码显微镜的核心竞争力之一就是三维表面模型的快速生成和分析。运用电动调焦驱动器，可以将图像记录在Z轴的各个焦平面上，然后，在每个单一图像中确定焦点，并获得每个像素的焦点。由清晰度Z佳的像素确定聚焦结构，通过

　　数码显微镜全称数码显微镜操作系统，由于现在绝大部分产品的数据接口都采用的USB连接，又称USB数码显微镜，分为生物和体视两种。数码显微镜作为实验室不可缺的精密仪器，必须重视对它规范使用及维护。

　　一、准备：

　　1、将随机配件“A-B型USB线”的A端(矩形端口)插入计算机的USB端口，将B端(方型端口)插入数码显微镜的USB端口。

　　2、将随机配件“双插头主电源线”的一端插入100V-240V开关电源输入端，另一端与供电电源相接。

　　3、将12V DC开关电源输入端插入数码显微镜的12V DC电源输入端。

　　4、打开数码显微镜的电源开关，适当调整底座上的亮度调节手轮，此时底座内灯亮。

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　　二、光学部分的操作步骤：

　　1、将数码显微镜所观察的标本放在载物台ZY，使要观察的物体大致在载物台的通光孔ZY，用切片压簧压紧。

　　2、将各倍率物镜依次装于物镜转换器上，目镜插入目镜筒中。

　　3、操作时用低倍镜观察，通过聚光镜下的可变光阑来获得Z佳的视野效果。

　　4、将镜筒下降使物镜靠近切片，然后眼睛观察目镜，旋转粗准焦螺旋使镜筒慢慢上升，在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物象移至视野ZY。

　　5、用转换器转到高倍物镜并用细准焦螺旋调整到清晰的物象，再调节光栏，以便获得Z清晰的物象。

　　6、数码显微镜白平衡的操作步骤：

　　如果观察到的样本所显示的图象背景色及目镜视场背景色失真的情况下，就需要进行白平衡的操作：

　　①将兰色滤色片或其他种类的滤色片放如光道中，这时目镜视场的背景将会逐渐接近所期望的背景色。为达到Z佳背景效果，请按住白平衡开关1-2秒，调节背景色至你所希望的背景色后，即松开白平衡开关，这时白平衡的调节也就完成了。

　　②如果需要改变已调好的图象背景，须将滤色片取出或通过调节显微镜上的调光旋钮

　　数码显微镜的选购和普通的生物显微镜在选购上要考虑的因素绝大部分相同，只多了一部分摄影摄像的功能和图像软件，所以在光学成像效果要达到需求外，要求数码摄像头的输出图像也要能达到客户需求。现在市场上可供选择的数码显微镜很多，涵盖了进口和国产品牌，产品质量也参差不齐，在数码显微镜选购的时候主要注意一些什么呢?

　　很多人在选择数码显微镜的时候很看重摄像头的标称像素，只用这样一个标准来衡量数码显微镜的优与劣，其实这是不全面的，不同的厂商标示的同一标准的Zgao像素值出来的效果有好有差，这与摄像头的显示芯片有着莫大的关系，就如同在市场上购买的手机，标称800万或者一千万像素甚至更高，但是可能拍照的效果还不能和500万像素的数码相机比。数码显微镜的核心部分包括了光学部分和显示芯片，现在主流的显示芯片有CCD和CMOS两种，前者优于后者。

　　目前，主流的数码显微镜现在有200万到800万像素可供选择，新产品可能像素值更高，实际显示效果可以通过观看显微镜厂商提供的实物得到直观的评价。

　　摄像技术可以在预览窗口中调节好图像效果并将图像的Z佳状态拍摄下来，即可保存或处理，能达到既真实又实时的效果，而照相无法对图像进行预处理，特别是对于些细节如色彩、局部结构的清晰度等进行直接的调节。只有等将图像输入电脑后才能知道图像的效果，如不理想，须重拍，仍然只能进行盲操作，这样要想拍到一张符合自已要求的数码图像，可能要经过多次的反复拍摄才可以。如果切片或标本移动了位置，要想复位就更困难。这也正是许多科研、教育工作者尽管有了数码相机还是要购置数码显微镜的原因。

　　显微镜本身的光学性能是实现能否清楚、真实地观察标本的基础。数字技术的些指标如分辨率等是关系到数码显微镜观察图像的大小、清晰度的重要指标。

　　功能多且强大的数码显微镜能同时