關于數碼顯微鏡的 9 個問題

James DeRose 博士 Georg Schlaffer

徠卡顯微系統

數碼顯微系統是顯微鏡學的流行語之一，此外，還有一些非常有用的常識。徠卡顯微系統的產品經理 Georg Schlaffer 常常會被客戶和同仁問及有關數碼顯微系統方面的問題。為了答疑解惑，他與科學作家 Jim DeRose 共同合作，對最重要的幾個問題進行了全方位解答。

到底什么是數碼顯微系統？
數碼顯微鏡屬于帶數碼相機的光學顯微鏡，無需配備目鏡。電子監控器顯示屏會直接顯示觀察和分析的樣品圖像。數碼顯微鏡還可以是常規體視或復式顯微鏡，它們同時配備目鏡和相機，能夠保存顯微鏡狀態和相機設定值的反饋信息。在本文的接下來部分中，我們提到的“數碼顯微鏡”是指不帶目鏡的顯微鏡，例如，Leica DVM6、Leica DMS1000，和 Leica DMS300，而不是配備相機的體視或復式顯微鏡。
 

左：Leica DVM6 數碼顯微鏡

右：鍍金焊盤，汽車用電子設備，總放大倍率：120:1。圖像由 Leica DVM6 獲取。

哪些應用領域可以使用數碼顯微鏡？

在研發、生產和檢測、質量控制和保證，以及失效分析過程中，數碼顯微鏡是分析部件和樣品并生成檢測報告的理想儀器。
 

左：鍍金焊盤，汽車用電子設備，總放大倍率：360:1。圖像由 Leica DVM6 獲取。

右：通過 Leica DVM6 傾斜顯示屏予以顯示。

數碼顯微鏡的優勢何在？

數碼顯微鏡最顯著的優勢在于儀器的人機工程學設計。由于監控器會直接顯示樣品圖像，用戶可以在保持舒適、放松的直立坐姿的同時，還能即時觀察樣品，并利用軟件分析樣品圖像，保證用戶能以舒適的姿態高效地完成工作。在需要處理高通量樣品，或每天需要在顯微鏡上花費較長時間的情況下，數碼顯微鏡的人機工程學設計就顯得意義非凡了。此外，很多數碼顯微鏡還提供允許存儲多個用戶配置文件的軟件。在多人共用一臺顯微鏡時，這項功能非常有用，憑借這項功能，每個用戶只需選擇自己的顯微鏡配置文件，幾乎無需調節顯微鏡工作臺，即可輕松開始工作。
 

左：紙上印刷圖案，總放大倍率：750:1，環形光照明。圖像由 Leica DVM6 獲取。

右：紙上印刷圖案，總放大倍率：750:1，起偏鏡開啟時的同軸照明。圖像由 Leica DVM6 獲取。

數碼顯微鏡有哪些限制條件？
相比體視或復式顯微鏡，數碼顯微鏡存在一個明顯的限制條件，即需要電源連接，因為數碼顯微鏡未配備目鏡，而樣品圖像卻始終需要顯示在監控器上。因此，至少需要一根電源線。通常情況下，數碼顯微鏡還需要連接 PC，或至少需要連接顯微鏡的顯示屏。通過傳統的顯微鏡，用戶仍可以選擇使用目鏡獲取樣品圖像。

左：Leica DMS1000 數碼顯微鏡右：金屬部件上的一個孔；自動更新每項變焦設置比例，實現快速測量。圖像由 Leica DMS1000 獲取。

通過數碼顯微鏡和目鏡分別觀察到的樣品圖像相比，結果如何？
原則上，圖像是相同的。視場角可能存在差別，這主要取決于我們正在討論的數碼相機和目鏡的類型。但是，還有一個重要差別：采用體視顯微鏡的雙筒目鏡觀察樣品，將為您帶來數碼顯微鏡的二維圖像無法達到的深度。

左：表殼，通過環形光照明 (Leica LED3000 RL) 和入射光座捕捉。圖像由 Leica DMS1000 獲取。右：Leica DMS1000 B 圖像：利用透射光座捕捉的秀麗隱桿線蟲圖像；因不斷編碼變焦，從而保證快速、簡單地測量，即使在不配備電腦的單機模式下亦可實現。

數碼顯微鏡操作上比帶目鏡的顯微鏡要簡單嗎？

尤其對于無經驗的用戶而言，利用數碼顯微鏡，他們也能夠更簡單、更快速地獲取樣品圖像。造成上述差別的主要原因是，熟悉設置和調整傳統型顯微鏡，并透過目鏡觀察樣品，這些操作需要花費較長時間。
 

左：果蠅屬篩查。圖像由 Leica DMS1000 B 獲取。

右：利用固定在搖臂機架上的 Leica DMS300 觀察印刷電路板樣品

“編碼”的含義是什么？
當顯微鏡硬件可直接與計算機軟件進行通信，且能夠利用圖像數據完成對特定參數值的追蹤和保存時，表示顯微鏡已完成“編碼”。這些特定參數將得以被設定，并因此被稱之為已編碼參數值。正常情況下，觸摸相關按鈕，即可調用這些已編碼參數，令重復工作和報告變得更輕松。

必須成為顯微系統的專家，才能操作數碼顯微鏡嗎？
當然不需要。無論是顯微系統的新手還是專家，都可以輕松使用數碼顯微鏡。徠卡顯微系統提供的數碼顯微鏡，其設計宗旨就是簡單易用、開箱即用，最大程度地減少培訓時間。它們配備已編碼的功能，能夠輕松生成分析報告，令重復工作更加高效。

數碼顯微鏡需要配備哪些部件？
所需配件依據應用領域而定。例如，可以根據所需的放大倍率范圍，選擇物鏡透鏡。您還可以在一系列主機和照明系統中進行選擇。

以下這些問題會幫助您決定需要哪些部件或功能：

• 是否需要快速獲取高質量數字圖像？如果需要，您可以選擇高分辨率數碼相機。
• 是否需要高通量樣品的快速、實時圖像顯示？如果需要，您可以將相機速度設置為每秒 30 幀或更快。
• 是否需要從不同角度觀察樣品？如果需要，傾斜顯微鏡鏡頭或轉動樣品載物臺，實現工作過程或物體的動態觀測。
• 是否需要定性或定量分析樣品？如果需要，必須認真選擇軟件功能。
• 是否需要平衡圖像，同時清晰展示明亮和暗色部分？如果需要，您可以選擇 HDR（高動態范圍）功能，它能夠為您精確提供所需的圖像類型。