Cosa sono i microscopi digitali?

Un microscopio digitale è un microscopio ottico tradizionale con una fotocamera con dispositivo di accoppiamento di carica (CCD) incorporato e viene utilizzato per la visualizzazione ingrandita di campioni e campioni. Questi microscopi di solito possono essere collegati a un computer in modo che le immagini che producono possano essere salvate su un disco rigido per successive ispezioni o visualizzate su un monitor in modo che più persone possano vedere un campione contemporaneamente. Utilizzando una combinazione di tecnologie, i microscopi digitali svolgono un ruolo cruciale nella ricerca e nell'istruzione.

Come funzionano

La maggior parte dei microscopi digitali sono costruiti sulla stessa base di altri microscopi ottici o ottici. Un campione viene posizionato sotto un obiettivo; di solito viene utilizzata una sorgente di luce collegata per rendere più facile la visione del campione. La lente dell'obiettivo ingrandisce il campione e viene messo a fuoco all'interno del tubo del microscopio. In un microscopio stereo, l'oculare, chiamato anche lente oculare, ingrandisce nuovamente l'immagine, rendendola visibile per l'osservatore. Un microscopio digitale potrebbe non includere un oculare, ma utilizzare invece una fotocamera digitale per mettere a fuoco l'immagine.

tipi

I microscopi digitali originali richiedevano l'uso di un computer per visualizzare le immagini. Una scatola nella parte superiore del microscopio includeva un cavo in modo che potesse essere collegato al computer e il software interpretava l'immagine e la visualizzava su un monitor. Microscopi di questo tipo sono ancora disponibili, con la maggior parte dei cavi USB inclusi.

Altri microscopi digitali non richiedono un computer. Invece, un piccolo monitor, solitamente nella parte superiore del microscopio in cui si troverebbe tradizionalmente l'oculare, visualizza un'immagine del campione. Alcuni includono un monitor LCD separato, che può consentire immagini più grandi. Modelli all-in-one come questo di solito includono un disco rigido in modo che le immagini possano essere archiviate e trasferite.

Sono disponibili anche modelli digitali portatili. I livelli di ingrandimento con questi piccoli dispositivi sono generalmente limitati e in genere devono essere collegati a un computer per vedere l'immagine. La natura manuale di questi microscopi può essere un grande vantaggio, tuttavia, poiché il campione di solito non deve essere spostato o alterato in alcun modo. La fotocamera potrebbe anche essere in grado di essere collocata in spazi ristretti e ad angoli insoliti che l'occhio umano non è riuscito a raggiungere.

I microscopi stereo e digitali combinati includono oculari in modo che possano essere usati come i microscopi tradizionali, ma hanno una fotocamera integrata che consente di trasmettere e salvare le immagini. Nella maggior parte dei casi, l'ingrandimento dell'oculare determina il livello di ingrandimento dell'immagine finale. Sono inoltre disponibili kit per fotocamera che si collegano a un microscopio stereo separato, trasformandolo in uno digitale.

Ingrandimento digitale

Sia i microscopi stereo che quelli digitali dipendono dall'ottica dell'obiettivo per gran parte del loro ingrandimento. Mentre i microscopi stereo si basano sull'ottica dell'oculare per rendere visibile l'immagine, la risoluzione della fotocamera e le dimensioni del monitor determinano l'ingrandimento possibile con un microscopio digitale. Questo tipo di microscopio non include necessariamente un oculare, potrebbe essere possibile catturare immagini con un ingrandimento ottico molto maggiore. Inoltre, l'immagine può essere ulteriormente ingrandita digitalmente, in particolare con una fotocamera ad alta risoluzione.

L'ingrandimento digitale - o lo zoom - manipola l'immagine per ingrandirla. Quando la dimensione dell'immagine viene aumentata, i minuscoli punti di colore che compongono l'immagine, chiamati pixel, vengono aumentati. Poiché ciò può rendere l'immagine bloccata, vengono utilizzati algoritmi speciali per aggiungere nuovi pixel e interpolare il loro valore. Sebbene ciò possa in teoria ridurre la qualità dell'immagine, la maggior parte dei microscopi digitali dispone di telecamere ad alta risoluzione, quindi le immagini che producono possono essere altrettanto buone o migliori dei microscopi ottici stereo.

Sebbene possa essere possibile ingrandire un'immagine digitale più di una vista attraverso un oculare, tale ingrandimento è limitato dalla dimensione del campione che può essere riprodotta su un monitor. La maggior parte dei microscopi all-in-one ha schermi di visualizzazione relativamente piccoli, a volte piccoli fino a 3,5 pollici (8,89 cm) o meno. Anche le unità più grandi spesso includono un monitor da 38,1 cm (15 pollici), che limita comunque le dimensioni dell'immagine. Nella maggior parte dei casi, ciò significa che i microscopi digitali forniscono poco più della metà dell'ingrandimento di microscopi stereo comparabili.

Stereo vs. digitale

Sia i microscopi stereo che quelli digitali sono disponibili in una gamma di ingrandimenti e qualità e ognuno ha i suoi pro e contro. Nonostante gli svantaggi legati all'ingrandimento dell'immagine, i modelli digitali hanno l'ulteriore vantaggio di essere in grado di acquisire e visualizzare immagini. Le immagini dei campioni possono spesso essere stampate facilmente e alcuni microscopi digitali offrono risoluzioni fino a 54 megapixel. Per le persone che devono usare regolarmente il microscopio, essere in grado di vedere l'immagine su uno schermo può anche creare meno affaticamento degli occhi.

Rispetto ai microscopi stereo, i microscopi digitali di base collegati al computer sono spesso più convenienti e possono essere utilizzati per più scopi. La capacità di manipolare l'immagine in modo digitale significa che si può fare di più della semplice visualizzazione e stampa; alcuni modelli scientifici presentano un'elevata gamma dinamica, che offre un maggiore contrasto nelle immagini e funzioni di rotazione e visualizzazione 3D. Alcuni modelli forniscono anche un'illuminazione a LED dall'alto simile a quella dei microscopi per colture tissutali.