Wat zijn digitale microscopen?

Een digitale microscoop is een traditionele optische microscoop met een ingebouwde CCD-camera (charge-linked device) en wordt gebruikt voor het vergroot bekijken van monsters en specimens. Deze microscopen kunnen meestal worden aangesloten op een computer zodat de beelden die ze produceren, op een harde schijf kunnen worden opgeslagen voor latere inspectie, of kunnen worden weergegeven op een monitor zodat meerdere mensen tegelijkertijd een exemplaar kunnen zien. Door een combinatie van technologieën te gebruiken, spelen digitale microscopen een cruciale rol in onderzoek en onderwijs.

Hoe ze werken

De meeste digitale microscopen zijn gebouwd op dezelfde basis als andere optische of lichtmicroscopen. Een monster wordt onder een objectief geplaatst; meestal wordt een bijgevoegde lichtbron gebruikt om het monster beter zichtbaar te maken. De objectieflens vergroot het monster en wordt in de buis van de microscoop scherpgesteld. In een stereomicroscoop vergroot het oculair, ook wel de oculaire lens genoemd, het beeld vervolgens opnieuw, waardoor het zichtbaar wordt voor de waarnemer. Een digitale microscoop bevat misschien geen oculair, maar gebruikt in plaats daarvan een digitale camera om het beeld scherp te stellen.

Soorten

Voor de originele digitale microscopen was een computer nodig om de beelden te bekijken. Een doos bovenaan de microscoop bevatte een snoer zodat deze op de computer kon worden aangesloten, en software interpreteerde het beeld en gaf het op een monitor weer. Microscopen van dit type zijn nog steeds beschikbaar, met de meeste inclusief USB-kabels.

Voor andere digitale microscopen is geen computer vereist. In plaats daarvan geeft een kleine monitor, meestal aan de bovenkant van de microscoop waar het oculair traditioneel zou zijn, een afbeelding van het monster weer. Sommige hebben een afzonderlijke LCD-monitor, waardoor grotere afbeeldingen mogelijk zijn. All-in-one modellen zoals deze bevatten meestal een harde schijf zodat afbeeldingen kunnen worden opgeslagen en overgedragen.

Draagbare digitale modellen zijn ook beschikbaar. Vergrotingsniveaus met deze kleine apparaten zijn meestal beperkt en moeten meestal worden aangesloten op een computer om de afbeelding te kunnen zien. Het draagbare karakter van deze microscopen kan echter een groot voordeel zijn, omdat het monster meestal niet hoeft te worden verplaatst of gewijzigd. De camera kan ook in kleine ruimtes en onder ongebruikelijke hoeken worden geplaatst die het menselijk oog niet kon bereiken.

Combinatie stereo en digitale microscopen omvatten oculairs zodat ze kunnen worden gebruikt als traditionele microscopen, maar hebben een ingebouwde camera waarmee beelden kunnen worden verzonden en opgeslagen. In de meeste gevallen bepaalt de vergroting van het oculair het vergrotingsniveau van het uiteindelijke beeld. Er zijn ook camerakits beschikbaar die op een afzonderlijke stereomicroscoop kunnen worden bevestigd en er een digitale microscoop van kunnen maken.

Digitale vergroting

Zowel stereomicroscopen als digitale microscopen zijn voor een groot deel van hun vergroting afhankelijk van de optiek van de objectieflens. Terwijl stereomicroscopen vertrouwen op de optiek van het oculair om het beeld zichtbaar te maken, bepalen de resolutie van de camera en de grootte van de monitor hoeveel vergroting mogelijk is met een digitale microscoop. Dit type microscoop bevat niet noodzakelijkerwijs een oculair, het kan mogelijk zijn om foto's te maken met een veel grotere optische vergroting. Bovendien kan het beeld digitaal verder worden vergroot, vooral met een hoge resolutie camera.

Digitale vergroting - of zoom - manipuleert de afbeelding om deze groter te maken. Wanneer de afbeelding groter wordt, worden de kleine kleurpunten waaruit de afbeelding bestaat, pixels genoemd, vergroot. Omdat dit de afbeelding er blokkerig uit kan laten zien, worden speciale algoritmen gebruikt om nieuwe pixels toe te voegen en hun waarde te interpoleren. Hoewel dit in theorie de beeldkwaliteit kan verminderen, hebben de meeste digitale microscopen camera's met een hoge resolutie, dus de beelden die ze produceren kunnen even goed of beter zijn dan optische stereomicroscopen.

Hoewel het mogelijk kan zijn om een ​​digitaal beeld te vergroten dat meer dan één door een oculair te zien is, wordt die vergroting beperkt door hoe groot het monster op een monitor kan worden gereproduceerd. De meeste alles-in-één microscopen hebben relatief kleine schermen, soms zo klein als 3,5 inch (8,89 cm) of minder. Zelfs grotere eenheden bevatten vaak een 15 inch (38,1 cm) monitor, die nog steeds de grootte van het beeld beperkt. In de meeste gevallen betekent dit dat digitale microscopen iets meer dan de helft van de vergroting van vergelijkbare stereomicroscopen leveren.

Stereo versus digitaal

Zowel stereomicroscopen als digitale microscopen zijn verkrijgbaar in verschillende vergrotingen en kwaliteit, en elk heeft zijn voor- en nadelen. Ondanks de nadelen van beeldvergroting hebben digitale modellen het extra voordeel dat ze beelden kunnen vastleggen en weergeven. Afbeeldingen van specimens kunnen vaak eenvoudig worden afgedrukt en sommige digitale microscopen bieden resoluties tot 54 megapixels. Voor mensen die de microscoop regelmatig moeten gebruiken, kan het beeld op een scherm mogelijk ook minder oogvermoeidheid veroorzaken.

In vergelijking met stereomicroscopen zijn digitale computermicroscopen die vaak op de computer zijn aangesloten vaak ook goedkoper en kunnen ze voor meer doeleinden worden gebruikt. De mogelijkheid om de afbeelding digitaal te manipuleren betekent dat er meer kan worden gedaan dan eenvoudig weergeven en afdrukken; sommige wetenschappelijke modellen hebben een hoog dynamisch bereik, wat zorgt voor meer contrast in afbeeldingen, en 3D-rotatie en weergavefuncties. Sommige modellen bieden ook overhead LED-verlichting vergelijkbaar met die in weefselkweekmicroscopen.