Was ist ein Videomikroskop?
Ein Videomikroskop ist ein Mikroskop im weitesten Sinne, ein Instrument, das zur Vergrößerung eines Objekts für die Beobachtung verwendet wird. Der Begriff Videomikroskop bezieht sich jedoch im Allgemeinen auf ein mit einer Digitalkamera ausgestattetes Mikroskop und unterscheidet sich von einem Lichtmikroskop. Im Vergleich zu Lichtmikroskopen haben Videomikroskope eine größere Schärfentiefe und die Möglichkeit, Winkel und Längen zu messen, sind ihre Hauptmerkmale.
Lichtmikroskope haben zwei Linsen, eine Objektivlinse und ein Okular, während Videomikroskope nur eine Objektivlinse haben und der Teil, der der Okularlinse entspricht, eine Digitalkamera ist. Dies ist vielleicht der wichtigste Unterschied zwischen Lichtmikroskopen und Videomikroskopen. Videomikroskope projizieren das beobachtete Objekt normalerweise auf einen Monitor.
Es gibt eine breite Palette von Modellen verschiedener Hersteller mit Vergrößerungen von mehreren Tausendfachen bis zu mehreren Tausendfachen.
Anwendungen von Videomikroskopen
Videomikroskope können nicht nur zur Vergrößerung und Beobachtung von Objekten eingesetzt werden, sondern auch zur Durchführung verschiedener Auswertungen und Analysen der gewonnenen Bilddaten.
Videomikroskope wurden in verschiedenen Bereichen eingeführt, z. B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, in der Industrie für elektronische Geräte, in der Medizin- und Kosmetikindustrie sowie in der Chemie- und Werkstoffindustrie, und werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von der Forschung und Entwicklung bis zur Qualitätssicherung.
Bei der Fehleranalyse von elektronischen Bauteilen können Videomikroskope beispielsweise eingesetzt werden, um das Aussehen von IC-Chips zu prüfen, den Ausfall fehlerhafter Produkte zu analysieren, Fremdkörper zu untersuchen und die Größe und Form der gefundenen Fremdkörper zu analysieren.
Funktionsweise von Videomikroskopen
In einem Videomikroskop wird das Objekt durch eine optische Linse (Objektiv) vergrößert, und der Teil des Videomikroskops, der dem menschlichen Auge in einem Lichtmikroskop entspricht, ist eine Digitalkamera. Das von der optischen Linse vergrößerte Bild wird von einem Bildsensor erfasst und auf einen Monitor projiziert.
Die Vergrößerungsleistung eines Lichtmikroskops wird als Produkt der Vergrößerungsleistung des Objektivs und des Okulars ausgedrückt, während bei einem Videomikroskop die Größe des Monitors und des Bildsensors der Kamera die Vergrößerungsleistung beeinflussen, was sich von dem Konzept der Vergrößerungsleistung bei einem Lichtmikroskop unterscheidet.
Die Vergrößerung eines Videomikroskops wird auch als das Produkt aus der Vergrößerung des Objektivs und der Vergrößerung des Monitors ausgedrückt. Die Vergrößerung des Monitors wird berechnet, indem man die Größe des Monitors durch die Größe des Bildsensors dividiert.
Neben der Vergrößerung ist auch die Auflösung, d. h. die Fähigkeit zur Unterscheidung von Details, erforderlich, um ein Objekt genauer zu betrachten. Wenn die Auflösung nicht ausreicht, wird das beobachtete Bild unscharf und Details können nicht klar erkannt werden. Bei Videomikroskopen beeinflussen die Auflösung des Objektivs, die Auflösung der optischen Linse der Digitalkamera, die Auflösung des Bildsensors und die Auflösung des Monitors die Auflösung.
Es ist notwendig, ein Modell zu wählen, das die optimale Vergrößerung und Auflösung für das zu beobachtende Objekt und den Zweck der Beobachtung bietet. Um die Anforderungen der Benutzer an diese fortschrittlichen Auflösungsfähigkeiten zu erfüllen, wurden kürzlich 4K-Monitor-Bilder eingeführt.
Weitere Informationen über Videomikroskope
1. Einsatz von Videomikroskopen in der Zahnmedizin
Videomikroskope werden u. a. in der Zahnmedizin eingesetzt. Durch die Fokussierungsfunktion eines Videomikroskops ist es möglich, winzige betroffene Bereiche zu beobachten, die mit dem bloßen Auge nur schwer zu erkennen sind.
Insbesondere bei der Wurzelbehandlung, d. h. der vollständigen Entfernung von Karies, wird das Videomikroskop eingesetzt, um die Sicht des Behandlers zu verbessern und so viel wie möglich von dem betroffenen Bereich zu entfernen. Mit dem bloßen Auge ist die Sicht auf den betroffenen Bereich eingeschränkt, und es besteht die Gefahr, dass der Bereich aus Versehen unbehandelt bleibt.
Der Einsatz eines Videomikroskops verbessert die Qualität der Behandlung und verringert das Risiko eines erneuten Auftretens der Krankheit aufgrund von übersehenen Stellen. Es ist jedoch zu beachten, dass die zahnärztliche Behandlung mit einem Videomikroskop in der Regel nicht von der Versicherung übernommen wird und aus eigener Tasche bezahlt werden muss.
2. Kosmetische Anwendung von Videomikroskopen
Videomikroskope werden auch für kosmetische Behandlungen und Diagnosen eingesetzt, z. B. bei kosmetischen Eingriffen und bei der Kontrolle der Kopfhaut. Durch die Betrachtung der Haut unter dem Videomikroskop können die Trockenheit der Haut und die Entwicklung des Haaransatzes sichtbar gemacht und der Zustand der betroffenen Stelle bestimmt werden.
Kunden, die sich einer kosmetischen Operation unterziehen, können durch die Möglichkeit, den Zustand ihrer eigenen Haut und Kopfhaut am Bildschirm zu überprüfen, ein Gefühl des Vertrauens in die Beratung gewinnen. Es motiviert sie auch, ihren Zustand zu verbessern.
3. Beispiele für Funktionen moderner Videomikroskope
Moderne Videomikroskope werden heute häufig für die detaillierte Analyse des Inneren von elektronischen Bauteilen und Halbleiter-ICs bis zu einigen Mikrometern eingesetzt und ersetzen die Rasterelektronenmikroskope (REM), die eine Beobachtung im Vakuum erfordern. Aus diesem Grund ist es praktisch notwendig, die Vergrößerung und Auflösung im Laufe der Beobachtung um Größenordnungen zu erhöhen, von einigen Millimetern auf einige Mikrometer.
Dieser Vorgang erfordert den Wechsel der Objektivlinse auf die gleiche Weise wie bei Lichtmikroskopen, aber einige Videomikroskope der letzten Jahre haben eine automatische Rotation für den Linsenwechsel und eine automatische Fokussierung beim Linsenwechsel eingebaut, so dass dieser Vorgang fast vollautomatisch abläuft.
Was die Bildverarbeitung betrifft, so gibt es inzwischen hochfunktionale Typen, die Bilder mit hoher Vergrößerung zu einem einzigen großen Bild zusammenfügen können, indem sie sie vertikal und horizontal wie Tatami-Matten anordnen, oder das Objekt zu einem dreidimensionalen (3D) Bild verarbeiten, indem sie die Funktion der Bildfokuseinstellung nutzen.
In einigen Fällen werden diese Funktionen kombiniert, um die Verdrahtung von Halbleiter-ICs zu überprüfen und die internen Defekte elektronischer Komponenten zu analysieren.
4. Preise für Videomikroskope
Die Preise für Videomikroskope variieren je nach Anwendung und Leistung. Videomikroskope mit geringer Vergrößerung und kleinem Sichtfeld beginnen bei etwa 100 USD, während Mikroskope, die z. B. für Beauty Molding und einfache Inspektionen der Kopfhaut verwendet werden, ab 500 USD zu finden sind und solche, die für medizinische Zwecke verwendet werden, mehr als 1000 USD kosten.
Darüber hinaus erfordern Videomikroskope für die Produktinspektion in der verarbeitenden Industrie, z. B. in der Halbleiterfertigung, eine hohe Vergrößerung und eine hochauflösende Bilddarstellung im Mikrometerbereich, so dass die allgemeine Preisspanne bei über 10 000 USD liegt.
Bei chirurgischen Eingriffen und Behandlungen sind eine geringe Latenzzeit der Bildschirmanzeige und eine hohe Bildrate ebenfalls wichtig, doch sind Videomikroskope mit geringer Latenzzeit und hoher Bildrate in der Regel teurer. Darüber hinaus gibt es auch Produkte, bei denen die Vergrößerung des Bildschirms durch Austausch des Objektivs vergrößert werden kann. In diesem Fall sind auch die Bildverarbeitungsfunktionen fortschrittlicher, und der Preis steigt aufgrund der anspruchsvolleren speziellen Monitore und Steuerungssoftware weiter an.