显微技术的发展趋势

首先，数码显微镜没有目镜可以透过。样品直接在监视器上成像。这使用户能够在使用软件的单次通过中查看和分析样本，坐在一个舒适和放松的位置。数字显微镜的各个部件是根据特定的应用来选择的:用于低到超高倍率的变焦光学、支架、滑动台等。数字显微镜系统应具有模块化设计，以便能够精确配置以适应其预期用途，并灵活适应一般条件的变化。与传统设备相比，要为用户提供真正的增值，数码显微镜必须满足以下五个技术要求:

1. 优化的数字成像
2. 过程或对象的动态查看
3. 定性和定量样品分析
4. 具有高动态范围的样品显示和分析
5. 精益光学，可灵活定位样品和移动使用

典型的数码显微镜配有211万像素CCD完美调谐到高分辨率光学的相机。相机提供了最好的信息产量，同时保持每一张图片的数据量可管理。然而，数码相机往往是由它们提供的百万像素来判断的。很多人认为越多越好。但在显微镜技术中，像素最高的相机不一定是最好的。决定哪一种相机将产生最好的成像结果的关键标准是显微镜的应用和光学性能。早在数码摄影取得成功之前，美国科学家哈里·奈奎斯特(Harry Nyquist)就证明，两位数像素范围内的相机并不能提供更多的图像信息，只会更快地将无用的数据填满硬件。

数字化图像分辨率的一个度量标准是在清晰聚焦下成像的黑白线对的最大值。计算显微镜每毫米线对的经验法则是3000 x NA(数值孔径)。这个数字除以物体在相机传感器上的复制率，就得到每毫米实际被相机传感器捕获的线对的数量。这表明，例如1200万像素的相机在高倍倍率下没有优势。这样的相机的分辨力比光学系统的分辨力要高。生成的图像会更大，但不会更好。相机只是产生了更多的数据，而不是解决额外的细节。

由于数字显微镜没有目镜，它必须能够以高刷新率在显示器上显示实时图像。理想的刷新率至少是每秒15帧，这确保了即使舞台朝xy方向移动，图像也能舒适地观看。在实验过程中，更快的图像处理提供了一个进一步的优势:图像捕获速率加快，因此整体样本处理时间更短。

对于没有目镜的显微镜来说，照度是另一个重要的问题。光源应尽可能强大和持久，并应具有类似于日光的色温，以确保获得真实的样品图像。金属蒸气灯是这项工作的理想选择。目前市场上的长寿命、免维护的led系统提供了令人信服的替代方案。

大多数数码显微镜相机使用16位单色捕获(相当于65,536种颜色)来利用图像的整个动态范围。问题是，大多数电脑屏幕和打印机每个通道只能显示8位，这相当于256个亮度级别。这意味着，我们的眼睛所能分辨的所有亮度的自然细微差别并不总是能重现出来。

为了捕捉高动态范围的图像，使用了HDR(高动态范围)方法。这些高对比度的图像捕捉了整个自然亮度的细微差别。像素值与实际发光密度成比例。尽管HDR图像必须适应较低的亮度范围，这仍然是几乎所有屏幕的一个特点，但它们仍然提供了优势。特别是，即使在屏幕图像的极暗和极亮的区域，细节仍然可见。