версия для печати

В.Медовый, к.т.н.

В составе цифрового микроскопа (ЦМ) и микроскопа-анализатора (МА) могут применяться различные типы видеокамер, микроскопов, компьютеров, пакетов программного обеспечения. В составе ЦМ могут применяться также различные цифровые фотоаппараты. При минимальных навыках работы на компьютере потребитель может сам как из конструктора собрать ЦМ, заказав или использовав имеющиеся комплектующие. Самому собрать автоматический МА (МЕКОС-Ц1) сложно из-за точной настройки электромеханических компонент моторизованной части. Однако ввести в состав МЕКОС-Ц1 Ваш микроскоп можно с участием наших специалистов.
Как правило, наши потребители хорошо разбираются в микроскопах. Поэтому здесь мы ограничимся замечанием, что в ЦМ и МА нельзя применять дешевые микроскопы. Качество оптики и освещения должно выбираться с учетом неизбежных потерь разрешения в камере и плате ввода. Но и дорогие микроскопы, несомненно, имеющие преимущество при наблюдении глазами через окуляры, в составе цифрового микроскопа могут не проявлять своих качеств (см. ниже). Поэтому с учетом цены наиболее практично применение микроскопов среднего класса. Лучше, если используются объективы план (полуплан), но это необязательное условие получения высококачественных цифровых изображений поля зрения.
Наибольшие трудности обычно вызывает выбор средств съемки изображения и ввода его в компьютер. Эти средства должны обеспечить приемлемое качество изображения на экране монитора, которое в большинстве случаев будет хуже, чем в окулярах микроскопа. На рынке представлены сотни типов аналоговых и цифровых видеокамер и цифровых фотоаппаратов различных по разрешению, чувствительности, уровню шума, качеству цветопередачи, скорости ввода, качеству «живого видео», управляемости, адаптируемости, универсальности. Их производят десятки фирм (Sony, JVC, Panasonic, Hitachi, Leica, Zeiss, Olympus, Nikon, Pulnix, DALSA, SIS, ROPER, Apogee, Sanyo, KT&C и др). Аналоговые видеокамеры имеют на выходе телевизионный сигнал различных типов и их можно подключить к телевизору или видеомонитору без компьютера. Диапазон цен от 100 до 10000 долларов. Для подключения аналоговой камеры к компьютеру применяется специальная плата ввода «фрейм-граббер». Фрейм-грабберы различаются типом телевизионного сигнала, точностью, разрешением, пропускной способностью, встроенными средствами обработки изображений. Цены фрейм-грабберов в диапазоне от 30 до 3000 долларов. Цифровые камеры имеют на выходе цифровой сигнал, предназначенный для компьютера или цифрового плеера. Из-за ограничений телевизионных стандартов пара аналоговая камера - фрейм-граббер дает цифровое изображение (на экране компьютера) не более чем из 400 тысяч точек (пиксел). Цифровые камеры и фотоаппараты могут давать цифровое изображение со значительно большим разрешением, до 16 млн пиксел. Цифровые фотоаппараты отличаются от цифровых камер скоростью ввода изображений в компьютер. Если у камер она находится в диапазоне 5-1000 кадров максимального разрешения в секунду (у аналоговых камер обычно 25 кадров в секунду), то у фотоаппаратов – 0.2 –0.5 кадров в секунду. Живое видео, непрерывно отображающее поле зрения, у фотоаппаратов имеет низкое разрешение и может выводиться на отдельный маленький дисплей. Ввиду массового производства и применения в самых разных областях цены на аналоговые камеры остаются ниже, чем на цифровые. Цены на цифровые камеры – в диапазоне от 1000$ до 20000$, на цифровые фотоаппараты (пригодные для работы с микроскопом по оптическим характеристикам) – от 600$ до 4000$.
Дорогие камеры (от 10000$) пригодны для практически любых видов микроскопии и препаратов. ЦМ с такой камерой является мощным универсальным инструментом, обеспечивающим качество цифрового изображения сравнимое с качеством изображения в окулярах. Высокочувствительные камеры позволяют видеть на экране слабосветящиеся неразличимые глазом объекты, скоростные камеры визуализируют быстротекущие процессы. Чем меньше денег Вы хотите затратить на ваш ЦМ, тем он будет больше специализирован и тем точнее Вы должны сформулировать, чем именно вы готовы пожертвовать на ухудшенном цифровом изображении. В этом Вам поможет приведенная ниже таблица

Таблица 1. Характеристики объектов наблюдения и условий съемки.

Характеристика наблюдаемого объекта	Значение
	1 колонка	2 колонка	3 колонка	4 колонка
1)Минимальный размер интересующих объектов (фрагментов)	> 2 мкм	>1 мкм	>0.5 мкм	0.1 мкм
2)Контрастность границ	Высокая	Средняя	Низкая	Очень низкая
3)Количество различимых оттенков цветов	Менее 20	100	1000	10000
4)Допустимая ошибка измерений размеров и оптической плотности	20%	10%	5%	1%
5)Различение текстуры	Не важно	Может быть смазана	очень важно	Не хуже, чем в окулярах
6)Яркость объектов	Яркие (проходящий или отраженный свет)	Яркая люминесценция	Слабая люминесценция	Не видимая глазом люминесценция
7)Объект практически неподвижен в течение:	Более 1 сек	0.1 сек	0.001 сек	0,0001 сек
8)Изменение освещенности (яркости) в процессе исследования	Менее 100%	менее 10 раз	Более 100 раз	Более 1000 раз
9)Спектральная область	Видимая область	Видимая область	Видимая область	инфракрасная, ультрафиолетовая

При выборе вариантов ответов нужно исходить из максимальных требований по всей группе предполагаемых исследований. Если все характеристики соответствуют 1 колонке, то Вас устроит дешевая аналоговая видеокамера и дешевый фрейм-граббер общей стоимостью от 200$. Такой цифровой микроскоп «школьного» уровня пригоден для работы только с крупными контрастными объектами. Если есть требования 2 колонки, цена средств съемки возрастет до примерно 1000$. Требования из 3 колонки могут увеличить цену до 3000$ - 7000$, а из 4-й –до 10000-20000$.

Если Ваши требования соответствуют 2-3 колонкам, то разрешение цифровых изображений остается на 2-3 порядка хуже разрешения в окулярах микроскопа. В этом случае разрешение объективов высокого класса оказывается недоиспользованным. Поэтому в таких ЦМ без ухудшения цифровой картинки могут применяться микроскопы среднего класса с объективами типа Aplan или Сplan, или даже микроскопы класса МИКМЕД-2.

Отметьте, пожалуйста, в таблице Ваш вариант требований (они могут быть из разных колонок) и пришлите нам по электронной почте. Ответ можно дать в форме номеров строк и колонок, н-р: 1)2; 2)3; 3)3; 4)2; 5)2; 6)1; 7)1; 8)1; 9)1. Из сотен возможных вариантов мы подберем Вам несколько различных по цене и потребительским свойствам средств съемки, оптимизирующих соотношение цена\качество для Ваших задач. Если не на все указанные вопросы у Вас есть ответы, Вы можете описать свою предметную область и типы исследований или предоставить препараты и наши специалисты помогут сделать выбор камеры и микроскопа. Если у Вас уже есть опыт работы с ЦМ, Вы можете сразу заказать нам необходимую комплектацию.