Microscópios Digital
Microscópios Digital
Conjunto de produtos
Nosso modelo principal, a Série VHX, oferece a mais alta resolução da categoria, com novos modos de iluminação e imagem para realçar até os detalhes mais sutis da superfície. Com operação totalmente motorizada, este sistema suporta uma ampla gama de recursos de imagem e análise, incluindo análise elementar, análise metalográfica com novas lentes objetivas e software de alta resolução, uma base de 300 mm para wafers e outras peças grandes, e funções para comparações de imagens e automação.
A Série VHX-XF é um sistema tudo-em-um para visualizar, capturar e medir peças com facilidade. Este microscópio incorpora muitos dos recursos fundamentais da nossa Série VHX-X1 em um pacote mais econômico.
Os microscópios digitais usam uma câmera e uma ótica de ampliação para enviar uma imagem ao vivo para um monitor. No monitor, a imagem pode ser observada, capturada, salva, medida e analisada. Ao contrário dos microscópios ópticos tradicionais, os microscópios digitais não têm oculares e várias pessoas podem observar a imagem ao mesmo tempo.
Métodos de observação microscópica
Diferentes métodos de observação podem ser usados para observar uma amostra, e a seleção do método correto pode ter um grande impacto na qualidade e clareza da imagem. Diferentes métodos utilizam diferentes princípios de iluminação e contraste para permitir que os usuários observem com precisão a característica de interesse.
Comparação de métodos de observação
Certas amostras apresentam desafios de observação e imagem, particularmente amostras com características de baixo contraste, ou aquelas que são incolores, translúcidas ou transparentes. Para abordar a observação dessas amostras, diferentes métodos de observação foram desenvolvidos, aproveitando as propriedades de espalhamento de luz, difração, polarização e interferência.
Entendendo a diferença entre microscópios ópticos e eletrônicos
Microscópios ópticos: Os microscópios ópticos, também conhecidos como microscópios de luz, são usados há centenas de anos. A luz visível é usada para iluminar a amostra, e uma série de lentes é usada para ampliá-la para observação. Alguns microscópios ópticos utilizam uma ocular para o usuário olhar para observar a amostra, enquanto microscópios ópticos mais avançados projetam a imagem ampliada em um monitor ou tela.
Microscópios eletrônicos: Os microscópios eletrônicos utilizam um princípio diferente para alcançar uma ampliação e resolução significativamente maiores do que os microscópios ópticos. Em vez de luz visível, um feixe de elétrons é usado para iluminar a amostra. Os microscópios eletrônicos podem resolver estruturas em escala atômica, tornando-os indispensáveis para o estudo de materiais.
Escolhendo o microscópio certo: A escolha entre microscópios ópticos e eletrônicos depende do objetivo do usuário, do tipo de amostra e do nível desejado de ampliação e resolução. Os microscópios ópticos tendem a ser muito mais versáteis, acessíveis e fáceis de usar do que os microscópios eletrônicos, tornando-os adequados para um público mais amplo e uma gama maior de aplicações. No entanto, os microscópios eletrônicos oferecem ampliação e resolução incomparáveis, e sua capacidade de realizar análises em nível atômico é indispensável para a pesquisa avançada de materiais.
O que é um microscópio 3D?
Ao observar a superfície de um objeto com um microscópio, pode ser muito difícil determinar a forma ou a topografia da superfície, pois apenas uma pequena área pode estar em foco de cada vez. Isso é especialmente verdadeiro ao capturar uma foto com uma câmera.
O microscópio 3D tem a capacidade de digitalizar uma superfície inteira e capturar cada área diferente que entra em foco, combinando-as em uma imagem totalmente focada. Os dados de altura relativa de cada plano focal podem ser usados para reconstruir a superfície em uma imagem 3D que os usuários podem manipular livremente, facilitando a compreensão da verdadeira forma da superfície.
Benefícios de Microscópios Digital
Em comparação com os microscópios ópticos, os microscópios digitais têm uma profundidade de campo muito maior.
A profundidade de campo é o intervalo z que está em foco de uma só vez.
Uma grande profundidade de campo facilita a observação porque toda a amostra pode ser visualizada sem ajustar a lente ou a platina. Uma grande profundidade de campo é especialmente vantajosa ao visualizar amostras com superfícies irregulares ou grandes mudanças de altura na superfície.
Os microscópios digitais oferecem uma distância de funcionamento (WD) maior do que os microscópios ópticos. A distância de funcionamento é a distância da extremidade da lente até o alvo quando o alvo está em foco.
Quanto maior a distância de funcionamento, mais longe o usuário pode observar o alvo. Mesmo quando a lente é inclinada para fins de observação, a lente não entra em contato com a amostra. Isso é especialmente útil ao trabalhar com amostras que têm grandes mudanças de altura ou características em diferentes planos Z.
A maioria dos microscópios ópticos usa um revólver para alternar entre as lentes objetivas para alterar a ampliação.
Por outro lado, os microscópios digitais 3D comumente usam uma lente de zoom em que o usuário precisa apenas girar o anel de zoom para alterar a ampliação da lente.
Com o revólver, se a distância de funcionamento for diferente entre as lentes, o usuário deve ajustar a platina e o foco toda vez que a ampliação for alterada. Com as lentes de zoom, a distância de funcionamento permanece constante, para que os usuários possam alterar a ampliação enquanto mantêm a amostra em foco.
Estudos de caso de Microscópios Digital
Análise de superfícies de fratura de metal
Ao observar cada uma das características de um objeto tridimensional, como superfícies de fratura, a análise pode levar muito tempo devido à necessidade de ajustar o foco muitas vezes.
A função de composição de profundidade em tempo real do Microscópio Digital 4K Série VHX permite que você foque em toda a superfície de uma fratura de metal. Isso permite a observação e a avaliação das muitas características compostas que estão presentes nas superfícies de fratura, além de reduzir o tempo gasto no ajuste do foco.
Observação, medição e avaliação da pele e do cabelo
Ao avaliar a profundidade e a finura das características da superfície, quanto menores as diferenças de altura nas características, menor o contraste, o que dificulta a observação e a avaliação. Os microscópios convencionais mostram imagens de forma diferente dependendo da iluminação e do ângulo, e são propensos a ter brilho de reflexos e menor contraste. Isso torna os sulcos rasos difíceis de observar e eles podem escapar da detecção.
A função de iluminação múltipla do Microscópio Digital 4K Série VHX pode capturar automaticamente dados de iluminação omnidirecional. Ao selecionar a imagem mais adequada para observação a partir desses dados, você pode reduzir significativamente o tempo necessário para configurar a iluminação.
Observação de estruturas metálicas
A observação de estruturas metálicas leva tempo porque apenas uma parte do campo de visão está em foco. A observação e a análise de objetos como este também têm uma curva de aprendizado, o que é um obstáculo para alcançar resultados precisos.
A interface de composição em tempo real do Microscópio Digital 4K Série VHX fornece composição de profundidade que permite a observação rápida e fácil de imagens totalmente focadas. Além disso, a análise automática do tamanho do grão pode ser realizada, eliminando a subjetividade do usuário.
Observação e análise de microrganismos
Muitos microrganismos são altamente transparentes, o que dificulta a obtenção de contraste na imagem de observação. Como tal, a observação de alta ampliação e a análise quantitativa são muito difíceis para fungos filamentosos, que crescem em três dimensões, e pequenas bactérias. Os Microscópios Digitais VHX estão equipados com múltiplas funções diferentes de iluminação e imagem, como iluminação polarizada transmitida e HDR, que permitem obter imagens com alta gradação de cores. Além disso, a Série VHX é capaz de contar automaticamente o número de colônias e fornecer estatísticas sobre o tamanho de cada colônia individual.
Observação com luz polarizada para imagens de alta resolução de minerais
Na observação de minerais com luz polarizada, é necessário perceber com precisão as mudanças devido ao método de observação e ao ângulo. No entanto, as avaliações podem diferir de um indivíduo para outro porque é muito difícil definir adequadamente as condições de iluminação. A Série VHX suporta observação com luz polarizada com prismas de Nicol paralelos ou cruzados, e também pode realizar iluminação polarizada transmitida. Além disso, a Série VHX tem a capacidade de recuperar as condições de iluminação de imagens anteriores, garantindo resultados consistentes.
Observação e medição de wafers de semicondutores e projetos de CI
Os Microscópios Digitais da Série VHX usam o Modo Dynamic Optical Shadow Effect, um método totalmente novo de microscopia, para realizar observação de alta ampliação com clareza de imagem que rivaliza com a de um MEV. O Modo Dynamic Optical Shadow Effect permite a observação das condições da superfície do wafer, filmes defeituosos e partículas estranhas. A medição automática de áreas de fotomáscara e formas 3D também pode ser realizada. As capacidades avançadas da Série VHX melhoram muito as capacidades de inspeção e análise para wafers e circuitos integrados.
Em comparação com outros tipos de microscópios, os microscópios digitais são caracterizados por sua alta funcionalidade de observação e facilidade de uso, que é independente do nível de habilidade do usuário. No entanto, o desempenho exigido é bastante diferente, assim como o preço do microscópio, dependendo se você o está usando para observação pessoal, controle de qualidade na fabricação ou observação para pesquisa. Aqui, apresentamos os pontos-chave a serem considerados ao selecionar um microscópio digital adequado para a aplicação pretendida.
Ampliação e campo de visão (faixa de observação)
A ampliação óptica de um microscópio estereoscópico pode ser calculada multiplicando-se a ampliação da lente objetiva pela da ocular. No caso dos microscópios digitais, como as imagens são observadas em uma tela, a ampliação é o produto da ampliação óptica da lente e do tamanho da tela do monitor. Essa ampliação é chamada de ampliação total, que pode ser calculada com a seguinte fórmula:
Ampliação total = Ampliação do monitor x Ampliação óptica
A ampliação óptica é indicada pela escala da lente. A ampliação do monitor difere dependendo do sensor de imagem e do tamanho do monitor, e pode ser calculada com a seguinte fórmula:
Ampliação do monitor = (Tamanho do monitor em polegadas x 16*) / Tamanho do sensor de imagem*
* Tamanho óptico em polegadas
Por outro lado, o tamanho do campo de visão (faixa de observação) é inversamente proporcional à ampliação total. Por exemplo, considere uma ampliação de 50x com uma área de 10 x 6 mm exibida no monitor. Se a ampliação for aumentada para 100x ou 200x, o campo de visão exibido no monitor diminui para 5 x 3 mm ou 2,5 x 1,5 mm, respectivamente. Como mostrado neste exemplo, embora o aumento da ampliação possa ampliar a imagem para melhor visualização dos detalhes, ele também estreita o campo de visão.
Um microscópio digital tem ampliação da objetiva, ampliação total e ampliação do monitor, o que significa que, ao selecionar uma ampliação, você deve estar ciente de qual delas é indicada nos catálogos e qual parte do objeto de observação você deseja estudar em uma visão ampliada. Então, você pode selecionar o microscópio digital com a ampliação e o campo de visão que correspondem às suas necessidades.
Método de iluminação
Ao usar microscópios digitais, você pode encontrar visões não nítidas de objetos, apesar de usar uma lente de alto desempenho, se a iluminação não for apropriada. Para resolver esse problema, é importante escolher o tipo de iluminação que se adapta ao objeto a ser observado.
Existem quatro tipos principais de iluminação, e esta seção explica as características e vantagens de cada tipo.
Iluminação coaxial
A: Lente, B: Fonte de luz, C: Meio espelho, D: Objeto
A iluminação coaxial viaja na mesma direção que o caminho óptico da lente. Com a iluminação coaxial, o eixo óptico da luz emitida sobre o objeto e o da lente são alinhados com um meio espelho. Este modo de iluminação é usado para a observação de superfícies metálicas espelhadas, superfícies plásticas lisas e objetos que refletem a luz de forma especular, como wafers de semicondutores, bem como ao observar diferenças na estrutura ou no brilho da superfície em vez de características.
Iluminação anelar
A: Lente, B: Objeto
A iluminação anelar é emitida diagonalmente de ambos os lados da lente. Este modo de iluminação permite a captura nítida de contornos devido ao contraste criado pelas características da superfície. É usado principalmente em ampliações de 50x a 300x para observar objetos com superfícies ásperas ou objetos sem brilho ou lustro.
Iluminação transmitida
A: Lente, B: Placa de vidro, C: Objeto, D: Fonte de luz
Com a iluminação transmitida, a luz de baixo de um alvo transparente passa através da lente para o sensor de imagem. Por essa razão, lentes com grande profundidade de campo são adequadas, considerando a espessura dos alvos. Este modo de iluminação é usado para a observação de características dentro de um objeto transparente, emulsões em líquidos e microrganismos.
Iluminação variável
A direção da luz pode ser alterada em tempo real para enfatizar o estado das características. A luz é emitida sobre o alvo e pode ser ajustada em tempo real, permitindo a observação de características finas.
Exibição do monitor
Uma das características mais úteis dos microscópios digitais é que mais de uma pessoa pode olhar para a imagem microscópica ao mesmo tempo. Isso permite capturar partes de interesse como vídeos e exibir partes detalhadas em um monitor para verificação visual por várias pessoas, o que pode facilitar o compartilhamento rápido de problemas.
A resolução do monitor pode variar de cerca de 2 megapixels a 10 megapixels ou mais. É importante selecionar a resolução de acordo com o propósito, juntamente com a seleção da ampliação e do campo de visão (faixa de observação).
Função de gravação/medição
O compartilhamento de dados de observação adquiridos com um microscópio digital entre diferentes departamentos para análise e revisão requer funcionalidades que suportem grande capacidade de armazenamento e rede. Alguns fatores-chave a serem considerados incluem se as imagens de observação podem ser salvas, se as configurações de ampliação de medição e iluminação podem ser salvas e a disponibilidade de software de análise que mede perfis, áreas e contagens a partir dos dados de observação.
Exemplo: análise de contaminação
Características dos microscópios KEYENCE
Os microscópios digitais integrados da KEYENCE usam uma lente telecêntrica HR, um sensor de imagem CMOS 4K e um monitor 4K de 27 polegadas. A combinação de uma lente de alta resolução e grande profundidade de campo, um sensor de imagem de alta definição e baixo ruído e um grande monitor 4K permite a observação com um amplo campo de visão em altas ampliações.
Para iluminação, os microscópios digitais da KEYENCE são equipados com uma função de multi-iluminação que aplica automaticamente o padrão de iluminação ideal. Com apenas um clique de um botão, o operador pode obter automaticamente dados de iluminação omnidirecional e selecionar a imagem mais adequada para observação.
Salvar imagens na tela, resultados de medição e configurações de observação também está a apenas um clique de um botão. Os dados salvos podem ser compartilhados rapidamente em toda a sua empresa por meio de uma conexão de rede. Relatórios podem ser criados instalando software de planilha e processamento de texto.
Os microscópios digitais da KEYENCE são uma solução completa que não apenas elimina configurações de iluminação trabalhosas, ao mesmo tempo em que alcança observações de alta resolução e exibição de alta qualidade, mas também fornece funções analíticas e de relatórios para compartilhamento de dados e envio de relatórios.
Lente telecêntrica HR com alta NA e alta resolução
Observação com multi-iluminação (superfície de metal polido 1000x)
Lideramos o caminho em automação industrial e equipamentos de inspeção desde 1974. Nosso compromisso com a tecnologia avançada e a satisfação das necessidades de nossos clientes nos elevou a uma posição de liderança no mercado. Se você está pronto para comprar microscópios digitais do líder reconhecido no campo, navegue em nosso catálogo e entre em contato hoje mesmo.
Perguntas frequentes sobre Microscópios Digital
Os microscópios digitais são usados para observar, inspecionar e analisar amostras de praticamente qualquer tamanho. Os microscópios digitais são frequentemente usados como uma solução quando as necessidades não podem ser atendidas por microscópios ópticos ou MEVs. Uma ampla gama de setores, incluindo eletrônicos, dispositivos médicos, pesquisa de materiais e automotivo, todos usam microscópios digitais 3D. Mais informações sobre aplicações para cada setor podem ser vistas em nossa página de Exemplos de Aplicação.
Os microscópios digitais da KEYENCE continuam a ser a melhor solução do mercado. A KEYENCE criou o primeiro microscópio digital há mais de 20 anos e implementa continuamente o feedback direto dos clientes nas gerações subsequentes de microscópios digitais científicos. Isso permite que a KEYENCE esteja sempre na vanguarda, fornecendo produtos que resolvem problemas reais que os usuários enfrentam.
Microscópios digitais, microscópios compostos, estereoscópios, microscópios metalográficos e microscópios de polarização são todos comumente usados. Embora os últimos quatro tipos de microscópios tenham cada um um propósito específico, um microscópio digital combina todas essas funções em um único dispositivo, permitindo um rendimento mais rápido e um fluxo de trabalho mais eficiente.
Um microscópio digital é equipado com uma câmera digital de alta precisão que captura imagens do alvo, que são exibidas no monitor para observação. Um microscópio estereoscópico tem duas oculares — uma para cada olho — para observar a imagem que aparece através das lentes. A faixa de ampliação de um microscópio digital é de várias dezenas a milhares de vezes, enquanto a de um microscópio estereoscópico é de apenas dez a várias dezenas de vezes. Um microscópio estereoscópico também precisa de ajustes com base em diferenças pessoais, como a distância entre os olhos e a capacidade visual.
De modo geral, um microscópio digital é adequado para longas horas de observação, posicionamento e medição dimensional. Um microscópio digital também é capaz de salvar imagens em um HDD, bem como processar e analisar imagens usando ferramentas digitais. Um microscópio estereoscópico, por outro lado, tem um campo de visão mais amplo e uma distância de funcionamento maior e, portanto, é usado para montar e inspecionar peças de precisão, bem como para dissecação e manipulação de células.
A KEYENCE fabrica microscópios digitais há mais de 20 anos. Aplicamos continuamente o feedback de nossos clientes na criação de gerações subsequentes de produtos. Isso nos permite fornecer sempre produtos que resolvem problemas reais que os usuários enfrentam. Os microscópios digitais da Série VHX foram projetados para compensar os pontos fracos dos microscópios ópticos convencionais, como a baixa profundidade de campo, a curta distância de funcionamento, problemas de portabilidade e versatilidade e limitações nas amostras.
