數位顯微鏡

KEYENCE的數位顯微鏡擁有高景深、觀察距離長的特點,使表面凹凸或立體形貌均可清晰觀察。產品陣容包含:可媲美SEM高精細觀察之進階整合系統機種,以及內建各種高使用頻率機能的標準機種。此外,還備有可使數位顯微鏡性能發揮至極限的專用鏡頭。

下載型錄

產品陣容

VHX-7000 系列 - 數位顯微鏡

提供高解析度的影像, 並有助於檢察或不良品分析的 4K高精度光學顯微鏡。

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VHX-F 系列 - 數位顯微鏡

「觀察、儲存、量測」更直觀了!誰都能正確操作 - 標準機種。| VHX-970F

通常所稱的「光學顯微鏡」是指透過目鏡進行觀察的光學式顯微鏡。而數位顯微鏡(又稱為數字式顯微鏡)則不需要目鏡,而是搭載了攝影機,可以將觀察對象放大顯示到電腦或顯示器上。相較於肉眼觀察的顯微鏡,數位顯微鏡的優點之一是可以在顯示器上進行觀察,因此可以方便地多人同時觀察和共享資訊。

數位顯微鏡的優點

數位顯微鏡的優點是比一般的光學顯微鏡的景深更深。
景深的深度是指用鏡頭拍攝下立體物時對焦的寬度。

景深(對焦寬度)深的優點是,即便觀察凹凸不平的目標物,由於對焦的範圍廣,也能迅速而準確地觀察到目標物的全貌。

數位顯微鏡的優點之一是「觀察距離長」。
觀察距離是指動作距離、工作距離(WD),即鏡頭前端(包含照明適配器等)到目標物的距離。

觀察距離越長,相應地能觀察到目標物的深處,將鏡頭傾斜進行觀察時,也能確保鏡頭不觸碰到目標物或載物台表面完成觀察。

大多數光學顯微鏡在更換鏡頭、改變倍率時都會採用旋轉鏡頭的方式。旋轉方式…安裝幾個定焦鏡頭,透過旋轉來切換鏡頭
而數位顯微鏡則通常採用變焦鏡頭。變焦鏡頭是只要旋轉變焦環,就能改變鏡頭的倍率。旋轉方式下,如果每個鏡頭的觀察距離不同,那麼每次改變倍率時都需要對焦視野和調焦。

數位顯微鏡的導入案例

汽車/航空相關產業

介紹了汽車零件異物混入量測、分析,以及工具磨損、壽命管理與評估定量化等案例

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電子元件產業

介紹了封裝印刷電路板、電子零件故障分析,鍍膜不良種類、原因與觀察、評估課題解決等案例

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醫療/醫藥/化妝品產業

介紹了利用醫療器材量測、檢查品質管理、保證,以及皮膚與毛髮觀察、量測、評估等案例

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化學/材料/素材產業

介紹了焊接處的焊透組織觀察、高功能多層膜、印表機印刷品質與構成零件觀察、分析等案例

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分析金屬斷裂面

在觀察如斷裂面等3D立體物的每一項特徵時,必須多次對焦,分析極為耗時。4K數位顯微鏡VHX系列具備即時景深合成功能,可對整個金屬斷裂面進行對焦。由此,不僅節省了調焦的時間,還可對斷裂面上的大量複雜的形狀進行觀察和評估。

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皮膚與毛髮之觀察、量測、評價

評估表面形狀的深淺和粗糙度時,形狀的高低差越小,對比度越低,因此越難觀察和評估。以往顯微鏡的缺點是由於照明和角度不同,影像的視覺效果也不同,容易因反射而產生光暈,並降低對比度。結果就是很難觀察到淺淺的凹陷,而將其遺漏。4K數位顯微鏡VHX系列具有多重照明功能,可自動獲取全方位的照明資料。從中選擇最適合觀察的影像,可大幅縮短照明設定的時間。

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金屬結構的觀察

對只有部份對焦的金屬結構進行觀察非常耗時。此外,觀察和分析此類拍攝物體還需要一定的經驗,妨礙了獲得精確的結果。4K數位顯微鏡VHX系列搭載了即時景深合成介面,透過此介面就能夠迅速且簡單地觀察已對焦影像的景深合成。此外,還可自動分析結晶粒度,排除操作人員的主觀性。

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觀察、分析微生物

大多數微生物的特點是透明度極高,觀察影像的對比度極低。因此,3D立體的絲狀真菌和微小細菌等很難透過高倍率進行觀察以及定量分析。數位顯微鏡VHX系列搭載了透過型偏光照明、HDR等各種照明功能和拍攝功能,可以獲得高色階影像。此外,VHX系列還可自動統計菌群的數量,並匯總顯示各菌群的大小。

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以高解析度拍攝礦物為目的的偏光觀察

在進行礦物的偏光觀察時,必須清晰地捕捉因不同的觀察方法和角度而呈現的變化。然而,準確設定照明條件是件困難的事情,評估結果也會因人而異。VHX系列可透過平行尼科爾稜鏡或正交尼科爾稜鏡進行偏光觀察,還可進行背光型偏光照明。此外,VHX系列還有透過歷史影像調取照明條件的功能,可以獲得連貫性的結果。

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半導體晶圓和IC設計的觀察、量測

數位顯微鏡VHX系列採用了全新的顯微鏡檢查技術「光學陰影效果模式(Optical Shadow Effect Mode)」,能透過高解析度的鮮明影像實現高倍率觀察,與掃描式電子顯微鏡(SEM)匹敵。使用光學陰影效果模式,可以對晶圓的表面狀態、缺陷膜、異物等進行觀察。此外,還可自動量測光掩模區域或3D形狀。VHX系列的先進功能大幅提升了晶圓、積體電路的檢測和分析能力。

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數位顯微鏡的相關常見問題

數位顯微鏡搭載了高精度的數位CAMERA,可將觀察對象顯示在顯示器上進行觀察。而立體顯微鏡則搭載了與左右眼相對應的2個目鏡,可對目鏡中的影像進行觀察。數位顯微鏡的倍率是幾十倍至幾千倍,立體顯微鏡是十倍至幾十倍。此外,針對每個觀察者不同的眼睛寬度和視度等,立體顯微鏡需做調整。
通常來說,數位顯微鏡適合長時間的觀察、定位和尺寸量測。此外,還可以將影像儲存到HDD或使用工具進行影像處理、影像分析等。而立體顯微鏡由於視野廣、動作距離長,因此可用於精密零件的組裝與檢查、解剖、細胞操作等方面。

KEYENCE擁有超過20年的數位顯微鏡製造經驗。我們將客戶的每個反饋都運用到下一代產品的開發中,並提供解決客戶問題的產品。VHX系列數位顯微鏡的設計目的是解決傳統光學顯微鏡存在的景深淺、觀察距離短、難以搬運、通用性低、樣品觀察受阻等問題。

數位顯微鏡可用於行觀察、檢查、分析絕大多數尺寸的樣品。當有光學顯微鏡、SEM無法滿足的需求時,都可透過數位顯微鏡來解決。3D數位顯微鏡已獲得電子設備、醫療器材、材質研究、汽車等各產業的廣泛採用。關於各產業的用途,詳見「用途範例」頁面。

KEYENCE數位顯微鏡持續擔當著市場的領軍者。20多年前,KEYENCE首次開發了數位顯微鏡,並將顧客反饋的意見應用在了下一代面向科學領域的數位顯微鏡上。正因為付出了這些努力,KEYENCE總是能夠為一線客戶提供產品,助其解決實際面臨的問題。

通常使用的顯微鏡有數位顯微鏡、復合顯微鏡、立體顯微鏡、金相顯微鏡、偏光顯微鏡等。數位顯微鏡以外的其他顯微鏡各自具有獨特的用途,而數位顯微鏡則是將這些功能集於一體,實現了高速的處理能力和高效的流程化業務。

數位顯微鏡相較於其他類型的顯微鏡來說,特點是觀察功能高,操作方便,不受操作者的技能影響。不過,根據顯微鏡是用於個人觀察、還是製造業的品質管理、亦或是研究觀察,要求的性能和價格天差地別。在此介紹針對各種用途來選擇數位顯微鏡的重點。

倍率和視野(觀察範圍)

立體顯微鏡的光學倍率是物鏡的倍率和目鏡倍率相乘計算得來。而數位顯微鏡則是在畫面上觀察影像,因此其倍率是鏡頭的光學倍率乘以顯示器的顯示尺寸得出的值。此倍率稱為綜合倍率,可透過以下公式計算。
綜合倍率 = 顯示器倍率 × 光學倍率
光學倍率是以鏡頭的刻度來顯示。顯示器的倍率根據影像感測器或顯示器尺寸不同而有所差異,透過以下的公式計算得來。
顯示器倍率 = (以英吋為單位的顯示器尺寸 × 16*)/影像感測器的尺寸*
* 光學式尺寸(單位:英吋)
與此相對,視野的廣度(觀察範圍)與綜合倍率成反比。例如,設想倍率為50倍時,將10 × 6 mm的區域顯示在顯示器上的場景。當倍率提高100倍或200倍時,顯示器上的視野將分別縮小至5 × 3 mm、2.5 × 1.5 mm。像這樣,提高倍率,影像放大,可以觀察到細節,但與此同時,視野也將變窄。

數位顯微鏡有物鏡倍率、綜合倍率和顯示器倍率,選擇倍率時,需注意型錄中記載的產品指的是哪種倍率,以及想要放大觀察對象的哪一個部分進行觀察。在此基礎上,來選擇倍率和視野都滿足需求的數位顯微鏡吧。

照明方法

使用數位顯微鏡時,如果照明選用不合適,即便使用高性能的鏡頭,目標物還是很模糊。要解決這個問題,選擇與觀察的目標物相匹配的照明方法很重要。
照明大體分為4類。此處將說明4種照明各自的特征和優點。

同軸落射照明

A:鏡頭 B:光源 C:半反射鏡 D:目標物

同軸照明的光走向與鏡頭的光學路徑一致。同軸落射照明是透過半反射鏡,讓照射到目標物的光軸與鏡頭光軸平行。此照明方法在觀察鏡面加工的金屬表面或光滑的塑膠表面,以及類似半導體晶圓的鏡面反射目標物時使用,或者在觀察目標物的結構和表面光澤的差異,而非形狀時使用。

環狀照明

A:鏡頭 B:目標物

環狀照明的光將從鏡頭兩側傾斜著照射。此照明方法可透過表面形狀形成的對比度,將輪廓清晰地拍攝下來。此照明方法主要是在50至300倍的倍率下,觀察表面粗糙的目標物或無光滑、無光澤的目標物時使用。

背光照明

A:鏡頭 B:玻璃板 C:目標物 D:光源

背光照明是光從透明的目標物下方穿過鏡頭,進入影像感測器。因此,考慮到目標物的厚度,景深大的鏡頭更適合。此照明方法在觀察透明目標物內部的形狀、液體中的乳白色渾濁物、或微生物時使用。

可調照明

此照明方法可以即時改變光的方向,強調形狀的狀態。將光照射到目標物上即時調整,即可觀察細微的形狀。

顯示器顯示

數位顯微鏡的最大特點之一是可以多人同時確認顯微鏡的影像。將重點關注的部位拍攝成影片,細節部位顯示在顯示器上,可以多人現場確認,從而有助於共有問題。
顯示器的解析度多種多樣,從約200萬畫素到1000萬畫素以上都有。選擇倍率和視野(觀察範圍)時,根據用途選擇解析度很重要。

記錄、量測功能

若要在各部門間共用、分析、評價數位顯微鏡獲取的觀察資料,需要有大容量的存儲系統和對應網路辦公的功能。需考慮的點有,能否儲存觀察用的影像,能否儲存量測倍率或照明的設定值,是否有透過觀察資料,對輪廓度、區域、個數進行量測的分析軟體等。

例:異物混入量測

KEYENCE顯微鏡的特點

KEYENCE的一體式數位顯微鏡採用了遠心HR鏡頭、4K CMOS影像感測器和27英吋的4K顯示器。解析度高、景深大的鏡頭,配上高精細低干擾的影像感測器,再加上大型4K顯示器的組合,實現了高倍率、廣視野觀察。
搭載了多重照明功能,可自動匹配到最合適的照明模式。只要按一下按鈕,即可自動取得全方位照明資料,選擇最適合觀察的影像。
只要按一下按鈕,即可儲存畫面上的影像、量測結果、觀察設定等。還可透過網路隨時在公司內共享儲存的資料。安裝試算表軟體、辦公軟體,即可製作報告。
KEYENCE的數位顯微鏡可實現高解析度觀察和高畫質顯示,不僅不需要耗時的照明設定,還具備分析、報告功能,可共用資料、提交報告,是一種便利的複合型工具。

高NA、高解析度的遠心HR鏡頭

多重照明觀察(放大了1000倍的研磨金屬表面)

KEYENCE自1974年創業以來,就是產業用自動化裝置和檢查裝置的領軍者。KEYENCE作為市場領頭羊,一直以來都提升著企業自身的行業地位,這是對追求先進技術,持續滿足客戶需求所做出的承諾。KEYENCE是行業公認的領頭公司,若您考慮購買我司的數位顯微鏡,歡迎您參閱型錄後洽詢我司。

對使用了顯微鏡、數位顯微鏡的放大觀察涉及的基本用語和實際案例進行說明。關於顯微鏡之基本構造、原理,主要類型、性能,以及顯微鏡之歷史、照明法/觀察法/光學系統等入門指南請由此進入

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