Cовременное тестовое оборудование и технологии
Рус Eng

17-05
2012
Цифровой микроскоп ShuttlePix (Nikon Metrology): принципиально новый подход к измерению

Игорь Рыков, руководитель службы тестового оборудования
Андрей Алексейчик, начальник отдела неразрушающего контроля

Опубликовано в
«Megatech», № 3 за 2011 год.


Благодаря высокой точности получаемых результатов современная микроскопия имеет широкую область применения: от медицины до контроля качества изделий из различных отраслей промышленности (микро- и оптоэлектроника, производство изделий из пластмассы, автомобильная, металлургическая промышленность и др.). Однако применение наукоемких технологий и постоянное развитие технических возможностей изделий требуют еще более совершенных средств измерений.

Учитывая данный спрос, компании создают все более эффективные решения, предлагая потребителям принципиально новые подходы в измерении. Так, всемирно известный производитель оборудования для неразрушающего контроля Nikon Metrology недавно представил свою новейшую разработку — цифровой микроскоп ShuttlePix.

Рис. 1 Цифровой микроскоп ShuttlePix (Nikon Metrology)

Как известно, цифровая микроскопия позволяет получать данные, которые для иных методов являются недоступными или требуют значительных временных и финансовых затрат. Фирмы-изготовители, идущие по цифровому пути развития, более успешны за счет высокой востребованности продукта на рынке и сокращения затрат на его дальнейшую модернизацию. Именно поэтому компания Nikon Metrology не только активно развивает данное направление деятельности, но и ведет собственные перспективные разработки и исследования, позволяющие создавать принципиально новые решения.

Микроскоп ShuttlePix является результатом многолетнего опыта работы специалистов, опирающегося на исследования интересов потенциальных потребителей, и воплощает в себе самые современные достижения науки и техники. Впервые данное оборудование было представлено на рынке в 2010 году, однако уже сегодня, благодаря своим уникальным возможностям, оно входит в число лучших решений цифровой микроскопии.

Рис. 2 Области применения цифрового микроскопа ShuttlePix

Уникальность оборудования заключается в его портативности: помимо традиционного применения ShuttlePix также доступен и в переносном режиме. Работа без проводов позволяет применять микроскоп, как в лабораторных условиях, так и вне помещения (с использованием аккумуляторной батареи, встроенной подсветки и SD-карты для сохранения снимков). В данном режиме ShuttlePix имеет возможность 60-кратного оптического увеличения, которое при использовании 17» сенсорного ЖК-монитора возрастает до 400 крат (при этом системное увеличение достигает 1000 (!) крат). Оптическая числовая апертура объектива (0,2NA) позволяет захватывать изображение с высоким разрешением, при этом ShuttlePix по простоте использования сравним с обычной цифровой камерой.

Помимо переносного режима, микроскоп имеет стационарное применение, для которого характерно еще более высокое разрешение и увеличение (по сравнению с портативным), а также получение изображения с расширенной глубиной фокуса (EDF) и мощные измерительные возможности.

Рис. 3

При подключении к компьютеру становится доступной работа с изображением, а именно: обработка графики, создание отчетов и трехмерных моделей (Рис. 3). Подобного рода многоцелевое использование цифровых микроскопов совсем недавно считалось недоступным, но эволюционное развитие микроскопов производства Nikon Metrology подтверждает обратное.

О Компании:
Nikon Metrology Inc. предлагает широкий спектр инновационных решений в области метрологии, включая современные измерительные системы с оптическим и механическим 3D-разрешением. Каждая единица оборудования отвечает самым жестким требованиям производителей к контролю в таких областях, как автомобильная, аэрокосмическая, электронная, медицинская и др. Обладая обширной научно-технической базой и многолетним опытом, в своих разработках компания использует только самые передовые технологии. Благодаря этому средства измерения производства Nikon успешно сочетают в себе высокую точность и максимальную производительность.

Производственные мощности Nikon: Япония (микроскопы, видеоизмертельные системы, исследовательская база), США (лазерные радары), Бельгия (координатно-измерительные системы, сканеры), Великобритания (координатно-измерительные системы, оптические координатно-измерительные системы, сканеры, рентгеноскопическое оборудование), Канада (iGPS).


Специфика работы в портативном режиме
Следуя девизу «Grab It and Go» (»Получи изображение одним нажатием клавиши»), цифровой микроскоп ShuttlePix идеально подходит для исследования больших и тяжелых образцов. При помощи данного оборудования могут быть выполнены такие операции, как инспекция, анализ электронных компонентов и собранных из них электронных устройств. Сфера применения ShuttlePix достаточно многогранна: от производства и ремонта оборудования до музеев и судебно-медицинской экспертизы. Подобное разнообразие обусловлено возможностью захвата цифрового изображения в любом месте, при этом сам процесс настолько прост, что выполняется всего в три шага:
1. Удерживая микроскоп в одной руке, приблизить к образцу,
2. Настроить фокус,
3. Нажать кнопку захвата.

Работа с ShuttlePix в данном (портативном) режиме не требует специальных знаний или сложных действий (различное увеличение реализуется без сложной замены оптических линз), а легкий вес и эргономичность микроскопа делают его доступным для любого пользователя. При этом качество получаемого изображения за счет превосходных технических характеристик оборудования остается на высоком уровне. С помощью специальной опции «Режим получения наилучшего снимка» (Best Shot Mode) автоматически захватывается до 10 кадров, и только один — с более резким фокусом (выбирается среди непрерывных снимков) — сохраняется (Рис. 4). Таким образом, пользователь имеет возможность получить изображение наилучшего качества даже при большом увеличении и неблагоприятных для съемки условиях.

Рис. 4

Новейшая разработка — 4-х сегментная светодиодная круговая подсветка — гарантирует поддержание равномерной яркости при всех уровнях увеличения. Полная подсветка (горят все четыре сегмента) обеспечивает яркое и равномерное освещение объекта, в то время как разделенная подсветка реализует изображение объекта с тенями (Рис. 5).

Рис. 5

Nikon Metrology использует свои собственные запатентованные достижения в оптике для реализации точных наблюдений и обработки изображений с числовой апертурой до 0,2 (при увеличении до 400 крат) и 20 мм FOV (полем обзора) при 20-кратном увеличении. Также возможен выбор оптимальных режимов типа Preferred Mode для получения изображения с наилучшим разрешением (Рис. 6, а) или с наилучшей глубиной фокуса (Depth-of-Focus (Рис. 6 б).

Рис. 6
а) наилучшее разрешение б) наилучшая глубина фокуса

Специфика работы в стационарном режиме
Микроскоп оснащен вертикальной моторизированной станиной и цветным 17» сенсорным ЖК-монитором с разрешением 1280×1024. Точный захват изображения и простые измерения осуществляются с помощью стилуса или мыши (USB). Интерфейс пользователя и ярлыки управления идентичны тем, которые используются в цифровых камерах Nikon Coolpix.

Моторизированная станина ShuttlePix разработана таким образом, что одним нажатием расположенных на ней кнопок можно получить на экране изображение исследуемого образца, в том числе с расширенной глубиной фокуса. При этом камера автоматически настраивается под различные типы образцов (микросхема, металл, печатная плата и т. п.).

С ShuttlePix становится доступным создание изображений образцов до 75×50×148 мм. Для удобства работы Nikon Metrology предлагает на выбор 3 вида столиков, соответствующих объекту наблюдения.

Режим подключения к ПК
Специализированное программное обеспечение открывает перед пользователем широкий спектр возможностей. При его установке и подключению к компьютеру возможно создание 3D-изображения и измерение высоты исследуемого объекта. Также доступны операции вращения, увеличения/уменьшения зума, масштабирование отображения, изменение цвета и т. д. С помощью цифрового микроскопа ShuttlePix можно выполнить демонстрацию EDF-сечения и произвести его измерение по высоте, углу наклона, ширине и т. д. с одновременным отображением данных на мониторе и записью в формате Exel.
Данное программное обеспечение полностью совместимо с Windows XP, Windows 7.

В рамках сотрудничества с Nikon Metrology и развитием направления неразрушающего контроля, ООО «Совтест АТЕ» осуществляет поставку оборудования для цифровой микроскопии (в том числе ShuttlePix) с последующей технической поддержкой систем и обучением по эксплуатации.


Технические характеристики цифрового микроскопа ShuttlePix (Nikon Metrology)

Микроскоп
Разрешение CCD-матрицы эффективное 1,98 Мпикс
CCD-матрица CCD: 1/1.8», Цветная матрица, общее число пикселей 2.11 Мпикс
Быстродействие: 28 кадр/с
Оптическая система Увеличение: от 3-х до 60-ти крат (увеличение на сенсорном 2.7"экране микроскопа)
От 20-ти до 400 крат (увеличение на 17» мониторе), кратность оптического увеличения 20:1
Рабочее расстояние 29 мм
Поле зрения (FOV) Максимальная диагональ поля зрения 20 мм (16×12 мм)
Освещение Подсветка: светодиодная, белого цвета
Метод освещения: эпископическое освещение вокруг объектива
Площадь освещения: ф20 мм, 4-х сегментная светодиодная подсветка, направление освещения: сверху, снизу, слева и справа.
Запись информации Носитель информации: SD флэш-карта, SDHC флэш-карта (макс. объем 16 Гб) (выбор памяти USB или FTP при присоединении к моторизированной станине)
Формат файлов: Tiff, JPG
Размер изображения 2 Мб (1600×1200), 0.5 Мб (800×600)
Режимы съемки Режим выбора образцов (стандартный, п/п пластина и кристалл, металлокерамика, печатные платы, FDP).
BSS (режим наилучшей съёмки), таймер (2-х секундная задержка), временной интервал, 4 пользовательских настройки с индикацией фокуса
Экспозиция Фотометрический метод: усредненная фотометрия/ пиковая фотометрия
Управление экспозицией: программа АЕ/затвор, предпочтительная/ручная экспозиция
Компенсация экспозиции: -2EV до +2 EV с шагом 1/3EV, установка усиления камеры и скорости затвора (ручная экспозиция)
Функция фиксации экспозиции
Апертура Предпочтительный режим по разрешению/ предпочтительный режим по глубине фокуса
Компенсация изображения Настройка качества изображения: насыщенность/оттенок/контрастность/резкость/цветной эффект
Выравнивание фона изображения (Shadding): заводская предустановка (возможность включения/отключения)
Баланс белого Ручная настройка (регулировка красного/синего)
ЖК-монитор 2.7» TFT цветной ЖК-дисплей, автоматическое отключение при подключении к моторизированной станине
Воспроизведение изображения Полнокадровый просмотр, миниатюрный (9 кадровые пиктограммы), просмотр (фрагмента изображения) в увеличенном масштабе (прокрутка)
Удаление изображения Быстрое удаление, удаление выбранного изображения, удаление папок с изображениями, форматирование карты памяти
Вывод видео NTSC/PAL
Разъемы Видео выход, видеозахват (?3.5 мм стерео-мини-джек), специализированный разъём для станины
Язык интерфейса Японский/Английский
Электропитание Литий — ионная аккумуляторная батарея/блок питания/питание от станины
Аккумулятор: P-Li01, P-Li-ion
Блок питания: ЕА1050Е-120 (опционально)
Автоматический режим экономии энергии: 30 сек/ 1 мин/ 5 мин/ 10 мин/20 мин
Потребляемая мощность 24 ВА
Время работы аккумулятора Около 90 минут (при максимальной мощности и максимальной яркости подсветки)
Время зарядки аккумулятора Около 4-х часов (при полной разрядке аккумулятора)
Гнездо под штатив ¼-дюймовое (ISO 1222)
Габариты ШхВхД (мм) Приблизительно 96×142×228
Вес 900 гр. (без аккумулятора и карты памяти)
Условия эксплуатации Температура: от 0 до +400С
Влажность 60%
Моторизированная станина (P-MFSC)
Ход Ход по оси Z: 150 мм (148 мм вверх, 2 мм вниз), регулировка верхнего и нижнего значений
Предметный столик 3×2/ скользящий, с плавным перемещением/наклонный столик
Редактирование изображения EDF: отображение неподвижного изображения, отображение 3D-изображения (с помощью ShuttlePix Editor)
Предупреждение рассеивания: живое изображение (5 кадр/с, 1280×960, 800×600)
Диапазон высокой динамичности: отображение неподвижного изображения при 1280×960/800×600
Функция измерения: расстояние между 2-мя точками, расстояние от точки до линии, расстояния между центрами 2-х окружностей, угол, окружность, площадь
Аннотация: маркировка граф, вставка текста, рисунок ручкой, прямая линия, указание масштаба, перекрестия, сетка, X-Y масштаб, X-Y измерения
Прямая печать Поддержка принтера типа PictBridge
Разъемы Разъем камеры: для подключения к P-400R
Видео выход: DVI–I
AN: 10Base-T/100Base-TX
USB-хост: USB2.0, А коннектор х2 (для подключения USB-мыши/памяти/монитора)
USB-устройства: USB2.0 В коннектор х1 (для подключения ПК)
Язык Японский/Английский
Электропитание Напряжение переменного тока 100–240 В, 50/60 Гц
Авто энергосбережение: OFF/1 до 99 мин.
Потребляемая мощность 140 ВА
Габариты ШхВхД(мм) 280×450×404
Вес 9 кг
Условия эксплуатации Температурный диапазон: от 0 до +400С
Влажность воздуха: 60%
Сенсорный ЖК-монитор (P-TPM)
Размер экрана 17» (333.9 мм х 270.3 мм)
Разрешение SXGA (1280×1024)
Разъемы Вход изображения: цифровой вход: DVI-D SXGA, видеовход: композитный NTSC
USB-хост: USB2.0, А коннектор х3
USB-устройства: USB2.0 В коннектор х1
Электропитание АС100-240 В 50/60 Гц
Потребляемая мощность 140 ВА
Габариты ШхВхД (мм) 390×371×180
Вес 7 кг
Условия эксплуатации Температурный диапазон: от 0 до +40?С
Влажность воздуха: 60%



Вложение Размер
ShuttlePix — новая эра в цифровой микроскопии.pdf 130.95 КБ
Микроскоп ShuttlePix (Nikon Metrology) принципиально новый подход к измерению.pdf 995.08 КБ

Получите подробную информацию о технических характеристиках, ценах и условиях поставки оборудования, направив официальный запрос с сайта.
Отправить запрос