徠卡光學(xué)顯微鏡 :三維成像技術(shù)的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)
徠卡研究級超景深數(shù)碼顯微鏡 DVM6 的三維成像功能,是通過 “多焦面圖像采集 + 算法重構(gòu)" 的技術(shù)路徑實現(xiàn),能將樣品表面的立體形貌以數(shù)字化模型形式呈現(xiàn),突破傳統(tǒng)二維圖像無法展現(xiàn)的深度信息限制。
具體流程分為三步:首先,設(shè)備根據(jù)樣品表面高度差異,自動設(shè)定焦平面采集范圍,從樣品低處到最高處,以固定間隔(可通過軟件設(shè)置,范圍 0.1μm-10μm)采集數(shù)十至數(shù)百張不同焦面的二維清晰圖像;其次,配套軟件對這些圖像進(jìn)行像素級匹配,識別每張圖像中的清晰區(qū)域,剔除模糊部分;最后,通過三維重構(gòu)算法,將不同焦面的清晰區(qū)域按空間位置拼接,生成包含 X、Y 軸(水平方向)與 Z 軸(高度方向)信息的三維模型。
在成像過程中,用戶可通過軟件調(diào)節(jié) “掃描密度" 參數(shù):高密度掃描適合表面起伏復(fù)雜的樣品(如多孔陶瓷),能捕捉更多細(xì)節(jié),但耗時稍長;低密度掃描適合表面相對平整的樣品(如金屬薄膜),可提升成像效率。此外,軟件還提供 “表面平滑"“邊緣增強" 等后期處理功能,可根據(jù)分析需求優(yōu)化三維模型的視覺效果,例如在觀察電子元件引腳焊點時,啟用 “邊緣增強" 能更清晰區(qū)分焊點與引腳的邊界。

核心測量功能與參數(shù)解析
DVM6 的測量功能覆蓋長度、角度、面積、體積及粗糙度等多個維度,所有測量操作均基于三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行,減少傳統(tǒng)二維測量中因視角偏差導(dǎo)致的誤差。
1. 基礎(chǔ)幾何測量
2. 粗糙度測量
粗糙度測量是 DVM6 在工業(yè)檢測中的常用功能,支持符合 ISO 4287 標(biāo)準(zhǔn)的多項粗糙度參數(shù)計算,包括 Ra(算術(shù)平均偏差)、Rz(最大高度)、Rq(均方根偏差)等。測量時,用戶需在三維模型上劃定測量區(qū)域(可選擇直線、圓弧或矩形區(qū)域),軟件會自動計算該區(qū)域內(nèi)的粗糙度參數(shù),并生成粗糙度曲線(如輪廓曲線、斷面曲線)。以汽車發(fā)動機氣門表面檢測為例,通過測量 Ra 值可判斷表面加工精度是否符合裝配要求,通常要求 Ra 值控制在 0.2μm 以下,DVM6 可快速完成該參數(shù)的測量與記錄。
3. 關(guān)鍵測量參數(shù)表
行業(yè)應(yīng)用案例與操作步驟
1. 電子行業(yè):芯片引腳平整度檢測
應(yīng)用場景:檢測芯片引腳的高度一致性,避免因引腳高低差過大導(dǎo)致焊接不良。
操作步驟:
① 將芯片固定在載物臺上,選擇 20× 物鏡,開啟同軸光源(減少金屬引腳反光);
② 啟動三維掃描,設(shè)置掃描范圍覆蓋所有引腳(約 2mm×1mm),掃描密度設(shè)為 “中";
③ 掃描完成后,在三維模型上標(biāo)記每個引腳的頂端點,通過 “垂直距離測量" 功能,計算各引腳頂端與基準(zhǔn)面(芯片本體表面)的高度值;
④ 軟件自動生成高度數(shù)據(jù)表格,統(tǒng)計最大高度差,若差值超過 0.1mm,則判定為不合格品。
2. 材料行業(yè):復(fù)合材料表面缺陷分析
應(yīng)用場景:分析碳纖維復(fù)合材料表面凹坑的大小與深度,評估材料成型質(zhì)量。
操作步驟:
① 放置樣品,選擇 50× 物鏡(觀察細(xì)微缺陷),開啟環(huán)形光源(增強凹坑立體感);
② 對缺陷區(qū)域進(jìn)行高密度三維掃描,生成三維模型;
③ 使用 “體積測量" 功能,劃定凹坑區(qū)域,計算凹坑體積;
④ 通過 “粗糙度測量" 功能,計算缺陷周圍區(qū)域的 Ra 值,對比無缺陷區(qū)域的 Ra 值,判斷缺陷對表面粗糙度的影響。
測量數(shù)據(jù)管理與導(dǎo)出
DVM6 配套軟件具備完善的數(shù)據(jù)管理功能,支持將測量結(jié)果、三維模型、原始圖像按 “項目 - 樣品 - 批次" 的層級分類存儲,方便后續(xù)查詢與追溯。數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式多樣,三維模型可導(dǎo)出為 PLY、STL 格式(用于 3D 打印或其他三維分析軟件),測量數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為 Excel、CSV 格式(用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計與報告生成),圖像可導(dǎo)出為 JPEG、TIFF 格式(支持無損保存)。
操作時,只需在軟件界面點擊 “導(dǎo)出" 按鈕,選擇對應(yīng)的格式與保存路徑即可完成操作。此外,軟件還支持生成標(biāo)準(zhǔn)化檢測報告,可自動插入樣品信息、測量參數(shù)、三維模型截圖及測量結(jié)果,減少人工整理報告的工作量,適合工業(yè)生產(chǎn)中的批量檢測場景。
徠卡光學(xué)顯微鏡 :三維成像技術(shù)的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)