El microscopio digital

El microscopio digital se caracteriza por estar equipado con una cámara digital que permite capturar imágenes de la muestra. Estas imágenes pueden ser visualizadas en tiempo real en una pantalla incorporada en el microscopio o transmitidas a un ordenador.

En el microscopio digital, la cámara está situada en el lugar del ocular. Esto significa que en general los microscopios digitales no permiten observar la muestra con los ojos. Una excepción son los microscopios trinoculares, estos están equipados con dos oculares para observar la muestra con los ojos y un tercer ocular donde se coloca una cámara digital.

Microscopio digital
Microscopio digital con cámara conectada al ordenador portátil

Tipos de microscopio digital

Existen distintos tipos de microscopios digitales que se pueden diferenciar en base a su complejidad.

Los microscopios digitales más sencillos consisten simplemente en un microscopio monocular o binocular convencional junto con una cámara digital que se puede acoplar al ocular. Esta forma de digitalizar la imagen de la muestra es muy habitual entre aficionados a la microscopía porque permite cambiar la cámara digital sin necesidad de cambiar también el microscopio. En los microscopios que tienen la cámara digital incorporada dentro del equipo no es posible cambiar solo la cámara digital sino que debe cambiarse todo el microscopio.

Microscopio digital con pantalla
Microscopio digital con pantalla de la marca Bresser

Para aplicaciones relacionadas con el control de calidad de materiales o en el mundo de la investigación científica es más habitual utilizar microscopios digitales con la cámara incorporada. En este caso el sistema óptico del microscopio es optimizado para la cámara digital y no para el ojo humano. Esto permite alcanzar resoluciones y aumentos ligeramente superiores.

Entre este tipo de microscopios se pueden distinguir dos configuraciones básicas. Los más sencillos tienen una pantalla montada junto con el microscopio donde se puede ver la imagen digital de la muestra. Normalmente las imágenes capturadas con este tipo de microscopio pueden transmitirse a un ordenador mediante conexión USB o mediante una tarjeta SD.

Los microscopios digitales avanzados están diseñados para ser conectados a un ordenador. Desde el ordenador se ejecuta un software especial para controlar el microscopio y aplicar procesos de optimización de la imagen. Este tipo de microscopios se utilizan sobretodo en la industria, para aplicaciones como inspección de circuitos y controles de calidad de materiales. Esta configuración se puede encontrar tanto para microscopios convencionales como para microscopios estereoscópicos, permitiendo así captar las características tridimensionales de la muestra.

Por último, en los últimos años ha proliferado el uso del microscopio conocido como microscopio USB. Este microscopio no deja de ser también un tipo de microscopio digital. Su funcionamiento está basado en el uso de una lente macro unida a una cámara digital que se conecta al ordenador mediante USB. Debido a su sistema óptico, el aumento de un microscopio USB es bastante inferior al que se consigue con un microscopio digital convencional.

Aumento del microscopio digital

Microscopio trinocular
Microscopio trinocular con cámara digital incorporada (Zeiss Microscopy)

Existe una diferencia esencial entre el aumento de un microscopio óptico convencional y el aumento de un microscopio digital. En el microscopio óptico el aumento se calcula multiplicando el aumento proporcionado por el objetivo y el aumento proporcionado por el ocular.

En general, los microscopios digitales no tienen ocular de modo que no es posible calcular el aumento total utilizando la relación anterior. En este caso, el aumento es calculado a partir del tamaño de la muestra que se observa en la pantalla. Es decir, el aumento indica la relación entre el tamaño de la muestra en la pantalla y el tamaño de la muestra real.

Uno de los factores clave que define la calidad de los microscopios digitales es la resolución de la cámara empleada. Si la cámara es de alta resolución, podremos aumentar más la imagen en la pantalla sin perder calidad, de modo que el aumento total será mayor. Si la cámara es de baja resolución no podremos aumentar la imagen sin que esta se vea pixelada, de modo que el aumento total será menor.

En cualquiera de los dos casos, hay que tener en cuenta que el máximo aumento posible del microscopio está alrededor de 1500x. Esto es debido a la naturaleza de la luz y limita tanto a los microscopios ópticos convencionales como a los digitales.

Este aspecto es importante porque a menudo se anuncian microscopios digitales con aumentos muy superiores a 1500x. En estos casos, el aumento es un aumento vacío, es decir, consiste en aumentar digitalmente el tamaño de la imagen pero sin añadir nueva información.

Historia del microscopio digital

La aparición del microscopio digital está ligada a la popularización de las cámaras digitales. Esto ocurrió gracias a la invención del sensor CCD a finales de los años sesenta. La primera cámara digital totalmente funcional se inventó en 1975. Una década más tarde, en 1986, se empezó a comercializar el primer microscopio digital construido por la empresa japonesa Hirox. Poco después, las otras grandes fabricantes de microscopios empezaron a ofrecer también sus primeros modelos digitales.

A medida que la calidad de las cámaras digitales ha ido avanzando también lo ha hecho la calidad de las imágenes obtenidas mediante microscopios digitales. Los avances tecnológicos para este tipo de microscopía han estado centrados en añadir nuevas funcionalidades al microscopio digital. Esto incluye, por ejemplo, mejorar el procesamiento digital de las imágenes, añadir autofoco en microscopios o permitir microscopía digital en tres dimensiones.