El microscopio estereoscópico

El microscopio estereoscópico es un tipo de microscopio óptico que permite observar la muestra generando una imagen en tres dimensiones. Esta es su característica principal que lo distingue del resto de microscopios donde la muestra siempre es observada en dos dimensiones.

Microcopio estereoscópico
Microcopio estereoscópico

En los microscopios binoculares convencionales la muestra es siempre observada a través de un solo objetivo. Esto implica que la imagen que llega a los dos ojos es exactamente la misma y, por lo tanto, no puede generarse una visión tridimensional.

Los microscopios estereoscópicos, en cambio, observan la muestra a través de dos lentes distintas. Esto permite que la imagen que llega a cada ojo sea ligeramente distinta. La combinación de estas dos imágenes mediante nuestros ojos produce el efecto tridimensional.

Los microscopios estereoscópicos son en general microscopios de luz reflejada. Es decir, un foco ilumina la muestra y la luz reflejada por la muestra es observada a través de los objetivos y oculares. De este modo se pueden observar muestras sin necesidad de laminarlas como en el caso de los microscopios de luz transmitida, donde la luz atraviesa la muestra antes de llegar al objetivo. Este es el motivo por el cual generalmente los microscopios estereoscópicos tampoco tienen ni condensador ni diafragma.



Este tipo de microscopio es por lo tanto adecuado para observar de forma aumentada todo tipo de objetos sin necesidad de llevar a cabo un proceso de preparado de la muestra. Esto los hace muy útiles en todo tipo de campos y aplicaciones incluyendo el control de calidad de materiales, la construcción de microcircuitos, el montaje de relojes o procedimientos de microcirugía. En general, los microscopios estereoscópicos son muy utilizados en campos donde debe manipularse la muestra mientras se observa.

Los microscopios estereoscópicos destacan por su versatilidad. Son un gran instrumento para todas aquellas personas que se inician en el mundo de la microscopía ya que no requieren ningún tipo de preparación de la muestra.

Aumento del microscopio estereoscópico

El aumento que puede alcanzar un microscopio estereoscópico es siempre menor que el que se consigue con los microscopios ópticos convencionales. Esto es debido a las aberraciones ópticas introducidas en este tipo de microscopios.

Los microscopios estereoscópicos más habituales tienen objetivos de 2 o 4 aumentos, combinados con lentes oculares de entre 5 y 20 aumentos. En consecuencia, el aumento total está comprendido entre 10 y 80 aumentos. Es verdad que existen microscopios estereoscópicos que pueden proporcionar un aumento de hasta 300x. Sin embargo, esto es poco habitual ya que tampoco existen muchas aplicaciones para las cuales sea necesario este poder de aumento en un microscopio estereoscópico.

Tabla de aumentos habituales de un microscopio estereoscópico
Tabla de aumentos habituales de un microscopio estereoscópico



Tipos de microscopio estereoscópico

Según la tecnología utilizada en este tipo de microscopio puede distinguirse entre dos tipos de familias: el microscopio Greenough y el microscopio de objetivo principal común.

En el microscopio estereoscópico Greenough los dos objetivos tienen una cierta inclinación entre ellos, normalmente de entre 10 y 12 grados. Esto es suficiente para crear dos imágenes ligeramente distintas que proporcionan el efecto tridimensional. Este diseño fue desarrollado por el americano Horatio S. Greenough y fue el primer tipo de microscopio estereoscópico que funcionó correctamente. Actualmente es el más usado para tareas cotidianas, su diseño robusto requiere de poco mantenimiento y suelen ser más económicos que los microscopios estereoscópicos de objetivo principal común.

En el microscopio estereoscópico de objetivo principal común la imagen es observada con un objetivo de gran tamaño. El haz de luz proveniente de la parte izquierda del objetivo es dirigido hacia un ocular mientras que el haz correspondiente a la parte derecha es dirigido hacia el otro ocular. De este modo, las dos imágenes observadas en cada ocular no son las mismas y es posible generar el efecto tridimensional. Este tipo de microscopio estereoscópico suele ser utilizado para aplicaciones complejas que requieren sistemas adicionales de iluminación o accesorios ópticos avanzados.

Esquema de los dos tipos de microscopio estereoscópico
Esquema de los dos tipos de microscopio estereoscópico

Historia del microscopio estereoscópico

El primer instrumento parecido a un microscopio estereoscópico del que se tiene conocimiento fue construido por el fraile capuchino Chérubin d’Orléans en 1671. Este microscopio observaba la muestra con dos objetivos distintos pero la imagen obtenida mostraba los relieves de la muestra de forma invertida (esto se conoce como imagen pseudoscópica).

No fue hasta dos siglos más tarde que Charles Wheatstone escribió un tratado describiendo las bases teóricas para construir un microscopio estereoscópico. Poco después, a mitades del siglo XIX Francis Herbert Wenham consiguió construir el primer microscopio estereoscópico utilizando un prisma para dividir el haz de luz proveniente de un solo objetivo. A pesar del sistema de prismas en este microscopio, la imagen obtenida carecía de la calidad suficiente para competir con los microscopios monoculares del momento.

Estos primeros microscopios estereoscópicos eran conocidos como microscopios de disección. Su desarrollo tardío es consecuencia de que en sus inicios no había una necesidad clara para este tipo de instrumentos. Muchas de las aplicaciones en las que se utiliza actualmente el microscopio estereoscópico han sido campos desarrollados durante el siglo XX (cirugía, producción de circuitos y procesos industriales de alta precisión).

El primer microscopio estereoescópico plenamente funcional fue diseñado por Horatio S. Greenough a finales del siglo XIX. Greenough presentó su diseño a la empresa alemana fabricante de microscopios Carl Zeiss. Esta empresa introdujo algunas mejoras en el diseño presentado por Greenough y decidió comercializar el nuevo microscopio. Más tarde, nuevos tipos de microscopios estereoscópicos fueron desarrollados pero el diseño inicial de Greenough sigue siendo utilizados actualmente por todos los fabricantes de microscopios estereoscópicos.

Microscopio estereoscópico Olympus SZIII
Microscopio estereoscópico Olympus SZIII

En 1957, la American Optical Company introdujo el microscopio estereoscópico de objetivo principal común (conocido por sus siglas en inglés CMO: Common Main Objective). Este microscopio está basado en un diseño modular que le permite añadir accesorios ópticos resultando así en una mayor versatilidad que el diseño Greenough. Este nuevo concepto fue también adoptado por todos los fabricantes de microscopios estereoscópicos.

Actualmente la mayoría de fabricantes construyen microscopios estereoscópicos con los dos principios. La decisión entre uno u otro depende sobretodo de la aplicación para la que vayan a ser utilizados y del presupuesto ya que los microscopios de objetivo principal común suelen ser más caros debido a su mayor complejidad.



Diferencia entre el microscopio estereoscópico y el microscopio binocular

Ocurre a menudo que se utilizan indistintamente los términos estereoscópico y binocular. Esto es en general un error ya que estereoscópico y binocular no son necesariamente sinónimos. Para evitar confusiones, es importante conocer las similitudes y diferencias entre un microscopio estereoscópico y un microscopio binocular.

La principal diferencia es que en un microscopio estereoscópico la muestra es observada en tres dimensiones mientras que en el microscopio binocular la imagen observada es bidimensional. Esto es así porque en el microscopio estereoscópico las imágenes que llegan a cada uno de los dos oculares son ligeramente distintas mientras que en el microscopio binocular la imagen es exactamente la misma en los dos oculares.

La confusión existe porque los microscopios estereoscópicos tienen siempre dos oculares y, por lo tanto, no es incorrecto decir que un microscopio estereoscópico es binocular. Sin embargo, la afirmación inversa es falsa ya que un microscopio binocular no es necesariamente estereoscópico.