关键词：金相显微镜；聚焦形貌恢复；三维微观形貌恢复
中图分类号：TP394.1文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1005-5630.2016.05.003
文章编号：1005-5630（2016）05-0388-05
引言
金相显微镜是一种应用广泛的光学仪器，可以及早发现材料加工生产中的问题，改善热处理操作，防止产生废品，提高产品质量。该设备已成为钢铁冶炼、材料加工等行业重要的测量分析仪器，也广泛应用在高校的实验研究教学中。数字化是提升测量能力、满足现代生产要求的有效手段。因此国内外许多研究人员已经对普通的金相显微镜进行了数字化[1-2]，用CCD采集图像，然后进行图像分析与处理。目前商品化的金相显微镜多以二维测量分析为主，但实际应用中对同时获得三维信息也有很多需求。金相显微镜本身的结构具有三维运动功能，为实现三维测量提供了必要条件。
在载物台可以精密移动的基础上，基于一些新的图像处理技术还可以实现微观形貌的恢复。本文采用单目视觉方法，对光学系统成像部分不做改动，成本较低，而且容易实现[3]。在单目视觉方法中，采用聚焦形貌恢复方法对被测物体进行恢复，原理简单，鲁棒性较好。本文简要介绍了聚焦形貌恢复技术，并通过实验对金相显微镜进行改造，实现了粗糙度样块三维表面形貌的恢复，测量了表面粗糙度，与标准值比对后可得实验结果正确可靠。实验系统扩大了金相显微镜的使用范围。
2实验
2.1实验装置和实验过程
可以通过以下三个方法获取序列图像：图像采集系统移动、被测物体移动或镜头变焦。最后一个方法的缺点是景深发生变化，对光学装置要求高，因此通常采用移动被测物体或者移动光学镜头的方法来获取序列图像。如图3所示，在手动控制金相显微镜载物台的基础上，添加步进电机，利用步进电机带动载物台上下移动，CCD捕获移动过程中被测物体的图像。测试样品为粗糙度Ra=0.8μm的车削样板，采用20倍物镜，步进距离为1μm（两幅图像的距离），采集10幅序列图像，图4所示为其中的4幅图像。在移动过程中，首先是被测样品全部离焦，如图4（a）所示图像模糊，随着测量臂向上移动，样品底部先聚焦，如图4（b）所示样品底部图像清晰，顶部模糊，接着样品顶部聚焦，如图4（c）所示顶部图像清晰，底部模糊，最后全部离焦，如图4（d）所示。
2.2实验结果
根据式（2）、（3）计算得到每个像素点的聚焦测度值，利用高斯插值，根据式（5）获取对应点的高度值，恢复的三维形貌如图5所示，消除倾斜之后如图6所示。垂直于车削痕迹方向获取多个横截面，测量结果Ra=0.11μm。
3结论
传统的金相显微镜在工业生产中应用广泛，但只适用于二维测量分析。本文基于聚焦形貌恢复技术在金相显微镜上实现了三维微观形貌测量，计算了被测物体的表面粗糙度值，扩展了金相显微镜的测量功能。
聚焦形貌恢复技术的精度主要取决于光学系统的参数和序列图像的轴向采样间隔。电机的步进距离必须小于光学系统的景深，否则会丢失步进距离与景深差值之间的高度信息，影响三维形貌的恢复。光学系统景深越小，电机驱动器的步进距离越小，最后的测量精度越高。但景深越小，显微镜的放大倍数越大，测量视野变得越小。同时步进距离越小，对精密机械装置的要求也就越高。因此要对被测物体的大小和精度要求进行合理的选择。后续工作中将对系统的测量精度开展研究分析。
参考文献：
[1]张照军，张思遥.金相显微镜数字图像采集系统的改造[J].金属热处理，2012，37（12）：134-135.
[2]施杰.金相显微镜设计价值分析与高性价比实现研究[D].桂林：桂林电子科技大学，2008.
[3]佟帅，徐晓刚，易成涛，等.基于视觉的三维重建技术综述[J].计算机应用研究，2011，28（7）：2411-2417.
[4]NAYARSK，NAKAGAWAY.Shapefromfocus[J].IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence，1994，16（8）：824-831.
[5]DURAKBASAMN，OSANNAPH，DEMIRCIOGLUP.Thefactorsaffectingsurfaceroughnessmeasurementsofthemachinedflatandsphericalsurfacestructures-thegeometryandtheprecisionofthesurface[J].Measurement，2011，44（10）：1986-1999.
[6]MALIKAS，CHOITparisonofpolymers：anewapplicationofshapefromfocus[J].IEEETransactionsonSystems，Man，andCybernetics，PartC（ApplicationsandReviews），2009，39（2）：246-250.
[7]MAHMOODMT，SHIMSO，ALSHOMRANIS，etal.Depthfromimagefocusmethodsformicro-manufacturing[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology，2013，67（5/8）：1701-1709.
[8]BILLIOTB，COINTAULTF，JOURNAUXL，etal.3Dimageacquisitionsystembasedonshapefromfocustechnique[J].Sensors，2013，13（4）：5040-5053.
[9]钱燕，尹文庆，林相泽，等.基于序列图像三维重建的稻种品种识别[J].农业工程学报，2014，30（7）：190-196.
消化道恶性肿瘤是最为常见的恶性肿瘤之一，其起病隐匿，很多患者被确诊时已处于进展期，无论采用何种治疗方法，其5年生存率均不理想，因此早期诊断和治疗至关重要。消化内镜具有直观和清晰度高等特点，并可同时取活体组织进行病理检查，故早期诊断消化道肿瘤应首选内镜检查。但消化道早期肿瘤病变比较表浅，病变体积微小，很难与周围组织区分，诊断相对困难。如何提高消化道早期肿瘤的诊断率一直是消化科内镜医生面对的重要课题。
内镜窄带成像技术(narrowbandimaging，NBI)是近年来发展起来的一种全新的内镜下成像技术，其基于将光学透镜的光谱透射率带由宽变窄的原理，能最大程度地优化消化道黏膜表面微血管和腺体结构成像。NBI系统采用窄带滤光器，限定了光线尤其是红光和绿光的透过深度，使光线主要集中在黏膜表层，降低了散射，减少了不必要的中间色，使血管的走行突现出来；放大观察时更可充分显示黏膜的形态与腺管开口特点和血管的走行。因此NBI内镜，电子染色放大，突出优势在于能早期发现黏膜异常，从而提高靶向活检准确率。与色素内镜相比，NBI无须染色便可清晰观察黏膜腺管形态，因此称为“电子染色”；合并使用放大内镜可更清晰地显示黏膜组织发生的微小改变。
内镜窄带成像技术的主要临床用途是首先从较远的视野发现病变，确定病变范围，然后近距离放大下识别黏膜微细形态和毛细血管模式的改变，便于内镜下钳取活体组织进行病理检查，从而鉴别病变。内镜窄带成像技术的适用疾病主要有巴雷特食管(Barrett食管，即食管下端有不正常的柱状上皮覆盖)、早期食管癌及食管扁平上皮病变、胃黏膜肠上皮化生、早期胃癌和胃腺瘤、胰胆管及小肠肿瘤、结肠腺瘤、结肠早期癌及炎症性肠病等。
内镜窄带成像技术具有以下优点：①不需要内镜下喷洒对比染料，只需对内镜上的一个按钮进行简单的操作。②避免因染料分布不均匀或不规则而导致对病变判断的错误。③能够在传统内镜成像和NBI系统之间根据病情需要随意迅速切换，便于对病变处反复对比观察。④对黏膜微血管形态的显示具有独特的优势。⑤可以更容易发现普通胃镜难以发现的平坦型病变或微小病变，指导活检，提高癌前病变及早期胃癌的检出率。⑥操作过程简单，时间缩短，可减少患者检查时的痛苦。⑦图像清晰，可减少因操作而影响诊断的可能性。
内镜窄带成像技术作为一种新兴的内镜技术，其窄带光谱有利于增强消化道黏膜血管的图像，在一些伴有微血管改变的病变中，NBI系统较普通内镜有着明显的优势，已逐步显示出它在消化道疾病的诊断价值，成为内镜医生早期诊断消化道肿瘤和癌前病变的好帮手。
【关键词】基层检验科；显微镜技术；检验技术
【中图分类号】R197.3【文献标识码】A【文章编号】1004-7484（2013）05-0779-02
显微镜是一种重要的检验设备，在病理学研究中广泛应用，是检验科不可缺少的重要设备，为疾病的诊断提供了新思路。近年来，随着医疗技术的不断发展，各类全自动血细胞分析仪、尿液成分分析仪在临床中的应用日益广泛，而显微镜往往被认为检查操作难度大或者检查时间长，不受检验科重视。在采用血尿常规分析仪进行分析过程中，忽略了显微镜形态学检查，导致漏诊现象。因此，加强显微镜技术的应用是检验科，尤其是基层检验科应重视的问题。本文就如何加强基层检验科中显微镜技术的应用作一综述，以飨读者。
1加强对显微镜技术的重视度
基层检验科管理人员应充分认识到显微镜技术对于临床诊断的重要性，熟悉检验医学的各专业，并明确专业特点以及发展方向等，深入分析其存在的问题等。应根据科室实际情况指导显微镜检验。显微镜下的形态学检查除涉及体液、血液以外，还涉及了微生物以及免疫学等方面的内容。例如在诊断由高菌群失调所引起的腹泻中，通过显微镜直接涂片以后，即可快速作出初步鉴别。进行分泌物的培养时，在接种之前进行涂片染色检验，当发现阴性杆菌或者革兰阳性球菌时，即可报告临床，临床医师便能够有目的性地选择用药，从而为患者的治疗争取时间。因此，基层检验科管理人员应重视显微镜技术的应用。
2完善显微镜管理制度
显微镜具有结构复杂、技术先进、测试精度高等特点，对环境的要求较高。因此，应制定并完善相关的仪器管理制度，以确保其完备率，有利于提高显微镜的检测准确性。在实际管理工作中，应根据本单位的实际情况以及相关规定，制定并完善科室显微镜专项管理办法，对显微镜的选购、建档以及使用操作等制定明确的准则，并明确人员职责，确保显微镜技术的应用有章可循。同时，应建立科室显微镜管理负责人制度，由专人负责管理，并严格相关操作规程，要求使用人员认真、翔实地填写使用管理登记簿，包括使用记录、使用人及运行情况等，并提高相关负责人的责任心。
3加强检验人员的业务培训，提高显微镜检验技能
应加强对检验人员的显微镜专业知识教育，使所有检验人员均认识到显微镜形态学检查的重要性，并牢固树立起以患者为中心的工作理念，明确检验质量对于临床诊断及治疗的作用。加强显微镜检查技术，避免发生假阳性或者阳性漏报等情况。可组织经验丰富、责任心强、组织协调能力较好的检验人员指导低年资、检验水平相对较低的检验人员进行实践学习，并不断总结经验，提高显微镜检验基本功。定期组织科室人员学习显微镜知识、最新研究进展以及应用效果等，总结并分享显微镜技术应用经验；积极开展科室内关于显微镜的学术活动，以深入探讨显微镜的临床应用，并提高检验技术人员对于显微镜及显微镜技术的认知，全面提高检验科全体人员的综合素质，以提高显微镜检测准确性。
4加强显微镜的日常维护保养
显微镜在使用过程中受各种因素的影响，容易产生设备故障，影响检测的准确性。加强其日常维护保养，可有效减少或者避免偶然性事故的发生，以确保显微镜性能的稳定性以及可靠性。首先，应确保显微镜的工作环境良好，以免不良环境条件影响其性能、测量可靠性以及寿命等。测试现场应严格防尘、防潮、防蚀、防热、防磁、防震等。注意保持仪器的清洁，并应严格按照显微镜的维护说明清洁显微镜。控制其存放环境的温湿度，通常温度在20-25℃左右，湿度在85%以下。同时应远离热源，并避免阳光的直射，以免仪器因光照射而老化、使用寿命缩短或者灵敏度降低等。使用或者存放显微镜时，均应避免接触酸碱等具有腐蚀作用的气体或液体，以免各元件被侵蚀。应在远离电磁干扰作用的工作台或者减震台上操作，以免影响显微镜的性能以及测量结果等。应定期进行计量鉴定或校准，确保检验结果的精确性。
5加强检验质量管理
显微镜检查项目均需进行镜检。在尿液干化学分析中，如显微镜复检中，蛋白、亚硝酸盐、白细胞等任何一项指标呈阳性，均应进行镜检。在进行血细胞检查时，对于任何一项异常提示，均应进行染色镜检，确保检测结果的可靠性。对于其他镜检项目，应明确镜检视野限度，确保不漏诊、不误报等。
近年来，各类血尿分析仪在临床检验中广泛应用，并取得了较大的进展，各类尿沉渣分析仪以及全自动血细胞分析仪等逐渐应用于临床。但这些仪器设备多只具备显微镜检查所具有的过筛作用，尚未达到显微镜的形态学检查效果。血尿常规检查中，形态学检查是临床检查的重点内容，也是临床诊断中最常用的实验室检查指标之一。形态学检查、分析是临床诊断某些疾病的重要依据，对部分疾病的鉴别、诊断以及治疗方案的选择等具有重要参考价值。因此，显微镜在检验工作中具有不可替代的作用。在应用血尿分析仪时，更应加强显微镜形态学检查，对于异常标本需要及时进行涂片镜检，避免误诊、漏诊。
总之，显微镜在医学检验中具有不可或缺的作用，积极推进显微镜技术在基层检验科中的应用，加强显微镜形态学检查的科学化、规范化以及标准化具有重要意义，同时，还可全面提高形态学检查水平，为临床诊断提供有价值的参考。
参考文献：
[1]黄自坤，方乐，姜碧霞等.显微镜观察药物敏感度检测技术在肺外结核诊断中的应用[J].中华传染病杂志，2012，30（7）：411-415.
[2]徐云峰，刘松坚.临床检验需重视显微镜的应用[J].中国疗养医学，2011，20（11）：1022-1022.
[3]李敬.显微成像在临床检测中的应用[J].河南职工医学院学报，2010，22（2）：168
关键词：显微镜长度计量影像法
长度计量是将被测对象与已知的、标准的长度进行对比，确定被测目标度量值的一个过程。早期的长度测量主要借助机械工具进行，如游标细分测量、螺纹放大测量等。之后随着光学精密仪器研究的深入，多种光学装置和技术逐渐被应用到长度测量中，如自准直、显微镜、光波干涉等。这些技术和装置的应用极大的拓展了长度测量的领域，使得小型复杂形状对象的测量实现成为可能。显微镜可以对复杂被测对象的长度、角度以及螺纹等进行高精度测量，是长度测量中应用最为广泛的测试仪器之一。
1.显微镜的发展
显微镜出现于二十世纪二十年代，其可以有效提高对象的显示分辨率，大数值孔径的物镜和短波长的照明光源配合使用可以获得更高的放大倍数和分辨率。使用可见光进行测量的光学显微镜存在一个分辨率极限，即光源波长的二分之一，但是后续出现电子显微镜、超声显微镜等则可以突破该极限，进一步提升测量的精度。
依照成像原理对现有的显微镜进行分类可将其分为光学型、干涉型、共焦型以及扫描型等；依照载体波长对现有显微镜进行分类可将其分为基于可见光的显微镜和基于不可见光的显微镜两类；依照工作方式又可将显微镜分为近场和远场两类。
1.1传统光学显微镜
该类型的显微镜在对被测对象的长度进行测量时不会造成损伤，且对象的状态、材料、温度、透明度等属性都不会对测量结果造成明显影响，因而光学显微镜的应用环境非常广泛。用于测量的显微镜如干涉显微镜、工具显微镜、测量显微镜等可以对工业生产领域的多种长度或其他度量单位进行测量。
1.2超声显微镜
该类型的显微镜使用超声波来替代可见光源对目标对象进行测量。测量所使用的超声波在接触到目标对象时会发生相互作用而出现折射、反射以及衍射等现象，这些现象可以生成具有目标对象结构和特征的参数信息，显微镜接收到相关信息后即可进一步地进行处理，实现声成像。
1.3电子显微镜
该类型的显微镜使用超长波长的电子束作为载体对被测目标进行参数测量，其分辨率可达到0.1nm。依照工作方式不同，可以将当前所使用的电子显微镜分为扫描式和投射式两类。
扫描式电镜在对目标进行参数测量时会将电子束聚焦后以扫描的方式垂直照射到被测物体中，之后在目标对象的背向对散射电子和二次发射电子相关信息进行检测即可获得目标对象的形貌衬度像。
透射式电镜则是利用电子束在外部磁场或电场环境下会出现偏移或弯曲这一现象对目标对象进行检测，进而形成电子束透射后的像。
1.4X射线显微镜
该显微镜使用X射线对目标物体进行照射，获取目标对象的相关参数。相较于电子显微镜来说，其最大的优势在于不会破坏生物细胞的活性，因而X射线显微镜在生物医学领域具有广泛的应用。
2.显微镜可实现的长度计量种类
2.1对几何尺寸的测量
在测量具有几何尺寸的对象时可以使用测量显微镜，其测量精度可达微米量级，既适用于小型对象的测量，又可适用于大型对象的测量。
2.2对表面形貌的测量
表面形貌是长度计量的一个分支内容，应用光切显微镜和干涉显微镜可以实现工件表面粗糙度的测量。随着STM和AFM技术的应用，现代显微镜还可以实现非接触、高分辨率的对象表面结构与成分测量。
2.3对线宽和掩模的测量
使用共焦镜可以为高集成度、小尺寸的对象进行线宽计量与掩模计量。计量时，测量时激光通过长焦透镜形成发散光束，之后短焦物镜对所生成的发散光束进行汇聚，并将其透射到目标对象表面，反射回来的光束结构分光镜和小孔光阑后即可被显微镜接收，接收信号的大小即可用于分析被测对象的表面高低变化。
3.基于显微镜的影像测量法
影像测量法是显微镜长度计量中所使用的常用方法之一，其将目标对象放置在照明装置的光路中，光源经过系统照射到目标对象表面后会形成反射、透射、折射等进入到主镜头中，在此基础上使用显微镜观察主镜头中的米字刻线重合度即可确认长度计量的结果。
测量时需要注意焦距、光圈直径、工作面与定位基准的垂直度以及对线等几部分控制要素。
聚焦精度的大小会直接影响到测量结果的精度。在对对象进行聚焦时可以先使用目镜进行视度调节，以可以清晰看到分划板的刻线为宜；然后在将显微镜调焦到视测面上，同样以清晰看到物体轮廓为宜；为保证测量结果的精度，还需要确保分划板、刻线、目标对象处于同一聚焦面。
光圈直径在测量光滑圆柱或螺纹对象的长度时具有重要作用。其大小需要根据被测对象进行具体选取。
工作面与定位基准之间的垂直度在厚边缘对象的长度测量中具有重要影响。确保两者之间维持垂直性可以有效缩短测量时间。
对线对于测量读数具有重要影响。目前常用的对线方法有间隙对线法和重叠对线法两种。前者适用于角度测量，因而在长度计量时不能采用该方式；后者适用于长度测量，其使用米字线的许仙进行对线，确保米字线能够与影像的边缘重叠，这样既可以从显微镜中读出压线多少，还能够读出测量长度结果。
总结
使用显微镜对目标对象进行长度测量可以获得分辨率和精确度较高的测量结果，但是在实际测量中需要根据测量环境以及测量对象选取适当类型的显微镜和有效的测量方法。
参考文献：
[1]王玲.工具显微镜的测量技术[J].工业计量，2003，1：025.
[2]王蔚晨，何冬琦，莫伟平，等.显微镜的发展及在长度计量中的应用[J].中国计量，2009，14（1）：58-61.
1247年，我国宋朝的司法鉴定专家宋慈出版了《洗冤集录》五卷，这是世界上最早的一部法医学著作。1598年，意大利医师菲德利斯发表《医生关系论》一书，主要论述了司法医学鉴定的一些方法，这是欧洲第一部法医学著作。1642年，德国莱比锡大学首先开设系统的法医学讲座；1782年，柏林创办了第一份法医学杂志，从此法医科学初步形成它自己独立的体系。
无论是中国的宋慈，还是意大利的菲德利斯，或是同时代其他国家的司法鉴定专家，他们对各种证据和线索的分析都是靠自己的经验和肉眼来进行判断，不免会出现各种各样的偏差。当时一些法医专家已经认识到，要靠不带主观意识的仪器来分析证据。尽管在18世纪中后期，工业革命就在欧洲如火如荼地展开了，各种各样的现代化仪器也随之涌现，但是法医专家们并没有找到一件称手的工具，直到有法医注意到显微镜。
其实，显微镜与工业革命没有多少瓜葛。1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出比较粗糙的原始版显微镜，用于给眼睛不好的人看小字本的书籍。1665年，英国生物学家胡克就开始制造出比较现代化的光学显微镜，并用它来观察大物体的内部构造或微小物体。此时，显微镜已经可以用来寻找犯罪现场的蛛丝马迹了。然而，当时的司法机构不像现在的司法机构那样关注新科学，显微镜也很长时间未能进入法医专家的视野。
之所以在上面提到胡克发明光学显微镜将近100年之后才发生的工业革命，是因为工业革命给各行各业带来了一种新的思潮，那就是不仅要利用机器来进行更加大规模的生产，还要用仪器来进行更加精密的研究。这种思潮自然对司法领域也有所触动，他们也得赶上这股时代的潮流，一些国家的司法机构开始鼓励司法工作者利用仪器来破案。于是，一些司法工作者注意到显微镜可以把罪证充分放大，从而出现一些我们肉眼看不到的痕迹，给破案提供了更加科学和可靠的线索。
究竟是谁第一个把显微镜引进到司法领域？现在已经无从查考。然而，从19世纪开始显微证据就开始在多个国家的法庭上被采用，相关研究成为了法医学中的一个重要分支――法医显微学。最初，法医们主要用显微镜来观察尸体的表面痕迹，比如俄罗斯法医赖丁格斯用显微镜观察自缢者和被他人勒死者的颈部索沟，以判断这种勒痕的差异以及形成时间。后来，法医们进一步利用显微镜来研究尸体的内部组织切片，以判断死者死亡前后的情形。随着分辨率的不断提高，显微镜的用途也越来越广泛。
一、比较显微镜
比较显微镜是一种特种光学显微镜，它从20世纪30年代问世以来，已经在司法领域得到了广泛的应用。比较显微镜不仅具有普通显微镜的放大作用，而且能用一组目镜同时观察到两个不同检测物体的显微图像，以此检查、分析和鉴别它们在形式、组织、结构、色彩或材料上存在的微小差别，达到鉴别、比较的目的。现代比较显微镜的功能集中了现代光学仪器的最新成果，与电子、信息、图像处理等高新技术结合使用十分方便。高倍比较显微镜配备图像监视器后，可以达到数千甚至数万倍的放大倍率。
比较显微镜在司法领域常常用于纸张、油漆、纤维等材料的对比分析，把罪证和可能来源的材料进行比较，最终发现材料的真正来源，以缩小案件的侦破范围。比如，某个凶杀案现场发现了一封敲诈信，法医通过经验判断出敲诈信用的是一种特殊的再生纸。为了确认这个判断，法医用比较显微镜观测敲诈信的纸张和商店出售的再生纸的纸张，发现两者的特征明显吻合。这种纸在该市销售的地点不多，通过刑侦人员的摸排，最终在数个嫌疑人中找到了真正的凶手。法医还利用比较显微镜观测了敲诈信上的字迹和凶手的字迹，发现两者特征吻合，敲诈信是凶手亲笔书写。
比较显微镜还可以广泛应用于检测文件复制品、假钞和文物赝品。不少犯罪分子或使用到伪造的身份证、护照、支票、学历证书，这些假货无论看起来多么逼真，在比较显微镜下都会现出原形。犯罪分子制造假钞、假画和假古董的技术越来越先进，光靠个人的经验往往难以识别，但是利用比较显微镜就可取得快速和明确的结果。
二、金相显微镜
某个消费者去某个商店买来一件价值数万元的黄金饰品，店家号称那是如假包换的千足金，结果鉴定专家却认为那不过是价值几百元的普通饰品。买家要把商家告上法庭，怎么证明买到的是假货？可以用金相显微镜来给出证据。经过检测，消费者所购买的黄金饰品只有表面镀了一层金，内部全是铅。
金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品，可以在计算机上很方便地观察金相图像，从而分析出金属是哪一种成分，是单一金属还是合金。金相显微镜不但可以用于鉴定贵重的黄金、白金等饰品，还可以用于鉴定金属类的古董。比如工艺已经失传的大马士革刀现存数量很少，市场上出现了许多赝品。俄罗斯金属专家雅可布用金相显微镜鉴定出50多把大马士革刀赝品。雅可布说：“很多人来找我鉴定他收藏的大马士革刀，结果没有一件是真的，那些赝品连钢刀上的特殊花纹都难以仿造出来。他们用我的鉴定结果把那些欺骗他们的卖家告上了法庭，结果都胜诉了。”
金属的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化，从而使机件的机械性能发生变化。因此，金相显微镜对空难、车祸、海难等交通事故的鉴定也有重要的作用，它可以用于鉴定这些交通事故中的金属部件，确认灾难是不是由于这些金属部件的损伤而引起的。在一些枪击案件中，对案发现场遗留弹头的金相显微分析，可以确认凶手所使用子弹的型号和来源，缩小侦测范围。
三、立体显微镜
立体显微镜又称“实体显微镜”或“解剖镜”，在观察物体时能产生正立的三维空间影像。立体感强，成像清晰和宽阔，又具有长工作距离，并是适用范围非常广泛的常规显微镜。立体显微镜操作方便，直观，检定效率高。在工业上，立体显微镜往往用于电子工业生产线的检验、印刷线路板的检定、印刷电路组件中出现的焊接缺陷的检定、显示屏的检定等。
立体显微镜在法医学上应用主要是检测细微血迹和创口的形状。比如，在一些凶杀案中，凶手对现场的处理十分干净，往往发现不了任何血迹，甚至被害者身上也找不到创口。此时，法医会用立体显微镜对被害者的衣物和皮肤进行逐点式扫描，可能在很隐秘的地方或者很容易被忽略的地方找到罪证。对于有的谋杀案，没有明显内伤，也找不到创口，就可以用立体显微镜来查找是否有针孔等微小的创口。对于有的有明显刺伤的受害死者，也可以用立体显微镜扫描创口，不但可以清晰地看到创口的形态，而且可以查找到遗留在创口有关凶器的其他痕迹，比如油泥、油漆、煤灰等，分析这些痕迹可以缩小侦测范围。
四、偏光显微镜
偏光显微是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射性的物质，在偏光显微镜下就能分辨得清楚。偏光显微镜的特点，就是将普通光改变为偏振光进行显微镜检测的方法，以鉴别某一物质是单折射性或双折射性。双折射性是晶体的基本特征，因此偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域。在生物学中，很多结构也具有双折射性，这就需要利用偏光显微镜加以区分。
偏光显微镜对法医来说也很有用，可以用来观察齿、骨、头发及活细胞等的内部结构，从而为破案提供线索。比如，用偏光显微镜可以观察毛发结构，并可通过分析人和动物毛发的结构来区分物种。对于不同人种、甚至同一人种中不同地区中的人，头发结构都有细微的差别，这样就可以分析受害者或凶手的种族。对于那些动物走私者，他们往往把受保护动物的毛皮伪装成普通的可以合法贸易的动物毛皮，有时居然能蒙混过关。然而，在偏光显微镜下，可以清楚地看到动物毛的内部构造，从而确认所走私的动物毛皮究竟是不是属于保护物种的。
五、原子力显微镜
原子力显微镜利用原子或分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌。它有一根纳米级的探针，被固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上。当探针很靠近样品时，其顶端的原子与样品表面原子间的作用力会使悬臂弯曲，偏离原来的位置。根据扫描样品时探针的偏离量或振动频率重建三维图像，就能间接获得样品表面的形貌或原子成分，获得的显微图像精度很高。
原子力显微镜曾经用于案发现场毛发的分析，通过观测毛发的形态来确定受害者或嫌疑人的可能身份。近年来，我国广州暨南大学化学系和美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了原子力显微镜的新用途。他们利用原子力显微镜对血液中红细胞的型态进行分析，帮助法医判断死者的死亡时间。在法医科学的领域中，正确地判断死者的死亡时间，对于案件真相的厘清扮演着关键性的角色。判定死亡时间，多半是由具有解剖病理学专业的法医师来进行判断。
在原子力显微镜下，研究人员观测到暴露在空气中的红细胞所发生的变化。在12小时以内，样品产生了裂痕以及细胞萎缩。60小时后，萎缩的样品产生了小突起，而这些小突起会随着红血球暴露在空气中的时间增加而增多，因此这些小突起的数量就成了判定死亡时间的指针，可以根据相关公式推算出死者的死亡时间。
目前国内厂家对直径检测有些仍停留在用量规或卡尺检测的水平上，存在检测速度慢、误差大、产品质量可靠性差等问题，不能满足现代生产发展的需要。从国际上看，美、日、英、德等国都先后研制和开发了各种不同测量范围、不同分辨率和不同测量精度的激光、光电检测系统，可以通过光电传感和非接触测量等先进检测仪器和设备，对直径进行测量。因此，我们国家也相继研究使用了激光、光电高新技术，尤其是光、机、电一体化技术，实现非接触式在线自动检测，以适应对批量生产的快速反应的要求。
CCD摄相器是70年代初发展起来的新型高精度、高灵敏度的光电转换器件，其灵敏度高、光谱响应宽、动态范围大、操作方便、易于推广等一系列其它光电成像器件不能比拟的优点，三十多年来，CCD技术在高精度、高效率、非接触测量中的应用已成为现代光电及现代测试技术中最活跃、最富有成果的新兴领域。在现代科学技术和工业技术的迅猛发展的时代，传统的直径测量方法已不适应工业的高精度、高效率的测试要求。随着高精度、高速、自动化测量要求的出现和不断提高，很多新的理论引入到测量仪器的中，出现了集“光、机、电、算”一体化设计的高精度视频显微镜。显微镜的发展很快，观察细微结构的能力也逐步提高，各种用途的显微镜也相继问世。视频显微镜是机械制造行业、科学研究机关及高等院校的计量部门或车间检查站广泛使用的一种多用途计量仪器。本文主要是基于视频显微镜对各种零件直径测量的研究，视频显微镜是采用CCD摄像机将被测轮廓发大成像在显示屏幕上，在屏幕上可实现精确的瞄准，并以光栅尺作为长度测量传感器，长度值采用数字显示，具有较高的测精度和操作效率。
视频测量显微镜是机械制造行业、科学研究机关及高等院校的计量部门或车间检查站广泛使用的一种多用途计量仪器。该仪器采用CCD摄像机被测轮廓放大成像在显示器屏幕上，在屏幕上可实现精确的瞄准。并以光栅尺作为长度测量传感器，长度值采用数字显示，具有较高的测量精度和操作效率。
仪器的用途十分广泛，其典型测量对象有：
1）测量各种成型零件如样板、样板车刀和各种成型零件或模具形状。
2）测量各种零件的直径、长度；或测量并通过计算求角度。
3）测量印刷电路板上的线条宽度、距离和元件焊装孔的尺寸和位置。
4）测量钻模或孔板上孔的位置、键槽的对称度等形位误差。
有些型号的视频显微镜还可以与计算机连接，利用二维测量软件可以实现坐标点或图像采集并将其处理形成直线、圆、圆弧等元素，进一步可以求取各元素的位置、角度等形为误差以及各元素的距离、交点等相关要素。测量结果可与AUTOCAD
软件进行通讯，为计算机辅助设计提供准确的测绘图形。该软件为选购件。
1涉及的关键技术
1.1CCD摄像技术
电荷耦合摄像器件就是用于摄像或像敏的CCD（Charge―Coupled―Devices），又简称为ICCD。它的功能是把二维光学图像信号转变成一维以时间为自变量的视频输出信号。CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它大多数器件是以电流或电压为信号。CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。因此，CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。用于图像接收的一般是CCD摄像器件。它有线型和面型两大类：二者都需要用光学成像系统将景物图像成像在CCD的像敏面上。像敏面将照在每一像敏单元上的图像照度信号转变为少数载流子数密度信号存储于像敏单元（MOS电容）中。然后，再转移到CCD的移位寄存器（转移电极下的势阱）中，在驱动脉冲的作用下，使其从CCD的移位寄存器中转移出来，形成时序的视频传号。对于线型器件，它可以直接接收一维光信息，而不能将二为图像转变为视频信号输出，为了得到整个二维图像的视频信号，就必须用扫描的方式来实现。面型CCD是按一定的方式将一维线型CCD的光敏单元及移位寄存器排列成二维阵列，即可构成二维面型CCD。本文采用面阵CCD，它是二维的图像传感器，它可以直接将二维图像转变成视频信号输出。由于排列方式不同，面阵CCD常有帧转移、隔列转移和线转移和全帧转移方式等。
1.2精密位移测量技术
光栅尺是一种高精密的位移测量装置，由于其结构简单、分辨率高、价格便宜，从而广泛地应用于机械传动装置的线位移、线速度等静、动态运动参量的测量中。
光栅按工作原理分为物理光栅和计量光栅。物理光栅可做散射元件进行光谱分析及光波长的测定；而计量光栅的刻线较物理光栅粗，利用光栅的莫尔条纹现象进行位移的精密测量和控制。在测量线位移时，采用长光栅（或称为直光栅）；在测量角位移时，采用圆光栅（亦称为辐射光栅或光栅度盘），光栅尺即长光栅是计量光栅的一种。标尺光栅固定在导轨滑坐上，光源、指示光栅、聚光镜和接受器固定在导轨上，并可以随着导轨一起作位移运动。光源发出的光束经过照明系统后成为均匀的平行光照明主光栅。由于主光栅和指示光栅的相对位移而输出交变的莫尔条纹信号。此信号经光电接受元件转换成反映莫尔条纹特征的电信号并输出。在利用光栅进行实际测量时，电信号经电学系统处理后，实现数字显示。莫尔条纹：将两块计量光栅（通常称其中作标准器的一块为主光栅；另一块叫指示光栅）相互叠合；在保证适当的夹角和间隙时，就可以得到电光栅栅距大得多的黑白相间的干涉条纹，把它称为莫尔条纹图案。莫尔条纹的形成，实际上是光通过一对光栅（或称光栅副）时所产生的衍射和干涉的结果。莫尔条纹有横向莫尔条纹、纵向莫尔条纹、斜向莫尔条纹、光闸莫尔条纹等。光栅传感器测量位移主要是利用光闸莫尔条纹原理来实现的。
2测量系统的误差因素分析
2.1原理误差CCD的位移误差
主要是由于用这种方法进行测量时，应注意将被测物镜的摄影距离刻度值调至与测量时的共扼条件相对应的摄影距离上。
2.2CCD摄相器件引起的误差
1）CCD的暗电流和噪声影响测量精度。暗电流的大小是评价CCD器件好坏的重要指标。暗电流越大，信噪比就越小，对测量精度的影响就越大，CCD的噪声影响也如此。
2）CCD的像元间距为7，这个限制了系统精度的提高，要想获得高精度，可以采取细分措施。
3）CCD摄像器件在光电转换过程中的误差如：像敏单元的灵敏度、CCD电荷转移不完全、CCD的拖影等影响。此类误差对结果的影响不大，故可略计。
4）CCD的分辨率的影响，一般分辨率的参数可满足测量精度的要求影响较小。
2.3光栅尺引起的误差
根据设计原理和方案，光栅副带来的误差应从下面三方面考虑：
1）光栅尺刻划精度带来的误差；
2）光栅尺的面形精度带来的误差；
3）莫尔条纹信号质量带来的测量误差。
光栅尺带来的总误差（1）
2.4导轨导向精度引起的测量误差
1）导轨的倾斜度带来的误差；
2）导轨横向位移偏差带来的误差。
导轨带来的总误差（2）
2.5图象处理带来的误差
图象经程序处理后的边缘并不是理想边缘，再加上鼠标点击时人为误差，导致了精度的影响。
3结论
本文在探讨了传统的直径测量原理的基础上，开始对视频显微镜直径测量的阐述，以及视频显微镜结构原理与操作方法的研究，运用现代精密测量技术，对直径测量；测量系统中的关键技术的分析；测量系统的误差分析。
视频显微镜的测量系统测量精度高。在机械制造业、科学研究机关都有广泛应用。本文在理论上对其进行了验证，由于作者的水平和时间关系，尚有许多工作有待进一步完善和发展。目前测量系统还没有完全定标，当然要达到实用化程度还需要不断完善。总之，基于对视频显微镜直径测量的研究得到视频显微镜具有较高的测量精度和操作效率。
参考文献：
[1]林家明、杨隆荣，CCD摄像机技术的发展趋势及应用前景[J].光学技术，1999（6）：43―47.
[3]中国民族摄影协会编辑，照相机的发展简史[J].照相机，2002，4：11―12.
