尼康推出显微镜精准层厚测量软件，半自动化提升检测效率

日本光学巨头尼康计量部门新突破

日本相机巨头尼康的计量部门——制造包括工业测量显微镜在内的光学仪器——为其NIS-Elements成像平台新增"层厚度"软件模块，简化横截面层深度及表面特征宽度的检测、分析和报告。该选项不仅通过半自动化各种功能加速质量控制，还通过降低特征识别、结果解读和数值计算中人为错误风险提高可靠性。应用跨越工业与科学领域，从制造、材料研究到医学和矿物学。

精准测厚的工业刚需

量产中精准测厚的重要性不言而喻。汽车行业中，车身漆膜过薄导致昂贵索赔，过厚每年浪费数百万美元。食品行业中，塑料包装上昂贵的EVOH阻隔层提供氧气阻隔延长易腐产品保质期，厚度同样关键。印刷电路板导电线路宽度须精准控制以避免铜过度使用。

层厚测量重要的其他应用包括：钢材及其他金属的脱碳分析、热喷涂或化学沉积分析、附着力或表面磨损检查。

NIS-Elements集成成像平台

尼康计量的NIS-Elements是集成软件成像平台，使来自正置或倒置光学显微镜（偶尔来自扫描电镜）的数字图像得以检查，以高精度分析关键特征。图像可为实时或使用高分辨率相机数字化保存。

最重要的是捕获图像所用光学质量。这是尼康核心竞争力——尼康显著是唯一自制玻璃而非依赖第三方供应商的显微镜制造商。

四种半自动化评估模式

此前NIS-Elements中图像层测量完全依赖人工，该功能保留。操作员需定义层边界、选取样品上等间距点、在这些位置测厚、记录数值、计算平均厚度。

层厚软件将这些手动工具整合为便捷模块，提供半自动化工作流选项。利用基于图像特征（如对比度）的处理技术自动化多种测量功能。适合分析由外科手术刀、锯或线切割非透明样品横截面产生的落射（反射）光图像，同样适用于通过超薄半透明切片（由切片机制备）的透射光图像分析。

软件提供不同模式协助测量线性、圆形和非定形层（或线路），第四种模式支持Calotest（卡洛测试），通过分析磨球旋转摩擦表面暴露的圆形层测量涂层厚度。

使用方法

数字图像在NIS-Elements中捕获后，自动校准（电动转塔显微镜）或手动校准。实时图像通过下拉列表点击相关显微镜物镜校准。顶部菜单栏选择"测量层"显示四种操作模式。

选择"线性"选项时，提供矫直工具将层水平对齐。生成五条等间距垂直矢量自动测量，操作员可更改间隔数或连续测量。应用程序"二进制编辑器"区域的"自动检测"工具让操作员选择层并定义边界。阈值命令帮助按像素强度或颜色区分层。

操作员可选择忽略样品内含物，从上到下测量层——这是大多数应用的最佳选择。其他选项允许测量任一边界到第一个孔/间隙的距离，或孔/间隙间最大距离。分析从图像左侧到右侧、从上到下进行。

测量前常需设置限制，使软件仅在两条垂直线间查找，排除层非代表性区域。同样，选择"绘制"命令下各种二进制工具填充异常，可消除层边界上下显著凸起等关注区域，使线条平滑。

结果以毫米或微米显示：所选ROI（感兴趣区域）总测量层长、最小/最大/平均厚度、标准差，自动计算显示在图像下方。测量长度乘平均宽度得面积值。对后续层重复过程，每层由操作员命名并自动赋予绿、蓝等颜色显示在图像和层测量栏中。用户可重新分配所有默认层颜色。

若数字图像含圆形层，垂直矢量不适用（会以斜角测量）。选择"圆形"选项让操作员轻松绘制弧线环绕特征，随后合并着色层。预设数量的径向矢量线按角度增量自动出现，垂直于层各点，定义测量位置。

图像显示非定形不规则层时，可用"通用"选项。选择"定义折线"绘制环绕层路径，随后合并着色，自动应用垂直于路径的矢量（同圆形层），类似测量。

测量信息可自动导出为PDF层厚报告，显示着色层和所有数据；或导出Excel。可用标准默认模板或客户自定义模板填充结果。

结语

尼康层厚软件模块比操作员全手动测量更快获取样品综合信息。据应用不同，改进工作流可使给定数据量收集分析的检测生产率提升高达五倍。可轻松快速跨同一样本关联图像组或批量样本平均测量。且过程更准确可重复，无论多少不同操作员使用设备，减少人为解读降低可能妨碍质量控制的错误风险。

本文由尼康计量公司美洲助理营销经理Meghan E. Meinert撰写（密歇根州布莱顿）。更多信息请联系Meinert女士：This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. 或访问 .