生物顕微鏡の各部の説明

生物顕微鏡の各部の名称や操作方法の説明をします。

compoundmicroscope◆接眼レンズ(アイピース)
顕微鏡の上部にあり 眼でのぞくためのレンズを接眼レンズといいます。上の写真のような双眼式の顕微鏡の場合、同じ接眼レンズを2つ用います。接眼レンズの種類には、次のようなものがあります。
・広視野タイプ(Wide Field)・・・「WF」と表記されます。
・超広視野タイプ(Super Wide Field)・・・「SWF」と表記されます。
また、接眼レンズの重要な特性として、倍率があります。 10X(10倍)、20X(20倍)のように表記されます。

microscope_eyepiece_ep10x23

「WF10X」と表記された接眼レンズは、「広視野タイプ、10倍」の接眼レンズであることを示します。一般的な高性能接眼レンズです。誠報堂科学館が販売する顕微鏡の多くは、このWFタイプの接眼レンズを使用しています。

 

 

 

microscope_eyepiece_ep10x30e

こちらの接眼レンズは、もうちょっと高級なもので、「WF10X/22」そしてその横に眼鏡のマークが刻印されています。この意味は、「広視野タイプ10倍の接眼レンズで、視野数22mmのレンズ。アイポイントが長く眼鏡でをかけていても観察しやすいレンズ。」であることを示します。視野数の数字が大きいほどより広い範囲を観察できるのですが、詳しくはこちら(日本顕微鏡工業会のページ)のホームページをご参照ください。

 

 

◆視度調節環
ここを回転させることで、左右の眼の視力が異なる方でも、両目できっちりピントを合わせることができます。

◆ヘッド部
プリズムが格納されており、対物レンズからの光を左右2つに分割するとともに45度の角度に傾けて、接眼レンズに導きます。このヘッド部は360度回転して好きな方向から観察することができます。また、2つの接眼部の間隔は、スライド式で観察者の眼幅に合わせることが出来ます。

◆レボルバー
対物レンズを保持する回転式の治具です。観察の際、このレボルバーを回すと、対物レンズを切り替えることが出来ます。

◆対物レンズ
objective顕微鏡の性能を決めるともいえる重要な部品が対物レンズです。レボルバーにねじ込んで装着して使います。対物レンズには多くの特性があります。

・種類:
左の写真でPlanと表記されているのが対物レンズの種類を表します。対物レンズには次のような種類があります。
Achまたは無記載(アクロマート)一般的な対物レンズです。色収差をはじめ各収差を補正した高性能レンズです。
Plan(プラン・アクロマート)高級対物レンズです。各収差をアクロマートよりも高度に補正しています。
PlamFl(プラン・フルオリート)さらに高級な対物レンズです。Planよりも高性能です。
PlanApo(プラン・アポクロマート)最も優れた対物レンズです。
一般的には、アクロマートまたはPlanが使われます。PlanFl,PlanApoは大学や研究機関で使われる高級品です。
なお、低価格な顕微鏡には、色収差補正のされていない対物レンズが使用されている場合があります。収差の影響は高倍率ほど大きいのですが、このようなレンズは低倍率であっても観察するに堪えないものになってしまいます。顕微鏡をお求めになる際は、対物レンズは是非ともアクロマート以上のものをお選びになることをお勧めします。(当店で販売している顕微鏡はすべてアクロマート以上の対物レンズを使用しています。)

・倍率:
対物レンズにも、接眼レンズと同様に「40X」(40倍)のような表記がされています。 通常使われるのは、4X~100X程度です。倍率に応じてカラーリング表示されています。
接眼レンズと組み合わせて顕微鏡としての倍率が決まります。
例えば、対物レンズが40倍で、接眼レンズが10倍のとき、その顕微鏡の倍率は、40倍X10倍=400倍 ということになります。

・開口数:
こちらも重要な特性で、レンズの明るさ、分解能の指標となります。数字が大きいのもが、視野が明るく、細かいものまできれいに見えることを示します。対物レンズへの表記は、「倍率/開口数」、具体的には、「60X / 1.35」のように刻印されており、この対物レンズは「60倍/開口数1.35」であることを示しています。

・機械的鏡筒長:
対物レンズと接眼レンズの間隔を「機械的鏡筒長」といい、160㎜が標準です。

・カバーグラス厚み:
使用するカバーグラスの厚みを示します。通常は0.17(標本用)が使われています。

・液浸:
液浸タイプの対物レンズであることを示します。カラーリング表示により使用する液のタイプ(上の写真は oilを使用)を示しています。

※対物レンズに関する詳しい説明は、こちらのサイト(日本顕微鏡工業会のページ)をご参照ください。

◆メカニカルステージ
メカニカルステージは、観察する試料をのせたスライドグラスを、XY方向に精密に動かすための微動装置です。特に高倍率での観察には必須ともいえるものです。

◆コンデンサ・絞り
コンデンサは、照明の光を試料に導くためのレンズです。コンデンサの種類や絞りの調整により、顕微鏡を通じた試料の見え方は大きく変わります。コンデンサの使い方は別途解説する予定です。

◆合焦装置(粗銅・微動)
顕微鏡の左右にある合焦ノブを回すことでピントを合わせます。顕微鏡のピントの合う範囲は狭いので、微動装置があればグッとピント合わせが楽になり、観察しやすくなります。

◆照明装置
顕微鏡の下から観察試料に照射する光源です。タングステンランプ(白熱灯)、ハロゲンランプ、蛍光灯、LEDなどが光源として用いられます。

顕微鏡の種類 ~生物顕微鏡と実体顕微鏡~

誠報堂科学館では、大きく分けて、「生物顕微鏡」と、「実体顕微鏡」の2種類を販売しています。今回は、生物顕微鏡と実体顕微鏡の違いについて説明します。

この2つは、いずれも「光学顕微鏡」の部類であり、いずれも観察対象を対物レンズと接眼レンズで拡大して観察する顕微鏡です。簡単に違いを説明すると、生物顕微鏡は、いわゆる普通の「顕微鏡」であり、小中学校の理科の時間に、プランクトン、植物や動物の細胞などを観察した顕微鏡です。一方、実体顕微鏡は、超高性能な虫眼鏡といった感じで、比較的低倍率で対象物を両目で立体視できる顕微鏡です。それぞれの顕微鏡の特徴に応じて使い分けられています。

それでは、それぞれの顕微鏡の説明をしましょう。


1.生物顕微鏡

「顕微鏡」といえば、一般的には「生物顕微鏡(Compound Microscope)」のことを言い、代表的な光学顕微鏡です。 後に説明する「実体顕微鏡」も光学顕微鏡の一種です。
単眼式生物顕微鏡双眼識生物顕微鏡

代表的な生物顕微鏡の写真を示します。左のものは「単眼式」右のものは「双眼式」の生物顕微鏡です。私が学校の理科の時間で使ったのは単眼式の顕微鏡でした。最も一般的な顕微鏡です。

一方、双眼式の顕微鏡は大学や研究機関などでは標準的な顕微鏡です。単眼式のものに比べ、両目で見るために、見やすく長時間の観察にも疲れません。また、”感覚的”にですが、観察する試料を立体感をもって観察することができます。このような利点が多くありますので、初心者の方にも(むしろ初心者の方に)お勧めします。双眼式顕微鏡で気になる点は、顕微鏡の重量が重くなること、両目のピントをちゃんと合わせないとかえって疲れること、単眼式のものに比べて価格が高いことでしょう。(※誠報堂では、双眼式の顕微鏡でもリーズナブルな価格で高性能な機器をご提供しています。)

生物顕微鏡で観察できる試料は、光を透過できる試料です。このタイプの顕微鏡は、下から光源を当てて試料を通過した光を対物レンズで集光して観察します。逆に言うと、光を通さないものは観察できません(シルエットしか観察できません)。したがって、観察できる試料は「薄い」ものである必要があります。プランクトンなどのもともと微小なものはそのまま観察できますが、植物の葉や茎などは薄く切った切片や、表面の膜をはがしてその膜を観察するなどします。倍率にして、数10倍から2000倍程度で観察します。また、生物顕微鏡の視野は、上下左右が逆になっています。

以下に生物顕微鏡で観察したいくつかの写真を示します。

sample1  z-ascarls-microscope_1_7_2  sample2

これらの写真の試料は植物の細胞や昆虫の器官ですが、このようなイメージで観察することが出来ます。(図の場合、染色等を行っています)

 


2.実体顕微鏡

次に「実体顕微鏡(Stereo Microscope)」について説明します。実体顕微鏡は、観察物を、人間の2つの目で立体的にとらえることが出来る点が生物顕微鏡と異なる点です。生物顕微鏡も双眼式のものがありますが、これは、1つの視界の光路を2つに分けただけのもので、立体的には見えません。これに対し、実体顕微鏡では、左右の眼が別々の視界を持つため、肉眼で見ているのと同じく、立体視できるようになります。倍率は比較的低倍率(数10倍程度)で、試料をそのままの状態で観察します。生物顕微鏡は下側から光を当てて、観察する試料を光を透過させて観察しますが、実体顕微鏡では、上から(見る方向から)光を当てて試料に反射した光を観察します。この点も肉眼で普通に見ている状態と同じです。もっと簡単に言うと、両眼に超高性能な虫眼鏡をつけたような状態で観察します。また、実体顕微鏡で観察される視野は、上下左右が目で見た通りに観察できます。

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上の画像は、実体顕微鏡の外観写真と、観察例の写真(蝶の卵と、電子回路)です。このようなイメージで観察することが出来ます。