顕微鏡の解像度を上げるにはどうすればよいでしょうか?
光学顕微鏡の構成と構造 光学顕微鏡は、一般的にステージ、スポットライト照明系、対物レンズ、接眼レンズ、焦点調節機構から構成されます。 ステージは観察対象物を保持するために使用されます。 フォーカシング機構はフォーカシングノブによりステージを上下に動かし、粗調整や微調整を行うことができ、観察対象物に焦点を合わせて鮮明に結像することができます。
その上部層は水平面内で正確に移動および回転でき、通常は観察部分を視野の中心に調整します。 スポット照明システムは光源とコンデンサーで構成されます。 コンデンサーの機能は、観察される部分により多くの光エネルギーを集中させることです。 照明ランプのスペクトル特性は、顕微鏡受光器の動作帯域と互換性がなければなりません。
対物レンズは観察対象の近くに配置され、最初の倍率を実現するレンズです。 対物レンズコンバーターには倍率の異なる複数の対物レンズが同時に取り付けられており、コンバーターを回転させることで倍率の異なる対物レンズが作業光路に入ることができます。 対物レンズの倍率は通常5～100倍です。 対物レンズは、顕微鏡の画質に決定的な役割を果たす光学素子です。
一般的に使用されるのは、2 色の光の色収差を補正できる色消し対物レンズです。 3種類の色光の色収差を補正できる高品質アポクロマート対物レンズ。 対物レンズの像面全体が平らであることを保証して、視野を向上させることができます。 限界画質のフラットフィールド対物レンズです。 液浸対物レンズは高倍率対物レンズでよく使用されます。つまり、対物レンズの下面と標本シートの上面の間の屈折率は 1 です。
5液なので顕微鏡観察の分解能が大幅に向上します。 接眼レンズは、第 2 レベルの倍率を実現するために人間の目の近くに配置されるレンズで、レンズの倍率は通常 5 ～ 20 倍です。 接眼レンズは見える視野の大きさに応じて、視野が狭い普通接眼レンズと視野が広い大視野接眼レンズ（または広角接眼レンズ）の2種類に分けられます。
焦点を調整して鮮明な画像を取得するには、ステージと対物レンズの両方が対物レンズの光軸に沿って相対的に移動できなければなりません。 高倍率の対物レンズを使用する場合、焦点の許容範囲はミクロンよりも小さいことが多いため、顕微鏡には非常に正確なマイクロ焦点合わせ機構が必要です。 顕微鏡の倍率の限界は有効倍率であり、顕微鏡の解像度は、顕微鏡によって明確に区別できる 2 つの物点間の最小距離を指します。
解像度と倍率は 2 つの異なる概念ですが、関連しています。 選択した対物レンズの開口数が十分に大きくない場合、つまり分解能が十分に高くない場合、顕微鏡は対象物の微細構造を識別することができません。 このとき、倍率を上げすぎても、輪郭は大きく細部が不明瞭な画像しか得られない。 、無効な倍率と呼ばれます。
逆に、解像度は要件を満たしているが倍率が不十分な場合は、顕微鏡には解像度能力がありますが、画像が小さすぎて人間の目ではっきりと見ることができません。 したがって、顕微鏡の分解能を最大限に発揮するには、開口数が顕微鏡の総合倍率と適切に一致している必要があります。 スポットライト照明システムは顕微鏡の結像性能に大きな影響を与えますが、ユーザーが見落としがちな関係です。
その機能は、物体の表面に十分かつ均一な照明を提供することです。 コンデンサーから送られる光線は、対物レンズの開口角を満たすようにする必要があります。そうしないと、対物レンズが達成できる最高の解像度を十分に活用できません。 この目的のために、コンデンサーには、写真対物レンズと同様の開口サイズを調整できる可変開口絞りが装備されており、対物レンズの開口角に一致するように照明ビームの開口を調整するために使用されます。レンズ。
照明方法を変更することで、明るい背景上の暗い物体点（明視野照明と呼ばれる）や、暗い背景上の明るい物体点（暗視野照明と呼ばれる）などの異なる観察方法が得られ、より適切に発見して観察することができます。微細構造。 電子顕微鏡は、電子光学の原理に基づいて、光線や光学レンズの代わりに電子線や電子レンズを使用し、物質の微細構造を非常に高い倍率で観察する装置です。
電子顕微鏡の分解能は、電子顕微鏡が分解できる隣接する 2 点間の最小距離で表されます。 1970 年代、透過型電子顕微鏡の分解能は約 0.3 ナノメートルでした (人間の目の分解能は約 0.1 mm)。 現在、電子顕微鏡の最大倍率は300万倍を超え、光学顕微鏡の最大倍率は約2000倍となっており、一部の重金属の原子や結晶内に整然と並んだ原子格子を電子顕微鏡で直接観察できるようになりました。 。
