位相差顕微鏡、倒立顕微鏡、通常の光学顕微鏡の類似点と相違点
これらのタイプの顕微鏡はすべて光学顕微鏡であり、検出方法として可視光を使用します。これは、電子顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡などとは異なります。
具体的には：
位相差顕微鏡は、位相差顕微鏡とも呼ばれます。光は透明なサンプルを通過するときにわずかな位相差を生成し、この位相差は画像の振幅またはコントラストの変化に変換できるため、位相差を画像化に使用できます。これは、1930年代にフリッツ・ゼルニックが回折格子を研究していたときに発明されました。そのため、彼は1953年にノーベル物理学賞を受賞しました。現在、生きた細胞や小さな臓器や組織などの透明な標本のコントラスト画像を提供するために広く使用されています。
共焦点顕微鏡：点ごとの照明と空間ピンホール変調を使用して、サンプルの非焦点面からの散乱光を除去する光学イメージング方法です。従来のイメージング方法と比較して、光学解像度と視覚コントラストを向上させることができます。点光源から放射された検出光は、レンズを通して観察されているオブジェクトに焦点を合わせます。オブジェクトが正確に焦点にある場合、反射光は元のレンズを通って光源に収束するはずです。これはいわゆる共焦点、または略して共焦点です。共焦点顕微鏡は、反射光の光路にダイクロイックミラーを追加し、レンズを通過した反射光を他の方向に屈折させます。その焦点にはピンホールがあります。焦点のすぐ後ろ、バッフルの後ろには光電子増倍管（PMT）があります。検出光の焦点の前後の反射光がこの共焦点システムを通過し、小さな穴に焦点を合わせることができず、バッフルによってブロックされることが想像できます。 つまり、光度計が測定するのは焦点における反射光の強さです。レンズ系を動かすことで、半透明の物体を3次元的にスキャンできるというわけです。このアイデアは、1953年にアメリカの学者マービン・ミンスキーが提唱しました。30年の開発期間を経て、レーザーを光源として、ミンスキーの理想にかなう共焦点顕微鏡が開発されました。
倒立顕微鏡：対物レンズと照明システムが逆になっていることを除いて、構成は通常の顕微鏡と同じです。前者はステージの下にあり、後者はステージの上にあります。操作が便利で、他の関連する画像取得機器の設置も簡単です。
光学顕微鏡は、光学レンズを使用して画像拡大効果を生み出す顕微鏡です。物体に入射した光は、少なくとも 2 つの光学系 (対物レンズと接眼レンズ) によって増幅されます。まず、対物レンズが拡大された実像を生成し、人間の目はこの拡大された実像を接眼レンズを通して観察します。接眼レンズは虫眼鏡のように機能します。一般的な光学顕微鏡には、観察者が必要に応じて倍率を変更できるように、交換可能な対物レンズが複数あります。これらの対物レンズは通常、回転可能な対物レンズディスク上に配置されています。対物レンズディスクを回転させると、異なる接眼レンズが簡単に光路に入ることができます。物理学者は倍率と解像度の法則を発見し、人々は光学顕微鏡の解像度に限界があることを知りました。この解像度の限界により、倍率の無限大の増加が制限されます。1600 倍が光学顕微鏡の倍率になります。最高限界により、多くの分野で形態学の応用が非常に制限されます。
光学顕微鏡の解像度は光の波長によって制限されますが、通常は0.3ミクロンを超えません。顕微鏡の光源として紫外線を使用したり、対象物を油の中に置いたりすると、解像度を向上させることもできます。このプラットフォームは、他の光学顕微鏡システムを構築するための基礎となりました。
