廊下のむし探検

このブログではマンションの廊下にでてくる「むし」の紹介とカメラを使ったちょっとマニアックな趣味を紹介します

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 「顕微鏡撮影」というキーワードでインターネット検索すると、接眼レンズにカメラを密着させるとよいと書かれたホームページがたくさん見つかります。そこには、カメラとしては、接眼レンズの口径より小さい口径を持ったコンパクトデジタルカメラ(コンデジ)が適当で、ズームがあり、画素数がそこそこあるものが挙げられています。実際に、小さなコンデジを実体顕微鏡の接眼レンズに密着させて撮影してみると、手持ちでも結構うまく撮影できます(ブログ参照)。

 でも、明るさをきちんと調節したい、焦点をばっちり合わせたい、焦点深度を深くしたいなどの欲がだんだん出てきます。手持ちではうまくいかないので、三脚で固定してみたのですが、小さいコンデジで自動焦点を使っているので、思ったところにはフォーカスが合わせられないし、明るさも自動になっていて自由度がありません。

 そこで、ホームページに書かれた方法には反しますが、デジタル一眼レフを取り付けてみることにしました。いろいろなレンズを試してみると、口径は接眼レンズの口径よりははるかに大きいのですが、広角系のズームだと結構うまく撮れることが分かりました(ブログ参照)。しかし、焦点深度を深くしようと絞りを絞ってみるとまるでうまくいかないし、また、接眼レンズから出てくる光は、レンズを出た後にすぐに焦点を結んでいるようにみえるし、何がなんだか分からなくなり、少し考えてみました。

 まず、実体顕微鏡には2つの光学系を持ったグリノー式と1つの光学系を二つに分けたガリレオ式がありますが、とりあえず簡単に、対物レンズと接眼レンズだけを考えます。また、カメラレンズも複雑な組み合わせレンズですが、これも一つの凸レンズと絞りだけだと考えます。そうして作った光路図が次の図です。

イメージ 1

 顕微鏡で見た像をカメラで写すときには次のような過程を経ます。まず、試料から出た光を対物レンズで拡大し、大きな実像をつくります。その実像を接眼レンズで虚像として見るのですが、その虚像を今度はカメラレンズで結像面に実像として結ぶという原理になっています。接眼レンズは虚像をつくるのだから、接眼レンズから出た光は広がりそうなのですが、実際には、試料上の一点から一定の角度範囲内に出た光は、二つの赤い線間を通るために、試料上の各点を出た光は接眼レンズを出たところにあるFpという場所にゆるく集光されます。つまり、カメラで撮影する光はこんな変わった経路を通った光なのです。

 この図から次のことが分かります。
  1. 先ほど述べたように、接眼レンズは虚像をつくりますが、実際の光線は接眼レンズのすぐ近くに集光部Fpをつくります。
  2. Fpにカメラレンズの絞りを置けば絞りの効果は有効になりますが、そこからずれるとむしろ像を端から削っていってしまうことになります。集光部は小さいので、実質的にカメラの絞りを使って焦点深度を深くすることは難しいでしょう。
  3. 顕微鏡のピントを目で合わせると、虚像と接眼レンズとの距離が明視距離(25cm)くらいになっていますので、望遠系のレンズを使うとピントを合わせるために、距離を離さなければなりません。その場合は、接眼レンズを出た光がカメラのレンズ径、あるいは、絞り径を超えてしまいますので、周辺部分から像が削られていくことなり、また、中心部分は暗くなっていきます。
  4. 像が削られないようにするためには、絞りの位置をFp付近に合わせるようにすればよいのですが、接眼レンズ面からFpまでの距離が、実測で〜3cm位なので、レンズの長さが短い広角系のレンズの方が向いていることになります。
 以上の結果、コンデジでなくても広角系のレンズを取り付ければ、デジタル一眼レフでも十分に撮影できることが分かりました。このときの撮影の手順とコツは次のようになります
  1. 一眼レフに広角系のレンズを取り付けます。単焦点のものでも構いませんが、ズームの方が何かと便利です。カメラは三脚で固定します。シャッター速度が遅いので、シャッターはできるだけセルフタイマーかリモコンを使う方がよいです
  2. カメラレンズを広角側にして、接眼レンズに近づけて設置します。このとき、下図Aのように接眼レンズとカメラレンズの距離があいていると丸い像が見えるので、それをできるだけ画面の中心に持って行くようにします。単焦点の場合はできるだけ密着させて、この丸い像が見えないようにします。ズームを用いる場合は、接眼レンズとカメラレンズの間に少し余裕けておきます
  3. 接眼レンズと密着させている場合はそのまま、離している場合にはズームを望遠側に少しずらし、画面から丸い像が見えなくなるあたりにセットします。ズームを変化させると下図Bのように倍率を変えることができます。
  4. レンズ絞りは基本的に開放にしておき、また、フォーカスはマニュアルにしておきます。カメラのファインダー(液晶画面)を見ながらフォーカスをだいたい合わせます。フォーカスの微調整は、やはりカメラのファインダー(液晶画面)を見ながら顕微鏡側で行えばよいのです。セットができましたら、撮影はマニュアルモードにして、シャッター速度を変化させて撮影し、最適の明るさを探します。
イメージ 2



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