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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これまで実体顕微鏡や生物顕微鏡写真は、NIKONの一眼レフD90を取り付けて撮影していました。最近、ミラーレス一眼が売りだされ、コンパクトで使いやすいというので試してみたくなりました。

イメージ 2

この写真のようなデジスコ用の構成にしてみました。本体はNikon 1 V1です。中古でボディだけ購入しました。売り出し時に比べると、驚くほど安く手に入ります。これにデジスコ用に売りだされているNikon DSA-N1を購入し、これも、デジスコ用にと以前購入していたWIDE DSという接眼レンズに取り付けました。

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取り付けるとこんな感じになります。残念ながら、これだけではどこにも焦点が合わないのでカメラにはなりません。

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実体顕微鏡に取り付けると、こんな感じになりました。焦点が合う位置にカメラを置こうと、手元にあるいろいろなものを間に入れてみました。実体顕微鏡はオリンパス製のSZX7です。このカメラポートに以前紹介したNikon Fマウントアダプターを取り付け、さらに、中国製の接写リング「近摂接圏」を入れて、それに、上の組み合わせを差し込むとほぼ焦点が合いました。生物顕微鏡の方は「近摂接圏」を間に入れるだけで焦点が合いました。

カメラは差し込んだだけで固定はしていないのですが、リモコンを使ったエレクトロニックシャッターを使うと振動がないので、このままでも十分使えそうです。ピント合わせは基本的にマニュアルフォーカスですが、画像が拡大できるので、ファインダーを見ながらでも十分うまく合わせることができました。また、撮影モードもマニュアルの他、絞り優先(A)モードも選べるので、明るさの調節をしなくてよいだけ楽に撮影できます。

イメージ 4

いつもの通り、対物ミクロを用いて分解能を調べてみました。実体顕微鏡のズームの最大倍率5.6xで撮影した画面が上の通りです(トリミングはしていません)。中央の目盛の部分を左上に拡大していますが、10ミクロン間隔の目盛がはっきり見えます。

Nikon 1 V1の撮像素子の大きさは13.2 x 8.8 mm^2で、これが3872 x 2592 pixel^2に当たるので、素子一つの大きさは13200/3872=3.4ミクロン/pixelであることが分かります。画像から目盛間隔の10ミクロンが16.7ピクセルに相当することが分かるので、これから、接写倍率を計算してみると16.7*3.4/10=5.68倍になります。ズーム倍率とほぼ同じなので、上の接眼レンズとDSA-N1の組み合わせは約1倍の撮影倍率に相当することが分かります。また、目盛間隔から目盛線幅を見積もってみると、2.8ミクロンになっていました。

イメージ 5

対物ミクロを生物顕微鏡の40xの対物レンズで撮影したものが上の写真です(トリミングはしていません)。これから、接写倍率と目盛線の幅を出してみると、42.2倍、1.25ミクロンになりました。

実体顕微鏡でズーム倍率を変化させ、また、生物顕微鏡で対物レンズを変えながら測定した結果をグラフにまとめてみました。

イメージ 6

横軸は10ミクロン目盛間隔をピクセル単位で書いたもので、ピクセルを実際の長さに変えると接写倍率にもなります。縦軸は目盛線の見かけの幅をピクセル単位で書いたものです。倍率が上がれば、目盛線の見かけの幅も比例して広がっていくので、この比例関係から目盛線の実幅がほぼ1.25ミクロンであることが分かります。

逆に、倍率が下がると目盛線の見かけの幅は比例せず、途中で一定値に落ち着くので、この値からカメラ(接眼レンズとDSA-N1の組み合わせを含めた)の空間分解能はほぼ4ピクセルであることが分かります。つまり、分解できる最小の大きさが4ピクセルということになります。この値から、生物顕微鏡で40xでは、(検出器としてのカメラの分解能として)原理的に4*3.4/42.2=0.32ミクロンまで分解できることになりますが、実際には回折効果があるので、そんなに細かいところまでは見えないでしょう。一方、実体顕微鏡のズーム最大(5.6x)では、4*3.4/5.68=2.7ミクロンが分解能の限界になります。

生物顕微鏡の10xの対物レンズを用いて、キモグリバエという体長約2mmのハエを深度合成を用いて写してみました。

イメージ 7

顕微鏡の焦点位置を少しずつ変えながら、全部で41枚の写真を撮り、combineZPというフリーソフトで合成したものです。これだけ見ると何が何だか分かりませんが、同じ領域を実体顕微鏡で撮影したものが次の写真です。

イメージ 8

この写真と比較すると、かなり細かいところまで写っている感じですが、全体に少し平坦な感じになっています。照明をリング照明にしたせいかもしれません。もう少し工夫が必要みたいですね。


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