マイクロメータで計ろう

　顕微鏡観察をする場合や顕微鏡撮影する場合に観察する物体や部分の大きさそ知りたい場合があります。その場合に使用するのがマイクロメータです。マイクロメータは比較的高価なので、簡易マイクロメータの自作方法を顕微鏡の使い方で説明しています。ここでは、より正確に、測定するために本当のマイクロメータの使用方法等をご紹介します。

【接眼マイクロメータと対物マイクロメータ】

接眼マイクロメータは右の写真のように円形のガラス板にスケールを刻み込んであります。、このスケールは10mmを100等分してあるので、一目盛りの長さは100μmでう。しかし、実際には、後の対物マイクロメータとセットで使用するので、実際の長さはあまり重要ではありません。 　この接眼マイクロメータは接眼レンズの絞り位置に入れて使用します。右下の写真のように接眼レンズを分解して、マイクロメータの目盛りを下にして取り付けます。 　さて、対物マイクロメータですが、これは下の写真のようにプレパラートにスケールを刻んでカバーグラスを掛けてあります。このスケールは1mmを100等分してあります。

【マイクロメータの使用方法】

さて、マイクロメータの使用方法ですが、 １．接眼レンズに接眼マイクロメータを取り付ける。 ２．対物マイクロメータをステージに乗せる。 ３．使用する対物レンズを決める。 ４．対物マイクロメータに焦点をあわせる。 ５．右の写真のように接眼マイクロメータ（数字有）と対物マイクロメータ(数字無)の両方の目盛りの合ったところを読む 　　接眼マイクロメータ A と 対物マイクロメータ a 　　接眼マイクロメータ B と 対物マイクロメータ b が合ったとすれば、接眼マイクロメータの一目盛りは    (a-b)/(A-B) となります。このようにして接眼レンズと対物レンズの組合せで同じように調べます。
このようにして、接眼レンズ WF10について調べたのが次の表です。 対物レンズ 接眼レンズ一目盛りの大きさ Ach x4 25.64μm/目盛 Ach x10 10.00μm/目盛 Ach x40 2.50μm/目盛 Ach x60 1.77μm/目盛 　また、写真用接眼レンズFK6.7について調べたのが以下の表です。 対物レンズ 接眼レンズ一目盛りの大きさ Ach x4 25.085μm/目盛 Ach x10 9.966μm/目盛 Ach x40 2.484μm/目盛 Ach x60 1.749μm/目盛 　そして、下の写真が、このようにして観察したミジンコの顕微鏡写真です。

【マイクロメータと写真撮影】

さて、実際記録に残すときは、上のように接眼マイクロメータを試料と同時に写しこむのが普通です。しかし、通常の眼視用の接眼レンズを使用すると右の写真のように、試料（対物マイクロメータ)には焦点が合うのに接眼マイクロメータには焦点が合いません。これは、接眼レンズの絞り位置が眼視の位置におかれているためです。ですから、眼で見たときには焦点が合いますが、写真撮影のときには合いません。そこで、写真撮影専用の接眼レンズに接眼マイクロメータ取り付けて撮影します。このようにすることによって、上のような写真を撮影することができます。
ところで、上の話は、一眼レフなどで撮影する通常の拡大撮影（対物レンズー接眼レンズーフィルム（CCD))の場合で、 コンパクトカメラ等のレンズつきのカメラを使用する場合のコリメート撮影（対物レンズー接眼レンズーカメラレンズーフィルム（CCD））の場合は異なります。このコリメート撮影の場合は、通常の接眼レンズを使用した接眼マイクロメータでも右の写真のように焦点が合います。 これは、カメラレンズが眼視の際の焦点に一致するからです。

【デジカメの場合の対物マイクロメータの使用方法】

実際、デジタルカメラの場合は、接眼マイクロメータを使用するより、対物マイクロメータとデジタルカメラの解像度を比較して、一ピクセル当たりどのくらいの長さになるかを把握しておくほうが使いやすいということが判ります。例えば、下の写真は、当方所有の一眼デジカメPENTAX ist Dで接眼レンズを使用せずに対物レンズのみで撮影した場合の対物マイクロメータの写真です。それぞれの写真をクリックすると実際の縮小無しの写真が得られます。また、それぞれのデータを写真の下に記します。
x4 982pix/mm  1.018μm/pix 7.672倍	x10 2160pix/mm  0.463μm/pix 16.875倍	x40 8343pix/mm  0.120μm/pix 65.180倍	x60 11760pix/mm  0.085μm/pix 91.875倍
対物レンズ(分解能) 1mm当たりのピクセル  1ピクセル当たりの長さ 実際の撮影倍率 Ach x4　(2.75μm) 982pix/mm  1.018μm/pix 7.672倍 Ach x10　（1.1μm) 2160pix/mm 0.463μm/pix 16.875倍 Ach x40　（0.42μm) 8343pix/mm 0.120μm/pix 65.180倍 Ach x60　（0.34μm) 11760pix/mm  0.085μm/pix 91.875倍 　どの対物レンズを見ても、1ピクセルの当たりの長さは分解能より小さいので、このシステムでの撮影は顕微鏡の性能を十分に満足していることがわかります。「実際の撮影倍率」はist Dのピクセルサイズを7.6μmとした場合に1ピクセル当たりの長さから導出したものです。
最後に現在手持ちの対物レンズのist Dで撮影した場合のスケールを覚書として書いておきます。 対物レンズ Ach ｘ４ Ach ｘ10 M Plan x10 PLL x10 P Ach x10 DLL x10 Plan Apo x10 PLL x20 Ach x40 FlPLL x40 Ach x60  Ach x100 PLL x100 メーカー オリンパス オリンパス オリンパス オリンパス ニコン ニコン オリンパス オリンパス オリンパス オリンパス ビクセン オリンパス オリンパス 倍率 4 10 10 10 10 10 10 20 40 40 60 100 100 開口数 0.10 0.25 0.25 0.25 0.25 0.30 0.32 0.40 0.65 0.75 0.85 1.30 1.30 焦点深度(μm) 27.50 4.40 4.40 4.40 4.40 3.06 2.69 1.72 0.65 0.49 0.38 0.16 0.16 分解能(μm) 2.75 1.10 1.10 1.10 1.10 0.92 0.86 0.69 0.42 0.37 0.32 0.21 0.21 顕微鏡 アダプター 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ist D (μm/pix) 短 無し 1.02 0.46 　 　 　 　 　 　 0.12 　 0.09 　 　 FK x3.3 1.15 　 　 　 　 　 0.44 0.22 　 0.11 0.08 　 　 FK x5.0 0.73 　 　 　 　 　 0.29 0.14 　 0.07 0.05 　 　 FK x6.7 0.55 　 　 　 　 　 0.22 0.11 　 0.05 0.04 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 中 無し 0.83 　 　 　 　 　 非合焦 非合焦 　 非合焦 非合焦 　 　 FK x3.3 0.63 　 　 　 　 　 0.25 0.13 　 0.06 0.04 　 　 FK x5.0 0.42 　 　 　 　 　 0.17 0.08 　 0.04 0.03 　 　 FK x6.7 0.31 　 　 　 　 　 0.13 0.06 　 0.03 0.02 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 長 無し 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 FK x3.3 0.57 　 　 　 　 　 0.23 0.11 　 0.06 0.04 　 　 FK x5.0 0.38 　 　 　 　 　 0.15 0.08 　 0.04 0.03 　 　 FK x6.7 0.29 　 　 　 　 　 0.11 0.06 　 0.03 0.02 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 WF x10 18 mm 4.50 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 0.90 0.45 0.45 0.30 0.18 0.18 　 μm/pix 1.50 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.30 0.15 0.15 0.10 0.06 0.06