Biophysics · 02.13

光学顕微鏡による像形成

Image formation by the light microscope

🧠 複式顕微鏡compound microscope複式顕微鏡（compound microscope）compound microscope（複式顕微鏡）では対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）が実中間像real intermediate image実中間像（real intermediate image）real intermediate image（実中間像）を作り、接眼レンズeyepiece接眼レンズ（eyepiece）eyepiece（接眼レンズ）がそれを拡大して最終虚像virtual image虚像（virtual image）virtual image（虚像）として観察する。

対物レンズから接眼レンズへ

試料を対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）の前側焦点の少し外側に置くと、対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）は拡大・倒立した実像real image実像（real image）real image（実像）を鏡筒内に作る。接眼レンズeyepiece接眼レンズ（eyepiece）eyepiece（接眼レンズ）はこの中間像を拡大鏡magnifying glass拡大鏡（magnifying glass）magnifying glass（拡大鏡）として見る。

flowchart TD
  A["試料を<span class='jp-term jp-term-diagram' title='objective lens'>対物レンズ</span>近焦点へ置く"]
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='objective lens'>対物レンズ</span>が拡大倒立の中間<span class='jp-term jp-term-diagram' title='real image'>実像</span>を形成"]
  C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='eyepiece'>接眼レンズ</span>が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='virtual image'>虚像</span>として<span class='jp-term jp-term-diagram' title='angular magnification'>角倍率</span>を増す"]
  A --> B
  B --> C

二段階の像形成

M_{\mathrm{total}}=m_{\mathrm{objective}}M_{\mathrm{

対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）は主に横倍率lateral magnification横倍率（lateral magnification）lateral magnification（横倍率）、接眼レンズeyepiece接眼レンズ（eyepiece）eyepiece（接眼レンズ）は角倍率angular magnification角倍率（angular magnification）angular magnification（角倍率）を与える。

照明・焦点調節・像の向き

対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）が作る横倍率lateral magnification横倍率（lateral magnification）lateral magnification（横倍率）と接眼レンズeyepiece接眼レンズ（eyepiece）eyepiece（接眼レンズ）が作る角倍率angular magnification角倍率（angular magnification）angular magnification（角倍率）を別々に定義し、その積を顕微鏡の総倍率とする。

最終像は元の試料に対して通常は倒立である。
正視調整normal adjustment正視調整（normal adjustment）normal adjustment（正視調整）では最終像を無限遠に置き、眼の調節負担を減らす。
照明とコンデンサcapacitorコンデンサ（capacitor）capacitor（コンデンサ）ーの調整はコントラストcontrastコントラスト（contrast）contrast（コントラスト）と分解能に影響する。

医学・測定への応用

病理・組織学では倍率だけでなく、対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）の開口数numerical aperture開口数（numerical aperture）numerical aperture（開口数）（NA）と標本調製が観察可能observable観察可能（observable）observable（観察可能）な細部を決める。

まとめ

複式顕微鏡compound microscope複式顕微鏡（compound microscope）compound microscope（複式顕微鏡）では対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）が実中間像real intermediate image実中間像（real intermediate image）real intermediate image（実中間像）を作り、接眼レンズeyepiece接眼レンズ（eyepiece）eyepiece（接眼レンズ）がそれを拡大して最終虚像virtual image虚像（virtual image）virtual image（虚像）として観察する。
最終像は元の試料に対して通常は倒立である。
病理・組織学では倍率だけでなく、対物レンズobjective lens対物レンズ（objective lens）objective lens（対物レンズ）の開口数numerical aperture開口数（numerical aperture）numerical aperture（開口数）と標本調製が観察可能observable観察可能（observable）observable（観察可能）な細部を決める。