USB顕微鏡

左側のレンズの横にLEDライトが内蔵された小型 USB 顕微鏡。
USB顕微鏡で見た海塩の結晶。
USB顕微鏡で見た食塩の結晶。
USB 顕微鏡で見たセージの葉の表面 -毛状突起が見えます。
セージの葉の裏側の USB 画像 - この側にはより多くの毛状突起が見えます。

USB顕微鏡は、コンピュータのUSBポートに接続する低電力のデジタル顕微鏡です。本質的には USB モデルと同じ顕微鏡で、USB に加えて、または USB の代わりに、WiFiなどの他のインターフェイスを備えたものもあります。家庭や商業用に、安価で広く入手できます。価格は数十ドルから数千ドルの範囲です。本質的には、USB 顕微鏡は高出力のマクロ レンズを備えたウェブカメラであり、通常はレンズの周囲に内蔵された LED 光源を使用して、透過光ではなく反射光を使用します。カメラは通常、通常の周囲光以上の追加照明を必要としないほど感度が高いです。カメラは接眼レンズを必要とせずにコンピュータの USB ポートに直接接続し、画像はコンピュータのディスプレイに直接表示されます。

通常、接眼レンズを必要とせず、中程度の倍率(約1倍から200倍)で、従来の実体顕微鏡よりもはるかに安価です。[ 1 ]最終的な画像の画質は、レンズとセンサーの品質、解像度(1.3メガピクセルから5メガピクセル以上)、操作者のスキル、照明の質に依存します。ほとんどのシステムでは、静止画動画の両方を記録できます。

使用法

画像はウェブカメラと同じようにコンピュータに記録・保存できます。カメラには通常光源が取り付けられていますが、被写体の注目点を強調するために光ファイバーライトなどの追加光源を使用することもできます。これらの光源は、コンピュータ上で画像を確認する際に、一般的に深い被写界深度と幅広い倍率を提供します。カメラは通常、追加の光源を必要とせずに、通常の周囲光で画像を生成するのに十分な感度を備えています。

USB顕微鏡は、コイン、プリント基板、紙幣などの書類などの平面物体の観察に最も有効ですが、被写界深度が深いため、繊維などの不規則な形状の表面にも使用できます。使用方法は、反射型光学顕微鏡実体顕微鏡とほぼ同じです。USB顕微鏡は従来の実体顕微鏡よりもはるかに小型です。従来の顕微鏡では観察が難しい 大型物体の現場での観察にも役立ちます。

顕微鏡の簡単な使用例としては、海塩食卓塩などの塩の結晶の比較が挙げられます。顕微鏡写真の上部に表示されているミリメートル単位の目盛りは、立方体の食卓塩の結晶が小さいことを示しています。USB顕微鏡で撮影したセージの葉の写真は、十分な被写界深度が得られることを示しています。

このような装置は、従来の光学顕微鏡では対応が難しい、大きな破断面を直接観察する必要がある法医学工学において有用です。通常は手持ちで使用しますが、小型のスタンドに取り付けることもできます。

USB顕微鏡は犯罪現場捜査班で使用されています。観察対象物に接触しないため、繊細な犯罪現場の証拠が汚染されることはありません。

また、耳鼻咽喉科検査などの医療用途にも使用されています。[ 2 ]

内視鏡検査

関連機器としては、USB内視鏡があります。これは、長いケーブルにデジタルカメラが接続されており、通常は検査が難しい空洞(車のエンジン内部、パイプ内部、下水道など)の検査に使用できます。顕微鏡と同様に、ケーブルにはPCに接続するためのUSBプラグが取り付けられています。あるいは、従来の内視鏡にシンプルなUSBデバイスを取り付けることもできます。小型画面付きの内視鏡もあり、ノートパソコンを使用せずに隠れた部分を直接見ることができます。

この技術分野はまだ急速に発展途上にあるため、近い将来、設計と技術のさらなる向上、そして価格の低下が期待されます(2016年2月時点では、インターネットサイトで10ドル未満の製品が販売されていました)。画像操作に使用するソフトウェアはすでに大幅に機能が向上しており、例えばデジタル画像のトリミングや、必要に応じて明るさコントラストの変更などが可能です。偏光フィルターなどのアクセサリは高価ですが、被写体からの 不要な鏡面反射をより細かく制御できます。

有効倍率

正確な倍率はカメラと被写体間の作動距離によって決まり、特に高倍率では、画像を制御するために適切な支持台が必要となります。これらの機器の拡大能力はしばしば誇張されており、一般的に200倍の倍率を謳っていますが、これは通常、実際の倍率が25倍から30倍であることに基づいており、さらに画面表示による画像の拡大によってさらに拡大されます。高倍率はカメラの解像度が高い場合にのみ利用可能であり、例えば5メガピクセルのカメラで撮影した画像は、2メガピクセルのカメラで撮影した画像よりも大きく拡大できます。

参考文献

  1. ^「実体顕微鏡法入門」、 Paul E. Nothnagle、William Chambers、Michael W. Davidson 著、 Nikon MicroscopyU
  2. ^ ENT アプリケーション