デジタル顕微鏡とは？

デジタル顕微鏡は、電荷結合素子（CCD）カメラを内蔵した従来の光学顕微鏡であり、サンプルや標本の拡大表示に使用されます。 これらの顕微鏡は通常、コンピューターに接続して、生成した画像を後の検査のためにハードドライブに保存したり、モニターに表示して複数の人が同時に標本を見ることができます。 技術の組み合わせを使用することにより、デジタル顕微鏡は研究と教育において重要な役割を果たします。

仕組み

ほとんどのデジタル顕微鏡は、他の光学顕微鏡や光学顕微鏡と同じ基盤の上に構築されています。 サンプルは対物レンズの下に置かれます。 通常、付属の光源は、サンプルを見やすくするために使用されます。 対物レンズはサンプルを拡大し、顕微鏡のチューブ内で焦点を合わせます。 実体顕微鏡では、接眼レンズ（接眼レンズとも呼ばれます）が再び画像を拡大し、観察者に見えるようにします。 デジタル顕微鏡には接眼レンズが含まれていない場合がありますが、代わりにデジタルカメラを使用して画像の焦点を合わせます。

タイプ

オリジナルのデジタル顕微鏡では、画像を表示するためにコンピューターを使用する必要がありました。 顕微鏡の上部にある箱にはコードが含まれていたため、コンピューターに接続でき、ソフトウェアが画像を解釈してモニターに表示しました。 このタイプの顕微鏡は、USBコードを含むほとんどがまだ利用可能です。

他のデジタル顕微鏡はコンピューターを必要としません。 代わりに、通常は接眼レンズがある顕微鏡の上部にある小さなモニターが、サンプルの画像を表示します。 一部には、より大きな画像を表示できる別のLCDモニターが含まれています。 このようなオールインワンモデルには通常、ハードドライブが含まれているため、画像を保存および転送できます。

ポータブルデジタルモデルも利用できます。 通常、これらの小型デバイスの倍率レベルは制限されており、通常、画像を表示するにはコンピューターに接続する必要があります。 ただし、通常はサンプルを移動したり変更したりする必要がないため、これらの顕微鏡の手持ち式の性質は大きな利点となります。 カメラは、人間の目では達成できない小さなスペースに異常な角度で設置することもできます。

ステレオ顕微鏡とデジタル顕微鏡の組み合わせには、従来の顕微鏡のように使用できる接眼レンズが含まれていますが、画像を送信して保存できるカメラが内蔵されています。 ほとんどの場合、接眼レンズの倍率によって最終画像の拡大レベルが決まります。 別のステレオ顕微鏡に取り付けてデジタル化するカメラキットも利用できます。

デジタル倍率

実体顕微鏡とデジタル顕微鏡は、倍率の大部分が対物レンズの光学系に依存しています。 実体顕微鏡は接眼レンズの光学系に依存して画像を表示しますが、カメラの解像度とモニターのサイズによって、デジタル顕微鏡で可能な倍率が決まります。 このタイプの顕微鏡には必ずしも接眼レンズが含まれているわけではなく、はるかに大きな光学倍率で画像をキャプチャできる場合があります。 さらに、特に高解像度カメラでは、画像をデジタルでさらに拡大できます。

デジタル拡大（またはズーム）は、画像を操作して拡大します。 画像のサイズを大きくすると、ピクセルと呼ばれる画像を構成する色の小さな点のサイズが大きくなります。 これにより画像がブロック状に見える可能性があるため、特別なアルゴリズムを使用して新しいピクセルを追加し、その値を補間します。 これは理論的には画質を低下させる可能性がありますが、ほとんどのデジタル顕微鏡には高解像度カメラが搭載されているため、生成する画像はステレオ光学顕微鏡と同等かそれ以上です。

接眼レンズを通して見たものよりも多くのデジタル画像を拡大することは可能かもしれませんが、その拡大は、モニターでサンプルを再生できる大きさによって制限されます。 ほとんどのオールインワン顕微鏡のビュー画面は比較的小さく、3.5インチ（8.89 cm）以下の場合もあります。 さらに大きなユニットには15インチ（38.1 cm）のモニターが含まれていることが多く、それでも画像のサイズが制限されます。 ほとんどの場合、これはデジタル顕微鏡が同等の実体顕微鏡の半分以上の倍率を提供することを意味します。

ステレオとデジタル

実体顕微鏡とデジタル顕微鏡には、さまざまな倍率と品質があり、それぞれに長所と短所があります。 画像の拡大に関連する欠点にもかかわらず、デジタルモデルには画像をキャプチャして表示できるという利点があります。 多くの場合、標本の画像は簡単に印刷でき、一部のデジタル顕微鏡は54メガピクセルの解像度を提供します。 顕微鏡を定期的に使用する必要がある人にとっては、画面上で画像を見ることができるため、目の疲れも軽減されます。

実体顕微鏡と比較して、コンピューターに接続された基本的なデジタル顕微鏡も手頃な価格であることが多く、より多くの目的に使用できます。 画像をデジタルで操作できるということは、単純な表示と印刷以上のことができるということです。 科学モデルの中には、画像のコントラストを高めるハイダイナミックレンジと、3D回転および表示機能を備えているものがあります。 一部のモデルは、組織培養顕微鏡と同様のオーバーヘッドLED照明も提供します。