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対物レンズは顕微鏡の性能を左右する一番重要な部分です。
C線(赤)、F線(青)の2色の色収差を補正し、一般的に使用されている「アクロマートレンズ」、 蛍石を材料にして色補正がよく、開口数が高い「セミアクロマート(FL)レンズ」、 C線、F線、d線(黄)の3色を補正した「アポクロマート(APO)レンズ」、 視野全体にピントが合う「プランレンズ(Plan)」などの種類があります。
対物レンズの明るさ、解像力などを表す数字として「開口数(N.A)があり、この開口数(NA)が高いレンズの方が解像力が高く、レンズも明るくなります。
生物顕微鏡は0.17mmのカバーガラスを使用するため、その厚さを補正したレンズを使用し、金属顕微鏡は試料をそのまま観察するため、カバーガラス補正をしないレンズを使用します。
さらに、生物顕微鏡の100倍対物レンズは、カバーガラスとレンズの間にイマージョンオイルを入れ、屈折率を高くします。屈折率を高くすると、解像力がよくなるからです(空気=1, オイル=1.515)。そのため、100倍以下はレンズと試料の間を通常の空気状態にする乾燥式(DRY)と、イマージョンオイル、グリセリンなどオイルを使う油浸式(OIL)があります。
対物レンズの取付部は、一般的に径23.5mm規格(M20.32 1/36")ですが、オリンパスやニコンといった高級機種では、独自の大口径を使用しています。





接眼レンズは対物レンズによりできた像を拡大して、肉眼から明視距離250mmの位置に虚像として映します。通常、5倍、10倍、15倍、20倍などが使用されています。
接眼レンズの内部構図により、 ホイゲンス(H)、 ペリプラン(P)、 コンペンゼーション(K)、 高視野(WF)、 超高視野(SWK) などの種類があり、接眼レンズの倍率の前に表記します。
接眼レンズでは見える範囲を「視野数(mm)」で示します。しかし、対物レンズの倍率によって変化しますので、実際に見える視野範囲(実視野)は、 「接眼レンズの視野数 ÷ 対物レンズの倍率」になります。
通常、対物レンズは最大100倍、接眼レンズは最大20倍で、光学顕微鏡では最大2,000倍まで観察します。
「対物レンズの倍率×接眼レンズ=総合倍率」




CCDカメラだけでは像を結ぶレンズが付いてないため使用できませんが、カメラの先端にTVレンズを取り付けることによって影像を映すことができます。
このCCTVレンズは、用途や使用する場所によって使い分けられるように、様々な種類のレンズが販売されていますが、その分、どのレンズを選べばいいのか分かりにくい、という難点があります。
以下に、レンズ選びのポイントとして1〜3まで挙げておきましたので、ご参考にして下さい。

1, 利用可能なレンズをご確認ください。
レンズを選ぶ際には、まずお使いのカメラのCCDサイズ(イメージセンサー(素子)サイズ)がいくつかをご確認ください。CCTVレンズには適合するCCDサイズがございます。
CCDサイズが1/2と表記されているレンズの場合、お使いになれるカメラは、1/2, 2/3, 1インチのCCDサイズのカメラです。
レンズが適合するCCDサイズ(インチ) 使用可能なカメラのCCDサイズ(インチ)
1 1, 2/3, 1/2, 1/3
2/3 2/3, 1/2, 1/3
1/2 1/2, 1/3
1/3 1/3
※このレンズが適合するCCDサイズとは、適合する最大の大きさですので、表記の数値以下のサイズであれば使用可能ということになります。



2, カメラからどのくらい離れた場所を映しますか?
カメラ面から撮影する物までの距離によって、選ぶレンズは異なります。
これは焦点距離がいくつかが選ぶポイントになります。
この計算には以下の数式を利用します。

この数式を利用して、以下の場合について考えてみましょう。

例)
カメラ(レンズ前面)から、20cm(200mm)離れた場所にある、4cm(40mm)の大きさの被写体を、1/2インチCCDカメラにて撮像する場合、そのレンズの焦点距離(f)はいくらでしょうか?

この場合、焦点距離24mm/f=24mmのレンズ(もしくはそれに近いレンズ)を選べば、画面にちょうど被写体を映し出せる事になります。
この様にして、最適な焦点距離のレンズをお選び頂くことができます。

3, 使用する場所の明るさはどのくらいですか?
一般的に、F値が小さいレンズは (光を多く通す)「明るいレンズ」、F値が大きいレンズは (光をあまり通さない)「暗いレンズ」と言われています。
F値は一般的に、 F1.4・F2.0・F2.8・F4.0・F5.6・F8・F11・F16・F22 という風に表記され、1/1.4倍刻みで一段と言います。

F1.4 ・ F2.0 ・ F2.8 ・ F4.0 ・ F5.6 ・ F8 ・ F11 ・ F16 ・ F22
← 明るい
暗い →

それぞれのメリット・デメリット
明るいレンズ



 光を同時にたくさん取り込こむことが出来るため、暗いレンズよりも
 シャッター速度を速くすることができ、結果、手ぶれしにくくなります。
 元々の被写界深度は浅いのですが、絞りを調節することで、深度を
 深くすることができます。絞りの調節によって撮影方法に幅ができ、
 撮影方法に自由がきくといえます。




 明るいレンズは設計が複雑なため、大きく、重たいレンズがほとんど
 であり、暗いレンズに比べ高価です。
暗いレンズ



 コンパクトなレンズが多く、軽い物が多いです。また、明るいレンズに
 比べ安価な物が多く、入手しやすいという特徴があります。
 また、元々の被写界深度が深いのも特徴です。




 明るいレンズに比べシャッター速度が遅くなるため、より手ぶれしや
 すくなります。





光学ガラスは他のレンズと比べ、高品質が要求され、その特性は、屈折率を始めとした材料特性によって大きく分類されます。
以下に、NEOSHOPで扱っている光学ガラスの材料特性をまとめました。

光学クラウン


 屈折率が低く、BK7のような、光学グレードのガラスのような使い方は
 できません。
 公差のゆるい部品や、ミラー基板のような用途に向いています。
 1, 屈折率が低く、アッベ数が高い。
 2, 公差のゆるい部品や、ミラー基板としての用途に向いている。
 3, 軽量。
BK7


 BK7は光学ガラスの中では最も多く製造されており、泡、不純物の
 少ない、均質で安価な光学材料です。
 350nm〜2000nmまでの波長の透過率がよいのが特徴です。
 1, 化学的に安定しており、表面の変質が少ない。
  (=耐候性、ヤケ耐性、耐酸性、耐アルカリ性に優れている)
 2, 光学ガラスの中では比較的硬い材料で、キズがつきにくい。
 3, 泡、不純物の含有量が少なく、350nm〜2000nmまでの
   波長の透過率がよい。
 4, 生産量が多いので、他の光学ガラスに比べ安価で入手しや
   すく、均質性がよい。
F2


 屈折率が高く、比較的キズがつきにくい(硬度がある)という特徴が
 あります。
 他のレンズに比べて黄色くなりやすいという欠点もありますが、
 コーティングを施すことにより、その現象を抑えることもできます。
 バランスのとれた特性を持つ材料です。
 1, 屈折率が高い。
 2, 適度な機械的特性(硬度)をもつ。
 3, バランスのとれた材料。
合成石英


 紫外領域で多用される透過用の光学ガラス材料ですが、熱膨張率が
 小さく、温度差の大きな環境にも強い性質があり、高精度の反射基板
 材料としても適しています。
 1, 高純度のため、紫外、および、可視領域の透過率が、光学
   ガラスの中で最も優れており、泡も含有物も少ない。
 2, 熱膨張率が非常に小さいため、熱ショックに強く、温度安定性
   がよい。
 3, 使用可能な温度範囲が極めて広い。
 4, 硬質でキズがつきにくい。
 5, 強い紫外光に対し、蛍光が少ない。





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