カメラで鮮明な顕微鏡画像を撮影する方法

顕微鏡とカメラの準備

優れた顕微鏡画像を撮影するための最初のステップは、顕微鏡とカメラを最適なパフォーマンスが得られるように準備することです。これには、適切な位置合わせ、適切な対物レンズの選択、カメラを顕微鏡にしっかりと取り付けることが含まれます。

顕微鏡の調整

鮮明で均一に照らされた画像を得るには、顕微鏡の適切な位置合わせが重要です。光路を最適化する技術であるケーラー照明を強くお勧めします。

• 最も低倍率の対物レンズを使用して標本に焦点を合わせます。
• 視野絞りを視野内に見えるまで閉じます。
• コンデンサーの高さを調整して、ダイヤフラムの端に焦点を合わせます。
• コンデンサーセンタリングネジを使用してダイアフラムをセンタリングします。
• 視野絞りを、視野からちょうど消えるまで開きます。
• 最適なコントラストと解像度を得るために、絞りを調整します。

客観的な選択

適切な対物レンズを選択することは、希望する倍率と解像度を実現するために不可欠です。対物レンズの開口数 (NA) は顕微鏡の分解能に直接影響するため、考慮してください。

• NA が高い対物レンズは解像度は高くなりますが、作動距離は短くなります。
• 関心のある詳細を視覚化するために十分な倍率の対物レンズを選択します。
• 画質を向上させるには、高 NA オイル浸対物レンズと浸漬オイルを使用します。

カメラアタッチメント

安定した振動のない画像を撮影するには、カメラを顕微鏡にしっかりと取り付けることが不可欠です。カメラ モデル専用の顕微鏡アダプターを使用してください。

• T マウント アダプターは、デジタル一眼レフ カメラまたはミラーレス カメラを顕微鏡に接続します。
• C マウント アダプターは、特殊な顕微鏡カメラによく使用されます。
• カメラが顕微鏡の光軸と正しく位置合わせされていることを確認します。

顕微鏡写真用のカメラ設定

鮮明で露出のよい顕微鏡画像を撮影するには、カメラ設定を最適化することが重要です。さまざまな設定を試して、特定の標本と顕微鏡の設定に最適な組み合わせを見つけてください。

ISO感度

ISO 感度は、カメラのセンサーが光に対してどれだけ敏感であるかを決定します。ISO 値が低いほどノイズは少なくなりますが、より多くの光が必要になります。

• ノイズを最小限に抑え、画質を最大限に高めるには、可能な限り低い ISO を使用します。
• 適切な露出を得るために必要な場合にのみ ISO を上げてください。
• ISO 設定を高くすると、望ましくないアーティファクトが発生する可能性があることに注意してください。

シャッタースピード

シャッタースピードは、カメラのセンサーが光にさらされる時間を制御します。シャッタースピードが速いほど動きが止まりますが、より多くの光が必要になります。

• 振動によるモーションブラーを回避するために、十分に速いシャッター速度を選択します。
• さまざまなシャッター速度を試して、最適な露出を見つけます。
• シャッターボタンを押したときの振動を最小限に抑えるには、リモートシャッターリリースの使用を検討してください。

絞り

絞り、つまり F 値は、カメラのレンズに入る光の量を制御し、被写界深度に影響します。ただし、顕微鏡写真では、顕微鏡の絞りが主に被写界深度とコントラストを制御します。

• 従来の写真撮影に比べ、顕微鏡写真撮影ではカメラの絞りはそれほど重要ではありません。
• 最適な画質を得るために、顕微鏡の絞りを調整することに重点を置きます。
• さまざまな絞り設定を試して、希望する被写界深度とコントラストを実現します。

ホワイトバランス

ホワイト バランスは、さまざまな光源によって生じる色かぶりを補正します。正しいホワイト バランスを設定すると、画像内の色が正確に表現されます。

• 特定の光源に合わせてカスタム ホワイト バランス設定を使用します。
• ホワイト バランスの参照画像をキャプチャし、それを使用してカメラを調整します。
• 必要に応じて後処理でホワイトバランスを調整します。

照明の最適化

高品質の顕微鏡画像を撮影するには、適切な照明が不可欠です。光源、コンデンサー、フィルターを調整することで、画像のコントラストと鮮明度を大幅に向上させることができます。

光源調整

光源が適切に調整され、視野全体に均一な照明が当てられていることを確認します。

• 最適な明るさを実現するために光源の強度を調整します。
• 視野内に照明のムラや影がないか確認してください。
• 光を柔らかくし、まぶしさを軽減するためにディフューザーの使用を検討してください。

コンデンサー調整

コンデンサーは光を標本に集中させ、照明の角度を制御します。最適なコントラストと解像度を実現するには、コンデンサーを適切に調整することが重要です。

• コンデンサーの高さを調整して、視野絞りに焦点を合わせます。
• センタリングネジを使用してコンデンサーを中央に配置します。
• 最適なコントラストと解像度を得るために、絞りを調整します。

フィルターの使用

フィルターを使用すると、コントラストを高めたり、グレアを減らしたり、特定の波長の光を選択的に透過させたりすることができます。顕微鏡写真で使用される一般的なフィルターには、次のものがあります。

• カラー フィルター: コントラストを高め、特定の色を選択的に吸収します。
• 偏光フィルター: グレアを軽減し、複屈折構造を明らかにします。
• 減光フィルター: 色に影響を与えずに光の強度を減らします。

画像処理技術

画像処理を使用すると、顕微鏡画像の鮮明度、コントラスト、色を強調することができます。ただし、アーティファクトの発生や元のデータの不正確な表現を避けるために、これらの手法を慎重に使用することが重要です。

基本的な調整

明るさ、コントラスト、色バランスなどの基本的な調整により、画像の全体的な外観を大幅に改善できます。

• 適切な露出になるように明るさを調整します。
• コントラストを上げて詳細を強調します。
• ホワイトバランスを調整して色かぶりを修正します。

シャープニング

シャープニングにより画像の鮮明度が向上しますが、ノイズやアーティファクトが増幅される可能性もあります。

• 研ぎは控えめに、必要なときのみに使用してください。
• さまざまなシャープニング アルゴリズムを試して、最良の結果を見つけてください。
• 不要なハローやアーティファクトが発生する可能性があるため、過度にシャープにすることは避けてください。

ノイズ低減

ノイズ低減により、画像内のノイズの量を減らすことができますが、細部が柔らかくなることもあります。

• ノイズ低減は必要な場合にのみ控えめに使用してください。
• さまざまなノイズ低減アルゴリズムを試して、最良の結果を見つけてください。
• 重要な詳細がぼやける可能性があるため、ノイズを過度に低減することは避けてください。

画像のスタッキング

画像スタッキングは、異なる焦点面で撮影された複数の画像を組み合わせて、被写界深度が深い画像を作成します。これは、複雑な 3 次元構造を持つ標本に特に役立ちます。

• 異なる焦点面で一連の画像をキャプチャします。
• 画像スタッキング ソフトウェアを使用して、複数の画像を 1 つの焦点の合った画像に結合します。
• さまざまなスタッキング アルゴリズムを試して、最良の結果を見つけてください。

一般的な問題のトラブルシューティング

慎重に準備して実行したとしても、顕微鏡画像を撮影するときによくある問題に遭遇する可能性があります。ここでは、これらの問題のトラブルシューティングのヒントをいくつか紹介します。

ぼやけた画像

ぼやけた画像の原因としては、振動、不適切なフォーカス、モーションブラーなど、さまざまな要因が考えられます。

• 顕微鏡とカメラが安定しており、振動がないことを確認してください。
• 微調整ノブを使用して標本に慎重に焦点を合わせます。
• モーションブラーを回避するには、より速いシャッタースピードを使用します。

不均一な照明

照明が不均一になる原因としては、光源の位置がずれていたり、コンデンサーが汚れていたり、光路に障害物があったりすることが考えられます。

• 光源の位置を確認し、必要に応じて調整します。
• コンデンサーレンズを柔らかい布で拭いてください。
• 光路上の障害物を取り除いてください。

過度の騒音

過度のノイズは、ISO 設定が高い、光量が低い、または電子干渉によって発生することがあります。

• 可能な限り低い ISO 設定を使用してください。
• 光の強度または露出時間を増やします。
• 機器を電子干渉から保護します。

色かぶり

色かぶりは、ホワイト バランスの設定が間違っていたり、不適切なフィルターを使用したりすると発生することがあります。

• 光源に合わせて適切なホワイトバランスを設定します。
• 適切なフィルターを使用して色の不均衡を修正します。
• 後処理でカラーバランスを調整します。