三目顯微鏡

從科學家發明第一台顯微鏡,他們就已經利用顯微鏡深入觀察及記錄各種事物。時至今日,影像科技的發展使資料記錄方式由以往的人手繪圖,加添了拍攝及錄影的可能性,大大提升了資料紀錄的準確度及便利性,亦方便我們利用影像作出更廣泛的應用。 
圖一)纖毛蟲的手繪圖
圖二)纖毛蟲的顯微照片
要為原本只用作肉眼觀察的顯微鏡加上影像功能,以作出精細的記錄及量度,並非單純地在目鏡接上相機,過程還涉及精密的光學計算及穩固的接合。 
圖三)簡化的複式顯微鏡光線圖
就如以上光線圖所示,透過複式顯微鏡產生的放大影像為虛像(Virtual image);虛像不能投射於螢幕上,即不能聚焦於相機的感光元件。如要利用相機在觀察的同時記錄顯微影像,首先我們要為顯微鏡加入額外的棱鏡,將光線一分為二,一部分作肉眼觀察,另一部分作相機記錄。此外,我們須加上透鏡組,使光線聚焦於感光元件上形成實像(Real image),稱為「直接焦點法」;有如用肉眼觀察顯微鏡影像時,由目鏡射出的光線透過人體眼球中的晶體折射,聚焦於視網膜上。這套額外的鏡片組(棱鏡及透鏡組)會被放入被稱為「三目鏡筒」的組件內,而這台顯微鏡亦被稱為「三目顯微鏡」(Trinocular microscope)。 
圖四)三目鏡筒
圖五)三目顯微鏡
一般來說,當我們解決了感光元件上光線聚焦的問題,基本上已經可利用相機接駁顯微鏡作拍攝。然而,當我們接駁感光元件尺寸較大的單鏡反光或無反相機時,我們須要利用透鏡組將影像再度放大,放大至剛好覆蓋整個感應器的面積,務求用盡每點像素,記錄最精細的影像。因此,坊間有些相機接合管內置了透鏡組以配合這類相機的要求。 
圖六)相機接合管
圖七)相機接合管內的透鏡組

文章作者:陳錦江(生物科教師)

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