暗視野コンデンサのお手軽工作

今回は気分を変えて顕微鏡関連の工作を一つ。
古い顕微鏡の本によく図の出ている、パラボロイド型というのを真似た反射式の暗視野コンデンサです。もともと2Xの対物の視野をカバーできるものが欲しくて作ったものですが、一応40X、NA＝0.7のレンズでも使えます。こちらやこちらの写真や動画は最初の試作品での作例ですが、今回また新たに作り直しました。よく使用される、アッベコンデンサに中心絞りを入れたものに比べると効率が悪い（つまり暗い）のが難点ですが、眼視観察や動かないものの撮影なら問題ありません。材料費はコーヒー一杯分以下、難しい工作も必要ないので顕微鏡好きの方、コロナ自粛下の暇つぶしにいかがでしょうか。

主な材料はこれだけです。要となる凹面鏡は百均のLED懐中電灯から調達しますが、写真のものは近所のダイソーで買ってきました。同じような製品はたくさんあって、とりあえずLED１個で集光レンズではなく大きめのお椀型の凹面鏡で集光するタイプであればどれでも使えそうですが、ものによって反射鏡の形状に多少の違いがあるので照明効果も違ってきて、結果は作ってみなければ分かりません。その他には黒の色画用紙とCD用のソフトケースです。

部品はこれで全てです。凹面鏡は適当な位置で底を切り取って平らに仕上げます。今回は穴の径を15mmにしました。スライドガラス底面に接する部分なので、やすりや紙やすりを使ってなるだけ正確に水平に仕上げないといけません。前面の透明カバー（この商品は珍しくガラス製でした）の中心には黒画用紙で径17mmの中心絞りを貼り付けます。中央は円筒型のディフューザーです。

ディフューザーは無くても良い場合もありますが、そのままでは局所的な照度ムラがどうしても残るのと、視野がギラつくような見え方になりやすいのであった方が良いでしょう。材料はいろいろ考えられますが、ここでは薄くて扱いやすく、適度なシボ加工が施されているCDソフトケースの外側の透明シートを使いました。黒画用紙を巻いて作った円筒を芯にして、その上からシートを巻き付けます。上の写真ではシートは一重巻きで、OPPテープで固定しています。二重にすると拡散効果は高くなりますが光量は減ります。直径は凹面鏡に開けた穴にぴったり収まるように、高さはシートの先端が穴の縁からわずかに覗くくらい。黒画用紙の芯は外側のシートより5mmほど低くしていて、その上のシートだけの部分がディフューザーになるわけです。

間にディフューザーを入れ、凹面鏡と中心絞りを貼った透明板を固定すればひとまず完成ですが、絞りの直径やデフューザーの適否は検鏡してみないと分かりません。必要なら交換できるように縁に沿って３、４箇所、接着剤で軽く止める程度がいいのですが、瞬間接着剤は気化成分が鏡面やガラス面を白く濁らせるので使えません。

ニコンオプチフォトのコンデンサ受けにセットしたところです。単体では高さが足りないのでM42の中間リングの上に載せています。ここは単なるスペーサーなので他の何を使っても構わないのですが、M42の雄ネジの部分がコンデンサ受けの顎にうまく収まって具合がいいのです。写真では昇降装置を目一杯下げていますが、観察時はコンデンサ上端がスライドガラスに接するぎりぎりまで上げなければなりません。上げ過ぎるとぶつかるので、できればスペーサーの高さを調整してその直前で止まるようにするのがベストです。芯出しはコンデンサ受けの上を滑らせて行います。

以下、テスト撮影。被写体はMWSさんの珪藻プレパラートです。

まず最初は対物2ｘ/0.08 PlanApo、接眼CFUW10Ｘ（視野数26.5）の視野で、コンデジを接眼レンズに押し付けて撮ったもの。視野外周部が白けていて、また周辺減光もありますが、視野数20くらいの接眼であれば気にならない程度でしょう。

これは同じ2X対物で、拡大率は35mm判換算で約2.1X。長辺で約8.5mmの範囲が写っています。

PlanApo10X/0.4。拡大率は35mm判換算で約2.7X（以下同じ）。

PlanApo20X/0.65。

この２枚はPlan40/0.7。

Plan100/0.90dry。さすがに暗視野にはなりませんが輪帯照明でちょっと位相差っぽい画像になりました。

最後に、上に紹介したものをその通りに作っても機材や条件によってうまく機能しないかも知れませんが、なにしろ材料費は僅少ですからそこはカット＆トライで、いろいろ試してみればいずれ使えるものが出来上がるはずです。興味を持たれた方、是非お試しあれ。