顕微鏡の照明法とは？種類やそれぞれの特徴を解説

顕微鏡の照明には対象物の微細な構造や特徴を明確にする役割があり、適切な照明を当てなければ観察の質を落とすことになります。照明には透過照明や落射照明、拡散照明などさまざまな種類があるため、観察物にあった照明法を選びましょう。本記事では顕微鏡の主な6つの照明方法について詳しく解説します。

顕微鏡の主な照明法

顕微鏡の照明法には、主に以下の6種類があります。

それぞれ詳しく解説します。

透過照明

透過照明は観察対象の背後から光を当てる照明方法です。細胞や組織、小型水生生物など、透明な対象の観察に向いています。透過照明には「エッジ型」と「ダイレクト型」の2種類があります。

エッジ型は薄いプレート状で、導光板の側面に光源が取り付けられており、プレート内で散乱させた光で照明するのが特長です。プレートそのものが薄いため、対物レンズと観察対象の距離（ワーキングディスタンス）に影響を与えにくく、観察対象を的確に捉えやすいメリットがあります。

ダイレクト型の光源は導光板の下側に取り付けられているため、高輝度な照明が可能です。プレートに厚みがあるため、ワーキングディスタンスに影響を与える可能性があります。

落射照明

落射照明とは観察対象の上から光を当てる照明方法です。金属や半導体ウエハなど、光を通さない対象の観察で用いられます。落射照明には以下の2種類があります。

同軸落射照明

同軸落射照明は横からの光をハーフミラーで反射させて照明します。反射された光は対象物を照らし、正反射光によって対物レンズに像を結びます。表面の滑らかなプラスチックや金属、艶などを確認する場合に向いている方法です。艶があっても凹凸がある場合には不向きです。

側射照明

側射照明はレンズの側面から斜めに照明する方法です。斜めに入った光により影ができるため、輪郭がくっきりした像を捉えられます。観察対象の溝の深さまで観察できるため、基板など拡散反射物の観察に向いています。

拡散照明

拡散照明はあらゆる方向から均一な光を当てる照明方法です。すりガラス上の光学フィルタなどを使い指向性の強い光を乱反射させ、対象物をあらゆる方向から照らします。正反射する観察対象の場合、レンズに入光する正反射光はハレーションを起こし、入光しない部分は暗く影になるためうまく観察できません。このような場合に拡散照明を使えば、光と影がうまく輪郭を際立たせた鮮明な像を得られます。拡散照明は金属鏡面やはんだなど、正反射する対象の観察に有効な方法です。

可変照明

可変照明は照明角度を調整できる照明法のことです。落射照明のように観察対象の上から真横まで自由に角度を変えられるため、観察対象の反射を抑え、確認したい部分を強調できます。標準的な照明では起伏の乏しい平らな表面に見える観察対象も、照明角度を変えれば凹凸がくっきりと表れることがあります。主に線維や粒子、反射の強い対象物の観察で用いられており、滑らかな物質表面の微細なキズの発見にも有効です。

偏光照明

偏光照明はフィルタを使って一定方向に振動する偏光のみを透過させることで、観察対象を照明する方法です。一般的な明視野観察だけでなく、偏光観察に用いられます。偏光は複屈折する物質の表面で変化しますが、正反射すると偏光したまま反射します。この変化の差を利用して観察できるようにするのが偏光照明の役割です。主に岩石や鉱物の観察に使われます。

まとめ

透明度のない物質に透過照明を当てても観察できないように、適切な照明方法を用いなければ正しく観察することはできません。また照明方法を変えることで同じ対象でも見え方が変わるため、照明方法の工夫も顕微鏡観察では重要です。

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