調べて分かる道具箱

顕微鏡の倍率の計算と、視野の広さ

接眼倍率倍
対物倍率倍
視野数(FN)mm

接眼レンズに 10×/18 と書いてあれば、/18 が視野数です(JIS B 7252:2015 表4の表示方法)。

総合倍率100倍
実視野1.8mm=1,800μm

早見表 ── 接眼10倍・視野数18の接眼レンズのとき

対物レンズの倍率ごとに、総合倍率と実視野(mm・μm)をまとめました。

接眼10倍・視野数18の接眼レンズのときの早見表
問い総合倍率実視野(mm)実視野(μm)
10倍で見えている幅は?10倍18mm18,000μm
20倍で見えている幅は?20倍9mm9,000μm
40倍で見えている幅は?40倍4.5mm4,500μm
100倍で見えている幅は?100倍1.8mm1,800μm
200倍で見えている幅は?200倍0.9mm900μm
400倍で見えている幅は?400倍0.45mm450μm
600倍で見えている幅は?600倍0.3mm300μm
1,000倍で見えている幅は?1,000倍0.18mm180μm

接眼レンズの倍率を上げても、実際に見えている幅(実視野)は変わりません。 変わるのは対物レンズの倍率と、接眼レンズの視野数(FN)だけです。 上の道具は、いまの組と1つ前の組を2つの円で並べて、 見える面積がどれだけ変わったかを見せます。

接眼レンズの「10×/18」の意味

接眼レンズの筒には、観察倍率と視野数が斜線で区切って書いてあります。 「10×」が接眼倍率、「/18」が視野数(FN)です。 視野数は、接眼レンズの中にある視野絞りという穴の直径を、mmで表した数字です。

JIS B 7252:2015(顕微鏡対物レンズ及び接眼レンズの表示方法)が、 この書き方を表4で定めています。

総合倍率は、接眼×対物のかけ算

顕微鏡で最終的に何倍に拡大されて見えるか(総合倍率)は、 接眼レンズの倍率と対物レンズの倍率を掛けるだけで求まります。 たとえば接眼10倍・対物40倍なら、総合倍率は400倍です。

実視野は、視野数(FN)÷対物倍率 ── 接眼倍率は関係ありません

実際に見えている試料(顕微鏡で観察している物)の幅(実視野)は、 接眼レンズの視野数を対物レンズの倍率で割って求めます。 この式に接眼倍率は出てきません。だから接眼レンズだけを10倍から20倍に替えても、 対物レンズと視野数が同じなら、見えている幅は変わりません。 単位はmmで、そのまま1000倍すればμmになります (mmとμmの書き方)。

「実視野=接眼レンズの視野数FN/対物レンズの倍率Mo」(本文の例文どおり単位はmm)。

「実視野」という言葉も、JISが決めている

顕微鏡をのぞいたときに見える丸い範囲を「視野」といいます。JIS Z 8120:2001(光学用語)という規格は、 視野を「光学機器で見ることができる物体空間の範囲」と決めたうえで、顕微鏡で見えている範囲だけを特別に「実視野」と呼ぶとしています。

ところが、この規格の全85ページの中で「実視野」ということばが出てくるのは、この1か所だけです。実視野を計算する式は、この規格には書かれていません。ことばの意味を決める規格と、 計算のしかたを教えてくれる資料は、別々になっています。

対物レンズにも、視野数の印がある

ここまでは接眼レンズの視野数(FN)の話でした。JIS B 7252:2015の表2によると、対物レンズの記号がPLANやPLのときは、対物レンズ側にも視野数の印が付いています。 「組み合わせる接眼レンズの視野数はここまで」という印で、「/OFN20」のように書かれます。

この数字は実視野の計算には使いません。それでも、接眼レンズと対物レンズという別々のレンズが、 「視野数」という同じものさしで設計をそろえていることが分かります。

接眼レンズには、ほかにも印が付くことがあります。JIS B 7252:2015の表5は、 メガネをかけたままのぞける接眼レンズには専用の記号を、十字の線が入った接眼レンズにも 別の記号を付けることを勧めています。数字だけでなく、記号にもいろいろな意味があるのです。

倍率を上げると、面積は何分の1になる?

対物レンズだけを替えたときは、見える面積の変わり方が総合倍率の2乗にきれいに一致します。 接眼10倍・対物10倍から対物40倍に替えると、総合倍率は4倍、 見える面積は16分の1です。これは長さの比を2乗すると面積の比になる、という図形の面積のページと同じ考え方です。

ところが接眼レンズだけを替えたときは、この関係が成り立ちません。総合倍率は上がっても、 対物レンズと視野数が同じなら実視野は変わらないので、面積も変わらないからです。 上の道具の「2つの円」を見比べると、どちらの替え方かで結果がまったく違うのが分かります。

出典

よくある質問

顕微鏡の総合倍率はどうやって計算しますか?

接眼レンズの倍率と対物レンズの倍率を掛け算します。接眼10倍・対物40倍なら、総合倍率は400倍です。

400倍で見ているとき、実際の幅は何mmですか?

接眼10倍・対物40倍(総合倍率400倍)で、視野数18の接眼レンズなら、実際に見えている幅(実視野)は0.45mmです。総合倍率だけでなく、接眼レンズの視野数も要ります。

顕微鏡の視野数(FN)とは何ですか?

接眼レンズの中にある視野絞りという穴の直径を、mmで表した数字です(JIS Z 8120:2001)。通常、接眼レンズ本体に数字が書いてあり、対物レンズの倍率で割ると、実際に見えている幅(実視野)が分かります。

倍率を上げると、見える範囲はどれだけ狭くなりますか?

対物レンズを10倍から40倍に上げると、総合倍率は4倍になりますが、見える面積は16分の1になります。上の道具では、2つの円の大きさの違いとして見えます。

接眼レンズを10倍から20倍に替えると、見える範囲は半分になりますか?

なりません。対物レンズと視野数が同じなら、接眼レンズの倍率を上げても実際に見える幅(実視野)は変わりません。総合倍率は2倍になっても、見える面積は変わりません。

接眼レンズの「10×/18」という表示は何ですか?

接眼レンズには、観察倍率と視野数を斜線で区切って表示します。「10×」が接眼倍率、「/18」が視野数(FN)です(JIS B 7252:2015 表4の表示方法)。

見えている長さをμmで出すには?

mmの値に1000を掛けます。上の道具は、実視野をmmとμmの両方で出します。たとえば視野数18・対物10倍なら1.8mm=1,800μmです。

接眼レンズの実物を手元に置いて測ってみたい人は、画面ものさしで実寸をあてることもできます。