iPhoneと顕微鏡レンズの組み合わせ評価

前々回の記事で、ディスプレイ上に表示した色文字を「正三角形のプリズム」で屈曲・分散させると「赤い色」が「青い色」よりも強く屈曲するような不思議なデータとなった；

• 三角柱プリズムの分散実験用データと測定画像

これの関連を追うために、昔から持っていた小型マイクロスコープ(National製, BF-959: x10..x30)で観察したが、視力の弱った私には明確な結果がでないし、画像データの記録がとれない。そこで、Amazonで調べると「USB 顕微鏡」と言うジャンルがあるが、Macで使えるものは少ないし、高い。そのうちに、iPhoneのレンズの前に装着して顕微鏡とか望遠鏡にするジャンル があるので、一番安い顕微鏡を購入してみた；

• COM-SHOT 【 スマホのカメラが顕微鏡に 】 簡単取付け スマホ用 マイクロスコープ スマクロ LED搭載 ブラックライト ピント調節可 倍率60倍 夏休み 自由研究 EK-SMACRO 

この顕微鏡の性能がどれくらいかをテストしたので、以下に説明します。測定対象は；

1. アルミのスケール(新潟精機製、AS-45): 1目盛 = 1mm.
2. iMac (21.5", Late 2009)のモニタ表面: 100dpi = 4dot/mm.
• 「光沢液晶」のまま。

撮影に用いたのは；

• カメラ: iPhone 6s plus, iOS9.1 +  COM-SHOT装着
•  アプリケーション: SQUARE mode
1. スケール撮影: 組み込み "Camera"
2. iMac撮影: "Camera+" ：下記パラメータを独立して設定できるので購入
1. 焦点設定場所
2. 露出設定場所
3. 電子ズーム設定

アルミのスケール

iPhoneの電子倍率＝最小。
大目盛間隔＝5mm ↔︎ 26mm@iPhone画面。

iPhoneの電子倍率＝最大。
小目盛間隔＝1mm ↔︎ 25mm@iPhone画面。

• 「測定倍率」の定義： 「iPhone画面での長さ」／「実際の長さ」
• 図1:  26mm/5mm = x5.2 ~ x5.
• 図2:  25mm/1mm = x25.

iMacの液晶での「I」の字

iPhoneの電子倍率＝最小。
「I」の実の幅~1mm。

iPhoneの電子倍率＝最大。
Magenta = Blue + Red。

• 図3では、4本のマゼンタ色の縦線にしか見えないが、
• 図4では、4対の青色セルと赤色セルに分離して見えている、
• 光の加色の性質：「magenta = blue + red」に一致している。
• 右に行くにつれてフォーカスが低下している理由はまだ分からない。

検討

図1や図3の「iPhoneの電子倍率＝最小」をレンズだけの倍率と考えるのが自然だろう。とすると、図2や図4の「iPhoneの電子倍率＝最大」も含めて考えると、次のようになる；

• レンズ倍率 = x5、電子倍率 = x1、合成倍率 = x5 * x1 = x5。
• レンズ倍率 = x5、電子倍率 = x5、合成倍率 = x5 * x5 = x25。

合成倍率 = レンズ倍率 * 電子倍率

図4のフォーカス低下の理由は、幾つかの複合した結果かもしれない；

• 液晶面とレンズの垂直性
• 固定の剛性
• Camera+のFocus•Stabilizerの処理能力

レンズの最終的な性能を見極めるには「iPhone 6s plus」の分解能(400dpi ~ 16dot/mm)がどれくらいに見えるかで判定できそうだ。

この記事の履歴

1. 　開始 2015-12-30(水) 01:08  
2. 　追加 2015-12-30(水) 10:05 合成倍率 = レンズ倍率 * 電子倍率