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手機變身數位顯微鏡 !

要看到並記錄微小尺度下的物體或是生物對一般人來說並不簡單,雖然顯微鏡使用的歷史已久,然而一般的顯微鏡雖然可觀察,但是體積龐大且不容易做數位的記錄,如果有小台方便使用的顯微鏡,可以隨身攜帶隨時記錄,會是很多學生與很多對自然有興趣朋友的好幫手。

一直以來有一類的USB顯微鏡可以做到這樣的功能,然而其必須連接電腦使用與較高的價位,使得用途很受限。最近在網站 instructables上介紹了怎麼利用生活材料做簡易的的手機顯微鏡,$10 Smartphone to digital microscope conversion! 主要想法是因為目前的手機像機的品質都相當好,如果能善用手機可以作為手邊很好的研究工具。其主要設計是利用雷射筆的鏡頭做為近拍鏡與利用螺絲調節的平台高低做為載物台來進行。

然而使用雷射筆鏡片的顯微鏡轉接台有著球面像差,放大倍率不大,照明不均勻與載物臺不穩定等缺點。 這些缺點如果能夠加以改進將會是很好的工具。因為這樣,所以scimage 設計了一款新的手機顯微鏡,主要改善了鏡頭與光源的設計,使用鏡片組做為鏡頭,加裝光擴散片改善照明均勻性與利用一些機械設計增加結構穩定性,使得成像品質能大幅改善。在外觀上也作了一些設計,讓攜帶與使用更方便。

因為這些改進,解析度與放大能力增加為原始設計的兩倍,也因為這些新的的設計使得顯微鏡用來可以看如血球細胞大小的物體,或是水族箱中的小微生物們,在應用層面上增加了很多可能性。經由科學影像的朋友們的贊助,首批製做了60多台,組件材料加工好後送到贊助的朋友手上,讓贊助製作的朋友自己完成整體的組裝,一來可以對小顯微鏡更熟悉,一來也可以DIY做出屬於自己的儀器! 組好的成品圖如下,應該是非常有質感。(感謝Tina Lee 提供自己組裝好的成品圖)

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成品圖

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與iPhone 合體使用

這台手機用的顯微鏡理論上的光學解析度為約1 um,不過目前沒有手機能發揮到這極限,所以目前解析度的好壞依照手機的畫素而定。以下影片是用手機看小蘋果螺寶寶的影片與看細胞切片的成果,應該已經非常足夠一般朋友使用,如果要看其他水中浮游的小生物們也非常足夠。

這是科學影像第一次製作儀器,雖然不是全新設計,不過相信所做的新設計讓這樣的裝置變得解析度更好,也更實用與方便攜帶,希望能讓更多朋友自己看到有趣的微觀世界。之後如果有朋友也想索取這款顯微鏡,人數夠會再繼續製作,這台小顯微鏡的討論在FB “科學maker“社團裡進行,有興趣想使用的朋友歡迎先加入~

(目前開放登記中!   請先加入FB “科學maker“社團了解物品使用情況再於"科學maker“中登記~)

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蚜蟲~ Stéphane Liu提供 🙂

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大鼠神經細胞切片

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大鼠肝細胞切片

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大鼠子宮肌肉細胞切片

關於作者

Jiahsu

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