2015年5月16日

製作摺紙顯微鏡Foldscope

去年三月的時候,看到一篇介紹史丹佛大學的人製作了摺紙顯微鏡foldscope的報導,當時在噗浪就寫了一些紀錄。大致上是看那個顯微鏡的文件資料所作的紀錄。

其實摺紙顯微鏡就是單式顯微鏡,使用的透鏡也是球形透鏡,只是foldscope設計了玻片標本的插入平台、鏡頭的位移機構,此外還有附加smd的LED光源,比起我之前用卡片打孔製作的單式顯微鏡,這個使用上要方便多,不過製作上就要費些功夫了。

雖然foldscope沒有CC出來(至少我沒看到),但是從他們的說明書或是影片都可以看出模板是怎麼設計的。我花了一些時間看了資料,本來想從他們的說明書上描圖來作模板,不過說明書的解析度沒那麼高,所以我就仿照他們的機構,自己拿了方格紙和描圖紙畫了一張又一張的設計圖,最後再用librecad來畫出來。



雖然是自己畫的,但是結構都是模仿人家的,所以這是個山寨版的foldscope,而且我還沒作到光源,那個要等下次買smd的LED回來再說。



前幾週買的切紙機發揮很大的用途,這樣的模型不用一分鐘就切好了。



製作出來的就長這樣子,鏡頭用的是先前單式顯微鏡用的2mm玻璃珠(啊這就單式顯微鏡,當然就用同樣的鏡頭啊)。



在foldscope的研究人員的論文裡,列出了一些不同半徑和折射率的玻璃珠,其產生的放大倍率有多少。他們也提到他們的foldscope可以藉由更換鏡頭而改變倍率,像是用個半徑100um的,放大倍率可以到2180倍,然後我就想起我其實有幾百um的玻璃珠耶。

數年前開始要作單式顯微鏡時,為了要取得玻璃珠,翻電話簿看到龜山還是八德那邊有工廠,品項是玻璃珠、玻璃砂的,興高采烈的開車去看,結果他們的尺寸都很小,都是不到1mm的。

由於那個時候我尋找的目標是2mm的大小,那些那麼小,我當然就沒用了,不過還是有拿一小包回來,後來找到2mm左右的玻璃珠反而是在學校附近的玻璃小工廠找到的。

其實我以為那種不到1mm的玻璃珠,根本沒辦法用,不過直到我這次作foldscope,才發現這種大小還真的可以拿來看,而且倍率非常高!不過過去的陽春作法,沒辦法調整鏡頭和玻片之間的距離,也沒有特別處理光源,所以過去我就算用了也看不到什麼。

這次因為有好好處理,果然就可以用這數百um的玻璃珠,去看紅血球的凹盤,也可以看到扭來扭去的精子,放大倍率至少1000倍的倍率。不過要裝置不到1mm玻璃珠,真是相當困難的一件事情哪。

下圖是把foldcsope架在手機上拍攝的紅血球,可見到紅血球的雙凹圓盤呢!


我製作的模板檔案如下,
dxf檔:如果有切紙機,那就直接下載去用就行
pdf檔:可以印到A4卡紙上,剪刀、美工刀切切也是可以的。

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