JP2008268440A - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】電動/手動切換用のスイッチやクラッチ機構を操作することなくズームハンドルを手動で操作することができる顕微鏡を提供する
【解決手段】ズームハンドル８２を手動で回すと、ズームハンドル軸８１が回転する。トルクリミッタ９０のトルク値はズームハンドル８２を手動で回転させるトルク値より小さく設定されているので、トルクリミッタ９０の外輪９０ｂと内輪９０ｃとの間にすべりが発生し、ステッピングモータ９２にズームハンドル軸８１の回転は伝達されない。ズームハンドル軸８１の回転は、かさ歯車８３ａ，８３ｂを介してカム軸８４に伝達される。カム軸８４のカム溝８４ａ，８４ｂに係合しているカムフォロア５５ａ，５６ａが、ガイド棒６１，６２，６３に沿って光軸方向へ移動する。その結果、顕微鏡の倍率が変わる。
【選択図】図２

Description

この発明は顕微鏡に関する。

従来、電動によって倍率を変えることができる顕微鏡としては、例えば特開２００４−２２６８８２号公報に記載されたものがある。

ズームハンドルにステッピングモータが接続されており、ステッピングモータを駆動源としてズームハンドルを回転させてレンズを光軸方向へ移動させ、倍率を変化させる。ステッピングモータの軸にはロータリエンコーダが接続されており、モータの回転角を検出することによりズーム倍率を求めることができる。
特開２００４−２２６８８２号公報

しかし、上記顕微鏡では、ズームハンドルを手動で操作する場合、電動/手動切換用のスイッチを操作してステッピングモータへの電力の供給を断ったり、モータの回転軸とズームハンドルとの間に設けられたクラッチ機構を操作してズームハンドルの回転力のステッピングモータへの伝達を断ったりしなくてはならず、電動と手動との切り替えのための特別の操作が必要であり、煩わしいものであった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は電動/手動切換用のスイッチやクラッチ機構を操作することなくズームハンドルを手動で操作することができる顕微鏡を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、モータを内蔵し、可動レンズを前記モータの回転によって光軸方向へ移動させて倍率を変更可能な顕微鏡において、前記可動レンズを移動させるためのズームハンドル軸と、前記モータの回転力を前記ズームハンドル軸に伝達する回転伝達手段と、前記ズームハンドル軸を手動により駆動させたとき、前記モータへの前記ズームハンドル軸の回転力の伝達を遮断するトルクリミッタとを備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の顕微鏡において、前記ズームハンドル軸の回転角度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果を出力する出力手段とを備えていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の顕微鏡において、前記トルクリミッタのトルク値は、前記ズームハンドル軸を手動で回転させるトルク値より小さく、かつ前記モータで前記ズームハンドル軸を回転させるトルク値より大きく設定されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の顕微鏡において、前記検出手段は前記ズームハンドル軸に取り付けられていることを特徴とする。

この発明によれば、電動/手動切換用のスイッチやクラッチ機構を操作することなくズームハンドルを手動で操作することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施形態に係る顕微鏡の側面図である。

この顕微鏡は、スタンド１０と顕微鏡本体２０と制御装置３０とを備えている。

スタンド１０は、試料１５が載置されるステージ部１１とステージ部１１の一端に設けられた支柱部１２と支柱部１２に沿って上下動する焦準部１３とを有する。

顕微鏡本体２０は焦準部１３に取り付けられている。顕微鏡本体２０は接眼レンズ鏡筒２１とズーム変倍部２２と対物レンズ２３とを有する。焦準部１３の焦準ノブ１４を手動で回すことによって焦準操作が行われる。ズーム変倍部２２のズームハンドル８２を手動で回すことによって顕微鏡の倍率が変化する。

制御装置３０は焦準部１３及びズーム変倍部２２に電気的に接続されている。制御装置３０はフォーカスボタン３１ａ，３１ｂとズームボタン３２ａ，３２ｂと表示部（出力手段）３３とＣＰＵ（図示せず）とを備えている。フォーカスボタン３１ａ，３１ｂが押されたとき、電動で焦準操作が行なわれ、ズームボタン３２ａ，３２ｂが押されたとき、電動でズーム倍率が変化する。表示部３３は例えばＬＣＤで構成され、表示部３３にはズーム変倍部２２からの情報（回転角）に基いてＣＰＵで算出された倍率が表示される。

この顕微鏡では、ステージ部１１に載置された試料１５からの光束が、対物レンズ２３、ズーム変倍部２２を介して接眼レンズ鏡筒２１に導かれ、試料１５が観察される。

図２は図１のＡ―Ａ線に沿う断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

ズーム変倍部２２はフレーム７０とレンズキャリア５５，５６と可動レンズ５２，５３とガイド棒６１，６２，６３とカム軸８４とを備えている。

フレーム７０の光軸方向の下端部及び上端部にはそれぞれ固定レンズ５１，５４が固定されている。

固定レンズ５１、可動レンズ５２、可動レンズ５３及び固定レンズ５４は同一観察光軸上にある。

可動レンズ５２，５３及び固定レンズ５１，５４はそれぞれ複数のレンズで構成されている。可動レンズ５２，５３はそれぞれレンズキャリア５５，５６に保持されている。

レンズキャリア５５はガイド棒６１，６３に摺動可能に支持されている。レンズキャリア５６はガイド棒６１，６２に摺動可能に支持されている。ガイド棒６１，６２，６３は観察光軸に対して平行に延び、その両端はそれぞれフレーム７０に固定されている。

また、レンズキャリア５５にはカムフォロア５５ａが設けられている。カムフォロア５５ａはカム軸８４の外周面に形成されたカム溝８４ａに係合している。カム軸８４は観察光軸に対して平行に延び、回転可能である。

レンズキャリア５６にはカムフォロア５６ａが設けられている。カムフォロア５６ａはカム軸８４の外周面に形成されたカム溝８４ｂに係合している。

カム軸８４の下端部はフレーム７０の下端部に回転可能に支持されている。カム軸８４の上端部には、ズームハンドル軸８１に装着されたかさ歯車８３ａに噛合するかさ歯車８３ｂが形成されている。ズームハンドル軸８１はフレーム７０の上部に回転可能に支持されている。

ズームハンドル軸８１の一端にはズームハンドル８２が取り付けられている。ズームハンドル軸８１の他端にはカップリング９３ａを介してフレーム７０に支持されたロータリエンコーダ（位置検出手段）９３が取り付けられている。ロータリエンコーダ９３はズームハンドル軸８１の回転角を検出し、検出結果をズームハンドル８２の回転角として制御装置３０へ出力する。

ズームハンドル軸８１の中間部（例えばズームハンドル８２とかさ歯車８３ａとの間）にはトルクリミッタ９０が取り付けられている。トルクリミッタ９０は外輪９０ｂと内輪９０ｃとからなる。設定されたトルク値以下では外輪９０ｂと内輪９０ｃとが一体となって回転し、設定されたトルク値を超えると外輪９０ｂと内輪９０ｃとの間にすべりが発生する。

外輪９０ｂの外周面には平歯車９０ａが形成されている。平歯車９０ａはステッピングモータ（モータ）９２の回転軸に取り付けられた平歯車９１と噛み合っている。ステッピングモータ９２はフレーム７０に固定されている。平歯車９１、平歯車９０ａ、トルクリミッタ９０及びズームハンドル軸８１で回転伝達手段が構成される。

トルクリミッタ９０のトルク値は例えば８〜１０Ｎｃｍに設定される。このトルク値はズームハンドル８２を手動で回転させるトルク値（例えば１０Ｎｃｍ）より小さく、かつステッピングモータ９２でズームハンドル８２を回転させるトルク値（例えば６Ｎｃｍ）より大きい。

以下、この顕微鏡の動作を説明する。

電動で倍率をかえる場合：
制御装置３０のズームボタン３２ａ（又は３２ｂ）を押すと、ステッピングモータ９２が回転する。トルクリミッタ９０のトルク値はステッピングモータ９２でズームハンドル１３２を回転させるトルク値より大きく設定されているので、ステッピングモータ９２の回転は平歯車９１、平歯車９０ａ、トルクリミッタ９０を介してズームハンドル軸８１に伝達される。ズームハンドル軸８１が回転すると、かさ歯車８３ａ，８３ｂを介してカム軸８４が回転する。カム軸８４のカム溝８４ａに係合しているカムフォロア５５ａとともに可動レンズ５２を保持するレンズキャリア５５が、ガイド棒６１，６３に沿って光軸方向へ移動する。また、カム軸８４のカム溝８４ｂに係合しているカムフォロア５６ａとともに可動レンズ５３を保持するレンズキャリア５６が、ガイド棒６１，６２に沿って光軸方向へ移動する。その結果、顕微鏡の倍率が変わる。また、ロータリエンコーダ９３で検出されたズームハンドル軸８１の回転角に基いて、制御装置３０のＣＰＵで顕微鏡の倍率が算出され、表示部３３に倍率が表示される。

手動で倍率を変える場合：
ズーム変倍部２２のズームハンドル８２を手動で回すと、ズームハンドル軸８１が回転する。このとき、トルクリミッタ９０のトルク値はズームハンドル８２を手動で回転させるトルク値より小さく設定されているので、トルクリミッタ９０の外輪９０ｂと内輪９０ｃとの間にすべりが発生し、ステッピングモータ９２にズームハンドル軸８１の回転は伝達されない。ズームハンドル軸８１の回転は、かさ歯車８３ａ，８３ｂを介してカム軸８４に伝達される。カム軸８４のカム溝８４ａに係合しているカムフォロア５５ａとともに可動レンズ５２を保持するレンズキャリア５５が、ガイド棒６１，６３に沿って光軸方向へ移動する。また、カム軸８４のカム溝８４ｂに係合しているカムフォロア５６ａとともに可動レンズ５３を保持するレンズキャリア５６が、ガイド棒６１，６２に沿って光軸方向へ移動する。その結果、顕微鏡の倍率が変わる。また、ロータリエンコーダ９３で検出されたズームハンドル軸８１の回転角に基いて、制御装置３０のＣＰＵで顕微鏡の倍率が算出され、表示部３３に倍率が表示される。

この実施形態によれば、電動/手動切換用のスイッチやクラッチ機構に代えてトルクリミッタ９０を採用したので、電動/手動切換用のスイッチやクラッチ機構を操作することなくズームハンドルを手動で操作することができる。また、ロータリエンコーダ９３はステッピングモータ９２の回転軸でなくズームハンドル軸１３１に取り付けられているので、ステッピングモータ９２が回転していなくてもズームハンドル軸８１の回転角を検出することができる。

なお、上記実施形態では、出力手段として表示部３３を用いたが、出力手段として例えばスピーカを用い、表示部３３に代えて又は表示部３３とともに音声で倍率を観察者に知らせるようにしてもよい。

図１はこの発明の一実施形態に係る顕微鏡の側面図である。 図２は図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。 図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

符号の説明

３３：表示部（出力手段）、５２，５３：可動レンズ、５５，５６：レンズキャリア、６１，６２，６３：ガイド棒、８１：ズームハンドル軸、８２：ズームハンドル、８４：カム軸、９０：トルクリミッタ、９２：ステッピングモータ（モータ）、９３：ロータリエンコーダ（検出手段）。

Claims (4)

1. モータを内蔵し、可動レンズを前記モータの回転によって光軸方向へ移動させて倍率を変更可能な顕微鏡において、
   前記可動レンズを移動させるためのズームハンドル軸と、
   前記モータの回転力を前記ズームハンドル軸に伝達する回転伝達手段と、
   前記ズームハンドル軸を手動により駆動させたとき、前記モータへの前記ズームハンドル軸の回転力の伝達を遮断するトルクリミッタと
   を備えていることを特徴とする顕微鏡。
2. 前記ズームハンドル軸の回転角度を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果を出力する出力手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
3. 前記トルクリミッタのトルク値は、前記ズームハンドル軸を手動で回転させるトルク値より小さく、かつ前記モータで前記ズームハンドル軸を回転させるトルク値より大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡。
4. 前記検出手段は前記ズームハンドル軸に取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の顕微鏡。

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