JP2009048095A

JP2009048095A - 対物レンズ保持装置

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Publication number: JP2009048095A
Application number: JP2007216188A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Taniguchi; 芳久谷口
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】対物レンズが有する偏芯を補正可能にして、外力や振動があっても対物レンズの芯補正の状態が狂いにくくする。
【解決手段】第１のリング１０と第２のリング２０との二重のリング構造を有し、対物レンズを支持した第１のリング１０の第１の外側摺動面１２が摺動可能に嵌合する第１リング取付穴２１を有する第２のリング２０の第２の外側摺動面２２が所定の偏芯Ｌ_１をもって形成され、かつ、この第２のリング２０の第２の外側摺動面２２が摺動可能に嵌合する第２リング取付穴３１が観察光軸Ｏ_０に対して所定の偏芯Ｌ_１をもつようにレボルバ１に形成することで、対物レンズ２と一体の第１のリング１０の回転操作と、第１のリング１０と一体の第２のリング２０の回転操作とによる偏芯同士の組み合わせによって、対物レンズ２が有する偏芯を観察光軸に一致するように補正可能とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、光学顕微鏡に搭載される対物レンズ保持装置に関するものである。

一般に、対物レンズは、製造上の誤差により、光学芯に偏芯を有する。よって、光学顕微鏡において対物レンズ保持装置に複数の対物レンズを取り付け、これら対物レンズを任意に切り換えて使用する場合、対物レンズ毎の偏芯の量と方向が異なっていると、対物レンズ交換毎に観察視野が変動してしまうという問題点がある。

このような問題点を解決するために、取り付けた対物レンズの偏芯を補正できるようにした対物レンズ保持装置が、従来から提案されている。その一例として、例えば特許文献１に示される偏芯補正機構を搭載した対物レンズ保持装置がある。特許文献１によれば、対物レンズが螺着されるねじ部を有する対物レンズ固定部材は、レボルバの大きめの穴の中に偏移可能な隙間をもって配置され、異なる２方向から２つのねじによって押される一方、さらに異なる第３の方向から板ばねによって２つのねじの方向に同時に付勢されている。

そこで、対物レンズ固定部材に対物レンズを取り付けて観察光路上に入れ、所定の指標を持つ基準標本を観察すると、偏芯のない対物レンズで観察した場合と比較して、基準標本の指標の見える位置が異なる。したがって、観察像を監視しながら、基準標本の指標を、この指標などを基準対物レンズで観察したときの位置に一致するように、２本のねじを適宜に回して対物レンズ固定部材と一体で対物レンズを偏向させれば、対物レンズの偏芯が補正され、その光軸芯を基準となる対物レンズの芯と一致させることができるというものである。

また、特許文献１では、２本のねじの先端部と板ばねの先端部材との３点によって、対物レンズ固定部材の斜めに形成された外周面を押すことで、対物レンズ固定部材を抑え環に当接させることで、補正された対物レンズの光軸方向の位置を決めるようにしている。

特開２００１−２６４６１８号公報

しかしながら、特許文献１に示される偏芯補正機構は、芯補正の操作完了後に対物レンズ固定部材を永久的に固定する手段がなく、対物レンズ固定部材は、単に板ばねによって２本のねじに当接されているだけである。したがって、対物レンズに対して予期せぬ外力が加わった場合、板ばねが撓んで対物レンズ固定部材が２本のねじから離れ、該外力が解除されたときに元の当接状態に復帰しようとするものの、ねじの雄ねじ部は雌ねじ穴との間に少なからず僅かな遊びをもって螺着しているため、ねじの方向が雌ねじ穴中で微妙に傾いだりして、対物レンズ固定部材の位置が変動し、対物レンズの芯補正の状態が狂ってしまうという問題点がある。

また、対物レンズに外力が加わらない場合でも、例えば半導体基板検査装置や、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）基板検査装置のように昼夜運転で連続稼動するような自動機に搭載した顕微鏡システムの場合、ステージ駆動や焦準駆動などの繰り返し動作によって僅かな振動が頻繁に加わり、それによって対物レンズの芯補正の状態が狂うという問題点もある。この場合、芯ずれにより装置を停止せざるを得ず、連続稼動の信頼性が低下してしまう。

なお、ねじが傾ぐ量は通常微量であるが、顕微鏡の観察視野は、高倍率の対物レンズの場合には、差し渡し２０μｍ内外であることがある。このような場合、対物レンズの交換に伴う光学芯の不一致の程度が３μｍ以内でなければ観察に支障をきたすこととなる。このような高精度な位置決めが要求される可動部位にとって、２本のねじと１つの板ばねとの３点で当接しているだけの対物レンズ固定部材が頻繁に振動を繰り返し受けた後で元の位置の状態を保つことは困難と言わざるを得ないが、対物レンズ保持装置中には複雑かつ大掛かりな可動固定機構を収容できる空間がないため、特許文献１に示されるような不完全な機構が採用されている現状にある。

さらに、特許文献１の場合、対物レンズが螺着される対物レンズ固定部材は、２本のねじの先端部と板ばねの先端部材とによって斜めの外周面が押されて抑え環に当接されているだけであるので、外力によって、対物レンズ固定部材が抑え環から一時的に浮いたり、浮いた対物レンズ固定部材が抑え環に再び当接してもその当接の状態が微妙に異なり、対物レンズの光軸が微妙に倒れてしまうという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対物レンズが有するいかなる方向および量の偏芯であっても補正可能にして、外力や振動があっても対物レンズの芯補正の状態が狂いにくい対物レンズ保持装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる対物レンズ保持装置は、対物レンズを観察光軸上に位置付ける対物レンズ保持装置であって、光軸偏芯を有する対物レンズが螺着されるレンズ取付穴と、該レンズ取付穴と同芯で円錐台面として形成された第１の外側摺動面とを備える第１のリングと、前記第１の外側摺動面が摺動可能に嵌合して前記第１のリングを支持する第１リング取付穴と、該第１リング取付穴に対して所定の偏芯をもって円錐台面として形成された第２の外側摺動面とを備え、前記第１リング取付穴が前記第１の外側摺動面と開き角が一致する円錐台面からなる第２のリングと、前記レボルバに形成されて前記第２の外側摺動面が摺動可能に嵌合して前記第２のリングを支持する第２リング取付穴を備え、該第２リング取付穴が前記観察光軸上に位置付けられたとき該観察光軸に対して前記第２の外側摺動面の偏芯と同じ偏芯量の偏芯をもつように形成され、かつ、前記第２の外側摺動面と開き角が一致する円錐台面からなる少なくとも一つの第２リング支持部と、前記第１のリングを前記第２のリングに対して前記第１リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させるとともに、前記第２のリングを前記第２のリング支持部に対して前記第２リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させるリング固定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる対物レンズ保持装置は、上記発明において、前記第２の外側摺動面および前記第２リング取付穴の偏芯量の和は、前記対物レンズが有し得る最大光軸偏芯量以上に設定されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる対物レンズ保持装置は、上記発明において、前記第２のリングの一部は、該第２のリングの回動操作部として前記レボルバの外側に突出していることを特徴とする。

また、本発明にかかる対物レンズ保持装置は、上記発明において、前記リング固定手段は、前記第１のリングを前記第２のリングに対して前記第１リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させる第１リング固定手段と、前記第２のリングを前記第２のリング支持部に対して前記第２リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させる第２リング固定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる対物レンズ保持装置は、上記発明において、前記第２リング固定手段は、前記第１リング固定手段による摩擦固定力よりも強い摩擦固定力を発生させることを特徴とする。

また、本発明にかかる対物レンズ保持装置は、上記発明において、前記対物レンズを複数保持可能で、該複数の対物レンズのうちの任意の一つを前記観察光軸上に選択的に位置付ける回転可能なレボルバを備えることを特徴とする。

本発明にかかる対物レンズ保持装置は、第１のリングと第２のリングとの二重のリング構造を有し、対物レンズを支持した第１のリングの第１の外側摺動面が摺動可能に嵌合する第１リング取付穴を有する第２のリングの第２の外側摺動面が所定の偏芯をもって形成され、かつ、この第２のリングの第２の外側摺動面が摺動可能に嵌合する第２リング取付穴が観察光軸に対して所定の偏芯をもつようにレボルバに形成されているので、対物レンズと一体の第１のリングの回転操作と、第１のリングと一体の第２のリングの回転操作とによる偏芯同士の組み合わせによって、対物レンズが有するいかなる方向および量の偏芯であっても観察光軸に一致するように補正可能であり、この際、第１のリングと第２のリング、第２のリングとレボルバにおける第２リング支持部とはそれぞれ開き角が一致する円錐台面同士による嵌合構造であって固定手段の摩擦固定力によって軸方向に付勢されているので、ずれを生ずることがなく、外力や振動があっても対物レンズの芯補正の状態が狂いにくい対物レンズ保持装置を提供することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための対物レンズ保持装置の最良の形態について図面を参照して説明する。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態の対物レンズ保持装置の一部の構成を投光管側から見た平面図であり、図２は、その一部の縦断側面図であり、図３は、その一部の嵌合構造を拡大して示す縦断側面図であり、図４−１は、第１のリングを示す投光管側から見た平面図であり、図４−２は、第２のリングを示す投光管側から見た平面図であり、図４−３は、第２リング支持部を示す投光管側から見た平面図であり、図５は、本実施の形態の対物レンズ保持装置の要部構成要素の偏芯に伴う位置関係等を誇張して模式的に示す分解斜視図であり、図６は、偏芯部分の動きを拡大して対物レンズの偏芯した光軸を補正する手順を説明するための説明図である。

本実施の形態の対物レンズ保持装置は、例えば光学顕微鏡の投光管と試料台との間に配設されて、装着された複数の対物レンズのうちの任意の一つを観察光軸上に選択的に位置付けるように回転自在に設けられたレボルバ１をベースに構成されている。本実施の形態の対物レンズ保持装置は、第１のリング１０と、第２のリング２０と、レボルバ１に設定された第２リング支持部３０と、リング固定機構（リング固定手段）４０とを備える。

第１のリング１０は、例えば図４−１に示すように、対物レンズ２が螺着される雌ねじ構造のレンズ取付穴１１と、中心Ｏ_１によってレンズ取付穴１１と同芯で外周に形成された第１の外側摺動面１２とを備える。ここで、第１の外側摺動面１２は、図３等に示すように、所定の開き角度、例えば角度３°のテーパを有する円錐台面として形成されている。また、第１の外側摺動面１２には、例えばモリブデンコートなどの固体潤滑性の表面処理が施され、後述の対物芯調整の際の操作を容易にしている。

また、第２のリング２０は、第１のリング１０を支持するもので、例えば図４−２に示すように、内周側に形成されて第１のリング１０の第１の外側摺動面１２が摺動可能に嵌合する第１リング取付穴２１と、外周に形成された第２の外側摺動面２２と、頂部に形成されたフランジ部２３とを備える。第１リング取付穴２１は、例えば図３等に示すように、第１のリング１０の第１の外側摺動面１２と同じ開き角度、例えば角度３°のテーパを有する円錐台面として形成されている。一方、第２の外側摺動面２２は、第１リング取付穴２１の中心Ｏ_１に対して所定の偏芯、例えば０．５ｍｍの偏芯を持つ中心Ｏ_２を中心に形成されている。この第２の外側摺動面２２も、図３等に示すように、所定の開き角度、例えば角度３°のテーパを有する円錐台面として形成されている。また、第１リング取付穴２１および第２の外側摺動面２２には、例えばモリブデンコートなどの固体潤滑性の表面処理が施され、後述の対物芯調整の際の操作を容易にしている。

また、第２リング支持部３０は、第２のリング２０を支持するもので、例えば図４−３に示すように、レボルバ１の所定位置に形成された第２リング取付穴３１からなる。この第２リング取付穴３１は、例えば図３に示すように、第２のリング１０の第２の外側摺動面２２と同じ開き角度、例えば角度３°のテーパを有する円錐台面として形成されている。なお、第２の外側摺動面２２と第２リング取付穴３１との円錐台面の開き角度が一致していればよく、例えば角度４°の如く、第１の外側摺動面１２と第１リング取付穴２１との円錐台面の開き角度とは異なっていてもよい。また、第２リング取付穴３１は、光学顕微鏡において投光管等のシステム構成によって決まる観察光軸Ｏ_０に対して所定の偏芯、例えば０．５ｍｍの偏芯を持つ点Ｏ_２を中心に形成されている。すなわち、第２リング取付穴３１は、観察光軸Ｏ_０に対して第２のリング２０における第２の外側摺動面２２と同じ偏芯量をもつように形成されている。また、これらの第２の外側摺動面２２や第２リング取付穴３１の偏芯量（例えば０．５ｍｍ）は、両者の和が、装着される対物レンズ２が有する最大光軸偏芯量（例えば１ｍｍ）以上となるように設定される。また、第２リング取付穴３１には、例えばモリブデンコートなどの固体潤滑性の表面処理が施され、後述の対物芯調整の際の操作を容易にしている。なお、第２のリング２０のフランジ部２３の一部は、この第２のリング２０の回動操作部２４としてレボルバ１の外側に突出している。

リング固定機構４０は、バネリング（第１の固定手段）４１と、バネ（第２の固定手段）４２とからなる。バネリング４１は、第１のリング１０を第２のリング２０に対して第１リング取付穴２１の軸心方向に沿って付勢するようにねじ４３によって第２のリング２０に固定されている。これにより、バネリング４１は、内周側の例えば３個所に等間隔で均等に形成された押え部４１ａが第１のリング１０の一部に摺動接触することで円周方向の摩擦固定力を発生させるとともに、第１のリング１０の円錐台面として形成された第１の外側摺動面１２を同じ開き角度で円錐台面として形成された第２のリング２０の第１リング取付穴２１に軸方向に均等に当接させることで、両者が半径方向に隙間なく嵌合し、偏移しないように固定する。

一方、バネ４２は、第２のリング２０をレボルバ１に形成された第２リング取付穴３１に当接させるためのものであり、第２のリング２０の円周方向に対して１２０度ずつ等間隔で均等となるように３個所に設けられている。これらばね４２は、第２のリング２０を第２リング支持部３０に対して第２リング取付穴３１の軸心方向に沿って付勢するようにねじ４４によってレボルバ１に固定されている。これにより、バネ４２は、内周側先端部４２ａが第２のリング２０の一部に摺動接触することで円周方向の摩擦固定力を発生させるとともに、第２のリング２０の円錐台面として形成された第２の外側摺動面２２を同じ開き角度で円錐台面として形成された第２リング取付穴３１に軸方向に均等に当接させることで、両者が半径方向に隙間なく嵌合し、偏移しないように固定する。

ここで、これらのバネ４２が発生する摩擦固定力は、バネリング４１が発生する摩擦固定力よりも僅かに強くなるように設定されている。これは、第１のリング１０と対物レンズ２だけを回そうとする際に、第２のリング２０が共回りしないようにするためである。また、バネリング４１、３つのバネ４２が発生する摩擦固定力は、対物レンズ切り換え動作に伴う繰り返し性の振動があっても、第１のリング１０や第２のリング２０が独りでにずれないような強さに設定されている。

次に、本実施の形態の対物レンズ保持装置における偏芯を利用した芯ずれ補正の原理について図５等を参照して説明する。まず、第２リング支持部３０の第２リング取付穴３１は、光学顕微鏡のシステム構成によって予め決まる観察光軸Ｏ_０に対して、所定の偏芯量Ｌ_１を持つ点Ｏ_２を中心に形成されている。そこで、第２リング取付穴３１内で第２のリング２０を、点Ｏ_２を中心に１周回した場合に観察光軸Ｏ_０の位置にあった点の軌跡をとると、点Ｏ_２を中心とし半径Ｌ_１とする第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１となる。これにより、仮に、対物レンズ２の偏芯光軸Ｏ_Ｌが第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上のいずれかの個所に存在すれば、第２のリング２０を対物レンズ２と一体に第２リング取付穴４１に対して回せば、観察光軸Ｏ_０の位置に合わせ得ることが判る。

一方、第２のリング２０の第１リング取付穴２１は、第２リング取付穴３１の偏芯量Ｌ_１と同じ偏芯量Ｌ_１をもって形成されて、その第２の外側摺動面２２が第２リング取付穴３１に嵌合しているので、第２のリング２０に支持された第１のリング１０の中心Ｏ_１は、第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上のいずれかの個所に存在する。そこで、第１リング取付穴２１内で第１のリング１０を対物レンズ２とともに点Ｏ_１を中心に回せば、点Ｏ_１に対して偏芯量Ｌ_Ｌを持つ対物レンズ２のレンズ光軸Ｏ_ＬをＯ_Ｌ´として第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上のいずれかの個所に載せ得ることが判る。このようにして、偏芯したレンズ光軸Ｏ_ＬをＯ_Ｌ´として第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上に載せれば、後は、上述の如く、第２のリング２０を対物レンズ２と一体に第２リング取付穴４１に対して回すことで、観察光軸Ｏ_０の位置に合わせることができ、観察像上の芯ずれ量ΔＬを解消し得ることとなる。

ここで、図６（ａ）に示すように、対物レンズ２が有する偏芯量Ｌ_Ｌとして最大光軸偏芯量Ｌ_Ｌｍａｘを持つ場合のレンズ光軸Ｏ_Ｌの位置の点Ｏ_１（第２のリング２０の第１リング取付穴２１の中心）回りの軌跡をＴ_Ｌｍａｘで表すものとすれば、レンズ最大偏芯量軌跡Ｔ_Ｌｍａｘの範囲内であれば、レンズ光軸Ｏ_Ｌの偏芯がいずれの方向であってもどのような偏芯量であっても、偏芯したレンズ光軸Ｏ_Ｌを第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上に載せて、観察光軸Ｏ_０の位置に合わせることができ、観察像上の芯ずれ量ΔＬを解消できる。すなわち、第１のリング１０に螺着された対物レンズ２は、２つの偏芯の組み合わせによって、最小０ｍｍ（芯ずれなし状態）から、最大、第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１の直径分（すなわち、２Ｌ_１、本実施の形態であれば、２つの偏芯量Ｌ_１の和となる１ｍｍ）の芯ずれまで補正が可能となる。

このような芯ずれ補正原理に基づく本実施の形態における対物レンズ芯ずれ補正方法について、図６を参照して説明する。まず、前提として、図示しない基準穴に観察光軸Ｏ_０の合っている対物レンズを螺着し、観察光軸Ｏ_０上に位置付ける。そして、観察光軸Ｏ_０の位置に指標を持つ図示しない基準接眼レンズを用い、これとは別の指標を持つ基準標本の観察画像を出す。そこで、試料台を適宜動かして、基準標本の指標を接眼レンズに内蔵の観察光軸Ｏ_０の指標に合わせる。モニタ画面上に印Ｍ_０をつけるなどして、観察光軸Ｏ_０の位置を記録する。

ついで、レボルバ１を回して芯調整をしようとする対物レンズ２を観察光軸Ｏ_０上に位置付ける。ここで、芯調整前の状態を示す図６（ａ）を参照して説明する。始めに、第２のリング２０を少し回して元に戻すと、観察光軸Ｏ_０の印Ｍ_０をつけた位置にあった標本上の位置が第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１に沿って動き、元に戻るので、このような第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１をモニタ上に印をつけるなどして記録する。このとき、対物レンズ２には、レンズ単体の光軸偏芯Ｌ_Ｌがあるため、基準標本の指標Ｍ_Ｌはレンズ光軸Ｏ_Ｌに対応する位置に現れる。すなわち、観察光軸Ｏ_０とレンズ光軸Ｏ_Ｌとの間に観察像上の芯ずれΔＬが現れる。また、第１のリング１０の中心Ｏ_１は、原理的に第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１のいずれかの位置にあり、図６（ａ）はその一例を示している。

このような状況下で、次に、図６（ｂ）に示すように第１のリング１０を必要量回す操作を行う。すなわち、対物レンズ２を手で持って回すことにより、対物レンズ２と第１のリング１０とを中心Ｏ_１回りに一体に回すと、対物レンズ２のレンズ光軸Ｏ_Ｌの位置が動き、対応する基準標本の指標Ｍ_Ｌの位置も中心Ｏ_１回りの円弧上の位置を動くので、この指標Ｍ_Ｌの位置が図６（ｂ）に示すように、モニタ上に記録した第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上に載るまで回す。

ついで、図６（ｃ）に示すように第２のリング２０を必要量回す操作を行う。すなわち、第２のリング２０の第２の外側摺動面２２の回動操作部２３を指で中心Ｏ_２回りに回すと、基準標本の指標Ｍ_Ｌの位置が、今度は、第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１上を動くので、この指標Ｍ_Ｌの位置が図６（ｃ）に示すように、モニタ上に記録した観察光軸Ｏ_０の印Ｍ_０の位置に一致するまで第２のリング２０を第１のリング１０、対物レンズ２と一体で回す。これにより、観察画像は基準穴に観察光軸Ｏ_Ｌの合っている対物レンズを螺着した時と同じとなり、対物レンズ２の芯調整が完了する。

なお、本実施の形態の対物レンズ保持装置のレボルバ１は、数個の対物レンズを搭載可能に構成され、その内の少なくとも１個の対物レンズを搭載するための対物レンズ支持用の穴は、芯調整をしない非可動の雌ねじ構造とし、対物レンズ保持装置の組み立て後に観察光軸を位置出ししてチャックした状態でねじを切るなどして、雌ねじの中心が観察光軸に一致する基準穴とすることができる。

また、第１のリング１０の第１の外側摺動面１２と第２のリング２０の第１リング取付穴２１は、同じ開き角度をもった円錐台面として形成され、バネリング４１によって第１のリング１０を第２のリング２０に対して軸心方向に付勢しているので、嵌合する両者間に半径方向の隙間は生じない。第２の外側摺動面２２と第２リング支持部３０の第２リング取付穴３１も同様に、同じ開き角度をもった円錐台面として形成され、バネ４２によって第２のリング１０を第２リング支持部３０に対して軸心方向に付勢しているので、嵌合する両者間に半径方向の隙間は生じない。よって、対物レンズ２の芯調整後に、外力や振動がかかっても、第１のリング１０、第２のリング２０はともに殆ど偏移することはなく、対物レンズ２の芯調整状態が偏移することはない。また、バネリング４１とバネ４２との摩擦固定力が異なり、第１のリング１０に螺着された対物レンズ２を持って回すと、対物レンズ２と第１のリング１０だけが回る一方、第２のリング２０の第２の外側摺動面２２の回動操作部２３を手で回すと、第１のリング１０と第２のリング２０とが一体で回るので、芯調整作業がしやすい。

このように、本実施の形態の対物レンズ保持装置によれば、第１のリング１０と第２のリング２０との二重のリング構造を有し、対物レンズ２を支持した第１のリング１０の第１の外側摺動面１２が摺動可能に嵌合する第１リング取付穴２１を有する第２のリング２０の第２の外側摺動面２２が所定の偏芯をもって形成され、かつ、この第２のリング２０の第２の外側摺動面２２が摺動可能に嵌合する第２リング取付穴３１が観察光軸Ｏ_０に対して所定の偏芯をもつようにレボルバ１に形成されているので、対物レンズ２と一体の第１のリング１０の回転操作と、第１のリング１０と一体の第２のリング２０の回転操作とによる偏芯同士の組み合わせによって、対物レンズ２が有するいかなる方向および量の偏芯であっても観察光軸Ｏ_０に一致するように補正することができる。この際、第１のリング１０と第２のリング２０、第２のリング２０とレボルバ１における第２リング支持部３０とはそれぞれ開き角が一致する円錐台面同士による嵌合構造であってリング固定機構４０の摩擦固定力によって軸方向に付勢されているので、ずれを生ずることがなく、外力や振動があっても対物レンズの芯補正の状態が狂いにくいものとなる。

よって、長時間にわたって連続稼動するような自動機に搭載される光学顕微鏡システムのように、対物レンズ切換えの回数が多く、メンテナンスのタイミングも限られている場合であっても、繰り返し動作によって対物レンズ切換え時の僅かな振動が頻繁に加わっても、それによって対物レンズの芯補正の状態が狂う可能性は低いので、芯ずれによる装置停止の可能性も低く、連続稼動の信頼性を向上させることができる。

また、例えば従来と同じ半径５０ｍｍのレボルバ１であっても、明暗視野対物レンズ用の芯出し穴を最大５個設けることができ、従来の対物レンズ保持装置の外形寸法を維持したまま、本実施の形態を実施することもできる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。以下、変形例を数例挙げる。

（変形例１）
本実施の形態では、観察光軸Ｏ_０および第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１は、モニタ画面上に記録するようにしたが、より正確に調整する場合、およびモニタ画面を用いることなく接眼レンズを用いて調整する場合には、以下のようにすることができる。すなわち、観察光軸Ｏ_０の位置の指示にこの観察光軸Ｏ_０上に指標を持つ基準接眼レンズを用いる。その上で、第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１については、対物レンズの倍率と接眼レンズの倍率とによって第２リング偏芯量軌跡Ｔ_１の円弧の半径が異なるので、この円弧の半径を予め計算し、該当する曲率の円弧を基準接眼レンズの指標板に観察光軸Ｏ_０の指標と同時に刻設する。このようにすれば、対物レンズの倍率毎に専用の基準接眼レンズを必要とするものの、正確かつモニタなしで芯調整を行うことができる。

（変形例２）
本実施の形態中で説明した非可動の基準穴は、本発明にとって必須の要素ではない。すなわち、例えば全ての対物レンズ取付穴を本実施の形態の構成による可動穴とし、そのうちの一つを光学顕微鏡の観察光軸Ｏ_０に一致するように調整して基準穴としてもよい。この場合の調整手順を以下に示す。

まず、基準対物レンズを取り付ける。基準対物レンズとは、基準の光軸（この対物レンズの光軸をもって偏芯のない光軸とすることができる）を持つように組立て調整された対物レンズであり、その焦点面の位置に、ミラーなどの反射面を一体的に固定してあり、試料台を置かなくても、基準対物レンズを取り付けるだけで基準対物レンズの持つ反射面の像が現れる。ここで、反射面は、指標を刻設してなり、この指標を基準対物レンズの観察光軸Ｏ_０に一致するように、反射面の位置を調整固定してあるものである。そして、接眼レンズには、観察光軸Ｏ_０の位置に指標を持つ基準接眼レンズであって、上述の変形例１で説明した第２リング偏芯量軌跡Ｔ２を指標板に併設した基準接眼レンズを用いる。そして、基準対物レンズの指標が、基準接眼レンズの指標に一致するように、可動穴の芯補正を上述の変形例１に従って行えば、この可動穴を、以後、光軸芯の補正された基準穴として扱うことができる。

（変形例３）
図７は、変形例３の構成例を示す縦断側面図である。変形例３では、リング固定機構４０に代えて、第１のリング１０および第２のリング２０を一括して軸心方向に付勢して摩擦固定力を発生させるリング固定機構（リング固定手段）５０を設けたものである。リング固定機構５０は、半径方向において第１のリング１０と第２のリング２０とに跨る幅を有するリング状のものであって、外周面に雄ねじ５１が切られたねじリング５２からなり、レボルバ１の第２リング支持部３０周りに形成された雌ねじ部５３に螺着されている。なお、雌ねじ部５３は、レボルバ１の外周部で切れており、この位置でねじリング５２の外周部が回転操作部として外部に露出している。ねじリング５２の雄ねじ５１が形成された外周面には、操作穴５４が一定の間隔で複数形成され、カニメ回しのような先の細い工具を入れることでねじリング５２を回すことが可能とされている。

よって、対物レンズ２の芯調整が終わった後、レボルバ１の切れ目から露出している部分の操作穴５４に対して工具を差し込んでねじリング５２を回して締めることで、第１のリング１０および第２のリング２０は、レボルバ１に対して軸心方向に一括して強力に付勢されて摩擦固定力により固定される。これにより、使用途中に外力や振動が加わるようなことがあっても、調整された対物レンズ２の芯が狂うことはない。

（変形例４）
図８は、変形例４で用いる固定金具を示す平面図であり、図９は、固定金具を用いた対物レンズ保持装置の投光管側から見た一部の構成を示す平面図であり、図１０は、その縦断側面図であり、図１１は、固定金具部分の縦断側面図である。対物レンズ２を第１のリング１０に対して脱着するとき、特に外すときに、第１のリング１０が対物レンズ２に共回りすると作業しにくいので、変形例４では、固定金具６０を用いるようにしたものである。

この固定金具６０は、第１のリング１０周りに配設される内周穴部６１を有する。この内周穴部６１は、その径が第１のリング１０の第１の外側摺動面１２の径よりもやや大きく設定されて径の大きさが可変なものである。すなわち、ねじ６２を締めると、固定金具６０自身の弾性変形により、内周穴部６１の径が小さくなって第１のリング１０を固定する。また、固定金具６０は、長孔６３を有し、この長孔６３部分で段付きねじ６４によってレボルバ１に固定されている。これにより、段付きねじ６４は、固定金具６０を固定せず、回転を規制するだけであり、対物レンズ２の芯調整によって第１のリング１０が偏移しても支障ない。

そして、対物レンズ２の脱着に際しては、ねじ６２を締めて固定金具６０の内周穴部６１によって第１のリング１０を固定し、対物レンズ２のみが回転できるようにする。また、対物レンズ２の芯調整を行う際には、ねじ６２を緩めて固定金具６０の内周穴部６１内で第１のリング１０が回転できるようにする。対物レンズ２の芯調整が完了したら、ねじ６２を締めて固定金具６０の内周穴部６１によって第１のリング１０を固定すると、使用中に誤って第１のリング１０が回ってしまうとがなく、芯調整状態が狂うことはない。

本発明の実施の形態の対物レンズ保持装置の一部の構成を投光管側から見た平面図である。図１の一部の縦断側面図である。図２の一部の嵌合構造を拡大して示す縦断側面図である。第１のリングを示す投光管側から見た平面図である。第２のリングを示す投光管側から見た平面図である。第２リング支持部を示す投光管側から見た平面図である。本実施の形態の対物レンズ保持装置の要部構成要素の偏芯に伴う位置関係等を誇張して模式的に示す分解斜視図である。偏芯部分の動きを拡大して対物レンズの偏芯した光軸を補正する手順を説明するための説明図である。変形例３の構成例を示す縦断側面図である。変形例４で用いる固定金具を示す平面図である。固定金具を用いた対物レンズ保持装置の投光管側から見た一部の構成を示す平面図である。図９の縦断側面図である。固定金具部分の縦断側面図である。

符号の説明

１レボルバ
２対物レンズ
１０第１のリング
１１レンズ取付穴
１２第１の外側摺動面
２０第２のリング
２１第１リング取付穴
２２第２の外側摺動面
２４回転操作部
３０第２リング支持部
３１第２リング取付穴
４０リング固定手段
４１バネリング
４２バネ
５０リング固定手段

Claims

対物レンズを観察光軸上に位置付ける対物レンズ保持装置であって、
光軸偏芯を有する対物レンズが螺着されるレンズ取付穴と、該レンズ取付穴と同芯で円錐台面として形成された第１の外側摺動面とを備える第１のリングと、
前記第１の外側摺動面が摺動可能に嵌合して前記第１のリングを支持する第１リング取付穴と、該第１リング取付穴に対して所定の偏芯をもって円錐台面として形成された第２の外側摺動面とを備え、前記第１リング取付穴が前記第１の外側摺動面と開き角が一致する円錐台面からなる第２のリングと、
前記レボルバに形成されて前記第２の外側摺動面が摺動可能に嵌合して前記第２のリングを支持する第２リング取付穴を備え、該第２リング取付穴が前記観察光軸上に位置付けられたとき該観察光軸に対して前記第２の外側摺動面の偏芯と同じ偏芯量の偏芯をもつように形成され、かつ、前記第２の外側摺動面と開き角が一致する円錐台面からなる少なくとも一つの第２リング支持部と、
前記第１のリングを前記第２のリングに対して前記第１リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させるとともに、前記第２のリングを前記第２のリング支持部に対して前記第２リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させるリング固定手段と、
を備えることを特徴とする対物レンズ保持装置。
前記第２の外側摺動面および前記第２リング取付穴の偏芯量の和は、前記対物レンズが有し得る最大光軸偏芯量以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ保持装置。
前記第２のリングの一部は、該第２のリングの回動操作部として前記レボルバの外側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の対物レンズ保持装置。
前記リング固定手段は、
前記第１のリングを前記第２のリングに対して前記第１リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させる第１リング固定手段と、
前記第２のリングを前記第２のリング支持部に対して前記第２リング取付穴の軸心方向に沿って付勢し摩擦固定力を発生させる第２リング固定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の対物レンズ保持装置。
前記第２リング固定手段は、前記第１リング固定手段による摩擦固定力よりも強い摩擦固定力を発生させることを特徴とする請求項４に記載の対物レンズ保持装置。
前記対物レンズを複数保持可能で、該複数の対物レンズのうちの任意の一つを前記観察光軸上に選択的に位置付ける回転可能なレボルバを備えることを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ保持装置。