JP2009282145A - ズーム倍率検出ユニットと、これを有するズーム顕微鏡。 - Google Patents

ズーム倍率検出ユニットと、これを有するズーム顕微鏡。 Download PDF

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Abstract

【課題】容易にズーム倍率が確認できるズーム顕微鏡を提供すること。
【解決手段】ズーム変倍操作に応じて変倍する顕微鏡100に備えられているズーム光学系10のズームレンズ群を移動させるズームレンズ移動手段の変位を検出し、前記ズームレンズ移動手段のいずれかの部材と係合する係合部を有する変位検出手段と、前記変位検出手段を保持し、前記ズーム光学系10と顕微鏡100に備えられている他の光学系11との間の光路に着脱可能であり、装着時前記係合部が前記ズームレンズ移動手段のいずれかの部材と係合する保持手段とを有することを特徴とするズーム倍率検出ユニット20。
【選択図】図1

Description

本発明は、ズーム光学系に着脱可能なズーム倍率検出ユニットと、これを有するズーム顕微鏡に関する。
従来、接眼鏡筒と対物レンズとの間にズーム光学系(変倍光学系とも言う)を搭載した実体顕微鏡が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−264075号公報
従来のズーム光学系では、回転するズームハンドルの外周部に倍率値が刻まれ、ズーム光学系の筐体側に矢印が刻まれ、矢印に一致した倍率値を観察時のズーム倍率としていた。そして、ズーム光学系に倍率表示器等を後付するためには、ユーザがズーム光学系のカバーや、ズームハンドルを取り外す煩わしさがあった。
上記課題を解決するため、本発明は、ズーム変倍操作に応じて変倍する顕微鏡に備えられているズーム光学系のズームレンズ群を移動させるズームレンズ移動手段の変位を検出し、前記ズームレンズ移動手段のいずれかの部材と係合する係合部を有する変位検出手段と、前記変位検出手段を保持し、前記ズーム光学系と顕微鏡に備えられている他の光学系との間の光路に着脱可能であり、装着時前記係合部が前記ズームレンズ移動手段のいずれかの部材と係合する保持手段とを有することを特徴とするズーム倍率検出ユニットを提供する。
また、本発明は、ズーム光学系と、ズーム変倍操作にともない前記ズーム光学系のズームレンズ群を光軸に沿って移動させるズームレンズ移動手段と、前記ズーム倍率検出ユニットとを有し、前記ズーム倍率検出ユニットは、前記ズーム光学系と他の光学系との間の光路に着脱可能であることを特徴とするズーム顕微鏡を提供する。
本発明によれば、容易にズーム倍率が確認できるズーム顕微鏡を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットとズーム顕微鏡について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、発明の理解の容易化のためのものに過ぎず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において当業者により実施可能な付加・置換等を施すことを排除することは意図していない。
(第1実施の形態)
図1は、第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットを装着したズーム顕微鏡の概略構成例を示す側面図である。第1実施の形態では、ズーム顕微鏡は、実体顕微鏡を一例として示す。
図1において、ズーム顕微鏡100は、標本1が載置されるステージ2が架台3に配置されており、この架台3上に支柱4を介してズーム顕微鏡本体5の対物レンズ6がステージ2に対向するように配置されている。支柱4にはズーム顕微鏡本体5を観察光路方向に昇降移動させてピント合わせを行うための焦準ハンドル7を含む焦準機構8が配置されている。また、ズーム顕微鏡本体5は、ズーム変倍用の後述するズームレンズを含むズーム光学鏡筒10を有し、手動操作によってズームレンズを光軸に沿って移動させるための左右一対のズームハンドル9a、9bが配設されている。
符号11は、ズーム顕微鏡本体5の上部に位置する三眼鏡筒であり、接眼レンズ12が正面斜め上向きに取り付けられていると共に、ズーム顕微鏡本体5による観察画像を撮像して記録するためのデジタルカメラ13が搭載されている。このデジタルカメラ13は信号ケーブル14によりカメラコントロールユニット(CCU)15に接続され、CCU15はケーブル16により制御用パソコン17に接続され、該制御用パソコン17とともに撮像記録手段を構成している。また、制御用パソコン17にはモニタ18、およびキーボード19が接続されている。
また、ズーム光学鏡筒10と三眼鏡筒11との間には、両者に着脱自在のオプションユニットであるズーム倍率検出ユニット20が装着され、ズーム倍率検出ユニット20と制御用パソコン17はケーブル20aより接続されている。
次に、ズーム光学鏡筒10の構成例について説明する。
図2は、第1実施の形態にかかるズーム顕微鏡100のズーム光学鏡筒10と対物レンズ6の断面図を示し、図3のA−A線に沿った断面図である。図3はズーム光学鏡筒10の断面図であり、図2のB−B線に沿った断面図である、図4は、図2においてC方向からのズーム光学鏡筒10の矢視図である。
図2〜図4において、ズーム光学鏡筒10は、全体的に筒状に形成され、光軸I上に光学的にパワーを有するズームレンズ30,31を含む光学部材により、ズーム光学鏡筒10が構成されている。ここで、本実施の形態では、左右2本の観察光路が設定されており、ズームレンズ30,31は左右の観察光路にそれぞれ設けられている。
また、それぞれのズームレンズ30、31は、不図示のレンズ枠を介してレンズ保持部材34、34により保持されている。このレンズ保持部材34、34は、光軸に平行に配置された3本のガイド軸35a、35b、35cに摺動可能に嵌合しており、ガイド軸35a〜35cに沿って光軸I方向に移動自在とされている。
また、ズーム光学鏡筒10は、ガイド軸35a〜35cと平行に配設されて回転可能に支持されたカム軸36を内部に備えると共に、このカム軸36に対して水平方向に直交するように配設されたズームノブ軸37を備えている。また、これらのズームノブ軸37とカム軸36との間を連結してズームノブ軸37の回転をカム軸36に伝達するための動力伝達手段38を備えている。
動力伝達手段38は、ズームノブ軸37の略中央部に固設された第1のかさ歯車39と、第1のかさ歯車39に歯合する第2のかさ歯車40と、第2のかさ歯車の上部側面外周部に形成された歯40aと歯合するカム軸36の上端部に固設された歯車41とから構成されている。ズームノブ軸37を回転すると、第1のかさ歯車39が回転し、この回転は第2のかさ歯車40に伝達され、さらに歯40aを介して歯車41に伝達され、歯車41の回転と共にカム軸36が回転する。
カム軸36は、ズーム光学鏡筒10の下部支持部材42と上部支持部材43に回転可能に支持されている。また、ガイド軸35a、35b、35cは、下部支持部材42と上部支持部材43とにネジ止めなどで固定されている。これにより、レンズ保持部材34、34は光軸Iに沿った方向にのみ移動可能に支持される。
レンズ保持部材34、34は、カム軸36の外周面に螺旋状に形成された不図示のカム溝に係合するカムフォロア44a、不図示の44bを備え、カム軸36が回転した際、レンズ保持部材34、34はカム溝とカムフォロア44a(44b)との係合により、回転することなく光軸Iに沿ってのみ移動する構成である。
ズームノブ軸37の左右両端は、ビス等により固定されたズームハンドル9a、9bを備え、ズームハンドル9a、9bを回転操作すると、ズームノブ軸37の回転が動力伝達手段38を介してカム軸36の回転として伝達され、カム軸36の回転にともないカム溝に係合しているカムフォロア44a(44b)を介してレンズ保持部材34、34が光軸Iに沿って直線運動に変換されて移動する。このレンズ保持部材34、34の移動によりズームレンズ30、31も移動し、ズーム倍率が連続的に変化する。これらズームレンズ30、31の移動に関わる部材の少なくとも1つをズームレンズ移動手段と称する。
下部保持部材42と上部保持部材43とは、略円筒状の下部ハウジング50と上部ハウジング51とでカバーされ、レンズ保持部材34、カム軸36、ズームノブ軸37、動力伝達部38、ズームハンドル9a、9bおよびカムフォロア44等によりズーム光学鏡筒10が構成されている。
下部ハウジング50の対物レンズ6側には、内側向きに形成された円筒状の凸部が下部保持部材42の下部に嵌合すると共に、対物レンズ6が螺合して固定されるネジ部53を有している。また上部ハウジング51に外周をカバーされた上部保持部材43の上部円筒状部分の内周部は、後述するズーム倍率検出ユニット20のオスアリ部や、三眼鏡筒11のオスアリ部と係合するメスアリ部45が形成され、かつ装着されたオスアリ部を固定するための固定ネジ46が配置されている。
また、上部支持部材43のカム軸36が係合する部分には貫通穴が形成され、カム軸36が回転可能に嵌合し、かつカム軸36の頭部が露出している。そして、カム軸36の頭部には溝部36aが形成されている。このようにして、ズーム顕微鏡100のズーム光学鏡筒10が構成されている。なお、カム軸36の頭部の溝部36aは、一本溝に限らず十字溝、星型溝等、各種形状を用いることができる。
次に、第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット20について図面を参照しつつ説明する。
図5(a)は、第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット20の断面図((b)のD−D線に沿った断面図)であり、(b)は(a)のE方向からの矢視図である。
図5において、ズーム倍率検出ユニット20は、円筒状部材21をベースに構成されている。円筒状部材21は、円筒の略中間部に楕円状の開口21aを有する仕切り部22を有し、これにより、紙面上方の上部と紙面下方の下部とに分けられる。
円筒状部材21の上部側の内周には、三眼鏡筒11等のオスアリ部を有する光学装置を装着するためのメスアリ部23が形成され、かつ装着されたオスアリ部を固定するためのネジ24が配置されている。
円筒状部材21の下部側には、前述のズーム光学鏡筒10の上部保持部材43に形成されたメスアリ部45に装着して固定されるオスアリ部28が形成されている。
また、円筒状部材21には、回転検出装置(例えば、ロータリーエンコーダ等)25が仕切り部材22の下部側に固定されている。回転検出装置25の回転軸25aには、図2、図4に示す、カム軸36の溝部36aと係合する係合部である例えば突起部25bが形成されている。なお、突起部25bの形状は、溝部36aに係合する形状であれば良い。また、回転検出装置25は、ロータリエンコーダ以外の検出装置も使用可能である。
また、仕切り部材22の楕円状の開口部21aを挟んで回転検出装置25に対向する位置には回転検出装置25からの信号がケーブル25cにより入力され、所定の処理を行いズーム光学鏡筒10の倍率を外部にケーブル20aで出力する電子回路を搭載した基板26が配置されている。ケーブル20aは基板26と図1に示す制御パソコン17を接続している。このようにして、ズーム倍率検出ユニット20が構成されている。
図1に示す、第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット20を搭載するズーム顕微鏡100では、ズーム倍率検出ユニット20をズーム光学鏡筒10に装着したとき、ズーム倍率検出ユニット20の回転検出装置25の突起部25bが、ズーム光学鏡筒10のカム軸36の頭部の溝部36aに係合するように構成されている。
第1実施の形態では、ズームハンドル9a、9bを回動操作すると、ズームノブ軸37の回転が動力伝達手段38を介してカム軸36の回転として伝達され、カム軸36の回転にともない不図示のカム溝に係合しているカムフォロア44a(44b)を介してレンズ保持部材34、34が光軸Iに沿って直線運動に変換されて移動する。このレンズ保持部材34、34の移動によりズームレンズ30、31も移動し、ズーム倍率が連続的に変化する。なお、ズームレンズ30、31は少なくとも一方が移動することで倍率を変更できるように構成することも可能である。
一方、回転検出装置25の突起部25bは、カム軸36の溝部36aに係合し、カム軸36の回転変位を検出する。検出された回転変位である回転角度が、ケーブル25cで基板26に送られ基板26の電子回路で装着されたズーム光学鏡筒10に応じた所定の処理が行われ、ズーム光学鏡筒10の倍率に変換されて外部の制御パソコン17に出力される。なお、倍率の変換には、基板26上に配置されたメモリーに回転角度とズーム光学鏡筒10の機種に応じた倍率の関係を記したテーブルを設け、このテーブルを参照して回転角度を倍率に換算して出力する構成も可能である。
以上述べたように、第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット20は、顕微鏡本体5のズーム光学鏡筒10と三眼鏡筒11との間の光路に装着するのみでズーム光学鏡筒10の倍率を検出することができる。これにより、従来のようなズーム光学鏡筒10のカバーを取り外すなどの煩雑な作業の必要が無くなる。
(第2実施の形態)
次に、第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットについて図を参照しつつ説明する。なお第1実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明を省略する。
図6は、第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットを装着したズーム顕微鏡の概略構成例を示す側面図である。第2実施の形態では、第1実施の形態と同様にズーム顕微鏡は、実体顕微鏡を一例として示す。第2実施の形態では、取り付けられるズーム光学鏡筒の機能を自動認識できる構成となっている。
図6において、ズーム顕微鏡200は、第1実施の形態に対してズーム顕微鏡本体205、ズーム光学鏡筒210、ズーム倍率検出ユニット220の一部の構成が異なり、他の構成は同様であるので詳細な説明は省略する。
ズーム光学鏡筒210の構成例について第1実施の形態と異なる構成についてのみ以下に説明する。
図7は、第2実施の形態にかかるズーム顕微鏡200のズーム光学鏡筒210と対物レンズ6の断面図を示す。図8は、図7においてC方向からのズーム光学鏡筒210の矢視図である。
図7、図8において、ズーム光学鏡筒210は、上部支持部材43の上端部43aのズームノブ軸37側に、3つの位置201a、201b、201cに磁石を配置し、磁石の有無でズーム光学鏡筒210の機種情報を与えるように構成されている。また、3つの位置から略90度の位置に、回転方向位置決めピン203が上端部43aから突出して配設されている。なお、磁石の数は、3つに限定されず判別したい機種数により適宜増減可能である。
次に、第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット220について図面を参照しつつ、第1実施の形態と異なる構成についてのみ以下に説明する。
図9は、第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット220の断面図であり、(a)は(b)のD−D線に沿った断面図であり、(b)は(a)のE方向からの矢視図である。
図9において、ズーム倍率検出ユニット220は、円筒状部材221をベースに構成されている。オスアリ部28の外側に延在する円筒状部材221の底部221aには3つの磁気検出素子(例えば、ホール素子等)202a、202b、202cを搭載した基板202dが固着されている。また、楕円状の開口部221aを挟んで対向する位置の円筒状部材221の底部221bと基板202dの表面の位置はほぼ同じ面にあるように構成されている。これにより、ズーム倍率検出ユニット220をズーム光学鏡筒210に装着した際、ズーム光学鏡筒210の上部支持部材43の上端43aに配置された磁石201a〜201cとズーム倍率検出ユニット220のホール素子202a〜202cとを接近して配置することが可能になる。
また、ズーム倍率検出ユニット220の底部221a上の基板202dから略90度の位置には、ズーム光学鏡筒210の上部支持部材43に形成されている、回転方向位置決めピン203が係合する位置決め溝204が形成されている。
また、基板226と基板202dとは、ケーブル202eで接続され、ホール素子202a、202b、202cからの信号が基板226に送られる。基板226は、基板202dからの信号と、回転検出装置25からの信号に基づき所定の処理を行い、装着されているズーム光学鏡筒210の機種を判別すると共に対応する倍率をケーブル20aを介して出力する。
図6に示す、第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット220を搭載するズーム顕微鏡200では、ズーム倍率検出ユニット220をズーム光学鏡筒210装着したとき、ズーム倍率検出ユニット220の回転検出装置25の突起部25bが、ズーム光学系210のカム軸36の溝部36aに係合するように構成されている。また、ホール素子202a、202b、202cが、位置201a、201b、201c磁石の存在を検出するように構成されている。ここでは、3つのホール素子が配置されているので8種類(2=8ビット)のズーム光学系210を判別することができる。
第2実施の形態では、ズームハンドル9a、9bを回動操作すると、ズームノブ軸37の回転が動力伝達手段38を介してカム軸36の回転として伝達され、カム軸36の回転にともない不図示のカム溝に係合しているカムフォロア44a(44b)を介してレンズ保持部材34、34が光軸Iに沿って直線運動に変換されて移動する。このレンズ保持部材34、34の移動によりズームレンズ30、31も移動し、ズーム倍率が連続的に変化する。なお、ズームレンズ30、31は少なくとも一方が移動することで倍率を変更できるように構成することも可能である。
一方、回転検出装置25の突起部25bは、カム軸36の溝部36aに係合し、カム軸36の回転変位を検出する。また、ホール素子202a、202b、202cが位置201a、201b、201c磁石の有無を検出する。基板202dからの信号と、検出された回転変位である回転角度から、基板226の電子回路で所定の処理が行われズーム光学鏡筒210の機種判別と共に倍率変換されて、外部の制御パソコン17に出力される。なお、倍率の変換には、基板226上に配置されたメモリーに回転角度とズーム光学系210の機種に応じた倍率の関係を記したテーブルを設け、このテーブルを参照して回転角度を倍率に換算して出力してもよい。
以上述べたように、第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニット220は、顕微鏡本体205のズーム光学鏡筒210と三眼鏡筒11との間の光路に装着するのみでズーム光学鏡筒210の倍率を検出することができる。これにより、従来のようなズーム光学鏡筒210のカバーを取り外すなどの煩雑な作業の必要が無くなる。また、ホール素子により装着したズーム光学鏡筒210の機種を判別することができ、機種に応じた倍率を簡単容易に出力、表示することができる。
なお、上記全ての実施の形態では、ズーム倍率検出ユニットをズーム光学鏡筒と三眼鏡筒の間に装着した場合について述べたが、ズーム光学鏡筒と対物レンズとの間の光路中に挿脱可能に構成することも可能である。
また、照明光学系を装着する場合、ズーム光学鏡筒と照明光学系との間の光路に装着することも可能である。この場合、標本側から順に、対物レンズ、ズーム光学鏡筒、ズーム倍率検出ユニット、照明光学系、三眼鏡筒が装着されたズーム顕微鏡を構成することができる。
なお、ズーム光学鏡筒の機種判別に用いられる手段は、上述の磁石とホール素子に限らず、フォトインタラプター等の別の手段を適宜用いることもことも可能である。
第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットを装着したズーム顕微鏡の概略構成例を示す側面図である。 第1実施の形態にかかるズーム顕微鏡のズーム光学鏡筒と対物レンズの断面図を示し、図3のA−A線に沿った断面図である。 ズーム光学鏡筒の断面図であり、図2のB−B線に沿った断面図である。 図2においてC方向からのズーム光学鏡筒の矢視図である。 第1実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットの断面図であり、(a)は(b)のD−D線に沿った断面図であり、(b)は(a)のE方向からの矢視図である。 第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットを装着したズーム顕微鏡の概略構成例を示す側面図である。 第2実施の形態にかかるズーム顕微鏡のズーム光学鏡筒と対物レンズの断面図を示し、図8のA−A線に沿った断面図である。 図7においてC方向からのズーム光学鏡筒の矢視図である。 第2実施の形態にかかるズーム倍率検出ユニットの断面図であり、(a)は(b)のD−D線に沿った断面図であり、(b)は(a)のE方向からの矢視図である。
符号の説明
100、200 ズーム顕微鏡
1 標本
2 ステージ
3 架台
4 支柱
5、205 ズーム顕微鏡本体
6 対物レンズ
7 焦準ハンドル
8 焦準機構
9 ズームハンドル
10、210 ズーム光学鏡筒
11 三眼鏡筒
12 接眼レンズ
13 デジタルカメラ
14、16 ケーブル
15 CCU
17 制御用パソコン
18 モニタ
19 キーボード
20、220 ズーム倍率検出ユニット
21、221 円筒状部材
22、222 仕切り部材
23 メスアリ部
24 ネジ
25 回転検出装置
25b 突起部
26、226 基板
28 オスアリ部
30、31 ズームレンズ
34 レンズ保持枠
35 ガイド軸
36 カム軸
37 ズームノブ軸
38 動力伝達手段
39 第1のかさ歯車
40 第2のかさ歯車
41 歯車
42 下部支持部材
43 上部支持部材
44 カムフォロア
201 磁石
202 ホール素子
203 位置決めピン
204 位置決め溝

Claims (8)

  1. ズーム変倍操作に応じて変倍する顕微鏡に備えられているズーム光学系のズームレンズ群を移動させるズームレンズ移動手段の変位を検出し、前記ズームレンズ移動手段のいずれかの部材と係合する係合部を有する変位検出手段と、
    前記変位検出手段を保持し、前記ズーム光学系と顕微鏡に備えられている他の光学系との間の光路に着脱可能であり、装着時前記係合部が前記ズームレンズ移動手段のいずれかの部材と係合する保持手段とを有することを特徴とするズーム倍率検出ユニット。
  2. 前記変位検出手段は、前記ズーム光学系に装着された際、前記ズームレンズ移動手段の可動部に係合する係合部を有することを特徴とする請求項1に記載のズーム倍率検出ユニット。
  3. 前記変位検出手段は、前記ズームレンズ移動手段に含まれる回転を伴う部材の回転変位量を検出する回転検出手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のズーム倍率検出ユニット。
  4. 前記回転検出手段は、ロータリーエンコーダからなり、
    前記係合部は前記ロータリーエンコーダの回転軸に形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載のズーム倍率検出ユニット。
  5. 前記ズームレンズ移動手段の変位に応じて前記変位検出手段から出力される変位情報に基づき、前記ズーム光学系の倍率を出力する出力手段を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のズーム倍率検出ユニット。
  6. 前記ズーム光学系に着脱する着脱部の前記ズーム光学系側に1つ以上の磁気検出手段を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のズーム倍率検出ユニット。
  7. ズーム光学系と、
    ズーム変倍操作にともない前記ズーム光学系のズームレンズ群を光軸に沿って移動させるズームレンズ移動手段と、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のズーム倍率検出ユニットとを有し、
    前記ズーム倍率検出ユニットは、前記ズーム光学系と他の光学系との間の光路に着脱可能であることを特徴とするズーム顕微鏡。
  8. 前記出力手段からの信号を受信し、前記ズーム光学系の情報を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項7に記載のズーム顕微鏡。
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WO2022033391A1 (zh) * 2020-08-12 2022-02-17 杭州魔方智能科技有限公司 一种超景深显微快速测量装置及测量方法

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