JP3560683B2

JP3560683B2 - 俯視角可変鏡筒

Info

Publication number: JP3560683B2
Application number: JP11732795A
Authority: JP
Inventors: 利美早坂
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JPH08313813A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、顕微鏡の鏡筒において、特にその俯視角度が調節可能な俯視角可変鏡筒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、接眼レンズ鏡筒の角度を可変にして観察者の目の高さや姿勢等の好みに合せ得るようにした俯視角可変鏡筒が多く見られる。
図４はかかる俯視角可変鏡筒の光学的構成を示す模式図である。
【０００３】
図４において、３１は鏡筒本体で、底部のアリ３１ａによって図示しない顕微鏡本体に装着され、鏡体本体３１の頭部に設けられた写真装置取付部３１ｂに図示しない写真装置、ＴＶ装置等が装着される。
【０００４】
図示しない顕微鏡本体から入射した対物レンズからの光束は、プリズム３２、反射鏡３３，３４，３５，３６，３７で反射されて接眼レンズ３８が取付けられた接眼レンズ鏡筒３９に導かれる。
【０００５】
また、４０は接眼レンズ鏡筒３９を保持するための接眼レンズ鏡筒ホルダである。４１，４２，４３，４４，４５は対物レンズによる像を接眼レンズ３８の像面に結像させるためのレンズである。
【０００６】
反射鏡３７は接眼レンズ鏡筒３９の回転に連動して、その回転角（２θ）の１／２（θ）だけ回転するように構成されている。
さらに、４６は対物レンズからの光束を写真装置等に導くためのプリズムで、プリズム３２と一体に図示紙面の垂直方向にスライドさせて光路を切換えるように構成されている。
【０００７】
このように俯視角可変鏡筒は、図４に示すように光学的には、折返しミラーを接眼レンズ鏡筒の回転角度（２θ）の１／２の角度（θ）で回転させるように構成している。
【０００８】
ところで、このような構成（以下、角度減速機構と称する）を具体化した装置として、従来から種々の方式が考えられている。
従来、この種の装置としては、例えば特公昭４３−２６２７０号公報に示されているように、接眼レンズ鏡筒の回転に対してプリズムの回転が１／２になるように歯車列によって減速される構成のものが殆どであった。
【０００９】
しかし、これら従来の構成にあっては、歯車のピッチ円誤差や歯車のピッチ誤差等により、接眼レンズ鏡筒回転角度に対する折返しプリズムの回転角度誤差が発生し、鏡筒角度を変化させた際の顕微鏡像の心ずれを実用上問題ないレベルに抑えるためには、歯車を超精密に仕上げなければならず、コストアップとなる欠点を有していた。
【００１０】
そこで、接眼レンズ鏡筒の回転をプリズムに伝達する機構として、例えば特開平４−１３９４１３号公報に開示されているようにベルトとプーリを用いて回転伝達精度を確保するようにしたものがある。
【００１１】
図５は、かかる伝達機構を採用した顕微鏡の鏡筒を示す断面図である。
図５において、６１は顕微鏡本体に固定された鏡筒部、６２は軸６３を中心に回動可能で、ミラー６４と小径円筒部６５ａが一体に固定された双眼部、６６ａは軸６３を中心として回動可能で図示しない折返しミラーが一体に固定され、小径円筒部６５ａの２倍の直径を有する大径円筒部、６７は軸６８を中心に回動可能なプーリ、６９は鏡筒部６１に固定され、図示しない対物レンズからの光を双眼部へ導くミラー、７０，７１はそれぞれ大径円筒部６６ａ、小径円筒部６５ａとプーリ６７とを連結するベルトである。
【００１２】
このティルト鏡筒は、双眼部６２の回動に伴い小径円筒部６５ａが回動し、その動きがベルト７０，７１によりプーリ６７を介して大径円筒部６６ａに伝わり、折返しミラーが回動する。ベルト７０，７１が連結された小、大円筒部６５ａ，６６ａの外径比が１：２であることから、折返しミラーの回動角度は双眼部６２の１／２となる。
この機構はガタがなく、また円筒部直径は旋盤加工等により精度確保が比較的容易なため、角度減速の減速比の精度向上を図れるという利点を有する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特開平４−１３９４１３号に開示された俯視角可変鏡筒においては、次のような点で問題がある。
（１）顕微鏡の鏡筒には、接眼レンズ鏡筒で観察するだけでなく、光路の途中でプリズム等で光路を分割して写真撮影やＴＶ撮影を可能とする機能を要求される場合が多い。
【００１４】
このような場合、上記のような構成では鏡筒本体に取付けるプーリ及びプーリ取付板が光路を切換えるためのプリズム切換機構を構成する上で邪魔になると共に、鏡筒本体部の構成が複雑となり、大型で高価になるという問題がある。
（２）また、この種の俯視角可変鏡筒にあっては、正立像を同時に要求される場合が多く、鏡筒内で対物レンズからの像を一度結像させたり、光路の反射回数を増やす等のことが必要となり、必然的に光路長が長くなる。
【００１５】
このため、構成部品の製作誤差が接眼レンズ像位置で大きな誤差となるので、光路中の反射鏡やレンズ位置を調節することが必要となる。この調節機構を構成する上でも鏡筒本体に取付けるプーリ及びプーリ取付板が邪魔となり、鏡筒本体部の構成が複雑で高価になるという問題がある。
（３）対物レンズからの像を接眼レンズに正しく伝える上で、接眼レンズ鏡筒部と回転反射鏡との角度関係が正確であることが重要であり、通常はこれを調整により設定する（相対角度調節）。上記従来例では、プーリ取付板の取付位置を調節することにより行うが、微妙な調節を行うためには調節機構が大型化し、高価となる問題がある。
【００１６】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的は省スペースで安価な構成とし、しかも調節作業がし易く、且つ正確に角度減速が可能な顕微鏡の俯視角可変鏡筒を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段を講じたものである。
請求項１に対応する発明は、鏡筒本体と、接眼レンズ鏡筒が固定され且つ前記鏡筒本体に前記接眼レンズ鏡筒の回転軸を中心に回動可能に支持された接眼レンズ鏡筒ホルダと、この接眼レンズ鏡筒ホルダに前記接眼レンズ鏡筒の回転軸を中心に回動可能に支持され且つ反射鏡を前記接眼レンズ鏡筒の回転軸に反射面が位置するように保持してなる反射鏡ホルダと、前記接眼レンズ鏡筒ホルダの回転軸と同軸上の前記鏡筒本体に固定された第１のプーリと、前記接眼レンズ鏡筒ホルダの回転軸と同軸上の前記反射鏡ホルダに設けられた第２のプーリと、前記第１のプーリに対応させて前記接眼レンズ鏡筒ホルダに回動可能に設けられた第３のプーリと、前記第２のプーリに対応させて前記第３のプーリの軸に固定された第４のプーリと、前記第１のプーリ及び第３のプーリとを連結する第１の連結部材と、前記第２のプーリと前記第４のプーリとを連結する第２の連結部材と、前記反射鏡ホルダを回動させ、前記第１及び第２の連結部材に張力を付与する張力付与部材とを備え、前記接眼レンズ鏡筒の回転角の１／２だけ前記反射鏡ホルダを回転させるように前記第１乃至第４のプーリの外径を設定する。
【００１８】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する発明において、前記鏡筒本体に固定する前記第１のプーリの固定位置を前記接眼レンズ鏡筒の回転軸を中心に回動調節可能に構成する。
【００１９】
【作用】
請求項１に対応する発明によれば、第１乃至第４のプーリの外径は、反射鏡ホルダの回転角が接眼レンズ鏡筒回転角の１／２になるように設定し、回転伝達のための第３及び第４のプーリを接眼レンズ鏡筒ホルダに回動可能に配置することにより、これら第３及び第４のプーリは接眼レンズ鏡筒回転軸の周りを公転しながら自転する遊星運動で鏡筒ホルダの回転が反射鏡ホルダに伝達される。
【００２０】
したがって、プーリの円筒加工は精度が容易に出せるので、精密歯車加工のように高価になることなく、正確な回転伝達を行うことができる。また、伝達プーリを鏡筒本体部に構成する必要がないので、鏡筒本体部の構成が単純化され、小形で安価な装置を提供できる。
【００２１】
請求項２に対応する発明によれば、接眼レンズ鏡筒と、反射鏡ホルダとの相対角度調節は鏡筒本体に固定する第１のプーリの固定角度を調節することで容易に行えるので、特別な調節機構も必要とせず、全体を小形で安価な装置を提供できる。
【００２２】
【実施例】
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明による俯視角可変鏡筒の構成例をそれぞれ示すもので、図１は光軸中心の縦断面図、図２は接眼レンズ鏡筒の回転中心部の横断面図、図３は図２のＡ矢視断面図である。
【００２３】
図１乃至図３において、１は鏡筒本体で、この鏡筒本体１にはついたて１ａと１ｂとが適宜の距離を存して対向させて設けられており、ついたて１ａには先端部を円錐形に形成した軸部２ａを有するプーリ２が固定されている。この場合、後述のようにプーリ２の固定位置は回動調節可能になっている。このプーリ２の軸部２ａには、接眼レンズ鏡筒３を一体的に固定した接眼レンズ鏡筒ホルダ４が回動可能に嵌合されている。
【００２４】
ついたて１ｂには筒状の軸５が軸方向に摺動可能に嵌合され、この軸５には接眼レンズ鏡筒ホルダ４が回動可能に嵌合されている。また、ついたて１ｂ外側の軸５の外周部にはねじが設けられており、このねじ部に皿バネ７を介してナット６を螺合することにより接眼レンズ鏡筒ホルダ４の回転に摩擦力を付与している。さらに、軸５の筒内には先端部を円錐形に形成したピボット軸８が軸方向に摺動可能に嵌合されている。
【００２５】
プーリ２の軸部２ａ及びピボット軸８の先端部と、反射鏡１０をその反射面が回転中心と一致するように固定した反射鏡ホルダ１１側に設けられたボール９ａ，９ｂとで形成されるピポット軸受により反射鏡ホルダ１１を回動可能に保持している。
【００２６】
なお、ピボット軸８はバネ１２で常に付勢されるように構成されているので、反射鏡ホルダ１１はピボット軸受部のガタがなく、正確に回転する。
接眼レンズ鏡筒ホルダ４には、プーリ１２が軸受１３ａ，１３ｂを介して回動可能に取付けられ、このプーリ１２と同軸にプーリ１４が固定されている。
【００２７】
また、プーリ２の外周部にはベルト１５の一端が固定され、ベルト１５の他端はプーリ１４の外周部にたすき状にして固定し、両プーリ２及び１４間を連結している。
【００２８】
さらに、反射鏡ホルダ１１の一端に設けられた円形部（プーリ）１１ａの外周部にはベルト１６の一端が固定され、このベルト１６の他端はプーリ１２の外周部にたすき状にして固定され、これら円形部１１ａ及びプーリ１２間を連結している。
【００２９】
一方、１７は一端を反射鏡ホルダ１１に取り付けられ、他端を接眼レンズ鏡筒ホルダ４に取付けられた捩りコイルバネで、反射鏡ホルダに対してベルト１６及び１５を張設する方向に回転付勢力を与えている。
【００３０】
また、１８はプリズム１９，２０を固定するための光路切換枠で、この光路切換枠１８は、ついたて１ａ，１ｂ間に跨げて取付けられた案内棒２１に案内されて移動することにより、光路が切換えられるようになっている。
【００３１】
さらに、２２は光路切換枠１８の一側に一端が取付けられた光路切換ノブ、２３は鏡筒カバーである。
なお、上記俯視角可変鏡筒の光学的構成は図４と同様なので、ここではその説明を省略する。
【００３２】
次に上記のように構成された俯視角可変鏡筒の作用について説明する。
いま、接眼レンズ鏡筒３を図１、図３のｘ矢印方向に回転すると、接眼レンズ鏡筒ホルダ４に回動可能に取付けられたプーリ１２及び１４も回転軸の周りを回転（公転）する。この際、プーリ１４はベルト１５で鏡筒本体１に固定されたプーリ２と連結されているため、プーリはベルト１５により引張られてｙ矢印方向へ回転（自転）する。即ち、プーリ１４は接眼レンズ鏡筒３の回転軸の周りを自転しながら公転する遊星運動を行う。
【００３３】
プーリ１２はプーリ１４へ一体に固定されているので、プーリ１４と同じくｙ矢印方向へ同角度だけ回転する。プーリ１２と反射鏡ホルダ１１に設けられた円筒部１１ａとは、ベルト１６で連結されているので、反射鏡ホルダ１１がｚ矢印方向に回転する。この場合、ベルト１６及びベルト１５は捩りコイルバネ１７により付勢されているので、反射鏡ホルダ１１は接眼レンズ鏡筒３の回転に正確に連動して回転する。
【００３４】
接眼レンズ鏡筒３を回転させても像移動がないようにするためには、接眼レンズ鏡筒３の回転角をα、反射鏡の回転角をβとした場合、
β＝０．５α
でなければならない。
【００３５】
プーリ２の外径をＡ、プーリ１４の外径をＢ、プーリ１２の外径をＣ、反射鏡ホルダ１１の円形部１１ａの外径をＤとした場合、
β＝α［１−（Ａ／Ｂ）×（Ｃ／Ｄ）］
即ち、ＡＣ／ＢＤ＝０．５を満たすように各プーリの外径が設定される。
【００３６】
なお、プーリ２には、回転軸回りの固定位置を調節可能にするために、鏡筒本体１へ取付けるための長穴２ｂ及び調節用の棒治具１００を取付けるためのねじ穴２ｃが設けられている。
【００３７】
接眼レンズ鏡筒３と反射鏡１０との相対角度調節は、プーリ２に棒治具１００を取付け、鏡筒本体１への取付けねじを僅かに緩めた後、棒治具１００を操作して長穴２ｂの範囲内でプーリ２を回転させて行う。
【００３８】
接眼レンズ鏡筒３と反射鏡１０との相対角度を調節する際は、鏡筒カバー２３を取外して行うので、棒治具１００の長さは必要且つ十分な長さに設定でき、微妙な回転調節も容易に行うことができる。また、調節後、棒治具１００はプーリ２から取外してしまうので、装置が大型化することはない。
【００３９】
なお、上記実施例においては、捩りコイルバネ１７は、一端を反射鏡ホルダ１１に取付け、他端を接眼レンズ鏡筒ホルダ４に取付けたが、この捩りコイルバネ１７は一端を反射鏡ホルダ１１に取付け、他端を接眼レンズ鏡筒ホルダ４または鏡筒本体１に取付けた引張りコイルバネで構成しても良い。
【００４０】
また、上記実施例ではプーリ間をベルトによるたすき掛けで連結するようにしたが、２箇所のプーリに平行掛け、平行掛けとたすき掛けの組合わせ等で構成するようにしても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）回転伝達のためのプーリを接眼レンズ鏡筒ホルダ部に設けているので、省スペースで構成でき、また鏡筒本体部に写真光路への切換機構や、レンズ、ミラーの調節機構等を設ける場合にも邪魔にならず、小形で安価な俯視角可変鏡筒が得られる。
（２）接眼レンズ鏡筒と回転反射鏡との相対角度調節は固定プーリの固定角度を調節することで、容易に行える。また、調節に使用する棒治具は調節後取外してしまうので、必要十分な長さに設定でき、微妙な調節も容易にでき、特別な調節機構を必要とせず、装置が大型にならない利点がある。
（３）各プーリ間を連結するベルトは、たすき状に連結されているので、ベルトの表、裏に生ずる応力は均一化され、繰返し操作時の信頼性を増す利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による俯視角可変鏡筒の一実施例を示す光軸中心の縦断面図。
【図２】同実施例における鏡筒の回転中心部の横断面図。
【図３】図２のＡ矢視断面図。
【図４】俯視角可変鏡筒の光学的構成を示す模式図。
【図５】従来の俯視角可変鏡筒の具体的の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
１……鏡筒本体、１ａ，１ｂ……ついたて、２……プーリ、２ａ……軸部、３……接眼レンズ鏡筒、４……鏡筒ホルダ、５……軸、６……ナット、７……皿バネ、８……ピポット軸、９ａ，９ｂ……ボール、１０……反射鏡、１１……反射鏡ホルダ、１１ａ……円形部、１２……プーリ、１３ａ，１３ｂ……軸受、１４……プーリ、１５，１６……ベルト、１７……コイルバネ、１８……光路切換枠、１９，２０……プリズム、２１……案内棒、２２……光路切換ノブ、２３……鏡筒カバー。

Claims

鏡筒本体と、接眼レンズ鏡筒が固定され且つ前記鏡筒本体に前記接眼レンズ鏡筒の回転軸を中心に回動可能に支持された接眼レンズ鏡筒ホルダと、この接眼レンズ鏡筒ホルダに前記接眼レンズ鏡筒の回転軸を中心に回動可能に支持され且つ反射鏡を前記接眼レンズ鏡筒の回転軸に反射面が位置するように保持してなる反射鏡ホルダと、前記接眼レンズ鏡筒ホルダの回転軸と同軸上の前記鏡筒本体に固定された第１のプーリと、前記接眼レンズ鏡筒ホルダの回転軸と同軸上の前記反射鏡ホルダに設けられた第２のプーリと、前記第１のプーリに対応させて前記接眼レンズ鏡筒ホルダに回動可能に設けられた第３のプーリと、前記第２のプーリに対応させて前記第３のプーリの軸に固定された第４のプーリと、前記第１のプーリ及び第３のプーリとを連結する第１の連結部材と、前記第２のプーリと前記第４のプーリとを連結する第２の連結部材と、前記反射鏡ホルダを回動させ、前記第１及び第２の連結部材に張力を付与する張力付与部材とを備え、前記接眼レンズ鏡筒の回転角の１／２だけ前記反射鏡ホルダを回転させるように前記第１乃至第４のプーリの外径を設定したことを特徴とする俯視角可変鏡筒。
請求項１記載の俯視角可変鏡筒において、前記鏡筒本体に固定する前記第１のプーリの固定位置を前記接眼レンズ鏡筒の回転軸を中心に回動調節可能に構成したことを特徴とする俯視角可変鏡筒。