JP4843775B2 - 光学コンポーネントの切換系 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器、特に、顕微鏡の光学コンポーネント、例えば、フィルタ、反射鏡、偏光子またはレンズ系の切換系に関する。この種の切換系は、例えば、顕微鏡において、各種の照明操作および／またはコントラスト操作または各種の補正倍率を実現するために使用される。この種の切換系は、通常、光学機器の光路に対して直角に可動なスライダまたは顕微鏡架台に回転自在に受容されたレボルバーを有する。このスライダまたはレボルバーには、各種の光学コンポーネントを担持する構成部材が受容されている。スライダまたはレボルバーの切換によって、各種のレンズ組合せ、反射鏡またはフィルタを装備した各種モジュールを光路に選択的に設置できる。
【０００２】
【従来の技術】
公知の切換系の場合、各種の光学コンポーネントを装備した構成部材は、はめ込みピンおよびネジによって、あるいは、ドイツ特許第２３１６３８６号に記載の如く、固定可能なありみぞ案内によってスライダまたはレボルバーに受容できる。この種の受容方式は、切換系、即ち、スライダまたはレボルバーおよび反射鏡モジュールまたはフィルタモジュールの製造費の高騰を誘起する。更に、切換系の装備操作に、比較的経費がかかり、工具が必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、光学コンポーネントを装備した構成部材の装備または交換を簡単化した、光学機器の光学コンポーネントの切換系を提供することにある。特に、本発明を反射鏡交換器および／またはフィルタ交換器に適用することを意図している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明にもとづき、請求項１の特徴を有する切換系によって解決される。本発明の有利な実施態様は、従属請求項の特徴から明らかであろう。
本発明にもとづき、各種の光学コンポーネント、例えば、反射鏡、フィルタ、偏光子または拡大系を装備した構成部材は、バネ力によって切換系の精密なストッパに対して保持される。驚くべきことには、構成部材の比較的簡単な弾性支持によって、高性能顕微鏡の要件を満足する再現性を達成でき、切換系の機械的運動時も上記再現性を維持できる。
バネ力の形成のため、簡単な板バネを設ければよい。
【０００５】
光学コンポーネントを装備した構成部材（以下では、その装備とは無関係に一般的に反射鏡台とも呼ぶ）は、切換系に設けた２つの平行なストッパーにバネによって押圧される２つのフランジを有していれば好ましい。この場合、切換系のストッパーは、それぞれ、相互に直角をなす２つの面で形成できる。各フランジには、ほぼ９０°の角度をなす力線方向を有する２つの板バネを配すれば好ましい。この場合、より強いバネの力線方向は、関連のフランジの対角線の方向へ作用し、かくして、この強い方のバネによって、フランジは切換系のストッパーに圧入される。この場合、弱い方のバネは、フランジに関連する切換系の双方のストッパーにフランジを押圧する。
【０００６】
本発明に係る切換系は、特に、回転自在のレボルバーとして構成できる。この場合、切換系のストッパは、レボルバーの回転軸方向に平行に延びる支柱に設けるのが好ましい。この場合、各支柱が反射鏡台の２つの隣接の受容位置のためのストッパを有するよう、支柱は、それぞれ、レボルバーの隣接の切換位置の光通過開口の間に設けることができる。この場合、支柱は、レボルバーの周縁部分に設けるのが好ましく、即ち、支柱からレボルバーの回転軸線までの距離は、切換系の光通過開口の中心点からレボルバーの回転軸線までの距離よりも大きい。かくして、レボルバー上の反射鏡台の受容位置の最適な密な配置を達成でき、かくして、所与のレボルバー径および各反射鏡台の所与の占有スペースにおいて、レボルバーの切換位置の最適性が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図示の実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。
図１の切換系１は、中心軸線２のまわりに回転できるレボルバーディスク４を有する。レボルバーディスク４の周縁には、電動機１２によって駆動される歯付ベルト１３の歯に係合する歯列１４が設けてある。更に、切換系は、レボルバーディスク４の回転毎に所定の切換位置において回転運動を確実に停止させるための係止機構１５を有する。
【０００８】
更に、レボルバーディスク４は、レボルバーディスク４の回転軸線２のまわりの円上に中心点を置きレボルバーの各切換位置を定める合計８つの光通過開口３ａ−３ｈを有する。この場合、図１の状態では、反射鏡台の受容位置は、５つの切換位置３ａ，３ｂ，３ｅ，３ｆ，３ｇでは無装備であり、一方、反射鏡台の受容位置は、３つの切換位置３ｃ，３ｄ，３ｈでは、反射鏡台９を装備している。この場合、反射鏡台は、本質的に立方体形に構成され、３つの光通過開口を有し、このうちの２つの光通過開口は、相互に同軸をなし、１つの光通過開口は、他の双方の光通過開口に対して直角をなす。
【０００９】
レボルバーディスク４の２つの光通過開口の間には、それぞれ、１つの支柱５が設けてある。これらの支柱は、同一に構成されている。支柱５は、レボルバーの２つの切換位置の間の回転角度にそれぞれ対応するレボルバーディスク４上の配置に関して異なるに過ぎない。
【００１０】
各支柱５は、半径方向の外方へ向いている、従って、レボルバーの回転軸線２に平行な面６ａ，６ｂを有する。この場合、これら双方の面６ａ，６ｂの間の角度は、２つの切換位置の間のレボルバーディスク４の回転角に対応する。この場合、レボルバーディスク４の１つの光通過開口３ａに隣接する支柱５の面６ａは、上記光通過開口３ａによって定められる受容位置に受容される反射鏡台の当接面として役立つ。隣接の光通過開口３ｂに隣接する支柱５の面６ｂは、対応して、隣接の光通過開口３ｂによって定められる受容位置に受容される反射鏡台の当接面として役立つ。この場合、半径方向外方へ向く当接面６ａ，６ｂからレボルバーの回転軸線２までの距離は、光通過開口３ａ−３ｈの中心点からレボルバーの回転軸線までの距離よりも大きい。
【００１１】
各支柱５は、半径方向外方へ向く支柱５の当接面６ａ，６ｂに対して直角をなす２つの他の当接面６ｃを有する。これらの面６ａ、６ｃが構成部材取付の際のストッパーとなるものである。従って、反射鏡台の受容位置にそれぞれ配された当接面６ａと６ｃは、９０°の内側角度をなす。
【００１２】
各光通過開口の両側に設けた２つの支柱は、それぞれ、相互に平行な当接面を有し、従って、光通過開口によって定められる受容位置に受容された反射鏡台は、２つのフランジ１０で、２つの支柱５の相互に平行に向く当接面に当接する。
【００１３】
支柱５には、それぞれ半径方向へ向く当接面６ａ，６ｂに対して垂直をなす力線方向を有する２つの第１板バネ８ａ，８ｂが設けてある。支柱端には、更に、Ｖ字状に構成されたダブル板バネ７が受容されている。Ｖ字状のダブル板バネ７の双方の脚の表面形状は、同じく、Ｖ字状に構成され、従って、反射鏡台の当接面６ａ，６ｃに受容されるフランジ１０は、相互に直角をなす２つの当接面６ａ，６ｃによって形成された内側隅に押込まれ、即ち、フランジ１０の外側隅は、直角をなす２つの当接面６ａ，６ｃによって形成された内側隅内に押込まれる。
【００１４】
唯一つのダブル板バネ７の代わりに、もちろん、ダブル板バネの双方の脚の各々として構成した２つの単一板バネを設けることもできる。２つの単一板バネの使用は、切換位置の少ないレボルバーおよび切換系としてのスライダの場合に特に、有利であることが判明している。
【００１５】
切換系に受容される反射鏡台は、図３ａ，３ｂに示してある。上記反射鏡台は、本質的に、２つのハウジング半部からなり、これらの半部は、何れも、光の通過のための３つの円形開口を有する立方形中空体をなす。双方のハウジング半部の各々は、面の対角線に沿って切断された立方体半部に対応する。中空体の内部には、光学コンポーネントが設けてあり、反射鏡として使用するためには、例えば、角度二等分線に平行に延びる鏡が設けてあり、あるいは、フィルタの場合には、立方体面に平行に延びるフィルタガラスが設けてある。倍率切換器として使用するために、何れも望遠鏡を形成するレンズ群が光通過開口に平行に設けてある。立方形中空体の外側には、中空体の相互に対向する側に、２つのフランジ１０，１１が設けてある。フランジ１０，１１を有する反射鏡台９の１つのハウジング半部は、ダイカスト法で製造でき、反射鏡台の受容に役立つフランジ１０，１１の面、光学コンポーネントの受容および／または当接面は、後から精密に加工する。第２ハウジング半部は、比較的精密でなく、単に、フィルタの保持または他のハウジング半部に対する反射鏡の押圧に役立つ合成樹脂部材である。
【００１６】
フランジ１０，１１は、光通過開口の中心点に関して対称に構成され、対応して、当該のハウジング部材に対称に配置され、かくして、反射鏡台は、使用例に応じて、レボルバーに１８０°だけ回転された２つの位置で同一精度で受容できる。
図２を参照して、切換系への反射鏡台の装備態様を説明する。受容すべき反射鏡台９の各フランジ１０，１１の１つのエッジを、受容位置に配した双方の支柱のレボルバーディスクに隣接する板バネ８ａの後ろに差込む。この場合、反射鏡台９は、図２の紙面に垂直な軸線のまわりに最終の受容位置に対して約１０°だけ回転した状態に保持される。フランジ１０，１１のエッジの挿入を容易化するため、板バネ８ａの自由端は、支柱５の当接面６ａから外方へ折曲げてある。従って、フランジ１０，１１の挿入は、板バネ８ａのバネ力に抗して行われる。板バネ８ａは、矢印ＰＫ２の方向へフランジ１０，１１を押圧し、光通過開口の反対側で支柱５の外方へ向く当接面６ａに上記フランジを押圧する。
【００１７】
次いで、図２の紙面に対して垂直な軸線のまわりに反射鏡台を回転する。この場合、まず、２つの支柱５の自由端をＶ字状に構成した第２板バネ７を外方へ旋回する。反射鏡台９を更に回転すると、板バネ７のＶの先端がフランジ１０，１１のエッジを介して摺動し、双方の支柱のレボルバー回転軸線に垂直な短い当接面６ｃにフランジ１０，１１を押圧する。図２に示した終点位置において、フランジ１０，１１の当接面は、支柱５の当接面６ａ，６ｃに当接する。この場合、板バネ７の形状および長さは、フランジ１０，１１の終点位置において板バネ７からフランジに加えられる力が相互に垂直な双方の当接面６ａ，６ｃによって形成された内側エッジの方向へ作用するよう、フランジ１０，１１の寸法に依存して選択する。図２に、この力線方向を矢印ＰＫ１で示した。バネ７，８ａおよびその力線方向の対応する構成によって、レボルバーの切換時に不可避な振動の出現時も、フランジ１０，１１は、常に、支柱５の当接面６ａ，６ｃの再現可能な位置に当接する。当接面６ａ，６ｃおよび反射鏡台のフランジ１０，１１の対応する対向面を対応して精密に構成すれば、反射鏡台の切換時、即ち、組み込みおよび取り外し時、±０．０１ｍｍの再現可能な精度が達成される。受容角度の精度は、１分以内である。この精度の達成のため、支柱５も含めてレボルバーディスク４は、ダイカスト部材であってよく、この場合、支柱５の当接面６ａ，６ｂ，６ｃのみを修正加工すればよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明にもとづき切換系に反射鏡台を弾性的に固定することによって、切換系に反射鏡台を迅速且つ簡単に装備でき、反射鏡台を交換できる。この場合、工具は不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切換系の斜視図である。
【図２】図１の切換系の部分断面図である。
【図３】相互に直角な２つの方向から見た反射鏡台の実施形態の図面である。
【符号の説明】
１ 切換系
４ レボルバーディスク
５ 支柱
７，８ａ，８ｂ 板バネ
６ａ，６ｂ，６ｃ ストッパ
９ 構成部材

Claims (12)

1. 各種の光学コンポーネントを担持する複数の構成部材（９）を有する光学機器の光学コンポーネントの切換系において、
   各構成部材（９）は、前記切換系に担持されるためのフランジ（１０，１１）をそれぞれ有し、
   前記切換系は、
   各切換位置に対応して設けられた複数の支柱（５）と、
   前記切換系の第１の当接面（６ａ、６ｂ）と、当該第１の当接面（６ａ、６ｂ）に対して直角をなす第２の当接面（６ｃ）とによって形成されている内側隅を有する、各支柱（５）に対して形成された複数のストッパーと、
   前記各支柱（５）には、前記第１の当接面（６ａ、６ｂ）に対して垂直をなす力線方向を持つように取り付けられた第１の板バネ（８ａ、８ｂ）と、
   前記各支柱（５）に取り付けられた第２の板バネ（７）と
   を備え、
   前記各構成部材（９）の前記フランジ（１０，１１）が前記第２の板バネ（７）のバネ力により前記ストッパーの前記内側隅に押込まれ、前記各構成部材（９）の前記フランジ（１０，１１）が前記第１の板バネ（８ａ，８ｂ）によって前記第１の当接面（６ａ、６ｂ）に押し付けられることによって前記各構成部材（９）が担持されることを特徴とする切換系。
2. 前記フランジ（１０，１１）が、前記構成部材（９）の側面から外方に突出させて設けてあることを特徴とする請求項１の切換系。
3. 前記切換系が、回転自在のレボルバーとして構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の切換系。
4. 前記ストッパーが、前記レボルバーの前記回転軸線（２）に平行に延びる前記支柱（５）に構成されていることを特徴とする請求項３の切換系。
5. 前記支柱（５）が、前記レボルバーのそれぞれ隣接する切換位置の光通過開口（３ａ−３ｈ）の間に構成されていることを特徴とする請求項４の切換系。
6. それぞれ隣接する２つの前記支柱（５）が、平行な前記ストッパーを有することを特徴とする請求項５の切換系。
7. 前記支柱（５）から前記レボルバーの前記回転軸線（２）までの距離が、前記光通過開口（３ａ−３ｈ）の中心点から前記レボルバーの前記回転軸線（２）までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項５または６の切換系。
8. 前記切換系の切換のための動力駆動装置（１２，１３，１４）が設けてあることを特徴とする請求項１−７のいずれか１つに記載の切換系。
9. 前記光学コンポーネントが、反射鏡、フィルタ、偏光子または望遠レンズ系であることを特徴とする請求項１−８のいずれか１つに記載の切換系。
10. 前記フランジ（１０，１１）が、光通過開口（３ａ−３ｈ）の中心点に関して対称に配置され、前記切換系に対して前記構成部材（９）が１８０°だけ回転された２つの位置で前記構成部材（９）を受容できることを特徴とする請求項１−９のいずれか１つに記載の切換系。
11. 前記構成部材（９）が、所定の面の対角線に沿って切断された立方体半部に対応する２つのハウジング半部からなり、前記フランジ（１０，１１）が、１つのハウジング半部に設けてあることを特徴とする請求項１−１０のいずれか１つに記載の切換系。
12. 前記第２の板バネ（７）が、Ｖ字形に構成され、前記構成部材（９）の受容時に前記フランジ（１０，１１）のエッジが前記第２の板バネ（７）の自由端とは反対側のＶの面に当接するよう、設計されていることを特徴とする請求項１−１１のいずれか１つに記載の切換系。

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