JP4939246B2 - 顕微鏡鏡筒および顕微鏡 - Google Patents

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Description

本発明は、観察光を内部に導入する導入口と、前記観察光を外部へ導出する複数の導出口と、前記導入口から導入された前記観察光の光路を選択的に切り換えて該観察光を前記導出口の少なくとも1つへ導く光路切換機構とを備えた顕微鏡鏡筒に関する。
従来、顕微鏡鏡筒として、目視観察とカメラによる観察とが自在に切替可能な3眼鏡筒がある(例えば、特許文献1および2参照)。一般に、3眼鏡筒は、顕微鏡本体上に搭載された場合に対物レンズからの観察光を内部に導入する導入口と、導入された観察光を収斂させて観察像を結像させる結像レンズと、目視観察用の双眼部または画像観察用のカメラへ観察光を導出する複数の導出口と、複数の導出口の少なくとも1つへ観察光を選択的に導く光路切換機構とを鏡筒本体に備えている。双眼部とカメラとは、それぞれ対応する導出口の周辺部で鏡筒本体に取り付けられ、その導出口と光学的に接続される。また、結像レンズは、導入口内あるいはその出口付近に設けられる。
特開平8−114749号公報 特開2005−221560号公報
ところで、近年の顕微鏡用途の拡大にともない、カメラ以外にも種々の測定機等を3眼鏡筒上に設けて標本の観測を行う要望が高まっている。これに応じ、従来利用されていたカメラよりも重い測定機等を鏡筒本体上に搭載する必要が生じている。この場合、鏡筒本体に対してこれまで以上に大きな荷重が加わるため、鏡筒本体とその内部の光学部材等とに従来よりも大きな歪を発生させることとなり、観察像の像質を劣化させるばかりか所望の観測精度を得られない恐れがある。また、顕微鏡本体に対する荷重も増大されるため、像質の劣化と観測精度の低下とが一層増長される恐れがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鏡筒本体上の搭載機器が重量化される場合にも、鏡筒本体とその内部の光学部材等とに発生する歪を抑制することができるとともに、顕微鏡本体に対する荷重の増大を抑制することができる顕微鏡鏡筒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、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、観察光を内部に導入する導入口と、前記観察光を外部へ導出する複数の導出口と、前記導入口から導入された前記観察光の光路を選択的に切り換えて該観察光を前記導出口の少なくとも1つへ導く光路切換機構とを備えた顕微鏡鏡筒において、一体形成された筒状枠体であって、前記導入口と複数の前記導出口と前記光路切換機構を支持する支持部とを前記筒状枠体の側壁中央部に有した本体枠を備えたことを特徴とする。
また、本発明にかかる顕微鏡鏡筒は、上記の発明において、前記光路切換機構は、前記観察光の光路を形成する光学部材と、該光学部材を前記本体枠の中軸方向に搬送し、前記導入口に対して配置させる搬送部とを有し、前記本体枠の長さは、前記搬送部による前記光学部材の可動範囲より短いことを特徴とする。
本発明にかかる顕微鏡鏡筒によれば、鏡筒本体上の搭載機器が重量化される場合にも、鏡筒本体とその内部の光学部材等とに発生する歪を抑制することができるとともに、顕微鏡本体に対する荷重の増大を抑制することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる顕微鏡鏡筒の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一符号を付して示している。
(実施の形態)
まず、本発明の実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図1は、本実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒を用いた顕微鏡100の要部構成を示す図である。この図に示すように、顕微鏡100は、標本1が載置されるステージ2と、ステージホルダ3aを介してステージ2を支持する顕微鏡本体3と、顕微鏡本体3の上部に搭載され、図示しない照明光学系が内部に設けられた中間鏡筒としての投光管4と、投光管4の後端部(図1における右端部)に取り付けられ、図示しない照明光源が内部に設けられたランプハウス5とを備えている。
また、顕微鏡100は、顕微鏡本体3の前側(図1における左側)先端部に設けられたレボルバ6と、レボルバ6に対して交換可能に取り付けられた複数の対物レンズ7と、投光管4の上部に搭載された鏡筒8とを備える。鏡筒8の前面部(図1における左側面部)には、一対の接眼レンズ9aを有した双眼部9が設けられており、鏡筒8の上面部には、図示しないカメラあるいは測定機等が接続される機器接続部10が設けられている。
標本1は、顕微鏡本体3の側面部に凸設された焦準ハンドル3bの回動動作に連動して上下動されるステージホルダ3aによってステージ2とともに昇降移動され、対物レンズ7に対して焦準合わせ(ピント合わせ)される。また、標本1は、図示しない平面駆動機構によって、対物レンズ7の光軸に垂直な平面内で自在に移動される。対物レンズ7は、レボルバ6の回動動作に応じて標本1上に択一的に配置される。投光管4は、ランプハウス5から供給される照明光を、内部に設けられた照明光学系によって対物レンズ7を介して標本1に照射させる。
対物レンズ7は、鏡筒8が内部に有する後述の結像レンズ12(図2,3参照)と協働し、照明光学系によって照明された標本1の観察像を結像させる。その際、対物レンズ7は、標本1上の各点から発せられる観察光を集め、平行光束にして結像レンズ12へ射出させる。結像レンズ12は、対物レンズ7が射出させた観察光を収斂させて観察像を結像させる。この観察像は、鏡筒8から双眼部9へ導出され、左右方向(図1における紙面垂直方向)に2分割された後、接眼レンズ9aを介して目視観察される。あるいは、鏡筒8から機器接続部10へ導出され、図示しないカメラもしくは測定機等によって検出される。
つづいて、本実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒8について詳細に説明する。図2および図3は、鏡筒8の要部構成を示す図である。図2は、右側面から見た図であり、図3は、正面(図2における左側面)から見た図であって、それぞれ鏡筒8の内部構成と一部断面構成とを示している。これらの図に示すように、鏡筒8は、鏡筒本体11、結像レンズ12、光路切換機構13およびカバー14を備える。
本体枠としての鏡筒本体11は、左右方向(図2における紙面垂直方向および図3における左右方向)が開口され、一体形成された筒状枠体であって、その側壁部には、結像レンズ12を保持するとともに対物レンズ7からの観察光を結像レンズ12を介して内部に導入する導入口11aと、導入された観察光を双眼部9および図示しないカメラ等へそれぞれ導出する導出口11b,11cと、光路切換機構13を支持する支持部11dと、鏡筒8を投光管4上の所定位置に取り付けるための取付部11eとが設けられている。
導入口11a、導出口11b,11cおよび支持部11dは、側壁部上で、鏡筒本体11の中軸方向(図2における紙面垂直方向)における中央部に設けられるとともに、鏡筒本体11の周方向(図2における紙面に沿った外周方向)に列設されている。具体的には、鏡筒本体11の中央横断面に沿って、図2に示すように導入口11a、支持部11d、導出口11bおよび導出口11cがこの順で時計回りに配列されて設けられている。ここで、鏡筒本体11の中央横断面とは、結像レンズ12の光軸を含み、鏡筒本体11の中軸に垂直な平面に相当する。
双眼部9は、入射側の先端部9bが導出口11bの周囲に当接され、機器接続部10は、入射側の端面10aが導出口11cの周囲に当接されることで、それぞれ鏡筒本体11に取り付けられて支持される。また、鏡筒8は、導入口11aの周囲で丸アリ状に凸設された取付部11eを介して投光管4上の所定位置に取り付けられ、これによって対物レンズ7と鏡筒8と双眼部9または機器接続部10とが光学的に接続される。
光路切換機構13は、導入口11aおよび結像レンズ12を介して入射した観察光を導出口11b,11cへ導くための光路を形成する光学部材としてのプリズム15A〜15Cと、このプリズム15A〜15Cを保持するとともに鏡筒本体11の中軸方向に搬送し、導入口11aおよび結像レンズ12に対して択一的に配置させる搬送部としてのスライダ16と、スライダ16を支持するとともに中軸方向へ案内する案内部としてのガイド17とを用いて構成されている。
プリズム15A〜15Cは、それぞれ図4−1〜図4−3に示すように形成されている。すなわち、単一光路形成部材としてのプリズム15Aは、結像レンズ12から入射される観察光を内部で2回反射させて導出口11bへ射出させる。複数光路形成部材としてのプリズム15Bは、プリズム15a,15bを接合して形成されており、結像レンズ12から入射される観察光を接合面15cで2分割する。分割した一方の観察光は、プリズム15aによって内部で2回反射されて導出口11bへ射出され、他方の観察光は、プリズム15bを透過して導出口11cへ射出される。単一光路形成部材としてのプリズム15Cは、結像レンズ12から入射される観察光をそのまま透過させて導出口11cへ射出させる。なお、プリズム15A,15aは、同一形状に形成されている。
スライダ16は、上面部にプリズム15A〜15Cを鏡筒本体11の中軸方向に配列して保持している。スライダ16の側面部には、中軸方向にツマミ16aが凸設され、底部に凸設された2つの連結部16bには、円柱状のガイド17が貫装されている。ガイド17は、中軸方向に配された2つの支持部11dに貫設され、中軸方向と平行に支持されている。このため、光路切換機構13は、支持部11dに支持され、スライダ16は、鏡筒本体11に対して中軸方向に移動自在とされている。スライダ16は、ツマミ16aが中軸方向に押し引き操作されることで、プリズム15A〜15Cを導入口11aおよび結像レンズ12上に択一的に配置させる。これによって、光路切換機構13は、導入口11aから導入された観察光の光路を選択的に切り換え、この観察光を導出口11b,11cの少なくとも一方へ導くことができる。
また、光路切換機構13は、背面側(図2における右側)に突起状ガイド18と板バネ19とが設けられている。突起状ガイド18は、突起方向に形成された貫通孔18a内にボール18b、バネ18cおよびビス18dを有し、ビス18dの締付量とバネ18cのバネ力とに応じてボール18bの一部を貫通孔18aの先端部から一定圧力で突出させる。突起状ガイド18は、鏡筒本体11の側壁部に貫装され、セットビス20によって固定されることで、ボール18bをスライダ16に設けられた溝16cに対して所定圧力で当接させるとともに、先端部を溝16cに嵌装させている。これによって、突起状ガイド18は、溝16cを介してスライダ16を支持するとともに、ガイド17に対するスライダ16の、中軸に垂直な方向におけるガタツキを防止している。
板バネ19は、先端下面部に突起19aが設けられており、固定ビス21によって鏡筒本体11の側壁部に固定されることで、突起19aをスライダ16の上面部に中軸方向と平行に形成された図示しない溝に内設させている。この突起19aが内設される溝には、プリズム15A〜15Cの配置に応じて複数の小穴が設けられており、ツマミ16aが中軸方向に押し引き操作された場合、突起19aが溝上の小穴に係入されるごとに、その小穴に対応付けられたプリズム15A〜15Cのいずれか1つが導入口11aおよび結像レンズ12の上部に位置決めされる。その後、突起19aは、ツマミ16aをやや強めに押し引き操作することで、小穴から容易に係脱される。なお、板バネ19は、突起状ガイド18の先端上部を衝とし、突起19aによってスライダ16を下方向に抑えている。これによって、スライダ16は、より安定した状態で中軸方向にスライド可能とされている。
ここで、中軸方向の鏡筒本体11の長さは、導入口11aと導出口11b,11cとにおける最大開口径をもとに決定されている。具体的には、例えば導出口11cが最大開口である場合、鏡筒本体11の長さは、端面10aを当接させて機器接続部10を取り付けるために必要な領域を導出口11cの周囲に過不足なく確保できる長さにされる。また、例えば導入口11aが最大開口である場合には、取付部11eを形成するために必要な領域を導入口11aの周囲に過不足なく確保できる長さにされる。これによって、鏡筒本体11の長さは、最大開口径よりわずかに大きく設定されるとともに、少なくともスライダ16によるプリズム15A〜15Cの可動範囲より短くされている。
従来の顕微鏡鏡筒では、例えば特許文献1および2に示されるように、ガイド17に相当する案内部材は、鏡筒の本体枠底部の両端部に設けられた支持部によって支持されている。このため、鏡筒本体11に相当する本体枠を案内部材の長さ以下にすることができず、またプリズム15A〜15Cに相当する光学部材の可動範囲より短くすることができなかった。これに対して鏡筒8では、左右両側の支持部11dを鏡筒本体11の中軸方向における中央部に設けたことで、鏡筒本体11の長さはスライダ16によるプリズム15A〜15Cの可動範囲より短くされている。
また、このように鏡筒本体11の長さを短縮化させたことで、鏡筒8では、鏡筒本体11の肉厚を従来の本体枠よりも厚肉化することが可能となり、これによって、鏡筒本体11の剛性が向上されている。従来の顕微鏡鏡筒では、剛性を向上させるために本体枠を厚肉化した場合、その分だけ鏡筒の重量が増加され、顕微鏡本体に対する荷重が増大されることで、顕微鏡本体に生じる歪が拡大され、観察像の像質の劣化等が増長される。このため、従来の顕微鏡鏡筒では、本体枠を厚肉化することは困難であった。
これに対して鏡筒8では、鏡筒本体11の長さが従来よりも短縮化されているため、厚肉化による重量の増加を抑制することができ、顕微鏡本体3および投光管4に対する荷重の増大を抑制することができる。構成条件によっては、鏡筒8を軽量化することもできる。また、鏡筒本体11を厚肉化することで、その剛性を向上させることができ、導出口11c上に搭載させるカメラや測定機等の搭載機器を重量化させた場合にも、鏡筒本体11と、その内部に設けられた結像レンズ12、プリズム15A〜15C等とに発生する歪を抑制あるいは軽減することができる。さらに、鏡筒本体11は、導入口11a、導出口11b,11cおよび支持部11dが一体形成されているため、厚肉化の効果以上に剛性が一層向上されている。また、鏡筒本体11が一体形成されることで、例えば特許文献1に示されるように、鏡筒の本体枠が2つの部材で構成される場合に比べ、その組立工数や部品点数の削減などが可能となり、コスト低減を図ることができる。
なお、カバー14は、鏡筒本体11の両端部に着脱自在に取り付けられ、鏡筒本体11から突出された光路切換機構13の突出部を覆い、保護している。ただし、ツマミ16aの先端部は、カバー14を介して外部に突出され、カバー14を取り付けたまま外部から押し引き操作可能とされている。また、カバー14は、軽量材料によって形成されており、鏡筒8の重量化に対する影響はほとんどないものとされている。
以上説明したように、本実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒8では、一体形成された筒状枠体であって、導入口11aと、導出口11b,11cと、光路切換機構13を支持する支持部11dとを側壁中央部に有した本体枠としての鏡筒本体11を備えているため、従来の顕微鏡鏡筒における本体枠に比して鏡筒本体11の長さを短くすることができる。そして、鏡筒本体11を厚肉化し、この厚肉化による重量の増加を抑制しつつ、剛性を向上させることができる。これによって、鏡筒8では、鏡筒本体11上に搭載される搭載機器が重量化される場合にも、鏡筒本体11と、その内部の光学部材等に発生する歪を抑制することができるとともに、顕微鏡本体3および投光管4に対する荷重の増大を抑制することができる。
(変形例)
つぎに、本実施の形態の変形例にかかる顕微鏡鏡筒について説明する。図5および図6は、本変形例にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒28の要部構成を示す図である。図5は、右側面から見た図であり、図6は、正面(図5における左側面)から見た図であって、それぞれ鏡筒28の内部構成と一部断面構成とを示している。これらの図に示すように、鏡筒28は、鏡筒8の構成をもとに、鏡筒本体11および光路切換機構13に替えて鏡筒本体31および光路切換機構33を備える。その他の構成は鏡筒8と同じであり、同一構成部分には同一符号を付して示している。なお、鏡筒28は、鏡筒8に換えて顕微鏡100に搭載されるものである。
鏡筒本体31は、鏡筒本体11の構成をもとに、光路切換機構13を支持する支持部11dに替えて光路切換機構33を支持する支持部31dが設けられるとともに、突起状ガイド18に代わる突起状ガイド38がさらに設けられている。鏡筒本体31は、左右方向が開口され、一体形成された筒状枠体であって、側壁中央部には、導入口11a、支持部31d、導出口11b,11cおよび突起状ガイド38が周方向に列設されている。
光路切換機構33は、光路切換機構13の構成をもとに、スライダ16に替えてスライダ36を備え、ガイド17が省かれている。スライダ36は、スライダ16の構成をもとに、ガイド17との連結部16bに替えて支持部31dとの連結部36bが設けられている。連結部36bには、ツマミ16aと平行に溝36dが形成され、支持部31dには、鏡筒本体31の中軸と平行に凸縁部31fが形成されている。
スライダ36は、この凸縁部31fを溝36d内に挿設させて内接させることで、支持部31dに支持されるとともに、支持部31dによって中軸方向に移動自在に案内される。このため、スライダ36は、スライダ16と同様に、ツマミ16aが中軸方向に押し引き操作されることで、プリズム15A〜15Cを導入口11aおよび結像レンズ12上に択一的に配置させる。これによって、光路切換機構33は、光路切換機構13と同様に、導入口11aから導入された観察光の光路を選択的に切り換え、この観察光を導出口11b,11cの少なくとも一方へ導くことができる。
突起状ガイド38は、鏡筒本体31に一体に凸設されており、その内部には、突起状ガイド18と同様に貫通孔18aが形成され、ボール18b、バネ18cおよびビス18dが設けられている。突起状ガイド38は、ボール18bをスライダ36に設けられた溝16cに対して所定圧力で当接させるとともに、先端部を溝16cに嵌装させている。これによって、突起状ガイド38は、突起状ガイド18と同様に、溝16cを介してスライダ36を支持するとともに、支持部31dに対するスライダ36の、中軸に垂直な方向におけるガタツキを防止している。
以上説明したように、本変形例にかかる顕微鏡鏡筒としての鏡筒28では、鏡筒本体11と同様に一体形成された筒状枠体であって、導入口11aと、導出口11b,11cと、光路切換機構33を支持する支持部31dとを側壁中央部に有した本体枠としての鏡筒本体31を備えているため、鏡筒8と同様の効果を奏することができる。また、鏡筒28では、支持部31dがスライダ36を支持するとともに案内するようにしているため、鏡筒8に比して部品点数および組立工数の削減を図ることができる。
ここまで、本発明を実施する最良の形態を実施の形態として説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、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。
例えば、上述した実施の形態では、鏡筒本体11,31は、導出口を2つ備えるものとしたが、2つに限らず3つ以上備えることもできる。その場合、光路切換機構は、各導出口あるいは導出口の所望の組み合わせごとに観察光の光路を形成する光学部材を備え、この光学部材を導入口11aおよび結像レンズ12に対して択一的に配置させる機構とすればよい。
また、上述した実施の形態では、鏡筒本体11,31は、導出口11b,11cを周方向に列設して備えるものとしたが、周方向に限らず中軸方向に配列しても構わない。その場合、本体枠としての鏡筒本体の長さは、中軸方向における導出口の配列長、つまり中軸方向に配列した導出口群の一端から他端までの長さをもとに決定すればよい。
また、上述した実施の形態では、光路切換機構13,33は、それぞれスライダ16,36を中軸方向に移動させることでプリズム15A〜15Cの配置を切り換えるものとしたが、このようなスライド式の切換機構に限らず、ターレット等を用いた回転式の切換機構としてもよい。その場合にも、回転式の切換機構を支持する支持部を鏡筒本体の側壁中央部に設けることで、上述した実施の形態と同様の効果を奏することができる。
本発明の実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒を用いた顕微鏡の構成を示す図である。 実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒の構成を示す図である。 実施の形態にかかる顕微鏡鏡筒の構成を示す図である。 光路形成用のプリズムの構成を示す図である。 光路形成用のプリズムの構成を示す図である。 光路形成用のプリズムの構成を示す図である。 実施の形態の変形例にかかる顕微鏡鏡筒の構成を示す図である。 実施の形態の変形例にかかる顕微鏡鏡筒の構成を示す図である。
符号の説明
1 標本
2 ステージ
3 顕微鏡本体
3a ステージホルダ
3b 焦準ハンドル
4 投光管
5 ランプハウス
6 レボルバ
7 対物レンズ
8 鏡筒
9 双眼部
9a 接眼レンズ
9b 先端部
10 機器接続部
10a 端面
11 鏡筒本体
11a 導入口
11b,11c 導出口
11d 支持部
11e 取付部
12 結像レンズ
13 光路切換機構
14 カバー
15A〜15C,15a,15b プリズム
15c 接合面
16 スライダ
16a ツマミ
16b 連結部
16c 溝
17 ガイド
18 突起状ガイド
18a 貫通孔
18b ボール
18c バネ
18d ビス
19 板バネ
19a 突起
20 セットビス
21 固定ビス
28 鏡筒
31 鏡筒本体
31d 支持部
31f 凸縁部
33 光路切換機構
36 スライダ
36b 連結部
36d 溝
38 突起状ガイド
100 顕微鏡

Claims (7)

  1. 観察光を内部に導入する導入口と、前記観察光を外部へ導出する複数の導出口と、前記導入口から導入された前記観察光の光路を選択的に切り換えて該観察光を前記導出口の少なくとも1つへ導く光路切換機構とを備えた顕微鏡鏡筒において、
    筒状枠体であって、前記導入口と複数の前記導出口と前記光路切換機構を支持する支持部とを前記筒状枠体の側壁中央部に有した本体枠を備え、
    前記光路切換機構は、前記観察光の光路を形成する光学部材と、該光学部材を前記本体枠の中軸方向に搬送し、前記導入口に対して配置させる搬送部とを有し、
    前記本体枠の長さは、前記搬送部による前記光学部材の可動範囲より短いことを特徴とする顕微鏡鏡筒。
  2. 前記導入口と複数の前記導出口と前記支持部とは、前記本体枠の周方向に列設されたことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡鏡筒。
  3. 前記本体枠の長さは、前記導入口と複数の前記導出口とにおける最大開口径をもとに決定されることを特徴とする請求項1または2に記載の顕微鏡鏡筒。
  4. 前記光路切換機構は、前記搬送部を案内する案内部をさらに有し、
    前記支持部は、前記案内部を支持す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顕微鏡鏡筒。
  5. 前記支持部は、前記搬送部を支持するとともに案内す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顕微鏡鏡筒。
  6. 前記光学部材は、前記観察光を単一の前記導出口へ導く単一光路形成部材と、前記観察光を複数の前記導出口へ導く複数光路形成部材とを含み、
    前記搬送部は、前記単一光路形成部材および前記複数光路形成部材を前記導入口に対して択一的に配置させることを特徴とする請求項4または5に記載の顕微鏡鏡筒。
  7. 請求項1〜6のいずれか一つに記載の顕微鏡鏡筒を備えた顕微鏡。
JP2007026755A 2007-02-06 2007-02-06 顕微鏡鏡筒および顕微鏡 Active JP4939246B2 (ja)

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