JPH0476514A - 実体顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、実体顕微鏡に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕この種
従来の実体顕微鏡としては、例えば変倍部を含む一つの
対物光学系と、該対物光学系の射出瞳に配置され各々の
光軸が該対物光学系の光軸から外れた位置にある一対の
接眼光学系とを備え、物体を所定の内向角をもって立体
視できるようにしたものがある。

しかし、このような単対物の実体顕微鏡では、対物系で
変倍を行なうと、一定の内向角を持った光線の対物系か
ら射出する際の間隔が変化する。

これを見るには変倍に応じて接眼レンズを横方向に移動
させる必要があるが、観察者の眼幅は決まっているから
、接眼レンズの位置をやたらに動かすとうまく立体視で
きなくなり、調整も非常に面倒である。

そこで、例えば第９図に示した特開昭６１−６１１１８
号公報に記載の光学系の如く各一対のミラー２ａ、３ａ
及び２ｂ、３ｂの角度の変化させることにより光線の対
物系Ｉから射出する際の間隔が変化しても接眼レンズ４
ａ、４ｂを横方向に移動させずに済むようにすることが
考えられるが、これは変倍は考えずに内向角を変化させ
ることを前提としているものであった。

一方、例えば第１０図に示した如く、接眼光学系３の位
置を固定したまま変倍系２を変化させると、内向角が変
化して立体感が変化してしまう。

即ち、変倍によって物体像の凹凸の感じか異なって見え
るようになり非常に具合が悪い。

本発明は、上記問題点に鑑み、変倍時に立体感を一定に
保ちつつも接眼光学系の間隔を変えずに済むようにした
実体顕微鏡を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明による実
体顕微鏡は、 変倍部を含む一つの対物光学系と、該対物光学系の射出
瞳に配置され各々の光軸が該対物光学系の光軸から外れ
た位置にある一対の接眼光学系とを備え、物体を所定の
内向角をもって立体視できるようにした実体顕微鏡にお
いて、 前記変倍部と接眼光学系との開に前記所定の内向角をも
った光線を変倍に拘らず前記接眼光学系に入射させる光
路変換手段を備えていることを特徴としている。

以下、これについて詳細に説明する。

変倍系にアフォーカル変倍系を用いるガクレオ形実体顕
微鏡を例として挙げる。ガクレオ形の実体顕微鏡は、第
１図に示した如く、物体からの光線を平行にする対物レ
ンズ１１とアフォーカル変倍系１２と平行光線を結像さ
せる結像レンズ１３ａ、接眼レンズ１３ｂからなる接眼
光学系１３とで構成される。尚、対物レンズ１１とアフ
ォーカル変倍系１２が対物系を構成している。アフォー
カル変倍系１２は、普通左右一対の変倍系を有するが、
本発明においては、第１図に示すように一つの変倍系か
らなっている。接眼光学系１３は、左右一対の光学系か
ら成り、複数取付も可能である。

アフォーカル変倍系１２では、アフォーカル変倍により
入射観察光線高が一定でも倍率とアフォーカル変倍系光
軸１４からの観察系光軸１５の高さ（以後、アフォーカ
ル変倍系光軸１４からの観察系光軸１５の高さのことを
観察系光軸高と呼ぶ。

）が変化する。アフォーカル倍率がβのときの入射観察
系光線高をｈｌ、射出観察系光線高をβ２とすると、こ
れらの関係は次式（１）で表わせる。

β＝ｈ、／ｈｚ　　　　　　　・・・・（１）立体感を
一定にするには、対物レンズ１１の射出観察系光線高（
アフォーカル変倍系１２の入射観察光線高）を一定にし
なければならない。又、観察者の眼幅が一定であること
から接眼光学系１３の入射観察系光線高も一定にする必
要がある。

従って、このことを達成するために、本発明ではアフォ
ーカル変倍系１２と接眼光学系１３の間に射出光軸の高
さを変倍に連動して一定に調整する手段即ち移動反射部
材１６及び反射部材１７を備えている。

又、有限像点のズームレンズの場合、内向角ａと２本の
射出光軸のなす角すと倍率βとの関係は次式（２）のよ
うになる。

β＝　ａ　／　ｂ　　　　　　　　・・・・（２）この
ように倍率変化に伴って内向角や２本の射出光軸のなす
角が変わる変倍系を用いる場合、変倍時宜体感を一定に
保つ即ち内向角を一定に保ちつつ接眼光学系の入射観察
光線高を一定にするために、変倍に連動して射出角と射
出位置を一定にする手段即ち移動又は回転する反射部材
や屈折部材などを変倍光学系と接眼光学系との間に備え
ている。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第１実施例 これは、第１図に示した如く、対物レンズ１１とアフォ
ーカル変倍系１２と結像レンズ１３ａ。

接眼レンズ１３ｂを含む接眼系１３とからなる実体顕微
鏡において、アフォーカル変倍系１２の射出側に、プリ
ズムやミラー等の移動反射部材１６と移動反射部材１６
の反射光を接眼系１３に導く反射部材１７を設けている
。この反射部材１６を変倍系光軸１４と垂直な方向に次
式（３）に従って動かすようになっている。

ｈ＋ｘβ、＝ｈ２Ｘβ２　　　・・・・（３）但し、第
１状態での倍率をβ１、移動反射部材１６の反射面での
観察光軸高をｈｌ、第２状態での倍率をβ２、観察光軸
高をβ２とする。

従って、本実施例によれば、変倍しても対物レンズ１１
の内向角θは変化しないので、立体感は一定に保たれる
。而も、アフォーカル変倍系１２の射出観察光線高が変
化しても、移動反射部材１６と反射部材１７の作用によ
り接眼系１３への入射観察光線高は一定に保たれるので
、接眼系１３゜１３の間隔を変えずに済む。

１１寒豊１ 本実施例は第２図に示した如く構成されており、移動反
射部材１８を除き第１実施例と同じ構成である。移動反
射部材１８は、変倍系光軸と平行に次式（４）を満たし
ながら動かすようになっている。

ｈ、ｘβ１＝　（ｈ＋　＋ｄＸｓｉｎ　２θ）×β２・
・・・（４） 但し、第１状態での倍率をβ１、移動反射部材１８の反
射面での観察光軸高をｈｌ、第２状態での倍率β２、第
１状態と第２状態での移動反射部材１８の移動量をｄと
する。θは、移動反射部材１８の反射面と観察系光軸に
垂直な面となす角である。

本実施例は、移動反射部材１８の移動方向と変倍系１２
の構成レンズの移動方向が一致するため、機械的に製作
し易い。

第３実施例 本実施例は第３図に示した如く構成されており、反射部
材部を除き同し構成である。第１実施例の反射部材部に
代わって、回転可能な平行平面板１９が設けられ、その
回転角とズーム倍率を次式（５）に従って変化させるよ
うになっている。

（１−β）　Ｘｈ１／＋＝＋ｉｎ　ｅ−ｍθＸ　ｔｉｎ
θ／（ｎ−ｔｉｎ’θ）１′・・・・（５） 但し、βは変倍部のアフォーカル倍率、ｈｌは光軸間隔
の１／２、ｔは平行平面板１９の厚さ、ｎは平行平面板
１９の屈折率、θは平行平面板１９と光軸に垂直な面と
なす角である。尚、アフォーカル倍率が小さく、ｌ）θ
の場合次式（６）になる。

（１−β）Ｘｌｌ、／１＝ｔｘθＸ（１−１／ｎ）・・
・・（６） 本実施例は、変倍系射出の光軸間隔と接眼光学系光軸間
隔の大小が変倍により変わる場合、簡単な構造でそれに
対応できる。

夏土皇亙画 本実施例は第４図に示した如く構成されており、反射部
材部を除き第１実施例と同じ構成である。

同一頂角αのプリズム２０．２１の片方又は両方を動か
して二つのプリズム２０．２１の間隔ｔを変えることに
より、観察系光軸高を変えるようになっている。このと
きの光軸の変化量ｄは、次式（７）で表わせる。但し、
ｎはプリズム２０．２１の屈折率である。

ｄ＝　ＩｘＣＯ１αＸ１ｉｕｘ　（ｎＸｃ＋ｕ−（１−
ｎ’ｘ＋ｉ＋’α）１″／（１−ｎＩｘｓＩＩＩａ）１
″・・・・（７） 第１状態（倍率β１．観察光軸高り、）から、第２状態
（倍率β２）に切換えたときの関係は、次式（８）にな
る。

βｌ×ｈｌ＝βｚＸ（ｈｌ＋ｉ）　　・・・・（８）本
実施例は、プリズムの移動と変倍系の移動方向が一致し
、倍率の変化量とプリズムの間隔の変化量との関係が一
定であるので、機械設計がし易い。

ＬＩＪＬ豊 本実施例は第５図に示した如く構成されており、対物レ
ンズ１１と変倍系１２との間に観察光軸変換機構を入れ
ている。この機構は、第６図に示すように、凸凹で対向
する同一の頂角の円錐面を持った屈折率ｎの硝材ででき
たプリズム２２．２３が動き、その間隔ｔを変えること
により、観察光軸高を変えるようになっている。円錐の
頂角をγとすると、α＝π／２−γとした場合、倍率と
移動量の関係式は、第４実施例で示した式（７）７式（
８）となる。又、第７図で示すように、円錐面が外側に
位置するようにすることもできる。この場合、プリズム
２２．２３の間隔の変化量ｔと観察光軸高の変化量は、
次式（９）のようになる。

ｎ　Ｘ　（＋ｉｏ　’　ａ＋ｃｏｓ　ａ　（ｎ’　−５
ｉｎ　’　ａ）　”　１・・・・（９） 本実施例は、第１実施例１乃至第４実施例と異なり、接
眼光学系１３を変倍光学系光軸のまわりに回転させたと
き、接眼光学系１３と観察光軸高変換光学系（プリズム
２２．２３から成る光学系）を連動させる必要がない。

そのため、観察光軸変換光学系と接眼光学系１３とが離
れていても、接眼光学系１３を回転させる場合、複雑な
構造を必要としない。

１１里１ｌ 上記第１乃至第５実施例は、アフォーカル変倍系１２を
有するものであったが、本実施例は、第８図に示すよう
に有限像点光学系の変倍系２４を有している。該変倍系
２４が有限像点の場合、内向角δを一定にすると、観察
光学系射出光軸のなす角εが変倍に従って変化する。又
、観察系光軸は像面で集束するため、像面以外で角度と
光軸の高さが変わる。そのため、観察光線高補正機構は
、角度と高さを補正することになる。そのため、変倍系
２４に連動して２箇所動かさなければならない。又、変
倍系２４が有限像点光学系なので変倍系２４の射出面か
ら接眼光学系２８までの距離も変われば、同焦も変わっ
てしまう。

そこで本実施例では、移動反射部材２５の回転と光軸に
垂直な方向の動きで射出光軸を一定に保ち、内部で２回
反射させる移動プリズム２６の移動により同焦を保つよ
うになっている。プリズム２６を射出した後の光は反射
部材２７により接眼系２８に導かれる。尚、移動プリズ
ム２６は、ミラー２枚でも代用できる。

変倍系２４の光軸からの移動反射部材２５までの高さを
ｈ、移動反射部材２５の光軸となす角をζ、プリズム２
６の入射面の変倍系２４の光軸からの高さをｍとすると
、夫々次の各式（１０）、　（Ｉυ、囮のようになる。

ｈ＝ａＸβＸ５ｉｎδ／（β２−ｓｉｎ　２　δ）１″
・・・・（１０） ζ＝　ｙｒ／　４−５ｉｎ　　−’　　（ｓｉｎ　　δ
／β）、　　−−−−（ＩＩ）”Ｉ’＋Ｑ／２−ａｘβ
ｘ＋ｉｏδ／２／（β’−ｔｉｏ’δｌ”　　　　−・
−（１２）但し、ａは像面から移動反射部材２５までの
変倍系光軸方向の距離、ｐは変倍系２４の光軸から移動
プリズム２６の入射面までの距離、ｑは変倍系最低倍率
での移動反射部材２５の光軸反射点から移動プリズム２
６の入射面までの距離である。

本実施例は、補正が複雑であるが、小型化できる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明による実体顕微鏡は、変倍時に立体
感を一定に保ちつつ接眼光学系の間隔を変えずに済むと
いう実用上重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実体顕微鏡の第１実施例の光学系
を示す図、第２図乃至第５図は夫々第２乃至第５実施例
の光学系を示す図、第６図及び第７図は夫々第５実施例
の観察光軸高変換光学系及びその変形例の斜視図、第８
図は第６実施例の光学系を示す図、第９図及び第１０図
は夫々従来例及び他の従来例の光学系を示す図である。 １１・・・・対物レンズ、１２・・・・アフォーカル変
倍系、１３．２８・・・・接眼系、１４・・・・アフォ
ーカル変倍系光軸、１５・・・・観察系光軸、１６，１
８．２５・・・・移動反射部材、１７．２７・・・・反
射部材、１９・・・・平行平面板、２０，２１．２２゜
２３・・・・プリズム、２４・・・・変倍系、２６・・
・・移動プリズム。 第５図 １−６図 １Ｐ３図 ′ｊＩｐ４ 図 矛１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変倍部を含む一つの対物光学系と、該対物光学系の射出
   瞳に配置され各々の光軸が該対物光学系の光軸から外れ
   た位置にある一対の接眼光学系とを備え、物体を所定の
   内向角をもって立体視できるようにした実体顕微鏡にお
   いて、 前記変倍部と接眼光学系との間に前記所定の内向角をも
   った光線を変倍に拘らず前記接眼光学系に入射させる光
   路変換手段を備えていることを特徴とする実体顕微鏡。