JPH07325240A - 光学素子の切換装置 - Google Patents

光学素子の切換装置

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JPH07325240A
JPH07325240A JP11940094A JP11940094A JPH07325240A JP H07325240 A JPH07325240 A JP H07325240A JP 11940094 A JP11940094 A JP 11940094A JP 11940094 A JP11940094 A JP 11940094A JP H07325240 A JPH07325240 A JP H07325240A
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JP
Japan
Prior art keywords
click
optical element
positioning
nut
prism base
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Pending
Application number
JP11940094A
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English (en)
Inventor
Takashi Nagano
隆 長野
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】安価で確実な光学素子の切換えと、構成度の位
置決めができる、光学素子の切換装置を提供することを
目的とする。 【構成】クリック溝5a,5bの光学素子1,2の切換
間隔をL、クリック溝5a,5bのクリック作用により
クリックボール6が位置決め中心位置からずれても位置
決めさできるように呼び込める量をh、プリズム台3と
ナット25との間に生じるガタをd、ステップモータ2
0の駆動パルスに応じて移動部材が移動する量をDM
した場合、L−h≦DM ≦L+d,h<dを満たす、よ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、種々の光学素子を電動
でかつ高精度に切換えできるようにした、例えば顕微鏡
に用いられる光学素子の切換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医学、生物学をはじめ、その他の分野に
おいて広く用いられている顕微鏡は、対物レンズやコン
デンサレンズをはじめとする各種の光学素子を備えてい
る。この場合、検鏡法、照明方法及び観察方法を変える
ためには、各々の光学素子の配置を切換える必要があ
る。また、この切換えに際しては、位置決め精度が高い
ことが要求されている。従来の顕微鏡は、各々の光学素
子の切換操作は、観察者が手動で行っていたため、大変
煩わしい操作が必要である。
【0003】この問題を解消するために、例えば、特開
昭56−36614号公報には、光学素子の切換を自動
的に行う装置が開示されている。この装置によれば、複
数の光学素子が固定されたターレット板と、スリット板
とを別体に形成し、空動き結合によって両者を連結する
と共に、スリット板を電動機によって駆動するように構
成している。そして、光電装置がスリット板のスリット
位置を検出すると、電動機への電動供給が断たれ、スリ
ット板は停止するが、ターレット板は空動き結合の遊び
のためにその慣性で回転を続け、その間に係止部材がタ
ーレット板のV溝のような係止凹部に落ち込んで、ター
レット板を定位置に停止させる(すなわち、光学素子を
定位置に停止させる)ように動作する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の光学素子切換装置では、切換えられる光学素子
の重量による慣性の相違や、グリス等の潤滑剤の温度特
性により、ターレット板がターレット板のV溝の呼び込
み範囲外の位置で停止してしまう等の問題があり位置決
め動作が不安定である。また、この他にも、サーボモー
タと高精度センサとを組み合わせて、切換え、位置決め
を行うこともできるが、非常に高価なものとなってしま
う。
【0005】この発明は、安価で確実な光学素子の切換
えと、構成度の位置決めができる、光学素子の切換装置
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の光学素子の切換装置は、光学素子が固定さ
れ、クリック部材を有する移動部材を、ステップモータ
と前記移動部材を駆動するための接触部材を有する駆動
機構とを介して移動させ、クリック溝のクリック力によ
り位置決めするものであって、前記クリック溝の光学素
子の切換間隔をL、前記クリック溝で生じるクリック作
用によりクリック部材が位置決め中心位置からずれても
位置決めできるように呼び込める量をh、前記移動部材
と接触部材との間に生じるガタをd、前記ステップモー
タの駆動パルスに応じて移動部材が移動する量をDM
した場合、 L−h≦DM ≦L+d,h<d を満たすように構成したことを特徴としている。
【0007】
【作用】光学素子が固定されクリック部材を有する移動
部材は、予め定められた駆動パルスで駆動されるステッ
プモータによって、駆動伝達機構を介して駆動される接
触部材によって移動される。このステップモータの駆動
パルス数は、接触部材と移動部材との間、並びに駆動伝
達機構に存在するガタ、切換えられる光学素子間の間
隔、クリック部材をクリック溝に呼び込むための量を考
慮して、最小のパルス数で位置決めできる場合と最大の
パルス数で位置決めできる場合との間にあるように設定
しておく。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を概略的に示した
図であり、光学素子をリニアに駆動して位置決めを行う
場合の構成例を示している。
【0009】図において、符号1および2は、光学素子
であるプリズムを示している。これらのプリズム1,2
は、紙面に対して垂直に延出する光軸Oに対して位置決
めが成されるように、リニア(図中左右方向)に移動す
る移動部材であるプリズム台3の表面に固定されてい
る。このプリズム台3は、ベース4に設けられた例えば
一対のガイド軸5(片方のみ図示)に対して、図中左右
方向に摺動自在に嵌合支持されている。これらのガイド
軸5の片方もしくは両方には、プリズム1,2の位置決
めを行うためのクリック溝5a,5bが形成されてい
る。このクリック溝5a,5bは、プリズム台3に設け
られたクリック部材であるボールクリック6を容易に呼
び込めるようにV字状に形成されていることが好まし
い。これらのクリック溝5a,5bおよびボールクリッ
ク6は、プリズム台3に固定されたプリズム1,2が、
それぞれ光軸に一致するように、正確に位置決めされて
いる。これにより、プリズム台3に設けられたボールク
リック6の弾性力によって、移動方向において正確な位
置決めを行うことができる。
【0010】このプリズム台3の下方には、このプリズ
ム台を実際に駆動するために駆動機構が配されている。
この駆動機構は、前記ガイド軸5に対して平行に延出
し、リードネジ12が固定された駆動軸10を備えてい
る。駆動軸10は、その両端において、ベアリング14
を介してベース4に対して回転可能に支持されている。
駆動軸10の一端は、ベース4から突出しており、この
突出部分にはプーリ15が固定されている。このプーリ
15には、タイミングベルト17の一端が巻回されてお
り、その他端は、ベース4に固定されたステップモータ
の駆動軸に固定されたプーリ18に巻回されている。こ
れにより、駆動軸は、ステップモータ20によって回転
駆動される。
【0011】前記リードネジ12には、ナット25が螺
合しており、このナット25には前記プリズム台3の方
向に向けて突出する制御ピン27が設けられている。一
方、前記プリズム台3の下面には、プリズム台3の移動
方向に沿って延出する長穴3aが形成されており、この
長穴3a内に制御ピン27が挿入されている。
【0012】ここで、ステップモータ20にパルスを印
加すると、前記プーリ18、タイミングベルト17およ
びプーリ15を介して、駆動軸10に固定されたリード
ネジ12が回転する。リードネジ12の回転によって、
これに螺合しているナット25は、規制ピン27がプリ
ズム台3の長穴3aに挿入されてその回転方向に規制を
受けるため、軸方向に移動する。ここでさらにステップ
モータ20を回転し続けると、図1で示した状態からナ
ット25がプリズム台3に接触するようになりプリズム
台3は、ナット25の移動と共にガイド軸5に沿って移
動する。ステップモータ20は、所定のパルス数だけ回
転され、ボールクリック6がガイド軸5に形成されたク
リック溝5a,5bのクリック呼び込み範囲に入ると、
クリック力により、プリズム台3の移動方向の位置が決
まり、結果的に、プリズム1,2は高精度で位置決めさ
れる。
【0013】次に、図2及び図3を参照して、クリック
位置決めについて詳細に説明する。dは、ナット25
と、このナットがプリズム台3に接触する位置との間の
ガタである。この実施例では、説明を簡単にするため
に、ステップモータ20からナット25に至までの伝達
機構は、バックラッシュをゼロとしているが、通常、リ
ードネジ12とナット25との間、プーリ15とプーリ
18との間、および規制ピン27とプリズム台3に形成
された長穴3aの規制ピン27の回転方向の接触面との
間にはそれぞれバックラッシュがあるが、これもdの中
に含まれている。Lは、プリズム1,2の切換間隔であ
り、クリック溝であるV溝の中心間距離に相当する。h
は、ボールクリック6により、V溝中心が多少ズレても
プリズム台3を呼び込んで位置決めできる距離であり、
拡大して示すと、図2(c)によって定められる距離で
ある。また、DM は、ステップモータ20の印加パルス
数に応じて、ナット25が移動する移動量である。
【0014】上記設定された各因子に基づいて、プリズ
ム1,2が正確に位置決めされるような、ナット25の
移動量DM の範囲について説明する。図2(a)及び
(b)は、プリズム台3を、(a)に示すクリック溝5
aの位置から(b)に示す5bの位置へ移動させるの
に、ステップモータ20に最大のパルス数が必要となる
場合を示しており、この時のナット25の移動量をDM
max としている。この時、DM max は、L+dとなり、
これ以上パルスを印加すると、ボールクリック6はクリ
ック溝5bを乗り越えてしまう。すなわち、例えクリッ
ク力で元に戻す力が作用しても、リードが小さいリード
ネジ12では、ナット25からリードネジ12を回転さ
せるだけの力には変換されにくく、また、例えリードが
大きくても、ステップモータ20のディテントトルクが
ブレーキとなり、結局、プリズム台3はクリック溝5b
を乗り越えたままで、位置決めが成されないことにな
る。
【0015】図3(a)及び(b)は、プリズム台3
を、(a)に示すクリック溝5aの位置から(b)に示
す5bの位置へ移動させるのに、ステップモータ20に
最小のパルス数が必要となる場合を示しており、この時
のナット25の移動量を、DM min としている。この
時、DM min は、L−hとなり、これより少ないパルス
数では、クリック溝5bのクリック呼び込み範囲まで至
らないので、プリズム台3の位置決めはできない。な
お、図3(c)は、ナット25の移動量DM が、図2
(a)(b)及び図3(a)(b)で示すDM max とD
M min の範囲内にあるときの、ナット25とプリズム台
3との関係を示しており、この範囲内でクリックボール
6は、クリック溝5aから5bに案内されることとな
る。
【0016】さらに、ボールクリック6により、クリッ
ク溝中心が多少ズレてもプリズム台3を呼び込んで位置
決めできる距離hは、ナット25とこのナットがプリズ
ム台3に接触する位置との間のガタdより小さくなけれ
ばならない。なぜなら、hがd以上になってしまうと、
ボールクリック6がクリック溝5a,5bに落ち込んで
位置決めが成される前に、ナット25は、その反対面が
プリズム台3に接触することとなり、ボールクリック6
がクリック溝5a,5bに十分に入り切らなくなるから
である。
【0017】以上をまとめると、DM が取り得る範囲
が、L−h≦DM ≦L+dかつh<dであれば、光学素
子の切換えを正確、確実に行うことが可能となる。すな
わち、ステップモータとクリックによる安価で、高精度
な切換え及び位置決めが可能となる。
【0018】以上説明した実施例では、リードネジとナ
ットを用いた直動機構の例で、光学素子の切換機構を示
したが、本発明の実施例は上記実施例に限定されること
はない。例えば、従来技術のような、ターレット機構で
も同様に応用することができる。この場合、本実施例で
説明したL,h,d,DM は、それぞれ回転して位置決
めを行う際の、角度に応じた距離に対応することとな
る。また、クリック部材が位置決め中心位置からずれて
も、それを呼び込めるようにした構成は、クリック溝を
V字状に構成したが、クリック部材を呼び込めるような
形状であれば、種々変形することができる。あるいは、
クリック部材をV字状に構成して、呼び込めるような構
成であっても差支えない。さらに、切換えられる光学素
子は、プリズムに限定されることもなく、また、上記し
た切換装置は、顕微鏡以外の光学装置においても用いる
ことが可能である。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学素子
の切換装置によれば、安価で確実な光学素子の切換え
と、構成度の位置決めが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を概略的に示した図であり、
光学素子をリニアに駆動して位置決めを行う場合の構成
例を示す図。
【図2】クリック位置決めを説明するための図であっ
て、ステップモータに最大のパルス数が必要となる場合
を示しており、(a)はプリズム台が左側のクリック溝
に係合した状態を示す図、(b)プリズム台が右側のク
リック溝に係合した状態を示す図、そして、(c)はク
リック溝を拡大して示す図。
【図3】クリック位置決めを説明するための図であっ
て、ステップモータに最小のパルス数が必要となる場合
を示しており、(a)はプリズム台が左側のクリック溝
に係合した状態を示す図、(b)プリズム台が右側のク
リック溝に係合した状態を示す図、そして、(c)は、
図2及び図3で示した範囲内にあるときの、ナットとプ
リズム台との関係を示す図。
【符号の説明】
1,2…プリズム、3…プリズム台、5a,5b…クリ
ック溝、12…リードネジ、15…プーリ、17…タイ
ミングベルト、18…プーリ、20…ステップモータ、
25…ナット、27…規制ピン。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学素子が固定され、クリック部材を有
    する移動部材を、ステップモータと前記移動部材を駆動
    するための接触部材を有する駆動機構とを介して移動さ
    せ、クリック溝のクリック力により位置決めする光学素
    子の切換装置において、 前記クリック溝の光学素子の切換間隔をL、前記クリッ
    ク溝で生じるクリック作用によりクリック部材が位置決
    め中心位置からずれても位置決めできるように呼び込め
    る量をh、前記移動部材と接触部材との間に生じるガタ
    をd、前記ステップモータの駆動パルスに応じて移動部
    材が移動する量をDM とした場合、 L−h≦DM ≦L+d,h<d を満たすように構成したことを特徴とする光学素子の切
    換装置。
JP11940094A 1994-05-31 1994-05-31 光学素子の切換装置 Pending JPH07325240A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104297895A (zh) * 2014-09-28 2015-01-21 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 电动变焦距镜组切换装置
CN113252078A (zh) * 2021-05-31 2021-08-13 中铁隧道集团一处有限公司 通用一体式棱镜基座对中器检校方法

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Effective date: 20040511

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