JPH0735981A - 光学素子交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、光学素子を位置決めする際に
生じる係止機構の衝撃を除去した光学素子交換装置を提
供することにある。 【構成】 本光学素子交換装置は、固定部２１と、該固
定部２１に所定方向へ移動自在に支持されその移動方向
に沿って配列された複数の光学素子２６を保持した可動
部２５と、前記各光学素子２６を光軸上に位置決めする
各固定位置で前記可動部２５を係止する係止機構２８，
３２，３３とを備え、可動部２５の各固定位置に対応し
て前記固定部２１と前記可動部２５との双方の対向面に
それぞれ設けられた各一対の磁気吸引素子２４，２７
と、前記係止機構２８，３２，３３による前記可動部２
５の係止およびその解除を切換える解除機構３５〜３８
とを具備した構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡等の光学装置に
おける対物レンズ，プリズム，光学フィルター等の光学
素子の交換装置に係り、さらに詳しくは光学素子を保持
した可動部の係止機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学顕微鏡に用いられる光学素子交換装
置の一つとして光学顕微鏡のレボルバー装置が知られて
いる。光学顕微鏡のレボルバー装置には、対物レンズを
光軸上で位置決めするための係止機構を備えたものがあ
り、例えば、実開昭５１−７０５４５号公報に記載され
ている。

【０００３】上記公開公報に記載されたレボルバー装置
は、図１９に示すように、レボルバ本体１１を顕微鏡本
体に固定し、そのレボルバ本体１１に回し環１２を回転
可能に取付けている。レボルバ本体１１の外周部と回し
環１２の内周部との間には、回し環側に係合した押え環
１３を挿入し、この押え環１３がボール１４を介してレ
ボルバ本体１１の外周縁部に係合している。またレボル
バ本体１１及び回し環１２の互いの回転中心にボール１
４を保持し、このボール１４をレボルバ本体１１の裏面
側から螺入される押さえネジ１５で所定の力量にて押圧
している。

【０００４】以上の構造により、回し環１２はレボルバ
本体１１に対してボール１４を介して揺動なくかつ回転
自在に保持されるものとなる。また、係止機構は、図２
０に示すように、先端に剛球１６が固着された板バネ１
７の基端部をレボルバ本体１１に固定している。一方、
回し環１２の円周上には、Ｖ溝１８を対物レンズの取付
け位置に有する凸状部１９が一体形成されている。そし
て、剛球１６を凸状部１９の上端面に板バネ１７で付勢
して押し付けている。

【０００５】上記係止機構では、回し環１２の回転に伴
って対物レンズが光軸近傍に来ると、Ｖ溝１８に剛球１
６が呼び込まれ、板バネ１７の付勢にてＶ溝１８内に落
とし込まれる。その結果、板バネ１６の付勢力により回
し環１２が揺動なく固定され対物レンズが光軸上に位置
決めされる。

【０００６】ところで、上述した係止機構は、剛球１６
をＶ溝１８に落とし込む前後で板バネ１７の付勢力に変
動があるため、剛球１６がＶ溝１８へ勢い良く落とし込
まれることによる衝撃力が発生する。回し環１２を回転
させて対物レンズを交換する観察者は、上記衝撃力を手
に感じることにより対物レンズが光軸上に位置決めされ
たことを確認できる。

【０００７】一方、最近では前述した光学顕微鏡とマイ
クロマニピュレータとを組合わせて、細胞の観察だけで
なく、各種の微細な細胞操作（掴む，刺す，注入，切断
等）を行うようになってきた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、光学顕微鏡
とマイクロマニピュレータとを組合わせてマニピュレー
ションする場合には、対物レンズの位置決め時に発生す
る上記衝撃力にり、微細操作のために位置決めされてい
たマニピュレータ針の位置がずれるといった問題があっ
た。

【０００９】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、光学素子の位置決め精度は確保しつつ、光
学素子の位置決め時の衝撃を低減した光学素子交換装置
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光学素子交換装置は、固定部と、該固定部に
所定方向へ移動自在に支持されその移動方向に沿って配
列された複数の光学素子を保持した可動部と、前記各光
学素子を光軸上に位置決めする各固定位置で前記可動部
を係止する係止機構とを備えたものにおいて、前記可動
部の各固定位置に対応して前記固定部と前記可動部との
双方の対向面にそれぞれ設けられた一対の磁気吸引素子
と、前記係止機構による前記可動部の係止およびその解
除を切換える解除機構とを具備した構成とした。

【００１１】

【作用】本発明の光学素子交換装置では、係止機構によ
る可動部の係止が解除機構により解除される。可動部の
係止が解かれた状態で当該可動部を移動させると、その
移動前まで光軸上に配置されていた光学素子に隣接する
光学素子が光軸上に到達する付近で、固定部と可動部と
の双方の対向面に設けられた一対の磁気吸引素子が対面
し磁力にて互いに引き合う。この磁気吸引素子による磁
力が可動部に回転負荷として働いたところで移動を停止
させる。この状態では可動部は磁力により半固定となっ
ている。このように光学素子が光軸近傍で概略的に位置
決めされたならば、解除機構を動作させて係止機構で可
動部を係止し、光学素子の位置決めを行う。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１および図２は、本発明の第１実施例に係る光学素子交
換装置の断面構造を示しいる。

【００１３】本実施例の光学素子交換装置は、固定部２
１が光学機械の所定位置に光軸に対して所定の位置関係
を保って固定されている。この固定部２１は、その内部
に長手方向に沿って４角柱形状の摺動空間２２が形成さ
れている。固定部２１の一方の側面から対向する他側面
にかけて、摺動空間２２の中心軸と直交する光軸Ｚを持
った光路２３が形成されている。

【００１４】摺動空間２２は、光路２３による開口が形
成された第１，第２の面と、その第１，第２の面と垂直
な角度をなす第３，第４の面から形成されている。摺動
空間２２の第３の面には、後述する可動部の移動方向と
なる長手方向に沿って等間隔で配列された複数の永久磁
石２４ａ〜２４ｅが固定されている。

【００１５】摺動空間２２の内部に、外形が４角柱状を
なし断面寸法が該摺動空間２２よりも小さな可動体２５
が挿入されている。可動体２５は、光軸Ｚと平行な中心
軸を持つ貫通穴が等間隔で３つ形成されており、その各
貫通穴に光学素子２６ａ〜２６ｃがそれぞれ挿入されて
いる。摺動空間２２の第３の面に対向する可動体２５の
一側面には、磁性材料２７ａ〜２７ｃが光学素子２６の
配列方向に沿って永久磁石２４ａ〜２４ｅの配列間隔と
同間隔で固定されている。また摺動空間２２の第４の面
に対向する可動体２５の他側面には、断面Ｖ字型をなす
Ｖ溝２８ａ〜２８ｃが、光学素子２６の配列方向と同方
向へ同間隔で固定されている。すなわち、永久磁石２４
ａ〜２４ｅの配列間隔、光学素子２６ａ〜２６ｃの配列
間隔、磁性材料２７ａ〜２７ｃの配列間隔、Ｖ溝２８ａ
〜２８ｃの配列間隔は、共に同方向に同間隔に設定され
ている。可動体２５の一端面には、棒状をなし固定部２
１の外部より挿入された素子交換操作棒２９の先端部が
固定されている。

【００１６】なお、図面には示されていないが、可動体
２５と摺動空間２２との間には、可動体２５に固定した
磁性材料２７と固定部２１の永久磁石２７との間隔を所
定間隔に保つと共に、可動体２５を固定部２１に対して
長手方向へ摺動自在に支持する所定のガイド手段が形成
されている。磁性材料２７と永久磁石２７との間隔は可
動体２５の移動力量に応じて設定する。

【００１７】固定部２１に形成した摺動空間２２の第４
の面には、凹部３１が形成されている。この凹部３１に
は、基端部をねじで固定部２１に固定した板バネ３２が
設けられている。板バネ３２は、その先端部が光軸Ｚに
位置決めされた光学素子と同一のＶ溝２８の近傍にくる
ように固定されている。板バネ先端部のＶ溝側にボール
３３が接着等の手段より固着されている。なお、板バネ
３２は後述する偏心カム側への復元力を有している。こ
れらの板バネ３２，ボール３３，Ｖ溝２８等から係止機
構を構成している。

【００１８】一方、固定部２１の端面から凹部３１に向
けて軸棒３４が挿入されている。軸棒３４の挿入端は、
板バネ先端部の下方まで到達しており、該挿入端に円形
の偏心カム３５がねじ等で固定されている。軸棒３４の
操作端は、固定部２１の外に出ている。また、軸棒３４
には固定部２１の側壁を挾んで固定フランジ３６と調整
リング３７が設けられている。軸棒３４に固定した固定
フランジ３６を固定部２１に当て付けて調整リング３７
を軸方向へ移動することにより、軸棒３４の軸方向移動
を規制できると共に偶力の調整を行うことができる。ま
た固定部２１の端面には、つまみ３８の回転範囲に２つ
のストッパーピン３９ａ，３９ｂが設けられている。こ
れらの軸棒３４，円形偏心カム３５，つまみ３８等から
解除機構を構成している。

【００１９】図３（ａ）は、つまみ３８が一方のストッ
パーピン３９ａに当接しているときの偏心カム３５の状
態を示しており、同図（ｂ）はつまみ３８がもう一つの
ストッパーピン３９ｂに当接しているときの偏心カム３
５の状態を示している。

【００２０】次に、光学素子２６ｂを光軸上に位置決め
している状態から隣接する光学素子２６ｃを光軸上に位
置決めするまでの一連の動作について説明する。先ず、
光学素子２６ｂが光軸上に位置決めされた状態では各構
成要素は図１に示すような状態となっている。この状態
から、つまみ３８をストッパーピン３９ａに当接するま
で回転させる。このつまみ３８の回転に連動して、軸棒
３４の挿入先端に固定された偏心カム３４が回転し、偏
心カム３４の状態が図３（ｂ）に示す状態から同図
（ａ）に示す状態に変化する。可動体２５のＶ溝２８ｂ
に挿入されているボール３３は、常に板バネ３２により
偏心カム３５側へ付勢されているため、偏心カム３５の
回転と共に徐々に下方へ移動し、最終的にはボール３３
がＶ溝２８ｂから脱する状態まで移動する。ボール３３
がＶ溝２８ｂから脱することにより、係止機構と可動体
２５との係合が解除され、可動体２５は不図示のガイド
を介して長手方向へ自由に移動できるようになる。

【００２１】固定部２１の永久磁石２４ｂ〜２４ｄと可
動体２５の磁性材料２７ａ〜２７ｃとの間に作用してい
る磁力に抗して素子交換つまみ２９を押し込むと、可動
体２５がガイドに沿って長手方向へ移動する。光学素子
２６ｂに隣接する光学素子２６ｃが光軸Ｚの近傍まで運
ばれてくると、固定部側の永久磁石２４ａ〜２４ｃと可
動体側の磁性材料２７ａ〜２７ｃとが対面し、各一対の
永久磁石２４と磁性材料２７との間に互いに引き合う力
が働く。この磁力により光学素子２６ｃが光軸Ｚ上に配
置された状態で可動体２５が半固定される。

【００２２】可動体２５が磁力で半固定されたならば、
つまみ３８をストッパーピン３９ｂに当接するまで回転
させる。つまみ３８の回転と共に偏心カム３５が回転す
ると、偏心カム３５が図３（ａ）に示す状態から同図
（ｂ）に示す状態へと変化するため、ボール３３が板バ
ネ３２の復元力に抗して上方へと移動する。

【００２３】このとき、可動体２５は既に磁力により光
軸上に粗く位置決めされているため、光学素子２６ｃに
対応するＶ溝２８ｃがボール３３にほぼ対向する位置に
配置されている。従って、ボール３３の上昇と共にボー
ル３３がＶ溝２８ｃに呼び込まれるが、係止機構側が長
手方向には固定となっているので、ボール３３の呼び込
みと共に可動体２５が移動し、光学素子２６ｃが正確に
光軸Ｚ上に位置決めされると共に、ボール３３がＶ溝２
８ｃに押圧されることにより可動体２５が固定される。

【００２４】このように本実施例によれば、可動体２５
の停止位置に対応させて固定部２１と可動体２５とに永
久磁石２４ａ〜２４ｅとそれと引合う磁性材料２７ａ〜
２７ｃを設け、固定部２１と可動体２５との係合を、常
に解除側に付勢されたボール３３を偏心カム３５の回転
動作で操作するように構成したので、衝撃力を発生する
ことなくボール３３をＶ溝２８に落とし込むことがで
き、また偏心カム３５により可動体２５が固定されるこ
とから不用意な切換えを防止できる。

【００２５】なお、上記実施例で可動体側に磁性材料２
７を使用したが、磁性材料２７の代わりに、固定部側の
永久磁石２４と引き合う極性方向に配列した永久磁石を
使用することもできる。また固定部には、光軸位置の永
久磁石２４ｃのみを設けるようにしても良い。固定部の
永久磁石の数は可動体２５の移動力量に応じて決めるこ
とが望ましい。

【００２６】次に、本発明の第２実施例に係る光学素子
交換装置について、図４〜図６を参照して説明する。固
定部４１は長手方向に４角柱状の摺動空間４２が形成さ
れている。摺動空間４２は、互いに対向し光路が垂直に
貫通している第１，第２の面と、その第１，第２の面と
直交する第３，第４の面とを有している。摺動空間４２
の第３の面には、長手方向において光路の光軸Ｚと一致
する位置に永久磁石４３が固定されている。また摺動空
間４２の第４の面には、後述する光学素子の配列間隔と
同一間隔で３つのＶ溝４４ａ〜４４が長手方向に沿って
形成されており、その中間のＶ溝４４ｂが光軸Ｚの位置
と一致している。

【００２７】摺動空間４２の内部に、外形が４角柱状を
なし断面寸法が該摺動空間４２よりも小さな可動体４５
が挿入されている。可動体４５は、光軸Ｚと平行な中心
軸を持つ貫通穴が等間隔で３つ形成されており、その各
貫通穴に光学素子４６ａ〜４６ｃがそれぞれ挿入されて
いる。摺動空間４２の第３の面に対向する可動体４５の
側面には、同位置に磁性材料４７ａ〜４７ｃが光学素子
４６の配列方向に沿って各光学素子４６ａ〜４６ｃと同
位置に固定されている。

【００２８】摺動空間２２の第１の面に対向する可動体
２５の側面には、固定部４１の一端部開口から挿入した
レバー機構５０が取付けられている。レバー機構５０
は、可動レバー５１と固定レバー５２とからなる。可動
レバー５１は、ねじ５３により可動体２５に対して光軸
Ｚと平行な軸を中心に回動可能に軸支されている。この
可動レバー５１の先端部にブロック５４をＶ溝４４側へ
延設しており、そのブロック５４にボール５５を固定し
ている。ブロック５４の寸法はボール５５をＶ溝４４に
挿入したときに、可動レバー５１の軸と可動体４５の移
動方向とが平行となるように調節されている。また、可
動レバー５１の軸支位置から先端までの距離は、ボール
５５と光学素子４６ｂの中心とが一致するように調節さ
れている。可動レバー５１は、軸支位置（ねじ５３）よ
りも操作端寄りの所定位置にバネ受け部材５６が一対の
ねじ５７にて固定されている。固定レバー５２は、可動
レバー５１の操作端からバネ受け部材５６に至る長さと
同一の長さを有している。固定レバー５２の先端部側面
には、バネ受け部材５６を一対のねじ５９で固定してお
り、そのねじ５９の先端を可動体４５の側面に螺入させ
ている。すなわち、可動レバー５１はねじ５７で軸支さ
れ、固定レバー５２はねじ５９で可動体４５に固定され
ている。また、双方のバネ受け部材５６，５８間には図
示矢印方向の付勢力を持った圧縮コイルバネからなる係
止バネ６０が介挿されている。

【００２９】以上のように構成された本実施例では、係
止バネ６０により可動レバー５１に固定されたバネ受け
部材５６が上方へ押圧力を受けるので、可動レバー５１
にねじ５３を支点にして反時計回り方向の回転力が働
く。従って、図４に示すようにいずれかの光学素子（４
６ｂ）が光軸Ｚ上に配置されている場合には、ボール５
５がＶ溝４４ｂに所定の押圧力で挿入されて、固定部４
１と可動体４５とが係合している。

【００３０】可動レバー５１および固定レバー５２の双
方の操作端をつまみ、係合バネ６０の付勢力に抗して双
方のレバーを近付ける方向に力を加えると、固定レバー
５２は固定であるため、可動レバー５１がねじ５３を支
点にして時計回り方向に回動する。その結果、図５に示
すように、ボール５５がＶ溝４４から完全に脱して固定
部４１と可動体４５との係合が解除される。

【００３１】双方のレバーをつまんだ状態で、当該レバ
ーを長手方向へ操作すれば、可動体４５が不図示のガイ
ドに沿って摺動空間４１内を移動する。隣接する光学素
子４６が光軸Ｚに近付くと、その光学素子４６に対応し
た磁性材料４７と永久磁石４３とが対面するため、両者
の間に引き合う方向の磁力が働く。この磁力は可動体４
５の移動を阻止する抵抗力として働くため、その抵抗力
により光学素子４６が光軸Ｚ上に配置されたことを知る
ことができる。

【００３２】上記抵抗力を感じた位置で、それまでつま
んでいたレバー５１，５２を離すと、係合バネ６０の力
により可動レバー５１がねじ５３を中心に反時計回りに
回動し、ボール５５がＶ溝４４に入り、可動体側に支持
されているボール５５が固定部４１のＶ溝４４に係止す
る。

【００３３】このように本実施例によれば、前述の第１
実施例と同様に、衝撃力を発生することなく光学素子を
位置決めできる。また、可動レバー５１および固定レバ
ー５２をつまんだ状態で可動体４５を移動させるので、
前述の第１実施例のような２段階の操作でなく、１回の
操作で光学素子の交換作業を完了できる利点がある。さ
らに固定部４１に固定した永久磁石４３が１つであるこ
とから、光学素子の配列間隔が異なっている場合であっ
ても、Ｖ溝４４の形成位置を調整することにより対応す
ることができ、等間隔以外のものにも適用できる。また
係止力を与える係止バネ６０が回転軸の近傍に配設され
ていることから、レバー５１の操作感を軽くすることが
できる。

【００３４】次に、本発明の第３実施例に係る光学素子
交換装置について、図７を参照して説明する。本実施例
は、光学素子を円形に配列した可動体を回転させて素子
交換を行う例である。本実施例の光学素子交換装置は、
固定部６１に形成された円形の凹部に、円形の可動部６
２を回転自在に支持し、その可動部６２に４つの光学素
子６３ａ〜６３ｄを等間隔で同一円周上に配置してい
る。可動部６２の外周面には、各光学素子６３の中心と
回転中心とを結ぶ直線上に、Ｖ溝６４ａ〜６４ｄが形成
されている。また可動部６２の外周面であって各Ｖ溝６
４ａ〜６４ｄの中間位置に磁性材料６５ａ〜６５ｄが設
けられている。

【００３５】固定部６１の凹部の側面には、いずれか一
つの光学素子が光軸上に配置されたときに各磁性材料６
５ａ〜６５ｄと対面する各位置に永久磁石６６ａ〜６６
ｄがそれぞれ固定されている。

【００３６】そして、前述した第１実施例と同様に、固
定部６１に形成した凹部６７に係止機構を設け、その係
止機構に対して固定部６１の外部から解除機構を連結し
ている。なお、本実施例で用いられる係止機構及び解除
機構は、第１実施例で説明したものと同様であるので、
同一構成要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略す
る。

【００３７】以上のように構成された本実施例によれ
ば、可動体６２が回転運動する物であっても、前述した
第１実施例と同様に動作して、衝撃力を発生することな
くボール３３をＶ溝６４に落とし込むことができる。

【００３８】次に、本発明の第４実施例について、図８
及び図９を参照して説明する。本実施例の光学素子交換
装置は、固定部７１に形成した円形の凹部に、円形の可
動体７２を回転自在に支持している。可動体７２は、そ
の回転中心を中心として４つの光学素子枠７３ａ〜７３
ｄを放射状に等間隔に保持しており、各光学素子枠７３
ａ〜７３ｄには光学素子７４ａ〜７４ｄが固定されてい
る。固定部７１の凹部側壁と対向する可動体７２の外周
面には、可動体７２の回転中心と各光学素子の光軸とを
結ぶ各直線上に、それぞれ磁性材料７５ａ〜７５ｄが固
定されている。また可動体７２の上面外周には、互いに
隣接する各磁性材料７５ａ〜７５ｄの中間位置にボール
７６ａ〜７６ｄが接着等の手段により固定されている。

【００３９】固定部７１の凹部側壁には、いずれかの光
学素子７４が光軸Ｚ上に配置されたときその光学素子７
４に対応する磁性材料７５が対面する位置に、永久磁石
７７が固定されている。

【００４０】図９は、図８のＡ−Ａ線矢示断面図を示
す。可動体７１は、可動体７１の外周側面と固定部７１
の凹部側壁との間に介在させたボール７８にて回転自在
に支持されている。また、各光学素子枠７３と、可動体
７２の取付け穴との間には隙間を設けており、各光学素
子枠７３を可動体７２にねじ７９で固定する際に、各光
学素子７４の光軸調整ができるようになっている。な
お、可動体７２には回し環７２ａが一体形成されてお
り、外部から回転操作できるようになっている。

【００４１】一方、固定部７１には板バネ８１の基端部
がねじにて固定されている。その板バネ８１の先端部
は、可動体７１上面のボール７６の形成位置まで伸びて
いる。板バネ８１の先端部にはボール７６と係合する長
穴８２が形成されている。なお、長穴８２の長辺方向は
可動体７２の径方向と一致しており、短辺の寸法はボー
ル７６に直径に対応した大きさである。板バネ８１の長
穴８２に可動体側のボール７６が係合した状態で、その
ボール７６に対応した光学素子４が光軸Ｚ上に配置され
るように調整している。

【００４２】図１０は、図８のＢ−Ｂ線矢示断面図を示
す。固定部７１には、板バネ８１の下面に対向する領域
に凹部８３が形成されており、その凹部８３に配置され
た円形の偏心カム８４が板バネ８１の下面に接触してい
る。固定部７１の外部から凹部８３内に挿入した軸棒８
５の先端部が、偏心カム８４の回転軸８４ａとなってい
る。

【００４３】また、固定部７１の外部に突出する軸棒８
５の操作端につまみ８６が固定されている。軸棒８５の
中間部外周にはＶ溝８７が形成されており、そのＶ溝８
７に対しコイルバネ８８で付勢されたボール８９が押圧
されている。コイルバネ８８は止めねじ９０で固定され
ている。

【００４４】なお、固定部７１，可動体７２は、アルミ
ニウム等の非磁性材料を使用し、略停止位置を決める磁
性材料に影響を及ぼす材料を磁性材近辺に配置しないよ
うにする。

【００４５】以上のように構成された本実施例では、板
バネ８１が偏心カム８４の押し上げがほとんどなくて長
穴８２とボール７６とが係合した状態から、つまみ８６
を回転すると、偏心カム８４により板バネ８１が徐々に
押し上げられ、板バネ８１の長穴８２とボール７６ａと
の係合が解除される。長穴８２とボール７６ａとの係合
が解除されると、可動体７２は自由に回転できる状態と
なる。

【００４６】回し環７２ａを操作することにより可動体
７２が回転する。光学素子７４が可動体７２の回転によ
り光軸Ｚ位置近傍に近付くと、当該光学素子７４に対応
する（同径上にある）磁性材料７５が、固定部７１に固
定した永久磁石７７と対面するようになる。その磁性材
料７５と永久磁石７７との間に互いに引き合う磁力が働
くため、回し環７２ａを操作している者にとっては急に
大きな回転負荷が掛かったように感じられる。

【００４７】ここで、回し環７２ａの操作を停止して回
し環７２ａから手を放しても、磁力によってその位置が
保持される。永久磁石７７と磁性材料７５との間に働く
磁力によって回転体７２が止まる位置は、ボール７６と
長穴８２とが正確に一致しない場合もある。しかし、ボ
ール７５の先端が長穴８２の範囲内に入っていれば、つ
まみ８６を回転させて偏心カム８４で板バネ８１に押上
げ力を働かせると、ボール７５の長穴８２内に呼び込ま
れて係合し、光学素子７４の中心が光軸Ｚに正確に位置
決めされるものとなる。

【００４８】また、軸棒８５にはコイルバネ８８にて付
勢したボール８９がＶ溝８７と係合しているため、軸棒
８５の軸方向への移動が規制される。またボール８９が
Ｖ溝８７に所定の押圧力にで押し付けられるため、その
押圧力が軸棒８５の偶力として働く。よって、偏心カム
８４が板バネ８１を押し上げたときの戻りを防止するこ
とができる。

【００４９】このように本実施例によれば、固定部７１
と可動体７２の対向面に永久磁石７７と磁性材料７５を
設けて粗い位置決めを行うようにし、板ばね８１，長穴
８２，ボール７６等からなる係止機構を、偏心カム８
４，軸棒８５等からなる解除機構で係止及びその解除を
任意に切換操作できるようにしたため、板ばね８１によ
る衝撃力の発生を抑えることができる。また永久磁石７
７及び磁性材料７５によりほぼ係止位置が決まるので、
係止を再作動させても正確な位置が維持できる。

【００５０】次に、本発明の第５実施例について図１１
を参照して説明する。本実施例は、上述した第４実施例
の係止機構及び解除機構の組み合わせをスライド型の光
学素子交換装置に適用した例である。

【００５１】本実施例の光学素子交換装置は、固定部９
１に配設された直線ガイドに可動体９２が直線移動自在
に支持され、その可動体９２の移動方向と直交する方向
に光路９１ａが形成されている。固定部９１の可動体９
２と対向する面であって、光路９１ａに対応する位置
（長手方向の位置が一致）に永久磁石９３が固定されて
いる。

【００５２】可動体９２は、３つの光学素子９４ａ〜９
４ｃが直線移動方向に配列されており、その固定部９１
と対向する側面には各光学素子９４ａ〜９４ｃと対応す
る位置に（長手方向の位置が一致）に磁性材料９５ａ〜
９５ｃが固定されている。また、可動体９２の他側面に
は各光学素子９４ａ〜９４ｃと対応する位置にボール９
６ａ〜９６ｃが固着されている。なお、固定部９１の外
部まで伸びた操作棒９７の一端が可動体９２に固定され
ている。

【００５３】そして固定部９１と可動体９２を、上述し
た第４実施例と同様に構成された係止機構で係止し、そ
の係止を第４実施例と同様に構成された解除機構で解除
するようになっている。

【００５４】すなわち、固定部９１に固定した板バネ８
１の先端部を可動体側のボール固着位置まで伸ばし、板
バネ８１の下面に対向する領域に形成した凹部９７に偏
心カム８４を配置し、その偏心カム８４を軸棒８５の操
作端に取付けたつまみ８６で回転可能に構成されてい
る。また軸棒８５のＶ溝８７をコイルバネ８８で付勢さ
れたボール８９を押し付けている。

【００５５】このように構成された本実施例によれば、
固定部９１に支持されて直線移動する可動体９２に対し
て、前述した第４実施例と同様に係合及び解除を行うこ
とができる。

【００５６】次に、固定部と可動体とに設けられる一対
の磁気吸引素子に関し、各種形状の変形例について図１
２を参照して説明する。図１２（ａ）に示す変形例は、
円柱状の永久磁石Ｍ１と、永久磁石Ｍ１に対向する端面
の外周縁部を斜めに削ってテーパ状とした磁性材料Ｍ２
とを組み合わる例である。このような形状の組み合わせ
にすると、永久磁石Ｍ１と磁性材料Ｍ２とが接近する際
に、相互間に働く磁力が徐々に大きくなるため、磁力に
よる急激な力量変化を防止することができる。また、磁
性材料Ｍ２の端面（幅Ｅの部分）を、例えば長穴８２の
幅よりも小さくしておけば、長穴８２とボール７６，９
６との係合がより確実となる利点がある。

【００５７】図１２（ｂ）に示す変形例は、同図（ａ）
の変形例における磁性材料Ｍ２のテーパ面部分を曲面形
状とした例である。図１２（ｃ）に示す変形例は、円柱
状の永久磁石Ｍ１と、永久磁石Ｍ１に対向する端面を半
円球状にした磁性材料Ｍ２とを組み合わる例である。こ
の変形例では、永久磁石Ｍ１の中心と磁性材料Ｍ２の中
心とが一致したときに最大磁力が働く。

【００５８】図１２（ｄ）に示す変形例は、永久磁石Ｍ
１，磁性材料Ｍ２の双方を円柱形状とした例である。こ
のような形状では、永久磁石Ｍ１と磁性材料Ｍ２との間
に働く磁力が強いので、可動体の移動力量が大きい場合
に使うことが好ましい。

【００５９】図１２（ｅ）に示す変形例は、Ｓ極とＮ極
とを有するＵ字型の永久磁石Ｍ１と、その永久磁石Ｍ１
のＳ極とＮ極との間の磁力線を横切るように移動する円
柱状の磁性材料Ｍ２とを組み合わせた例である。

【００６０】なお、永久磁石と磁性材料の組み合わせと
して説明したが、双方共に永久磁石を用いることもでき
る。次に、第６実施例として、本発明の光学素子交換装
置を顕微鏡のレボルバー装置に適用した例を説明する。
図１３，図１４は本実施例の概略的な構成を示してい
る。

【００６１】このレボルバー装置は、顕微鏡アームの先
端部に形成された保持部１００に、レボルバ固定部１０
１が着脱自在に取付けられ、そのレボルバ固定部１０１
に対して可動部１０２が回転自在に取付けられている。
レボルバ固定部１０１と可動部１０２の回転中心との間
にボール１０３が保持されており、さらに可動部１０２
を回転自在に支持するボール１０４をレボルバ固定部１
０１の外周部と可動部１０２に螺合した押え環１０５と
の間に設けている。可動部１０２は、複数の対物レンズ
取付部１０６を有しており、可動部１０２の回転により
選択的に光軸Ｚ上に配置される。また可動部１０２には
カバー１０７が取付けられている。

【００６２】レボルバ固定部１０１の可動部１０２に対
向する面には、永久磁石１１０が固定されており、可動
部１０２には永久磁石１１０に対応する面に磁性材料１
１１が固定されている。磁性材料１１１は、対物レンズ
取付部１０６が光軸Ｚ位置にあるとき永久磁石１１０と
対面する位置に設けられている。

【００６３】図１５は図１３のＤ−Ｄ線矢示断面を示し
ており、図１７は図１５の分解斜視図を示している。上
記押え環１０５が螺合した可動部１０２の内周部には可
動部１０２と同心状をなす円形の凸状部１１２が形成さ
れており、その凸状部１１２の上面にＶ溝１１３が上記
対物レンズ取り付け部１０６の中心と同一径上にそれぞ
れ形成されている。

【００６４】一方、レボルバ固定部１０１には、保持部
側の面であって凸状部１１２に近接する部位に一対のね
じ穴１１４が形成されており、そのねじ穴１１４に板バ
ネ１１５の基端部に形成した２つのねじ穴１１６を一致
させ、板バネ１１５側からねじを螺入することにより板
バネ１１５を固定している。この板バネ１１５の先端部
が凸状部１１２の上に配置され、また板バネ１１５の先
端部に上記Ｖ溝１１３に係合するボール１１７を固着さ
れている。また板バネ１１４の中央部には円形の開口１
１８が形成されている。

【００６５】レボルバ固定部１０１の板バネ取付け面
は、板バネ１１５に対向する領域が一段低くなってお
り、板バネ１１５との間に空間が形成されている。その
一段低くなった領域の中央部にねじ穴１２１が形成され
ており、そのねじ穴１２１に回転部材１２２のねじ部１
２３を螺入させている。

【００６６】回転部材１２２には大径部１２４および六
角形部１２５が設けられている。六角形部１２５にはね
じ穴１２５ａが同心状に形成されている。この六角形部
１２５が板バネ１１５の開口部１１８から上方へ突き出
している。

【００６７】回転部材１２２の大径部１２４と板バネ１
１５との間にレバー１２６が介挿されている。レバー１
２６は、一端部に形成した六角形穴１２６ａに同一形状
をなす六角形部１２５が挿入され回転部材１２２に対し
て回転しないようになっている。

【００６８】レバー１２６とレボルバ固定部１０１との
間にはねじりコイルバネ１２８が設けられており、その
ねじりコイルバネ１２８の一端がレバー１２６の小孔１
２９に固定され、かつねじりコイルバネ１２８の他端が
レボルバ固定部１０１に形成した小孔１３１に固定され
ている。このねじりコイルバネ１２８はレバー１２６を
後述するストッパーピン１３２ａ側へ付勢している。レ
ボルバ固定部１０１には、レバー１２６の回動範囲を規
制する一対のストッパー１３２ａ，１３２ｂが植設され
ている。

【００６９】レバー１２６の六角形穴１２７より突出し
た六角形部１２５を、コマ部材１３３の中心軸に沿って
形成された六角形穴１３３ａに嵌合している。コマ部材
１３３は、板バネ１１５の開口１１８よりも径の大きい
大径部１３４と、開口１１８よりも径の小さい小径部１
３５とを有している。このコマ部材１３３が板バネ１１
５とレバー１２６との間に介挿された状態で、その小径
部１３５を開口１１８から上方へ突出させている。コマ
部材１３３の小径部１３５は、その中を貫通している六
角形部１２５の先端部が所定量突出する程度の寸法を有
している。

【００７０】小径部１３５の先端開口から突出した六角
形部１２５の先端部に、板バネ１１５よりも十分に長い
操作レバー１３６の六角形穴１３７を嵌合している。そ
して操作レバー１３６の上から六角形部１２５のねじ穴
１３３ａにねじ１３８をねじ込み、操作レバー１３６を
六角形部１２５に固定している。操作レバー１３６とレ
バー１２６とは互いの長手方向を平行にして固定する。

【００７１】以上のように構成された本実施例では、レ
バー１２６がストッパーピン１３２ａに当接した状態で
は、回転部材１２２が最も深く螺入していて板バネ１１
５の押し上げ力が最も小さくなっている。このとき、対
物レンズ取付部１０６が光軸Ｚ上にあれば、板バネ１１
５のボール１１７が可動部１１２の対応するＶ溝１１３
に落ち込み係合した状態となっている。

【００７２】この状態から操作レバー１３６を時計回り
方向へ回転させると、その操作レバー１３６が嵌合して
いる回転部材１２２が同方向へ回転し、回転部材１２２
が板バネ１１５を押し上げる方向へ螺進する。すなわ
ち、回転部材１２２により回転運動が上下方向の直線運
動に変換される。

【００７３】回転部材１２２の大径部１２４にレバー１
２６を介してコマ部材１３３が係合し、そのコマ部材１
３３の大径部１３４が板バネ１１５の開口１１８の周辺
に下方から係合している。そのため回転部材１２２が上
方へ変位すると、板バネ１１５がその復元力に抗して上
方へ押し上げられ、それによりボール１１７とＶ溝１１
３との係合が解除される。レバー１２６がもう一方のス
トッパーピン１３２ｂに当接したところで操作レバー１
３６の回転が規制される。レバー１２６がストッパーピ
ン１３２ｂに当接した状態で、ボール１１７がＶ溝１１
３から完全に脱出するように調整している。

【００７４】板バネ１１５のボール１１７と凸状部１１
２のＶ溝１１３との係合を解除してから、永久磁石１１
０と磁性材料１１との磁力よりも大きな回転力を回動部
１０２の回し環に与え可動部１０２を回転させる。

【００７５】隣接する対物レンズ取付け部１０６が光軸
Ｚの近傍まで接近すると、その対物レンズ取付け部１０
６に対応して設けられた磁性材料１１１が永久磁石１１
０に対面するようになる。それと同時に凸状部１１２の
Ｖ溝１１３が板バネ１１５の位置に接近する。そして対
物レンズ取付け部１０６が光軸Ｚ上に配置されたときに
磁力が最も大きくなる。この状態で操作レバー１３６か
ら手を放しても、可動部１０２は対物レンズ取付け部１
０６が光軸Ｚ上に配置して半固定される。

【００７６】レバー１２６がストッパーピン１３２ａに
当接するまで操作レバー１３６を半時計回りに回転させ
る。この操作レバー１３６の回転により、回転部材１２
２が固定部１０１のねじ穴１２１に螺入し、回転部材１
２２が下方に変位する。

【００７７】回転部材１２２が下方に変位すると、板バ
ネ１１５の付勢によりレバー１２６，コマ部材１３３が
回転部材１２２と一体となって下方にさがる。その結
果、板バネ１１５の先端部に固着したボール１１７が下
方に変位し、回転部材１２２の下方へ変位する速度と同
じ速度でボール１１７がＶ溝１１３に落し込まれる。こ
れにより可動部１０２が固定される。

【００７８】また、回転部材１２２が下方に変位してい
る場合は、板バネ１１５とコマ部材１３３の大径部１３
４とが離れるが、ねじりコイルバネ１２８によりレバー
１２６がストッパーピン１３２ａ側へ付勢されているた
め、操作レバー１３６のガタを取り除くことができる。

【００７９】このような本実施例によれば、可動部１０
２を所定位置で磁力により半固定できると共に、操作レ
バー１３６の回転操作により任意に係止解除できること
から、低衝撃で対物レンズの交換を行うことができる。

【００８０】なお、回転部材１２２の小径部を六角形と
したが、係止解除と再係止を可能とするよう、ストッパ
ーピン１３２との関係を保てれば、他の多角形からなる
小径部とすることもできる。また操作レバー１３６の回
転操作方向を逆方向にすることもできる。

【００８１】次に、本発明の第７実施例について図１６
を参照して説明する。本実施例は、本発明の光学素子交
換装置をターレットコンデンサ装置に適用した例であ
る。

【００８２】図１６において、符号１４０は固定部、１
４１は固定部１４０に回転自在に取り付けられた可動部
である。固定部１４０の可動部１４１との対向面には、
板バネ１４２が取り付けられており、その板バネ１４２
の先端部にボール１４３が固着されている。可動部１４
１は、板バネ１４２のボール１４３に対向する同一円周
上にＶ溝１４４が停止位置に対応させて所定間隔で形成
されている。

【００８３】固定部１４０には、板バネ１４２の中間部
に対応する位置に、外周面にねじ山が形成された回転部
材１４５が、固定部１４０のねじ穴に螺合されている。
固定部１４０のねじ穴は上下方向に貫通しており、回転
部材１４５の先端部は板バネ１４２の開口部を貫通して
いる。板バネ１４２の開口部を貫通した回転部材１４５
の先端部には板バネ１４２との間にワッシャ１４９が介
挿されており、そのワッシャ１４９はねじ１５１で回転
部材１４５に固定されている。また回転部材１４５の基
端部は操作レバー１４６がねじ１４７で固定されてい
る。この操作レバー１４６の回動範囲は固定部１４０に
植設したストッパーピン１４８で規制されている。

【００８４】以上のように構成された本実施例では、操
作レバー１４６を回転操作することにより、回転部材１
４５が固定部１４０に対して上下方向へ変位する。従っ
て、操作レバー１４６を回転させて回転部材１４５を上
方へ変位させれば、回転部材１４５の先端部に固定され
たワッシャ１４９を介して板バネ１４２が上方へ押し上
げられ、ボール１４３とＶ溝１４４との係合が解除され
る。

【００８５】一方、操作レバー１４６を回転させて回転
部材１４５を下方へ変位させれば、板バネ１４２で付勢
されたボール１４３がＶ溝１４４に回転部材１４５の移
動速度と同じ速度で落とし込まれる。

【００８６】なお、磁力により可動部１４１の半固定は
上述した各実施例と同様である。このような本実施例に
よれば、前述した第６実施例と同様に、操作レバー１４
６の操作により可動部１４１の係合及び解除を低衝撃で
行うことができる。

【００８７】また、装置内部には、ワッシャ１４９とね
じ１５１のスペースがあればよいため、装置の小型化を
図ることができる。次に、図１８を参照して、倒立顕微
鏡に本装置を応用した例を説明する。

【００８８】同図に示す倒立顕微鏡は、顕微鏡本体１７
０，顕微鏡本体１７０に一体的に固定されたステージ１
７１，ステージ１７１に固定されたマニピュレータ１７
３，マニピュレータ針１７４，光源ランプ１７５，位相
用リングスリットや微分干渉プリズムなどが回転式に配
置されたターレットコンデンサ１７６，対物レンズ１７
７，レボルバー１７８，顕微鏡本体に内蔵された中間変
倍装置１７９，接眼レンズ１８０，光路をカメラ等に切
換えるための光路切換えプリズム１８２等を備えてい
る。

【００８９】上述した各実施例の回転型の光学素子変倍
装置を、ターレットコンデンサ１７６，レボルバー１７
８，中間変倍装置１７９に適用する。マニピュレーショ
ンを行う場合は、低倍対物リンズを使って概略位置を探
し、高倍対物レンズを使って針１７４で標本１７２を操
作する。特に、マニピュレーションを行う場合は、衝撃
等で標本１７２が移動することを嫌う。

【００９０】上記した各部に本発明装置を適用すること
により、光学素子の交換に伴う衝撃が大幅に抑えられる
ため、より安定した検鏡が可能となる。本発明は上記実
施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内で種々変形実施可能である。

【００９１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、光
学素子の位置決め精度は確保しつつ、光学素子の位置決
め時の衝撃を低減した光学素子交換装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光学素子交換装置の
縦断面図である。

【図２】図１に示す光学素子交換装置の横断面図であ
る。

【図３】図１に示す光学素子交換装置における偏心カム
と係合状態とを示す図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る光学素子交換装置の
縦断面図である。

【図５】図４に示す光学素子交換装置の動作説明図であ
る。

【図６】図４に示す光学素子交換装置におけるバネ受け
部分の構成図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る光学素子交換装置の
平面図である。

【図８】本発明の第４実施例に係る光学素子交換装置の
平面図である。

【図９】図８に示すＡ−Ａ線矢示断面図である。

【図１０】図８に示すＢ−Ｂ線矢示断面図である。

【図１１】本発明の第５実施例に係る光学素子交換装置
の平面図である。

【図１２】永久磁石と磁性材料との変形例を示す図であ
る。

【図１３】本発明の第６実施例に係る光学素子交換装置
の平面図である。

【図１４】図１３に示すＣ−Ｃ線矢示断面図である。

【図１５】第６実施例における係止機構及び解除機構部
分の断面図である。

【図１６】本発明の第７実施例に係る光学素子交換装置
の平面図である。

【図１７】図１５に示す部分の分解斜視図である。

【図１８】倒立型顕微鏡の構成図である。

【図１９】従来のレボルバー装置の側断面図である。

【図２０】図１９に示すレボルバー装置の係止機構を示
す図である。

【符号の説明】

２１…固定部、２２…摺動空間、２３…光路、２４…永
久磁石、２５…可動部、２６…光学素子、２７…磁性材
料、２８…Ｖ溝、２９…素子交換操作棒、３１…凹部、
３２…板バネ、３３…ボール、３４…軸棒、３５…偏心
カム、３８…つまみ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部と、該固定部に所定方向へ移動自
   在に支持されその移動方向に沿って配列された複数の光
   学素子を保持した可動部と、前記各光学素子を光軸上に
   位置決めする各固定位置で前記可動部を係止する係止機
   構とを備えた光学素子交換装置において、 前記可動部の各固定位置に対応して前記固定部と前記可
   動部との双方の対向面にそれぞれ設けられた一対の磁気
   吸引素子と、前記係止機構による前記可動部の係止およ
   びその解除を操作する解除機構とを具備したことを特徴
   とする光学素子交換装置。