JPH0961722A - 傾斜角可変鏡筒装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正立リレー光学系を有する光学系において、
簡素な構造で観察角度を随時変化させる。 【解決手段】 正立リレー系を介した第１次像からの光
を第１所定面内において２回反射するための第１反射部
材を備え、第３反射部材と第４反射部材とを第１軸線回
りに一体的に回転し、第４反射部材を第２軸線回りに第
３反射部材の回転方向と同じ方向に第３反射部材の回転
角度と同じ角度だけさらに回転させることによって、第
２次像の形成位置を空間的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は傾斜角可変鏡筒装置
に関し、特に実体顕微鏡や手術用顕微鏡等の観察系に用
いられ、観察者のアイポイントの変化に対応して傾斜角
（観察角度）が可変の鏡筒装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、顕微鏡の接眼鏡筒装置では、
観察角度が４５度または６０度等に固定されているもの
が使用されていた。この場合、固定の観察角度を有する
従来の接眼鏡筒装置では、観察者のアイポイントの変化
に応じて、器械本体を上下動させたり傾けたりする必要
がある。しかしながら、器械によっては、上下動させた
り傾けたりする調整が不可能な場合もある。そこで、従
来から、観察角度を変化させることのできる種々の傾斜
角可変鏡筒装置が提案されている。

【０００３】例えば、特開昭 59-159119号公報には、接
眼レンズの高さまたは観察角度を調節するために、３個
のリンクと３枚のミラーとにより構成された傾斜角可変
鏡筒装置が開示されている。この装置では、３枚のミラ
ーが回転可能に支持され、各ミラーがそれぞれ旋回運動
を傾斜角の半分の角度に減少する伝動装置と結合されて
いる。

【０００４】また、特開昭 60-91323 号公報には、像正
立化システムのユニットとして、互いに回転可能な２つ
の三角プリズムと１つの台形プリズムとからなり、２つ
の三角プリズムの台形プリズムに対する角度が互いに等
しく且つ逆向きであるプリズム装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
59-159119号公報に開示の従来の傾斜角可変鏡筒装置で
は、リンクおよびミラーがそれぞれ３つ必要であり、し
かも各ミラーの回転角度を制御しなければならない。そ
の結果、機構およびその調整が複雑となり、コストが高
いという不都合があった。

【０００６】また、特開昭 60-91323 号公報に開示の従
来の傾斜角可変鏡筒装置では、機構は簡素であるが、プ
リズム装置が正立リレー系を兼ねている。したがって、
光学系の光路中に正立リレー系が存在するような場合に
は、さらに像を反転させるための像反転光学系を用いな
ければこのプリズム装置を使用することができない。こ
の場合、像反転光学系を付設することにより、装置全体
の大きさが著しく増大し、使い勝手が著しく悪化すると
いう不都合があった。

【０００７】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、正立リレー光学系を有する光学系において、
簡素な構造で観察角度を随時変化させることのできる傾
斜角可変鏡筒装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、対物レンズを介して形成された
物体面の第１次像からの光に基づいて前記物体面の正立
像である第２次像を形成するための正立リレー系と前記
第２次像を観察するための接眼レンズとの間の光路中に
配置され、前記第２次像の形成位置を空間的に変化させ
て前記接眼レンズを介した前記第２次像の観察角度を変
化させる傾斜角可変鏡筒装置において、前記正立リレー
系を介した前記第１次像からの光を第１所定面内におい
て２回反射するための第１反射部材と、前記第１反射部
材からの光を反射して第１軸線に沿って射出するための
第２反射部材と、前記第２反射部材からの光を第２所定
面内において２回反射して第２軸線に沿って射出するた
めの第３反射部材と、前記第３反射部材からの光を反射
して、前記第２所定面に関して前記第１反射部材と同じ
側に向かって第３軸線に沿って射出するための第４反射
部材とを備え、前記第３反射部材と前記第４反射部材と
は前記第１軸線回りに一体的に回転し、前記第４反射部
材は前記第２軸線回りに前記第３反射部材の回転方向と
同じ方向に前記第３反射部材の回転角度と同じ角度だけ
さらに回転することによって、前記第２次像の形成位置
を空間的に変化させることを特徴とする傾斜角可変鏡筒
装置を提供する。

【０００９】本発明の好ましい態様によれば、前記第１
反射部材は、互いに直交する２つの反射面を有し、前記
正立リレー系を介した前記第１次像からの光を反射して
入射方向と平行で且つ逆向きの方向に沿って射出する。
この場合、前記第１反射部材は、一対の直角プリズムま
たは台形プリズムからなるのが好ましい。また、前記第
２反射部材は、前記第１反射部材からの光に対して４５
°の角度をなす反射面を有し、反射した光を前記第１軸
線に沿って射出し、前記第３反射部材は、互いに直交す
る２つの反射面を有し、前記第２反射部材からの光を反
射して前記第１軸線と平行な前記第２軸線に沿って入射
方向とは逆向きに射出し、前記第４反射部材は、前記第
３反射部材からの入射光に対して４５°の角度をなす反
射面を有し、反射した光を前記第３軸線に沿って射出す
ることが好ましい。この場合、前記第２反射部材および
前記第４反射部材は直角プリズムであり、前記第３反射
部材は台形プリズムであるのが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、従来から用いられて
いる接眼鏡筒装置において３つの反射部材（典型的には
一対の直角プリズムおよび台形プリズム）からなる回転
反射系の構成を変更している。従来技術では、対物レン
ズを介して形成された第１次像（中間像）が回転反射系
を介して正立するように、対物レンズ側から回転反射系
に入射した光を対物レンズ側とは逆側に射出している。
したがって、回転反射系よりも対物レンズ側の光路中に
正立リレー系を含んだ光学系に従来の回転反射系を適用
すると、正立リレー系によって形成される２次像が倒立
像として形成されてしまう。

【００１１】そこで、本発明の装置では、対物レンズ側
に正立リレー系を含んだ光学系において観察鏡筒の角度
を変化させるとともに第２次像を正立させるために、回
転反射系に対物レンズ側から入射した光線を対物レンズ
側と同じ側に射出している。ただし、回転反射系が対物
レンズ側から入射した光線を対物レンズ側と同じ側に射
出するだけでは、第２次像として物体面の正立裏像が形
成されてしまう。このため、第２次像として物体面の正
立表像が形成されるように、回転反射系と正立リレー系
との間の光路中に、正立リレー系を介した光を同一面内
において２回反射する第１反射部材を配置している。

【００１２】以下、本発明の各実施例を、添付図面に基
づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる
傾斜角可変鏡筒装置が適用された顕微鏡の構成を概略的
に示す図である。また、図２は、図１における傾斜角可
変鏡筒装置の部分の構成を示す斜視図である。

【００１３】図１の顕微鏡は、照明光を供給するための
照明光学系１を備えている。照明光学系１からの光は、
ハーフミラー３のような光分割手段により図中下方に反
射され、被検物体の物体面２を明るく落射照明する。照
明光に対する物体面２からの反射光は、ハーフミラー
３、対物レンズ４および結像レンズ５を介して、ハーフ
プリズム６のような光分割手段に入射する。なお、結像
レンズ５は、双眼光学系の変倍レンズを兼ねている。ま
た、対物レンズ４は、結像レンズ５以降の双眼光学系に
共通の対物レンズである。

【００１４】ハーフプリズム６に入射した光は、図中右
側に反射されて図示を省略したテレビ装置または写真装
置に向かう光と、透過して接眼レンズに向かう光とに分
割される。ハーフプリズム６を透過した光は、物体面２
の第１次像７を形成する。後述するように、第１次像７
からの光は、正立リレーレンズ８の作用により、物体面
２の正立像である第２次像１４を形成する。

【００１５】正立リレーレンズ８を介した光は、互いに
直交する反射面を有する一対の直角プリズム９および１
０を介して、直角プリズム９への入射光と平行で逆向き
（物体側向き）の光となって射出される。このように、
一対の直角プリズム９および１０は、正立リレーレンズ
８からの光を同一面内において入射方向と平行で且つ逆
向きの方向に沿って射出するための第１反射部材を構成
している。

【００１６】第１反射部材（９，１０）を介した光は、
第２反射部材である直角プリズム１１に入射する。直角
プリズム１１の反射面は、入射光に対して４５°の角度
をなしている。したがって、直角プリズム１１に入射し
た光は、入射方向と直交する第１軸線ａに沿って射出さ
れる。直角プリズム１１からの第１軸線ａに沿った光
は、互いに直交する２つの反射面を有する第３反射部材
すなわち台形プリズム１２に入射する。

【００１７】第１軸線ａに沿って台形プリズム１２に入
射した光は、２つの反射面により反射された後、第１軸
線ａと平行な第２軸線ｂに沿って入射光とは逆向きに射
出される。台形プリズム１２からの光は、第２軸線ｂに
沿って、第４反射部材である直角プリズム１３に入射す
る。直角プリズム１３の反射面は、入射光に対して４５
°の角度をなしている。したがって、直角プリズム１３
に入射した光は、入射軸線である第２軸線ｂと直交する
第３軸線ｃに沿って射出される。このように、直角プリ
ズム１１、台形プリズム１２および直角プリズム１３か
らなるプリズム組立体では、台形プリズム１２内の光線
が張る所定面に関して一方の側から入射した光が同じく
一方の側へ向かって射出される。

【００１８】直角プリズム１３を介した光は、物体面２
の正立表像である第２次像１４を形成する。形成された
第２次像１４は、接眼レンズ１５を介して、アイポイン
ト１６に位置決めされた観察者の眼によって拡大観察さ
れる。図２に示すように、プリズム９〜１３を挟んで物
体側の第１次像７と像側の第２次像１４とで、２重矢印
で示す上下方向の像および矢印で示す左右方向の像が、
ともにそのままの姿勢を維持していることがわかる。

【００１９】なお、図２に示すように、台形プリズム１
２および直角プリズム１３は、第１軸線ａ回りに一体的
に回転するように構成されている。また、直角プリズム
１３は、第２軸線ｂ回りに回転するように構成されてい
る。本発明では、第２次像１４の形成位置を、ひいては
アイポイント１６の位置を変化させるために、固定され
た直角プリズム１１に対して、台形プリズム１２および
直角プリズム１３をそれぞれの回転軸回りに所定量だけ
回転させればよい。

【００２０】図３乃至図５は、第１実施例における観察
角度の変化を説明する図である。図３はプリズム１２お
よび１３が回転していない初期状態における光路を直角
プリズム１１への入射方向に沿って見た図であり、図４
はプリズム１２および１３が回転していない初期状態に
おける光路を第１軸線ａに沿って見た図である。図３お
よび図４に示すように、初期状態では、直角プリズム１
１に入射した光は、入射方向と平行で且つ逆向きに第２
軸線ｂに沿って直角プリズム１３から射出される。すな
わち、図１の第１実施例において、９０度の観察角度を
得ることができる。

【００２１】一方、図５は、台形プリズム１２と直角プ
リズム１３とが一体的に図中反時計回りに角度Ａ₁ だけ
回転し、直角プリズム１３が台形プリズム１２に対して
図中反時計回りに角度（Ａ₂ −Ａ₁ ）だけさらに回転し
た状態を第２軸線ｂに沿って見た図である。なお、図５
において、台形プリズム１２が第１軸線ａ回りに初期状
態から角度Ａ₁ だけ回転した場合、像の回転を補正する
ために、直角プリズム１３は第２軸線ｂ回りに初期状態
から角度Ａ₁ の２倍である角度Ａ₂ だけ回転する必要が
ある。

【００２２】換言すれば、台形プリズム１２と直角プリ
ズム１３とが第１軸線ａ回りに一体的に回転した角度と
同じ角度だけ、直角プリズム１３が第２軸線ｂ回りに回
転する必要がある。こうして、図１の第１実施例におい
て、台形プリズム１２と直角プリズム１３とを一体的に
角度Ａ₁ だけ回転させ、直角プリズム１３を台形プリズ
ム１２に対して同じ角度Ａ₁ だけさらに回転させること
により、（９０−２Ａ₁ ）度の観察角度を得ることがで
きる。すなわち、台形プリズム１２および直角プリズム
１３を本発明にしたがって適宜回転させることにより、
連続的に変化する観察角度を得ることができる。

【００２３】図６および図７は、本発明の第２実施例に
かかる傾斜角可変鏡筒装置の構成の一部を概略的に示す
上面図および側面図である。なお、第２実施例の装置
も、第１実施例の傾斜角可変鏡筒装置と類似の構成を有
する。しかしながら、第２実施例では、第４反射部材で
ある直角プリズム１３の射出側に、互いに平行な２つの
反射面を有する眼幅調整用反射部材１７が付設されてい
る点だけが第１実施例と基本的に相違する。したがっ
て、図６および図７では、第１実施例と同様の機能を有
する要素には、第１実施例と同じ参照符号を付してい
る。以下、第１実施例との相違点に着目して第２実施例
を説明する。

【００２４】第２実施例では、互いに平行な２つの反射
面を有する反射部材１７が、直角プリズム１３の射出側
に設けられている。なお、反射部材１７の２つの反射面
は、直角プリズム１３の射出軸線である第３軸線ｃに対
して４５°の角度をなしている。また、反射部材１７
は、台形プリズム１２および直角プリズム１３と第１軸
線ａ回りに一体的に回転するとともに、直角プリズム１
３の射出軸線である第３軸線ｃ回りに回転するように構
成されている。

【００２５】したがって、直角プリズム１３から第３軸
線ｃに沿って反射部材１７に入射した光は、互いに平行
な２つの反射面で順次反射され、入射方向と平行で且つ
同じ向きの方向に沿って射出される。こうして、反射部
材１７を第３軸線ｃ回りに回転させることにより、第２
次像１４の姿勢を変えることなく且つ第２次像１４の光
軸方向の結像位置を変えることなく、眼幅を変化させる
ことが可能となる。

【００２６】なお、上述の実施例では、第１反射部材と
して、一対の直角プリズムを用いた例を示している。し
かしながら、台形プリズムまたは所定位置に配置された
一対のミラー等で第１反射部材を構成することもでき
る。すなわち、第１反射部材は、同一面内において２回
反射するような反射部材であれば良い。

【００２７】また、上述の実施例では、第２反射部材乃
至第４反射部材として、一対の直角プリズムおよび台形
プリズムからなるプリズム組立体を用いた例を示してい
る。しかしながら、第２反射部材では第１反射部材から
の光を反射して第１軸線に沿って射出し、第３反射部材
では第２反射部材からの光を所定面内において２回反射
して第２軸線に沿って射出し、第４反射部材では第３反
射部材からの光を反射して前記所定面に関して第１反射
部材と同じ側に向かって第３軸線に沿って射出すること
が重要である。したがって、一般的には、第２反射部材
乃至第４反射部材を、三次元的に適宜配置された４つの
反射面で構成することができる。

【００２８】

【効果】以上説明したように、本発明の傾斜角可変鏡筒
装置によれば、正立リレー光学系を有する光学系におい
て、簡素な構造でアイポイントの位置を変えることがで
き、観察者が観察しやすい姿勢をとることができる。さ
らに、本実施例に示すような態様によれば、物体側から
正立リレー光学系を介した光線が一旦物体側に戻る構成
となるため、アイポイントの位置を従来よりも物体側に
近づけることが可能となるので、操作性の向上にも役立
つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる傾斜角可変鏡筒装
置が適用された顕微鏡の構成を概略的に示す図である。

【図２】図１における傾斜角可変鏡筒装置の部分の構成
を示す斜視図である。

【図３】プリズム１２および１３が回転していない初期
状態における光路を直角プリズム１１への入射方向に沿
って見た図である。

【図４】プリズム１２および１３が回転していない初期
状態における光路を第１軸線ａに沿って見た図である。

【図５】台形プリズム１２と直角プリズム１３とが一体
的に図中反時計回りに角度Ａ₁だけ回転し、直角プリズ
ム１３が台形プリズム１２に対して図中反時計回りに角
度（Ａ₂ −Ａ₁ ）だけさらに回転した状態を第２軸線ｂ
に沿って見た図である。

【図６】本発明の第２実施例にかかる傾斜角可変鏡筒装
置の構成の一部を概略的に示す上面図である。

【図７】本発明の第２実施例にかかる傾斜角可変鏡筒装
置の構成の一部を概略的に示す側面図である。

【符号の説明】

１ 照明光学系 ２ 物体面 ３ ハーフミラー ４ 対物レンズ ５ 結像レンズ ６ ハーフプリズム ７ 第１次像 ８ 正立リレーレンズ ９，１０ 直角プリズム １１ 第２反射部材 １２ 第３反射部材 １３ 第４反射部材 １４ 第２次像 １５ 接眼レンズ １６ アイポイント １７ 眼幅調整用反射部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを介して形成された物体面の
   第１次像からの光に基づいて前記物体面の正立像である
   第２次像を形成するための正立リレー系と前記第２次像
   を観察するための接眼レンズとの間の光路中に配置さ
   れ、前記第２次像の形成位置を空間的に変化させて前記
   接眼レンズを介した前記第２次像の観察角度を変化させ
   る傾斜角可変鏡筒装置において、 前記正立リレー系を介した前記第１次像からの光を第１
   所定面内において２回反射するための第１反射部材と、 前記第１反射部材からの光を反射して第１軸線に沿って
   射出するための第２反射部材と、 前記第２反射部材からの光を第２所定面内において２回
   反射して第２軸線に沿って射出するための第３反射部材
   と、 前記第３反射部材からの光を反射して、前記第２所定面
   に関して前記第１反射部材と同じ側に向かって第３軸線
   に沿って射出するための第４反射部材とを備え、 前記第３反射部材と前記第４反射部材とは前記第１軸線
   回りに一体的に回転し、前記第４反射部材は前記第２軸
   線回りに前記第３反射部材の回転方向と同じ方向に前記
   第３反射部材の回転角度と同じ角度だけさらに回転する
   ことによって、前記第２次像の形成位置を空間的に変化
   させることを特徴とする傾斜角可変鏡筒装置。
2. 【請求項２】 前記第１反射部材は、互いに直交する２
   つの反射面を有し、前記正立リレー系を介した前記第１
   次像からの光を反射して入射方向と平行で且つ逆向きの
   方向に沿って射出することを特徴とする請求項１に記載
   の傾斜角可変鏡筒装置。
3. 【請求項３】 前記第１反射部材は、一対の直角プリズ
   ムまたは台形プリズムからなることを特徴とする請求項
   ２に記載の傾斜角可変鏡筒装置。
4. 【請求項４】 前記第２反射部材は、前記第１反射部材
   からの光に対して４５°の角度をなす反射面を有し、反
   射した光を前記第１軸線に沿って射出し、 前記第３反射部材は、互いに直交する２つの反射面を有
   し、前記第２反射部材からの光を反射して前記第１軸線
   と平行な前記第２軸線に沿って入射方向とは逆向きに射
   出し、 前記第４反射部材は、前記第３反射部材からの入射光に
   対して４５°の角度をなす反射面を有し、反射した光を
   前記第３軸線に沿って射出することを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか１項に記載の傾斜角可変鏡筒装置。
5. 【請求項５】 前記第２反射部材および前記第４反射部
   材は直角プリズムであり、前記第３反射部材は台形プリ
   ズムであることを特徴とする請求項４に記載の傾斜角可
   変鏡筒装置。
6. 【請求項６】 互いに平行な２つの反射面を有し、前記
   第４反射部材から前記第３軸線に沿って入射した光を反
   射して入射方向と平行で且つ同じ向きの方向に沿って射
   出するための第５反射部材をさらに備え、 前記第５反射部材は、前記第３反射部材および前記第４
   反射部材と一体的に前記第１軸線回りに回転し、且つ前
   記第４反射部材と一体的に前記第２軸線回りに回転する
   ように構成され、 前記第３軸線回りに回転することによって前記接眼レン
   ズの眼幅を変化させることを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか１項に記載の傾斜角可変鏡筒装置。