(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物点からの観察光束をコリメートする観察用フロントレンズと照明光束を前記物点に照射する照明用レンズとを分離して備え、前記観察用フロントレンズは物点位置を変更するためにその光軸に沿って往復動される可動レンズと、前記物点に臨む側に設けられた固定レンズとから構成され、該固定レンズは左右の観察光路の両光軸を含む面と平行でかつ左右の観察光束とほぼ接する平面により切り欠かれた切断面を有し、前記照明用レンズは前記切断面に近接して配設されると共に、光源からの光を前記照明用レンズに案内する光学部材を備えかつ前記可動レンズの往復動に伴う物点位置の変位に追従させて、前記光学部材の保持枠に取付けられたローラーが前記可動レンズのホルダに設けられた傾斜した摺接面上を前記ホルダの往復動によって移動することにより前記照明用光束の照明位置を変更する照明位置変更手段が設けられている実体顕微鏡。
【請求項２】
物点からの観察光束をコリメートする観察用フロントレンズと照明光束を前記物点に照射する照明用レンズとを分離して備え、前記観察用フロントレンズは物点位置を変更するためにその光軸に沿って往復動される可動レンズと、前記物点に臨む側に設けられた固定レンズとから構成され、該固定レンズは左右の観察光路の両光軸を含む面と平行でかつ左右の観察光束とほぼ接する平面により切り欠かれた切断面を有し、前記照明用レンズは前記切断面に近接して配設されると共に、照明用光路内に一対の偏角プリズムを有しかつ前記可動レンズの往復動に伴う物点位置の変位に追従させて前記偏角プリズムを互いに逆方向に回転させることにより前記照明用光束の照明位置を変更する照明位置変更手段が設けられている実体顕微鏡。
【請求項３】
前記光源部の射出瞳が前記固定レンズの物側でかつ前記切断面に近接して設けられている請求項１または請求項２に記載の実体顕微鏡。
【請求項４】
前記照明用レンズによる前記照明光束の反射光束が前期観察光路に混入するのを防止する遮光板が前記切断面に沿って設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の実体顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は実体顕微鏡の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、米国特許第４，３６１，３７９号に記載されているような実体顕微鏡が知られている。この実体顕微鏡の光学系では、照明光束と観察光束とに共用のフロントレンズの少なくとも一部をその光軸方向に沿って可動させ、その物点位置を変更することができるようになっている。この種の実体顕微鏡の光学系では、フロントレンズと空気との境界面によって反射された照明光束の反射光が観察光路に混入するのを防止するために、遮光板が光軸に沿って設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロントレンズの移動量を小さくして、観察対象が配置されるある物点位置から観察対象が配置される別の物点位置までの間の作動距離の変化量を大きくするには、フロントレンズを２群のレンズとすることが好ましい。図１はそのフロントレンズの模式図を示しており、この図１において、１は凸レンズ、２は凹レンズで、Ｈ１は凸レンズ１の前側主平面、Ｈ１´は凸レンズ１の後側主平面、Ｈ２は凹レンズ２の前側主平面、Ｈ２´は凹レンズ２の後側主平面、ｄは凸レンズ１と凹レンズ２の間の主平面間隔、ｐは凹レンズ２の後側主平面Ｈ２´から物点Ｂまでの作動距離である。
【０００４】
凸レンズ１と凹レンズ２とによりフロントレンズ３が構成されている。ここでは、凹レンズ２は固定レンズとされ、凸レンズ１は可動レンズとされている。
【０００５】
今、凸レンズ１の焦点距離をｆ１、凹レンズ２の焦点距離をｆ２とすると、作動距離ｐと主平面間隔ｄとの関係は下記式によって表わされる。
【０００６】
ｐ＝｛（ｆ１−ｄ）×ｆ２｝／（ｆ１＋ｆ２−ｄ）
ここで、例えば、作動距離ｐの変化量が、１６０≦ｐ≦２２０、主平面間隔ｄが、３１≧ｄ≧１５のフロントレンズ３を所望する場合、上記式に基づきｆ１、ｆ２が求まり、ｆ１＝１３０ｍｍ、ｆ２＝−２００ｍｍとなる。
【０００７】
ここで、実体顕微鏡の光学系において通常所望されている半画角は、８度前後であり、左右の観察光路Ｋ１、Ｋ２と照明光路Ｓ１との関係を図示すると、図２（ａ）に示すようになる。この図２（ａ）は図３（ａ）の位置ｑ１における光学系の光路の断面を示している。
【０００８】
観察光束Ｌ１と照明光束Ｌ２とは半画角８度前後で広がることになるので、凸レンズ１を図３（ａ）に示す位置Ｘ１から図３（ｂ）に示す位置Ｘ１´までの間で光軸に沿って移動させたときに、観察光束Ｌ１と照明光束Ｌ２との両光束が遮光板４によりケラレないように光学系を設計するものとすると、照明光路Ｓ１の光軸Ｏ１と観察光路Ｋ１、Ｋ２の光軸Ｏ２、Ｏ２とを所定以上離さなければならず、従って、観察光路Ｋ１、Ｋ２の光軸Ｏ２、Ｏ２と照明光路Ｓ１の光軸Ｏ１との為す角度θが７度から８度前後となる。
【０００９】
穴の奥を観察する場合、観察光路Ｋ１、Ｋ２の光軸Ｏ２、Ｏ２と照明光路Ｓ１の光軸Ｏ１との角度θが大きいと、穴の入口で照明光束Ｌ２が遮られ、穴の奥を観察することが困難となる。
【００１０】
図２（ｂ）に示すように、図示を略すズーム変倍系の光軸とフロントレンズ３の光軸Ｏ３とを偏心させ、フロントレンズ３の直径を小さくすることにより、軽量化を図り、凸レンズ１の可動性を良くすることができるが、観察光路Ｋ１、Ｋ２の光軸Ｏ２、Ｏ２と照明光路Ｓ１の光軸Ｏ１との角度θは小さくならない。また、観察光路のＫ１、Ｋ２の光軸Ｏ２、Ｏ２とフロントレンズ３の光軸Ｏ３とがより一層偏心することになるので、収差が増大し、光学性能上望ましくない。
【００１１】
本願発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その第１の目的は、光学性能を損なうことなく照明光束の光軸と観察光束の光軸との為す角度を小さくできる実体顕微鏡を提供することにある。
【００１２】
本願発明の第２の目的は、物点位置の変動に追従させて照明位置を変更できる実体顕微鏡を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に記載の実体顕微鏡は、物点からの観察光束をコリメートする観察用フロントレンズと照明光束を前記物点に照射する照明用レンズとを分離して備え、前記観察用フロントレンズは物点位置を変更するためにその光軸に沿って往復動される可動レンズと、前記物点に臨む側に設けられた固定レンズとから構成され、該固定レンズは左右の観察光路の両光軸を含む面と平行でかつ左右の観察光束とほぼ接する平面により切り欠かれた切断面を有し、前記照明用レンズは前記切断面に近接して配設されると共に、光源からの光を前記照明用レンズに案内する光学部材を備えかつ前記可動レンズの往復動に伴う物点位置の変位に追従させて、前記光学部材の保持枠に取付けられたローラーが前記可動レンズのホルダに設けられた傾斜した摺接面上を前記ホルダの往復動によって移動することにより前記照明用光束の照明位置を変更する照明位置変更手段が設けられている。
本願の請求項２に記載の実体顕微鏡は、物点からの観察光束をコリメートする観察用フロントレンズと照明光束を前記物点に照射する照明用レンズとを分離して備え、前記観察用フロントレンズは物点位置を変更するためにその光軸に沿って往復動される可動レンズと、前記物点に臨む側に設けられた固定レンズとから構成され、該固定レンズは左右の観察光路の両光軸を含む面と平行でかつ左右の観察光束とほぼ接する平面により切り欠かれた切断面を有し、前記照明用レンズは前記切断面に近接して配設されると共に、照明用光路内に一対の偏角プリズムを有しかつ前記可動レンズの往復動に伴う物点位置の変位に追従させて前記偏角プリズムを互いに逆方向に回転させることにより前記照明用光束の照明位置を変更する照明位置変更手段が設けられている。
【００１５】
【作用】
請求項１、請求項２に記載の発明によれば、照明用レンズにより物点が照明される。また、請求項１に記載の発明によれば、可動レンズを観察用フロントレンズの光軸に沿って移動させると、これに連動して照明位置変更手段により光学部材が揺動されて照明位置が変更される。
請求項２に記載の発明によれば、可動レンズを観察用フロントレンズの光軸に沿って移動させると、これに連動して照明位置変更手段により偏角プリズムが互いに逆方向に回転されて前記照明用光束の照明位置が変更される。
【００１６】
【実施例】
図４において、１０は双眼顕微鏡本体、１１は接眼鏡筒を示し、この図において、符号Ｂ１、Ｂ２は従来例と同様に物点位置を示し、符号ｐはその双眼顕微鏡の光学系の作動距離を示しており、ｈはこの双眼顕微鏡の作動距離の変化量である。その物点位置Ｂ１から物点位置Ｂ２までの間にセットされた観察対象はピントの合った状態で見られることができる。
【００１７】
双眼顕微鏡本体１０には、図５に示すように観察用フロントレンズ１２、照明用レンズ１３、ズーム変倍系１４、照明光源部１５が内蔵され、接眼鏡筒１１には眼幅調整プリズム１６、接眼レンズ１７が設けられている。観察用フロントレンズ１２は物点に臨む固定レンズ１８と可動レンズ１９とから構成されている。フロントレンズ１２と照明用レンズ１３とは分離されている。この観察用フロントレンズ１２と照明用レンズ１３の詳細については後述する。ズーム変倍系１４は変倍レンズ２０、２１、２２、ビームスプリッタ２３、結像レンズ２４、正立プリズム２５を有する。このズーム変倍系１４は左右の光学系から構成され、一方の光学系は紙面において向こう側に設けられているので、図５では省略されている。照明光源部１５は光源２６、コンデンサーレンズ２７、照明野絞り２８、レンズ付反射プリズム２９を有する。フロントレンズ１２、ズーム変倍系１４、眼幅調整プリズム１６、接眼レンズ１７は観察光学系を構成しており、例えば物点位置Ｂ２から発せられた観察光束Ｌ１は観察用フロントレンズ１２によってコリメートとされてズーム変倍系１４に導かれる。ズーム変倍系１４はアフォーカル光学系とされ、コリメートされた観察光束Ｌ１はこのズーム変倍系１４を通過してビームスプリッタ２３に導かれ、その観察光束Ｌ１の一部はビームスプリッタ２３により反射されて図示を略すＴＶ撮像装置等に導かれ、結像される。このビームスプリッタ２３を透過した観察光束Ｌ１は結像レンズ２４により像点Ｉに実像を形成する。観察者はアイポイントＥに眼を置くことにより、接眼レンズ１７を介して物点位置Ｂ２における観察対象を観察できる。なお、眼幅調整プリズム１６はその入射光軸の回りに回転可能であり、観察者の瞳孔間距離を合わせることができるようになっている。
【００１８】
光源２６から出射された照明光束はコンデンサレンズ２７により集光され、照明野絞り２８を照明する。照明野絞り２８を通過した照明光束Ｌ２はレンズ付反射プリズム（光学部材）２９によりコリメートされ、照明用レンズ１３に導かれる。この照明用レンズ１３の焦点は物点位置Ｂ２に一致されており、照明野絞り２８の像が物点位置Ｂ２に形成され、物点位置Ｂ２が均一に照明される。また、光源２６の像が集光レンズ２７によって照明用レンズ１３の物点側近傍に形成されるようになっており、すなわち、照明光源部１５の射出瞳が固定レンズの物側でかつ後述する切断面に近接されている。これにより、光源２６の照明効率の向上を図ることができる。
【００１９】
フロントレンズ１２と照明用レンズ１３との間には、遮光板３０が設けられている。この遮光板３０は照明用レンズ１３と空気との境界面によって反射された照明光束の反射光が観察光路に混入するのを防止する役割を果たす。フロントレンズ１２は図６に示すように左右の観察光路Ｋ１、Ｋ２の両光軸Ｏ２、Ｏ２を含む面と平行でかつ左右の観察光束Ｌ１、Ｌ１とほぼ接する平面により切り欠かれた切断面１２ａを有し、照明用レンズ１３は図５、図６、図７に示すように切断面１２ａに近接して配設されている。その図６において、符号Ｏ１は照明光路Ｓ１の光軸、符号Ｏ３はフロントレンズ１２の光軸である。フロントレンズ１２と照明用レンズ１３とを分離する構成とし、照明用レンズ１３を固定レンズ１８の切断面１２ａに近接して配設する構成とすることにより、観察光束Ｌ１の光軸Ｏ２と照明光束Ｌ２の光軸Ｏ１とを従来に較べて近付けることができるので、光軸Ｏ１と光軸Ｏ２との為す角度を従来よりも小さくでき、例えば５度とすることができる。
【００２０】
図５において、可動レンズ１９を破線で示す位置に変位させると、物点位置がＢ２からＢ１に変位される。このとき、照明光束Ｌ２による照明位置が物点位置Ｂ２のままであると、照明位置と物点位置とがずれることになる。これを避けるために、この発明では、可動レンズ１９の往復動に伴う物点位置の変位に追従させて照明用光束Ｌ２の照明位置を変更する照明位置変更手段が設けられている。
【００２１】
図８ないし図１０はその照明位置変更手段の説明図であって、図８、図９において、３１、３２はレンズホルダである。レンズホルダ３１にはガイドピン３３、３３が突設されている。レンズホルダ３２はガイドピン３３に案内されて上下動される。レンズホルダ３１には照明用レンズ１３と固定レンズ１８とが保持されている。レンズホルダ３２には可動レンズ１９が保持されている。レンズホルダ３１には一対の支持板３４が図１０に示すように取り付けられており、その起立部３４ａ、３４には回動支持ピン３５が取り付けられている。その回動支持ピン３５には保持枠３６が回動可能に支持されている。レンズ付反射プリズム２９はその両側面が保持枠３６の両側板３６ａ、３６ａ´に接着されて保持枠３６に保持されている。その側面３６ａ´にはその上端部分に支持ピン３７が取り付けられ、支持ピン３７には回転可能にローラ３８が支承されている。
【００２２】
遮光板３０は固定レンズ１８の切断面１２ａに接着されてレンズホルダ３１に固定されている。レンズホルダ３２には、図９に示すように、ネジ３９Ｃによりラック板３９が固定されている。ラック板３９には図１０に示すようにラック歯３９ａと摺接面３９ｂが形成されている。ラック歯３９ａにはピニオン４０が噛合されている。このピニオン４０はモータ（図示を略す）の出力軸４１に取り付けられている。摺接面３９ｂにはローラ３８が摺接されている。その摺接面３９ｂは垂直線に対して傾斜する構成とされ、保持枠３６はローラ３８が摺接面３９ｂに摺接する方向に捻りコイルバネ（図示を略す）により常時付勢されている。レンズホルダ３２はモータ、ピニオン４０、ラック板３９によりフロントレンズ１２の光軸方向に往復動される。
【００２３】
図５に示すように可動レンズ１９が破線の位置まで移動されると、物点位置がＢ２からＢ１に変位される。同時に、レンズ付反射プリズム２９が支持ピン３５を中心にして矢印Ｘ方向に回動され、レンズ付反射プリズム２９の反射面２９ａが破線で示す位置に回動され、従って、可動レンズ１９の往復動に伴う物点位置の変位に追従し、破線で示すように照明光束Ｌ２の照明位置が物点位置Ｂ１に変更され、物点位置の変位に追従させて照明中心を変更することができる。
【００２４】
また、この実施例によれば、フロントレンズ１２の径を小さくできるので、フロントレンズ１２の軽量化を図ることができるという効果を奏する。
【００２５】
図１１は照明位置変更手段の変形例を示し、この変形例では、レンズ付反射プリズム２９を回動変位させる代わりに、レンズ付反射プリズム２９と照明野絞り２８との間に頂角が一致する偏角プリズム４２、４３を設け、この偏角プリズム４２、４３を基準の物点位置Ｂ２では図１１に示すように配置して全体として偏角作用を有しない平行平面板としての作用を果たさせ、物点位置の変位に追従させて（すなわち可動レンズ１９の移動に同期させて）一対の偏角プリズム４２、４３を互いに逆方向に回転させて照明光路の光軸を偏角させ、物点位置の変位に追従させて照明中心を変更させることとしたものである。なお、図１１では、偏角プリズム４２、４３は説明の都合上照明光路の光軸の回りに９０度回転させて描かれている。
【００２６】
【発明の効果】
本願の請求項１に記載の発明によれば、物点からの観察光束をコリメートする観察用フロントレンズと照明光束を物点に照射する照明用レンズとを分離して備え、観察用フロントレンズは物点位置を変更するためにその光軸に沿って往復動される可動レンズと物点に臨む側に設けられた固定レンズとから構成され、固定レンズは左右の観察光路の両光軸を含む面と平行でかつ左右の観察光束と接する平面により切り欠かれた切断面を有し、照明用レンズは前記切断面に近接して配設されているので、観察光路の光軸と照明光路の光軸との為す角度を従来よりも小さくでき、従って、穴の奥、凹凸の大きな物体の凹部を良好に照明でき、光学性能を損なうことなく凹凸の大きな物体の観察が容易となる。
【００２７】
本願の請求項４に記載の発明によれば、物点からの観察光束をコリメートする観察用フロントレンズと照明光束を物点に照射する照明用レンズとを分離する構成とした場合であっても、照明位置を物点位置に合致させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフロントレンズの構成を示す模式図である。
【図２】図２は従来の不具合を説明するための光路断面図を示し、図２（ａ）は図３（ａ）の位置ｑ１における光学系の光路断面図であり、図２（ｂ）はズーム変倍系の光軸とフロントレンズの光軸とを偏心させた場合の不具合を説明するための光路断面図である。
【図３】図３は従来の不具合を説明するための光学系の模式図を示し、図３（ａ）はフロントレンズが基準位置にあるときの観察光束と照明光束との関係を示し、図３（ｂ）はフロントレンズを可動させたときの観察光束と照明光束との関係を示している。
【図４】本発明に係わる実体顕微鏡の外観図である。
【図５】本発明に係わる実体顕微鏡の光学図である。
【図６】本発明に係わる観察光束と照明光束との図７の符号ｑ２における光路断面図である。
【図７】本願発明を説明するための光学系の模式図である。
【図８】照明位置変更手段の駆動部を説明するための平面図である。
【図９】照明位置変更手段の駆動部を説明するための側面図である。
【図１０】照明位置変更手段の駆動部を説明するための背面図である。
【図１１】照明位置変更手段の変形例を説明するための光学図である。
【符号の説明】
１２…観察用フロントレンズ
１２ａ…切断面
１３…照明用レンズ
１５…照明光源部
１８…固定レンズ
１９…可動レンズ１９
３０…遮光板
Ｂ１、Ｂ２…物点位置
Ｌ１…観察光束
【図１】
0003548916.tif 000002
【図２】
0003548916.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003548916.tif 000005
【図５】
0003548916.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003548916.tif 000008
【図８】
0003548916.tif 000009
【図９】
0003548916.tif 000010
【図１０】
0003548916.tif 000011
【図１１】
0003548916.tif 000012