(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を含む又は取り付け可能な可動部を、前記可動部を収納するスペースを有する固定部に対して光軸とほぼ垂直な摺動面に沿って心だしする心だし機構において、
前記可動部の少なくとも１か所を付勢する付勢手段と、
前記可動部の少なくとも２か所を前記摺動面に沿って移動させる心だし調整部を有し、
前記心だし調整部は、前記固定部に第１のピッチで係合する第１のネジと、
前記第１のネジに前記第１のピッチと異なる第２のピッチで係合し、前記可動部を支える第２のネジと、
前記固定部に取り付けられ、前記第２のネジの回転を防止する回転防止手段とを有し、
前記回転防止手段は、前記第２のネジの外周に設けられた切り欠き部に係合可能な曲げ板を有することを特徴とする心だし機構。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のネジは、外径部に前記固定部の雌ネジに係合する雄ネジを備え、内径部に前記第２のネジに係合する雌ネジを備えた筒状のネジであることを特徴とする心だし機構。
【請求項３】
複数の対物レンズを装着可能な回転部と、前記複数の対物レンズの少なくとも１つの対物レンズの光軸を調整する心だし機構とを有する心だしレボルバにおいて、
前記心だし機構は、請求項１又は２に記載の心だし機構であることを特徴とする心だしレボルバ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の心だし機構、又は請求項３に記載の心だしレボルバを備えたことを特徴とする顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学素子等の心だし機構に関し、特に、精度の高い心だし調整が可能な心だし機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、心だし機構を備えた偏光顕微鏡の側面図である。偏光顕微鏡１は、アーム１１が設けられた支柱１０と、アーム１１の上部に取り付けられた鏡筒２０と、鏡筒２０の側面に取り付けられた接眼レンズ３０と、アーム１１の下面に取り付けられ、心だし機構を内蔵する心だしレボルバ４０と、心だしレボルバ４０にネジ止めされる対物レンズ５０と、支柱１０に沿って上下に移動可能なサブステージ６１と、サブステージ６１の上に設けられ、観察物を観察しながら回転可能な回転ステージ６０と、観察物等に対する照明光源を収納するランプハウス７０とを有する。
【０００３】
このような偏光顕微鏡においては、観察物が積置された回転ステージ６０を回転しながら細胞組織等の観察物を観察するので、回転ステージ６０の回転中心と対物レンズ５０の光軸を一致させる必要がある。これは、回転ステージ６０の回転中心が対物レンズ５０の光軸と一致していないと、回転ステージ６０の回転により観察物が顕微鏡の視野の中心から移動してしまい、観察しにくいからである。
【０００４】
従って、心だしレボルバ４０には、対物レンズ５０の光軸を調整する心だし機構が内蔵されており、心だしレボルバ４０の側面に設けられた心だしネジを調整し、対物レンズ５０の光軸を回転ステージ６０の回転中心に合わせてから観察が行われる。
【０００５】
一方、半導体ウェハの検査等に使用される工業用顕微鏡においては、回転ステージ６０は使用されず、心だしレボルバ４０に倍率の異なる複数の対物レンズ５０が装着される。そして、低倍率の対物レンズ５０で観察対象を特定し、次に高倍率の対物レンズ５０に切り替えて詳細な観察が行われる。従って、低倍率から高倍率に切り替えたときに観察対象が顕微鏡の視野のほぼ中央で拡大されるように、低倍率の対物レンズ５０の光軸と高倍率の対物レンズ５０の光軸を一致させる必要がある。
【０００６】
図８は、従来の心だし機構を示す正面図であり、図９は、図８のＣ−Ｃ部分の断面図である。図８に示すように、従来の心だし機構は、心だし機構を支える固定部２１０と、対物レンズ等の光学素子を取付可能なネジ２２０ａが形成された可動部２２０と、内部に圧縮バネ２３１を収納し、可動部２２０の１カ所を弾性的に支持する鉄砲玉２３０と、２つの心だしネジ２４０、２５０とを有する。
【０００７】
心だしネジ２４０、２５０を回転させると、可動部２２０は、図９に示す固定部２１０の摺動面２１０ａに沿って光軸Ｌに垂直な方向に移動し、ネジ２２０ａに装着された対物レンズ等の光軸Ｌを移動させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、偏光顕微鏡が利用される生物系の分野では、観察対象である標本の微細化が進み、より高倍率の対物レンズで標本を観察する傾向にある。偏光顕微鏡においては、回転ステージを回転させながら標本の色の変化を観察するが、高倍率の対物レンズの光軸と回転ステージの回転中心とが一致していないと、回転ステージの回転により標本が偏光顕微鏡の視野の外に出てしまい、円滑な観察ができなくなってしまう。
【０００９】
また、工業顕微鏡において、例えば、５０倍の低倍率の対物レンズから１５０倍又は２００倍の高倍率の対物レンズに切り替えて観察を行う場合に、それぞれの対物レンズの光軸が一致していないと、低倍率から高倍率に切り替えたときに、観察対象が顕微鏡の視野の外に出てしまい、観察対象を見失ってしまう。
【００１０】
一方、近年顕微鏡にビデオカメラを装着して標本を撮影し、標本をビデオモニタの画面上で観察する場合も多くなってきた。この場合は、対物レンズの倍率にビデオモニタの倍率をかけた総合倍率は更に高くなり、より精度の高い心だし調整が要求される。例えば、対物レンズの倍率が１００倍で、ビデオモニタの倍率が２４倍とすると総合倍率は２４００倍になり、ビデオモニタの画面上の５ｍｍの長さは、実際の標本の約０．００２ｍｍの長さに相当する。
【００１１】
対物レンズが装着される可動部を３点で支持する心だし機構の場合、可動部は心だしネジの移動方向である軸方向から、すこしずれた方向に移動するため、心だしネジの移動量と可動部の移動量は厳密には同じ値にはならないが、ほぼ近い値になる。従って、従来の心だし機構では、心だしネジの回転量に対する可動部の移動量は、心だしネジのピッチによってほとんど決まる。
【００１２】
心だしネジのピッチが０．５の場合、心だしネジの１回転（３６０°）は、移動量０．５ｍｍに対応する。従って、実際の標本をビデオモニタの画面上の５ｍｍに対応する０．００２ｍｍ移動させるには、心だしネジを、
３６０°×０．００２／０．５＝１．４°
回転させなければならない。これは極めて小さな角度であるため、従来の心だし機構における心だし調整は非常に難しい操作であった。
【００１３】
次に、従来の心だし機構において、可動部が、心だしネジを回転した瞬間に、心だしネジの軸方向（光軸にほぼ垂直な摺動面方向）とは全く異なる方向に動いてしまう点について説明する。図１０は、図９の点線部２７０の拡大図である。従来の心だし機構では、心だしネジ２５０の先端にかしめられた鋼球２５１が、心だしネジ２５０と共に回転しながら可動部２２０に接触する。鋼球２５１と可動部２２０の切り欠き２２０ｅとの接触点Ｐは、心だしネジ２５０の軸ｈからずれた位置にあるため、接触点Ｐでは心だしネジ２５０の回転による摩擦力が生じる。
【００１４】
例えば、心だしネジ２５０を右回転させると、摩擦力は、接触点Ｐにおいて可動部２２０を紙面の裏方向に押すように働く。このため可動部２２０は、図８に示すように、鉄砲玉２３０で支えられるＶ溝２２０ｃを支点として、矢印２６０の方向に回転し、もう一方の心だしネジ２４０のネジガタに相当する分だけ傾いてしまう。
【００１５】
このように、従来の心だし機構においては、心だしネジ２５０の回転を開始する瞬間に、可動部２２０が心だしネジ２５０の軸方向と全く異なる方向に動いてしまい、観察物を高倍率で観察しながら微細な心だしを行うことが極めて困難であった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、精度の高い心だし調整を行うことができる心だし機構、心だしレボルバ及び顕微鏡を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、心だし機構にいわゆる差動ネジを設けたことを特徴とする。従って、本発明によれば、心だしネジの回転量に対する可動部の移動量が、差動ネジ機構により極めて小さく設定できるので、精度の高い心だし調整を行うことができる。
【００１８】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、光学素子を含む又は取り付け可能な可動部を、前記可動部を収納するスペースを有する固定部に対して光軸とほぼ垂直な摺動面に沿って心だしする心だし機構において、前記可動部の少なくとも１か所を付勢する付勢手段と、前記可動部の少なくとも２か所を前記摺動面に沿って移動させる心だし調整部を有し、前記心だし調整部は、前記固定部に第１のピッチで係合する第１のネジと、前記第１のネジに前記第１のピッチと異なる第２のピッチで係合し、前記可動部を支える第２のネジと、前記固定部に取り付けられ、前記第２のネジの回転を防止する回転防止手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
上記の発明によれば、心だし調整部は、固定部に第１のピッチで係合する第１のネジと、第１のネジに第１のピッチと異なる第２のピッチで係合し、可動部を支える第２のネジとから構成されるいわゆる差動ネジ機構を有するので、第１のネジの回転量に対する第２のネジの移動量を大幅に小さくすることができる。
【００２０】
また、第２のネジの回転を防止する回転防止手段が設けられているので、第２のネジと可動部との接触部で回転による摩擦力が発生せず、可動部を第２のネジの移動方向（光軸にほぼ垂直な摺動面方向）とほぼ同じ方向に移動させることができる。従って、高倍率の顕微鏡において、心だし調整を精度よくかつ容易に行うことができる。
【００２１】
更に、上記の発明において、その好ましい態様は、複数の対物レンズを装着可能な回転部と、前記複数の対物レンズの少なくとも１つの対物レンズの光軸を調整する心だし機構とを有する心だしレボルバ又は顕微鏡において、前記心だし機構は、請求項１又は２に記載の心だし機構であることを特徴とする。
【００２２】
上記の発明によれば、複数の対物レンズを装着可能な心だしレボルバ又は顕微鏡において、複数の対物レンズの心だし調整を精度よくかつ容易に行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態の心だし機構の正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ部分の断面図である。また、図３は、本発明の実施の形態の心だし機構の部分拡大図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ部分の断面図である。
【００２５】
本実施の形態の心だし機構は、図１に示すように、心だし機構を支える固定部１１０と、対物レンズ等の光学素子を取付可能な可動部１２０と、内部に圧縮バネ１３１等の弾性体を収納し、可動部１２０の１カ所を弾性的に支持する鉄砲玉１３０と、支持部材１４０と筒状ネジ１４２等で構成される左側の心だし調整部と、支持部材１５０と筒状ネジ１５２等で構成される右側の心だし調整部とを有する。
【００２６】
固定部１１０は、図２に示すように、中心軸を光軸Ｌに一致させた光路１１０ａと、可動部１２０を収容する中空スペース１１０ｂと、可動部１２０と接触する摺動部１１０ｃと、鉄砲玉１３０を移動可能に保持する穴１１０ｄと、図１に示すように、筒状ネジ１４２、１５２と螺合する雌ネジ１１０ｅ、１１０ｆとを有する。
【００２７】
可動部１２０は、図２に示すように、対物レンズ等の光学素子を取り付けるためのネジ１２０ａと、固定部１１０と接触する摺動面１２０ｂと、鉄砲玉１３０と係合するＶ溝１２０ｃと、図１に示すように、支持部材１４０、１５０と接触する切り欠き１２０ｄ、１２０ｅとを有する。
【００２８】
この場合、鉄砲玉１３０又は支持部材１４０、１５０が可動部１２０に圧力を加えるとき、可動部１２０の摺動面１２０ｂが、固定部１１０の摺動面１１０ｃに押しつけられるように、Ｖ溝１２０ｃ及び切り欠き１２０ｄ、１２０ｅは、光軸Ｌに対して傾いて形成される。このため可動部１２０は、心だし調整時に固定部１１０の摺動面１１０ｃに沿って移動し、スムーズな心だし調整を行うことができる。
【００２９】
鉄砲玉１３０は、その外径部が固定部１１０の穴１１０ｄに嵌合し、光軸Ｌと垂直に移動可能に保持される。また、鉄砲玉１３０には、圧縮バネ１３１等の弾性体が内蔵され、その先端部１３０ａが可動部１２０のＶ溝１２０ｃに圧力を加えている。
【００３０】
次に、図３、図４により、本実施の形態の心だし調整部について説明する。本実施の形態の心だし調整部は、図３に示すように、六角穴付きボルト１５３がねじ止め固定された第１のネジである筒状ネジ１５２と、筒状ネジ１５２の内径部の雌ネジに螺合し、先端に鋼球１５１が固定された第２のネジである支持部材１５０と、固定部１１０にビス１５５ａ、１５５ｂで固定され、支持部材１５０の回転を防止する曲げ板１５４とを有する。
【００３１】
第１のネジである筒状ネジ１５２は、外径部に第１のピッチの雄ネジを有すると共に、内径部に第１のピッチより小さい第２のピッチの雌ネジを有し、外径部の雄ネジは固定部１１０に形成された雌ネジ１１０ｆと螺合している。ここでは、例えば、外径部の第１のピッチを０．５ｍｍとし、内径部の第２のピッチを０．４ｍｍとする。
【００３２】
前述のように、第１のネジである筒状ネジ１５２の内径部の雌ネジは、可動部１２０側において第２のネジである支持部材１５０と螺合し、その反対側において六角穴付ボルト１５３と螺合している。六角穴付ボルト１５３は、筒状ネジ１５２にネジ止め後、接着等により筒状ネジ１５２に固定されるので、六角穴付ボルト１５３をドライバ等で回転すると、筒状ネジ１５２も共に回転する。支持部材１５０の先端には、鋼球１５１がかしめられており、図１に示したように、可動部１２０の切り欠き１２０ｅに接触し、可動部１２０を支持している。
【００３３】
また、図３、及び図３のＢ−Ｂ部分の断面図である図４に示すように、第２のネジである支持部材１５０の先端部には、円筒状の支持部材１５０の両側面を互いに平行に切り欠いた切り欠き１５０ａ、１５０ｂが形成されている。また、固定部１１０には、曲げ板１５４がビス１５５ａ、１５５ｂによりねじ止めされ、その曲げ部分１５４ａ、１５４ｂが支持部材１５０の切り欠き１５０ａ、１５０ｂに係合される。従って、支持部材１５０は、筒状ネジ１５２の回転により支持部材１５０の軸方向には移動できるが、支持部材１５０自体が軸回りに回転することはない。この切り欠き１５０ａ、１５０ｂ及び曲げ部分１５４ａ、１５４ｂにより回転防止手段が構成される。なお、もう一方の心だし調整部である筒状ネジ１４２、支持部材１４０等の構造も同様である。
【００３４】
次に、本実施の形態の心だし機構の動作について説明する。六角穴付ボルト１５３をドライバ等により右回転させると、第１のネジである筒状ネジ１５２は六角穴付ボルト１５３と一体になって回転し、固定部１１０と螺同する外径部の第１のピッチに従って光軸Ｌに近づく方向に進む。第１のピッチは０．５であるので、第１のネジである筒状ネジ１５２は、ドライバ１回転で０．５ｍｍ、光軸Ｌの方向に近づく。
【００３５】
第２のネジである支持部材１５０自体は、曲げ板１５４によって係止されているため回転しないが、第１のネジである筒状ネジ１５２が右回転すると、いわゆる差動ネジ機構により、第１のネジである筒状ネジ１５２を基準とすると、上記と逆方向、即ち光軸Ｌと反対の方向に進む。
【００３６】
第１のネジである筒状ネジ１５２の内径部の第２のピッチは０．４であるので、ドライバ１回転で光軸Ｌと反対の方向に０．４ｍｍ進む。従って、第２のネジである支持部材１５０は、ドライバ１回転で両者の差の距離、即ち０．５−０．４＝０．１ｍｍだけ光軸Ｌに近づくことになる。もう一方の心だし調整部の動作も同様である。
【００３７】
このように可動部１２０は、鉄砲玉１３０により弾性的に支持されると共に、支持部材１４０、１５０により支持されるので、支持部材１４０、１５０を移動させて可動部１２０を光軸Ｌと垂直方向に移動させ、可動部１２０に取り付けられた対物レンズ等の心だしを行うことができる。
【００３８】
しかも、本実施の形態の心だし機構によれば、いわゆる差動ネジ機構により、第１のネジである筒状ネジ１４２、１５２の回転量に対して、第２のネジである支持部材１４０、１５０の移動量を極めて小さくできるため、対物レンズ等の心だしを容易にかつ精度よく行うことができる。
【００３９】
また、第２のネジである支持部材１４０、１５０は、回転防止手段により回転しないため、第２のネジである支持部材１４０、１５０の先端の鋼球１４１、１５１と可動部１２０の間に摩擦力は生じない。従って、本実施の形態の心だし調整において、ドライバ等を回した瞬間に可動部１２０が支持部材１４０、１５０の軸方向から大きくずれた方向に動くことはなく、対物レンズ等の心だしを容易にかつ精度よく行うことができる。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態に係る心だしレボルバの断面図であり、図６は、一部に断面図を含む図５のＤ矢視図である。図５に示すように、本実施の形態の心だしレボルバ３００は、顕微鏡のアームに固定される固定部３１０と、この固定部３１０に対して回転可能であると共に、複数の対物レンズ５０を装着可能な回転部３２０とを有する。
【００４１】
回転部３２０は、中心に設けられた固定軸３３０により固定部３１０に取り付けられ、固定軸３３０の円周及び回転部３２０の円周に設けられたベアリングボール３２１、３２２により、固定部３１０に回転可能に保持される。また、回転部３２０には、図１乃至図４で説明した心だし機構を収めるための複数のスペース３２０ａと、位置決め溝３２０ｂが形成される。
【００４２】
固定部３１０には、ビス３４０により先端に鋼球３１２がスポット溶接された板バネ３１１が取り付けられる。この鋼球３１２が上記の位置決め溝３２０ｂに落ち込むことにより、回転部３２０の位置決めが行われる。これにより、回転部３２０に取り付けられた対物レンズ５０を光軸Ｌ上に位置決めすることができる。
【００４３】
このように本実施の形態の心だしレボルバは、手動又は電動により回転部３２０を回転させることにより、対物レンズ５０を順次切り換えることができる。また、回転部３２０に設けられる心だし機構により、それぞれの対物レンズ５０の光軸Ｌを回転ステージの回転中心に精度良く合わせることができると共に、それぞれの対物レンズ５０相互の心だし調整を容易に行うことができる。
【００４４】
なお、本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、心だし調整部は、固定部に第１のピッチで係合する第１のネジと、第１のネジに第１のピッチと異なる第２のピッチで係合し、可動部を支える第２のネジとから構成されるいわゆる差動ネジ機構を有するので、第１のネジの回転量に対する第２のネジの移動量を大幅に小さくすることができる。
【００４６】
また、第２のネジの回転を防止する回転防止手段が設けられているので、第２のネジと可動部との接触部で回転による摩擦力が発生せず、可動部を第２のネジの移動方向とほぼ同じ方向に移動させることができる。従って、高倍率の顕微鏡において、心だし調整を精度よくかつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の心だし機構の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の心だし機構のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の心だし機構の拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態の心だし機構のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の心だしレボルバの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の心だしレボルバのＤ矢視図である。
【図７】心だし機構を備えた偏光顕微鏡の側面図である。
【図８】従来の心だし機構の正面図である。
【図９】従来の心だし機構のＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】従来の心だし機構の拡大図である。
【符号の説明】
１    偏光顕微鏡
１０  支柱
１１  アーム
２０  鏡筒
３０  接眼レンズ
４０  心だしレボルバ
５０  対物レンズ
６０  回転ステージ
６１  サブステージ
７０  ランプハウス
１１０  固定部
１２０  可動部
１３０  鉄砲玉
１３１  圧縮バネ
１４０、１５０  支持部材
１４２、１５２  筒状ネジ
１４３、１５３  六角穴付ボルト
１４４、１５４  曲げ板
【図１】
0004491859.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004491859.tif 000009
【図９】
0004491859.tif 000010
【図１０】
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