JP3850073B2 - Stereo microscope binocular tube - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学像の正立像の形成と、使用者の眼幅に対応する眼幅調整を可能とした実体顕微鏡用双眼鏡筒に関するものである。
一般に、実体顕微鏡においては、光学像の上下方向の反転による正立像の形成と、使用者の眼幅に対する接眼レンズ間距離の調整は、不可欠の構成であり、このため、従来より、双眼鏡筒として、図8(a)(b)、図9(a)(b)に示すようなものが知られている。
【0002】
図8(a)(b)は、三角プリズム51、直角プリズム52、53および台形プリズム54を組み合わせたもので、三角プリズム51で鏡筒角を30°にした後、直角プリズム52、53と台形プリズム54の組み合わせによるポロプリズムにより光学像を正立像に形成し、さらにポロプリズムに入射する光軸dを軸にして、ポロプリズムを回転させることで、接眼レンズ55間の間隔lを調整して使用者の眼幅に合わせられるようになっている。
【0003】
一方、図9(a)(b)は、ダハプリズム61と平行プリズム62を組み合わせたもので、ダハプリズム61の稜線部61aを使って鏡筒角を30°とするとともに、光学像を正立像に形成し、さらに平行プリズム62を通し、その平行プリズム62に入射する光軸dを軸に、同平行プリズム62を回転させることにより、使用者の眼幅に合わせた接眼レンズ63での眼幅調整ができるようになっている。
さらに、実開平1−164401号公報には、正立像を形成するとともに、眼幅調整のできるティルティング鏡筒の構成が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような実体顕微鏡は、例えば、半導体チップの外観検査など作業用として使われ、長時間の観察に用いられることが多いことから、その観察の際の姿勢に無理があれば、使用者は、筋肉に生じるストレスにより疲労してしまい、長時間の作業が難しくなる。
【0005】
このため、最近では、長時間の観察に好ましい鏡筒角度の研究が行われるようになり、現在普及している鏡筒角度30°、45°よりも角度の浅い15°〜20°ぐらいの鏡筒角度のものが最適であることが判明してる。
【0006】
そこで、上述した図8(a)(b)に示す従来のものについて鏡筒角度15°または20°に構成することが考えられるが、こうすると、光束の通る有効径を確保するため、鏡筒角度を浅くするほど同図(c)(d)に示すように三角プリズム51が大型化し、さらに、三角プリズム51の底面で反射する際の反射角度eが浅くなるため、光束に対する反射面積が大きくなり、この反射面での面精度により像の劣化が大きくなってしまう。
【0007】
一方、このような鏡筒における眼幅調整のための左右の光軸間距離を決定する軸構成は、図10に示すように鏡筒本体71にポロプリズム72を固定したプリズム台73を回転軸74を介して回転自在に支持し、この回転軸74と鏡筒本体71との間に波ワッシャー75を介在させて回転軸74の回転に重さ出しをするようになっている。そして、このような軸構成において、その性能と信頼性を高めるには、
・光束の通る有効径fを広くとる(視野数、NAを大きくとり、写真装置や同軸落射などの中間鏡筒を鏡筒とズーム鏡体の間に入れても、いわゆるケラレなどを発生させないため)。
【0008】
・回転軸74の肉厚gを大きくとる(軸部の強度を高める)。
・波ワッシャー75の幅を大きくとる(確実な重さ出しのため)。
などを満足することが挙げられる。
【0009】
そして、これらの条件を満たすには、回転軸74間の距離hを大きくとることが考えられるが、上述した図8に示す構成のものでは、回転軸間距離hは、ポロプリズムに入射する光軸d間の距離と同一であり、この光軸d間の距離は、物体側の左右光軸の内向角、NAおよび装置自体の大きさでほぼ決まってしまうので(例えば、現在のガリレオタイプの実態顕微鏡では22〜24mmになっている。)、それ以上大きくすることはできず、鏡筒としての性能および信頼性に制限が生じてしまう。
【0010】
また、上述した図9(a)(b)についても、鏡筒角度を15°または20°に構成することを考えると、同図(c)(d)に示すように、いずれの場合も、コンパクト構成はできるものの、回転軸間距離hは、上述したと同様に鏡筒の光軸d間の距離と同一なので、やはり鏡筒としての性能および信頼性に制限は生じてしまう。
【0011】
また、このような構成に用いられるダハプリズム61は、その製作が難しいことで知られており、特に、稜線61aはシャープエッヂになるように数μmオーダーで研摩されなければならなず、このため、この部品の管理も運搬中などに欠けを生じないように稜線61a部分に特殊なコートを施すなど細心の注意が払われ、コスト高なものになる。それでも稜線61aのエッヂは0にはならないので視野にエッヂのフレアーがのる場合がある。
【0012】
このため、従来、フレアーのエッヂ管理をさけるため、稜線を使わないダハプリズムで構成することが考えられるが、このような稜線を使わないダハプリズムは、それ自身が大きなものであるため、コンパクト構成にできなくなるという問題があった。
【0013】
さらに、実開平1−164401号公報に開示されるティルティング鏡筒によれば、鏡筒角20°や15°を実現することはできる。ところが、周知のようにティルティング鏡筒自体、構成が複雑で高価なものであるため、特に安価を売り物にする実体顕微鏡用の双眼鏡筒への適用は難しく、さらに、プリズム自体も鈍角プリズムを使うとなれば、プリズムの加工などは一般的でなくなるため、さらに高価なものとなり、一般に使用しづらいものとなっている。
【0014】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鏡筒角度の浅い双眼鏡筒をコンパクトにかつ安価にして得られ、しかも性能および信頼性に優れた実体顕微鏡用双眼鏡筒を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、対物レンズの観察光を結像する結像レンズと、前記結像レンズの上方で、かつ入射面が前記結像レンズの光軸と垂直となるように配置される入射プリズムと、出射面から垂直に光が出射される出射プリズムと、これら入射プリズムと出射プリズムとの間に介在される中間プリズムとからなる正立像を得るための一対のポロプリズムと、を備え、前記入射プリズムは、前記入射面から前記入射プリズムの反射面までの距離よりも前記反射面から前記入射プリズムの出射面までの距離が大きくなるように設定されるとともに、前記入射プリズムの出射光軸を軸に所定角度回転させ、前記出射プリズムは、その入射光軸を軸に前記入射プリズムの回転方向と逆向きに同じ角度だけ回転させ、それぞれ前記中間プリズムに接着固定されることを特徴としている。
【0016】
請求項2記載の発明は、請求項1記載において、さらに前記出射プリズムの出射光軸上に、該出射光軸を軸に回転自在に配置された平行四辺形プリズムを有している。
【0017】
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記結像レンズは、左右光路の各々一個所に設けられることを特徴としている。
【0018】
この結果、請求項1または2記載の発明によれば、入射プリズムと出射プリズムのそれぞれの回転角が等しい状態を保ったまま、これらの回転角を調整するのみで、スペース的にコンパクトにして、長時間の観察に好ましいとされる鏡筒角度15°〜20°程度の角度の浅い双眼鏡筒を簡単に得られる。
【0019】
また、請求項3記載の発明によれば、ポロプリズムの入射光軸間隔より出射光軸間隔を大きくできることから、鏡筒としての性能と信頼性を高めることもできる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
(第1の実施の形態)
図1(a)(b)は、本発明が適用される実体顕微鏡用双眼鏡筒の概略構成を示している。図において、1は結像レンズで、この結像レンズ1は、実体顕微鏡の図示しない対物レンズの観察光を映像面に結像させるためのものである。
【0021】
この結像レンズ1の上方に、三角プリズムの入射面に垂直に光が入射される入射プリズム2と、三角プリズムの出射面から垂直に光が出射される出射プリズム3と、これら入射プリズム2と出射プリズム3の間に介在する中間プリズム4から構成される正立像を得るための一対のポロプリズムを配置している。
【0022】
この場合、入射プリズム2は、結像レンズ1からの光束が入射面から垂直に入射され、これを直角に折り曲げるように作用し、出射プリズム3は、中間プリズム4からの光束を直角に折り曲げ、出射面から垂直に出射させるように作用するものである。そして、これら入射プリズム2と出射プリズム3は、図2に示すように、入射プリズム2については、その出射光軸を軸に所定角度αだけ回転させ、出射プリズム3については、その入射光軸を軸に、入射プリズム2の回転方向と逆向きに同じ角度α′だけ回転させて、それぞれ中間プリズム4に接着固定している。さらに、入射プリズム2は、図3に示すように入射面から反射面までの距離i1 よりも反射面から出射面までの距離i2 が大きくなるように一辺の長さiを設定することにより、ポロプリズムの入射光軸間隔hi より出射光軸間隔hを大きく取れるようにもしている。
【0023】
このようにしたポロプリズムの出射プリズム3に対応させて平行プリズム5を配置している。この平行プリズム5は、出射プリズム3より出射される光束を2回反射して入射光軸と平行に出射させるもので、出射プリズム3からの出射光軸dを中心とした回転により、接眼レンズ6の間隔lを可変可能にしている。
【0024】
そして、この平行プリズム5の出射光軸と同軸上に、映像面に結像された像を観察する接眼レンズ6が配置している。
この場合、図2では、鏡筒角が30°の場合を示しているが、入射プリズム2と出射プリズム3のそれぞれの回転角αとα′が等しい状態を保ったまま、これら回転角αとα′を調整して、中間プリズム4に接着固定するようにすれば、図4および図5に示すように鏡筒角の浅い20°、15°のものも得られるようになる。
【0025】
しかして、このように構成した双眼鏡筒では、実体顕微鏡の図示しない対物レンズからの観察光が結像レンズ1に入射され、この結像レンズ1からの出射光が、入射プリズム2、出射プリズム3、中間プリズム4から構成されるポロプリズムに入射されると、このポロプリズム内の通過により、観察像の上下左右が反転され正立像に補正されるとともに、出射光軸が、入射プリズム2と出射プリズム3のそれぞれの回転角αとα′に応じて所定角度の傾きをもって出射され、平行プリズム5を回転して接眼レンズ6の間隔lを可変することで使用者の眼幅に合わせた双眼鏡筒が得られるようになる。
【0026】
従って、このようにすれば、入射プリズム2、出射プリズム3、中間プリズム4からなるポロプリズムにおいて、入射プリズム2について、その出射光軸を軸に所定角度αだけ回転させ、出射プリズム3についても、その入射光軸を軸に、入射プリズム2の回転方向と逆向きに同角度α′だけ回転させて、それぞれ中間プリズム4に接着固定しており、この時、これら入射プリズム2と出射プリズム3のそれぞれの回転角αとα′が等しい状態を保ったまま、これら回転角α、α′を調整するのみで、スペース的にコンパクトにして、長時間の観察に好ましいとされる鏡筒角度15°〜20°程度の角度の浅い双眼鏡筒をも簡単に得られることになる。この場合、構成部品として用いられる入射プリズム2および出射プリズム3は、特殊な形状のものでなく、一般的な三角プリズムなので、価格的にも安価にでき、さらに入射プリズム2、出射プリズム3、中間プリズム4での反射角をすべて45°にできるので、面精度による像の劣化も少なく良好な観察像も得られる。
【0027】
さらに、入射プリズム2については、図3に示すように一辺の長さiを選択し、光束の反射面から出射面までの距離を大きく設定することにより、ポロプリズムとして、入射光軸間隔hi より出射光軸間隔hを大きくできるので、つまり、眼幅調整の平行プリズム5の回転軸間距離がズーム鏡体の光軸間距離によらず自由に設定できるので、上述した図10に示した軸構成においても、光束の通る有効径fを広く、回転軸74の肉厚gを大きく、さらに波ワッシャー75の幅を大きくとることも可能となり、これにより鏡筒としての性能と信頼性を高めることもできるようになる。
【0028】
なお、ポロプリズムの一部を構成する入射プリズム2は、図6に示すような三角プリズムを用いてもよい。このような三角プリズムを用いれば、プリズム自体の加工が簡単になり、さらに安価にできる。
(第2の実施の形態)
図7は、第2の実施の形態を示すもので、第1の実施の形態で述べた双眼鏡筒をティルティング鏡筒に構成したものである。この場合、図7は、図2と同一部分には同符号を付している。
【0029】
この場合、入射プリズム2、出射プリズム3、中間プリズム4からなるポロプリズムの出射面3aに、さらに三角プリズム7を接合し、このプリズム7と平行プリズム5の間に、ミラー8を回動可能に配置し、この状態から、鏡筒の角度をθ傾けた状態で、ミラー8をθ/2だけ動かすようにしている。
【0030】
このようにすれば、鏡筒の傾き角度θに応じてミラー8の回動角度をθ/2の関係で調整することにより、鏡筒角度の深いものから浅いものまで、任意の鏡筒角からなる双眼鏡筒を得られるようになる。
【0031】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば鏡筒角度の浅い双眼鏡筒をコンパクトにかつ安価にして得られ、しかも性能および信頼性に優れた実体顕微鏡用双眼鏡筒を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略構成を示す図。
【図2】第1の実施の形態の入射プリズムと出射プリズムの位置関係を表した概略構成を示す図。
【図3】第1の実施の形態に用いられる入射プリズムを示す図。
【図4】第1の実施の形態の鏡筒角20°の場合の概略構成を示す図。
【図5】第1の実施の形態の鏡筒角15°の場合の概略構成を示す図。
【図6】第1の実施の形態に用いられる入射プリズムの他の例を示す図。
【図7】本発明の第2の実施の形態の概略構成を示す図。
【図8】従来の双眼鏡筒の一例の概略構成を示す図。
【図9】従来の双眼鏡筒の他の例の概略構成を示す図。
【図10】双眼鏡筒に用いられる眼幅調整のための左右光軸間距離を決定する軸構成を示す図。
【符号の説明】
1…結像レンズ、
2…入射プリズム、
3…出射プリズム、
4…中間プリズム、
5…平行プリズム、
6…接眼レンズ、
7…三角プリズム、
8…ミラー。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a binocular tube for a stereomicroscope capable of forming an erect image of an optical image and adjusting the eye width corresponding to the eye width of a user.
In general, in a stereoscopic microscope, the formation of an upright image by reversing the optical image in the vertical direction and the adjustment of the distance between the eyepieces with respect to the user's eye width are indispensable configurations. 8 (a) and 8 (b) and FIGS. 9 (a) and 9 (b) are known.
[0002]
8A and 8B show a combination of the
[0003]
On the other hand, FIGS. 9A and 9B show a combination of the
Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-164401 discloses a configuration of a tilting lens barrel capable of forming an erect image and adjusting the eye width.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, such a stereomicroscope is used for work such as appearance inspection of a semiconductor chip, and is often used for long-time observation. Is exhausted by the stress generated in the muscles, making it difficult to work for a long time.
[0005]
For this reason, recently, studies have been made on a lens barrel angle that is preferable for long-time observation, and the mirror angles of 15 ° to 20 °, which are shallower than the currently popular lens barrel angles of 30 ° and 45 °, have been studied. It has been found that the tube angle is optimal.
[0006]
Therefore, it is conceivable to configure the lens barrel angle of 15 ° or 20 ° with respect to the conventional one shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). In this case, in order to ensure an effective diameter through which the light beam passes, As the angle is made shallower, the
[0007]
On the other hand, the axis configuration for determining the distance between the left and right optical axes for adjusting the eye width in such a lens barrel is such that a
-Wide effective diameter f through which the light beam passes (because the number of fields of view, NA is large, and so-called vignetting is not generated even if an intermediate barrel such as a photographic apparatus or coaxial incident light is placed between the barrel and the zoom barrel) ).
[0008]
-Increase the thickness g of the rotating shaft 74 (increase the strength of the shaft portion).
-Increase the width of the wave washer 75 (for reliable weight extraction).
And so on.
[0009]
In order to satisfy these conditions, it is conceivable that the distance h between the rotating
[0010]
9A and 9B described above, considering that the lens barrel angle is configured to be 15 ° or 20 °, as shown in FIGS. 9C and 9D, in either case, Although a compact configuration is possible, the distance h between the rotation axes is the same as the distance between the optical axes d of the lens barrels as described above, so that the performance and reliability as a lens barrel are also limited.
[0011]
Further, the
[0012]
For this reason, in order to avoid the edge management of flare, it is conceivable to use a Dach prism that does not use ridge lines. However, such a Dach prism that does not use ridge lines is itself large, so it can be made compact. There was a problem of disappearing.
[0013]
Furthermore, according to the tilting lens barrel disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-164401, a lens barrel angle of 20 ° or 15 ° can be realized. However, as is well known, the tilting lens barrel itself is complicated and expensive, so it is difficult to apply it to binocular tubes for stereo microscopes that are particularly inexpensive, and the prism itself also uses an obtuse angle prism. Then, since the processing of the prism and the like is not common, it becomes more expensive and generally difficult to use.
[0014]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a binocular tube for a stereomicroscope that can be obtained by making a binocular tube with a shallow barrel angle compact and inexpensive, and that is excellent in performance and reliability. And
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the imaging lens that forms the observation light of the objective lens and the imaging lens are arranged above the imaging lens so that the incident surface is perpendicular to the optical axis of the imaging lens. includes an incident prism, an exit prism light perpendicularly from the emitting surface is emitted, and a pair of Porro prisms for obtaining the erect image consisting of an intermediate prism is interposed between the to the entrance prism exit prism The incident prism is set such that a distance from the reflecting surface to the exit surface of the incident prism is set larger than a distance from the incident surface to the reflecting surface of the incident prism, and the outgoing light of the incident prism is set a shaft axially rotated by a predetermined angle, the exit prism adhered to the incident optical axis is rotated by the same angle in the rotational direction opposite to the direction of the incident prism axis, each said intermediate prism It is characterized by being a constant.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a parallelogram prism is disposed on the outgoing optical axis of the outgoing prism so as to be rotatable about the outgoing optical axis.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the imaging lens is provided in one place on each of the left and right optical paths.
[0018]
As a result, according to the first or second aspect of the invention, it is possible to make the space compact by simply adjusting the rotation angles while maintaining the same rotation angles of the incident prism and the output prism. A shallow binocular tube having a lens barrel angle of about 15 ° to 20 ° which is preferable for long-time observation can be easily obtained.
[0019]
In addition, according to the invention described in
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIGS. 1A and 1B show a schematic configuration of a binocular tube for a stereomicroscope to which the present invention is applied. In the figure, reference numeral 1 denotes an imaging lens, and this imaging lens 1 is for imaging the observation light of an objective lens (not shown) of the stereomicroscope on the image plane.
[0021]
Above the imaging lens 1, an
[0022]
In this case, the
[0023]
A
[0024]
An
In this case, FIG. 2 shows a case where the lens barrel angle is 30 °. However, the rotation angles α and α ′ of the
[0025]
Thus, in the binocular tube configured as described above, observation light from an objective lens (not shown) of the stereomicroscope is incident on the imaging lens 1, and the outgoing light from the imaging lens 1 is used as the
[0026]
Accordingly, in this way, in the Porro prism composed of the
[0027]
Further, with respect to the
[0028]
The
(Second Embodiment)
FIG. 7 shows a second embodiment, in which the binocular tube described in the first embodiment is configured as a tilting lens barrel. In this case, in FIG. 7, the same parts as those in FIG.
[0029]
In this case, a
[0030]
In this way, by adjusting the rotation angle of the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a binocular tube having a shallow lens barrel angle can be obtained in a compact and inexpensive manner, and a binocular tube for a stereoscopic microscope having excellent performance and reliability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration representing a positional relationship between an incident prism and an output prism according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an incident prism used in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration when the lens barrel angle is 20 ° according to the first embodiment;
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration when the lens barrel angle is 15 ° according to the first embodiment;
FIG. 6 is a diagram showing another example of the incident prism used in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional binocular tube.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of another example of a conventional binocular tube.
FIG. 10 is a diagram showing an axis configuration for determining a distance between left and right optical axes for eye width adjustment used for a binocular tube.
[Explanation of symbols]
1 ... imaging lens,
2 ... Incident prism,
3 ... Output prism,
4 ... Intermediate prism,
5 ... Parallel prism,
6 ... Eyepiece,
7 ... Triangular prism,
8 ... Mirror.
Claims (3)
前記入射プリズムは、前記入射面から前記入射プリズムの反射面までの距離よりも前記反射面から前記入射プリズムの出射面までの距離が大きくなるように設定されるとともに、前記入射プリズムの出射光軸を軸に所定角度回転させ、
前記出射プリズムは、その入射光軸を軸に前記入射プリズムの回転方向と逆向きに同じ角度だけ回転させ、
それぞれ前記中間プリズムに接着固定されることを特徴とする実体顕微鏡用双眼鏡筒。 An imaging lens that forms an image of the observation light of the objective lens, an incident prism that is disposed above the imaging lens so that the incident surface is perpendicular to the optical axis of the imaging lens, and perpendicular to the exit surface A pair of Porro prisms for obtaining an erect image composed of an exit prism from which light is emitted and an intermediate prism interposed between the entrance prism and the exit prism ,
The incident prism is set such that a distance from the reflecting surface to the exit surface of the incident prism is larger than a distance from the incident surface to the reflecting surface of the incident prism, and an output optical axis of the incident prism Rotate the
The exit prism is rotated by the same angle in the direction opposite to the rotation direction of the entrance prism , with the incident optical axis as an axis,
A binocular tube for a stereomicroscope, characterized in that each is bonded and fixed to the intermediate prism.
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