JP3974976B2

JP3974976B2 - 鏡筒を有する実体顕微鏡

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Publication number: JP3974976B2
Application number: JP21761597A
Authority: JP
Inventors: 利美早坂
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JPH10115784A; US5907432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接眼部の傾斜角度を連続的に可変できるようにした鏡筒を有し、正立像を観察する光学機器、典型的には実体顕微鏡に関し、特に、改良された鏡筒を有する光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
正立像を観察するための光学機器には、右正立像と左正立像とを両眼で観察することにより、実体像を観察する実体顕微鏡がある。かかる実体顕微鏡は、半導体チップの外観検査などの作業用として使用され、長時間の観察に用いられることが多くなっている。この観察の際の姿勢に無理があれば、観察者は、筋肉に生じるストレスのため疲労してしまい、長時間の作業が難しくなる。
【０００３】
そこで、観察者の疲労を軽減するため、観察者の体格や姿勢に合わせて接眼部（接眼鏡筒）の傾斜角を任意に可変できようにした実体顕微鏡の鏡筒が種々考えられている。
【０００４】
図１０は実開平１−１６４４０１号公報に開示された鏡筒を示している。図１０に示すように、レンズ７０（７０ａ）を出射した光束は、入射プリズム４０（４０ａ）で反射され直角プリズム５０（５０ａ）に入射する。また、この直角プリズム５０（５０ａ）で反射された光束は、出射プリズム６０（６０ａ）で反射され、接眼ケーシング部７６（７６ａ）に入射する。接眼ケーシング部７６（７６ａ）から出射した光束は、接眼部７８（７８ａ）の像面に、対物レンズからの像を結像する。
【０００５】
この場合、入射プリズム４０（４０ａ）の出射光軸を中心とした第１の回動軸心が設けられている。この第１の回動軸心により、入射プリズム４０（４０ａ）に対し直角プリズム５０（５０ａ）は回動可能となっている。また、直角プリズム５０（５０ａ）の出射光軸を中心とした第２の回動軸心が設けられている。この第２の回動軸心により、直角プリズム５０（５０ａ）に対し出射プリズム６０（６０ａ）および接眼ケーシング部７６（７６ａ）が回動可能となっている。入射プリズム４０（４０ａ）に対する直角プリズム５０（５０ａ）の回動と、該直角プリズム５０（５０ａ）に対する出射プリズム６０（６０ａ）の回動とを連動させて、両者を同じ方向に同じ角度だけ回動するようにしている。
【０００６】
このような構造の鏡筒では、接眼ケーシング部７６（７６ａ）を回動しても、観察像が回動することなく、鏡筒傾斜角度を連続的に変換することができる。また、レンズ７０（７０ａ）により接眼部７８（７８ａ）の像面に結像される物体像は、入射プリズム４０（４０ａ）、直角プリズム５０（５０ａ）および出射プリズム６０（６０ａ）によって、上下左右が反転され、接眼部での観察像は正立像となる。
【０００７】
また、図１１は特開平６−１７５０３０号公報に開示された鏡筒を示している。図１１に示すように、対物レンズからの光束１１は、ダハプリズム８で反射され、接眼部９に入射する。
【０００８】
この場合、接眼部９は、起倒可能に回動支持されていて、この接眼部９の回動と連動する図示しない連動機構を介して、ダハプリズム８を接眼部９の回動角度の１／２だけ同じ方向に回動する。
【０００９】
このような構造の鏡筒では、接眼部９の起倒操作により傾斜角度を連続して変化しても、対物レンズからの光束１１は常に接眼レンズ１０に導かれるので、像位置がずれることない。また、対物レンズからの物体像はダハプリズム８により上下・左右が反転されるので、接眼レンズ１０での観察像は正立像となる。
【００１０】
さらに、図１２および図１３は特開昭６２−２８７２１３号公報に開示された鏡筒を示している。図１２および図１３に示すように、結像レンズ２１を出射した光束は、固定反射部材２２で偏向され直角プリズム２３に入射する。直角プリズム２３を出射した光束は、直角プリズム２３で２度反射された後に、回転ミラー２４に入射する。回転ミラー２４で反射された光束は、菱形プリズム２５を経て、接眼レンズに導かれる。
【００１１】
この場合、可動部２７は固定部２６に起倒可能に回動支持されている。接眼部２８は、その光軸を中心にして回動可能に可動部２７に支持されている。菱形プリズム２５は接眼部２８に内蔵されている。また、回転ミラー２４は、その反射点を中心軸として回動可能に固定部２６に支持されている。さらに、可動部２７の回動軸心は、回転ミラー２４の回動軸心と同軸に構成されている。回転ミラー２４は、図示しない連動機構を介して可動部２７の回動に伴い、その回動角度の１／２だけ同じ方向に回動するようになっている。
【００１２】
このような構造の鏡筒では、可動部２７の傾斜角度を連続して変化しても、対物レンズからの光束は常に接眼レンズに導かれるので、像位置がずれることない。また、対物レンズからの物体像は、固定反射部材２２、直角プリズム２３および回転ミラー２４により、上下・左右が反転され、接眼レンズでの観察像は正立像となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示す実開平１−１６４４０１号公報に開示された鏡筒は、像を正立化させる光学要素（双眼実体顕微鏡においては必須）と、鏡筒傾斜角を可変とするための光学要素とが兼用で構成されるため、光学要素部品点数が少なくて済む利点はあるものの、入射プリズム４０（４０ａ）、直角プリズム５０（５０ａ）および出射プリズム６０（６０ａ）がそれぞれ相対的に回動することで、それぞれのプリズムを保持する保持枠が必要となる。このため、それぞれのプリズムの相対位置精度を確保するのが難かしい。
【００１４】
また、鏡筒傾斜角度を変化する為、及び、眼幅を調節する為に操作される接眼ケーシング部７６（７６ａ）は、第１の回動軸心および第２の回動軸心の２つの回動軸心で保持されているため、回動部の製作精度誤差の影響を受け易い。
【００１５】
さらに光軸の調整などにも多大な工数を必要とするという問題点があった。
図１１に示す特開平６−１７５０３０号公報に開示された鏡筒は、ダハプリズム８に要求される製作精度が厳しいため、製造コストが高くなる。
【００１６】
また、ダハプリズム８を接眼部９に連動して回動させているため、光軸とダハプリズム８の光束入射面とのなす角度は、接眼部９の傾斜角度によって異なる。このため、ダハプリズム８の回動軸心と同ダハプリズム８の反射点とがずれるため、ダハプリズム８をアフォーカルな光学系内に設けなければならない、という制限条件が生ずるという問題点があった。
【００１７】
さらに、図１１に示す特開平６−１７５０３０号公報に開示された鏡筒を、ガリレオ型双眼実体顕微鏡に適用する場合は、眼幅調節機構が必要となる。この調節機構は、接眼レンズ１０とダハプリズム８との間に、図示しない菱形プリズムを設け、この菱形プリズムへの入射光軸を回動軸心として菱形プリズムを回動させ、左右光軸を観察者の眼幅に合わせるものである。尚、ガリレオ型双眼実体顕微鏡は、対物レンズの後方に一対の平行光路が形成される平行光学系が設けられる実体顕微鏡である。
【００１８】
しかしながら、左右の光軸間隔は、菱形プリズムに入射するまで一定であり、しかも、この左右光軸間隔は、ガリレオ型双眼実体顕微鏡においては、対物レンズの大きさや焦点距離、開口数等で制約されて、あまり大きくできない。このことから、菱形プリズムを、その入射光軸を回動軸心として回動させるため回動機構が構成しにくい。また、回動機構に制約されて観察視野を大きくできないという問題点がある。さらに、写真撮影用光路を付加した三眼鏡筒に構成し難いという問題点もあった。
【００１９】
図１２及び図１３に示す特開昭６２−２８７２１３号公報に開示された鏡筒は、結像レンズ２１から出射した光束は、固定反射部材２２によって直角プリズム２３に向け反射される。この場合、直角プリズム２３は、接眼部２８側に位置することから、この直角プリズム２３の位置が邪魔になって接眼部２８への入射光軸角度（＝鏡筒傾斜角度）を、水平（０°）から該水平に対し２０°の角度までの範囲に設定できなくなるという問題点があった。この角度範囲は、顕微鏡の長時間観察に最適と言われている角度範囲である。
【００２０】
勿論、直角プリズム２３を邪魔にならない位置まで退避させることが考えられるが、こうした場合、固定反射部材２２と直角プリズム２３との間の距離および直角プリズム２３と回転ミラー２４との間の距離が大きくなるため、結像レンズ２１の焦点距離で決定される光路長内で鏡筒が構成できなくなるという問題があった。
【００２１】
また、結像レンズ２１から出射した光束を、固定反射部材２２によって接眼部２８側と逆側に反射することも考えられるが、こうすると、直角プリズム２３を出射した光束の光軸と回転ミラー２４の反射面とのなす角度が極めて小さいものになるため、鏡筒傾斜角度を顕微鏡の長時間観察に最適な０°〜２０°に設定することが困難となる。
【００２２】
さらに、図１２及び図１３に示す特開昭６２−２８７２１３号公報に開示された鏡筒は、写真撮影用光路を付加した三眼鏡筒には構成し難いという問題点がある。
【００２３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構造が簡単で低コストで、しかも鏡筒傾斜角度を長時間観察に耐え得る範囲を含めて連続的に可変できる鏡筒を有する光学器機を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
また上記目的は次のような実体顕微鏡により達成される。即ち、本発明は、固定部と、この固定部内に設けられる左右一対の結像レンズ部と、前記固定部に回動可能に支持される可動部と、この可動部に支持される左右一対の接眼部と、前記固定部に設けられる左右一対のプリズムアセンブリと、このプリズムアセンブリから出射した光束を反射する反射光学部と、前記可動部内に配置され前記反射光学部により反射された光束を前記接眼部に導入する左右一対の導入光学部と、前記可動部の前記固定部に対する回動に連動し、前記反射光学部を支持する部材を、前記可動部の回動量の半分の回動量だけ前記可動部と同じ方向に回動させる減速機構とを備え、前記プリズムアセンブリの各々は、像を反転させる第１及び第２の三角プリズム及び直角プリズムを含み、前記直角プリズムの底面の一半分に前記第１の三角プリズムの出射面が対向し、前記直角プリズムの底面の他の半分に前記第２の三角プリズムの入射面が対向するように配置され、前記結像レンズから出射された光束は、前記第１の三角プリズムの内部で１回反射した後に前記直角プリズムに入射し、前記直角プリズムで２回反射した後に前記第２の三角プリズムに入射し、前記第２の三角プリズムの内部で２回反射した後に底面から前記反射光学部へ向けて出射され、前記プリズムアセンブリと反射光学部と導入光学部は、前記結像レンズ部から出射した光束により結像される被検物の像を前記接眼部で正立させる実体顕微鏡である。
【００２６】
さらに上記目的は次のような実体顕微鏡により達成される。即ち、本発明は、固定部と、この固定部内に設けられる左右一対の結像レンズ部と、前記固定部に回動可能に支持される可動部と、この可動部に支持される左右一対の接眼部と、前記固定部に設けられる左右一対のプリズムアセンブリと、このプリズムアセンブリから出射した光束を反射する反射光学部と、前記可動部内に配置され前記反射光学部により反射された光束を前記接眼部に導入する左右一対の導入光学部と、前記可動部の前記固定部に対する回動に連動し、前記反射光学部を支持する部材を、前記可動部の回動量の半分の回動量だけ前記可動部と同じ方向に回動させる減速機構とを備え、前記プリズムアセンブリの各々は、像を反転させる第１及び第２の三角プリズム及び直角プリズムを含み、前記第１の三角プリズムの出射面に前記第２の三角プリズムの入射面が対向し、前記第２の三角プリズムの出射面に前記直角プリズムの底面の一半分が対向するように配置され、前記結像レンズから出射された光束は、前記第１の三角プリズムの内部で２回反射した後に前記第２の三角プリズムに入射し、前記第２の三角プリズムの内部で１回反射した後に前記直角プリズムの底面の一半分に入射し、前記直角プリズムの内部で２回反射した後に底面の他の半分から前記反射光学部へ向けて出射され、前記プリズムアセンブリと反射光学部と導入光学部は、前記結像レンズ部から出射した光束により結像される被検物の像を前記接眼部で正立させる実体顕微鏡である。
【００２７】
本発明によれば、固定部内に一括収容される、それぞれの光学部間の精度が確保し易く、構成も簡単で低コスト化でき、さらに、接眼部の傾斜角度を、顕微鏡の長時間観察に最適とされている０°〜２０°を含めて広い範囲で連続的に可変することができる。
【００２８】
【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）
本発明の第１の実施の形態の光学機器を、図１〜図６を参照して説明する。本発明は、正立像を観察するための光学機器、典型的には実体顕微鏡に好ましく適用される。第１の実施の形態は、双眼実体顕微鏡であって、図１，図２に示すように、本体２００と、双眼鏡筒２０１とを具備する。この鏡筒２０１は、固定部１００、可動部１０１、接眼部１０２を含む。
【００２９】
また、本体２００は、ベース２０２と、このベース２０２に直角に設けられた支柱２０３と、この支柱２０３にスライド可能に設けられた移動体２０４とを含む。移動体２０４は、固定ノブ２１３によって支柱２０３に固定される。移動体２０４には変倍部２０５が取付けられている。尚、焦準ノブ２１０の調整によりラック２１１及びピニオン２１２が動作し、変倍部２０５が移動体２０４に対して上下動されるように構成されている。ベース２０２には試料支持具２０６が設けられている。変倍部２０５には、対物レンズ２０７、変倍レンズ２０８（２０８ａ）及び変倍ノブ２０９が設けられている。
【００３０】
鏡筒２０１の固定部１００は、変倍レンズ２０８（２０８ａ）から出射した左光束（右光束）を結像する結像レンズ１０５（１０５ａ）と、結像レンズ１０５（１０５ａ）から出射した左光束に基づく左被検物像（右光束に基づく右被検物像）を正立させる正立化光学部であるプリズムアセンブリ１５０（１５０ａ）とを具備する。固定部１００は、鏡筒２０１の可動部１０１を起倒可能に回動支持している。可動部１０１の回動軸心は、左光束（右光束）の光軸に直角になるように設定されている。
【００３１】
この可動部１０１には、導入光学部である菱形プリズム１０４（１０４ａ）を具備する接眼部１０２（１０２ａ）が回転可能に支持されている。光反射光学部である回転ミラー１０９（１０９ａ）と、変更機構部又は減速機構であるギヤ機構１６０とは、固定部１００と可動部１０１に組込まれている。
【００３２】
プリズムアセンブリ１５０（１５０ａ）は、三角プリズム１０６（１０６ａ）と、直角プリズム１０７（１０７ａ）と、２回反射三角プリズム１０８（１０８ａ）とからなる。この場合、直角プリズム１０７（１０７ａ）の底面の一半分に、三角プリズム１０６（１０６ａ）が接し、直角プリズム１０７（１０７ａ）の底面の他の半分に、２回反射三角プリズム１０８（１０８ａ）が接している。
【００３３】
このようなプリズムアセンブリ１５０（１５０ａ）において、三角プリズム１０６（１０６ａ）に入射した光束は、その底面で反射する。この反射した光束は、直角プリズム１０７（１０７ａ）の底面に入射する。直角プリズム１０７（１０７ａ）の底面に入射した光束は、直角プリズム１０７（１０７ａ）の第１反射面で反射する。この反射した光束は、直角プリズム１０７（１０７ａ）の第２反射面で更に反射する。この反射した光束は、２回反射三角プリズム１０８（１０８ａ）に入射し、図１，図３の紙面に沿った方向に２回反射され、回転ミラー１０９（１０９ａ）に至る。
【００３４】
更に本発明の第１の実施の形態を詳述する。即ち、図３，図４に示すように、接眼部１０２（１０２ａ）の可動部１０１に対する回動軸心は、菱形プリズム１０４（１０４ａ）に入射する光束の光軸位置になっている。固定部１００には、顕微鏡本体からの光束を接眼レンズ１０３（１０３ａ）の像面に結像するための結像レンズ１０５（１０５ａ）を設けている。そして、これら結像レンズ１０５（１０５ａ）に対向させて三角プリズム１０６（１０６ａ）を配置し、結像レンズ１０５（１０５ａ）からの光束を接眼部１０２（１０２ａ）側と反対方向に直角に反射させる。なお、この反射角は、必ずしも直角である必要はない。
【００３５】
また、これら三角プリズム１０６（１０６ａ）の出射面に対向させて直角プリズム１０７（１０７ａ）を配置している。この直角プリズム１０７（１０７ａ）は、三角プリズム１０６（１０６ａ）からの出射光を２回、つまり図３の紙面と垂直方向に反射させ、次に図３の紙面に沿った方向に反射させて、三角プリズム１０６（１０６ａ）の出射光と平行で、方向の反対の光束を出射するようにしている。
【００３６】
直角プリズム１０７（１０７ａ）の出射面に対向させて三角プリズムである２回反射三角プリズム１０８（１０８ａ）を配置している。この三角プリズム１０８（１０８ａ）は、直角プリズム１０７（１０７ａ）からの出射光を２回、つまり図３の紙面に沿った方向に２回反射させ、回転ミラー１０９（１０９ａ）に対し所定の角度をもって光束を出射するようにしている。つまり、この場合の三角プリズム１０８（１０８ａ）を出射する光束の光軸と結像レンズ１０５（１０５ａ）を出射した光束の光軸（垂直軸）とのなす角度αは、接眼レンズ１０３（１０３ａ）の光軸と水平面とのなす角度（鏡筒傾斜角度）θが双眼実体顕微鏡用として多用される０°〜４５°に設定しやすい角度、例えば、１５°〜４５°程度の鋭角に設定されている。
【００３７】
なお、これら三角プリズム１０６（１０６ａ）、直角プリズム１０７（１０７ａ）および三角プリズム１０８（１０８ａ）は、互いに接合固定され、さらに固定部１００に固定している。
【００３８】
回転ミラー１０９（１０９ａ）は、三角プリズム１０８（１０８ａ）から出射した光束を偏向するもので、この偏向した光束を接眼部１０２（１０２ａ）の菱形プリズム１０４（１０４ａ）に導くようにしている。この場合、回転ミラー１０９（１０９ａ）は、その反射面が可動部１０１の回動軸心中心と一致するように配置され、可動部１０１の回動軸心と同心で回動するように可動部１０１に軸支されている。また、回転ミラー１０９（１０９ａ）は、該可動部１０１の回動に連動して、可動部１０１の回動角度θに対して、θ／２だけ同じ方向に回動するようになっている。
【００３９】
かかる回転ミラー１０９（１０９ａ）の動作は、ギヤ機構１６０により達成される。即ち、ギヤ機構１６０は、可動部１０１の固定部１００に対する回動に連動して、回転ミラー１０９（１０９ａ）により反射された左光束（右光束）が菱形プリズム１０４（１０４ａ）を介して接眼部１０２（１０２ａ）に導入するように回転ミラー１０９（１０９ａ）の反射面の角度を変更する。この反射面角度の変更は、回転ミラー１０９（１０９ａ）の回転により達成される。
【００４０】
更に詳しくギヤ機構１６０及び回転機構部を、図５及び図６により説明する。可能部１０１は、プリズムアセンブリ１５０（１５０ａ）から出射する光束の光軸と直角な軸心を回動中心として回動可能に固定部１００に軸支されている。また可動部１０１は、前記回動軸心と同心に構成した皿バネ１６７により摩擦力を付与されて、固定部１００に対して任意の回転角度で停止可能なように構成されている。
【００４１】
ミラー保持枠１６８は、可動部１０１内に構成され、可動部１０１の回動軸心と同心に回動可能なように可動部１０１に軸支されている。また、ミラー保持枠１６８には前記回動軸心と平行で且つ回動軸心を含む反射面を有する回転ミラー１０９（１０９ａ）が一体に固定されている。ギヤ１６３は、前記回動軸心が軸心となるように固定部１００に一体に固定されている。ギヤ１６４は、ギヤ１６３と互いに噛合うように構成され、可動部１０１に回動可能に軸支されており、ギヤ１６４とギヤ１６３との歯数比は１：１に設定されている。ギヤ１６５は、ギヤ１６４と同心にギヤ１６４に一体に固定されている。ギヤ１６６は、ミラー保持枠１６８の回動軸心が軸心となるようにミラー保持枠１６８に一体に固定され、ギヤ１６５とギヤ１６６とは互いに噛合うように構成され、ギヤ１６５とギヤ１６６との歯数比は１：２に設定されている。
【００４２】
ミラー保持枠１６８の一端部には、ミラー保持枠１６８を回転方向に付勢する捩じりコイルバネ１６９が構成されており、ミラー保持枠１６８引いては、これに一体に固定されたギヤ１６６を回転方向に付勢し、前述した各ギヤ間の噛合ガタを解消するように構成されている。すなわち、捩じりコイルバネ１６９は、ミラー保持枠１６８を可動部１０１に対して回転方向に付勢してギヤ機構１６０のガタを除去するように、ミラー保持枠１６８と可動部１０１との間に配置されている。
【００４３】
次に、このように構成されたギヤ機構１６０及び回転機構の動作について説明する。即ち、可動部１０１を時計方向にθ回動した場合、可動部１０１に軸支されたギヤ１６４及びギヤ１６５の回動軸心の位置も可動部１０１の回動軸心のまわりを時計方向にθだけ回動（公転）するので、ギヤ１６５と噛合っているギヤ１６６も時計方向にθだけ回動することになる。ところが、ギヤ１６４と噛合っているギヤ１６３は固定部１００に一体に固定されており、ギヤ１６３とギヤ１６４との歯数比は１：１に設定されているので、ギヤ１６４及びギヤ１６５は、可動部１０１の回動軸心のまわりをθだけ公転する間に、時計方向にθだけ回動（自転）することになる。
【００４４】
従って、ギヤ１６５と噛合っているギヤ１６６は、ギヤ１６５とギヤ１６６との歯数比が１：２に設定されているので、ギヤ１６６の自転によって反時計方向にθ／２だけ回動される。よって、ギヤ１６６の総合した回動角度は次のようになる。
【００４５】
θ（ギヤ１６５の公転によって時計方向に回動される角度）−θ／２（ギヤ１６５の自転によって反時計方向に回動される角度）＝θ／２（時計方向にθ／２回動）すなわち、可動部１０１をθだけ時計方向に回動した場合、ギヤ１６６と一体に構成された回転ミラー１０９（１０９ａ）が同方向にθ／２だけ回動されるので、回転ミラー１０９（１０９ａ）で反射されて接眼鏡筒部１０２（１０２ａ）に入射する光束の光軸は、可動部１０１を回転させてもずれることがない。この場合、各ギヤ間の噛合ガタは、前述した捩じりコイルバネ１６９により解消さるので、可動部１０１の回動に連動して回転ミラー１０９（１０９ａ）が正確に回動される。
【００４６】
なお、各ギヤの歯数比は前述した例に限定されるものではなく、ギヤ１６３、ギヤ１６４、ギヤ１６５及びギヤ１６６の歯数をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ及びＤとした場合、（Ａ／Ｂ）×（Ｃ／Ｄ）＝１／２を満足する歯数を選定すれば良い。但し、ギヤ１６３とギヤ１６４及びギヤ１６５とギヤ１６６はそれぞれ互いに噛合っていなければならないので、各ギヤの歯数は、Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄをも満足していなければならない。
【００４７】
次に、このように構成した第１の実施の形態の動作を説明する。ここに、顕微鏡本体２００からの光束は、結像レンズ１０５（１０５ａ）を経て、三角プリズム１０６（１０６ａ）に入射され、図３の紙面に沿った方向に反射され直角プリズム１０７（１０７ａ）に入射される。
【００４８】
そして、この直角プリズム１０７（１０７ａ）で、図３の紙面と垂直方向に反射され、次に図３の紙面と平行な方向に反射されて、三角プリズム１０６（１０６ａ）の出射光と平行で、方向の反対の光束として出射され、三角プリズム１０８（１０８ａ）に入射される。
【００４９】
更に２回反射三角プリズム１０８（１０８ａ）で、図３の紙面に沿った方向に２回反射され回転ミラー１０９（１０９ａ）に向かい、この回転ミラー１０９（１０９ａ）で反射されて接眼部１０２（１０２ａ）の菱形プリズム１０４（１０４ａ）に入射され、この菱形プリズム１０４（１０４ａ）で２回反射されて接眼レンズ１０３（１０３ａ）像面に物体像が結像される。
【００５０】
この場合、結像レンズ１０５（１０５ａ）からの物体像は、三角プリズム１０６（１０６ａ）、直角プリズム１０７（１０７ａ）、三角プリズム１０８（１０８ａ）および回転ミラー１０９（１０９ａ）により上下左右方向が反転されるので、接眼レンズ１０３（１０３ａ）では、正立した物体像として観察することができる。
【００５１】
また、可動部１０１を起倒方向に回動して接眼部１０２（１０２ａ）傾斜角度θを変更すると、この接眼部１０２（１０２ａ）の傾斜角度θの変更に連動して、ギヤ機構１６０によって、回転ミラー１０９（１０９ａ）が可動部１０１の回動角度θに対して、θ／２だけ同じ方向に回動するようになっているので、接眼レンズ１０３（１０３ａ）での像位置がずれることなく、接眼部１０２（１０２ａ）の傾斜角度θを連続して変更することができる。換言すると、三角プリズム１０８（１０８ａ）から回転ミラー１０９（１０９ａ）へ至る光束は、回転ミラー１０９（１０９ａ）をθ／２°だけ回動させるだけで、θ°回動した可動部１０１の菱形プリズム１０４（１０４ａ）に入射する。この原理は反射の法則により明らかである。
【００５２】
一方、接眼部１０２（１０２ａ）を、菱形プリズム１０４（１０４ａ）の入射光の光軸を中心に、互いに逆方向に回動させることで、観察者の両眼間隔に合わせて調節できるので、安定した状態で、物体像を両眼視できる。この場合、接眼部１０２（１０２ａ）の回動軸心は、菱形プリズム１０４（１０４ａ）の入射光軸と一致しているので、接眼レンズ１０３（１０３ａ）での像位置が移動することがない。
【００５３】
従って、このようにすれば、固定部１００内部に、像正立化光学要素および回転ミラーを一括収容したので、それぞれの各光学要素間の精度が確保し易く、しかも構成が簡単で低コスト化できる。
【００５４】
また、本実施の形態の鏡筒における可動部１０１の回動軸心は一軸であるので、従来の図１０に示すものと比較して、光軸調整などが容易となり、製造上の組み立てを簡単にできる。
【００５５】
さらに、本実施の形態の鏡筒は、従来の図１１に示す鏡筒と比べても、高精度を要求されるダハプリズムのような高価な光学素子を必要としないので、低コスト化を実現できるとともに、光軸調整も簡単にできる。
【００５６】
また、接眼部１０２（１０２ａ）に入射される光束の光軸間隔は、直角プリズム１０７（１０７ａ）により十分に拡げられているので、接眼部１０２（１０２ａ）の入射光軸を回動軸心とした両眼間隔調整のための構成を簡単にできる。
【００５７】
また、三角プリズム１０８（１０８ａ）から回転ミラー１０９（１０９ａ）に入射する光束の光軸は、結像レンズ１０５（１０５ａ）からの出射光軸（垂直）と平行でなく、鋭角な角度αを有していて、回転ミラー１０９（１０９ａ）に対応する三角プリズム１０８（１０８ａ）の出射面が傾いていることから、接眼部１０２（１０２ａ）の傾斜角度θを、例えば、０〜４５°の範囲で可変した場合でも、回転ミラー１０９（１０９ａ）を出射した光束が、回転ミラー１０９（１０９ａ）に向かって出射する三角プリズム１０８（１０８ａ）の出射面で遮られることがなく、これにより鏡筒傾斜角度θを、顕微鏡の長時間観察に最適とされている０°〜２０°を含めて広い範囲で連続的に可変することができる。
【００５８】
さらに、回転ミラー１０９（１０９ａ）を極力三角プリズム１０８（１０８ａ）の出射面側に近付けることができ、回転ミラー１０９（１０９ａ）の設置部分を省スペース構成にすることで、短かい光路長による鏡筒傾斜角度θの可変を実現することができる。
【００５９】
また、光学素子の一部として、光軸方向に光束を２回反射させる三角プリズム１０８（１０８ａ）を使用しているので、光路長を短かくできる。つまり、２回反射三角プリズム１０８（１０８ａ）は、反射面と出射面を一部共用して使用するため、その分、光路長が短かくすることができる。
【００６０】
なお、上述した第１の実施の形態では、三角プリズム１０６（１０６ａ）および回転ミラー１０９（１０９ａ）は、結像レンズ１０５（１０５ａ）からの入射光に対応させて各別に用意したが、三角プリズム１０６と１０６ａを一体化して１個のプリズムにより構成してもよく、また、回転ミラー１０５と１０５ａを一体にして１個のミラーにより構成してもよい。
（第２の実施の形態）
図７及び図８と図９とは、本発明の第２の実施の形態に係る鏡筒を示すもので、第１の実施の形態で述べた図１乃至図６と同一部分には、同符号を付している。第２の実施の形態は、プリズムアセンブリが第１の実施の形態と相違する。即ち、図７及び図８と図９とに示すように、第２の実施の形態のプリズムアセンブリ１７０（１７０ａ）は、２回反射三角プリズム１１０と、三角プリズム１１１（１１１ａ）と、直角プリズム１１２（１１２ａ）とを具備する。
【００６１】
三角プリズム１１０の出射面に距離を存して対向するように三角プリズム１１１（１１１ａ）の入射面を配置している。三角プリズム１１１（１１１ａ）の出射面を、直角プリズム１１２（１１２ａ）の底面の一半分に接するように配置している。これにより、三角プリズム１１０の底面に光束が入射し、直角プリズム１１２（１１２ａ）の底面の一半分から光束が出射する。
【００６２】
更に、詳述すると、結像レンズ１０５（１０５ａ）に対応させて２回反射三角プリズム１１０を配置している。三角プリズム１１０は、結像レンズ１０５（１０５ａ）からの出射光を２回、つまり図７の紙面に沿った方向に２回反射させ、三角プリズム１１１（１１１ａ）に対し光束を出射するようにしている。三角プリズム１１１（１１１ａ）は、２回反射三角プリズム１１０からの光束を直角に反射させて直角プリズム１１２（１１２ａ）に導く。なお、この反射角は、かならずしも直角でなくともよい。
【００６３】
また、この三角プリズム１１１（１１１ａ）の出射面に対向させて直角プリズム１１２（１１２ａ）を配置している。この直角プリズム１１２（１１２ａ）は、三角プリズム１１１（１１１ａ）からの出射光を２回、つまり、図７の紙面と垂直方向に反射させ、次に、図７の紙面に沿った方向に反射させて、回転ミラー１０９（１０９ａ）に対し所定の角度をもって光束を出射するように構成している。
【００６４】
この場合も、直角プリズム１１２（１１２ａ）を出射する光束の光軸と結像レンズ１０５（１０５ａ）を出射した光束の光軸（垂直軸）とのなす角度αは、接眼レンズ１０３（１０３ａ）の光軸と水平面とのなす角度（鏡筒傾斜角度）θが双眼実体顕微鏡用として多用される０°〜４５°に設定しやすい角度、例えば、１５°〜４５°程度の鋭角に設定されている。なお、三角プリズム１１１（１１１ａ）と直角プリズム１１２（１１２ａ）は、互いに接合固定され、さらに固定部１００に固定している。
【００６５】
その他は、上述した図１乃至図６と同様である。
しかして、このように構成しても、回転ミラー１０９（１０９ａ）に対応する直角プリズム１１２（１１２ａ）の出射面が傾いていることから、上述したように鏡筒傾斜角度θを顕微鏡の長時間観察に最適とされている０°〜２０°を含めて広い範囲で連続的に可変することができるなど、第１の実施の形態と同様な効果を期待でき、さらに、左右何れかの結像レンズ１０５（１０５ａ）の光軸上方に写真撮影用光路を設け、２回反射三角プリズム１１０を図３紙面と垂直方向に移動可能とすれば、三眼鏡筒にも容易に対応することができる。
【００６６】
なお、上述した第２の実施の形態では、三角プリズム１１１（１１１ａ）は、結像レンズ１０５（１０５ａ）からの入射光に対応させて各別に用意したが、これら一方の三角プリズム１１１と他方の三角プリズム１１１ａを一体化して１個のプリズムにより構成してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、構造が簡単で低コストで、しかも鏡筒傾斜角度を長時間観察に耐え得る範囲を含めて連続的に可変できる鏡筒を有する光学機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の鏡筒が適用された実体顕微鏡を示す側面図。
【図２】第１の実施の形態の光学系の一部を示す斜視図。
【図３】同実施の形態の鏡筒だけを示す側面図。
【図４】同実施の形態の鏡筒だけを示す平面図。
【図５】反射面の角度を変更するためのギヤ機構を示す部分破断側面図。
【図６】同部分破断平面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す側面図。
【図８】第２の実施の形態を示す平面図。
【図９】第２の実施の形態における光学系の一部を示す斜視図。
【図１０】従来の実体顕微鏡用鏡筒の一例を示す図。
【図１１】従来の実体顕微鏡用鏡筒の他の例を示す図。
【図１２】従来の実体顕微鏡用鏡筒のさらに他の例を示す図。
【図１３】従来の実体顕微鏡用鏡筒のさらに他の例を示す図。
【符号の説明】
１００…固定部（固定鏡筒部）
１０１…可動部（可動鏡筒部）
１０２（１０２ａ）…接眼部（接眼鏡筒部）
１０３（１０３ａ）…接眼レンズ
１０４（１０４ａ）…菱形プリズム
１０５（１０５ａ）…結像レンズ
１０６（１０６ａ）…三角プリズム
１０７（１０７ａ）…直角プリズム
１０８（１０８ａ）…２回反射三角プリズム
１０９（１０９ａ）…回転ミラー
１１０…２回反射三角プリズム
１１１（１１１ａ）…三角プリズム
１１２（１１２ａ）…直角プリズム
１５０（１５０ａ）…プリズムアセンブリ
１６０…ギヤ機構
１７０（１５０ａ）…プリズムアセンブリ
２００…本体
２０７…対物レンズ
２０８（２０８ａ）…変倍レンズ

Claims

固定部と、
この固定部内に設けられる左右一対の結像レンズ部と、
前記固定部に回動可能に支持される可動部と、
この可動部に支持される左右一対の接眼部と、
前記固定部に設けられる左右一対のプリズムアセンブリと、
このプリズムアセンブリから出射した光束を反射する反射光学部と、
前記可動部内に配置され前記反射光学部により反射された光束を前記接眼部に導入する左右一対の導入光学部と、
前記可動部の前記固定部に対する回動に連動し、前記反射光学部を支持する部材を、前記可動部の回動量の半分の回動量だけ前記可動部と同じ方向に回動させる減速機構とを備え、
前記プリズムアセンブリの各々は、像を反転させる第１及び第２の三角プリズム及び直角プリズムを含み、前記直角プリズムの底面の一半分に前記第１の三角プリズムの出射面が対向し、前記直角プリズムの底面の他の半分に前記第２の三角プリズムの入射面が対向するように配置され、
前記結像レンズから出射された光束は、前記第１の三角プリズムの内部で１回反射した後に前記直角プリズムに入射し、前記直角プリズムで２回反射した後に前記第２の三角プリズムに入射し、前記第２の三角プリズムの内部で２回反射した後に底面から前記反射光学部へ向けて出射され、
前記プリズムアセンブリと反射光学部と導入光学部は、前記結像レンズ部から出射した光束により結像される被検物の像を前記接眼部で正立させることを特徴とする鏡筒を有する実体顕微鏡。
前記第１の三角プリズムの出射面から出射される光束の方向は、前記結像レンズの光軸に対して前記接眼部とは反対の方向であることを特徴とする請求項１に記載の実体顕微鏡。
前記直角プリズムの底面の一半分と前記第１の三角プリズムの出射面が接し、前記直角プリズムの底面の他の半分と前記第２の三角プリズムの入射面が接していることを特徴とする請求項１または２に記載の実体顕微鏡。
固定部と、
この固定部内に設けられる左右一対の結像レンズ部と、
前記固定部に回動可能に支持される可動部と、
この可動部に支持される左右一対の接眼部と、
前記固定部に設けられる左右一対のプリズムアセンブリと、
このプリズムアセンブリから出射した光束を反射する反射光学部と、
前記可動部内に配置され前記反射光学部により反射された光束を前記接眼部に導入する左右一対の導入光学部と、
前記可動部の前記固定部に対する回動に連動し、前記反射光学部を支持する部材を、前記可動部の回動量の半分の回動量だけ前記可動部と同じ方向に回動させる減速機構とを備え、
前記プリズムアセンブリの各々は、像を反転させる第１及び第２の三角プリズム及び直角プリズムを含むプリズムアセンブリを有し、
前記第１の三角プリズムの出射面に前記第２の三角プリズムの入射面が対向し、前記第２の三角プリズムの出射面に前記直角プリズムの底面の一半分が対向するように配置され、
前記結像レンズから出射された光束は、前記第１の三角プリズムの内部で２回反射した後に前記第２の三角プリズムに入射し、前記第２の三角プリズムの内部で１回反射した後に前記直角プリズムの底面の一半分に入射し、前記直角プリズムの内部で２回反射した後に底面の他の半分から前記反射光学部へ向けて出射され、
前記プリズムアセンブリと反射光学部と導入光学部は、前記結像レンズ部から出射した光束により結像される被検物の像を前記接眼部で正立させることを特徴とする鏡筒を有する実体顕微鏡。
前記第２の三角プリズムの出射面と前記直角プリズムの底面の一半分が接していることを特徴とする請求項４に記載の実体顕微鏡。