JPH1010404A - 顕微鏡の変倍装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単であり、しかも小型かつ安価な変
倍装置を提供する。 【解決手段】 筐体１１内に同軸上に配置された２つの
移動レンズ１３，１４と、この２つの移動レンズ１３，
１４を保持する２つの保持枠１５，１６と、この２つの
保持枠１５，１６を光軸方向に連続的に移動させる移動
手段とを備えた顕微鏡の変倍装置１において、移動手段
が光軸と直交する方向に配置され、かつ筐体１１に回転
可能に支持された回転軸１９と、この回転軸１９に固定
され、かつ一方の保持枠１５に取り付けられたラック２
０に噛み合うピニオン３０と、回転軸１９に固定され、
かつ他方の保持枠１６と係合する円盤カム２３とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は連続的に変倍可能な
顕微鏡の変倍装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡の変倍装置としては、筐体内に配
置された複数のレンズを光軸方向に連続的に移動させ、
倍率を連続的に変化させるものが知られている。

【０００３】図４は従来の顕微鏡の変倍装置の断面図、
図５は円筒カムの展開図である。

【０００４】顕微鏡の変倍装置１００は、筐体１０１に
固定された固定レンズ１０２と、この固定レンズ１０２
の光軸上に配置された移動レンズ１０３，１０４と、移
動レンズ１０３，１０４を保持したレンズ保持枠１０
５，１０６と、レンズ保持枠１０５，１０６を光軸方向
へ案内するガイド部材１０７及び円筒カム１０８と、こ
の円筒カム１０８と同軸上に設けられた歯車１０９と、
この歯車１０９と噛み合い、変倍ノブ軸１１０を介して
変倍ノブ１１１に固定された歯車１１２とを備える。

【０００５】ガイド部材１０７の上端及び下端は筐体１
０１に固定され、円筒カム１０８は調節ねじ１１５，１
１６によって転動可能に支持されるボール１１３，１１
４を介して筐体１０１に回転自在に支持される。

【０００６】円筒カム１０８の外周面にはカム溝１０８
ａ、１０８ｂが形成され、このカム溝１０８ａ、１０８
ｂにはレンズ保持枠１０５，１０６の係合ピン１０５
ａ，１０６ａが係合している。

【０００７】したがって、レンズ保持枠１０５，１０６
の光軸方向の変位量は円筒カム１０８の回転量によって
制御される。ここで、カム溝１０８ｂは円筒カム１０８
の回転量に対して移動レンズ１０４をリニアに変位させ
るように形成されている（図５参照）。

【０００８】顕微鏡の変倍装置１００は上記のような構
成であるので、変倍ノブ１１１を回転させると歯車１１
２，１０９が回転し、歯車１０９と同軸上の円筒カム１
０８の回動に伴って係合ピン１０５ａ，１０６ａがカム
溝１０８ａ，１０８ｂに沿って相対移動し、レンズ保持
枠１０５，１０６が光軸方向へ移動して変倍が行われ
る。

【０００９】したがって、固定レンズ１０２及び移動レ
ンズ１０３，１０４からなる変倍光学系と接眼レンズ
（図示せず）とによって光軸上に配置された試料１５０
の拡大観察を行うことができる。

【００１０】図６は従来の他の顕微鏡の変倍装置の断面
図、図７は円盤カムの右側面図、図８は変倍ノブの回転
角度と変位量との関係を示すグラフである（実公平４−
３２９４号公報「双眼実体顕微鏡」参照）。

【００１１】顕微鏡の変倍装置２００は、筐体２０１に
固定された固定レンズ２０２と、この固定レンズ２０２
の光軸上に配置された移動レンズ２０３，２０４と、移
動レンズ２０３，２０４を保持した互いに平行なレンズ
保持枠２０５，２０６と、レンズ保持枠２０５，２０６
を光軸方向へ案内するガイド部材２０７，２０８と、ガ
イド部材２０７，２０８に直交し、筐体２０１に回転可
能に取り付けられた回転軸２０９と、この回転軸２０９
の両端に固定された変倍ノブ２１１，２１２と、回転軸
２０９に固定され、レンズ保持枠２０５，２０６と係合
する円盤カム２１３，２１４とを備える。

【００１２】レンズ保持枠２０５，２０６には円盤カム
２１３，２１４の外周カム面２１３ａ，２１４ａと係合
するカムフォロワ２０５ａ，２０６ａが形成されてい
る。ここで、変倍ノブ２１１，２１２の回転角度αに対
して移動レンズ２０３の変位量δがリニアとなるように
円盤カム２１３が形成されている（図８参照）。

【００１３】カムフォロワ２０５ａは、レンズ保持枠２
０５と筐体２０１の係止部２０１ａとの間に張り渡され
たコイルばね２１５によって、円盤カム２１３の外周カ
ム面２１３ａに押し付けられている（図７参照）。な
お、図示はしないが、カムフォロワ２０６ａもレンズ保
持枠２０６と筐体２０１との間に張架されたコイルばね
によって円盤カム２１４の外周カム面２１４ａに押し付
けられている。

【００１４】顕微鏡の変倍装置２００は上記のような構
成であるので、変倍ノブ２１１又は変倍ノブ２１２を回
転させると円盤カム２１３，２１４が軸２０９を回転中
心として回動し、円盤カム２１３，２１４と係合するカ
ムフォロワ２０５ａ，２０６ａが外周カム面２１３ａ，
２１４ａに沿って相対移動し、レンズ２０３，２０４が
光軸方向へ移動して変倍が行われる。

【００１５】したがって、固定レンズ２０２及び移動レ
ンズ２０３，２０４からなる変倍光学系と接眼レンズ
（図示せず）とによって光軸上に配置された試料２５０
の拡大観察を行うことができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示す
構成の顕微鏡の変倍装置においては、係合ピン１０５
ａ，１０６ａを介してカム溝１０８ａ，１０８ｂに移動
レンズ１０３，１０４やレンズ保持枠１０５，１０６の
重量が加わる。

【００１７】ここで、係合ピン１０６ａを介してカム溝
１０８ｂに加わる重量をＲとしたとき、Ｆ＝Ｒ×ｔａｎ
θ（θ：カム溝の勾配）で決まる力Ｆが円筒カム１０８
の円周方向に生じる。この力Ｆは円筒カム１０８の回転
方向と逆方向に作用するので（図５参照）、円筒カム１
０８を回転させる際の抵抗となる。

【００１８】図示はしないが、同様に、カム溝１０８ａ
にも円筒カム１０８を回転させる際に抵抗となる力が作
用する。

【００１９】したがって、円筒カム１０８の回転角に対
する移動レンズ１０３，１０４の移動量（変位量）を大
きくするため、カム溝１０８ａ，１０８ｂの勾配を大き
くしたときには、変倍ノブ１１１を回転させるために大
きな力が必要となり、変倍操作は非常に操作性の悪いも
のとなってしまう。

【００２０】これに対し、変倍操作の操作性を向上させ
るため、カム溝１０８ａ，１０８ｂの勾配を小さくした
ときには、円筒カム１０８の回転角に対する移動レンズ
１０３，１０４の移動量（変位量）が小さくなり、大き
な移動量を確保するためには円筒カム１０８の回転量を
大きく（しばしば３６０度以上）しなければならなくな
ってしまう。

【００２１】この事態を回避するため、円筒カム１０８
と変倍ノブ１１１との間に介在する歯車１０９，１１２
のギヤ比を大きくし、円筒カム１０８が３６０度以上回
転するときでも、変倍ノブ１１１の回転角度が３６０度
以下となるようにしている。

【００２２】したがって、図４に示す顕微鏡の変倍装置
１００では、変倍ノブ１１１の回転角を増速するための
機構（歯車）を使用する分だけ複雑な構造となってしま
うという問題がある。

【００２３】また、図６に示す顕微鏡の変倍装置２００
においては、移動レンズ２０３，２０４の変位量は円盤
カム２１３，２１４の大きさ即ち円盤カム２１３，２１
４の回転中心（軸２０９）から外周カム面２１３ａ，２
１４ｂと係合するカムフォロワ２０５ａ，２０６ａまで
の距離によって決定される。

【００２４】この変倍装置２００において、小さな変位
量で高変倍比を得ようとすると移動レンズ２０３，２０
４は大きなパワーを持つ（光を屈折させる能力が大き
い）レンズとなり易く、移動レンズ２０３，２０４の偏
芯、傾き、位置ずれの影響を受け易くなってしまう。

【００２５】そのため、大きな変位量をとれる移動レン
ズ２０３，２０４が望まれるが、大きな変位量を得るた
めには、円盤カム２１３，２１４を大きくしなければな
らないため、筐体２０１が大きくなってしまうという問
題がある。

【００２６】また、円盤カム２１３，２１４の外周カム
面２１３ａ，２１４ａを加工することは簡単でないので
加工コストが高くなり、変倍装置２００の価格を高くす
る原因の１つになっており、また円盤カム２１３，２１
４を回転軸２０９に取り付ける際の位置決め作業が面倒
であるという問題がある。

【００２７】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は構造が簡単であり、しかも小型か
つ安価な変倍装置を提供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項１記載の発明の顕微鏡の変倍装置は、筐体内に
同軸上に配置された複数の移動レンズと、この複数の移
動レンズを保持する複数の保持枠と、この複数の保持枠
を光軸方向に連続的に移動させる移動手段とを備えた顕
微鏡の変倍装置において、前記移動手段は、前記光軸と
直交する方向に配置され、かつ前記筐体に回転可能に支
持された回転軸と、この回転軸に固定され、かつ前記複
数の保持枠のうちの１つの保持枠に取り付けられたラッ
クに噛み合う歯車と、前記回転軸に固定され、かつ前記
１つの保持枠以外の別の保持枠と係合する円盤カムとを
備えることを特徴とする。

【００２９】歯車とラックとを用いることで円盤カムの
数を減らし、円盤カムの加工にかかるコストを下げるこ
とができるとともに、円盤カムを配置するために必要と
するスペースを少なくできる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３１】図１はこの発明の一実施形態に係る顕微鏡
の変倍装置の断面図である。

【００３２】顕微鏡の変倍装置１は、筐体１１と、この
筐体１１に固定された固定レンズ１２と、この固定レン
ズ１２の光軸上に配置された移動レンズ１３，１４と、
移動レンズ１３，１４を保持するレンズ保持枠１５，１
６と、一方のレンズ保持枠１５に取り付けられたラック
２０と、他方のレンズ保持枠１６に固着されたカムフォ
ロワ１６ａと、筐体１１に固着され、レンズ保持枠１
５，１６を光軸方向へ案内するガイド部材１７，１８
と、ガイド部材１７，１８と直交する方向に筐体１１を
貫通し、筐体１１に回転可能に取り付けられた変倍ノブ
軸１９と、この変倍ノブ軸１９の両端に固定された変倍
ノブ２１，２２と、変倍ノブ軸１９に固定されたピニオ
ン（歯車）３０と、同じくこの変倍ノブ軸１９に固定さ
れ、レンズ保持枠１６のカムフォロワ１６ａと係合する
円盤カム２３とを備える。

【００３３】図２はラック部分の右側面図である。

【００３４】変倍ノブ軸１９に固定されたピニオン３０
はラック２０と噛み合っており、ラック２０とピニオン
３０とによって変倍ノブ軸１９の回転を上下方向への直
線動に変えている。

【００３５】また、レンズ保持枠１５と筐体１１の係止
部１１ａとの間にはコイルばね２５が設けられており、
レンズ保持枠１５に取り付けられたラック２０と、この
ラック２０と噛み合うピニオン３０との間に生じるバッ
クラッシュを防止している。

【００３６】なお、図示はしないが、レンズ保持枠１６
と筐体１１の間にもコイルばねが設けられており、カム
フォロワ１６ａを外周カム面に２３ａに所定の圧力で押
し付け、カムフォロワ１６ａが外周カム面に２３ａに沿
って移動するようにしている。

【００３７】図３は変倍ノブの回転角度と移動レンズの
変位量との関係を示すグラフである。図において、横軸
はノブ回転角度α（単位：度）、縦軸はレンズの変位量
δ（単位：ｍｍ）を示す。

【００３８】変倍ノブ２１，２２の回転角度に対する移
動レンズ１４の変位量は、円盤カム２３の回転中心から
外周までの距離、すなわち円盤カム２３の形状によって
決まる。

【００３９】一方、移動レンズ１３の変位量δは、 δ＝（変倍ノブ２１，２２の回転角度／３６０）×ピニ
オン３０のピッチ円直径×円周率 で決定される。

【００４０】すなわち、移動レンズ１３の変位量δは従
来と同様にノブ１１，１２の回転角度αに対してリニア
に変化し、ピニオン３０のピッチ円直径を変えることで
変位量δを容易に変えることができる（図８参照）。

【００４１】上記顕微鏡の変倍装置１の動作を説明す
る。

【００４２】変倍を行うために変倍ノブ２１，２２を回
転させると、変倍ノブ軸１９を介してピニオン３０及び
円盤カム２３が変倍２１，２２ノブと同じ角度だけ回転
する。

【００４３】ピニオン３０が回転することによって、こ
のピニオン３０と噛み合うラック２０が固定された保持
枠１５が、ガイド部材１７，１８に沿って光軸と同方向
へ変位する。

【００４４】一方、カムフォロワ１６ａは円盤カム２３
の外周カム面２３ａに沿って相対移動し、保持枠１６が
ガイド部材１７，１８に沿って光軸方向へ変位する。

【００４５】保持枠１５は変倍ノブ２１，２２の回転角
度に基づいて、また保持枠１６は円盤カム２３の外周カ
ム面２３ａの形状に基づいてそれぞれ光軸方向へ移動
し、保持枠１５に保持された移動レンズ１３と保持枠１
６に保持された移動レンズ１４とによる変倍が行われ
る。

【００４６】したがって、固定レンズ１２及び移動レン
ズ１３，１４からなる変倍光学系と接眼レンズ（図示せ
ず）とによって光軸上に配置された試料５０の拡大観察
を行うことができる。

【００４７】この実施形態によれば次の効果を発揮でき
る。

【００４８】保持枠１５の変位量はピニオン３０とラッ
ク２０とによって変わるので、大きな円盤カム２１３を
配置するのに必要としていた大きなスペースをなくすこ
とができ、筐体１１を小型にすることができる。

【００４９】円盤カムを１つ用いるだけでよいので、円
盤カムを加工するコストを下げるとともに、２つの円盤
カムを用いたときのような位置合わせ作業が不要とな
り、変倍装置を安価に提供することができる。

【００５０】変倍ノブ１１１の回転角を増速してカム１
０８に伝達する構成を採用しないので、変倍装置の構造
が簡単なものとなる。

【００５１】円筒カム１０８のように溝１０８ａ，１０
８ｂを形成する角度による変位量の制約を受けることが
なく、変位量の大きいレンズと変位量の小さいレンズと
の組合せが容易となり、設計の自由度が増す。

【００５２】なお、上記実施形態においては移動レンズ
１３，１４が１枚づつの場合について説明したが、複数
枚のレンズを用いた場合でも同様に適用することができ
る。

【００５３】また、上記実施形態では固定レンズ１２を
筐体１１に固定した場合で説明したが、固定レンズ１２
は必ずしも必要とされるものではない。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１記載の発
明の顕微鏡の変倍装置によれば、大きな変位量を得るこ
とができる歯車とラックとを用いることで円盤カムの数
を減らして円盤カムの加工コストを下げることができる
とともに、円盤カムを配置するために必要とするスペー
ス及び手間を少なくできる。

【００５５】したがって、構造が簡単な変倍装置を安価
に提供することができるとともに、筐体、延いては変倍
装置を小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る顕微鏡の変
倍装置の断面図である。

【図２】図２はラック部分の右側面図である。

【図３】図３は変倍ノブの回転角度と移動レンズの変位
量との関係を示すグラフである。

【図４】図４は従来の顕微鏡の変倍装置の断面図であ
る。

【図５】図５は円筒カムの展開図である。

【図６】図６は従来の他の顕微鏡の変倍装置の断面図で
ある。

【図７】図７は円盤カムの右側面図である。

【図８】図８は変倍ノブの回転角度と変位量との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 顕微鏡の変倍装置 １１ 筐体 １２ 固定レンズ １３，１４ 移動レンズ １５，１６ 保持枠 １９ 回転軸 ２０ ラック ２３ 円盤カム ３０ ピニオン（歯車）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内に同軸上に配置された複数の移動
   レンズと、この複数の移動レンズを保持する複数の保持
   枠と、この複数の保持枠を光軸方向に連続的に移動させ
   る移動手段とを備えた顕微鏡の変倍装置において、 前記移動手段は、前記光軸と直交する方向に配置され、
   かつ前記筐体に回転可能に支持された回転軸と、この回
   転軸に固定され、かつ前記複数の保持枠のうちの１つの
   保持枠に取り付けられたラックに噛み合う歯車と、前記
   回転軸に固定され、かつ前記１つの保持枠以外の別の保
   持枠と係合する円盤カムとを備えることを特徴とする顕
   微鏡の変倍装置。