JPS63113413A

JPS63113413A - 対物レンズ装置

Info

Publication number: JPS63113413A
Application number: JP62165115A
Authority: JP
Inventors: ロバート・エー・マーフィー; マーク・ジー・アレナル
Original assignee: RAMU OPT INSUTORUMENTEESHIYON; RAMU OPT INSUTORUMENTEESHIYON Inc
Current assignee: RAMU OPT INSUTORUMENTEESHIYON; RAMU OPT INSUTORUMENTEESHIYON Inc
Priority date: 1986-07-01
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1988-05-18
Also published as: US4779967A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、顕微鏡装置に係り、とくに小部分を観察す
るために用（＼られる対物レンズ装置に関する。

（従来技術の問題点）小径の穴のように深さを有する小さな製造部品を、視覚
的に観察することがしばしば望まれるのである。従来、
スライド見本を見るに適する一般的なレンズ装置を備え
た顕微鏡は、肉眼では小さすぎて見えない物を見るのに
使われる。しかしながら、このような顕微鏡は対物面に
極めて浅い視野しか有していない。しばしば、観察する
部分にその形態の関連してかなり深い所があると、顕微
鏡は他の全体部を見るために再び焦点を合わせなければ
ならない。再び焦点を合わすことは、時間を浪費し観察
者に疲労を与える。しかも、これら顕微鏡の照明は一般
には十分でなく、またあたっていても対象物の外郭にあ
たり、凹所を照らすには更に難しいのである。

（発明の概要）この発明は、対物面で被写界深度が深い対物レンズ装置
を提供するにある。もってその観察面が最少の再焦点合
わせにより明瞭に見えることとなる。さらに、この発明
は、対象物を見るのに効率的な照明を与え、コンパクト
な形状で従来の顕微鏡装置とも接合可能な対物レンズ８
置を提供するにある。

この発明は、小部分を観察するための対物レンズ装置を
備えている。この発明は１組の近接した平凸レンズと、
フィールドレンズ系と、及び小部分を照らづための装置
と、を含んでいる。上記平凸レンズは、凸面が互い対向
しフィールドレンズ系の光軸に沿って１直線に並べられ
ている。

この発明に係る一実施例では、平凸レンズは、１インチ
の約１／８の短い曲率半径を有し、同程度の小さな口径
で形成されている。フィールドレンズ装置は、棒状のレ
ンズを有し、要求される焦点合わせを達成するために位
置調整可能である。

照明装置は、平凸レンズの周囲に同軸リング状に設けら
れた光導出ファイバーを含んでいる。

操作の場合、１１Ｉｌの平凸レンズは、観察される対象
物からの光を受け、被写界深度によって特徴付けられる
焦点合わせを行う。フィールドレンズ系は、対象物の像
の光を受け、その光を処理し、観察者に接眼レンズ系を
介して伝達する。照明装置は光を直接対象物にあて、観
察者に明瞭な像を提供することができる。

（実施例）第１図を参照すると、この発明の対物レンズ装置の斜視
図が双眼顕微鏡に取付けられただものとして示されてい
る。レンズ装置は、その下端に向かって次第に細くなる
円筒体１０及び、円形体１０の一方の端に取付けられて
いるケーブル１２を包んでいる光ファイバーを含んでい
る。ケーブル１２は、また円筒体１０とは反対方向のケ
ーブル終端でコネクター１６を介して高強度光源１４に
取付けられている。円筒体１０の中央部は、回転可能な
焦点リング１８によって同心円状に囲まれており、焦点
リング１８は手動操作で焦点調整するのに用いられる。

円筒体１０の上部はマウント部２４に固定されている。

マウント部２４は、円筒体１０から取外し可能で、いく
つもの顕微鏡に対物レンズ群を連結するのに適当なカプ
ラを用いる等の多くの方法によって取替えられることが
できる。顕微鏡８は、対物レンズ群によって生じた像を
記録するための、ビデオカメラ２２を備えており、ビデ
オカメラ２２は、ビデオディスプレイするためのビデオ
モニターに接続される。

第２図を参照づると、対物レンズ装置の断面が示されて
いる。対物レンズ装置は、対物レンズ収容部３０と、フ
ィールドレンズ収容部３２を備え、対物レンズ収容部３
０とフィールドレンズ収容部３２は本体１０の内部内側
に固定され、レンズ４０．４２及び４４を所定の位置に
保持するために機能する。収容部３０及び３２は、構造
において共に同心円状で、それぞれの位置が水、平に固
定されるように本体１０の内側に同心円状に固定される
。さらにそれぞれの収容部３０．３２は円筒状に形成さ
れた構成要素３４及び３６を有し、その構成要素３４．
３６は観察対象物２８の方向に下方に伸び、対物レンズ
４０．４２及び４４に関して現実の取付は位置部を提供
する。対物レンズ収容部３０はショルダー３８にその位
置が垂直に固定されるように配置される。しかし、フィ
ールドレンズ収容部３２の位置は、焦点リング１８の回
転、及びカムスリーブ４６の作用、及びドライブビン４
８、及びスプリング５０．５２によって垂直に調整され
る。

スプリング５０は、収容部３２の軸上部端を支え、−方
スプリング５２は、収容部３２の軸底部端を支える。

２つのスプリングは、共に本体に対して収容部３２の位
置が滑らか調整されるように収容部に前もって準備され
る。焦点リング１８はその動きが垂直方向に拘束される
ように保持用レッジ２０及びワツシ１、−４３及び取付
は部２４及びワッシャー４５の間に取付けられる。カム
スリーブ４６は焦点リング１８と本体１０の間に配置さ
れる。カムスリーブ４６は焦点リング１８にストップボ
ルト５４によって回転可能に取付けられ、その上部表面
はドライビングビン４８と共にスライド接触の状態にさ
れる。カムスリーブ４６はダッシュ線５８によって示し
たようにその上部表面上の円周上で傾けられている。ド
ライブピン４８はカムスリーブ４６と焦点リング１８の
位置に対応して本体１０の中のと収容部３２に垂直方向
に移動できないように取付けられている。本体１０及び
収容部３０．３２及び焦点リング１８及びカムスリーブ
４６のようなレンズ部品の構造上の構成要素は、＃盤や
スライス盤のような従来からの金属加工門構及び技術を
使用して形成される真ちゅうのような通常の金属で製造
されてもよい。

レンズ４０及び４２は収容部３０の下部端の円型孔の内
側にそれぞれ直接に隣接して取付けられている。

レンズ４０と４２Ｇよレンズの曲率半径より小さい幅の
スモールスペーサー６２によって分ｔｉ１されている。

レンズ４０．４２は、ワッシｔ−６４及び対物保持器６
６によって所定位置に保持され、対物保持器６６はスプ
リング５０によって押えられている。レンズ４４は、収
容部３２内の円型通路６８に取付けられる。レンズ４４
は、多くの浮遊光を吸収する黒いつや消し仕上げ剤を有
している回旋状のスペーサー６９と共に通路６８内に接
合される。

ケーブル１２は、光伝達ファイバーの束７０を含んでい
る。ケーブル１２は、本体１０の挿入固定部７４に接続
されている。ファイバー束７０は、収容部３０及び本体
１０と収容部３０の間の環状空間内のレンズ４０．４２
の周に同軸上に沿って延びる分割ファイバーの装置７２
に分離される。ファイバー束の底部先端７６は、レンズ
４０と共に同心の中心を持ったリング７８内に接合され
る。リングを形成するファイバー束の端は、本体１０に
而−に切断され、調査される対象物２８の方向に効果的
な発光がされるように磨かれる。

第３図には、その保持＠造を抜脱したレンズ系の拡大図
が示されている。レンズ４０．４２及び４４は共有の光
軸６０に沿ってその順序でアラインされて配列される。

レンズ４０は、非常に小ざい曲率半径を右する厚い平凸
レンズで、平凸レンズの曲率半径は、０．０５０と０．
３００インチの間の長さが好ましい長さであろう。同様
に０．０４０から０．２５０インチの間の小さい間隙が
好ましい長さであろう。レンズ４２もまたレンズ４０の
ようにいくらかの曲率半径を有する厚い平凸レンズであ
る。レンズ４２は、収容部３０の内側により簡単に取付
けられるようにレンズ４０よりも広く形成されている。

レンズ４０及び４２は、それぞれが、レンズの曲率半径
よりも非常に小さい距離で分離されるようにごく近くに
接近して取付けられ、それぞれの凸表面が他方と対向す
るように、反対向けに取付けられる。レンズ４０．４２
は、観察対象物２８からの光を受取るように動き、実質
的な被写界深度によって特徴づけられる対象物の像をフ
ィールドレンズに送る。レンズ４４は、現実には、４つ
の分割レンズ部、４４ａ　、４４ｂ　、４４Ｃ１及び４
４ｄから構成されている。レンズ部４４ａ及び４４ｂは
、像を拡大し、色収差の為に像を補正するための一対の
色演しレンズを形成する。レンズ部４４ｃは、発散、拡
散及び反射の損失を最少にして像を送信するための円筒
の周囲が暦かれた表面を有する棒レンズである。レンズ
部４４ｄは、接眼レンズシステムに正確に伝〕ヱするの
を手助けするための焦点レンズです。第１図及び第２図
において示されるような対物レンズ装置に関する適切な
レンズの正確な組合わせ特性は、下に述べる表１で与え
られる。

ムレンズ４０　　レンズ４２　　レンズ４４ａ曲率半径　
０．１２３″　　０．１２３″’　　　０．５３０１０
．２０径　　　０．１０Ｂ”　　　０．１５２″　　０
．１８３”厚さ　　　０．１０５”　　　０．１０５”
　　　０．０４０″屈折率　　１．５１８８０　１．５
１８８０　１．７８８３１分散　　　６４．１７　　８
４．１７　　４７．７、　　４４ｂ　　　　、　　　４
４ｃ　　　　、　　４４ｄ。

９０”　　、０．２９０″　　、０　　”　　　　　、
０．５４５”、０．１８３”　　　、０．１８３”　　
　、０．１８３”。

、０．０８０″　　、１．２５　　″　　、０．０７０
”、１．７２０００　　　．１．１３２０４１．　　　
１．７２０．５０．２　　　　．１３０．３　　　　．
５０．２レンズは従来からの研磨技術を用いて製造され
たものとして記述した。表１において記述したレンズは
、長さにおいて１／１０００インチから１７１０インチ
の範囲で奥行きは１インチ以上３インチの範囲を有する
対染物を効果的に検査するための適合し　　：た部品を
提供するであろう。

再び図１を参照すると、対物レンズ部品は、従　　１来
の顕微鏡８に取付けられてもよい。ケーブル１２は、光
強度光源１４に接続される。ｌＩ！察対象２８は、　　
′それから対物レンズ部品の下で光源１４が向かう方　
　ｌ向に配置される。対物レンズ部品の高さは、所望の
倍率を得るための適当な距離にあわせ顕微鏡位　　：置
調整装Ｈｉｉを使用して調節される。もし必要なら、焦
点リング１８は、それから映像レンズシステム４４の位
置を調整しく第２図に示す）、対像を適　　ｊ当な焦点
に持ってくるように回転される。対象物　　１は、顕微
鏡を通して視覚によって検査されてもよい。光ファイバ
ー及びリング７２は、必要とする照明を与えている。レ
ンズ４０、及び４２（第２図及び第３図に示す）とで、
実質的な被写界深度、及びわずかな収差によって特徴づ
けられる対象の像を与えている。レンズシステム４４は
、像における多くの収差を修正し、そしてその像は、（
直接にまたは間接に）最少限の発散と光損失を有する顕
微ｉ１のための接眼レンズシステムに送られる。

この発明のシステムに関しては、特定の実施との関連に
おいて記述したが、この発明の原理から変更可能なこと
は明白である。従って、上述した実施例は説明の為のみ
を意図され、後の請求の範囲を限定することを意味して
はいなり。

【図面の簡単な説明】

第１図は双眼顕微鏡において使用されるために取りつけ
られたこの発明の対物レンズ装置の斜視図を示す。第２
図はこの発明の対物レンズ装置の断面図を示す。第３図
は対物レンズ装置のレンズ部品による概略的な光線図で
ある。８・・・双眼鏡、１０・・・円筒体（本体）、１１・・
・顕微鏡位ｒｆ！調整装置、１２・・・ケーブル、１４
・・・高強度光源、１８・・・フォーカスリング、２４
・・・取り付は部、４０・・・対物レンズ収容部、３２
・・・フィールドレンズ収容部、４０・・・レンズ、４
２・・・レンズ、４４・・・レンズ、４６・・・カムス
リーブ、４８・・・ドライブピン、７０・・・光ファイ
バー、７８・・・リング。出願人　代理人　弁理士　鈴江武彦ＦＩＧ、　　３

Claims

【特許請求の範囲】（１）小部分からの光を受け、その小部分の像を形成す
る１組の平凸レンズであつて、０．０５０〜０．３００
インチの範囲内の等しい曲率半径を有し、互いに近接し
凸面が対向されて配設されている１組の平凸レンズと、強強度で上記小部分を照らす照明手段と、上記１組の平凸レンズによつて形成される像の光を受け
接眼レンズ系にその像を伝達するための手段と、を有することを特徴とする小部分を観察するための対物
レンズ装置。（２）上記照明手段は、上記１組の平凸レンズの周りに
光を導出する同軸リング状のファイバーを有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対物レンズ装置
。（３）上記光を受け伝達するための手段は、色収差を補
正するための１組の色消しレンズを有するフィールドレ
ンズ系と、少ない発散で像を伝えるための棒状のレンズ
と、像を結像するための伝達レンズと、を備えているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対物レンズ
装置。（４）小部分を観察するための対物レンズ装置において
、小部分からの光を受け、その小部分の像を形成し、０．
０５０〜０．３００インチの曲率半径を持ち、互いに近
接し凸面を対向して配設される１組の平凸レンズと、上記小部分を照らす上記１組の平凸レンズの周りに同軸
リング状として設置された多数の光伝達ファイバーと、上記１組の平凸レンズによる像の光を受け、その像を処
理し、接眼レンズに伝達するための１組の色消しレンズ
と、棒状のレンズと、及び伝達レンズとを有するフィー
ルドレンズ系と、を備えていることを特徴とする対物レンズ装置。（５）上記１組の平凸レンズに対する上記フィールドレ
ンズ系の位置合わせの為のフォーカス手段を更に含み、上記フォーカス手段は、上記フィールドレンズ系に付い
ている駆動ピンと、上記駆動ピンと接触していてスライ
ド可能なカムスリーブと、上記カムスリーブに付いてい
て回転可能なフォーカスリングとを有していることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の対物レンズ装置。（６）接眼レンズ装置を有する顕微鏡と、高強度の光源と、上記顕微鏡と上記光源とに接続している対物レンズ装置
と、を備えている顕微鏡装置において、上記対物レンズ装置
は、小部分からの光を受けて像を形成する互いに近接対向し
て配置されている１組の平凸レンズと、上記小部分の照
明のため上記１組の平凸レンズの周囲に同軸リング状と
して形成され、且つ上記光源と接続した多数の光ファイ
バーと、上記顕微鏡の上記接眼レンズ装置に、上記像を伝達する
ための棒状のレンズを有するフィールドレンズ系と、を備えていることを特徴とする顕微鏡装置。（７）上記１組の平凸レンズは０．０５０〜０．３００
インチの曲率半径と、０．０４０〜０．２５０インチの
口径を有していることを特徴とする特許請求の範囲第６
項記載の顕微鏡装置。（８）上記１組の平凸レンズに対するフィールドレンズ
系の位置ぎめのためのフォーカス手段を更に含み、この
フォーカス手段は、上記フィールドレンズ系に付いている駆動ピンと、上記駆動ピンと接触していてスライド可能なカムスリー
ブと、上記カムスリーブに付いていて回転可能なフォーカスリ
ングと、を有していることを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載の顕微鏡装置。（９）小部分を観察するために使う対物レンズ装置にお
いて、０．０５０〜０．３００インチの曲率半径と、０．０４
０〜０．２５０インチの口径を有し、平面を通過してく
る小部分からの光を受け、この光の焦点あわせをする第
１の平凸レンズと、上記第１の平凸レンズと近接して配設され、凸面が上記
第１の平凸レンズの凸面と対向し、上記小部分の中間像
を形成し、その光の焦点合わせをする第２の平凸レンズ
と、高強度の光で上記小部分を照明する手段と、上記中間像
からの光を受け、接眼レンズ系にその光を伝達するため
の手段と、を具備してなる対物レンズ装置。（１０）上記照明手段は、上記第１の平凸レンズの周囲
に同軸リング状として形成されている多数の光ファイバ
ーを有していることを特徴とする特許請求の範囲第９項
記載の対物レンズ装置。（１１）上記光を受け伝達するための手段は、棒状のレ
ンズを有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
０項記載の対物レンズ装置。