JP3752320B2 - 光学機器の結合機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに平行な複数の光路を有する光学機器ユニットを、丸アリによってユニット間結合する光学機器の結合機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光学機器の結合機構は、例えば図１１に示す実体顕微鏡の各ユニットを結合する手段として用いられている。この実体顕微鏡は年々多様化するユーザニーズに対応するために、ズーム鏡体１０１と双眼鏡筒１０２との間に、写真鏡筒１０３や同軸落射照明装置１０４などの様々な中間鏡筒と称するユニットを挟んでシステムを構築できるようになっている。これらの中間鏡筒とズーム鏡体１０１との結合機構、中間鏡筒相互間の結合機構、または中間鏡筒と双眼鏡筒との結合機構は、殆どの場合、実開昭６０−１１０８４号公報所載の従来例として開示された丸アリ式が採用されている。同様に、実開平１−１６４４０１号公報には、組合せプリズムを用いた実体顕微鏡が開示されており、一対の光束を透過する双眼鏡筒の下部に丸アリが形成された図が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来例による丸アリによってユニット間結合する光学機器の結合機構には、つぎのような問題点があった。実体顕微鏡では、上述のように多様化するユーザニーズに応えるため、中間鏡筒を２段、３段と積み重ねてシステムを構成する例も少なくない。このような場合に、ケラレなどを発生させずに視野全体を観察するためには、鏡筒側の有効径を十分大きくとらなければならない。また、性能を向上させるために視野を大きくしたり、ＮＡを大きくとるために光束の有効径を大きくとらなければならない。
【０００４】
実開平１−１６４４０１号公報に開示された丸アリでは、図１２および図１３に示すように、丸アリの斜面１１１を押して固定する構造上、胴付きとなる面の小径部１１２の直径ｄ₁₁は、大径部１１３の直径ｄ₁₂に対してかなり小さくなり、光束の有効径ｄ₁₃は、胴付きとなる面の小径部１１２の直径ｄ₁₁により制限されてしまう。もし、これ以上の有効径をとろうとすると、アリ自体を大きくするか、左右の光軸間距離を短くすることになるが、アリを大きくすれば、装置自体が大型化することとなる。また、光軸間距離は、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い、ガリレオタイプの実体顕微鏡は２２〜２４ｍｍとなっていて、変更は困難である。さらに、システムの互換性のため、アリの大きさや光軸間距離は変更できないことが多い。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明の課題は、システム性能を向上させつつも大型化せず、システムの互換性を維持した光学機器の結合機構を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、互いに平行な複数の光路を有する光学機器ユニットを、雄アリと雌アリとからなる丸アリによってユニット間結合する光学機器の結合機構において、前記雄アリの小径部の一部が、該小径部の直径より大きく形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に係る発明の作用では、雄アリの小径部の一部が、該小径部の直径より大きく形成されていることにより、互いに平行な複数の光軸を透過する光束の有効径を大きくした光学系を、上記雄アリの小径部の直径より大きく形成されている部分に配設することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態１】
図１〜図４は発明の実施の形態１を示し、図１は実体顕微鏡の双眼鏡筒の下面図、図２は実体顕微鏡の双眼鏡筒の一部正面断面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は実体顕微鏡の双眼鏡筒の変形例の下面図である。
【０００９】
図１〜図３において、実体顕微鏡の双眼鏡筒１０の下部には、丸アリの一方の雄アリ１が形成されている。双眼鏡筒１０の雄アリ１の中心を対称軸とした対称位置に、一対の鏡筒孔１０ａ，１０ｂが互いに平行に穿設され、鏡筒孔１０ａ，１０ｂには、それぞれ結像レンズ２が、レンズ枠３を介して固着されている。結像レンズ２は、観察像を結像させる光学系を形成し、レンズ枠３の最小内径は光束の有効径ｄ₃ と同一に設定されている。図中、２点鎖線で表示されているのは、双眼鏡筒１０と結合されるズーム鏡体１１で、主として双眼鏡筒１０の雄アリ１と係合する丸アリの他方たる雌アリ４が図１および図３に示されている。双眼鏡筒１０の胴付き面１０ｃには、ズーム鏡体１１の胴付き面１１ａが接触し、この胴付き面１１ａに立設されたピン６が嵌合する一対の長溝１０ｄ，１０ｅが穿設されている。この長溝１０ｄ，１０ｅの一つとピン６との嵌合により、丸アリの円周方向の位置が規制され、固定される。
【００１０】
雄アリ１の斜面部１ｃには、図１および図２に示すように、鏡筒孔１０ａ，１０ｂの内径ｄ₄ との隔壁を確保するため、小径部１ｂの直径ｄ₂ より大きく張り出した張出部１ｄが２箇所に形成されている。張出部１ｄの外周は、雄アリ１の大径部１ａの直径ｄ₁ と同一に形成されている。張出部１ｄの幅Ｗは、鏡筒孔１０ａ，１０ｂの内径ｄ₄ に対して、０．５ｄ₄ ≦Ｗ≦１．５ｄ₄ の値に設定するのが最適となる。なお、張出部１ｄ以外の雄アリ１の部分は、従来の丸アリと同様に、大径部１ａと小径部１ｂとの間をテーパ状にした斜面部１ｃを形成している。
【００１１】
ズーム鏡体１１には、雌アリ４が形成されているが、当接部４ａ，４ｂのみに丸アリが形成され、他の部分は円弧状の逃げ４ｃが形成されている。当接部４ａ，４ｂは、一対の長溝１０ｄ，１０ｅに嵌入するピン６を基準にした対称位置に配設され、互いになす角をαとすると、９０°≦α≦１２０°に設定するのが最適となる。当接部４ａ，４ｂの対向面には、雌ネジが穿設され、固定ネジ５が螺合し、その先端が雄アリ１の斜面部１ｃを押圧することにより、反対側の斜面部１ｃが、雌アリ４の当接部４ａ，４ｂに当接し、双眼鏡筒１０の胴付き面１０ｃとズーム鏡体１１の胴付き面１１ａとを密着・固定している。
【００１２】
つぎに、本発明の実施の形態１の作用について説明する。ズーム鏡体１１に螺合されている固定ネジ５を緩め、胴付き面１１ａに螺着されたピン６と、双眼鏡筒１０の胴付き面１０ｃに穿設された長溝１０ｄとが嵌合するように、雌アリ４へ雄アリ１を落とし込み、固定ネジ５を締め込んでズーム鏡体１１と双眼鏡筒１０とを連結する。ピン６と長溝１０ｅとが嵌合するように、ズーム鏡体１１に双眼鏡筒１０を装着すれば、双眼鏡筒１０を逆向きに連結することができる。以上の連結方法は、従来の実体顕微鏡に使用する丸アリの連結方法と同様であり、アリの当接面も従来の丸アリと変わることはない。
【００１３】
本発明の実施の形態１によれば、双眼鏡筒の大径部の直径が従来のものと同一であっても、雄アリに張出部を設けたことにより、丸アリ本来の機能を失することなく、従来の丸アリよりも光束の有効径を大きくとることができ、システム性能の向上を図ることができる。また、雄アリの張出部の幅Ｗを、０．５ｄ₄ ≦Ｗ≦１．５ｄ₄ の範囲に設定し、雌アリの当接部の互いになす角αを、９０°≦α≦１２０°の範囲に設定することにより、強固にかつ効率よく丸アリを固定した上に、光束を最大の有効径にとることができる。
【００１４】
本発明の実施の形態１では、雄アリの張出部の直径を大径部と同一にしたが、これに制約されることなく、小径部の直径より大きくすればよく、光軸間距離や鏡筒孔の内径に合わせて適宜設定し、大径部の直径より小さくても大きくても構わない。だだし、雌アリの逃げ部の範囲や大きさに合致させる必要がある。また、丸アリの固定の方向は、図１〜図３に示した方向に限定されるものではなく、図４に示すように、雄アリの張出部に当接しない範囲であれば、変更することができる。
【００１５】
また、本発明の実施の形態１では、ズーム鏡体に双眼鏡筒を連結する機構について説明したが、ズーム鏡体と中間鏡筒、中間鏡筒相互間、または中間鏡筒と双眼鏡筒との連結機構にも適用することができる。さらに、実体顕微鏡を例に説明したが、他の複数の光路を有する内視鏡、硬性鏡、またはビデオマイクロスコープなどの光学機器にも適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態２】
図５〜図７は発明の実施の形態２を示し、図５は実体顕微鏡の双眼鏡筒の下面図、図６は実体顕微鏡の双眼鏡筒の一部正面断面図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図である。
【００１７】
図５〜図７において、実体顕微鏡の双眼鏡筒２０の下部には、丸アリの一方の雄アリ２２が形成されている。双眼鏡筒２０の雄アリ２２の中心を対称軸とした対称位置に、一対の鏡筒孔２０ａ，２０ｂが互いに平行に穿設され、鏡筒孔２０ａ，２０ｂには、それぞれ結像レンズ２が、レンズ枠３を介して固着されている。結像レンズ２は、観察像を結像させる光学系を形成し、レンズ枠３の最小内径は光束の有効径ｄ₃ と同一に設定されている。図中、２点鎖線で表示されているのは、双眼鏡筒２０と結合されるズーム鏡体２１で、主として双眼鏡筒２０の雄アリ２２と係合する丸アリの他方たる雌アリ２３が図５および図７に示されている。
【００１８】
雄アリ２２の斜面部２２ｃには、図５および図６に示すように、鏡筒孔２０ａ，２０ｂの内径ｄ₄ との隔壁を確保するため、小径部２２ｂの直径ｄ₂ より大きく張り出した張出部２２ｄが２箇所に形成されている。張出部２２ｄの外周は、雄アリ２２の大径部２２ａの直径ｄ₁ と同一に形成されている。張出部２２ｄの幅Ｗは、鏡筒孔２０ａ，２０ｂの内径ｄ₄ に対して、１．２ｄ₄ ≦Ｗの値に設定し、幅Ｗの両側面２３ｅ，２３ｆは、鏡筒孔２０ａ，２０ｂのそれぞれの光軸を結ぶ線と平行に形成されている。なお、張出部２２ｄ以外の雄アリ２０の部分は、従来の丸アリと同様に、大径部２２ａと小径部２２ｂの間をテーパ状にした斜面部２２ｃを形成している。
【００１９】
ズーム鏡体２１には、雌アリ２３が形成されているが、当接部２３ａ，２３ｂのみに丸アリが形成され、他の部分は円弧状に逃げ２３ｃが形成されている。当接部２３ａ，２３ｂは、双眼鏡筒２０の張出部２２ｄの幅Ｗの一方の側面２２ｅが当接する位置に配設され、その突き当て面２３ｅは双眼鏡筒２０の張出部２２ｄの側面２２ｅに合致するように、直線的に形成されている。当接部２３ａ，２３ｂの対向面には、雌ネジが穿設され、固定ネジ５が螺合し、その先端が雄アリ２２の斜面部２２ｃを押圧することにより、反対側の斜面部２２ｃが、雌アリ２３の当接部２３ａ，２３ｂに当接し、双眼鏡筒２０の胴付き面２０ｃとズーム鏡体２１の胴付き面２１ａとを密着・固定している。
【００２０】
つぎに、本発明の実施の形態２の作用について説明する。ズーム鏡体２１に螺合されている固定ネジ５を緩め、当接部２３ａ，２３ｂの突き当て面２３ｅに、双眼鏡筒２０の張出部２２ｄの一方の側面２２ｅが合致するように、雌アリ２３へ雄アリ２２を落とし込み、固定ネジ５を締め込んでズーム鏡体２１と双眼鏡筒２０とを連結する。当接部２３ａ，２３ｂの突き当て面２３ｅに、双眼鏡筒２０の張出部２２ｄの幅Ｗの他方の側面２２ｆが合致するように、ズーム鏡体２１に双眼鏡筒２０を装着すれば、双眼鏡筒２０を逆向きに連結することができる。以上の連結方法は、従来の実体顕微鏡に使用する丸アリの連結方法と同様であり、アリの当接面も従来の丸アリと変わることはない。
【００２１】
本発明の実施の形態２によれば、双眼鏡筒の大径部の直径が従来のものと同一であっても、雄アリに張出部を設けたことにより、丸アリ本来の機能を失することなく、従来の丸アリよりも光束の有効径を大きくとることができ、システム性能の向上を図ることができる。また、雌アリの突き当て部と雄アリの張出部の側面とにより、回転方向の位置が決まるので、位置決めピンなどが不要となり、安価な結合機構とすることができる。
【００２２】
本発明の実施の形態２では、雄アリの張出部の直径を大径部と同一にしたが、これに制約されることなく、小径部の直径より大きくすればよく、光軸間距離や鏡筒孔の内径に合わせて適宜設定し、大径部の直径より小さくても大きくても構わない。だだし、雌アリの逃げ部の範囲や大きさに合致させる必要がある。また、本発明の実施の形態１では、ズーム鏡体に双眼鏡筒を連結する機構について説明したが、ズーム鏡体と中間鏡筒、中間鏡筒相互間、または中間鏡筒と双眼鏡筒との連結機構にも適用することができる。さらに、実体顕微鏡を例に説明したが、他の複数の光路を有する内視鏡、硬性鏡、またはビデオマイクロスコープなどの光学機器にも適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態３】
図８〜図１０は、発明の実施の形態３を示し、図８は実体顕微鏡の双眼鏡筒の下面図、図９は実体顕微鏡の双眼鏡筒の側面断面図、図１０は実体顕微鏡の双眼鏡筒の変形例の下面図である。
【００２４】
図８および図９において、実体顕微鏡の双眼鏡筒３０の下部には、丸アリの一方の雄アリ３２が形成されている。双眼鏡筒３０の雄アリ３２の中心を軸心とした円周上の３等分した位置に、３個の鏡筒孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃが互いに平行に穿設され、鏡筒孔３０ａ，３０ｂには、それぞれ結像レンズ２Ａ，２Ｂが、レンズ枠３Ａ，３Ｂを介して固着され、鏡筒孔３０ｃには、結像レンズ２Ｃが、レンズ枠３Ｃを介して固着されている。結像レンズ２Ａ，２Ｂは、観察像を結像させる光学系を形成し、結像レンズ２Ｃは、写真撮影用の像を結像させる光学系を形成している。レンズ枠３Ａ，３Ｂ，３Ｃの最小内径は光束の有効径ｄ₃ と同一に設定されている。
【００２５】
図中、２点鎖線で表示されているのは、双眼鏡筒３０と結合されるズーム鏡体３１で、主として双眼鏡筒３０の雄アリ３２と係合する丸アリの他方たる雌アリ３３が示されている。双眼鏡筒３０の胴付き面３０ｆには、ズーム鏡体３１の胴付き面３１ａが接触し、この胴付き面３１ａに立設されたピン６が嵌合する長溝３０ｄが穿設されている。この長溝３０ｄとピン６との嵌合により、丸アリの円周方向の位置が規制され、固定される。
【００２６】
雄アリ３２の斜面部３２ｃには、図８および図９に示すように、鏡筒孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃの内径ｄ₄ との隔壁を確保するため、小径部３２ｂの直径ｄ₂ より大きく張り出した張出部３２ｄが３箇所に形成されている。張出部３２ｄの外周は、雄アリ３２の大径部３２ａの直径ｄ₁ と同一に形成されている。張出部３２ｄの幅Ｗは、鏡筒孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃの内径ｄ₄ に対して、０．５ｄ₄ ≦Ｗ≦１．５ｄ₄ の値に設定するのが最適となる。なお、張出部３２ｄ以外の雄アリ３２の部分は、従来の丸アリと同様に、大径部３２ａと小径部３２ｂとの間をテーパ状にした斜面部３２ｃを形成している。
【００２７】
ズーム鏡体３１には、雌アリ３３が形成されているが、当接部３３ａ，３３ｂのみに丸アリが形成され、他の部分は円弧状の逃げ３３ｃが形成されている。当接部３３ａ，３３ｂは、長溝３０ｄに嵌入するピン６を基準にした対称位置に配設され、互いになす角をαとすると、９０°≦α≦１２０°に設定するのが最適となる。当接部３３ａ，３３ｂの対向面には、雌ネジが穿設され、固定ネジ５が螺合し、その先端が雄アリ３２の斜面部３２ｃを押圧することにより、反対側の斜面部３２ｃが、雌アリ３３の当接部３３ａ，３３ｂに当接し、双眼鏡筒３０の胴付き面３０ｆとズーム鏡体３１の胴付き面３１ａとを密着・固定している。
【００２８】
つぎに、本発明の実施の形態１の作用について説明する。ズーム鏡体３１に螺合されている固定ネジ５を緩め、胴付き面３１ａに螺着されたピン６と、双眼鏡筒３０の胴付き面３０ｆに穿設された長溝３０ｄとが嵌合するように、雌アリ３３へ雄アリ３２を落とし込み、固定ネジ５を締め込んでズーム鏡体３１と双眼鏡筒３０とを連結する。以上の連結方法は、従来の実体顕微鏡に使用する丸アリの連結方法と同様であり、アリの当接面も従来の丸アリと変わることはない。
【００２９】
本発明の実施の形態２によれば、双眼鏡筒の大径部の直径が従来のものと同一であっても、雄アリに張出部を設けたことにより、丸アリ本来の機能を失することなく、従来の丸アリよりも光束の有効径を大きくとることができ、システム性能の向上を図ることができる。また、雄アリの張出部の幅Ｗを、０．５ｄ₄ ≦Ｗ≦１．５ｄ₄ の範囲に設定し、雌アリの当接部の互いになす角αを、９０°≦α≦１２０°の範囲に設定することにより、強固にかつ効率よく丸アリを固定した上に、光束を最大の有効径にとることができる。
【００３０】
本発明の実施の形態３では、雄アリの張出部の直径を大径部と同一にしたが、これに制約されることなく、小径部の直径より大きくすればよく、光軸間距離や鏡筒孔の内径に合わせて適宜設定し、大径部の直径より小さくても大きくても構わない。だだし、雌アリの逃げ部の範囲や大きさに合致させる必要がある。また、本発明の実施の形態３では、３個の光路を持つ例について説明したが、図１０に示すように、４個の光路を有するユニットに適用することができ、同様の作用効果を発揮することができる。なお、このようなユニットは、双眼鏡筒観察のための光路の他に、写真光路や照明光路を有するものである。
【００３１】
また、本発明の実施の形態１では、ズーム鏡体に双眼鏡筒を連結する機構について説明したが、ズーム鏡体と中間鏡筒、中間鏡筒相互間、または中間鏡筒と双眼鏡筒との連結機構にも適用することができる。さらに、実体顕微鏡を例に説明したが、他の複数の光路を有する内視鏡、硬性鏡、またはビデオマイクロスコープなどの光学機器にも適用でき、同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、互いに平行な複数の光軸を透過する光束の有効径を大きくした光学系を、上記雄アリの小径部の直径より大きく形成されている部分に配設することにより、システム性能を向上させつつも大型化せず、システムの互換性を維持した光学機器の結合機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１の実体顕微鏡の双眼鏡筒の下面図である。
【図２】発明の実施の形態１の実体顕微鏡の双眼鏡筒の一部正面断面図である。
【図３】発明の実施の形態１の図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】発明の実施の形態１の実体顕微鏡の双眼鏡筒の変形例の下面図である。
【図５】発明の実施の形態２の実体顕微鏡の双眼鏡筒の下面図である。
【図６】発明の実施の形態２の実体顕微鏡の双眼鏡筒の一部正面断面図である。
【図７】発明の実施の形態２の図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】発明の実施の形態３の実体顕微鏡の双眼鏡筒の下面図である。
【図９】発明の実施の形態３の実体顕微鏡の双眼鏡筒の側面断面図である。
【図１０】発明の実施の形態３の実体顕微鏡の双眼鏡筒の変形例の下面図である。
【図１１】従来例の実体顕微鏡の側面図である。
【図１２】従来例の実体顕微鏡の双眼鏡筒の丸アリを示す縦断面図である。
【図１３】従来例の実体顕微鏡の双眼鏡筒の丸アリを示す下面図である。
【符号の説明】
１ 雄アリ
１ｂ 小径部
１ｄ 張出部
４ 雌アリ
１０ 双眼鏡筒
１０ａ 鏡筒孔
１０ｂ 鏡筒孔
１１ ズーム鏡体
ｄ₂ 小径部の直径

Claims (1)

1. 互いに平行な複数の光路を有する光学機器ユニットを、雄アリと雌アリとからなる丸アリによってユニット間結合する光学機器の結合機構において、
   前記雄アリの小径部の一部が、該小径部の直径より大きく形成されていることを特徴とする光学機器の結合機構。

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