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実体顕微鏡 SMZ-2B の分解と清掃

愛用しているニコンの実体顕微鏡(SMZ-2B)の光学系の汚れが気になってきたので、思い切って分解して清掃してみました。

以下はその状況です。出来るだけ詳しい様子が判るように、いつもの記事より写真のサイズを大きくしています(500x375画素)。写真の枚数も多いので、ブラウザに表示するのに時間がかかるかも知れませんがご容赦ください(写真のデーターだけで2.4MBくらいあるはずです)。またすべての写真はクリックすると倍のサイズで別窓に表示します。

▼ニコンの実体顕微鏡 SMZ-2B
ニコンの実体顕微鏡 SMZ-2B
こんな顕微鏡です。10年前に中古をヤフオクで買いました。

▼光路内に汚れ
内部に曇りとカビ
これは接眼レンズを外して中を覗いた写真です。判り難いですが、カビがあるのと、ホコリが溜まっているのか光路全体が白っぽくなっています。これをクリーニングするのが分解の目的です。

以下分解の手順を写真で説明します。

▼倍率調整ツマミを外す
倍率ツマミの取り外し
2mmの六角レンチでイモネジ(A)を緩めるとツマミが外れます。
Webの記事を読むとこのネジがトルクスになっている物があるようですが、この顕微鏡は普通の六角レンチが使えました。

▼カバー固定ネジ
カバー固定ネジ
ツマミを外すとカバーの固定ネジ(B)が出てくるので、これを外します。

▼カバーを外した状態
カバーを外した状態
中身が見えてきます。なお、外したカバーはプラスチック製です。

▼外したカバーと本体
プラカバーを外した状態

▼後ろ側
内部、プリズムは光軸傾け用
光軸傾けプリズムが見えてきます。実体顕微鏡の光軸は観察ポイントを先端としたV字型になっているので、プリズムも微妙に傾いて取り付けられています。

次に接眼レンズの正立プリズムを外しますが、そのためには先にDのネジを外します。

▼目幅調整間隔規制ネジ
目幅調整範囲規制ネジ
このネジ(D)で接眼レンズの間隔(目幅)の調整範囲が制限されています。正立プリズムを外すためには先にこのネジを外す必要があります。

▼正立プリズム取り外しネジ
目幅を広げると固定ネジが現れる
ストッパーが無くなったので目幅を最大限に開くことが出来るようになりました。すると、隠れていた正立プリズムの下側の固定ネジ(E)が見えてくるのでこれを外します。これで正立プリズムごと接眼レンズ側のアセンブリを外すことが出来ます。

ここまでの話を整理すると、光学系の清掃を行うためには(E)のネジを外して接眼部を外さないといけないのですが、そのためには(A)、(B)、(D)、(E)の順にネジを外して分解していく必要がある、ということになります。表から見えるネジを出来るだけ少なくするために、こういう構造にしたのでしょう。

▼光軸傾斜プリズム
プリズムの固定ネジとストッパー
光軸傾斜用のプリズムを(G)のネジを緩めて外します。
このプリズムは赤矢印で示した3箇所のストッパーで位置決めされているようです。組み立て時には指で長い赤矢印の方向に押しながらネジ(G)を締めれば元の位置に戻せると思います。そうは言っても、分解する前には位置合わせ用のマークをケガキで入れておくと安心です。

▼光軸傾斜プリズム
光軸傾けプリズム
下からの光軸を、観察者の目線方向の手前45度方向に傾けるプリズムです。最初の反射はプリズム内面の全反射で、二回目の反射はプリズム外側にコーティングされたミラーの反射で行っています。2回反射させることで像の方向を戻しながら光軸を45度倒す仕掛けになっています。

このプリズム面にカビが生えていたので清掃しましたが、幸いクリーニングすると痕跡が判らないくらい綺麗になりました。なお、カビが生えていたのは接眼レンズ側から見た最初の面でした。やはり、外から異物が付着する可能性が高い面にカビが生えやすいようです。プリズムの他の面にも微妙なシミや曇りがあったので、クリーニングしておきました。外側から見えるアルミミラーは光が反射する面ではありませんが、ここに汚れが付着していると、そこが原因になって腐食を起こしかねないので綺麗にクリーニングしておきました。

このプリズムを見ているとコバ面を黒く塗りたくなるのですが、今回は余計なことはしないでおきました。

▼下部光学系を上から見る
下部部光学系
ここまで分解すると下側の光学系が姿を現します。外したネジ(C)、(E)の位置を書き込んでおきました。

この写真に見えている二つのレンズが曇っていました。このレンズを対物最終レンズと呼ぶことにします。

▼ズーム機構
ズーム機構
下側のケースは(C)のネジを外すと取り外せ、ズーム機構が見えるようになります。

倍率調整ツマミを回すとレンズが2群に分かれて前後に移動するようになっています。V字型に傾いている左右の光軸に沿ってレンズを動かす仕掛けになっているのですが、ものすごくうまく出来ていて動きもスムースです。

▼最終対物レンズ
対物側最終レンズ、曇っている
これは下側から見た写真で、レンズの反対側からLEDライトで照らしています。
対物最終レンズを下側からもクリーニングしたのですが、曇りは取れませんでした。

▼対物最終レンズ
光軸合わせ機構
このレンズの曇りを取るには分解するしか無さそうです。でもここは光軸合わせの重要ポイントのようで、2本の調整ネジと板バネでレンズの位置が微調整出来るようになっています。ここを分解した場合、正確に元の場所に戻す、あるいは再調整する必要がありそうです。実体顕微鏡なので2軸間の位置関係の調整も必要なので難易度は高そうです。

▼レンズの曇り
レンズの曇り(バルサム切れ、変色)
問題のレンズです。光の当て方を工夫して曇りの様子を写真に撮りました。全面均等ではなく同心円状に汚れの濃淡があります。

外部からいくらクリーニングしても汚れが取れないので、レンズの貼り合わせ面に問題がある感じです。これ、たぶんバルサム切れという現象だと思います。バルサムが劣化して黄色くなると共に少し剥離があるようです。

このレンズは凸と凹のレンズを組み合わせることで、色消しになっているのだと思います。

この修理は難易度が高いので、今回は手を付けないでこのままにしておくことにしました。

▼分解した様子
分解した状態
全パーツの集合写真です。

▼正立プリズム
正立プリズム
特に問題は無いのですが、せっかくなのでカバーを外して内部を見ておきました。

反射ミラー(ポロミラー)で正立像を作る顕微鏡もあるようですが、この顕微鏡はちゃんとプリズム(ポロプリズム)が使われていました。プリズムの位置は精密に調整・固定されているのでこれ以上触らないでおきます。

▼クリーニングに使った資材
清掃用具
工具は別にして、このような物を使いました。左手前のアトマイザーにはエタノールを入れています。

無水エタノールは各種の清掃以外に、ガラス面の精密拭き上げの時に使うと便利です。エタノールを浸み込ませたワイプを一方向にゆっくりと動かすと、液の表面を引きずる形で乾燥が進みますが、境界部では不純物は液側に移動して表面に残らないのでコンタミの少ない仕上げが出来ます。レンズなど円形の場合は中心から周辺へ回転させながら拭き広げていって、不純物を最外周に集めるようにするとうまくいきます。水分の入ったアルコールを使うと水滴が残ってしまうのでうまくいきません。できればこういう時こはアセトンを使いたいのですが、ちょっと危険なので私は持ってません。

◆まとめ
壊してしまうと元も子もなくなるので緊張して作業を進めたのですが、ほぼ問題無く進めることが出来て良かったです。

顕微鏡のネジにはネジロックが使われているようで、簡単にはネジが緩まないようになっていました。正しい工具を使い、特にプラスのネジは強く押し付けながら回さないと、ネジの頭をナメてしまいます。
そういう注意をしながら作業を行ったのですが、ネジの(G)は堅く締まっていたのでプラスのドライバーでは緩みそうにありませんでした。そこで、バイスプライヤーでネジの頭を咥えて緩めるような手を使いました。

懸案の一つだったレンズの曇りは、原因がバルサム切れだったことまで判ったのですが、残念ながら修理出来ませんでした。接着剤などを準備しておけばなんとかなりそうな気がするので、機会があればまた挑戦してみたいと思います。

ちなみに、写真を撮った時にコントラストが悪いのが一番目立った問題なのですが、これは画像処理ソフトで補正すれば済むので、とりあえずは大丈夫です。
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No title

以前、中華製の格安実体顕微鏡を買ったことがあり、箱出しで像がズレていたのでなんとか調整できないものか?っと少しばらして見ました。こんなに複雑な構造ではなかったのですが、レンズやプリズムは接着剤で固定されていて・・・ぜんぜん無理でした^^;)。

鍛冶屋さん、おはようございます

接着だけで固定されていたということですね。

この顕微鏡でも接着剤は使われていますが、緩みの防止用に使われているだけで、固定は全部ネジが使われていました。

本文にも書いたのですが、そのネジがきつく締まっていて外すのに苦労しました。

No title

本レポート、とても参考になります。 入手したSMZ-2Bの光軸が左右でずれていて、見える範囲が異なっています。 どこを調整したらいいか分かりませんが、専用の調整用機材がないと、無理ですかね。

CM2さん、今晩は

特別な機材が無くても目で見て調整することが出来るような気がします。

調整場所としては、この記事で最終対物レンズと書いたレンズの位置が微調整可能なのでそこで合わせると良さそうです。でもどこがズレているかで、調整場所は変わってくるんでしょうね。

すみません、これ以上は判らないです。

アドバイス、ありがとうございます。
修理・調整に出すと、4〜8万円かかるとの事ですので、自分で見てみたいと思います。

re:CM2さん

了解です、業者に出すと結構するんですね。

そんなにかかるなら、ヤフオクでSMZ645あたりを買った方が良さそうです。

No title

度々、申し訳ありません。正立プリズムのカバーを外している写真がありますが、このカバーはどうやったら外せるのでしょうか?どうもこの中のプリズムが左右でずれていて、光軸ズレを起こしているのではないかと考えております。ご教授頂ければ幸いです。

re:CM2

接眼レンズを入れるスリーブはネジ込んであるだけなので、手で回せば外れます。ただ強く締まっているので、滑り止めなどの工夫が必要かも知れません。

あとは、正立プリズムのケースを固定している小さなネジを外せば、この記事の写真の状態まで分解できます。

その先は私は分解していないので判りませんが、プリズムの位置ずれが原因だったら、調整は面倒かも知れないですね。

人間の目(脳)の画像認識能力は高いので、あまりシビアではない気もしますが、ともかく頑張ってください。

アドバイス、ありがとうございます。
かなりきつかったですが、外れました。
プリズムを固定しているネジは接着剤がついていました。プリズムの角度を微調整する非常に細かい六角ネジがありますが、適切な工具がないのと、このネジの調整だけで光軸の調整ができるのか不明のため、いじらずにそのままにしておきました。

re3:CM2さん

えーと、念のためにうちの正立プリズムケースを開けて中を見たのですが、
>非常に細かい六角ネジ
は見当たりませんでした。うちのと構造が違うのかも知れません。

あと、念のために確認ですが、
実体顕微鏡の左右の光路は傾いていて、焦点位置で両者が交差しています。
そんなことで、接眼の視度が合っていないと焦点の合う位置が左右どちらかにずれます。
接眼の視度はズームしてもピントが変わらない位置に調整しておく必要があります。

わざわざ確認いただきまして、ありがとうございます。細かい六角ネジと言いますか、非常に細かくて見づらいですが、1箇所調整用のネジの様なものがありました。
また、見え方ですが、左右でそれぞれピントは合っているのですが(ズームしても合っています)、左右で中心の画像がずれています。オークションで入手したのですが、前任者が落としたりして、どこかに衝撃があったのかもしれません。基本的に接着剤で固定されているネジは動いていませんので、それ以外のところがずれたと考えています。

re4:CM2さん

なるほど、了解しました。

正立プリズムは平らな板に両側から押し付けて固定するような構造なので、光軸の回転はあっても、倒れは無さそうな気がしてます。

でも現物で何が起こるか判らないので、実際に見て確認するしか無さそうですね。がんばってください。

No title

在籍中はお世話になりました。

当方も、セリアに行ってUV接着剤を購入し準備万端で分解掃除に入りましたが、例のレンズの曇りはなしでした。

ブロアで吹いただけで組み上げましたが、ちょっと見え方が気持ち悪くなりました。

十円玉を0.8倍で左右それぞれ見てみましたが中心からのずれ方が異なっていました。

Gのネジを緩めて十円玉が左右どちらからも同じように見えるようにネジの遊びの範囲内で微調整してみたらすっきりとした立体画像となりました。

自己流ですがご参考となれば。

それではこれからも記事楽しみにしています。

ほんごうさん、おはようございます

ご無沙汰してます、リタイアされたんですね。そちらのブログ、たまに拝見してますよ。

Gのネジのガタを利用して光軸調整された件、了解です。貴重な情報ありがとうございます。

ちなみにあのネジを緩めて調整しても、プリズムの位置が平行移動するだけで、光路には影響が無いと思うのですが、光軸の倒れのようなものが発生するんでしょうかね。理屈が呑み込めないですが、ともあれ調整出来ちゃったんだから正解なんでしょうね。

こんごともよろしくお願いします。
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