■私の愛機紹介
天体望遠鏡の愛機紹介なら世の中にゴマンとありますが、顕微鏡の「愛機」にはなぜか ＷＥＢ上で出遭ったことがありません。
今日ご紹介する私の愛機は実体顕微鏡で、ほぼ毎日愛用しています。 所有する光学機器のなかでも最も使用時間が長い機材です。
実体顕微鏡本体はニコンのＳＭＺ６４５で 基本倍率は８〜５０倍のズーム（１０倍接眼時）、さらに０．５倍の純正ワイドコンバーターレンズを自作のターレット式
切替装置に装着し、倍率を半分の ４〜２５倍に瞬時に切替可能です。 ただし図のようにコンバーターレンズ有／無で 顕微鏡の高さが大きく変わるため、
Ｘ０．５コンバーターレンズ挿入時 コンバーター無し（ノーマル状態）
スタンドポールを延長し切替の都度高さを上下させています。
架台は中古（メーカー不明）でマイクロフォーカシング機能付き、照明装置は自作で無影のリングライトと斜入射ライトの両方を装着しており、
光量と色温度の調節が可能です。 半田付けなどの工作を行う場合はワイドコンバーター付きでの最低倍率の４倍を使うことがほとんどで、
ワーキングディスタンスが非常に長いため、工具が顕微鏡に当たることもなく、比較的厚みのあるものでもステージに載せてリューターなどで加工をすることができます。
立体で観察するため疲労が少なく、削る深さを立体視で加減することができ、工作精度のためには無くてはならないものになっています。
なお接眼レンズは １０倍のスケール入り（片側のみ）で 被検物を非接触で長さの測定が可能です。
ゴム見口（ボーヤフィット）を装着しており作業に集中できるようにしています。 また眼幅はベルクロ（画像の青いやつ）で自分専用に固定しています。
■実体顕微鏡 フォーカシング装置の改良
性能には十分満足していますが、工作時に不便なところがひとつあります。 最低倍率で使用することが多いので被写界深度は深いのですが、
それでも１０ｍｍもずれるとさすがにピントを合わせ直す必要が出てきます。 仕方なく作業の手を止めてピントを再調整しますが、こんなときは３本めの手が
欲しいと思ってしまいます。 そこで足で操作する電動フォーカシング装置を作ることにしました。
電動フォーカシング装置は市販品を探してみても 汎用で安価なものは存在しないようです。
手術用実体顕微鏡の業界では、施術者の手は使えないので 足操作が独自に進化しており、フォーカシングはもとより、ズーミングやフレーミング、
撮影操作まで付いているものもありますが、さすがに手が出せませんね。
できるだけシンプルかつ違和感のない構造で、フットスイッチで上下にピントを移動させることのできる、電動フォーカシング装置を設計・製作中です。
上手くいけば工房として製品化も可能かなあ？
次回ご紹介します。
（２０２４年４月１３日）
■製作
「電動フォーカシング」 と聞いて、ラックピニオンの微動ダイヤルをモーターで駆動すると思われがちですが、そうではありません。
実体顕微鏡のポールスタンドを電動昇降式にして、昇降する部分に実体顕微鏡をラックピニオンごと取付けます。
こうすることで、１７０ｍｍという非常に大きいストロークを確保し、ワイドコンバーターの有無に関わらず１作動でフォーカシングできます。
また電動ユニットの先には手動のラックピニオンが付くので、電動で粗調整したあと、必要なら手動での微調整（微調範囲は４０ｍｍ）も可能です。
仮組中のフォーカシングユニットになります。
支柱は□５０ｍｍのアルミ角パイプ、上下の摺動はミニチュアスライドガイド、駆動にはＤＣギヤードモーター、
上下運動変換には３Ｄプリンタ用のリードスクリューセットを使っています。 モーターはノートＰＣのＡＣアダプタを再利用し、ＤＣ１９Ｖで駆動します。
実体顕微鏡（可動部重量３．３ｋｇ）はまだ取り付かないので、試しに３．５ｋｇのウエイトを２個乗せていて、問題なく昇降しています。
昇降速度は４．５ｍｍ／ｓｅｃで フルストロークを４０秒弱で移動します。 両終端部にはリミットスイッチを設け自動停止します。
画像手前のフットスイッチは昇降と早遅 合計４個のモメンタリスイッチを用意しています。
（２０２４年４月２７日）
■電動フォーカシングに成功
実体顕微鏡とフォーカシングユニットを合体させ駆動に成功しました。
手放し運転できるのは痛快です。
昇降速度は大きく動かすときには遅く感じますが、ピント合わせするには適度かと思います。
大きく動かすとき、例えば倍率をワイドコンバーター無しから有りへ切り替えるときなどに今はフットスイッチを押し続けているのですが
押し続けなくて良いように制御を工夫する予定です。
角パイプの中の赤いのは上端リミットスイッチです。 これで上端を検出してモーターを安全に停止させます。
モーターカップリング横の赤いのは 一度停止したモーターを中央方向に動かすためのリミット停止解除スイッチです。
なお黒い丸い棒はキャリングハンドルです。
これは下端リミットスイッチです。 これで下端を検出してモーターを停止させます。
フットスイッチです。 スイッチの頭径が小さくて押した指が痛かったので、押し面にキャップを取り付けました。 （市販薬のフタです）
左側の２ボタンが下降、右側の２ボタンが上昇です。 また両端のボタンがフルスピード、中央よりボタンがミドルスピードで ミドルスピードは可変にする予定です。
４つともスイッチから足を離すとモーターにはショートブレーキがかかりスパッと停止します。 惰性でダラダラ動かないようにしています。
現状、配線が現状むき出しになっています。 制御系はまだ入ってなくて、フルスピードでの昇降ができるのみの状態です。
今後は制御系をコンパクトなケース内に構築し、配線ももっとスッキリさせる予定です。
（２０２４年５月５日）
■回路をアルミケースにおさめる
回路を タッパーケースからアルミケースに入れ替えました。
十分な大きさのケースのはずだったのですが、欲張って機能を追加していったため、ギリギリのサイズとなっています。
図中Ａ部は 主要部分であるＤＣモーターのドライブ回路でフットスイッチでの動作をすべて担っています。
タッパーに入っていたのはこの回路のバラックでした。
Ｂ部とＣ部は 機能を追加した部分でまだ配線はできていませんが、バラックセットで動作確認はできています。
あとはこの狭い空間に入れるだけです。
回路ケースとＡＣアダプターは 角パイプ支柱の背面に抱かせています。
回路増設で中の部品や基板の配置はゴロゴロ変っていて、現物を見ながらケースに押し込むしかないという状態です。
（２０２４年５月１９日）
■操作性にこだわる
ほぼ毎日使う機材なので最低限、手動フォーカシングは使えるようにしながら 改造を進めています。
納期を気にすることもないし、納得いくまで時間をかけている感じです。
回路を入れるアルミケースは小さすぎたので無理のない大きさに作り直しました。
新しいケースには 支柱と同じ□５０ｍｍのアルミ角パイプ材を使用したので 支柱部分がずいぶん太く見えるようになりました。
そこでデザイン上のアクセントとして回路ケースを黒いカーボン調の外観としています。
ＡＣアダプターもケースの中に取り込んで一体感を出しました。
回路ケースの中です。今入っているのはフットスイッチで昇降するための回路のみです。
ケースの空いている部分に追加の回路が入る予定です。
今後、追加の機能として、ワイドコンバーター無し時のローポジションと 有り時のハイポジションを 一挙に自動で昇降させる、
望遠鏡に例えると 「ＧＯＴＯモード」に相当する回路、 および「昇降フォーカスモード」と「ＧＯＴＯモード」の識別と 駆動方向の識別をＬＥＤで行うための
ＬＥＤ表示回路があります。
マイコン等を使わず、すべてスイッチとリレーだけで回路を構成していますが、けっこう複雑でメインの昇降回路よりも少し規模が大きくなります。
まあ無くても良い部分ですが、操作スイッチの位置も含め使いやすさに拘っています。 また前のケースではあまり考慮してなかった分解組立性
も良くしてあり自分史上最高の回路ケースを目指しています。
ＬＥＤ表示部分でここは大変こだわって作っています。
ＬＥＤは上から青、緑、赤の３色ですが、むき出しでなく乳白色のカバーを前面につけて面発光っぽくしギラギラ感を消しています。
また これを固定の支柱部分ではなく あえて可動部分（キャリングハンドル部分）につけて死角にならないようにしています。
可動部ＬＥＤへの給電のため屈曲するリボン線を支柱に内蔵させています。
まあ回路の不具合をちまちま修正するより、この辺を工作するほうがよっぽど楽しませてくれます。
（２０２４年６月２３日）
■完成しました
ＧＯＴＯ機能の回路をケースに入れ、全機能が完成しました。
大き目に用意したつもりのケースですが、配線を含めるとほとんど余裕がなかったという感じになりました。
先述のＲＧＢのＬＥＤは想定通り 点灯と点滅により動作状態を表示します。
スイッチはフットスイッチとＧＯＴＯスイッチがあり、これらを同時にどのような組み合わせで押しても異常はおきず、
矛盾する場合は一時停止かスローの安全な方向の動作に移行するようしてあり、この辺が苦心したところです。
言葉で説明しても分からないのでそのうち動画にしたいと思っています。
（２０２４年７月７日）
■透過率測定器の修理・改良
完成した実体顕微鏡、さっそく使っています。
８年前に製作した透過率測定器ですが発光が不安定なレーザーが２つも発生していました。
修理前の状態（回路は外してあります） （修理後の状態）
レーザーの交換と発光回路の見直しを行いました。
５つのレーザーはそれぞれに独立した発光回路があるのですが、まちまちで既製品と自作品の寄せ集め、しかも
３次元的なスキマに適当にぶち込んでいるため 自分でも分からなくなっていました。
今回はアマゾンで購入した定電流回路（下記）１種類に統一しました。
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B0D47B3HTS/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1
格安で入手でき、非常にコンパクト（切手の半分ほどのサイズ）、電流可変域も大きくて非常に楽に実装できました。
緑色レーザーは５３２ｎｍのＳＨＧ方式のレーザーポインタでしたが、今回は５２０ｎｍのCanレーザーを入手し他の４波長と同様の構成とし小型化しました。
波長は本来５３２ｎｍのほうが純色の緑色に近く、５２０ｎｍはわずかに青味がかっています。
８年を経た現在でも５３２ｎｍの窒化ガリウム（GaN）系半導体レーザの商品化は困難なようです。
http://sei.jp/technology/tr/bn176/pdf/sei10621.pdf
左が５３２ｎｍ、右が５２０ｎｍの色になります主要部を入れているケースもありあわせの材料で小型に作り直しました。
修理前の外観
修理後の外観
レーザーはジャンク品を持っていましたが、波長によっては価格が￥５桁するものもあります。
ＬＥＤのほうが波長バリエーションがきめ細かく、安価なのでそれも多色ＬＥＤ方式もアリかなと思います。
デメリットとしては、波長に幅があるのでグラフのプロット（波長軸）があいまいになることと、コリメート光を作りにくいことがあります。
まあ自作する人はいないでしょうけどね。
（２０２４年７月７日）
■ 屈折鏡筒の延長加工
鏡筒の短縮加工はよく聞く話ですが、それとは逆の鏡筒を長くする加工を行いました。
といっても市販の鏡筒を意味もなく長くしたのではありません。
極端な短縮加工を施していた鏡筒を「適正な」長さに戻したということです。
この鏡筒、今は亡き大先輩（ナントお名前が小惑星の名前になっている方）の遺品なのです。
弊工房で製作した双眼装置等のピント確認を行うため、筒外焦点２７０ｍｍも確保するよう極端に短縮していたものです。
今後、工房の製作は減らしていく方向だし、遺品を醜い状態にしておくのは失礼です。
そもそも遺品を改造している行為はどうかと思いますがこれは生前にご本人の了解を得ています。
これだけ無理に短縮させたら内部で口径食だって起きているだろうし、自分が「望遠鏡」でなく「治具」としてしか見れないのが残念なので復元しました。
筒を１２０ｍｍほど長いものに換え筒外焦点を１５０ｍｍ程度に直しました。
今回はその切断工程について記録しておきます。
鏡筒は口径８０ｍｍＦ７アクロマートで、カートン光学が高級機路線を歩んでいた頃の良質なものです。
鏡筒径はΦ９０ｍｍ、ビクセンの８０Ｍ鏡筒と同じ。
同素材をジャンクにもっていたのでこれを適当な長さに切断しました。
鏡筒は切断線をけがくのではなく、マスキングテープを貼って切断線とします。（切断する側を間違えないよう「→」マークを記入）
次に金鋸ですが右のものは使いません。 切れ味の悪い刃は筒の上で踊って切断線が乱れます。
左のマジックソーというのが切れ味抜群で切断代も細くなります。
筒は画像のＶブロックのようなもの（廃品を拾ってきた（笑））に載せ、安定させた状態で切断します。
こういう手作業は前段取りこそ肝心なのですが、日陰だったのでエアコンの室外機の上でやりました。
これはダメですね。 ちゃんとした作業台を用意するべきです。
切断はまず一周、浅く溝をつけます。 このほうが切断線が明確になって良いようです。
このあと深く切れ込みながら切断します。 CRC５−５６を染み込ませた綿棒でわずかに潤滑させるとイイ感じで切れます。
なにしろ金属バットもサクサク切れる （・・・とＴＶショッピングで実演していた） 鋸なので、この鏡筒なら１０分もかかりません。
切断後バリ取りと断面を整えて、次はセルと接眼筒を付けるネジ穴を円周３等配に開けます。
このときもマスキングテープが役立ちます。
いったん鏡筒にテープを巻き付けて貼って剥がし、一周の長さをマーキングします。
このマーキング長さ（２８２ｍｍ）の３等分点をマーキングして再び鏡筒に貼り付ければ円周の３等配が簡単に行えます。
切断作業の終わった新しい筒（上）と 旧の筒（下）です。
新しい鏡筒（完成状態）です。
おっと、これも段取りのうち。 やぶ蚊バリア。 蚊の動線に振りまいておくと結界を作れてイイようです。
（２０２４年７月２０日）
■定電圧電源をリメイクする
アマゾンで格安の定電圧・定電流モジュールを見つけた。
名前が長いが
DiyStudio 昇降圧コンバータ 自動昇降圧ボード DC 5.5-30V 12V to DC 0.5-30V 5v 24v 調整可能な定電流電圧
ステップアップ電圧レギュレータ 4A 35W 電源モジュール デジタルLCDディスプレイ ・・・ という。
これは恐ろしく安いわりに多機能。 とうてい自作できるしろものではない。
定電圧電源は自作のものを２台持っている。
そのうちの１台（画像のもの）は供給電流が数１００ｍＡと小さくすぐにシャットダウンして使い物になっていなかった。
そこで中身をこのモジュールに入れ替えようとおもう。
ただこのままでは箱に入れにくかったり、操作性が悪くなるところがあり、モジュール自体も改造を行った。
改造その１
液晶がのった面（おもて側になる）は電解コンデンサやインダクタコイル、入出力端子などが立ち並び
このまま箱に入れると液晶が箱の奥のほうに行ってしまい見ずらいものになってしまう。
オリジナル Ｌ と Ｃを反対面に移動
そこで Ｃ と Ｌ は基板の反対面に付け直し、入出力端子は除去した。
改造その２
ヒートシンクをＭＯＳＦＥＴに両面で貼り付けるのだが、恐ろしく小さかったので手持ちのヒートシンクを
適当なサイズにトリミングして取り付けた。 ヒートシンクはアルミの外装ケースに当てるようにして放熱させている。
これで足りているのかは不明だが。
改造その３
操作部材は電圧用と電流用の調整ボリュームが２つ、IN/OUTとON/OFFのスイッチが２つあるのだが
たまにしか使わない電流用ボリュームを除いた３つを外装ケース面に設けた。 ついでにパイロットランプも基板上からケース上に移設した。
とくに苦労したところ
電圧調整用のボリュームの構成である。 どこにつながっているかは全く不明だ。
オリジナルは図の青いやつで多回転式（約２８回転で端から端まで移動）で、細かい調整は効くがマイナスドライバでの多回転操作は決して快適とは言えない。
かといってこれを少し大型のツマミで回せる多回転式（左下のやつ）にすると所望の抵抗値のものは格安品には無くてこのモジュールの何倍もの費用がかかる。
そこで右上のような 粗調ボリウムと微調ボリウムの２ボリウム式としたい。
例えるなら望遠鏡のダブルスピード式の接眼部みたいなものだね。
ボリュームの接続は左下の「分圧式」と 右下の「単圧式」（これは勝手に命名した）があるが、本モジュールは「分圧式」である
「単圧式」なら 下図のように粗ボリュームと微ボリュームとを直列に接続すれば簡単に粗微動方式を作れる。
しかし「分圧式」の場合、ＡB間の抵抗値、および「AW＋WB」の抵抗値を一定に保ちつつ 粗微動させたい。 つまり、抵抗値
（AB） ＝ （AW） ＋ （WB） ＝ 50ｋΩ としたい。
まあ、そこまでしなくても良いかもしれないが、未知の回路なので予期せぬ事故は防ぎたい。。
この場合、粗・微２つのボリウムをどう配線すれば良いのか？？
「AW＋WB」の抵抗値が一定でない 「AW＋WB」もＡＢ間も抵抗値が一定でない
いちおう配線を工夫して解決できたのだが、頭の体操になるから考えてみてほしい。
私なりの配線方法は次回掲載とします。 意表をつく方法ではあります。
こんな感じでケースにレイアウトした。 ボリュームの配線も一部見えているがいたってシンプルだ。
トランスと平滑回路は元のものを再利用した。 このトランスはかなり重い。
後で思いついたのだが ＡＣからＤＣ入力までを ノートパソコンの中古ＡＣアダプタを再利用すればもっと軽量小型になるだろう。
完成し試運転しているところ。
（２０２４年７月２３日）
■粗微動ボリュームの接続 （前回の回答になります）
まず元々付いていた電圧調整用のボリュームは５０ｋΩであるので、粗動用ボリュームの抵抗値は５０ｋΩとし、
微動はその１０倍の感度を持たせるとして５ｋΩとした。 （いずれもＢタイプ）
２つのボリュームをＭＡＸにすると５５ｋΩとなり、最高設定電圧が約３２Ｖから約３５Ｖに増えるがこれは仕方なしとした。
実際に負荷をかけるとこの手前で電圧が飽和するので使い勝手は変わらない。
さて、前回問題にしていた結線方法。 普通のボリュームを使う限り解はなかった。
今回、粗微動２つとも 「二連ボリューム」を採用し、下図のような結線をした。
これにより理論上は ＡＢ間、および （ＡＷ間＋ＢＷ間） の抵抗値が常に一定となる。
ただし二連（上下）のボリュームの回転角度に対する抵抗値の特性が完全に一致しないと上記の値は一定にはならない。
実際には１〜３％ぐらいの差異があるようだ。 今回は５個まとめ売りだったので５個の二連ボリュームを図のようにテスターでくわえ、抵抗値変動が
最も小さいものを搭載した。 （５０ｋΩのみ。 ５ｋΩは影響小さいので選別はしなかった）
これはあくまで自分なりの解決方法であり最良の方法とは思ってはいない。 市販の粗微動方式はこれとは違うもっと良い方法を取っていると思う。
苦労のかいあって電圧調整の操作性は非常に良好。
通常の二連ボリュームの使い方とは違うちょっとひねった使い方となっている。
（２０２４年７月２７日）
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