JPH04295815A - ステージ駆動機構 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡においてＩＣ，
ＬＣＤパネル，センサアレイ及び表面実装基板等の標本
を検査するために用いられるステージ駆動機構に関する
。

【０００２】

【従来の技術】通常、この種のステージ駆動機構は上板
，中板及び下板の３枚の板部材により構成され、上記中
板の適所に直交する二方向（Ｘ方向及びＹ方向）にステ
ージを移動させるための共軸のハンドルを備えている。 そして例えば、特願平２−１３７９４４号により図７に
示される構成のステージ駆動機構が既に提案されており
、図において、ねじ等を用いて顕微鏡本体の準焦部に取
り付けられるべき固定板には例えばＹ方向へ延びた直線
案内部材が取り付けられた該Ｙ方向に直線移動可能な第
一移動台が取り付けられていて、又、該第一移動台には
Ｘ方向へ延びた直線案内部材が取り付けられたＸ方向に
直線移動可能な第二移動台が取り付けられている。 従って、これら二つの移動台によりステージは所望の位
置に移動せしめられる。ところで近年、観察すべき標本
の大型化に伴いステージの移動ストローク自体も大きく
なってきており、例えば１０インチ，１２インチ，１４
インチ等の移動ストロークを有するものが出現している
。そしてこのように大きなストロークを有する顕微鏡で
は、特にステージ駆動用のハンドルが右奥又は左奥の位
置にある場合ステージ操作のために操作者はその腕をい
っぱいに伸ばさなければならないので極めて窮屈な姿勢
を強いられざるを得なかった。そこでこのような場合に
はステージ駆動用のハンドルが操作者の手前側に来るよ
うにステージの取り付け向きを１８０°回転せしめて取
り付けていた。しかしながら、このようなステージの取
り付け状態で使用する場合、上記図７に示される構成の
ステージ駆動機構では、図から明らかなように特にＹ方
向へ延びた直線案内部材の一端部が突出していることか
ら、かかる直線案内部材は操作上極めて邪魔になってい
た。

【０００３】一方、このような問題に対して、図８に示
したように、共軸に構成されていた第一駆動ノブ及び第
二駆動ノブ（ステージ駆動用のハンドル）を分離して別
々に設けて二軸構成とし、特に第二駆動ノブをＹ方向に
沿ったステージのほぼ中央部に配置することにより、上
記Ｙ方向へ延びた直線案内部材がステージから突出しな
いようにする方法がある。尚、上述したような工業用ス
テージにおいては、ステージ移動の粗動及び微動の切換
え機構（クラッチ）やステージ移動に対する禁止装置（
ロック機構）は機能上極めて重要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のステージ駆動機構において、上記のような二軸ハ
ンドルステージの場合にはＸ方向及びＹ方向の各駆動軸
が一定の間隔を置いて配置されているため、Ｘ方向及び
Ｙ方向それぞれの駆動系に対するクラッチ及びロック機
構を一箇所にまとめて構成・配置することが構成上極め
て難しくなっていた。尚、一方、共軸ハンドルステージ
の場合にはそのような不都合はなく、従って一つのクラ
ッチ及びロック機構を設けるだけでこれをＸ方向及びＹ
方向それぞれの駆動系に対して共用することができると
いう利点はあるものの、かかる共軸ハンドルステージの
場合、前述したような操作上の問題がある。本発明はか
かる実情に鑑み、二軸ハンドルステージを基本的構成と
しながらもクラッチ及びロック機構の配設が容易で、Ｘ
，Ｙ両方向のステージ移動操作を一つの操作部によって
行い得るようにしたこの種ステージ駆動機構を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するために手段】本発明によるステージ駆
動機構は、図１を参照して、上板，中板及び下板を有し
該上板及び上記下板のそれぞれ一側面にステージ駆動用
の案内手段であるＸレール及びＹレールが設けられてい
ると共に該Ｘ，Ｙ直交方向にステージを駆動するための
二つの駆動装置であるＸハンドル及びＹハンドルが上記
中板にそれぞれ独立して取り付けられているが、上記駆
動装置Ｘハンドル及びＹハンドルは、各々上記中板に設
けられた軸の周りに回転する揺動部材であるＸウィング
及びＹウィングに回転自在に装着されていると共に、各
上記揺動部材Ｘウィング及びＹウィングは二つの上記軸
の中間に植設されたカム軸により、上記案内手段に対す
る上記駆動装置の駆動力の伝達をＯＮ・ＯＦＦ制御し得
るようになっている。

【０００６】

【作用】本発明のステージ駆動機構では、常態において
はＸウィング及びＹウィングのそれぞれ先端部側はばね
等の弾機手段（図示せず）の弾力によりカム軸に押し付
けられていて、これによりＸウィング及びＹウィングの
それぞれ一端部側においてＸレール及びＸ摩擦輪並びに
Ｙレール及びＹ摩擦輪は摩擦接触する。従ってこの常態
ではＸハンドル及びＹハンドルはそれぞれＸレール及び
Ｙレールに対して駆動力伝達可能な状態になっているか
ら、これらＸハンドル及びＹハンドルの回動操作によっ
てステージをＸ，Ｙ直交方向に自在に駆動せしめること
ができる。一方、かかる常態から上記カム軸を適宜回動
せしめることにより、Ｘウィング及びＹウィングを揺動
することによってＸレール及びＹレールにそれぞれ摩擦
接触していたＸ摩擦輪及びＹ摩擦輪をそれらから離脱せ
しめ、これによりステージはＸハンドル及びＹハンドル
の常態における駆動制御から解放されて自由に移動可能
になる。そしてこの解放状態ではステージの粗動を手動
で容易に行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下、図２及び図３に基づき本発明によるス
テージ駆動機構の第一実施例を説明する。図において、
１は上板、２は中板、３は下板であり、下板３は顕微鏡
本体側に固定されると共に、上板１上にはステージが載
置・固定されるようになっている。そして下板３には中
板２が直線案内部材を介してＹ方向に移動可能に取り付
けられていると共に、更に該中板２には上板１が直線案
内部材を介してＸ方向に移動可能に取り付けられている
。更に図中、４は上板１の一側面においてＸ方向に敷設
されたＸレール、５は下板３の一側面においてＹ方向に
敷設されたＹレール、６は上記Ｘレール４の至近位置に
おいて上記中板２に植設・固定された軸受け、７は軸受
け６内部に嵌挿された回転軸８の下端部に固着されたＸ
ハンドル、９は回転軸８の上端部に固着されたギア、１
０は軸受け６を介して中板２に枢着された例えば「く」
字状に形成されたＸウィング（図２、ハッチング部分）
、１１は上記ギア９と常時噛合するようにＸウィングの
一端部に回転自在に支持されたギア、１２は外周に例え
ばＶ溝が刻設されていて上記ギア１１と一体に回転する
ように固着されていると共にそのＶ溝へ上記Ｘレール４
が嵌入し得るようになっているＸ摩擦輪である。

【０００８】一方、上記中板２の中央部寄りの位置、即
ち上記軸受け６よりもＹ方向内側において軸１３を介し
てＹウィング１４が中板２に枢着されている（図２、ハ
ッチング部分）。そして更に図中、１５は該Ｙウィング
１４に植設・固定された軸受け、１６は軸受け１５の外
側に嵌装された回転軸１７の下端部に固着されたＹハン
ドル、１８は外周に例えばＶ溝が刻設されていて上記回
転軸１７と一体に回転するように該回転軸１７の上端部
に固着されていると共にそのＶ溝へ上記Ｙレール５が嵌
入し得るようになっているＹ摩擦輪である。又、上記軸
受け６及び軸受け１５の間の適所位置において、例えば
Ｄカット面を有するカム部１９ａとつまみ部１９ｂとを
備えたカム軸１９が上記中板２に回転可能に植設されて
いて、常態においてはＸウィング１０及びＹウィング１
４のそれぞれ先端部１０ａ及び１４ａは中板２に設けた
板ばね２０の弾力によりカム軸１９のカム部１９ａのＤ
カット面へ押し付けられている（図３）。

【０００９】本発明によるステージ駆動機構は上記のよ
うに構成されているから、Ｘウィング１０及びＹウィン
グ１４はそれぞれ軸受け６及び軸１３の周りに揺動可能
になっており、先ず常態ではこれらＸウィング１０及び
Ｙウィング１４の先端部１０ａ及び１４ａは上記のよう
にカム軸１９のＤカット面へ押し付けられている。これ
により、Ｘウィング１０及びＹウィング１４のそれぞれ
一端部側に設けられているＸ摩擦輪１２及びＹ摩擦輪１
８は対応するＸレール４及びＹレール５に摩擦接触する
。かかる接触状態ではＸ摩擦輪１２は回転軸８及びギア
９，１１を介してＸハンドル７と連結されていることに
より該Ｘハンドル７の回動駆動力をＸレール４に対して
伝達可能になり、即ち、Ｘハンドル７を右左旋させるの
に対応してＸ摩擦輪１２はギア９及びギア１１を介して
左右旋せしめられので該Ｘ摩擦輪１２がＸレール４上を
摩擦転動することにより、上板１は中板２に対してＸ方
向に進退せしめられる。そして又、Ｙ摩擦輪１８は回転
軸１７を介してＹハンドル１６と連結されていることに
より該Ｙハンドル１６の回動駆動力をＹレール５に対し
て伝達可能になり、即ち、Ｙハンドル１６を右左旋させ
るのに対応してＹ摩擦輪１８は右左旋せしめられので該
Ｙ摩擦輪１８がＹレール５上を摩擦転動することにより
、中板２は下板３に対してＹ方向に進退せしめられる。 このようにＸハンドル７及びＹハンドル１６を回動操作
することにより、上板１に固定されているステージをＸ
方向及びＹ方向にそれぞれ独立して自由に移動せしめる
ことができる。そしてかかるハンドル７及びＹハンドル
１６の回動操作によれば、特にステージの微動制御を容
易且つ確実に行うことができる。

【００１０】一方、Ｘウィング１０及びＹウィング１４
のそれぞれ先端部１０ａ及び１４ａが上記のようにカム
軸１９のＤカット面へ押し付けられている状態からカム
軸１９を適宜回動することによってかかる先端部１０ａ
及び１４ａにカム軸１９のＤカット面を乗り越させるこ
とにより、Ｘ摩擦輪１２がＸレール４から又、Ｙ摩擦輪
１８がＹレール５からそれぞれ離脱するように、Ｘウィ
ング１０及びＹウィング１４をそれぞれ軸受け６及び軸
１３の周りに揺動（図３において右旋及び左旋）せしめ
ることができる。これによりＸハンドル７及びハンドル
１６の回転駆動力はＸレール４及びＹレール５に対して
伝達不可能な状態になり、即ちステージはＸハンドル７
及びＹハンドル１６による上述したような駆動制御から
解放されてＸ，Ｙ直交方向に自由に移動し得るようにな
る。そしてこのステージの解放状態では該ステージの粗
動が極めて容易になる。上記のようにカム軸１９のつま
み部１９ｂを操作することにより、Ｘハンドル７及びＹ
ハンドル１６による駆動力伝達の断続（ＯＮ，ＯＦＦ）
状態の切換えを簡単に行うことができるが、ここで特に
上記Ｙレール５は従来例の場合（図７）とは異なり下板
３から突出していないのでステージ操作の際に何ら邪魔
にならず、ステージ操作を円滑に行うことができる。

【００１１】図４は本発明によるステージ駆動機構の第
二実施例を示す。この第二実施例では特にカム軸１９の
カム部１９ａは、Ｘウィング１０及びＹウィング１４の
それぞれ先端部１０ａ及び１４ａに接触すべき二つのカ
ム部１９ａｘ及び１９ａｙから構成されている。そして
、カム部１９ａｘは互いに平行な二つのカット面を有し
、又カム部１９ａｙは互いに直交する二つのカット面を
有していて、これらのカット面は例えば図４（ａ）に示
したような方向関係で形成されている。Ｘハンドルには
Ｘ摩擦輪が、又ＹハンドルにはＹ摩擦輪がそれぞれ設け
られている。本発明のステージ駆動機構の第二実施例に
よれば、例えば図４（ａ）においてＸウィング１０の先
端部１０ａはカム部１９ａｘの一方のカット面に押し付
けられているが、Ｙウィング１４の先端部１４ａはカム
部１９ａｙのいずれのカット面にも押し付けられておら
ず、そしてこの状態は図４（ｂ）の（イ）に対応してい
て図示したようにＸハンドル７の回転駆動力はＸレール
４に対して伝達可能な状態（ＯＮ）に、又Ｙハンドル１
６の回転駆動力はＹレール５に対して伝達不可能な状態
（ＯＦＦ）になっている。そしてこのようなＸハンドル
７及びＹハンドル１６の駆動力のＯＮまたはＯＦＦの状
態は、カム軸１９を上記図４（ｂ）の（イ）の状態から
９０°，１８０°更に２７０°回動することにより同図
の（ロ），（ハ）及び（ニ）に選択的に所望の状態にな
るように切り換えることができる。

【００１２】図５は本発明によるステージ駆動機構の第
三実施例を示す。この第三実施例では、Ｘ摩擦輪１２の
代わりに設けたＸピニオン２１とＸレール４の代わりに
設けたＸラック２２とが常時噛合すると共に、Ｙ摩擦輪
１８の代わりに設けたＹピニオン２３とＹレール５の代
わりに設けたＹラック２４とが常時噛合するようになっ
ている。又、Ｘウィング１０は軸２５により中板２に枢
着されていると共に、その先端には、Ｘハンドル７及び
上記Ｘピニオン２１を連結する回転軸２６の外周に接触
し得るゴム等により成形された圧接部材２７が設けられ
ている。一方、Ｙウィング１４には、Ｙハンドル１６及
び上記Ｙピニオン２３を連結する回転軸２８の外周に接
触し得るゴム等により成形された圧接部材２９が設けら
れていて、図示したようにＸウィング１０及びＹウィン
グ１４がカム軸１９のカム部１９ａのカット面に押し付
けられている状態ではこれらの圧接部材２７及び圧接部
材２９はそれぞれ回転軸２６及び回転軸２８に圧接して
いる。本発明のステージ駆動機構の第三実施例によれば
、先ず図５に示されているように圧接部材２７及び圧接
部材２９はそれぞれ回転軸２６及び回転軸２８に圧接す
る状態では回転軸２６及び回転軸２８の回動が制動せし
められるから、ステージ移動はロックされる。又、この
ロック状態から、カム軸１９を適宜回転せしめてカット
面に押し付けられていたＸウィング１０及びＹウィング
１４が該カット面を乗り越すようにすることにより、Ｘ
ウィング１０及びＹウィング１４は僅かに揺動せしめら
れて圧接部材２７及び圧接部材２９は回転軸２６及び回
転軸２８から離れ、これによりＸハンドル７及びＹハン
ドル１６の回動操作によって、ステージの微動制御を行
うことができる。このようにカム軸１９の操作により、
ステージ移動とそのロック状態とを簡単に切り換えるこ
とができる。尚、この場合において、カム軸１９のカム
部１９ａを上記第二実施例の場合と同様に二つのカム部
１９ａｘ及び１９ａｙによって構成することにより、ス
テージ移動のＸ方向及びＹ方向に対して独立してロック
状態にすることができる。

【００１３】図６（ａ），（ｂ）は本発明によるステー
ジ駆動機構の第四実施例を示す。この第四実施例では、
前記第一実施例と同様に、Ｘ摩擦輪１２が回転軸８及び
ギア９，１１を介してＸハンドル７と連結されているこ
とにより該Ｘハンドル７の回動駆動力をＸレール４に対
して伝達可能になっているが、Ｙウィング１４に回転可
能に支持されたＹ摩擦輪１８は、前記軸受け６に回転可
能に支持されているＹハンドル１６と例えばプーリ３０
，３１及びベルト３２を介して連結されている。本発明
のステージ駆動機構の第四実施例によれば、ステージは
、Ｘハンドル７の回動操作によりＸ方向に又、Ｙハンド
ル１６の回動操作により上記ベルト３２を介してＹ方向
に移動せしめられるが、特にハンドル７及びＹハンドル
１６を共軸に設けたことにより、共軸ハンドルステージ
でありながらＹレール５が突出しないようにすることが
でき、操作性に優れたこの種顕微鏡ステージを実現する
ことができる。

【００１４】

【発明の効果】上述したように本発明のステージ駆動機
構によれば、ステージの直交移動方向に独立してハンド
ルを備えながらも各移動方向に対して粗微動の切換え及
びロック状態を一つのカム軸の操作により確実に行うこ
とができ、そして特にかかるステージ駆動のクラッチ機
能が大型ステージに適用された場合に観察側へレール案
内部材等が張出すことがなく、ステージ操作を容易且つ
確実に行える等の利点がある。又、ステージの直交移動
方向に対して独立したクラッチ機構になっているから、
一方の移動方向に対しては制動をかけると共に他方に移
動方向に粗動駆動を行うステージ駆動モード、例えばセ
ンサアレイ等に検査に極めて好適である。更に構造が簡
単であるため組立調整が容易で、又コストが安価であり
、一方、共軸ハンドルステージとして構成することも簡
易な方法で実現することができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるステージ駆動機構の要部構成をし
めす概念図である。

【図２】本発明のステージ駆動機構の第一実施例による
要部縦断面図である。

【図３】本発明のステージ駆動機構の第一実施例による
要部底面図である。

【図４】（ａ）は本発明のステージ駆動機構の第二実施
例による要部斜視図である。 （ｂ）は本発明のステージ駆動機構の第二実施例に係る
カム軸による駆動制御の切換え状態を説明する図である
。

【図５】本発明のステージ駆動機構の第三実施例による
要部斜視図である。

【図６】（ａ）は本発明のステージ駆動機構の第四実施
例による要部斜視図である。 （ｂ）は本発明のステージ駆動機構の第四実施例による
要部縦断面図である。

【図７】従来のステージ駆動機構の斜視図である。

【図８】従来の他のステージ駆動機構の斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　上板 ２　　　　中板 ３　　　　下板 ４　　　　Ｘレール ５　　　　Ｙレール ６　　　　軸受け ７　　　　Ｘハンドル ８　　　　回転軸 ９　　　　ギア １０　　　　Ｘウィング １２　　　　Ｘ摩擦輪 １４　　　　Ｙウィング １５　　　　軸受け １６　　　　Ｙハンドル １７　　　　回転軸 １８　　　　Ｘ摩擦輪 １９　　　　カム軸 ２０　　　　板ばね

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　上板，中板及び下板を有し該上板及び
   上記下板のそれぞれ一側面にステージ駆動用の案内手段
   が設けられていると共に上記直交方向にステージを駆動
   するための二つの駆動装置が上記中板にそれぞれ独立し
   て取り付けられているステージ駆動機構において、上記
   駆動装置は、各々上記中板に設けられた軸の周りに回転
   する揺動部材に装着されていると共に、各上記揺動部材
   は二つの上記軸の中間に植設されたカム軸により、上記
   案内手段に対する上記駆動装置の駆動力の伝達をＯＮ・
   ＯＦＦ制御し得るようになっていることを特徴とするス
   テージ駆動機構。
2. 【請求項２】　　上記カム軸に形成されたカムにより、
   上記案内手段に対する上記二つの駆動装置の駆動力の伝
   達が独立して制御されるようになっていることを特徴と
   する請求項１に記載のステージ駆動機構。
3. 【請求項３】　　上記二つの駆動装置は上記案内手段に
   対して常に駆動力伝達状態にあると共に、上記中板に設
   けられた二つの軸の周りに回転する揺動部材が設けられ
   ていて該二つの軸の間に植設されたカム軸によりステー
   ジ移動可能状態又はステージ停止状態が選択され得るよ
   うになっていることを特徴とする請求項１に記載のステ
   ージ駆動機構。
4. 【請求項４】　　上記二つの軸の間に植設されたカム軸
   に形成されたカムにより、ステージ移動可能状態又はス
   テージ停止状態がそれぞれ独立して選択され得るように
   なっていることを特徴とする請求項３に記載のステージ
   駆動機構。
5. 【請求項５】　　上記二つの駆動装置の一方の駆動軸に
   回転自在なプーリを装着すると共に他方の駆動装置の駆
   動軸を上記プーリを連結してステージ操作のための共軸
   ハンドルを構成したことを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかに記載のステージ駆動機構。