JPH0540228A - クレンメル付き顕微鏡ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高精度にスライドガラスの位置決めができると
共に、スライドガラスの交換が顕微鏡ステージの任意の
場所で且つリニアモータの駆動回路に過電流が流出する
ことなく行える耐久性及び操作性に優れたクレンメル付
き顕微鏡ステージを提供する。 【構成】本発明のクレンメル付き顕微鏡ステージは、ス
ライドガラス３を保持するクレンメルを有しており、ク
レンメルと顕微鏡ステージ４３との少なくとも一方を駆
動させるリニアモータと、クレンメルの回動爪１５に連
動させて設けられ、リニアモータの駆動回路への過電流
の流出を防止させるスイッチ２１と、を備えている。ま
た、クレンメルの回動爪１５のヒンジ部１９には、回動
爪１５の回動を阻止可能なブレーキ機構２５が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡ステージ上の所
定位置にスライドガラスを保持させるクレンメル付き顕
微鏡ステージに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のクレンメル付き顕微鏡ス
テージは、スライドガラスに載置された試料を観察する
場合、顕微鏡ステージの所定位置にスライドガラスを保
持させるために用いられている。このようなクレンメル
付き顕微鏡ステージにおいて、スライドガラスの移動
は、顕微鏡ステージを手動によって動かすことによって
行われている。ところで、顕微測光及び遠隔操作等とい
った用途においては、顕微鏡ステージを電動化し、スラ
イドガラスを高速且つ高精度に位置決めする必要があ
る。

【０００３】このような要求に対して、クレンメルある
いは顕微鏡ステージには、駆動源としてステッピングモ
ータ、また、運動伝達機構としてラックピニオン又は送
りねじが設けられている。そして、クレンメルあるいは
顕微鏡ステージの移動は、駆動源から出力された駆動力
を、運動伝達機構で減速した後、行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は、試料の微細化、検査の自動化が一段と進み、スライ
ドガラスの位置決めの高速化、高精度化に対する要求が
益々厳しくなっている。このため、従来のステッピング
モータ及びラックピニオンで構成される開ループ系で
は、高速化、高精度化に答えることが困難である。これ
を解消させるため、ロータリーエンコーダ付きのサーボ
モータを駆動源とした装置が市販されている。

【０００５】しかし、送りねじの加工精度により位置決
め精度が決定されてしまう上、ねじとナット部分との間
の磨耗によって隙間が生じ、バックラッシュが位置決め
精度を更に悪化させるという問題が発生する。また、ラ
ックピニオン又は送りねじを用いて減速させると、顕微
鏡ステージを手で自由に動かすことが困難になると共
に、操作性が著しく劣るという問題が発生する。

【０００６】そこで、リニアモータを駆動源、リニアエ
ンコーダを位置検出器として構成される閉ループ系が採
用され、この結果、高い位置決め精度を長期間に渡って
維持させることが可能となる。また、サーボを切ること
により、顕微鏡ステージを自在に動かすことも可能とな
る。

【０００７】しかし、リニアモータを駆動源とした場
合、ラックピニオン又は送りねじ等に相当するもの、即
ち減速機構が無いため、外力が、直接、リニアモータに
加わってしまうという欠点が発生してしまう。特に、サ
ーボが働いている状態で、外力がリニアモータに加わる
と、その目標位置を保持するための電流がコイルに流れ
てしまう。具体的には、例えば、クレンメルにスライド
ガラスを着脱させる際には、スライドガラスやクレンメ
ルに手が触れているために、リニアモータに外力が加わ
り、この結果、コイルに過剰の電流が流れ始めるのであ
る。更に、この着脱作業に時間がかかると、長時間、上
述したように多量の電流がコイルに流れ、コイルの熱損
失やコイルの発熱に伴い、磁石の減磁等の障害が発生す
る。

【０００８】このような障害に対処するためには、制御
回路及び駆動回路側に安全装置を設けることによって、
コイルに過大な電流が長時間に渡って流れ続けることが
防止できる。

【０００９】しかし、予め、外力がリニアモータ等に加
わることが分かっている場合には、上述した回路に安全
装置を設けなくとも、リニアモータに流れる電流を停止
あるいは低減させるような機構を配置すれば足りてしま
う。

【００１０】ところで、上述したリニアモータ及びリニ
アエンコーダを用いれば、高精度で高速な位置決めが可
能となる。しかし、クレンメルは、通常、ばねの力のみ
でスライドガラスを押さえ付けている。このため、スラ
イドガラスと顕微鏡ステージとの間に摩擦が生じた場
合、以下のような問題が生じる。即ち、クレンメルを移
動させる際、スライドガラスが回動爪をばねの付勢力に
抗して回動移動させてしまう。このため、クレンメルと
スライドガラスとの相対位置がずれてしまうといった問
題が生じる。特に、クレンメルを高速で移動させたり、
スライドガラスと顕微鏡ステージとの間に、水や油脂等
の液体が侵入した場合には、更に、大きく相対位置がず
れる。

【００１１】本発明は、上述した弊害を解決するために
なされ、その目的は、高精度にスライドガラスの位置決
めができると共に、スライドガラスの交換が、顕微鏡ス
テージの任意の場所で、且つ、リニアモータの駆動回路
に過電流が流出することなく行える耐久性及び操作性に
優れたクレンメル付き顕微鏡ステージを提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、スライドガラスを保持するクレン
メルを有するクレンメル付き顕微鏡ステージにおいて、
前記クレンメルと顕微鏡ステージとの少なくとも一方を
駆動させるリニアモータと、前記クレンメルの回動爪に
連動させて設けられ、前記リニアモータの駆動回路への
過電流の流出を防止させるスイッチと、を備えている。
また、前記クレンメルの回動爪の軸部には、前記回動爪
の回動を阻止可能なブレーキ機構が設けられている。

【００１３】

【作用】本発明のクレンメル付き顕微鏡ステージに設け
られたスイッチは、スライドガラスの交換時に、スライ
ドガラスやクレンメルに加えられた外力によって発生す
る過電流がリニアモータの駆動回路に流れないように機
能する。また、ブレーキ機構は、クレンメルの回動爪の
回動を阻止して、クレンメルの回動爪とスライドガラス
との間の相対位置のずれを防止する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るクレンメル付
き顕微鏡ステージについて、図１ないし図５を参照して
説明する。図１には、クレンメルが設けられた顕微鏡ス
テージの部分の構成が示されている。図１に示すよう
に、本実施例のクレンメル付き顕微鏡ステージは、顕微
鏡ステージ４３に、クレンメルが移動可能に設けられて
いる。

【００１５】このクレンメルは、顕微鏡ステージ４３の
Ｘ方向に移動可能なガイド５２に支持されたクレンメル
本体１と、このクレンメル本体１に設けられ、スライド
ガラス３の一端側５の短辺３ａが当接可能な第１の当接
爪９と、一端側５の長辺３ｂが当接可能な第２の当接爪
１１と、この第２の当接爪１１と同一方向に突出して、
スライドガラス３の他端側７の長辺３ｃが当接可能な第
３の当接爪１３と、を備えている。また、クレンメル本
体１のうち、第３の当接爪１３側近傍には、その基端部
が軸部を中心に回動自在に支持された回動爪１５が設け
られている。

【００１６】この回動爪１５は、その先端部に向かうに
従って、第１及び第２の当接爪９、１１方向に屈曲して
形成されている。また、回動爪１５は、ばね（図示しな
い）の付勢力によって、常時、第１ないし第３の当接爪
９、１１、１３方向に付勢されている。このような回動
爪１５は、スライドガラス３を第１ないし第３の当接爪
９、１１、１３に当接させたとき、スライドガラス３の
他端側７の角部３ｄを、第１ないし第３の当接爪９、１
１、１３方向に押圧するように構成されている。この結
果、スライドガラス３は、回動爪１５と、第１ないし第
３の当接爪９、１１、１３と、の間に保持される。ま
た、回動爪１５の基端部には、クレンメルつまみ１７が
設けられている。この結果、クレンメルつまみ１７をば
ねの付勢力に抗して回動、あるいは、クレンメルつまみ
１７を解放してばねの付勢力によって回動させること
で、回動爪１５は、図中Ｓ方向に回動される。以下、回
動爪１５の構成について、図１ないし図４を参照して説
明する。

【００１７】回動爪１５の基端部には、この回動爪１５
の軸部と共に回動可能なヒンジ部１９が設けられてい
る。このヒンジ部１９の外周面には、後述するマイクロ
スイッチ２１が係合可能な係合溝２３が設けられてい
る。また、回動爪１５の基端部であって、ヒンジ部１９
の外周部には、後述するくさび型溝２７に係合可能なブ
レーキ機構２５が、設けられている。このブレーキ機構
２５は、ヒンジ部１９に内蔵されたばね（図示しない）
で軽く付勢されおり、このヒンジ部１９の外周面に沿っ
て移動可能に構成されている。また、ヒンジ部１９の外
周面には、前述したくさび型溝２７が設けられている。
このくさび型溝２７は、その一方から他方に向かうに従
って幅狭となるように形成されている（特に、図３参
照）。このくさび型溝２７に、上述したブレーキ機構２
５が係合される。このブレーキ機構２５は、くさび型溝
２７に係合可能なブレーキバー２９と、このブレーキバ
ー２９のうち、ヒンジ部１９から離間した部分に突設さ
れた押圧凸部３１と、ブレーキバー２９のうち、ヒンジ
部１９の凹部５０内に潜り込んで突設され、ブレーキ機
構２５をヒンジ部１９の外周に沿って案内させる案内凸
部３３とを備えている（図２参照）。

【００１８】また、特に、図４に示すように、マイクロ
スイッチ２１は、駆動回路３５及びＣＰＵ３７に、夫
々、電気的に接続されている。ＣＰＵ３７は、制御回路
３９に速度、加速度、制御定数等を書き込むように構成
されている。制御回路３９は、ＣＰＵ３７から出力され
た各定数、及び、顕微鏡ステージ４３に機械的に結合さ
れたリニアエンコーダ４５の位置信号に基づいて、所定
の制御演算を行い、演算結果を駆動回路３５に出力する
ように、構成されている。駆動回路３５は、リニアモー
タ４１を駆動させるに充分な電流増幅を行い、リニアモ
ータ４１を駆動させるように、構成されている。リニア
モータ４１によって駆動される顕微鏡ステージ４３に
は、位置検出用のリニアエンコーダ４５及びヒンジ部１
９の部分にマイクロスイッチ２１が設けられたクレンメ
ルが設けられている。このマイクロスイッチ２１は、ス
ライドガラス３（図１参照）の交換時に、回動爪１５
（図１参照）を回動させた場合、駆動回路３５をオフ制
御可能に構成されている。この結果、回動爪１５（図１
参照）が回動された場合、マイクロスイッチ２１に電気
的に接続されている駆動回路３５のコイルへの駆動電流
の流出が、瞬時に、遮断される。また、マイクロスイッ
チ２１は、ＣＰＵ３７に電気的に接続されており、マイ
クロスイッチ２１の作動状態が常時観測されるように構
成されている。この結果、スライドガラス３（図１参
照）の交換完了時、図示しない操作完了確認用スイッチ
を押すことによって、再び、駆動回路３５のコイルには
駆動電流が流れ、駆動回路３５を通常の電気的状態に復
帰させる。以下、本実施例のクレンメル付き顕微鏡ステ
ージの動作について、図１ないし図５を参照して説明す
る。

【００１９】まず、スライドガラス３を回動爪１５で保
持させる場合、回動爪１５をばねの付勢力に抗して顕微
鏡ステージから回避させる方向（即ち、第１ない第３の
当接爪９、１１、１３から離間させる方向）に回動させ
る。スライドガラス３を第１ないし第３の当接爪９、１
１、１３に当接させた後、回動爪１５を解放させて、ス
ライドガラス３の角部３ｄを押圧させる。このとき、ブ
レーキ機構２５の押圧凸部３１を、ヒンジ部１９の外周
に沿って押圧して、ブレーキ機構２５をくさび型溝２７
の幅狭の部分方向に移動させ、ブレーキバー２９をくさ
び型溝２７の幅狭の部分に圧接係合させる。このとき、
回動爪１５は、スライドガラス３の角部３ｄを押圧した
状態を維持して固定される。この結果、スライドガラス
３は、回動爪１５と第１ないし第３の当接爪９、１１、
１３との間に保持される。

【００２０】次に、スライドガラス３を回動爪１５から
外す場合、まず、ブレーキ機構２５を解放させる。具体
的には、くさび型溝２７に圧接係合されているブレーキ
バー２９がくさび型溝２７の幅狭の部分から離間するよ
うに、ブレーキバー２９の押圧凸部３１を、ヒンジ部１
９の外周に沿って押圧する。このとき、回動爪１５に
は、ばねの付勢力のみが作用た状態になる。次に、クレ
ンメルつまみ１７を押圧して、回動爪１５を顕微鏡ステ
ージから回避させる方向（即ち、回動爪１５がスライド
ガラス３の角部３ｄから離間する方向）に移動させる。
回動爪１５がスライドガラス３から離間した後、スライ
ドガラス３を取り外す。以下、このようなスライドガラ
ス３の交換操作中におけるマイクロスイッチ２１の動作
について、図４及び図５を参照して説明する。

【００２１】マイクロスイッチ２１は、スライドガラス
３が正確に回動爪１５で保持されたときにのみ、導通さ
れるように構成されている。以下、図４を参照しつつ図
５のフローチャートに従って説明する。

【００２２】まず、マイクロスイッチ２１が切れている
とき（即ち、回動爪１５がスライドガラス３を保持して
いないとき）、マイクロスイッチ２１は、駆動回路３５
に指令を送信し、駆動回路３５への駆動電流の流出を遮
断させて、リニアモータ４１の励磁を停止させる。リニ
アモータ４１の励磁が停止している間に、操作者が、顕
微鏡ステージ４３の任意の場所でスライドガラス３（図
１参照）の交換を行う。

【００２３】スライドガラス３の交換が完了した後、操
作者が、操作完了確認用スイッチ（図示しない）を押す
と、ＣＰＵ３７は、顕微鏡ステージ４３（図１参照）が
現在の位置から初期位置に戻るように、制御回路３９に
所定の信号を出力する準備を行う。なお、操作完了確認
用スイッチが押されない場合には、マイクロスイッチ２
１は、駆動回路３５を介してコイルへの駆動電流の流出
を遮断し続ける。

【００２４】ＣＰＵ３７から所定の信号を受信した制御
回路３９は、駆動回路３５を介してリニアモータ４１を
駆動させ、顕微鏡ステージ４３（図１参照）を初期位置
方向（Ｙ方向）に移動させる。

【００２５】このように顕微鏡ステージ４３（図１参
照）を再び初期位置に戻す際、リニアエンコーダ４５
が、顕微鏡ステージ４３が滑らかに且つ最適な速度で移
動されるように、常時、その移動状態を監視している。

【００２６】なお、本実施例のクレンメル付き顕微鏡ス
テージは、コイルに駆動電流が流れていない場合（即
ち、回動爪１５がスライドガラス３を保持していない場
合）でも、制御回路３９は、常時、リニアエンコーダの
カウント値を観測し続けるように構成されている。そし
て、顕微鏡ステージ４３（図１参照）を再び初期位置に
戻す場合、図示しない操作完了確認用スイッチを押すこ
とによって、顕微鏡ステージ４３は、滑らかに且つ最適
な速度で移動される。また、クレンメルもリニアモータ
４５によって、顕微鏡ステージ４３のＸ方向に移動可能
に構成されている。

【００２７】上述したように、本実施例のクレンメル付
き顕微鏡ステージは、従来、ステッピングモータと、送
りねじ又はラックピニオンと、を用いたときに問題とな
る操作性の低下を招くことなく、高精度にスライドガラ
ス３の位置決めが可能となる。更に、回動爪１５がスラ
イドガラス３を保持したときのみ、駆動電流が流れるよ
うに構成されているため、過電流による駆動回路３５の
コイルの熱損失、磁石の減磁等の弊害も生じることな
く、高い信頼性を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のクレンメル付き顕微鏡ステージ
は、高精度にスライドガラスの位置決めができると共
に、スライドガラスの交換が、顕微鏡ステージの任意の
場所で、且つ、リニアモータの駆動回路へ過電流が流出
することなくできる。また、ブレーキ機構が設けられて
いるため、クレンメルとスライドガラスとの相対位置の
ずれが防止され、高精度な位置決めが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るクレンメル付き顕微鏡
ステージの構成を拡大して示す拡大平面図。

【図２】図１に示すクレンメルに設けられたヒンジ部の
部分を拡大して示す部分拡大断面図。

【図３】図２に示すヒンジ部に設けられたくさび型溝の
形状を示す図。

【図４】図１に示すクレンメルに設けられたマイクロス
イッチに接続された駆動系の構成を示すブロック図。

【図５】図１に示すクレンメルの動作を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】 ３…スライドガラス、１５…回動爪、１９…ヒンジ部、
２１…マイクロスイッチ、２５…ブレーキ機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スライドガラスを保持するクレンメルを
   有するクレンメル付き顕微鏡ステージにおいて、 前記クレンメルと顕微鏡ステージとの少なくとも一方を
   駆動させるリニアモータと、 前記クレンメルの回動爪に連動させて設けられ、前記リ
   ニアモータの駆動回路への過電流の流出を防止させるス
   イッチと、を備えていることを特徴とするクレンメル付
   き顕微鏡ステージ。
2. 【請求項２】 前記クレンメルの回動爪の軸部には、前
   記回動爪の回動を阻止可能なブレーキ機構が設けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載のクレンメル付き
   顕微鏡ステージ。