JPH10227981A - 顕微鏡用ｘｙステージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、観察者が手動移動〜電動移動の切
換えを意識することなく、使い勝手よくモード切換えを
行うことを可能とする。 【解決手段】 手動移動モード又は駆動移動モードの何
れかにより移動するステージを有した顕微鏡用ＸＹステ
ージ装置において、ステージ２１，２３を手動にて移動
させる操作手段２６と、操作手段に近接してその光路を
有する遮光式の光学的スイッチ手段５，８と、スイッチ
手段から光路が遮断された旨の通知を受けると、ステー
ジの状態を手動移動モードとし、光路が遮断されていな
いときには駆動移動モードとする制御手段２５とを備え
た顕微鏡用ＸＹステージ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光学顕微鏡等に用
いられ、電動移動と手動移動の移動モードの切り換えを
効率よく行うのに適した顕微鏡用ＸＹステージ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光学顕微鏡等の顕微鏡においては、観察
対象物を効率よく観察視野に入れるため、従来から、測
定対象物を載置するステージの移動モードとして電動移
動モードと手動移動モードとを有している。

【０００３】電動移動モードは、種々の設定条件に従
い、ＸＹステージに取り付けられた電動モータによって
ステージを自動的に移動させ、観察対象物を観察視野に
入れるモードである。一方、手動移動モードは、例えば
観察者が任意の位置を適宜観察したいようなときに、観
察者の手動操作によりステージを移動させ、測定対象部
位を観察視野に入れるためのモードである。

【０００４】一般的には、光学顕微鏡にはこれらの両モ
ードが設けられているが、そのモード切換えは、図６に
示すような切換えスイッチにより行われる。図６は従来
の一般的な光学顕微鏡の構成例を示す図である。

【０００５】同図（ａ），（ｂ）に示すように上記モー
ド切換えの切換えスイッチの設定位置は大別して２つの
場合がある。まず、図６（ａ）のように手動によるステ
ージ操作ハンドル５１の上に、メカ式スイッチ５２を設
ける場合がある。このスイッチ５２は、観察者がハンド
ル５１を握った状態で人差し指で押し続けている間オン
するものである。

【０００６】一方、図６（ｂ）のように、顕微鏡の操作
パネル５３上のＸＹステージとは無関係な位置に、切換
えスイッチ５４が設けられる場合がある。この場合は、
手動観察時にパネル５３上のスイッチ５４をオンオフす
るようにしている。

【０００７】なお、図示しないモード切換えの制御部
は、ステージ移動状況を特に検知することなく、スイッ
チ５２／５４のオンオフ指示のみに基づき、その時の状
態にかかわらずモード切換えを行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のＸＹステージでは、以下のような不便な点がある。
まず、図６（ａ）の場合は、手動移動モードを維持する
ために、常にスイッチ５２を押しながらハンドル５１を
持っていなければならない。このようにステージを手動
で移動させる場合、途中で電動移動モードに切り換える
ブレーキが掛かった状態となるため、人差し指でスイッ
チ５２を強く押し続けなければならず、操作性が非常に
悪くなるとともに、手動移動モードの頻度が多くなると
人差し指の疲労感が増す。

【０００９】一方、図６（ｂ）の場合は、手動移動モー
ドの切換えスイッチ５４が操作パネル上にあるため、手
動移動−電動（自動）移動の切換えを行う度に操作パネ
ル５３上のスイッチ５４を押さなくてはならない。した
がって、切換えの度に観察対象から目を離す必要があ
り、操作性が悪くなるとともに、切換えスイッチ５４が
ハンドル５１から遠く離れているために、切換えスイッ
チ５４の切換え忘れや、切換えミスにより誤操作させる
おそれがある。

【００１０】また、従来のステージ装置では、ステージ
移動状況を検知せずに移動モードの切り換えを実行する
ので、例えば図６（ａ）の場合に手動移動中にステージ
を動かしたままハンドル５１から手を離すと、即座に電
動移動モードに切り換わってしまう。この場合、ステー
ジの慣性力がモータやクラッチに逆負荷を掛けてしま
い、故障発生の要因となっていた。また、図６（ｂ）で
は、ステージ移動中にスイッチを切り換えた場合も上述
と同様の問題が生じる。

【００１１】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、その第１の目的は、観察者が手動移動〜電
動移動の切換えを意識することなく、使い勝手よくモー
ド切換えを行うことを可能とした顕微鏡用ＸＹステージ
装置を提供することにある。

【００１２】第２の目的は、手動移動中にステージを動
かしたままの状態で、観察者がモード切換えの操作を行
った場合でも、ステージの慣性力によりモータやクラッ
チに逆負荷を掛けることのない顕微鏡用ＸＹステージ装
置を提供することにある。

【００１３】

【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に対応する発明は、手動移動モードあるい
は駆動移動モードの何れかにより移動するステージを有
した顕微鏡用ＸＹステージ装置において、ステージを手
動にて移動させる操作手段と、操作手段に近接してその
光路を有する遮光式の光学的スイッチ手段と、スイッチ
手段から光路が遮断された旨の通知を受けると、ステー
ジの状態を手動移動モードとし、光路が遮断されていな
いときには駆動移動モードとする制御手段とを備えた顕
微鏡用ＸＹステージ装置である。

【００１４】本発明は、このような構成を設けたことに
より、操作手段から手動でステージを移動させたい場
合、まず、顕微鏡観察者が操作手段に手をかけると、観
察者の手によって上記光路が遮断される。

【００１５】これにより、スイッチ切換えすべき旨がス
イッチ手段から制御手段へ通知され、観察者が意識する
ことなく自動的に手動移動モードへ切り換わることにな
る。次に、観察者が操作手段から手を離すと、再びスイ
ッチ手段における光路が確保され、駆動移動モードに切
り換わる。

【００１６】また、請求項２に対応する発明は、手動移
動モードあるいは駆動移動モードの何れかにより移動す
るステージを有した顕微鏡用ＸＹステージ装置におい
て、ステージを手動にて移動させる操作手段と、操作手
段に設けられた触感センサによるスイッチ手段と、スイ
ッチ手段から操作手段上面への接触がある旨の通知を受
けると、ステージの状態を手動移動モードとし、接触が
ないときには駆動移動モードとする制御手段とを備えた
顕微鏡用ＸＹステージ装置である。

【００１７】本発明は、このような構成を設けたことに
より、スイッチ手段が触感式となった他、第１の実施形
態の場合と同様に作用する。さらに、請求項３に対応す
る発明は、請求項１又は２に対応する発明において、ス
テージが移動状態にあるか否かを検知するステージ動判
定手段を備え、制御手段は、ステージ動判定手段により
ステージが移動状態にあると検知されているときには、
ステージの状態を駆動移動モードに切り換えない顕微鏡
用ＸＹステージ装置である。

【００１８】本発明は、このような構成を設けたことに
より、請求項１又は２に対応する発明と同様に作用する
他、ステージが移動状態にある場合には、ステージの状
態を駆動移動モードに切り換えない。したがって、手動
移動中にステージを動かしたままの状態で、観察者がモ
ード切換えの操作を行った場合でも、ステージの慣性力
によりモータやクラッチに逆負荷を掛けることがなく、
故障発生を防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係る顕微鏡用ＸＹステージ装置を適用した光学
顕微鏡の一例を示す構成図である。

【００２０】この光学顕微鏡においては、顕微鏡本体２
０に対し、観察対象の位置を調整できるようにＸＹステ
ージ装置が設けられている。この顕微鏡用ＸＹステージ
装置は、Ｘスケール２２が取り付けられたＸステージ２
１と、Ｙスケール２４が取り付けられたＹステージ２３
と、Ｘステージ２１及びＹステージ２３をそれぞれ駆動
するＸクラッチモータユニット２７及びＹクラッチモー
タユニット２８と、これらを制御する制御部２５と、ス
テージ位置を調整するためのハンドル２６とによって構
成されている。

【００２１】本実施形態は、電動移動モード〜手動移動
モード間におけるステージの移動モードの切換えをＸス
テージ２１に取り付けられたハンドル２６により行うも
のである。

【００２２】図２は本実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ
装置におけるステージハンドル部の詳細構成を示す図で
ある。なお、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は前面
図、同図（ｃ）は側面図である。

【００２３】このハンドル２６は、ステージ取付部品１
及び２と、把握部３とからなり、ビス１０によりステー
ジ２１に固定されている。部品１には、電装基板４がビ
ス９により取り付けられており、この電装基板４には、
赤外線発光ＬＥＤ５と、手動移動を許可する表示の青色
ＬＥＤ６と、手動移動を禁止する表示の赤色ＬＥＤ１１
とが設けられている。

【００２４】一方、部品２には、電装基板７がビス１２
により取り付けられており、この電装基板７には赤外線
発光ＬＥＤ５の光を受光可能な受光素子８が設けられて
いる。

【００２５】上記各部にあって、赤外線発光ＬＥＤ５
は、受光素子８に対向して設けられており、顕微鏡用Ｘ
Ｙステージ装置が動作可能な状態にある時には常時発光
している。受光素子８はその光検出面が赤外線発光ＬＥ
Ｄ５に対向して設けられており、赤外線発光ＬＥＤ５〜
受光素子８間に遮蔽物がない場合には、赤外線発光ＬＥ
Ｄ５からの赤外光を受信可能に構成されている。

【００２６】すなわち赤外線発光ＬＥＤ５及び受光素子
８からセンサ部が構成されており、受光素子８は赤外線
発光ＬＥＤ５からの赤外光を受信しているときには、そ
の旨を制御部２５に通知している。なお、赤外線発光Ｌ
ＥＤ５〜受光素子８間の赤外光の光路は、把握部３上面
側かつステージ内面側位置において、把握部３の長手方
向に沿ったものである。したがって、観察者が把握部３
を把握し或いは把握部３上に任意の位置に手を置くだけ
で、受光部８に対する赤外光が遮蔽されるようになって
いる。

【００２７】また、青色ＬＥＤ６は、手動移動可能な場
合に制御部２５からの指令により点灯し、赤色ＬＥＤ１
１は、手動移動不能な場合に制御部２５からの指令によ
り点灯する。

【００２８】次に、本実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ
装置における制御部２５の構成について図３を用いて説
明する。図３は本実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ装置
における制御部２５の構成例を示す図である。

【００２９】この制御部２５においては、Ｘスケール２
２及びＹスケール２４からの各ステージ位置信号が座標
モニタ部３１に入力され、赤外線発光ＬＥＤ５及び受光
素子８からなるセンサ部２６ａからの信号がモード判定
部３２に入力されている。

【００３０】モード判定部３２は、センサ部２６ａから
の赤外光の受光信号が送られているときには、電動移動
モードに切り換えるべき状態にあると判定し、その旨を
クラッチ制御部３３及び電動制御部３４に通知する。一
方、赤外光の受光信号が送られていないときには、手動
移動モードに切り換えるべき状態にあると判定し、その
旨をクラッチ制御部３３及び電動制御部３４に通知す
る。

【００３１】座標モニタ部３１は、Ｘスケール２２及び
Ｙスケール２４から入力されるＸステージ位置情報及び
Ｙステージ位置情報をステージ動判定部３５及び電動制
御部３４に逐次送出する。

【００３２】ステージ動判定部３５は、逐次入力される
座標モニタ部３１からのステージ座標情報の変化から現
在ステージが移動中であるか否か判定し、その判定結果
をクラッチ制御部３３及びモード切換可不可表示部３６
に入力する。

【００３３】クラッチ制御部３３は、Ｘステージ２１を
駆動するＸクラッチモータユニット２７及びＹステージ
２３を駆動するＹクラッチモータユニット２８の各クラ
ッチ駆動部に対しクラッチオンオフを指令するものであ
る。モード判定部３２からの電動移動モードに切り換え
る旨の通知を受け、かつステージ動判定部３５からステ
ージが動いていない旨の信号を受けているときにクラッ
チオン（接続）を指令出力をする。一方、手動移動モー
ドへの切換通知を受け、かつステージが動いていない旨
の信号を受けているときにクラッチオフ（切離）を指令
出力をする。

【００３４】電動制御部３４は、モード判定部３２から
の電動移動モードに切り換える旨の通知を受けたとき
に、Ｘクラッチモータユニット２７及びＹクラッチモー
タユニット２８の各モータに対する自動移動制御を行う
ものである。当該電動制御部３４に対しては自動移動を
行うための設定情報、例えば移動先座標位置等が入力さ
れるようになっている。また、その位置制御において座
標モニタ部３１からの各ステージ２１／２３のステージ
位置情報を用い、これらの各情報に基づきステージ位置
を制御する。

【００３５】モード切換可不可表示部３６は、ステージ
動判定部３５からの通知に基づき、ステージが動いてい
る場合には赤色ＬＥＤ１１を点灯させ、ステージが動い
ていない場合には青色ＬＥＤ６を点灯させる。

【００３６】図４は本実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ
装置におけるクラッチモータユニットの概略構成例を示
す図である。Ｘクラッチモータユニット２７及びＹクラ
ッチモータユニット２８は図４に示すように構成され、
両者は同様な構成となっている。

【００３７】このクラッチモータユニット２７，２８
は、電動制御部３４からの信号により制御されるモータ
部４１とクラッチ部からなり、クラッチ部はさらにクラ
ッチ駆動部４２とクラッチ本体４３からなっている。

【００３８】クラッチ本体４３は、ベルト駆動部４４に
接続され、このベルト駆動部４４が回転することにより
ベルト４５が移動し、ベルト４５と繋がるステージ２１
／２３が移動することになる。

【００３９】またクラッチ本体４３は、モータ部４１と
ベルト駆動部４４との接続（クラッチオン）／切離（ク
ラッチオフ）を行う部分であり、クラッチ駆動部４２に
設けられた電磁石４６の励磁によりクラッチオンされ、
消磁によりクラッチオフされるようになっている。クラ
ッチ駆動部４２はクラッチ制御部３３からの信号により
制御される。

【００４０】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係る顕微鏡用ＸＹステージ装置の動作につい
て説明する。この顕微鏡用ＸＹステージ装置では、電動
移動モードから手動移動モードにモード切換えを行う
際、まず、手動でＸＹステージを移動させるためのハン
ドル２６に手を置くと、赤外線発光ＬＥＤ５〜受光素子
８間が遮蔽され、受光素子８において赤外光が検出され
ない状態となる。

【００４１】受光素子８からの信号が赤外光非検出状態
となったことで、制御部２５のモード判定部３２によ
り、手動移動モードに切換える旨の通知がクラッチ制御
部３３及び電動制御部３４に通知される。

【００４２】電動制御部３４では、手動移動モードへの
移行により、モータ部４１への制御を中止し、ＸＹステ
ージの自動的な動作が停止される。一方、クラッチ制御
部３３においては、さらにステージ動判定部３５により
ステージが停止していることが確認され、その上でクラ
ッチオフの制御が実行される。

【００４３】観察者がハンドルに手を置いた状態または
ハンドル２６を握った状態の間は、受光素子８において
赤外光が検出されない状態が継続するので、モータ停
止、クラッチオフの状態が継続する。したがって、観察
対象から目を離さずにハンドル２６を握っただけで手動
移動モードに切り換えることができ、ハンドル２６を軽
く握った状態で観察者は自由にステージを移動させるこ
とができる。

【００４４】観察者がハンドル２６から手を離すと受光
素子８は赤外光を検出し、モード判定部３２により電動
移動モードへの切換え指示がクラッチ制御部３３及び電
動制御部３４に通知される。

【００４５】ここで、ステージがまだ移動している場合
には、ステージ動判定部３５からその旨が通知されるた
め、クラッチ制御部３３によるクラッチオン制御は行わ
れない。したがって、ステージが移動中には、たとえ手
を離したとしても、電動移動モードに切り換わらない。
ステージが完全に停止した後に初めてクラッチ制御部３
３によりクラッチオンされ、以降電動制御部３４のモー
タ部３４制御によりＸＹステージの自動移動が開始され
る。

【００４６】上述したように、本発明の実施の形態に係
る顕微鏡用ＸＹステージ装置は、電動移動モードと手動
移動モードの切り換えスイッチを光学センサ５，８と
し、このセンサ部２６ａをステージハンドル２６に設置
したので、手をハンドル２６に載せるだけでスイッチが
入り、そのまま手動移動することが可能である。

【００４７】センサ部２６ａは遮光式の光学的スイッチ
であるため、手を載せる位置はハンドル２６の任意の場
所で良く、操作性の良い場所を選ぶことができる。また
ハンドル２６から手を離すと、自動的に電動移動モード
に切り換わる。したがって、操作性を向上させることが
できる。

【００４８】また、ステージ動測定部２５を設け、ステ
ージ移動状況を検知する制御としたので、ステージ移動
時には、電動移動モードに切り換わることがなく、モー
ター及びクラッチに逆負荷が掛からず、故障要因が無す
ことができる。

【００４９】なお、本実施形態においては、赤外線発光
ＬＥＤ５〜受光素子８間の赤外光の光路は、把握部３上
面側かつステージ内面側位置において、把握部３の長手
方向に沿ったものとしたが、本発明はこれに限られるも
のではない。例えば当該光路を、把握部３上面に沿った
ものとすれば、把握部３上の任意位置に手を置くだけで
より確実に受光部８に対する赤外光を遮蔽でき、モード
切換えを自動的に行うことができる。

【００５０】また、本実施形態においては光学式のセン
サを用いてセンサ部２６ａとしたが、本発明はこれに限
られるものではない。光学センサに代えて例えばハンド
ル２６に接触式のセンサ（触感センサ、圧力センサ、静
電センサ等を含む）を把握部３の上面に設けるように
し、ハンドル２６の把握部３に触れるだけで手動移動モ
ードに切り換わり、手を離すと電動移動モードに切り換
わるようにしてもよい。 （発明の第２の実施の形態）図５は本発明の第２の実施
の形態に係る顕微鏡用ＸＹステージ装置を適用した光学
顕微鏡の一例を示す構成図であり、図１〜４と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【００５１】光学顕微鏡には一般には観察対象物の微小
移動のための微粗動ハンドル４７が設けられている。本
実施形態は、この微粗動ハンドル４７に対しても第１の
実施形態と同様な機構を適用したものである。

【００５２】第１の実施形態においては、ハンドル２６
に光学式のセンサが設けられたが、本実施形態では、微
粗動ハンドル４７に接触式のセンサ（触感センサ、圧力
センサ、静電センサ等を含む）が設けられる。

【００５３】この微粗動ハンドル４７の接触式センサが
図３のセンサ部２６ａに相当するものであり、非接触状
態で電動移動モード、接触状態で手動移動モードとな
る。その他の構成や動作は第１の実施形態の場合と同様
である。

【００５４】上述したように、本発明の実施の形態に係
る顕微鏡用ＸＹステージ装置は、微粗動ハンドル４７に
接触式のセンサを設け、これによりモード切換えを行う
ようにしたので、第１の実施形態と同様な効果を観察対
象の微小移動の際にも得ることができる。

【００５５】以上、本発明について実施の形態に基づい
て説明してきたが、本発明は以下の発明も含む。 （１）光路は光学的スイッチ手段の操作手段の上面側に
設けられたことを特徴とする。

【００５６】（２）スイッチ手段として接触センサを操
作手段の上面側に設けられたことを特徴とする。 上記（１），（２）の作用効果を説明する。

【００５７】上記（１）又は（２）に対応する発明にお
いては、光学的スイッチ手段の光路又は触感センサを操
作手段の上面側に設けたので、観察者が手動によってス
テージ操作するときに、上方から操作手段に手をかけれ
ることにより確実に手動移動モードに変更することがで
き、より一層使い勝手をよくすることができる。なお、
本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、
その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能
である。

【００５８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、観
察者が手動移動〜電動移動の切換えを意識することな
く、使い勝手よくモード切換えを行うことを可能とした
顕微鏡用ＸＹステージ装置を提供することができる。

【００５９】また、本発明によれば、手動移動中にステ
ージを動かしたままの状態で、観察者がモード切換えの
操作を行った場合でも、ステージの慣性力によりモータ
やクラッチに逆負荷を掛けることのない顕微鏡用ＸＹス
テージ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る顕微鏡用ＸＹ
ステージ装置を適用した光学顕微鏡の一例を示す構成
図。

【図２】同実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ装置におけ
るステージハンドル部の詳細構成を示す図。

【図３】同実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ装置におけ
る制御部の構成例を示す図。

【図４】同実施形態の顕微鏡用ＸＹステージ装置におけ
るクラッチモータユニットの概略構成例を示す図。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る顕微鏡用ＸＹ
ステージ装置を適用した光学顕微鏡の一例を示す構成
図。

【図６】従来の一般的な光学顕微鏡の構成例を示す図。

【符号の説明】

１，２…ステージ取付部品 ３…把握部 ４，７…電装基板 ５…赤外線発光ＬＥＤ ６…青色ＬＥＤ ８…受光素子 ９，１０，１２…ビス １１…赤色ＬＥＤ ２１…Ｘステージ ２２…Ｘスケール ２３…Ｙステージ ２４…Ｙスケール ２５…制御部 ２６…ハンドル ２７…Ｘクラッチモータユニット ２８…Ｙクラッチモータユニット ３１…座標モニタ部 ３２…モード判定部 ３３…クラッチ制御部 ３４…電動制御部 ３５…ステージ動判定部 ３６…モード切換可不可表示部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 手動移動モードあるいは駆動移動モード
   の何れかにより移動するステージを有した顕微鏡用ＸＹ
   ステージ装置において、 前記ステージを手動にて移動させる操作手段と、 前記操作手段に近接してその光路を有する遮光式の光学
   的スイッチ手段と、 前記スイッチ手段から光路が遮断された旨の通知を受け
   ると、前記ステージの状態を手動移動モードとし、前記
   光路が遮断されていないときには駆動移動モードとする
   制御手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡用ＸＹステ
   ージ装置。
2. 【請求項２】 手動移動モードあるいは駆動移動モード
   の何れかにより移動するステージを有した顕微鏡用ＸＹ
   ステージ装置において、 前記ステージを手動にて移動させる操作手段と、 前記操作手段に設けられた触感センサによるスイッチ手
   段と、 前記スイッチ手段から前記操作手段上面への接触がある
   旨の通知を受けると、前記ステージの状態を手動移動モ
   ードとし、接触がないときには駆動移動モードとする制
   御手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡用ＸＹステー
   ジ装置。
3. 【請求項３】 前記ステージが移動状態にあるか否かを
   検知するステージ動判定手段を備え、 前記制御手段は、前記ステージ動判定手段により前記ス
   テージが移動状態にあると検知されているときには、前
   記ステージの状態を前記駆動移動モードに切り換えない
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の顕微鏡用ＸＹス
   テージ装置。