JPH11119114A - 顕微鏡の載物ステージ用同軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立てが簡単で、位置が不動で、かつスペ
ースを節約できる同軸駆動装置。 【解決手段】 第１の方向に摺動可能な第１のステージ
部２をベアリングで保持し、第１の方向に直角に摺動可
能な第２のステージ部３をベアリングで保持するガイド
１を有し、第１のステージ部２と第２のステージ部３に
同軸回転する手動つまみ操作要素を有し、第２ステージ
部３を摺動するために、同軸回転可能な第１力伝達手段
が設けられ、第１伝導手段１３，１４を介して第２操作
要素と結合しており、第２ステージ部には第２伝導手段
９，１０，１６を介して第２力伝達手段が設けられ、第
１力伝達手段から第２力伝達手段の間にガイド１５内で
摺動可能な回転ロッド２０が設けられ、第２ステージ部
３を摺動する場合に回転ロッドがガイド内でスリップ
し、ガイド１５または回転ロッド２０のいずれかが第１
力伝達手段とともに旋回可能で、第１の力伝達手段を介
して回転され、その結果回転運動の伝達による力が回転
ロッド２０またはガイド１５へ伝達されることを特徴と
する顕微鏡の載物ステージ用同軸駆動装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡の載物ステ
ージ用同軸駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の顕微鏡の載物ステージ用同軸駆動
装置の設計構成は、一例として本特許出願人のドイツ特
許ＤＥ１９５３２００８Ａ１に記述されている。通常の
顕微鏡用クロスステージの場合、ＸおよびＹの両座標
は、いわゆる同軸駆動装置によって操作される。この場
合、同軸駆動装置は、Ｘ方向へ動かす場合は固定で動か
ないが、Ｙ方向へ動かす場合は、Ｙ方向へ一緒に動いて
しまう。しかし、これは極めて非人間工学的である。望
ましいのは、同軸駆動装置の位置が不変で、これにより
Ｚ方向の微調整距離が空間的に固定されることである。

【０００３】ドイツ特許ＤＥ３５１４４３１Ａ１には、
同軸シャフトに固定された操作つまみを有する顕微鏡装
置について記述されているが、この場合力の伝達は複雑
に導かれる牽引手段により、この手段は載物ステージボ
ードに固定されているガイド・ローラを介して動き、そ
のバックラッシュは完全には除去しきれないので、正確
な載物ステージ上の位置を得ることはできない。この操
作は、方向転換を何度も行わねばならず、しかも細かな
操作を充分に行うことができない。正確な位置決め、た
とえば数ミクロンの範囲の組織細胞への位置決めは不可
能である。

【０００４】その他いくつかの位置決め設定機構に関す
る解決策は、かなり構造上の冗長性はあるものの、ドイ
ツ特許ＤＥ３０２７４６１Ｃ２、およびＤＥ３５２１０
４７Ｃ１に記載されている。しかしＤＥ３０２７４６１
Ｃ２は、むしろフリクションホイールによってＸ−Ｙの
動きと結合されている同軸駆動装置を吊り下げて旋回す
ることにより、Ｘ−Ｙ座標の動きの連結を外すことに関
係するものである。ＤＥ−ＧＭ１９７８００９は、顕微
鏡の付属品で、普通は観察物を載物ステージ上へ動かす
ために顕微鏡の載物ステージに固定される観察物ホルダ
に関する内容である。ＤＥ３５２１０４７Ｃ１は、Ｘお
よびＹ方向の個別のスライドバーについて記述している
が、これらは高価で、保守に手間がかかり、かつ広いス
ペースを必要とする。縦断面軸（２８）のスライドは、
振動とノイズの原因となり、専念して作業をするオペレ
ータにとって妨げとなる場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、組み
立てが簡単で、位置が不動で、かつスペースを節約でき
る同軸駆動装置である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題は、第１請求項
の特徴により解決される。下記にその構成を示す概略図
に基づいて、その作動方法と本発明の利点を詳しく説明
する。

【０００７】

【発明の実施の形態】ステージボード１は、顕微鏡のス
テージ・フォーク（図示せず）にネジ止め、または他の
方法で固定されている。第１の摺動方向であるＹ方向へ
の摺動用のＹステージボード２は、ステージボード１上
で、たとえば滑り軸受け、またはボールベアリングを介
して摺動可能に取り付けられている。該Ｙステージボー
ド２は、滑り軸受け、またはボールベアリングを介して
第２の摺動方向のＸ方向へ摺動可能にするためのいわゆ
るキャリッジ３を含んでいる。このキャリッジは、その
操作に関しては機能上、Ｙステージボード２に一体化さ
れている。

【０００８】ステージボード１には、図示されていない
固定装置、たとえば、クランプにより、さらに同軸駆動
装置４が固定されている。これは、Ｘ方向キャリッジ３
だけでなく、Ｙステージボード２も駆動する。この場
合、この機構はＹステージボード２で、ラック５と機能
的にかみ合って（たとえば、歯車装置を介して）いる。
対応するローレット刻み付きのつまみ６を回転すること
により、Ｙステージボード２は、ピニオン８，ラック５
を介して固形体のステージボード１と平行にＹ方向へ摺
動される。

【０００９】同時にピニオン９は、一対のかさ歯車１
０，１１と機能的にかみ合い状態にある。かさ歯車１１
は、摺動ロッド１２に固定されている。摺動ロッド１２
は、ホルダ２３を軸受けとして回転可能に取り付けられ
ている。同軸駆動装置４に取り付けられた駆動用ピニオ
ン１３と駆動用ピニオン１４は、互いにかみ合ってい
る。ここではかさ歯車である駆動用ピニオン１４は、摺
動ナット１５に固定されている。かさ歯車１４と摺動ナ
ット１５の軸は、ホルダ１８を軸受けとして回転可能に
取り付けられている。

【００１０】摺動ロッド１２は、図３に示すように長さ
方向の端部が平坦になっている。それは閉じた形をして
いるが、摺動ナット１５に摺動可能に結合されている。
図３ａ−ｄには、考えられる摺動ロッドのその他の形状
と摺動ナットの内部の形状が示されているが、これらは
閉形状で摺動ロッドを確実に駆動するものである。

【００１１】摺動ロッド１２は、これで摺動ナット１５
内を軸２０方向に摺動可能である。摺動ロッド１２の他
端には、同じシャフトに固定されている駆動ピニオン１
１、ここではかさ歯車を有している。この駆動ピニオン
１１は、ここではかさ歯車である駆動ピニオン１０とか
み合っている。かさ歯車の駆動ピニオン１０は、ピニオ
ン９と同じシャフトに結合され、ピニオン９は、機能的
にはＸ方向のキャリッジに固定されたラック１６とかみ
合っている。とくに垂直に設けられたＸ方向キャリッジ
３用の駆動ピニオン９の回転軸１７は、一対のかさ歯車
１３，１４とともにＹ方向キャリッジで駆動ピニオン１
３の回転軸の周りに回転可能に取り付けられているの
で、その機能上のかみ合いがＸ−方向キャリッジ３には
常に最適になるよう保証される。

【００１２】同時に、結合部分１８，摺動ナット１５付
きかさ歯車１４、かさ歯車１１付き摺動ロッド１２，駆
動ピニオン９付きのかさ歯車１０、およびホルダ２３
は、全体としてＸ方向キャリッジ３の駆動ピニオン９の
垂直回転軸１７に関して組み立てられており、これらは
Ｙステージボード２がＹ方向へ動く場合に、組立形状や
力の結合が影響されたり、または遮断されることなく、
そのＹの動きに追従する。

【００１３】摺動ロッド１２は、Ｙステージボードが引
き起こす工程の分だけ摺動ナット１５内で出入する。ピ
ニオンの摺動ガイドとのかみ合いは、いわゆるバックラ
ッシュ（遊び）が存在しないように機械的手段を用いて
設計されている。

【００１４】これにより、実質的に固定位置の同軸駆動
装置４，顕微鏡のステージ・マウント（図示されず）に
固定された固形体のステージボード１、場合によっては
ステージボード１上に摺動可能に取り付けられたＹ方向
ステージボード２，およびＹ方向ステージボード内に摺
動可能に取り付けられたＸ方向のキャリッジ３から成る
顕微鏡用のクロス・ステージが実現される。

【００１５】同軸駆動装置４は、場合によってはステー
ジボード１内の固定装置２１に固定（たとえば、クラン
プ）されている。同軸駆動装置４は、互いに独立して機
能する２つの同軸駆動要素、特にピニオン、かさ歯車、
フリクションホイール、あるいは類似の機能を有するそ
の他の装置から構成されている。Ｙ方向へ動かすための
駆動要素（たとえば、ピニオン／かさ歯車、フリクショ
ンホイール）８は、ステージボード２に固定されている
１つの駆動要素（ラック）５とかみ合っている。ローレ
ット付きつまみ６を回転すると、駆動要素８が回転しス
テージボード２をＹ方向へ摺動させる。

【００１６】つまみ２２によりＸ方向の動きを担ってい
る駆動要素（たとえば、ピニオン／かさ歯車、フリクシ
ョンホイール）１３は、駆動要素（たとえば、ピニオン
／かさ歯車、フリクションホイール）１４とかみ合って
おり、この要素は機能ユニットとして駆動要素１３の回
転軸１９の周りを回転可能に取り付けられている。駆動
要素（たとえば、かさ歯車）１４は、摺動ナット１５を
回転させるように結合されており、かつホルダ１８で回
転可能に保持されている。閉鎖した形となっているが、
摺動ナット１５と摺動可能に結合されている摺動ロッド
１２は、軸２０の方向のみに摺動可能である。摺動ロッ
ド１２は、その他端側に駆動要素（たとえば、ピニオ
ン、かさ歯車）１１を有し、この要素は、もう１つの駆
動要素（たとえば、ピニオン、かさ歯車）１０と機能上
かみ合っている。かさ歯車１１、およびかさ歯車１７
は、それぞれホルダ２３に回転可能に保持されている。

【００１７】かさ歯車１０，およびピニオン９は、互い
に直接回転されるように結合されており、かつ機能ユニ
ットとしてホルダ２３に回転可能に保持されている。ピ
ニオン９は、対応する機能要素（たとえば、ラック）１
６と機能上Ｘ方向のキャリッジ３とかみ合っている。

【００１８】摺動ナット１５を有するピニオン１４、駆
動要素（たとえば、ピニオン）１１を有する摺動ロッド
１２、Ｘ方向キャリッジ３において駆動要素９が付いた
駆動要素１０，およびホルダ２３は、ホルダ１８を介し
て同軸駆動装置４の回転軸１９に関して回転可能に保持
されている。ローレット付きつまみ２２を同軸駆動装置
４で回転すると、それと直接結合された駆動要素１３と
駆動要素１４は、摺動ナット１５とともに回転する。

【００１９】これにより、閉じた形状で結合され、軸方
向のみに摺動可能な摺動ロッド１２も強制的に回転され
る。摺動ロッドは、それに固定されている駆動要素１１
を軸端回転要素１６と共に回転させる。この軸端回転要
素１６は、Ｘ方向キャリッジ３の駆動ピニオン９と機能
上かみ合っている。ホルダ２３は、軸１７の周りを回転
可能である。Ｙ方向のキャリッジ２を動かすと、摺動ナ
ット１５内の摺動ロッド１２だけが、両回転軸線１７と
１９の距離差の範囲内で摺動する。

【００２０】本発明は、図示した実施形式に限られるも
のではない。特に、摺動ロッド１２と摺動ナット１５は
入れ替え可能なので、駆動ピニオン１４に摺動ロッドを
結合し、駆動ピニオン１１に摺動ナット（図示されず）
を結合しても、前者の回転の動きは後者に伝わり、この
場合もＸ方向キャリッジ２の移動の際に、摺動ナット内
で摺動ロッドの滑りが生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ｘ、Ｙ方向へ摺動させるために互いに内側で
操作されるステージ・ユニットを示す。

【図２】 本発明の同軸駆動装置の部分断面図を示す。

【図３】 図２のＡ−Ａ部分断面の各種態様をａ〜ｄに
示す。

【符号の説明】

１ ステージボード ２ Ｙステージボード ３ Ｘ方向キャリッジ ４ 同軸駆動装置 ５ ラック ６ ローレット刻み付きのつまみ ８、９ ピニオン １０，１１ １２ 摺動ロッド １３、１４ 駆動用ピニオン １５ 摺動ナット １６ ラック １７ 垂直回転軸 １８ ホルダ １９ 回転軸 ２０ かさ歯車 ２１ 固定装置 ２３ ホルダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の摺動方向に摺動可能な第１のステ
   ージ部２をベアリングで保持し、第１の摺動方向に直角
   な第２の摺動方向に摺動可能な第２のステージ部３をベ
   アリングで保持している位置固定のガイド１を有し、 さらに、第１のステージ部２を第１の摺動方向へ摺動す
   るための第１の手動つまみ操作要素６と、第２のステー
   ジ部３を第２の摺動方向へ摺動するための第２の操作要
   素２２とを有し、 そして、両操作要素６，２２が、１つの同軸に関して回
   転可能で、かつ第１のステージ部２、または第２のステ
   ージ部３を摺動する場合に、両者の位置を空間的に固定
   維持するようになっている顕微鏡の載物ステージ用同軸
   駆動装置において、 第２のステージ部３を摺動するために、該同軸に関して
   回転可能な第１の力伝達手段が設けられ、そしてそれら
   は第１の伝導手段１３，１４を介して第２の操作要素と
   結合しており、 第２のステージ部には第２の伝導手段９，１０，１６を
   介して第２の力伝達手段が設けられ、 第１の力伝達手段から第２の力伝達手段へ力を伝達する
   ために、これらの間に閉形状でガイド１５内で摺動可能
   に取り付けられた回転ロッド２０が設けられ、 ここで第２のステージ部３を摺動する場合に回転ロッド
   がガイド内でスリップし、 そして、ガイド１５または回転ロッド２０のいずれかが
   第１の力伝達手段とともに該同軸に関して旋回可能で、
   第１の力伝達手段を介して回転され、その結果回転運動
   の伝達による力が回転ロッド２０またはガイド１５へ伝
   達されることを特徴とする顕微鏡の載物ステージ用同軸
   駆動装置。