(57)【要約】顕微鏡調節のための少なくとも１個の回転式制御部材を持つ顕微鏡用の制御装置であって、該装置は、モータ、使用時に該モータによって駆動される連結器具、及び連結器具を回転式制御部材に接続し、制御部材をモータの回転によって駆動させるように、制御部材に対してモータの位置を調節可能にするための取付器具、を備えたことを特徴とする顕微鏡用の制御装置。
2009525499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡の調節のための少なくとも１個の回転式制御部材を持つ顕微鏡用の制御装置において、
モータ、
使用時に該モータによって駆動される連結器具、及び
連結器具を前記回転式制御部材に接続し、該回転式制御部材を前記モータの回転によって駆動させるように、前記回転式制御部材に対して前記モータの位置を調節可能にするための取付器具、
を備えたことを特徴とする顕微鏡用の制御装置。
【請求項２】
前記連結器具が回転部材を有し、
該回転部材は、
その使用時に前記モータによって駆動されるものであり、前記取付器具によって前記回転式制御部材に接して取り付けられ、前記回転式制御部材を回転させて位置調節を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記回転部材は、
前記回転式制御部材と摩擦またはメッシング形成によって接続されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記連結器具は、
使用時に、前記モータによって駆動される回転部材、及び該回転部材と前記回転式制御部材を廻る循環ベルトを有するものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記循環ベルトは、柔軟性で弾性を持つ材料で作られているものであることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記回転部材と前記回転式制御部材との接続のために、前記循環ベルトに鋸歯がつけられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記連結器具は、
前記回転部材に動きを伝達するために前記回転式制御部材に適合するためのホイール部材を備えたものであることを特徴とする請求項１から６までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記ホイール部材は、
前記回転式制御部材を受け入れるための開口と、該開口内に入れられた前記回転式制御部材を保持するための固定手段とを備えたものであることを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記固定手段は、
少なくとも１個のネジ部材を有するものであることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記ホイール部材は、
駆動されるときに滑りが少なくなるように形成された外表面を有するものであることを特徴とする請求項７，８、又は９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記外表面に鋸歯が付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記取付器具は、
前記回転式制御部材に対する高さが調節可能なものであることを特徴とする請求項１から１１までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記取付器具は、クランプ手段を有するものであり、
該取付器具は、前記クランプ手段によって、選ばれた位置に固定されるものであることを特徴とする請求項１から１２までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１４】
さらにクランプ手段を有し、顕微鏡が該クランプ手段によって、選ばれた位置に固定されることを特徴とする請求項１から１３までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記１個又は複数のクランプ手段のそれぞれは、前記取付器具及び／又は顕微鏡を特定範囲内の任意の位置に固定するものであることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記１個又は複数のクランプ手段のそれぞれは、磁性クランプ具を有するものであることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記磁性クランプ具は、
前記取付器具内に手動で移動可能な磁石と、使用時に、取付器具が載る表面を有し、
その表面に前記取付器具を固定するため、あるいは磁石の移動によって離脱させるように金属が接合されているものであることを特徴とする請求項１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記表面は、金属板でできているものであることを特徴とする請求項１７に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記表面は、使用時に顕微鏡を載せる物体の表面であることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記モータは、電動モータであることを特徴とする請求項１から１９までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記モーターは、ステッパー・モータであることを特徴とする請求項２０に記載の制御装置。
【請求項２２】
顕微鏡の調節を行うためのモータを制御することができる制御手段を備えたことを特徴とする請求項１から２１までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、顕微鏡の調節を指示するためのアナログ式のユーザー・コントロールを有するものであることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、調節のための指示を受けるためのコンピュータ・インターフェイスを備えたものであることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の制御装置。
【請求項２５】
複数の前記回転式制御部材を駆動するように操作可能であることを特徴とする請求項１から２４までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２６】
それぞれ複数の前記回転式制御部材を駆動するために、それぞれ複数の前記モータ、前記連結器具、及び前記取付器具を備えたことを特徴とする請求項１から２５までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記取付器具は、
使用時に、前記回転式制御部材が前記モータの回転により駆動されるにつれて、該モータを関連して移動させるプラットフォームを備えたものであることを特徴とする請求項１から２６までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項２８】
前記プラットフォームは、前記回転式制御部材に比例して移動するものであることを特徴とする請求項２７に記載の制御装置。
【請求項２９】
前記プラットフォームは、前記回転式制御部材に調和して移動可能なものであることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の制御装置。
【請求項３０】
前記プラットフォームは、前記連結器具内の張力を変化させるように選択的に移動可能なものであることを特徴とする請求項２７又は２８に記載の制御装置。
【請求項３１】
前記プラットフォームは、プラットフォーム・モータによって移動させることができるものであることを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項３２】
前記連結器具は、前記回転式制御部材と接続したラックを備え、
該ラックは、前記モータの回転によって駆動されるものであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３３】
前記回転式制御部材及び／又は前記回転部材は、キャリブレーション・マークが付けられているものであることを特徴とする請求項１から３２までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項３４】
前記キャリブレーション・マークは、前記回転式制御部材と前記モータの相対的移動についての指標を与えるものであることを特徴とする請求項３３に記載の制御装置。
【請求項３５】
前記モータの回転による前記回転式制御部材の駆動の限界を示すために、モータ内の区画（ｉｎｓｔａｌｌ）を検出するための検知器を備えたことを特徴とする請求項１から３４までのうちのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項３６】
顕微鏡の調節のための回転式制御部材を備え、その位置が調節によって変えられる顕微鏡の制御装置において、
前記回転式制御部材に連結したベルトを備え、
そのベルトは、
使用時に、前記回転式制御部材を動かすための駆動機構に繋がれるとともに、前記回転式制御部材と前記駆動機構の周りに張力を持って保持されたものであり、前記回転式制御部材と前記駆動機構とは台の上に保持されて、相互に変位してベルト内の張力を所定範囲内に保ち、
前記回転式制御部材が前記駆動機構によって調節されるにつれて前記回転式制御部材の位置変更に適合することを特徴とする顕微鏡用の制御装置。
【請求項３７】
上記に、添付図面を参照して実質的に記載した顕微鏡用の制御装置。
【請求項３８】
上記の請求項のいずれかの発明の範囲内にあるかそれに関係するか否かにかかわらず、本明細書に開示された新規な主題事項またはその新規な主題事項との組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡用の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
科学研究室その他で用いられる市販の高級顕微鏡の多くは、顕微鏡のステージを動かすための回転式制御部材を持った手動式ステージを備え、それによって、ユーザーは試料を光学系に対して相対的に移動させることができる。ある目的に対しては、手動によるステージの制御が最も便利な方法ではある。しかし、顕微鏡メーカーは、顕微鏡用に、手動式ステージの代わりに、モーター付のステージとコンピュータで制御されるモータを備えてステージをコンピュータ制御可能としたものも供給している。このものはある種の目的（例えば試料のランダムの位置での検査）には望ましいものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、モータ付のステージは高価であり（ときには顕微鏡本体と同じ価格である）、手動制御に切り替えるためにはモータ付ステージを手動ステージと取り替える必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、顕微鏡の調節のための少なくとも１個の回転式制御部材（ｒｏｔａｒｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｅｍｂｅｒ）を持つ顕微鏡用の制御装置（ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）を提供する。この顕微鏡用の制御装置は、
【０００５】
モータ、
【０００６】
使用時に該モータによって駆動される連結器具（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）、及び
【０００７】
連結器具を回転式制御部材に接続し、制御部材をモータの回転によって駆動させるように、制御部材に対してモータの位置を調節可能にするための取付器具（ｍｏｕｎｔ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）
を含む。
【０００８】
その連結器具は、回転部材（ｒｏｔａｒｙ  ｍｅｍｂｅｒ）を含み、該回転部材が使用時にモータによって駆動されるものであり、取付器具によって制御部材に接して取り付けられ、制御部材を回転させることにより位置調節ができるものであってよい。回転部材は、制御部材と摩擦またはメッシング形成（歯車などのかみ合い）によって接続するものであってもよい。
【０００９】
また、連結器具が、使用時に、モータによって駆動される回転部材、および該回転部材と制御部材を廻る循環ベルトを備えてもよい。循環ベルトは、柔軟性と弾性を持つ材料で作られていることが好ましい。回転部材と制御部材との接続のために、循環ベルトに鋸歯がつけられてもよい。
【００１０】
連結器具が、さらに回転部材に動きを伝達するために制御部材と連結するためのホイール部材（ｗｈｅｅｌ  ｍｅｍｂｅｒ）を含むことが好ましい。ホイール部材が、制御部材を受け入れるための開口と、開口内に入れられた該制御部材を保持するための固定手段（ｆｉｘｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）とを備えてもよい。固定手段が少なくとも１個のネジ部材を有してもよい。ホイール部材が、駆動されるときに滑りが少なくなるように形成された外表面を有してもよい。その外表面に鋸歯が付けられてもよい。
【００１１】
取付器具の、制御部材に対する高さが調節可能であることが好ましい。
【００１２】
取付器具がクランプ手段（ｃｌａｍｐ  ｍｅａｎｓ）を含み、取付器具がクランプ手段によって、選ばれた位置に固定されるものであってもよい。前記の装置がさらにクランプ手段を備え、顕微鏡がクランプ手段によって、選ばれた位置に固定されるものであってもよい。前記の１個のまたは複数のクランプ手段のそれぞれは、好ましくは取付器具及び／又は顕微鏡を特定範囲内の任意の位置に固定することができるものである。前記の１個のまたは複数のクランプ手段はそれぞれ磁性クランプ具（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｃｌａｍｐ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を備えてもよい。磁性クランプ具が、取付器具内に手動で移動可能な磁石と、使用時に、取付器具が載る表面を有し、その表面に取付器具を固定するためあるいは磁石の移動によって離脱させるように金属が接合されているものであってもよい。該表面が金属板でできていることが好ましい。該表面が、使用時に顕微鏡を載せる物体の表面であることが好ましい。
【００１３】
モータが電動モータであってもよく、そのモータは好ましくはステッパー・モータである。装置は、顕微鏡の調節を行うためのモータを制御することができる制御手段（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｅａｎｓ）を備えてもよい。制御手段は好ましくは顕微鏡の調節を指示するためのアナログ式のユーザー・コントロールを有するものである。制御手段が、調節のための指示を受けるためのコンピュータ・インターフェイスを有してもよい。
【００１４】
該装置が、複数の回転式制御部材を駆動するように操作可能であることが好ましい。それぞれ複数の制御部材を駆動するために、それぞれ複数のモータ、連結器具、および取付器具を備えてもよい。
【００１５】
連結器具は制御部材に接続されたラックを有し、ラックがモータの回転によって駆動されるものであってもよい。
【００１６】
取付器具が、使用時に、モータの回転により制御部材が駆動されるに伴ってモータを関連して移動させるプラットフォームを有するものであってもよい。
【００１７】
典型的には、プラットフォームが制御部材に関連して（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｅｌｙ）移動する。一般的には、プラットフォームが制御部材に調和して移動可能である。プラットフォームが連結器具内の張力を変化させるように選択的に（ｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ）移動可能であってもよい。一般的にはプラットフォームはプラットフォーム・モータによって移動される。
【００１８】
本発明はまた前記の制御部材を備えた顕微鏡を提供する。
【００１９】
一般的には、顕微鏡は、第１の回転式制御部材と第２の回転式制御部材を持つ。第１の回転式制御部材と第２の回転式制御部材は互いに共通の軸を持ち、それぞれは第１の連結器具と第２の連結器具とに、本発明の態様のように接続されるものであってよい。
【００２０】
第１の連結器具と第２の連結器具は隣り合うように並べられてもよい。あるいは第１の連結器具と第２の連結器具は互いに内側と外側（ｗｉｔｈｉｎ  ｅａｃｈ  ｏｔｈｅｒ）とになるように、実質的に同じ平面上に備えられてもよい。第１の連結器具は第１の制御部材に接する回転部材を持つものであり、第２の連結器具はベルトによって第２の制御部材に接続するものであってもよい。
【００２１】
制御装置は、制御部材を、モータの回転によって付加的（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ）に動かすための制御スイッチを備えてもよい。
【００２２】
回転式制御部材及び／又は回転部材にはキャリブレーション・マークが付けられてもよい。このキャリブレーション・マークは、一般に回転式制御部材とモータの間の相対的な動きを表示する。
【００２３】
典型的には、制御装置は、モータの回転による制御部材の駆動の限界を示すために、モータ内の区画（ｓｔａｌｌ）を検出するための検知器を有する。
【００２４】
さらに本発明は、顕微鏡の調節のための位置変更のための回転式制御部材（ｒｏｔａｒｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を備えた顕微鏡用の制御装置を提供する。この制御装置が、該回転式制御部材に連結したベルトを有し、そのベルトは、使用時に、回転式制御部材を動かすための駆動機構に繋がれ、このベルトは回転式制御部材と駆動機構の周りに張力を持って保持され、回転式制御部材と駆動機構とは台の上に保持されて、相互に変位してベルト内の張力を所定範囲内に保ち、回転式制御部材が駆動機構によって調節されるに伴って回転式制御部材の位置変更に適合することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、縦型顕微鏡として知られているタイプの顕微鏡用の制御装置に実現された。
【実施例１】
【００２６】
次に本発明を、実施例について図面を参照して詳しく説明する。
【００２７】
図１は、一般に縦型顕微鏡として知られているタイプの顕微鏡１０を示す。顕微鏡１０は、基台１２、柱１４、ステージ１６、接眼レンズ１８、及び光学系２０を備えている。接眼レンズ１８と光学系２０とは、柱１４に支持されたアーム２２の上に取り付けられている。ステージ１６は柱１４に支持されており、焦点調節ノブ２４，２４ａのどちらかを手動で回すことにより柱１４に沿って上下に移動させることができる。矢印２６で示されるようなステージの縦方向の移動を、今後、Ｚ軸方向の移動と呼ぶ。Ｚ軸２６はステージ１６の面に対して垂直である。従ってステージ１６をＺ軸２６に沿って光学系２０の方向へ又はその反対の方向へ移動させることによって試料２８に対する顕微鏡の焦点を調節することができる。
【００２８】
接眼レンズ１８を通して観察される試料２８の観察像は、接眼レンズ１８に対してステージ１６をＸ及びＹ軸方向３０，３２に動かすことによって変えることができる。Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は三直交軸を形成している。ＸおよびＹ方向への移動は顕微鏡の焦点には影響しない。Ｘ及びＹ軸方向への移動は二つの同心回転ノブ３４，３６によって制御される。Ｘ軸又はＹ軸のうちの一つは外側のノブ３４によって、また他の方は内側のノブ３６（ノブ３４の下端よりも下にある）によって制御される。
【００２９】
通常は、ユーザは先ずノブ２４または２４ａを用いて顕微鏡の焦点を合わせる。
【００３０】
この実施例では、大きいノブ２４ａを用いて粗動で焦点調節を行い、小さいノブ２４を用いて微動で焦点調節を行う。
【００３１】
一度焦点が合わせられた場合、通常はそれ以上にノブ２４，２４ｂを動かすことはない。次に、ユーザーはノブ３４，３６を操作する。ノブ３４，３６の操作によってユーザーは試料２８の各部を観察し、光学系２０の視野に目的の箇所を捉えることができる。
【００３２】
上記のような、顕微鏡１０の手動操作は、さらに詳しい分析の必要性を判断するための迅速な観察には便利である。
【００３３】
これより後の図面は、本発明の制御装置が顕微鏡１０のモータ制御に用いられる方法を示すものである。
【００３４】
これらの図面は顕微鏡１０に用いられる制御装置４０を示す。この制御装置４０は、顕微鏡１０の調節のために、上述のように回転式制御部材２４，３４，３６を備えている。またこの装置４０はモータ４２、連結器具４４、及び取付器具４６を備えている。連結器具４４は、使用時に、モータ４２によって駆動される。取付器具４６はそれぞれ対応するモータ４２を支持し、モータ４２を制御部材２４，３４，３６に対して調節可能な位置に置き、連結器具４４を回転式制御部材２４，３４，３６と接続し、それにより制御部材２４，３４，３６をモータ４２の回転によって駆動する。
【００３５】
さらに詳しくは、複数の取付器具４６ａ、ｂはそれぞれクランプ４８ａ、ｂを備えて支柱５０を支持し、その支柱の上にモータ４２ａ、ｂが、取り外し可能な部材５２によって高さの調節ができるように取り付けられている。モータ４２ａ、ｂの回転軸は実質的に垂直に保持され、各モータ４２は、通常は水平に保たれたホイール５４ａ、ｂを駆動し、垂直なモータ軸の周りに回転させる。
【００３６】
回転ベルト５６ａ、ｂはそれぞれ一つのホイール５４ａと、それに対応するノブ３４，３６の一つに掛けられる。ベルト５６は柔軟な材料で作られ、その材料としては天然又は合成のゴム又はゴム入り材料が好ましい。ホイール５４とベルト５６とを、単に摩擦だけでなく噛み合わせるために、ホイール５４に鋸歯を付け、ベルト５６にもまた鋸歯を付けることが望ましい。それによって、使用時にベルト５６内に生ずる張力の範囲内での噛み合わせを確実なものにする。
【００３７】
ベルト５６は直接にノブ３４，３６と接続してもよい。しかし、制御部材３４，３６との接続のためにホイール部材５８ａ，ｂ（図４及び５）を追加して設け、ベルト５６の動きを回転部材３４，３６に伝導することが好ましい。それぞれのホイール部材５８は、図５において下側の制御ノブ３６として図示されているように制御部材を受けるための中央開口６０を持っている。グラブネジの形の固定手段６２がホイール部材５８の周りに設けられて制御部材３６を?むように調節され、それによって開口６０に制御部材３６を保持するようにホイール部材５８を制御部材３６の上に取り付ける。この例においては、開口６０はノブ３６に対して大きく作られていることに注目すべきである。このことはホイール部材５８を顕微鏡の対応するノブ３６に適合させるために、ある範囲の複数の顕微鏡メーカーに許容差を与えるために好ましく、それによって装置４０を汎用または準汎用とすることができる。さらにホイール部材５８は回転式制御部材とモータのあいだのギア比を等しくするか調節感度を変更するのに役立つ。
【００３８】
ホイール部材５８は、上記にホイール５４について述べたように、その外周６４が鋸歯状とされベルト５６との噛み合わせを向上させている。
【００３９】
必要に応じて、焦点ノブ２４に別の同じ構造のホイール部材を嵌めてもよい。あるいはまた、焦点ノブ２４はモータと直結し焦点ノブ２４に直接に接するホイール部材によって駆動されてもよい。同様に、後で図１１を参照して述べられるように、ノブ３６の一つが、それに直接に接するホイールによって直接に作用を受け、ホイールはモータに直結してもよい。
【００４０】
図３は好ましい配置の一例を示す。この配置においては、複数のベルト５６のうちの一つは他のものよりも長く、それにより一方の取付器具４６は他のものよりもノブ３４，３６から離すことができる。この例において、ホイール部材５８はそれぞれ同じ直径を持つ。あるいは一方のホイール部材５８は他のものよりも大きい直径を持ってもよい。それによって長いベルト５６は容易にモータとベルトの配置の周りを通すことができる。
【００４１】
第三の取付器具４６ｃ（図２では簡明とするため省略）は第三のモータ４２ｃを備えている。このモータは通常、水平な軸の周りに回転し、通常垂直のホイール５４ｃを回転させる。この取付器具４６ｃはホイール５４ｃが直接に焦点ノブ２４に繋がるようにその位置を決め、ホイール５４ｃは連結器具４４ｃの一部分を形成してノブ２４とかみ合い、モータ４２ｃの回転とともにノブ２４を回転させる。このようにして連結器具４４ｃにより、ベルトなしでホイール５４ｃがノブ２４を動かす。ホイール５４ｃとノブ２４に歯車などのメッシングを形成してもよく、あるいはこれらの部分が単なる摩擦力で繋がってもよい。
【００４２】
次に、取付器具４６についてさらに詳しく説明する。取付器具４６の一つの模式的断面図を図６に示す。取付器具４６の本体はシリンダー６５を有しており、その半分の６６で示される部分は磁性を持ち、残りの半分の６８で示される部分は磁性を持たない。磁石６６は手動制御具６８によってその軸を中心として回すことができる。取付器具４６は金属板７０の上に据えられる。シリンダー６５が回転されて磁性を持つ半部分６６が板７０の側に寄せられると、磁石６６と板７０の間に磁性引力が生じ、取付器具４６を板７０に固定する。また、制御６８によりシリンダーを回転し磁石６６を板から遠ざけ、磁性引力を除き、取付器具４６を板７０から開放し、それにより器具４６を板７０から持ち上げ、あるいは横切るように移動させることができる。したがって取付器具４６ａ、ｂ、ｃはそれぞれの磁石６６から開放され板７０の上を希望する位置まで移動することができる。そうしてその位置に取付器具４６を上述のように磁性クランプを掛けて固定することができる。図２，３に示されるように連続した板７０を用いれば取付器具４６を広い範囲内の任意の位置に固定することができる。
【００４３】
板７０は金属板であると述べたが、板は非磁性でもよく、そのときには、取付器具が、磁石の移動によって表面に固定されたり表面から開放されたりするように、表面に金属を結合させる。例えば、板７０は金属で裏打ちされたものでもよく、または金属を含有するプラスチック材料でもよい。
【００４４】
クランプ具は、取付器具４６ａ，ｂを装置４０にベルト５６内に十分な張力が生ずるように固定し、ホイール５４ａ、ｂとホイール部材５８ａ、ｂの繋がりを確実にし、またホイール５４ｃと焦点ノブ２４の噛み合わせを確実にするように取付器具４６ｃを固定するものである。取付器具４６はこれらの位置に固定される。
【００４５】
器具全体の安定性は、平板７０を十分に大きくしてその平板７０の上に顕微鏡１０を据えることによって改良される。上記のタイプの磁性クランプと組み合わせて、追加のクランプ７２を設け、それとクランプ・アーム７４によって顕微鏡１０が、顕微鏡１０の適当な部分で平板７０に固定される。
【００４６】
装置４０が上記のように組み立てられたときは、モータ４２を用いて３個のノブ２４，３４，３６を、それぞれ対応するモータ４２ａ、ｂ、ｃによって制御することができる。例えば、モータ４２ａ、ｂの動きは、ホイール５４ａ、ｂと、対応するベルト５６ａ、ｂを通し、さらに対応するホイール部材５８ａ、ｂを介して対応する制御部材３４，３６に伝達される。これによってステージ１６はＸ又はＹ軸方向又はその両方向に移動される。さらにモータ４２ｃを用いてホイール５４ｃを回転し、焦点ノブ２４を調節することができる。
【００４７】
各モータ４２は、好ましくは制御回路７６によって制御される。この実施例では、回路７６は手動式であり、例えば操作レバー７８、プラス／マイナス制御ボタン８０のようにアナログ式である。操作レバー７８を用いてユーザーは定法のように操作レバー７８の簡単な操作でステージ１６のＸ，Ｙ軸方向への移動を指示することができる。操作レバー７８の動きは、対応するモータ４２ａ、ｂの１つ又はその両方のモータ４２ａ、ｂへの信号に変換され、これらモータを適当量だけ回転させ、ステージ１６をユーザーの操作レバーによる指示どおりにＸ，Ｙ軸に沿って移動させる。同様に、ユーザが焦点制御器８０を押すことによりＺ軸方向への移動を制御し、観察像の焦点を合わせる。回路７６は制御器８０の操作をモータ４２ｃへの相当する信号に変換しノブ２４を回転させる。
【００４８】
また他の例において、回路７６はコンピュータ８２に対するインターフェイスを持ち、ステージ１６をコンピュータ８２によって制御する。この例においては、回路７６は、コンピュータ８２からの指示をそれぞれのモータ４２ａ、ｂ、ｃへの制御信号に変換する。
【００４９】
多くのデザインの顕微鏡１０においては、ノブ３４、３６はステージ１６に取り付けられており、ノブ３４，３６が操作されるのに伴ってステージとともに移動する。したがってノブ３４、３６の位置はステージ１６の移動とともに、取付器具４６ａ、ｂに対して変化する。ベルト５６はこの移動に適応する。ノブ３４，３６の移動はベルトの張力を変化させる。柔軟で弾力のあるベルト５６を用いることにより、ベルトは外れることなく、或る範囲内の張力の変化に適応できる。このことは特にベルト５６、ホイール５４ａ、ｂおよびホイール部材５８ａ、ｂが全て鋸歯付きであるときに当てはまり、或る範囲のベルト張力にわたり安定した接続を維持できる。
【００５０】
また、多くの顕微鏡の構造において、ステージ１６の移動の範囲は装置４０の他の寸法に比べて比較的小さいことを理解しておく必要がある。
【００５１】
顕微鏡のいくつかの構造においては、ステージ１６の移動範囲、特にＹ方向の移動範囲が上記の器具に対して大き過ぎることがある。例えば、ステージがＹ軸３２に沿って移動するとき、Ｙ方向への過大な移動によってベルト５６ａがモータ４２ｂと接触するようになることがある。図７及び図８は、Ｙ軸方向への大きな移動に適応するための別の配置を示す。この配置において取付器具４６ａ、ｂは互いに近く（図７）または互いに横並びに（図８）に配置されている。それぞれのベルト５６ａ、５６ｂは、対応するモータ４２ａ、４２ｂによって駆動されるそれぞれに対応するホイール５４ａ、ｂを廻り、さらに他の取付器具４６ｂ、ａの軸上にあって自由回転する案内ホイール５５ａ、５５ｂをも廻る。ベルト５６ａ、５６ｂはまた、上述のように、ホイール部材５８ａ、５８ｂを廻る。したがって、ベルト５６ａはホイール５４ａによって駆動され、取付器具４６ｂにあるホイール５５ａを廻り、ホイール部材５８ａを駆動する。同様に、ベルト５６ｂはホイール５４ｂによって駆動され、取付器具４６ａにあるホイール５５ｂを廻り、ホイール部材５８ｂを駆動する。従って、両ベルト５６ａ、ｂは、図８に見られるように平面図上では同一の通路を通る。これにより、ステージ１６は他の部材と衝突することなくＹ軸方向に移動される。
【００５２】
制御装置４０は手動式顕微鏡１０を（顕微鏡１０に必要に応じてホイール部材５８ａ、ｂを取り付ける以外は）変更することなく、モータ制御に切り替える便利な方法を提供する。モータ制御は、コンピュータを接続しあるいはそれをスイッチ・オンすることなく、回路７８から行われる。装置４０は、必要ならば、完全な手動制御に戻すために容易に取り外すことができる。この装置４０は、種々のメーカーの種々の型式の顕微鏡に広く適用できると期待される。その理由は、取付器具４６の装着性はどの位置においても確保されるので、多くの顕微鏡において取付器具をノブ２４，３４，３６に対して適当な位置に据えることができること，および固定具５２（ｆｉｘｉｎｇ）がさらにこの普遍的な装着性を改良することである。
【００５３】
上述のように、本発明に従って回転式制御部材（ｒｏｔａｒｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｅｍｂｅｒ）を駆動し移動させるためには、ベルト内の張力を維持することが重要である。たいていの状況において、最も問題を起こしやすいのはＹ軸方向への移動であるが、一般にはこの移動は比較的小さくベルトの張力弾性の範囲に納まる。しかし移動が著しく大きい場合には、回転式制御部材も同じように移動し、ベルトの状態（ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）が、張力の変化を惹き起こして少なくとも応答性を変化させることが理解される。このような状況では図９及び１０に示されるように制御装置、特にこのような制御装置を持つ顕微鏡に対してさらに調節能力を付け加える。
【００５４】
回転式制御部材１３４の矢印２００方向への移動を伴うようなＹ方向への移動に適応するために、回転式制御部材を駆動するためのモータ１４２がプラットフォーム２０１に取り付けられている。複数の回転式制御部材１３４は互いに共通軸を持っているので、図１０においては制御部材１３４の１個だけがホイール１５８とともに示されている。このような状態において、それぞれの回転式制御部材１３４を駆動するために、それぞれのベルト１４４はモータ１４２から、典型的にはこれらのモータ１４２によって駆動されるホイールを経てそれぞれのホイール１５８に掛けられる。このような状況で、図９及び１０に示された配置は、先に説明されたものと同じように動作する。すなわちプラットフォーム１１６を選択的にＸ方向およびＹ方向に動かすための回転式制御部材１３４の動きはモータ１４２によって決定される。先に説明したように、Ｚ方向への移動、すなわち図１０の紙面に垂直な方向、すなわち図９において矢印２０２で示される方向への移動は別のモータ２０３によって回転式制御部材２０５に接触しているホイール２０４を通じて直接に行われる。
【００５５】
プラットフォーム２０１を横方向移動用取付器具２０６の上に取り付けることによって、プラットフォーム２０１は、回転式制御部材１３４と接しているプラットフォーム１１６と関連して（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｅｌｙ）動くことができることが理解される。このようにベルト１４４内の張力は、この配列の変位範囲全体にわたり一定に保たれる。横方向の移動を矢印２０７方向に起こさせるために、一般にプラットフォーム２０１は送りネジ２０８の上に載せられ、その送りネジはプラットフォーム・モータ２０９によって駆動されて矢印２０７の方向に移動を起こさせる。通常プラットフォーム２０１とプラットフォーム１１６とは同じ距離を同じ速度で動き、制御操作の整合性（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を保つ。
【００５６】
図９に示されるように、一般に連結器具はホイール１５８ａ、ｂとベルト１４４ａ、ｂを備え、モータのホイール１４２ａ、ｂは互いに並んで配置されそれぞれ共軸の回転式制御部材１３４ａ、１３４ｂと接続する。ホイール１４２ａ、ｂを駆動する複数のモータ１４２は、図に見られるように、プラットフォーム２０１に保持され、そのプラットフォームは、先に図１０を参照して説明したように、プラットフォーム・モータ２０９（図示せず）によって駆動される。このようにして、ベルト１１４内での張力の有意な変動を起こす潜在性は除去され、使用中におけるベルト１４４ａ、ｂの間の絡み合いの可能性も減少させられる。
【００５７】
モータホイール１４２ａ、ｂを駆動する複数のモータ１４２への制御信号は、制御デバイス２１０から適当なケーブル２１１，２１２を通して送られる。ケーブル２１１，２１２の代わりにワイヤレス通信により、Ｘ、Ｙ方向への移動のためにホイール１４２ａ，ｂの駆動の信号をモータ１４２に送るのもよい方法である。制御ボックス２１０は、典型的には単純な上下スイッチ２１３，２１４と、位置を示すディスプレー２１５とを備えている。キャリブレーションの後、その位置を装置内での緊張（ｔａｕｔ  ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）によって示すためにディスプレー２１５にその位置を適当な座標値で示すことができる。このようなキャリブレーションを得るために、ホイール１５８ａ、ｂ、１４２ａ、ｂには、顕微鏡のフレームなどに対する正確な位置を示すための標識を付けてもよい。制御を完全に行うために、プラットフォーム・モータ２０９を駆動するために制御ケーブル２１６，２１７を用いてもよく、それにより、前記のようにベルト１４４の張力と回転式制御器２０５を駆動するモータ２０３（図１０）によるＺ軸方向の制御との整合性が保たれる。
【００５８】
さらに、サンプリングの制御とその無作為化のために、制御器２１０にパーソナル・コンピュータを繋いでもよく、それにより、ベルト１４４とホイール・モータの組み合わせ１４２によるホイールと回転式制御具１３４の動きと駆動によりプラットフォーム１１６の微調整（ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）と移動を行う。
【００５９】
プラットフォーム２０１の移動は、好ましくは、回転式制御部材１３４を有するプラットフォーム１１６のそれと一致あるいは調和していることが望ましい。そのような状態で、先ず、適当な組み立て品（ａｓｓｅｍｂｌｙ）を用意し、先に説明したように、台１４８がプラットフォーム２０１及び特にプラットフォーム取り付け装置２０６を適当な表面又は基板１７０上に取り付ける。顕微鏡２１８は取付けブラッケト２１９，２２０によってプラットフォーム１１７に相対位置を保つように固定されている。
【００６０】
プラットフォーム１１６とプラットフォーム２０１を調和して移動させることが有利である。しかしある状況では、操作上の必要に応じて、ベルト１４４内の張力を一定に保つように、あるいは増加あるいは減少させるように相対的に移動させることも可能である。同様に矢印２０７方向に直線的に移動するように示されているが、適当な送りネジ構成を用いることなどによって、プラットフォーム２０１を曲線的に移動させ、ベルト１４４内に必要な特定の張力を生じさせることも可能である。プラットフォーム２０１はプラットフォーム１１６と調和して動くことによって、ベルト１４４内に目標とする張力を保つことができる。モータ・ホイール１５８と１４２の相対的な大きさは連結器具のギア比を決めるものである。このようにして、モータ１４２の段階的な動きによって回転式制御部材の種々の動きが惹き起こされ、それはホイール１４２、１５８の大きさ、台１４８の位置によって与えられた初期張力とプラットフォーム２０１の変位による張力の調節による。ベルト１４４に接触しているトグル・スイッチは張力の概略値を示し、不適切な張力指示にはプラットフォーム２０１が調節される。高性能の張力指示計を用いてもよい。
【００６１】
上述のように、駆動モータと回転式制御部材との間のベルト内の張力を、軸の変位の範囲にわたり適当に一定に保つようにベルトを用いること、あるいはモータに連結したホイールにより回転式制御部材を直接に駆動することは特別に有利である。しかしラック・ピニオン型の方式を採用することもできる。この方式では回転式制御部材又はそれにつながったホイールが歯付きのラックと噛み合わされてモータによって、本発明に従って、直線的に駆動される回転式制御部材の移動を惹き起こしプラットフォームの調節が行われる。この場合、空間的な条件によって、複数のラックを用い、それぞれを回転式制御部材に接続してそれぞれのラックを微動または粗動での調節のために異なったホイールで異なった速度で駆動することが可能である。あるいは１個のモータで駆動される複数のモータ・ホイールを選択的に１個のラックに接続してもよい。このような各ホイールのサイズは、上述のように、モータがラックを駆動する速度およびプラットフォームの調節のための接続されたホイール／回転式制御部材の回転速度を決定する。
【００６２】
図９を参照して説明したように、一般に、上げ下げボタン２１３、２１４が備えられる。これらのボタン２１３、２１４はプッシュ・ボタン作用効果をもち、それにより回転式制御部材を動かすための連結器具モータ１４２及びホイール１４２ａ、ｂの駆動によって、連結器具内に段階的あるいは急激な変化が起こる。
【００６３】
上述のように、ベルト間の絡み合いは本発明による制御装置における問題となり得る。図１１に示されるように顕微鏡装置３００は本発明による制御器具を備えており、それは第１連結器具３０１と第２連結器具３０２を有する。この状態においては、連結器具３０１、３０２はそれぞれ実質的に内側と外側とになり（ｗｉｔｈｉｎ  ｅａｃｈ  ｏｔｈｅｒ）、絡み合いの問題を惹き起こすことはない。
【００６４】
上記の第１の連結器具３０１はモータ・ホイール３０３を備えており、このホイールは、回転式制御部材３０５に接続したホイール３０４に直接に繋がり、それを動かし回転させ、プラットフォーム３０６を駆動する。
【００６５】
第２の連結器具３０２はモータ・ホイール３０７を備えており、これが、回転式制御部材３０９に接続したホイール３０８を回転させるとともに移動させる。ホイール３０７と３０８の間はベルト３１０で連結される。この状態で、第２連結器具３０２の動作は、図３及びそれと関連する記載及び図面を参照して説明されたものと同様である。
【００６６】
このように、連結器具３０１、３０２はそれぞれプラットフォーム３１２の上の台３１１に取り付けられている。前に記したようにこの取り付けは、台３１１とプラットフォームあるいは基板３１２の間の磁気引力によることができる。顕微鏡３１３は同様に、図示されていない連結器具によってプラットフォームまたは基板３１２に固定されている。
【００６７】
第２の連結器具３０２については、前記のように、ベルト３１０の張力が所定の範囲内にあることが重要である。この張力の範囲はベルト３１０の性質によって達成することができる。すなわちプラットフォーム３０６の変位の範囲にわたって張力を保つ弾性体の性質による。ホイール３０３、３０４を適当に選択することによって、これらのホイール間の接続がベルト３１０内の張力で達成される。さらにホイール３０３、３０４自体も多少弾性的性質を持ってもよい。それによってそれぞれのホイールの鋸歯同士のかみ合わせによって摩擦による連結を強化することができる。上記のように、ベルト３１０とそれに連結するホイール３０７、３０８は同様に、回転式制御部材３０９の確実な駆動のために、鋸歯かみ合わせとする。
【００６８】
モータの焼損の防止及び不安定運転の防止のために、変位の範囲を限定するのがよい。典型的には、本発明に従ってモータの動作の停止は、光学的エンコーダによってパルスを発生させることにより行う。限定範囲の決定、すなわち回転式制御部材をそれ以上回転させない範囲は、本発明の連結器具の各ホイールの回転を示す光学的エンコーダで発生するパルス間の同期化によって行うことができる。典型的には、連結器具を駆動するモータに対するパルスと、光学的エンコーダによって示される回転量には一定の関係がある。例えば、その関係はモータに対して１００００パルスと１回転あたり１０００エンコーダ・パルスである。通常の操作では、一連のモータ・パルスにより一連のエンコーダ・パルスが生ずる。上記の関係において、モータ・パルスと移動確認の光学的パルスは、１０：１の関係にある。この比率の１０：１からの外れは移動の限界に来たことを示す。典型的には、エンコーダ・パルスは逆送されない。またこの比からの偏りは張力が不足していること、すなわち、制御器２１０での信号またはインダクション（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）で示される、制御器具における滑りなどの問題があることを示す。一般に制御過程では、モータ・パルスと、プラットフォームの正確な移動を確認する位置的光学的エンコーダ・レスポンスの間の関係の最大許容偏差を定義される。
【００６９】
この装置４０は、倒立顕微鏡とも呼ばれる別のタイプの顕微鏡にも適用できると考えられる。倒立顕微鏡ではステージが光学系の上側に置かれている。倒立顕微鏡では典型的にはステージの移動の範囲が縦型顕微鏡に比べて大きいので、図７または図８に示した配置が好ましい。
【００７０】
上記の装置について、本発明の範囲を逸脱することなく多くの変形あるいは改変が可能である。
【００７１】
本明細書において本発明の特に重要であると考えられる特徴について記載したが、特に強調されているかいないかにかかわらず、明細書中に言及した特許性のある特徴またはその組み合わせについても、出願人は権利を主張する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来型の手動ステージを持つ顕微鏡の簡略化した斜視図である。
【図２】図１の型の装置に接続して用いられる制御装置の正面図である。ただし焦点制御器具を省略している。
【図３】図２に示した装置の平面図である。ただし簡明のために顕微鏡の特徴的部分を省略している。
【図４】図２及び３に示されている顕微鏡のステージに用いる回転式の制御部材の部分正面図であって、本発明の構成部分を含む。
【図５】図４の線５−５における断面図である。
【図６】図２及び３の装置の取付器具の略図である。
【図７】別の配置の部分正面図である。
【図８】図７に示された配置の平面図である。
【図９】本発明の別の態様による別の制御器具の模式的側面図である。
【図１０】図９に示されている制御器具の模式的平面図である。
【図１１】本発明の態様による別の連結器具を持つ顕微鏡の模式的正面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  顕微鏡
２４，３４，３６  回転式制御部材
４０  制御装置
４２  モータ
４４  連結器具
４６  取付器具
４８ａ、４８ｂ  クランプ
５４ａ、５４ｂ  ホイール
５６ａ、５６ｂ  回転ベルト（循環ベルト）
【図１】
2009525499.tif 000003
【図２】
2009525499.tif 000004
【図３】
2009525499.tif 000005
【図４】
2009525499.tif 000006
【図５】
2009525499.tif 000007
【図６】
2009525499.tif 000008
【図７】
2009525499.tif 000009
【図８】
2009525499.tif 000010
【図９】
2009525499.tif 000011
【図１０】
2009525499.tif 000012
【図１１】
2009525499.tif 000013
【国際調査報告】
2009525499.tif 000014
2009525499.tif 000015