(57)【要約】【課題】  初期化動作の時間を短縮できる顕微鏡装置を提供する。【解決手段】  対物レンズ５または標本載置台１１を光軸方向に移動する駆動機構８と、対物レンズ５または標本載置台１１に固定されるセンサ感知部材３３と、対物レンズ５と標本載置台１１との離れる方向の移動限界においてセンサ感知部材３３を検出する第１のセンサ３０と、近接する方向の移動限界において検出する第２のセンサ３２と、これらセンサ３０，３２とにより画定される移動範囲の途中位置においてセンサ感知部材３３を検出する第３のセンサ３１と、第１〜第３のセンサ３０〜３２の少なくとも１つからの信号に基づいて、駆動機構８を制御する処理部３５とを有し、該処理部３５が、初期化動作の最初に出力される第１〜第３のセンサ３０〜３２の信号に応じて、初期化動作における駆動機構８の動作を決定する顕微鏡装置１を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズまたは標本載置台を光軸方向に移動する駆動機構と、
対物レンズまたは標本載置台のいずれかに固定されるセンサ感知部材と、
対物レンズと標本載置台との離れる方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第１のセンサと、
対物レンズと標本載置台との近接する方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第２のセンサと、
前記第１のセンサと前記第２のセンサとにより画定される移動範囲の途中位置においてセンサ感知部材を検出する第３のセンサと、
前記第１〜第３のセンサの少なくとも１つからの信号に基づいて、前記駆動機構を制御する処理部とを有し、
該処理部が、初期化動作の最初に出力される前記第１〜第３のセンサの信号に応じて、初期化動作における前記駆動機構の動作を決定する顕微鏡装置。
【請求項２】
前記処理部が、初期化動作における前記駆動機構の駆動の方向を決定する請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記処理部が、初期化動作時に対物レンズと標本の離れる方向に前記駆動機構を駆動させて、前記センサ感知部材を最初に検出したのが、第１のセンサである場合は、第１のセンサ位置を原点位置とし、第３のセンサである場合は、第３のセンサ位置から第１のセンサまでの距離を引いて、第１のセンサ位置を原点位置とする請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記処理部が、初期化動作時に対物レンズと標本の近接する方向に前記駆動機構を駆動させて、前記センサ感知部材を最初に検出したのが、第２のセンサである場合は、第２のセンサ位置から第１のセンサまでの距離を引いて、第１のセンサ位置を原点位置とし、第３のセンサである場合は、第３のセンサ位置から第１のセンサまでの距離を引いて、第１のセンサ位置を原点位置とする請求項１または請求項２に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
前記処理部が、前記第３のセンサと、前記第１または第２のセンサの一方との間を前記駆動機構の駆動範囲に制限する請求項１から請求項４のいずれかに記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
前記処理部が、初期化動作時に前記駆動機構の駆動方向を変更可能である請求項１から請求項４のいずれかに記載の顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は顕微鏡装置に関し、特に、電源投入時に初期化動作を行う顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、電動顕微鏡の電源を投入すると、まず顕微鏡処理部から、焦準部または標本載置ステージの駆動機構に初期化動作を行うよう指令が送られる。初期化動作とは、電源投入後に必ず焦準部または標本載置ステージの駆動範囲の原点位置まで駆動し、原点位置を検出後、電源投入時の位置に戻る動作のことをいう。このとき、顕微鏡処理部内では、電源投入時の焦準部または標本載置ステージの駆動開始位置から原点位置まで駆動機構を動作させたパルス数を計測しており、原点位置まで駆動したことにより、電源投入時の焦準部または標本載置ステージの現在位置が分かる。原点位置を検出後は、計測したパルス数によって、元の位置に戻ることが可能となる。このような初期化動作を行うことで、現在位置のアドレスを管理することができるようになる。
【０００３】
従来の倒立型顕微鏡や正立型顕微鏡などでは、標本がスライドガラスや、ガラスボトムディッシュのように薄いため、焦準部または標本載置ステージの駆動範囲が４０ｍｍ程度である。例えば、駆動速度が２．０ｍｍ／ｓｅｃで、焦準部または標本載置ステージの電源投入時の位置が標本から最も近い位置にあり、原点位置が標本から最も遠い位置にあった場合には、初期化動作が終了するまでに約４０秒かかる。
標本が厚みのある場合に２つの移動限界を設定するセンサと合焦のためのサーチ範囲を設定するセンサを稼動させて、焦準範囲を常に一定に設定している例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実開平６−２５８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、標本がスライドガラスや、ガラスボトムディッシュのような薄い標本ではなく、マウスやラットのような小動物を観察するような顕微鏡においては、焦準部または標本載置ステージの駆動範囲が最低でも８０ｍｍ程度必要になる。また、小動物よりさらに大きい標本を観察する場合には、駆動範囲がさらに広くなる。駆動範囲が広くなると、電源投入時の初期化動作に要する時間が、さらに長くなるという問題がある。例えば、駆動範囲が４０ｍｍの場合と同じ駆動条件であっても、駆動範囲が８０ｍｍになれば、２倍の約８０秒かかることになる。
【０００５】
これは、合焦のためのサーチ範囲に限ったことで、初期化動作には、長時間を要してしまう。また、サーチ範囲を設定するためのセンサの位置を稼動させることで、サーチ範囲を一定にしているので、センサを稼動させる手間がかかるという不都合もある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、初期化動作において、焦準部または標本載置ステージの駆動機構の駆動範囲を制限することで、初期化動作の時間を短縮できる顕微鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、対物レンズまたは標本載置台を光軸方向に移動する駆動機構と、対物レンズまたは標本載置台のいずれかに固定されるセンサ感知部材と、対物レンズと標本載置台との離れる方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第１のセンサと、対物レンズと標本載置台との近接する方向の移動限界においてセンサ感知部材を検出する第２のセンサと、前記第１のセンサと前記第２のセンサとにより画定される移動範囲の途中位置においてセンサ感知部材を検出する第３のセンサと、前記第１〜第３のセンサの少なくとも１つからの信号に基づいて、前記駆動機構を制御する処理部とを有し、該処理部が、初期化動作の最初に出力される前記第１〜第３のセンサの信号に応じて、初期化動作における前記駆動機構の動作を決定する顕微鏡装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、初期化動作の最初に出力されるセンサの信号が第１〜第３のセンサのいずれから出力されるかによって初期化動作における駆動機構の動作を決定するので、必要のない動作が行われることを防ぎ、初期化動作を短縮し、素早く観察を開始することが可能となる。すなわち、初期化動作開始時の対物レンズと標本載置台との位置関係は、最も離れた位置と最も近接した位置の間に配置されていることが多く、また、初期化動作は対物レンズと標本載置台とが離れる方向または近づく方向に行われる。本発明においては、第１のセンサと第２のセンサとの間に第３のセンサを配置することにより、第１，第２のセンサの直近においてこれらのセンサから遠ざかる方向に初期化動作が開始されても、最も遠い反対側のセンサが検出信号を出力する位置まで駆動機構を動作させる必要がなく、初期化動作を短縮することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記処理部が、初期化動作時に前記駆動機構の駆動の方向を決定することとしてもよい。
このように構成することにより、初期化時の前記駆動機構の駆動方向を前記センサ信号によって決定することができ、駆動する距離が短くなり、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
【００１０】
また、上記発明において、前記処理部が、初期化動作時に対物レンズと標本の離れる方向に前記駆動機構を駆動させて、前記センサ感知部材を最初に検出したのが、第１のセンサである場合は、第１のセンサ位置を原点位置とし、第３のセンサである場合は、第３のセンサ位置から原点位置までの距離を引いて、第１のセンサ位置を原点とすることとしてもよい。
このようにすることで、必要のない駆動を行うが防止され、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記処理部が、初期化動作時に対物レンズと標本の近接する方向に前記駆動機構を駆動させて、前記センサ感知部材を最初に検出したのが、第２のセンサである場合は、第２のセンサ位置から原点位置までの距離を引いて、第１のセンサ位置を原点とし、第３のセンサである場合は、第３のセンサ位置から原点位置までの距離を引いて、第１のセンサ位置を原点とすることとしてもよい。
このようにすることで、必要のない駆動を行うことが防止され、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記処理部が、前記第３のセンサと、前記第１または第２のセンサの一方との間を前記駆動機構の駆動範囲に制限することとしてもよい。
このようにすることで、初期化時の前記駆動機構の駆動方向を前記センサ信号によって決定することで、駆動する距離が短くなり、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始することが可能となる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記処理部が、初期化動作時に前記駆動機構の駆動方向を変更可能であることとしてもよい。
このようにすることで、前記センサ信号に限らずユーザーの設定したい任意の方向に駆動することができ、より効率よく初期化動作を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る顕微鏡装置によれば、駆動方向または、駆動範囲を制限することにより、初期化動作に要する時間を短縮することができ、素早く観察を開始できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置１について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る顕微鏡装置１の全体構成を示している。
【００１６】
本実施形態に係る顕微鏡装置１は、図１に示されるように、例えば、レーザ走査型顕微鏡１であって、レーザ光を発するレーザ光源２および試料Ａからの観察光を検出する光検出器３を含む光学ユニット４と、試料Ａに接触させられる対物レンズユニット５を備えた測定ヘッド６と、これら光学ユニット４と測定ヘッド６とを接続する光ファイバ７と、測定ヘッド６を駆動させる駆動機構８と、駆動機構８、光学ユニット４および測定ヘッド６を制御する制御装置９と、光検出器３により検出された画像を表示するモニタ１０とを備えている。図中、符号１１は、試料Ａを載置するステージ、符号１２は測定ヘッド６と制御装置９とを接続するケーブル、符号１３は駆動機構８と制御装置９とを接続するケーブルである。
【００１７】
前記光学ユニット４には、レーザ光源２から発せられた光を平行光にするコリメートレンズ１４と平行光を光ファイバ７の端面７ａに集光させる集光レンズ１５、レーザ光（励起光）と観察光（蛍光）とを分岐するダイクロイックミラー１６および分岐された蛍光を光検出器３に集光させる集光レンズ１７が設けられている。光検出器３は、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier Tube）である。
【００１８】
前記測定ヘッド６は、光ファイバ７内を伝播されてきたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ１８と、平行光にされたレーザ光を２次元方向に走査する光走査部１９と、走査された光を集光して第１中間像Ｂを形成する瞳投影光学系２０と、第１中間像Ｂを結像したレーザ光を平行光に変換する第１の結像レンズ２１と、平行光にされたレーザ光を集光して第２中間像Ｃを結像する第２の結像レンズ２２と、第２中間像Ｃのレーザ光を試料Ａに再結像される対物レンズ２３とを備えている。コリメートレンズ１８、光走査部１９、瞳投影光学系２０、第１の結像レンズ２１および第２の結像レンズ２２は、筐体２４内に収容され、対物レンズ２３は筐体２４に着脱可能に取り付けられた対物レンズユニット５内に収納されている。本実施形態では、測定ヘッド６は、光ファイバ７を介して接続されているが、光ファイバ７を介さずに直接、接続されていても同様の効果がある。
【００１９】
前記光走査部１９は、例えば、１軸回りに揺動させられる２台のガルバノミラー１９ａ，１９ｂを対物レンズの瞳共役面に近接させ、２軸を直交させて配置する、いわゆる近接ガルバノミラーである。光走査部１９は、ケーブル１２によって制御装置９に接続され、制御装置９からの指令により、直交する２軸回りに高速で揺動させられるようになっている。これにより、ガルバノミラー１９ａ，１９ｂに入射されたレーザ光を所定の角度範囲にわたって振ることで、試料Ａ上の所定領域にわたってレーザ光を走査させることができるようになっている。
【００２０】
前記駆動機構８は、ベース２５と、該ベース２５に固定されたリニアガイド２６と、リニアガイド２６に沿って上下方向に移動可能に支持されたスライダ２７と、スライダ２７を上下方向に駆動するモータ２８およびボールねじ２９とを備えている。スライダ２７は、前記測定ヘッド６の筐体２４に固定されている。したがって、モータ２８を作動させてボールねじ２９を回転させることにより、スライダ２７に固定された測定ヘッド６が上下方向に移動させられるようになっている。
【００２１】
また、駆動機構８には、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの位置を検出するためのセンサ３０〜３２（第１〜第３のセンサ）が設けられている。また、スライダ２７には、センサ感知部材３３が設けられている。
【００２２】
モータ２８を作動させると、ボールねじ２９が回転し、スライダ２７がリニアガイド２６に沿って上下方向に移動し、スライダ２７に設けられているセンサ感知部材３３が図中の矢印ａ方向に移動するようになっている。センサ感知部材３３が移動し、それぞれのセンサ３０〜３２にてセンサ感知部材３３を感知することで、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの位置を検出するようになっている。
【００２３】
例えば、図２に示されるように、センサ３０（第１のセンサ）は、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａが、試料Ａから離れる方向（ＦＡＲ方向）の移動限界位置（ＦＡＲリミット）に設置されている。これにより、センサ３０がセンサ感知部材３３を感知すると処理部３５に信号が送られて、処理部３５よりモータ２８に停止するように信号を送り、モータ２８が停止するようになっている。また、例えば、センサ３２（第２のセンサ）は、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａが試料Ａに近接する方向（ＮＥＡＲ方向）の移動限界位置（ＮＥＡＲリミット）に設置されている。これにより、センサ３２がセンサ感知部材３３を感知すると、処理部３５よりモータ２８に停止するように信号が送られ、モータ２８が停止するようになっている。
【００２４】
前記制御装置９は、操作部３４と処理部３５とを備えている。操作部３４は、例えば、観察者により回転させられるダイヤル３６を備えている。例えば、ダイアル３６を右に回すと、焦点位置Ｂを下降させる指令が処理部３５に送られ、左に回すと、焦点位置Ｂを上に上昇させる指令が処理部３５に送られるようになっている。
【００２５】
前記処理部３５は、前記測定ヘッド６内の光走査部１９および光学ユニット４の動作を制御するとともに、駆動機構８の動作を制御するようになっている。
具体的には、処理部３５は２枚のガルバノミラー１９ａ，１９ｂに対してそれぞれ偏向角度指令を送ることで、レーザ光源２からのレーザ光を２次元的に走査させるようになっている。処理部３５は光学ユニット４内のレーザ光源２に対して、レーザ光の出力、停止および光強度の調整等の指令を出力するようになっている。また、処理部３５は、光学ユニット４内の光検出器３から送られてくる検出信号をガルバノミラー１９ａ，１９ｂによるレーザ光の走査位置と対応づけて記録することで、２次元画像を構成し、モニタ１０に出力するようになっている。
【００２６】
さらに、処理部３５において、常にそれぞれのセンサ３０〜３２がどのような状態か読み取っており、センサ３０〜３２がセンサ感知部材３３を感知すると、センサ信号が処理部３５に送られるようになっている。
【００２７】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１によれば、レーザ光源２から発せられたレーザ光がコリメートレンズ１４および集光レンズ１５によって光ファイバ７に入射させられ、光ファイバ７内を伝播してコリメートレンズ１８に入射させられる。コリメートレンズ１８において、レーザ光は平行光とされて光走査部１９に入射される。ガルバノミラー１９ａ，１９ｂは所定の角度範囲にわたって揺動させられることにより入射されたレーザ光を所定の角度範囲内で偏向して瞳投影光学系２０に向かわせる。
【００２８】
瞳投影光学系２０に入射されたレーザ光は、一旦第１中間像Ｂを結像したあとに第１の結像レンズ２１に入射させられて平行光とされ、第２の結像レンズ２２に入射させられる。レーザ光は第２の結像レンズ２２によって集光されることにより第２中間像Ｃを結像しながら対物レンズユニット５内の対物レンズ２３に入射される。そして、対物レンズ２３に入射したレーザ光は、対物レンズ２３によって、対物レンズユニット５の先端５ａから各光学系１８，２０〜２３により定まる距離（作動距離）だけ離れた位置に再結像させられる。
【００２９】
レーザ光が試料Ａに照射されると、レーザ光によって試料Ａ内に含まれる蛍光物質が励起されて蛍光が発生する。発生した蛍光は、対物レンズ２３、第２の結像レンズ２２、第１の結像レンズ２１、瞳投影光学系２０、ガルバノミラー１９ａ，１９ｂおよびコリメートレンズ１８を介して入射経路と同一経路を戻り、コリメートレンズ１８によって光ファイバ７の端面７ｂに集光させられる。すなわち、対物レンズ２３による再結像位置Ｄ、つまり、本実施形態に係るレーザ走査型顕微鏡１の焦点位置Ｄと、筐体２４内の光ファイバ７の端面７ｂとは共役な位置となる。したがって、この光ファイバ７の端面７ｂが共焦点ピンホールとして機能し、焦点位置Ｄから発せられた戻り光のみが光ファイバ７内に入射されることになる。
【００３０】
そして、光ファイバ７内を伝播して光学ユニット４に戻った蛍光は、ダイクロイックミラー１６によってレーザ光から分離され、集光レンズ１７によって光検出器３に検出される。光検出器３から出力された画像信号は、処理部３５において画像処理されることにより、モニタ１０に表示されることになる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る顕微鏡装置の初期化動作について、図１~図３を参照して説明する。また、各センサ３０〜３２のセンサ信号の論理を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
本実施形態に係るセンサ３０〜３２およびセンサ感知部材３３の関係を図２に示す。本実施形態において、センサ３０は、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの駆動範囲（ここでは、８０ｍｍとする）のＦＡＲリミット位置、センサ３２は、対物レンズユニット５の先端５ａの駆動範囲のＮＥＡＲリミット位置にあり、センサ３１は、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの駆動範囲の中央位置（ＦＡＲリミット位置より４０ｍｍ）にある。また、ここでＦＡＲリミット位置をアドレス管理の原点位置とする。
【００３４】
また、本実施形態で説明に用いるセンサ３０〜３２はセンサ感知部材３３を感知していないときは、常に処理部３５に「Ｈ」の信号を出力し、センサ感知部材３３を感知すると、処理部３５に「Ｌ」の信号を出力する。
【００３５】
図３のフローチャートは、本実施形態における初期化動作の処理の手順を示す。
顕微鏡装置１の図示していない電源を投入すると(Ｓ１)、まず測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置がＮＥＡＲリミット位置（第２のセンサ３２位置）であるか否かが判定される（Ｓ２）。
センサ３２の位置は、ＮＥＡＲリミット位置にあるので、処理部３５におけるセンサ３２からのセンサ信号が「Ｌ」であれば、センサ感知部材３３がセンサ３２の位置にあり、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が、ＮＥＡＲリミット位置であると判断できる（Ｓ３）。ＮＥＡＲリミット位置は原点位置から８０ｍｍの位置であるので、（現在位置−８０ｍｍ）が原点位置の位置アドレスとなる（Ｓ４）。
【００３６】
センサ３２からのセンサ信号が「Ｌ」でなければ、移動量Ｎの測定を開始する（Ｓ５）。
次に、第３のセンサ３１の信号が「Ｌ」となれば、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａは、中央位置にあるので、正確な位置を検出するために、駆動機構８に含まれるモータ２８をＮＥＡＲ方向へ１パルス駆動する（Ｓ６，Ｓ７）。このとき、移動量Ｎは１パルス増えるので、Ｎ＝Ｎ＋１となる（Ｓ８）。ここで、センサ３１の信号が「Ｈ」となれば、中央位置を過ぎたことになるので、駆動を停止し、反対のＦＡＲ方向に１パルス駆動する（Ｓ９〜Ｓ１１）。一方、ステップＳ９において、センサ３１の信号が「Ｌ」であれば、ステップＳ７の動作に戻り、センサ３１の信号が「Ｈ」になる位置まで、ＮＥＡＲ方向への駆動を繰り返す。
【００３７】
ステップＳ１１において、移動量Ｎは１パルス減るので、Ｎ＝Ｎ−１となる（Ｓ１２）。ここで、センサ３１の信号が「Ｌ」となれば、センサ感知部材３３がセンサ３１の位置にあり、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａは、駆動範囲の中央位置にあるということなので、駆動を停止する（Ｓ１３，Ｓ１４）。現在位置は、駆動範囲の中央位置なので、（現在位置−４０ｍｍ）が原点位置のアドレスとなる（Ｓ１５）。
【００３８】
また、ステップＳ１３において、センサ３１の信号が「Ｌ」でなければ、ステップＳ１１の動作に戻り、センサ３１の信号が「Ｌ」になる位置まで、ＦＡＲ方向への駆動を繰り返す。そして、ステップＳ１５において、原点位置のアドレスが判明するので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。ＮＥＡＲ方向へ駆動し、移動量がＮになったところで駆動を停止する（Ｓ１６〜Ｓ１８）。
【００３９】
一方、ステップＳ６において、第３のセンサ３１の信号が「Ｌ」でなければ、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が第１のセンサ３０の位置（ＦＡＲリミット位置）であるかを判定する（Ｓ１９）。ここで、第１のセンサ３０の信号が「Ｌ」であれば、センサ感知部材３３がセンサ３０の位置にあり、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａは、駆動範囲のＦＡＲリミット位置にあるということなので、駆動を停止する（Ｓ２０）。いま、ＦＡＲリミット位置は原点位置であるので、現在位置が原点位置のアドレスとなる（Ｓ２１）。そして、ステップＳ２１において、原点位置のアドレスが判明するので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。ＮＥＡＲ方向へ駆動し、移動量がＮになったところで駆動を停止する（Ｓ１６〜Ｓ１８）。
【００４０】
ステップＳ１９において、第３のセンサ３１が、「Ｌ」でなかった場合には、ＦＡＲ方向へ１パルス駆動する（Ｓ２２）。このとき、移動量Ｎは１パルス減るので、Ｎ＝Ｎ−１となる（Ｓ２３）。ここで、センサ３１の信号が「Ｌ」となれば、センサ感知部材３３がセンサ３１の位置にあり、現在の位置が中央位置であるので、駆動を停止する（Ｓ２４，Ｓ１４）。現在位置は、駆動範囲の中央位置なので、（現在位置−４０ｍｍ）が原点位置のアドレスとなる（Ｓ１５）。これにより、原点位置のアドレスが判明するので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。ＮＥＡＲ方向へ駆動し、移動量がＮになったところで駆動を停止する（Ｓ１６〜Ｓ１８）。
【００４１】
本実施形態では、電源投入後の初期化動作において原点位置を検出するために駆動するか否かをセンサ論理の状態によって決定する。また、駆動する場合には、第３のセンサ３１を設けることで、駆動範囲を半分に分けることができ、感知部材３３が電源投入時に第１、第３のセンサ３０，３１の間にある場合には、第１のセンサ３０まで駆動し、第１のセンサ３０の位置より原点位置を検出し、第２、第３のセンサ３２，３１の間にある場合には、第３のセンサ３１まで駆動し、第３のセンサ３１の位置より原点位置を検出する。また、それぞれのセンサ３０〜３２の位置にある場合は駆動をせずに原点位置を検出する。これにより、電源投入時に全駆動範囲を駆動することが無くなり、初期化動作が短縮され、素早く観察を開始できるようになる。
【００４２】
本実施形態では、第１〜第３のセンサ３０〜３２が直列にならんでおり、センサ感知部材３３が１つであったが、図４に示すように第１のセンサ３０と、第２のセンサ３２が直列、第３のセンサ３１が第１、第２のセンサ３０，３２と並列となり、センサ感知部材３３ａ，３３ｂがそれぞれに設けられているように構成してもよい。このときの各センサ信号の論理を表２に示す。
上記実施形態においては、センサ３０〜３２が３つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、センサ３０〜３２を３つ以上設けてもよい。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
本実施形態では、センサ３１を中央位置に設けたが、中央位置ではなく、試料Ａ等の対象や対物レンズの倍率によって、任意の位置に設けてもよい。また、ユーザーによってセンサ３１の位置を任意に可変することが可能でもよい。
【００４５】
本実施形態では、感知部材３３が電源投入時に第１、第３のセンサ３０，３１の間にある場合には、第１のセンサ３０まで駆動し、第１のセンサ３０の位置により原点位置を検出したが、第３のセンサ３１まで駆動し、第３のセンサ３１の位置より原点位置を検出してもよい。同様に、感知部材３３が第３、第２のセンサ３１，３２の間にある場合には、第３のセンサ３１まで駆動し、第３のセンサ３１の位置より原点位置を検出したが、第２のセンサ３２まで駆動し、第２のセンサ３２の位置より原点位置を検出してもよい。さらに、駆動する方向や原点を検出するセンサ３０〜３２をユーザーが任意に設定してもよい。
【００４６】
また、本実施形態においては、駆動機構の駆動方向をセンサ３０〜３２の信号によって決定していたが、試料Ａに近づく方向に駆動することで、破壊の恐れがない試料Ａは、駆動方向を試料Ａから近づく方向へ変更することも可能である。さらに、ユーザーが任意に設定することも可能である。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡装置１を説明する。本実施形態は、第１の実施形態で述べた顕微鏡装置１に第３のセンサ３１を用いて駆動範囲を制限する機能を付加した例で、顕微鏡装置１の概略図については、図１と同様なので、同図を引用するものとする。また、初期化動作の制御（Ｓ１〜Ｓ１８）は図３と同様であるが、同図の初期化動作が終了（Ｓ１８）してからの動作については、図５のフローチャートを用いて説明する。各センサ信号の論理は、表３に示すとおりである。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
第１の実施の形態と同様に初期化動作を行った後、試料Ａの厚さをユーザーが入力することで、処理部３５において、試料Ａの厚さが第３のセンサ３１と、第２のセンサ間の距離（４０ｍｍ）より小さいか否かを判定する（Ｓ２５，Ｓ２６）。現在位置が第３のセンサ３１（原点位置より４０ｍｍ）と第１のセンサ３０（原点位置）の間にある場合には、第３のセンサ３１の位置まで駆動し、第３のセンサ３１（原点位置より４０ｍｍ）と第２のセンサ３２（（原点位置より８０ｍｍ）の間にある場合には、そのままの位置で、駆動停止する（Ｓ２７〜Ｓ２９）。そして、ＦＡＲリミットセンサを第１のセンサ３０から、第３のセンサ３１に切り替える（Ｓ３０）。
【００５０】
本実施形態において、ＦＡＲリミットセンサは、試料Ａの厚さとセンサ間の距離によって、決定する。
試料Ａの厚さが第３のセンサ３１と第２のセンサ３２との距離より小さいときには、第３のセンサ３１と第２のセンサ３２との距離より広く駆動する必要はないので、第３のセンサ３１をリミットセンサに切り替えることで、駆動範囲を制限できる。駆動する必要の無い範囲を制限することで、駆動範囲が狭くなり、必要の無い駆動をすることが回避され、より駆動時間が短縮化される。
【００５１】
本実施形態では、ＦＡＲリミットを第１のセンサ３０から第３のセンサ３１に切り替えたが、ＮＥＡＲリミットを第２のセンサ３２から第３のセンサ３１に切り替えてもよい。また、ユーザーが任意に設定することも可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、試料Ａの厚さだけでなく試料Ａの種類や、対物レンズの倍率などによって、任意に設定することも可能である。さらに、ユーザーが任意に設定することも可能である。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る顕微鏡装置１について説明する。本実施形態は、第１の実施形態で述べた顕微鏡装置１にセンサ信号の論理によって現在の位置を知る機能を付加した例で、顕微鏡装置１の概略図については、図１と同様なので、同図を引用するものとする。また、図６にセンサ３０〜３２とセンサ感知部材３３の関係を示し、制御の手順については、図７〜図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、第１〜第３のセンサ３０〜３２はそれぞれＦＡＲリミット、ＮＥＡＲリミット、駆動範囲の中央位置ではなく、図６に示すような任意の位置に置かれている。
【００５５】
顕微鏡装置１の図示していない電源を投入すると、まず測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの移動量Ｎの測定が開始される（Ｓ３１，Ｓ３２）。次に、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が第１のセンサ３０の位置であるか否かが判断される（Ｓ３３）。測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が第１のセンサ３０の位置であれば、センサ３０の信号は「Ｌ」になり、次に第２のセンサ３２の位置であるか否かが判断され、第２のセンサ３２位置であれば、センサ３２の信号は「Ｌ」となる（Ｓ３４）。
【００５６】
そして、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が第３のセンサ３１位置であるか否かが判断される（Ｓ３５）。ここで、第３のセンサ３１の位置であれば、センサ３１の信号は「Ｌ」となり、（ｉｉ）の区間にあると考えられる（Ｓ３６）。また、第３のセンサ３１の位置でなければ、センサの信号は「Ｈ」となり、（ｉｉｉ）の区間にあると考えられる（Ｓ３７）。
【００５７】
ステップＳ３４において、第２のセンサ３２の位置でなければ、センサ３２の信号は「Ｈ」となり、次に第３のセンサ３１の位置であるかを判断し、第３のセンサ３１の位置であれば、センサ３１の信号は「Ｌ」となる（Ｓ３８）。第３のセンサ３１の位置であれば、（ｉｖ）の区間にあることになる（Ｓ３９）。ステップＳ３８において、センサ３１の信号が「Ｈ」のとき、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａは、ＮＥＡＲリミット位置にあると判断でき、（現在位置−８０ｍｍ）を原点位置のアドレスとする（Ｓ４０，Ｓ４１）。
【００５８】
また、ステップＳ３３において、第１のセンサ３０の位置でなければ、センサ３０の信号は「Ｈ」となり、次に第２のセンサ３２の位置であるかが判断され、第２のセンサ３２の位置であれば、センサ３２の信号は「Ｌ」となる（Ｓ４２）。第３のセンサ３１の位置であれば、センサ３１の信号は「Ｌ」となり、（ｉ）の区間にあることになる（Ｓ４３，Ｓ４４）。ステップＳ４２において、第２のセンサ３２が「Ｌ」であるか否かが判断され、「Ｈ」であれば、その位置が中心位置であると判断でき、（現在位置−４０ｍｍ）が原点位置のアドレスとされる（Ｓ４５，Ｓ４６）。また、ステップＳ４３において、第３のセンサ３１位置でなければ、センサの信号は「Ｈ」となり、ＦＡＲリミット位置にあると判断でき、現在位置が原点位置のアドレスとされる（Ｓ４７，Ｓ４８）。
【００５９】
ステップＳ４４において、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が（ｉ）の区間にあると判断できた場合、サブルーチンＳ４４１に進み、図８に示されるように、まず、駆動機構８に含まれるモータ２８をＦＡＲ方向へ１パルス駆動する（Ｓ４９）。このとき、移動量Ｎは１パルス増えるので、Ｎ＝Ｎ＋１となる（Ｓ５０）。ここで、第３のセンサ３１の信号が「Ｈ」であれば、駆動を停止し、反対のＦＡＲ方向に１パルス駆動する（Ｓ５１〜Ｓ５３）。一方、第３のセンサ３１の信号が「Ｌ」であったら、ステップＳ４９の動作に戻り、センサ３１の信号が「Ｈ」になる位置まで、ＦＡＲ方向への駆動を繰り返す。
【００６０】
ステップＳ５３において、移動量Ｎは１パルス減るので、Ｎ＝Ｎ−１となる（Ｓ５４）。ここで、センサ３１の信号が「Ｌ」であれば、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａは、駆動範囲のＦＡＲリミット位置にあるということなので、駆動を停止する（Ｓ５５，Ｓ５６）。現在位置は、駆動範囲のＦＡＲリミット位置なので、現在位置が原点位置の位置アドレスとする（Ｓ５７）。
【００６１】
また、ステップＳ５５において、センサ３１の信号が「Ｌ」でなければ、ステップＳ５３の動作に戻り、センサ３１の信号が「Ｌ」になる位置まで、ＦＡＲ方向への駆動を繰り返す。そして、ステップＳ５７において、原点位置アドレスが判明したので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。ＮＥＡＲ方向へ駆動し、移動量がＮになったところで駆動を停止する（Ｓ５８〜Ｓ６０）。
【００６２】
また、同様にステップＳ３７において、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの現在位置が（ｉｉｉ）の区間にあると判断できた場合、サブルーチンＳ３７１に進み、図９に示されるように、まず、駆動機構８に含まれるモータ２８をＦＡＲ方向へ１パルス駆動する（Ｓ６１）。このとき、移動量Ｎは１パルス増えるので、Ｎ＝Ｎ＋１となる（Ｓ６２）。第３のセンサ３１の信号が「Ｌ」であれば、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａは、駆動範囲の中心位置であると判断でき、駆動を停止し、（現在位置−４０ｍｍ）が原点位置のアドレスとする（Ｓ６３〜Ｓ６５）。
【００６３】
一方、第３のセンサ３１の信号が「Ｌ」であったら、ステップＳ４７の動作に戻り、センサ３１の信号が「Ｈ」になる位置まで、ＦＡＲ方向への駆動を繰り返す。ここで、ステップＳ６３において、原点位置アドレスが判明したので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。ＮＥＡＲ方向へ駆動し、移動量がＮになったところで駆動を停止する（Ｓ６４〜Ｓ６６）。
【００６４】
ステップＳ３６，Ｓ３９において、測定ヘッド６に含まれる対物レンズユニット５の先端５ａの位置が（ｉｉ）、（ｉｖ）の区間にあると判断できた場合、サブルーチンＳ３６１に進み、図１０に示されるように、まず、駆動機構８に含まれるモータ２８をＮＥＡＲ方向へ１パルス駆動する（Ｓ６９）。このとき、移動量Ｎは１パルス増えるので、Ｎ＝Ｎ＋１となる（Ｓ７０）。ここで、第３のセンサ３１の信号が「Ｈ」であれば、駆動を停止し、反対のＦＡＲ方向に１パルス駆動する（Ｓ７１，７２，７３）。一方、第３のセンサ３１の信号が「Ｌ」であったら、ステップＳ６９の動作に戻り、センサ３１の信号が「Ｈ」になる位置まで、ＦＡＲ方向への駆動を繰り返す。
【００６５】
ステップＳ７３において、移動量Ｎは１パルス減るので、Ｎ＝Ｎ−１となる（Ｓ７４）。ここで、センサ３１の信号が「Ｌ」であれば、駆動を停止する（Ｓ７５，Ｓ７６）。このとき、第２のセンサ３２の信号が「Ｌ」であれば、現在位置は、駆動範囲の中心位置なので、（現在位置−４０ｍｍ）が原点位置のアドレスとする（Ｓ７７，Ｓ７８）。また、第２のセンサ３２の信号が「Ｈ」であれば、現在位置は、ＮＥＡＲリミット位置なので、（現在位置−８０ｍｍ）が原点位置のアドレスとする（Ｓ７９）。ステップＳ７８，Ｓ７９において、原点位置のアドレスが判明したので、電源投入時の元の位置へ戻る動作を行う。ＮＥＡＲ方向へ駆動し、移動量がＮになったところで駆動を停止する（Ｓ８０〜Ｓ８２）。
【００６６】
本実施形態において  電源投入時の初期化動作を  センサ信号の論理によって決定する。
センサ信号の論理によって、駆動機構が常に駆動範囲のどこの位置付近にいるか判断することができ、初期化時に原点位置まで駆動することなく、センサの論理が変化する位置まで駆動することで、原点位置が検出できる。これにより、電源投入時の初期化動作終了までの時間が短縮でき、素早く観察を開始することができるようになる。
【００６７】
本実施形態においては、センサは３つの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、３つ以上でも同様の効果を示すことができる。
また、本実施形態においては、駆動機構の駆動方向をセンサ信号によって決定していたが、試料Ａに近づく方向に駆動することで、破壊の恐れがない試料Ａは、駆動方向を試料Ａから近づく方向へ変更することも可能である。さらに、ユーザーが任意に設定することも可能である。
【００６８】
本発明においては、対物レンズユニット５を測定ヘッド６の筐体２４に固定し、駆動機構８によって測定ヘッド６ごと駆動させることとしたが、これに代えて、測定ヘッド６の筐体２４をベース２５に固定し、筐体２４に対して対物レンズユニット５を駆動させる新たな駆動機構を設けてもよい。また、対物レンズユニット５を駆動させることに代えて、ステージ１１を駆動させる駆動機構を設けることにしてもよい。
【００６９】
また、本発明においては、レーザ走査型顕微鏡装置１に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意の方式の顕微鏡装置に適用することができる。
なお、本発明において説明したいずれの実施例においても、その趣旨を逸脱しない限り種々の変形が可能である
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の顕微鏡装置のセンサと感知部材との位置関係を説明する図である。
【図３】図１の顕微鏡装置の初期化動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡装置のセンサと感知部材との位置関係を説明する図である。
【図５】図４の顕微鏡装置の初期化動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る顕微鏡装置のセンサと感知部材との位置関係を説明する図である。
【図７】図６の顕微鏡装置の初期化動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートのサブルーチンＳ４４１の内容を示すフローチャートである。
【図９】図７のフローチャートのサブルーチンＳ３７１の内容を示すフローチャートである。
【図１０】図７のフローチャートのサブルーチンＳ３６１の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１  顕微鏡装置
５  対物レンズ
８  駆動機構
１１  ステージ  標本載置台
３０  第１のセンサ
３１  第３のセンサ
３２  第２のセンサ
３３，３３ａ，３３ｂ  センサ感知部材
３５  処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006317798.tif 000011
【図７】
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【図８】
2006317798.tif 000013
【図９】
2006317798.tif 000014
【図１０】
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