(57)【要約】【課題】一般的な対物レンズ及びステージを備えた顕微鏡システムにおいて、対物レンズとステージとの衝突を回避すること。【解決手段】ＸＹ方向に移動可能なステージと、ステージの下側に配置された対物レンズと、ステージ及び対物レンズの形状及び寸法に関する情報を記憶する記憶手段と、ステージを移動させる際、記憶手段に記憶された情報を参照して、対物レンズに対するステージの移動可能な範囲であってステージが対物レンズと接触しない範囲を算出し、当該範囲とステージを所定距離移動させた位置とを比較するステップと、ステージを所定距離移動させても対物レンズと接触しない場合にステージを所定距離移動させるステップとを繰り返してステージを累積的に移動させ、ステージを所定距離移動させると対物レンズと接触する場合にはステージを移動しないように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡システム。【選択図】図５
2011197307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置し、ＸＹ方向に移動可能なステージと、
前記ステージの下側に配置された対物レンズと、
前記ステージおよび前記対物レンズの形状および寸法に関する情報を記憶する記憶手段と、
前記ステージを現在の位置から移動させる際、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照して、前記対物レンズに対する前記ステージの移動可能な範囲であって前記ステージが前記対物レンズと接触しない範囲を算出し、当該範囲と前記ステージを前記現在の位置から所定距離移動させた位置とを比較するステップと、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させても前記ステージと前記対物レンズとが接触しない場合に前記ステージを前記所定距離移動させるステップとを繰り返すことで前記ステージを移動させ、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させると前記ステージと前記対物レンズとが接触する場合には前記ステージを移動しないように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする顕微鏡システム。
【請求項２】
前記顕微鏡システムは複数の対物レンズを備え、前記複数の対物レンズは切替え機構により選択的に観察光路に挿入可能であり、前記記憶手段は前記複数の対物レンズに関する情報を記憶していることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
【請求項３】
試料を載置し、ＸＹ方向に移動可能なステージと、
前記ステージの下側に配置された対物レンズと、
前記ステージの移動を制御する制御手段とを備えた顕微鏡システムの制御方法であって、
前記顕微鏡システムは前記ステージおよび前記対物レンズの形状および寸法に関する情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は前記ステージを移動させる際、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照して、前記対物レンズに対する前記ステージの移動可能な範囲であって前記ステージが前記対物レンズと接触しない範囲を算出し、当該範囲と前記ステージを現在の位置から所定距離移動させた位置とを比較するステップと、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させても前記ステージと前記対物レンズとが接触しない場合に前記ステージを前記所定距離移動させるステップとを繰り返すことで前記ステージを累積的に移動させ、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させると前記ステージと前記対物レンズとが接触する場合には前記ステージを移動しないように制御することを特徴とする顕微鏡システムの制御方法。
【請求項４】
前記顕微鏡システムは複数の対物レンズを備え、前記複数の対物レンズは切替え機構により選択的に観察光路に挿入可能であり、前記記憶手段は前記複数の対物レンズに関する情報を記憶しており、前記制御手段は前記観察光路に挿入されている対物レンズが他の対物レンズに切替えられると、前記記憶手段に記憶された前記他の対物レンズに関する情報を参照して、前記他の対物レンズに対する前記ステージの移動可能な範囲であって前記ステージが前記他の対物レンズと接触しない範囲を算出することを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡システムの制御方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の制御方法を実行することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察試料をＸＹ方向に電動で移動できるステージ機構と、観察試料をステージの底面側から観察する対物レンズとを備えた顕微鏡システム、当該顕微鏡システムの制御方法、および当該制御方法を実行するプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対物レンズと観察試料との衝突を避けるために、対物レンズにセンサを設けて試料との接触を回避する顕微鏡システムがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０４８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年においては顕微鏡の対物レンズは高解像が求められている。高解像を実現するためには高開口数にしなければならないため、対物レンズの作動距離が短くなっている。作動距離が短いということは対物レンズと試料とが極めて近い距離となるため、倒立顕微鏡にあっては観察時にステージを駆動すると対物レンズとステージとが衝突する可能性がある。特許文献１のように、センサを備えた対物レンズを倒立顕微鏡に用いて対物レンズとステージとの衝突を回避することも考えられるが、このような対物レンズを用いるとコストがアップしてしまう。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、一般的な対物レンズおよびステージを備えた顕微鏡システムにおいて、対物レンズとステージとの衝突を回避することができる顕微鏡システム、顕微鏡システムの制御方法、および当該制御方法を実行するプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る顕微鏡システムは、試料を載置し、ＸＹ方向に移動可能なステージと、前記ステージの下側に配置された対物レンズと、前記ステージおよび前記対物レンズの形状および寸法に関する情報を記憶する記憶手段と、前記ステージを現在の位置から移動させる際、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照して、前記対物レンズに対する前記ステージの移動可能な範囲であって前記ステージが前記対物レンズと接触しない範囲を算出し、当該範囲と前記ステージを前記現在の位置から所定距離移動させた位置とを比較するステップと、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させても前記ステージと前記対物レンズとが接触しない場合に前記ステージを前記所定距離移動させるステップとを繰り返すことで前記ステージを移動させ、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させると前記ステージと前記対物レンズとが接触する場合には前記ステージを移動しないように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る顕微鏡システムの制御方法は、試料を載置し、ＸＹ方向に移動可能なステージと、前記ステージの下側に配置された対物レンズと、前記ステージの移動を制御する制御手段とを備えた顕微鏡システムの制御方法であって、前記顕微鏡システムは前記ステージおよび前記対物レンズの形状および寸法に関する情報を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は前記ステージを移動させる際、前記記憶手段に記憶された前記情報を参照して、前記対物レンズに対する前記ステージの移動可能な範囲であって前記ステージが前記対物レンズと接触しない範囲を算出し、当該範囲と前記ステージを現在の位置から所定距離移動させた位置とを比較するステップと、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させても前記ステージと前記対物レンズとが接触しない場合に前記ステージを前記所定距離移動させるステップとを繰り返すことで前記ステージを累積的に移動させ、前記比較した結果前記ステージを前記所定距離移動させると前記ステージと前記対物レンズとが接触する場合には前記ステージを移動しないように制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るプログラムは、前記制御方法を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対物レンズとステージとの衝突を回避することができる顕微鏡システム、顕微鏡システムの制御方法、および当該制御方法を実行するプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る顕微鏡システムの構成図である。
【図２】第１実施形態に係る顕微鏡システムを操作するためのリモートコントローラの外観図である。
【図３】第１実施形態におけるステージと対物レンズとの位置関係を、側方および上方から見た状態を対応させて示す図である。
【図４】（ａ）は、メモリに記憶されている対物レンズ情報テーブルの例であり、（ｂ）はステージ情報テーブルの例である。
【図５】第１実施形態に係る顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る顕微鏡システムの構成図である。
【図７】第２実施形態に係る顕微鏡システムを操作するためのリモートコントローラの外観図である。
【図８】第２実施形態におけるステージと対物レンズとの位置関係を、側方および上方から見た状態を対応させて示す図である。
【図９】第２実施形態に係る顕微鏡システムの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る顕微鏡システムの構成図である。
【００１２】
第１実施形態に係る顕微鏡システム１は、図１に示すように、顕微鏡４と、コントロールボックス７と、リモートコントローラ１０とを備えている。
【００１３】
顕微鏡４は、ＸＹ方向に移動可能な電動ステージ１３（以下、ステージ１３という。）と、ステージ１３の下方に配置された対物レンズ１６とを備えている。対物レンズ１６は顕微鏡４の図示しない保持部に保持されている。図示しない保持部は、図示しない操作部を手動操作することにより上下動させることができる。これにより対物レンズ１６を上下動させて試料面に焦点を合わせることができる。ステージ１３は、ステージ１３の原点を検出する原点センサ２２と、ポテンションメータによる抵抗値変化をＸ座標に変換する等によりステージ１３のＸ座標を検出するＸ座標センサ２５と、ステージ１３をＸ方向に駆動するモータ２８と、ポテンションメータによる抵抗値変化をＹ座標に変換する等によりステージ１３のＹ座標を検出するＹ座標センサ３１と、ステージ１３をＹ方向に駆動するモータ３４とを備えている。
【００１４】
コントロールボックス７は、ステージ１３の移動を制御し、ステージ１３の位置を検出するための回路を複数備えている。ステージ１３の位置を検出するための回路として、ステージ１３の原点センサ２２からステージ１３の原点を検出する原点検出回路４６と、Ｘ座標センサ２５からＸ座標を検出するＸ座標検出回路４９と、Ｙ座標センサ３１からＹ座標を検出するＹ座標検出回路５２とを備え、ステージ１３の移動を制御するための回路として、ステージ１３をＸ方向に駆動するモータ２８を制御するＸ座標制御回路５５と、Ｙ方向に駆動するモータ３４を制御するＹ座標制御回路５８とを備えている。また、コントロールボックス７は、上記複数の回路を制御するＣＰＵ７０と、複数のステージおよび複数の対物レンズに関する情報を記憶しているメモリ７３とを備えている。ここで、ステージおよび対物レンズに関する情報とは、主として形状および寸法に関する情報である。
図２は第１実施形態に係る顕微鏡システム１のステージ１３を操作するためのリモートコントローラ１０の外観図である。
【００１５】
リモートコントローラ１０は、押し下げられるとステージ１３をＹ座標のプラス方向へ駆動させるＹ座標プラススイッチ７６と、押し下げられるとステージ１３をＸ座標のプラス方向へ駆動させるＸ座標プラススイッチ７９と、押し下げられるとステージ１３をＹ座標のマイナス方向へ駆動させるＹ座標マイナススイッチ８２と、押し下げられるとステージ１３をＸ座標のマイナス方向へ駆動させるＸ座標マイナススイッチ８５とを備えている。
【００１６】
また、リモートコントローラ１０は、メモリ７３に記憶された複数の対物レンズに関する情報のうち、観察光路に挿入された対物レンズの情報をＣＰＵ７０に設定するための対物レンズ情報設定スイッチ９４と、メモリ７３に記憶された複数のステージに関する情報のうち、観察に使用するステージの情報をＣＰＵ７０に設定するためのステージ情報設定スイッチ９７とを備えている。対物レンズ情報設定スイッチ９４およびステージ情報設定スイッチ９７はロータリースイッチになっている。メモリ７３には、ロータリースイッチのそれぞれのポジションに対応して、対物レンズおよびステージの情報が予め記憶されている。ＣＰＵ７０はロータリースイッチのポジションを読み出し、当該ポジションに対応する対物レンズの情報およびステージの情報をメモリ７３から読み出すことで、制御対象とする対物レンズおよびステージの情報を決定できる。
【００１７】
ＣＰＵ７０は、リモートコントローラ１０のＸ座標プラススイッチ７９あるいはＸ座標マイナススイッチ８５による駆動命令を受け付けると、ＣＰＵ７０内のステージＸ方向制御プログラムを用いて、Ｘ座標制御回路５５からの電気的信号の入出力によりモータ２８を介してステージ１３をＸ方向へ駆動する。また、Ｘ座標センサ２５からＸ座標検出回路４９を通してステージ１３のＸ座標を読み出せる。同様に、リモートコントローラ１０のＹ座標プラススイッチ７６あるいはＹ座標マイナススイッチ８２による駆動命令を受け付けると、ＣＰＵ７０内のステージＹ方向制御プログラムを用いて、Ｙ座標制御回路５８からの電気的信号の入出力によりモータ３４を介してステージ１３をＹ方向へ駆動する。また、Ｙ座標センサ３１からＹ座標検出回路５２を通してステージ１３のＹ座標を読み出せる。
【００１８】
図３は、第１実施形態におけるステージ１３と対物レンズ１６との位置関係を、側方および上方から見た状態を対応させて示す図である。
【００１９】
対物レンズ１６は一般的なものであり、その形状は円筒状の胴体部１００と、胴体部１００の一方側の端部に形成された突出部１０３とで構成されている。図３において胴体部１００の紙面下方側が胴付面であり、顕微鏡４の図示しない保持部に装着される側である。突出部１０３は胴付面とは反対側の端部に形成されている。突出部１０３は胴体部１００の径と同径の底部から先端部に向かうに従い径が小さくなっており、先端部は平面部１１２になっている。突出部１０３の断面は図３に示すように台形状である。対物レンズ１６はステージ１３に載置された観察試料の底面側に位置している。対物レンズ１６は上から見ると円形である。この円形は胴体部の円周であり、対物レンズの最も外縁を示している。
【００２０】
倒立顕微鏡においては、シャーレ等の容器に入れられた試料２０をシャーレ等の下側から観察する。このため、ステージ１３には、ステージ１３の上面１１８に載置されたシャーレ等を下側から観察できるように、中央部に上面１１８と底面１２１とを貫通する穴１２４が設けられている。一般的に、穴１２４は円形あるいは四角形に形成されている。
【００２１】
図３に示すように、ステージ１３の穴１２４の形状は四角形であり、開口部は上面１１８側の方が狭く、底面１２１側の方が広く形成され、内側面には段部が形成されている。対物レンズ１６は、先端部が穴１２４の底面１２１よりも高い位置、すなわち穴１２４の内側となる位置まで移動させることができる。ステージ１３は、対物レンズ１６が穴１２４の内側に位置している時、穴１２４の内側面に対物レンズ１６が接触しない範囲でＸ方向およびＹ方向に駆動できる。このように、対物レンズ１６と衝突しない範囲でステージ１３が移動できる範囲がステージ１３の駆動領域である。
【００２２】
本実施形態では、対物レンズ１６が図３に示す状態、すなわち対物レンズ１６の先端部が穴１２４の底面１２１よりも高い位置で、底面１２１側の広い方の開口部の内側に位置している状態において、対物レンズ１６の先端部を通る水平ライン１６ａ（図３参照）が対物レンズ１６の作動距離となっている。メモリ７３には、水平ライン１６ａで示す基準位置でのステージ１３の駆動領域横長Ｘｓの寸法および駆動領域縦長Ｙｓの寸法が記憶されている。ステージの穴が円形の場合、すなわち駆動領域が円形の場合にあっては、当該円形の半径がメモリ７３に記憶されている。また、対物レンズ１６の半径Ｒｒもメモリ７３に記憶されている。対物レンズ１６の半径Ｒｒとは、胴体部１００の半径であり、対物レンズ１６の中心点からＸＹ方向に最も外側までの寸法である。原点センサ２２はステージ１３の駆動領域の中心点に設置され、このときステージ１３のＸ座標、Ｙ座標をともに０（零）とする。また、図３の対物レンズ１６およびステージ１３を上方から見た図において、紙面右方向がＸ座標のプラス方向、左方向がＸ座標のマイナス方向、紙面上方向がＹ座標のプラス方向、紙面下方向がＹ座標のマイナス方向となっている。
【００２３】
図４（ａ）は、メモリ７３に記憶されている対物レンズ情報テーブルの例であり、（ｂ）はステージ情報テーブルの例である。
【００２４】
図４（ａ）に示す対物レンズ情報テーブルは、記憶されている対物レンズごとに番号を割り当て、それぞれ名称と半径とが記憶されている。割り当てられた番号とリモートコントローラ１０の対物レンズ情報設定スイッチ９４の各ポジションとは対応している。なお、対物レンズ情報は図示しないＰＣ等でメモリ７３に直接データを入力して追加しても良いし、また、図面データや実測データなどから読み込んでも良い。
【００２５】
図４（ｂ）に示すステージ情報テーブルは、記憶されているステージごとに番号を割り当て、それぞれ名称と形状とが記憶されている。割り当てられた番号とリモートコントローラ１０のステージ情報設定スイッチ９７の各ポジションとは対応している。ステージ情報における形状は、circleならば駆動領域が円形であることを示し、squareならば駆動領域が四角形であることを示している。形状がcircleならば駆動領域である円形の半径が記憶される。一方、形状がsquareの場合は、駆動領域の縦方向および横方向の寸法が記憶される。なお、ステージ情報は図示しないＰＣ等でメモリ７３に新たなステージ情報を直接入力して追加しても良いし、また、図面データや実測データなどから読み込んでも良い。
【００２６】
図５は、第１実施形態に係る顕微鏡システム１の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ７０は、内蔵するプログラムにより、ステージ１３が当該フローチャートに示す動作をするようにステージ１３を制御している。なお、ステージ１３の形状はsquareである。
【００２７】
まずＣＰＵ７０がリモートコントローラ１０の対物レンズ情報設定スイッチ９４およびステージ情報設定スイッチ９７のポジションを読み込み、メモリ７３から各ポジションスイッチの位置に対応する対物レンズ情報およびステージ情報を読み込む（Ｓ１００）。具体的にはステージ１３の駆動領域横長Ｘｓと駆動領域縦長Ｙｓ、および対物レンズ１６の半径Ｒｒを読み込む。ＣＰＵ７０は、これらのデータよりステージ１駆動可能Ｘ３の座標Ｘｐ、駆動可能Ｙ座標Ｙｐを次の（１）式および（２）式から算出し（Ｓ１０１）、ステージ１３の現在のＸ座標およびＹ座標を読み込む（Ｓ１０２）。
駆動可能Ｘ座標Ｘｐ＝駆動領域横長Ｘｓ−対物レンズ半径Ｒｒ  …（１）式
駆動可能Ｙ座標Ｙｐ＝駆動領域縦長Ｙｓ−対物レンズ半径Ｒｒ  …（２）式
【００２８】
リモートコントローラ１０からのステージ駆動指令をＣＰＵ７０が受ける（Ｓ１０３）と、ＣＰＵ７０は、駆動方向を確認し（Ｓ１０４）、駆動方向がＸ方向ならば駆動先Ｘ座標Ｘｍと、ステップＳ１０１で算出した駆動可能Ｘ座標Ｘｐとを比較する（Ｓ１０５）。駆動方向がＹ方向ならば駆動先Ｙ座標Ｙｍと、ステップＳ１０１で算出した駆動可能Ｙ座標Ｙｐとを比較する（Ｓ１０６）。ここで駆動先Ｘ座標Ｘｍとは、ステージ１３の現在の座標にモータ２８の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小な移動距離を加えた位置のＸ座標である。同様に駆動先Ｙ座標Ｙｍとはステージ１３の現在の座標にモータ３４の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小な移動距離を加えた位置のＹ座標である。比較の結果、駆動可能Ｘ座標Ｘｐが駆動先Ｘ座標Ｘｍよりも大きい（Ｘｐ＞Ｘｍ）場合、または駆動可能Ｙ座標Ｙｐが駆動先Ｙ座標Ｙｍよりも大きい（Ｙｐ＞Ｙｍ）場合（Ｓ１０６）、ＣＰＵ７０はステージ１３と対物レンズ１６とが衝突しないと判断し、ステージ１３をモータ２８あるいは３４の所定ステップ分あるいは所定回転数分駆動させる（Ｓ１０８）。ステージ１３の駆動後、ＣＰＵ７０はステージ１３の現在のＸ座標、Ｙ座標を改めて読み込み、ステージ駆動指令を受けるまで待機する（Ｓ１０２）。
【００２９】
つまり、ＣＰＵ７０は、例えばリモートコントローラ１０のＸ座標プラススイッチ７９が押下されると、ステージ１３を現在位置からＸ座標のプラス方向へモータ２８の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小距離移動した先の座標を算出し、算出した座標位置にステージ１３を移動させてもステージ１３と対物レンズ１６とが衝突しないと判断すれば所定ステップ分あるいは所定回転数分ステージ１３を移動させる。そして移動先の位置において、依然Ｘ座標プラススイッチ７９が押下された状態であれば、さらに移動先の位置から所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小距離移動した先の座標を算出して同様の計算を繰り返し、ステージ１３を累積的に移動させる。他の方向への移動スイッチ、例えばＹ座標プラススイッチ７６が押下されると、押下された時点の位置からＹ座標のプラス方向にモータ３４の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小距離移動した先の座標を算出し、同様の計算を繰り返し、ステージ１３を累積的に移動させる。
【００３０】
このようなシーケンスでステージ１３を駆動し、ステップＳ１０７で駆動先Ｘ座標Ｘｍが駆動可能Ｘ座標Ｘｐ以上になった場合、あるいは駆動先Ｙ座標Ｙｍが駆動可能Ｙ座標Ｙｐ以上になった場合、ＣＰＵ７０はステージ１３と対物レンズ１６とが衝突すると判断し、ステージ１３を停止する（Ｓ１０９）。この時、観察者に対して、ステージ１３と対物レンズ１６との衝突を避けるためにステージ１３を停止したことをアナウンスするようにしても良い。アナウンスの方法としては、ステージ１３が停止したことをモニタ（図示省略）に表示しても良いし、観察者は観察中なのでブザー等の音で知らせるようにしても良い。ステージ１３の移動の停止後、ＣＰＵ７０はステージ１３の現在のＸ座標、Ｙ座標を改めて読み込み（Ｓ１０８）、ステージ駆動指令を受けるまで待機する。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態においては、ＣＰＵ７０はステージ１３を移動させる場合、現在位置から微小距離の移動先までステージ１３を移動させると移動先において対物レンズ１６と衝突するか否かを判断し、衝突しないならば移動先までステージ１３を移動させる。そして移動先において同様の判断を行い、これを繰り返してステージ１３を移動させる。そして移動先までステージ１３を移動させると対物レンズ１６に衝突してしまうときは、ステージ１３の移動を停止する。こうして、対物レンズ１６とステージ１３との衝突を回避することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態については、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を用いて説明する。
【００３３】
図６は、第２実施形態に係る顕微鏡システム２０１の構成図である。第２実施形態に係る顕微鏡システム２０１は、第１実施形態と同様に、顕微鏡４と、コントロールボックス７と、リモートコントローラ１０とを備えている。顕微鏡４は、第１実施形態と異なり、３本の対物レンズ１６、１７、１８を保持する手動のレボルバ１３３（以下、レボルバ１３３という。）を備えている。レボルバ１３３は手動で回転させることにより、顕微鏡４の観察光路に挿入する対物レンズを切替えることができる。レボルバ１３３は顕微鏡４の図示しない保持部に保持されている。図示しない保持部は、図示しない操作部を手動操作することにより上下動させることができる。したがってレボルバ１３３は保持部とともに上下方向に移動し、同時に対物レンズ１６、１７、１８も上下方向に移動する。これにより観察光路に挿入されている例えば対物レンズ１６を上下動させて試料面に焦点を合わせることができる。
【００３４】
第２実施形態の顕微鏡システム２０１は、図１に示す第１実施形態の顕微鏡システム１の構成に加えて、顕微鏡４にはレボルバ１３３がクリックに入っているか否かを検出するストップセンサ１３６と、ホール素子等を利用して位置を検出するアドレスセンサ１３９とが備えられ、さらにコントロールボックス７には、ストップセンサ１３６およびアドレスセンサ１３９からレボルバ１３３の位置を検出するレボルバ位置検出回路１４５が備えられている。
【００３５】
図７は第２実施形態に係る顕微鏡システム２０１のリモートコントローラ１５０の外観図である。
【００３６】
第２実施形態に係るリモートコントローラ１５０は、図２に示す第１実施形態のリモートコントローラ１０の対物レンズ情報設定スイッチ９４に代えて、レボルバ１３３に保持されている３本の対物レンズ１６、１７、１８の情報をそれぞれＣＰＵ７０に設定する３つの対物レンズ情報設定スイッチ１５７ａ、１５７ｂ、１５７ｃが備えられている。３つの対物レンズ情報設定スイッチ１５７ａ、１５７ｂ、１５７ｃは、それぞれ、レボルバ１３３のアドレス１の対物レンズ情報設定スイッチ１５７ａと、アドレス２の対物レンズ情報設定スイッチ１５７ｂと、アドレス３の対物レンズ情報設定スイッチ１５７ｃとなっている。アドレスごとの対物レンズ情報設定スイッチ１５７ａ、１５７ｂ、１５７ｃ、およびステージ情報設定スイッチ９７はロータリースイッチになっている。メモリ７３には、ロータリースイッチのそれぞれのポジションに対応して、対物レンズの情報およびステージの情報が予め記憶されている。ＣＰＵ７０はレボルバ１３３のアドレスおよびロータリースイッチのポジションを読み出し、メモリ７３から当該アドレスおよびポジションに対応する対物レンズの情報およびステージの情報を読み出すことで、対物レンズの情報およびステージの情報を決定できる。
【００３７】
ＣＰＵ７０は、レボルバ１３３がクリックに入るとストップセンサ１３６からストップ状態を読み、その位置でのアドレスセンサ１３９を読むことで観察光路に挿入されているレボルバ１３３のアドレスを読み出せる。例えば、１本目の対物レンズ１６が観察光路内に挿入されているとすると、リモートコントローラ１５０の対物レンズ情報設定スイッチ１５７ａにより対物レンズ１６の情報がＣＰＵ７０に設定される。
【００３８】
図８は、第２実施形態におけるステージ１５と対物レンズ１６との位置関係を、側方および上方から見た状態を対応させて示す図である。
【００３９】
図８に示すように、ステージ１５の穴１２５の形状は円形であり、開口部は上面１１９側の方が狭く、底面１２２側の方が広く形成され、内側面には段部が形成されている。対物レンズ１６は、先端部が穴１２５の底面１２２よりも高い位置、すなわち穴１２５の内側となる位置まで移動させることができる。ステージ１５は、対物レンズ１６が穴１２５の内側に位置している時、穴１２５の内側面に対物レンズ１６が接触しない範囲でＸ方向およびＹ方向に駆動できる。したがってステージ１５の駆動領域は円形である。
【００４０】
第２実施形態では、対物レンズ１６が図８に示す状態、すなわち対物レンズ１６の先端部が穴１２５の底面１２２よりも高い位置で、底面１２２側の広い方の開口部の内側に位置している状態において、対物レンズ１６の先端部を通る水平ライン１６ａ（図８参照）が対物レンズ１６の作動距離となっている。メモリ７３には、水平ライン１６ａで示す基準位置でのステージ１５の駆動領域半径Ｒｓの寸法が記憶されている。また、対物レンズ１６の半径Ｒｒもメモリ７３に記憶されている。原点センサ２２はステージ１５の駆動領域の中心点に設置され、このときステージ１５のＸ座標、Ｙ座標をともに０（零）とする。また、図８の対物レンズ１６およびステージ１５を上方から見た図において、紙面右方向がＸ座標のプラス方向、左方向がＸ座標のマイナス方向、紙面上方向がＹ座標のプラス方向、紙面下方向がＹ座標のマイナス方向となっている。
【００４１】
第２実施形態においては、メモリ７３に記憶されている対物レンズ情報テーブルおよびステージ情報テーブルは図４（ａ）、（ｂ）に示す内容となっており、第１実施形態と同様である。レボルバ１３３に保持されている対物レンズ１６、１７、１８はそれぞれ図４（ａ）の番号１、２、３に対応しており、半径が異なるものである。また、ステージ１５は図４（ｂ）の番号１に対応するものである。なお、対物レンズ情報およびステージ情報は、図示しないＰＣ等でメモリ７３に新たな情報を直接入力して追加しても良いし、図面データや実測データなどから読み込んでも良い。
【００４２】
図９は、第２実施形態に係る顕微鏡システム２０１の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ７０は、内蔵するプログラムにより、ステージ１５が当該フローチャートに示す動作をするように制御している。
【００４３】
まず、ＣＰＵ７０はレボルバ１３３の現在のアドレスを読み込む（Ｓ２００）。例えば現在のアドレスが１だとすると、ＣＰＵ７０はリモートコントローラ１５０の対物レンズ情報設定スイッチ１５７ａを読み込む。ＣＰＵ７０はさらにステージ情報設定スイッチ９７のポジション位置を読み込み、メモリ７３から対応するステージ１５の形状（circle）と、駆動領域半径Ｒｓと、レボルバ１３３の現在のアドレスに登録されている対物レンズ半径Ｒｒを読み込む（Ｓ２０１）。読み込んだ駆動領域半径Ｒｓおよび対物レンズ半径Ｒｒから駆動可能半径Ｒｐを次の（３）式から算出し（Ｓ２０２）、ステージ１５の現在のＸ座標、Ｙ座標を読み込む（Ｓ２０３）。
駆動可能半径Ｒｐ＝駆動領域半径Ｒｓ−対物レンズ半径Ｒｒ  …  （３）式
【００４４】
レボルバ１３３を回転させた場合（Ｓ２０４）、レボルバ１３３がクリックで停止したら（Ｓ２０５）レボルバ１３３のアドレスを再度読み込み（Ｓ２０６）、アドレスが変わっていないか確認する（Ｓ２０７）。アドレスが変わっている場合、ステップＳ２０１に戻り、メモリ７３に記憶してあるステージ１５の駆動領域半径Ｒｓおよび現在のアドレスに登録されている対物レンズ（例えば対物レンズ１７）の半径Ｒｒを読み込む。ステップＳ２０４でレボルバ１３３を回転させていない場合、およびステップＳ２０７でアドレスが変わっていない場合は、次のステップに進む。
【００４５】
ＣＰＵ７０はリモートコントローラ１５０からのステージ駆動指令を受けると（Ｓ２０８）、以下に示す（４）式のピタゴラスの定理より駆動先座標から駆動先半径Ｒｍを算出し、ステップＳ２０２で算出した駆動可能半径Ｒｐと比較する（Ｓ２０９）。ここで駆動先座標とは、ステージ１５の現在の座標にモータ２８あるいは３４の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小な移動距離を加えた位置の座標である。したがって（４）式で求められる駆動先半径Ｒｍとは、原点から駆動先座標までの距離である。ＣＰＵ７０はステップＳ２０９においてこの距離を半径とする円とステージ１５の駆動可能半径Ｒｐとを比較している。
駆動先半径（Ｒｍ）２＝駆動先Ｘ座標（Ｐｘ）２＋駆動先Ｙ座標（Ｐｙ）２  …（４）式
【００４６】
駆動可能半径Ｒｐと駆動先半径Ｒｍとを比較した結果、駆動可能半径Ｒｐが駆動先半径Ｒｍよりも大きい場合（Ｒｐ＞Ｒｍ）（Ｓ２１０）、ＣＰＵ７０はステージ１５と対物レンズ１６とが衝突しないと判断し、ステージ１５をモータ２８あるいは３４の所定ステップ分あるいは所定回転数分駆動させる（Ｓ２１１）。ステージ１５の駆動後、ＣＰＵ７０はステージ１５の現在のＸ座標、Ｙ座標を改めて読み込み、レボルバ１３３が回転するかステージ駆動指令を受けるまで待機する。
【００４７】
つまり、ＣＰＵ７０は、例えばリモートコントローラ１０のＸ座標プラススイッチ７９が押下されると、ステージ１５を現在位置からＸ座標のプラス方向へモータ２８の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小距離移動した先の座標を算出し、算出した座標位置にステージ１５を移動させてもステージ１５と対物レンズ１６とが衝突しないと判断すれば所定ステップ分あるいは所定回転数分ステージ１５を移動させる。そして移動先の位置において、依然Ｘ座標プラススイッチ７９が押下された状態であれば、さらに移動先の位置から所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小距離移動した先の座標を算出して同様の計算を繰り返し、ステージ１５を累積的に移動させる。他の方向への移動スイッチ、例えばＹ座標プラススイッチ７６が押下されると、押下された時点の位置からＹ座標のプラス方向にモータ３４の所定ステップ分あるいは所定回転数分に対応する微小距離移動した先の座標を算出し、同様の計算を繰り返し、ステージ１５を累積的に移動させる。
【００４８】
このようなシーケンスでステージ１３を駆動し、ステップＳ２１０で駆動先半径Ｒｍが駆動可能半径Ｒｐ以上となった場合（Ｒｐ≦Ｒｍ）、ＣＰＵ７０はステージ１５と対物レンズ１６とが衝突すると判断し、ステージ１５を停止する（Ｓ２１２）。この時、観察者に対して、ステージ１５と対物レンズ１６との衝突を避けるためにステージ１５を停止したことをアナウンスするようにしても良い。アナウンスの方法としては、ステージ１５が停止したことをモニタ（図示省略）に表示しても良いし、観察者は観察中なのでブザー等の音で知らせるようにしても良い。ステージ１５の移動の停止後、ＣＰＵ７０はステージ１５の現在のＸ座標、Ｙ座標を改めて読み込み、レボルバ１３３が回転するかステージ駆動指令を受けるまで待機する。
【００４９】
このように、第２実施形態によれば、レボルバ１３３で観察光路内に挿入されている対物レンズ１６を他の対物レンズ１７に切替えたときも、ＣＰＵ７０は切替え後の対物レンズ１７の情報をメモリ７３から読み出し、ステージ１５を駆動させても切替え後の対物レンズ１７がステージ１５と衝突しないようにステージ１５の駆動を制御するので、対物レンズ１７とステージ１５との衝突を防止することができる。
【００５０】
以上説明したように、第１および第２実施形態によれば、ステージを駆動させても対物レンズとステージとが衝突することを回避することができる。したがって、観察者は対物レンズとステージとの衝突の危険性を考慮することなく観察に集中することができる。
【００５１】
また、第１および第２実施形態の顕微鏡システムは、メモリ７３に記憶しているステージの形状および寸法のデータを変更あるいは追加することで様々な形状および寸法のステージに対応することができるため、汎用性の高い顕微鏡システムを提供することができる。
【００５２】
なお、第１実施形態および第２実施形態においては、ステージあるいはレボルバの駆動指示をリモートコントローラで行ったが、コントロールボックスにＲＳ２３２ＣやＵＳＢ等の通信機能を備えることによりＰＣ（図示省略）から通信コマンドによる制御命令で駆動させることも可能である。
【００５３】
このように本発明の構成は上記第１および第２実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１、２０１  顕微鏡システム
４  顕微鏡
７  コントロールボックス
１０、１５０  リモートコントローラ
１３、１５  電動ステージ
１６、１７、１８  対物レンズ
５５  ステージＸ座標制御回路
５８  ステージＹ座標制御回路
７０  ＣＰＵ
７３  メモリ
７６  Ｙ座標プラススイッチ
７９  Ｘ座標マイナススイッチ
８２  Ｙ座標プラススイッチ
８５  Ｘ座標マイナススイッチ
９４、１５７  対物レンズ情報設定スイッチ
９７  ステージ情報設定スイッチ
１００  胴体部
１０３  突出部
１１２  平面部
１２４  穴
１３３  手動レボルバ
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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