(57)【要約】  顕微鏡用スライド給送ユニットが底板；マガジン側板に固定した歯付きラック；および開いたマガジン側面に垂直なスライド案内要素を有するスライドマガジンを含む。このユニットは、更に、対向する側板を含むマガジン受けトラフを有するマガジン移動機構を含む。このトラフによって支持された二つの回転軸がこれらのトラフ側板に沿って伸びる。マガジンを進める給送歯車がこれらの側板によって支持され、この歯付きマガジンラックと噛合ってもよい。これらの側板に保持された持上げ歯車がピンを有し、それらに載せてマガジンを上げ下げする。駆動ウォーム歯車がこれらの軸によって回転され、給送歯車および持上げ歯車と噛合う。このユニットは、このマガジンからスライドを取出すためにこのマガジンの進行方向と垂直に変位可能なロボットアームを有するスライド給送装置も含む。
2007516451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡用スライド給送ユニットであって
（ａ）スライドを受けるためのマガジンで；
（１）底板
（２）二つの端板；
（３）側壁；
（４）開いた側面；
（５）上記側壁の外部に固定し且つ上記底板と平行な歯付きラック；および
（６）上記開いた側面に垂直に向いたスライド案内要素を含むマガジン；  
（ｂ）マガジン移動機構で；
（１）上記底板および上記端壁と嵌合い関係に上記マガジンを受けるためのトラフで；各々開口を備える、対向する側板を有するトラフ；
（２）上記トラフによって回転可能に支持され且つ、ぞれぞれ、上記側板に沿って伸びる二つの軸；
（３）上記軸を回転するための第１駆動手段；
（４）上記側板のそれぞれの上記開口で回転可能に支持され且つ上記マガジンを進行方向に進めるために上記歯付きラックと噛合うようになっている給送歯車；
（５）上記側板に回転可能に保持され且つ上記側板の内面と実質的に共平面の内面を有する持上げ歯車で；各持上げ歯車がこの持上げ歯車直径の対向する端に配置され且つそれぞれの持上げ歯車の上記面に垂直に向いた二つのピンを有する持上げ歯車；並びに
（６）上記軸によって回転され且つ上記給送歯車および上記持上げ歯車と噛合う駆動ウォーム歯車を含むマガジン；並びに
（ｃ）上記トラフを横断するスライド給送装置で
（１）上記マガジンからスライドを取出すために上記マガジンの上記進行方向と垂直に変位可能なロボットアーム；および
（２）上記ロボットアームを動かすための第２駆動手段を含む給送装置を含むスライド給送ユニット。
【請求項２】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、このマガジン移動機構が傾斜位置に配置してあり、これらのマガジンが後方に傾斜し、それらの底板が水平面に関して約１０ないし４５°の角度を成すユニット。
【請求項３】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記スライド案内要素が上記マガジンの上記底板上に配置したレールを含むユニット。
【請求項４】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記第２駆動手段がモータおよび上記モータによって回転される制御スピンドルを含むユニット。
【請求項５】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記第２駆動手段が、更に、上記モータを上記制御スピンドルに結合するリミットスイッチを含むユニット。
【請求項６】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記モータがモータ軸を有し；更に、上記リミットスイッチが
（ａ）上記モータ軸に固着したスリーブ；
（ｂ）上記スリーブの外に巻き且つ外曲げ終端を有するつる巻きばね；および
（ｃ）上記外曲げ終端に力を伝達するように接続され且つ上記制御スピンドルに結合した従動円板を含むユニット。
【請求項７】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記ロボットアームがこれらのスライドを動かすために前および後アームを含むユニット。
【請求項８】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記スライド給送装置がこれらのスライドをクランプするために抑え付け板を含み；上記抑え付け板が上記ロボットアームに関して揺動運動を行うために上記ロボットアームに留め付けてあるユニット。
【請求項９】
請求項８で定義するスライド給送ユニットであって、更に、上記抑え付け板の運動を制御するために上記ロボットアームに固着したドグを含むユニット。
【請求項１０】
請求項１で定義するスライド給送ユニットに於いて、上記マガジン移動装置が、更に、上記マガジンを垂直に案内するために上記トラフの上記側板に取付けたレールを含むユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動走査顕微鏡用スライド給送ユニットに関し、この供給ユニットは、スライドマガジン、マガジン移動機構およびスライド給送装置を含む。
【背景技術】
【０００２】
病理学研究の分野に於いて、および日常の医療行為に於いても、検査結果の対話式相談の可能性についての要求は勿論、複雑なデータの処理、レコード保管およびアーカイブシステムの応用についての要求が絶えず増大している。
【０００３】
大抵の開発は、既存の顕微鏡を上に略述した種類のシステムに統合することに向けられていたが、そのような統合は、そのような設計の顕微鏡の特殊性を考えれば、手動検査で十分証明された顕微鏡の限られた範囲にだけ可能である。例えば、ディジタル処理に固有の速度を利用するためには、明らかに、高性能、自動スライドディジタル化顕微鏡の要求を満たせるスライド給送システムが必要である。これらの理由で、顕微鏡スライドの自動給送（供与）をもたらす解決策が開発された。
【０００４】
国際特許出願ＷＯ９７３９３４８は、顕微鏡スライドを垂直方向に運搬する問題に関する解決策を提案する。この運搬機構は、１対の垂直に並べて配置したベルトを含む。各ベルトは、このベルト面に対して櫛状模様に向いた板を備える。これらのベルトは、二つのベルト間で互いに向き合った板が常に同方向（上方または下方）に動くように、反対回転方向に駆動される。それで、運搬中、板の対を形成する二つの板によって支持されたスライドは、実質的に水平の向きで上げられるか、下げられるかである。この板対の板が分れる位置で、このスライドは、板対から滑り出て、例えば、別のスライドの上に堆積するか、または保管箱の中へ落ちることができる。
【０００５】
しかし、上に説明した解決策は、試料の正しい位置決めを保証せず、更に、垂直輸送方向のために、そのような解決策は、運搬方向が垂直であるために、与えられた、光学顕微鏡装置の場合に使うことができない。
【０００６】
国際特許出願ＷＯ０２１４８７７は、顕微鏡スライドを保管し、運搬し、配置しおよび準備するための装置に関する。説明したスライド列準備装置（それは、例えば、スライドに生物学的試料を付けるための装置でもよい）は、− 関連する保管ユニットから取出した− スライドを、この装置の一部を形成する作業台のレベルまで上げるエレベータユニットを含む。その位置で調節機構によってスライドを所望の向きにする。その後、スタンド上を変位可能であり、且つスライドを固定するための真空チャックを含む、載置ユニットがスライドを個々に取出し、それらを列の形に組織化する。
【０００７】
主としてスライド列をプリントするために開発した、上に略述した装置は、時間集約的人間労働を除くことに加えて、スライドの手動位置決めに由来する間違いの可能性を除去するという重要な利点を有する。しかし、この装置は、全体として嵩張り、そのユニットは、スライドがプリンタに滞留する間に、行うべきそれらの仕事に最適化した複雑な機械的装置である。それで、そのような装置は、他の用途分野では十分な動作速度を保証しないだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の目的は、高性能自動走査顕微鏡の要求を満たすことができ、改良したスライド給送ユニットで、先に説明した種類の従来の給送システムで可能であったより実質的に速い動作を保証し且つ広い用途に、既存の自動走査顕微鏡の場合にも、適合させたユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の原理は、歯付きラックをスライドマガジンの側面に、給送歯車と噛合い関係に取付けることによって、駆動ウォームおよび歯車によって、簡単で操作上安全な機械的給送装置を提供できるという認識に基づく。更に、これらの給送歯車の一部品は、マガジンを上げ下げするピンを有する持上げ歯車として構成してある。また、スライドを操作するために、ロボットアームを含むスライド給送装置を提供する。
【００１０】
従って、上述の目的および、この明細書が進むにつれて明らかになる、その他の目的は、この発明によって達成され、この発明によれば、簡単に言えば、この顕微鏡用スライド給送ユニットは、底板；二つの端板；側壁；開いた側面；上記側壁の外部に固定し且つこの底板と平行な歯付きラック；およびこの開いた側面に垂直に向いたスライド案内要素を含むスライドマガジンを含む。このユニットは、更に、マガジン底板およびマガジン端壁と嵌合い関係にこのマガジンを受けるためのトラフを有するマガジン移動機構を含む。このトラフは、各々開口を備える、対向する側板を有する。このマガジン移動機構は、更に、このトラフによって回転可能に支持され且つ、ぞれぞれ、トラフ側板に沿って伸びる二つの軸；これらの軸を回転するための駆動装置；これらの側板のそれぞれの開口で回転可能に支持され且つこのマガジンを進行方向に進めるために歯付きラックと噛合うようになっている給送歯車；これらの側板の内面と実質的に共平面の側板に回転可能に保持された持上げ歯車を有する。各持上げ歯車は、持上げ歯車面に垂直に向いたピンを有する。側板の一つに支持された持上げ歯車上のピンは、他の側板に支持された持上げ歯車上のピンと整列している。駆動ウォーム歯車がこれらの軸によって回転され且つこれらの給送歯車およびこれらの持上げ歯車と噛合う。このユニットは、トラフを横断し、このマガジンからスライドを取出すためにこのマガジンの進行方向と垂直に変位可能なロボットアーム；およびこのロボットアームを動かすための駆動装置を有するスライド給送装置も含む。この発明の有利な特徴によれば、このマガジン移動機構は、傾斜位置に配置してあり、そこでこれらのマガジンは後方に傾斜し、それらの底板は水平面に関して約１０ないし４５°の角度を成す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の別の有利な特徴によれば、これらのスライド案内要素は、スライドを密接して並べて縦に直立した姿勢で保管でき且つこのロボットアームによってマガジンから容易に抜出せることを保証するために、このマガジンの底板に設けたレールによって構成する。
【００１２】
このロボットアーム用駆動要素は、モータおよびこのモータに力制限軸スイッチ（リミットスイッチ）によって適宜結合した制御スピンドルを含むのが都合がよい。この様にして、モータの回転を制御スピンドルへ伝えることができ、およびこの制御スピンドルの回転が妨げられる（例えば、ロボットアームが故障し、またはその移動経路の端に達する）場合は、このリミットスイッチがモータを制御スピンドルから切離し、それでこのモータは、自由にその回転を続けることができる。
【００１３】
このリミットスイッチは、モータ軸にキー止めしたスリーブ、このスリーブの外部に巻き付けたつる巻きばねおよびこのつる巻きばねの外曲げ終端と協同する従動円板を含むのが都合がよい。
【００１４】
この発明の別の有利な特徴によれば、このロボットアームは、前および後スライド移動アームを含む。更に、このロボットアームは、適宜、これら二つのスライド移動アームの間に配置した揺動抑え付け板も有する。この様にして、これらのスライドは、二つのアームの間に配置してあり且つこの抑え付け板によってクランプされるので、このロボットアームの縦軸に沿って動かすことができる。この抑え付け板の上げ下げは、この抑え付け板を支持しおよび次に前進するスライドを解放できるように、このロボットアームに固着したドグによって都合よく制御する。
【００１５】
この発明の更に別の有利な特徴によれば、このマガジン移動機構のトラフの側壁は、これらのマガジンを垂直に案内する、垂直に向いたレールを有する。そのような構成によって、複数の重ね合せたマガジンをこれらのレールの間に配置することができる。次にこれらのマガジンを自動的にマガジン移動機構へ送ることができる。
【実施例】
【００１６】
図１は、顕微鏡スライド２を受ける、この発明に従って構成した顕微鏡スライドマガジン１を示す。このマガジン１は、底板３、側壁４および二つの端壁５を有する。底板３の上面６は、レール６を備え、その間にこのマガジン１の開いた側面からスライド２を挿入することができる。側壁４は、歯付きラック７を備える。
【００１７】
図２は、底板９と対向する側板１０でできたトラフ８を含むマガジン移動装置を示す。このトラフ８は、マガジン壁５をトラフ板１０に垂直にしてトラフ８に挿入したマガジン１がこのトラフ８の内部構造に嵌るような寸法にしてある。サーボモータ１１で駆動する軸１２が側板１０の一つの外部に配置してあり且つそれに沿って、それと平行に伸びる。この軸１２は、側板１０に設けた開口に回転可能に支持した、それぞれのピニオン１４と噛合う二つの同相のウォーム歯車１３を含む。各側板１０に２対の持上げ歯車１５が取付けてあり；それらの回転軸は、側板１０に垂直に向いている。各持上げ歯車１５は、そのトラフ８の内側の方にむいた面に、この持上げ歯車面から垂直に伸び且つこの持上げ歯車直径の反対端に位置する、二つのピン１６を備える。側板１０に、マガジン１を垂直に案内するレール１７が固着してある。スライド給送装置１８が２対のレール１７の間のスペースで側板１０と交差する。このスライド給送装置１８は、側板１０と垂直に向いている。
【００１８】
図３は、図２の実施例による持上げ歯車１５のための駆動システムを別に示す。トラフ８の一端に、底板９の下に、サーボモータ１９が配置してあり、その軸は、二つの伝動歯車２１と噛合う平歯車２０を支持し、その二つの歯車は、この平歯車２０に沿って互いに円周方向に離間している。次に、この伝動歯車２１は、それぞれの軸２２の端に取付けたそれぞれのピニオン２３と噛合う。各軸２２に、駆動ウォーム歯車２４が固着してある。各軸上の二つの隣接するウォーム歯車２４は、反対ピッチのウォーム歯車対を形成する。図２に関連して先に言及したそれぞれの持上げ歯車１５は、この駆動ウォーム歯車２４と噛合う。
【００１９】
このマガジン移動機構を傾斜位置に配置し、これらのマガジンが後方に傾斜し、それらの底板が水平面に関して約１０ないし４５°角度を成すと都合がよい。この場合、スライドを整合する必要がなく、それらをマガジンに挿入すれば、それらが自動的に正しい位置を採る。これは、一方で取扱いが簡単であり、他方で操作が安全である結果となる。
【００２０】
更に、回転マガジンのようにデッドスポットが必要ない。A Therte は、６枚のスライドを受ける回転マガジンに約１８枚のスライドの容積が必要である。
【００２１】
以下の説明で、マガジン移動機構の作用を述べる。
【００２２】
図２に戻って、マガジン１をトラフ８の一端に位置する案内レールの間に置き、その後、図４に示すように、持上げ歯車１５を回転すると、下降するピン１６によってトラフ８の底まで下げる。それで、マガジン１の下降が始るとき、ピン１６によって決る持上げ歯車１５の直径が案内レール１７と平行であり；最低マガジン１を持上げ歯車１５の上ピン１６によって支持する。次に、反対ピッチの駆動ウォーム歯車２４が持上げ歯車１５を矢印２５で示すように反対方向に回転する。持上げ歯車１５の半回転中に、ピン１６上に支持された最低マガジン１は、トラフ８の底に沈む。
【００２３】
その後、この最低マガジン１は、マガジン移動装置によってスライド給送機構１８へおよび次にトラフ８の反対端に位置するレール１７へ進められ、そこで、先に説明した下降機構の動作を逆にすることによって、マガジン１をトラフ８から持上げることができる。マガジン１の縦方向変位は、トラフ８の側板１０に支持した給送歯車１４およびマガジン１の側壁４に配置した歯付きラック７によって行う。サーボモータ１１によって回転する軸１２上に作った駆動ウォーム歯車１３は、給送歯車１４を駆動し、それが歯付きラック７との噛合いによりマガジン１を進める。
【００２４】
次に、図５ないし図１０を参照してスライド給送機構１８を詳しく説明する。
【００２５】
図５を参照して、そこに示すスライド給送機構１８は、可逆モータ２６、制御スピンドル２７が作る駆動要素およびロボットアーム２８を含む。このロボットアーム２８は、それぞれ、互いからスライド２の幅に相当する距離に離れた、後および前アーム２９および３０を有する。アーム２９と３０の間に、抑え付け板３１があり、それは、ロボットアーム２８に垂直に向いた水平軸の周りに揺動運動ができるように、ロボットアーム２８に取付けてある。運動中のスライドを支持するために、フォーク３２がこの抑え付け板３１の下縁に配置してある。ロボットアーム２８は、このロボットアーム２８に沿って縦に互いから離れた二つのドグ３３および３４を坦持する。ドグ３４は、ロボットアーム２８の自由端近くに位置し、一方ドグ３３は、それから遠くに配置してある。抑え付け板３１のロボットアーム２８への取付け（その側は前アーム３０の方を向いている）と反対側に、ドグ３３を受けるために、制御トラック３５が配置してある。
【００２６】
図６および図７は、それぞれ、ロボットアーム２８を完全に引込めたおよび完全に伸した、スライド給送機構１８を描く。ロボットアーム２８を完全に引込めた位置で、ドグ３３が抑え付け板３１の制御トラック３５に導入され、一方ロボットアーム２８を完全に伸した状態では、抑え付け板３１の下縁がドグ３４で支持され、フォーク３２がこの支持点と後アーム２９の間に位置する。
【００２７】
可逆モータ２６は、図８に詳しく示すリミットスイッチによって制御スピンドル２７に接続してある。このリミットスイッチは、モータ２６の軸に固着したスリーブ３６、このスリーブ３６の外部に初張力を掛けた状態で巻いたつる巻きばね３７およびこのつる巻きばね３７の外曲げ端３８と協同する従動円板３９を含む。この従動円板３９は、二つの突当て４０を備え、且つ制御スピンドル２７の軸受４１に接続してある。この軸受４１は、真の中央回転運動を保証するために深溝ボールベアリングであるのが好ましい。
【００２８】
以下の説明でこのリミットスイッチの作用を述べる。
【００２９】
モータ２６によってスリーブ３６を回転すると、つる巻きばね３７の端３８の一つが、回転方向に位置する従動円板３９の突当て４０に押付けられる。その結果、円板３９が回転を始め、この回転が制御スピンドル２７に伝えられる。ロボットアーム２８によって動かされるスライド２の前進が妨げられる場合、円板３９が止り、それでつる巻きばね３７の外曲げ端を動かなくし、そこで後者がそのバイアスをなくし、それでスリーブ３６から切離されて、モータ２６が自由にその回転を続けられる。
【００３０】
図９および図１０は、ロボットアーム２８がマガジン１からスライド２を顕微鏡のスライドホルダ４２の中へ移動するときの作用を概略的に示す。ロボットアーム２８の後および前アーム２９および３０並びにアーム２９、３０の間に配置した抑え付け板３１を図９および図１０の両方に示す。抑え付け板３１の上角を４３で指し、一方その下縁を４４で指す。ロボットアーム２８が伸びると、モータ２６は、リミットスイッチの媒介によってねじ付き制御スピンドル２７を回転する。その結果、制御スピンドル２７が後アーム２９、前アーム３０および抑え付け板３１をスライド給送機構１８の外端の方へ動かす。この構成のために、後および前アーム２９、３０の間に位置し且つ抑え付け板３１によってクランプされたスライド２がマガジン１からスライドホルダ４２の中へ挿入される。後者は、スライド２が画像ディジタル化中に顕微鏡対物レンズの前へ変位することを可能にする。直角三角形の斜辺ＡおよびＢが抑え付け板３１の上角４３の移動した経路を示す。抑え付け板３１がスライド給送機構１８の端の方へ動き始めると、ドグ３３は、制御トラック３５に沿って移動し、それが抑え付け板３１の上角４３を斜辺Ａに沿って沈ませ、それでその下縁４４がスライド２を押下げる。制御スピンドル２７が回転し続けると、抑え付け板３１の取付けた端が前ドグ３４に達し、次にその下縁４４がドグ３４に乗上げ、それで抑え付け板３１の上角４３が斜辺Ｂに沿って上がり、スライド２を解放し、それでそれがスライドホルダ４２に入る。次に、モータ２６の回転を反転し、ロボットアーム２８を引込め、およびやはり、制御スピンドル２７を反対方向に回転する。その結果、制御スピンドル２７が、抑え付け板３１は勿論、後および前アーム２９、３０を後方に駆動する。
【００３１】
この発明による構成は、技術の現状に関して多くの利点を有し：この装置の構成および使用法は簡単で、この発明はスライド給送ユニットのために取扱い容易で信頼性のある構成要素を提供する。
【００３２】
更なる利点は、使用すべきマガジン既に使った他のものが常にスライド給送装置の異なる側にあることである。この様にして、これらのマガジンは、混同する筈がなく、その上それらをこの装置の動作中に給送しまたは取出すことができる。
【００３３】
このマガジンの歯付きラックは、スライドの効果的局所化を保証する。マガジンの生産中、即ち、約１％の寸法許容差が予想されるかも知れない。これは、与えられた底面に多くのスライドを置くとき、最後のスライドに１ｍｍのずれが起るかも知れず、それでその結果としてこの給送装置が間違ったスライドを取るだろうことを意味する。それに反して、これらの寸法公差は、スライド案内要素に対するラックの歯の関係に何の影響も与えず、従って、寸法公差が比較的大きい場合でも、給送装置を常に正しいスライドに位置付ける。
【００３４】
上記の理由から、スライドを、誤給送のリスクなしに、マガジンの中に互いに非常に接近して配置することができる。スライド間の隙間は、１ｍｍ程に小さくてもよい。この様にして、かなり小さいマガジン（１２０ｍｍ×８０ｍｍ×３０ｍｍ）が５０枚のスライドを収容することができる。
【００３５】
本発明の上記説明は、種々の修正、変形および改作が可能であり、それでそれらを添付の請求項の均等物の意味および範囲内に包含することを意図することが分るだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明によるスライドマガジンの部分破断透視図である。
【図２】この発明によるマガジン移動機構の透視図である。
【図３】スライドマガジンを垂直に移動するための図２に示す機構の一部を形成する歯車装置の透視図である。
【図４】スライドマガジンのマガジン移動機構の中への降下を示す、概略側面立面図である。
【図５】この発明によるスライド給送装置の透視図である。
【図６】ロボットアームを完全に引込めて示す、図５に示すスライド給送装置の側面立面図である。
【図７】ロボットアームを完全に伸して示す、図５に示すスライド給送装置の側面立面図である。
【図８】このスライド給送装置の一部を形成するリミットスイッチの透視図である。
【図９】ロボットアームがスライドを回収するときを描く、側面立面図である。
【図１０】ロボットアームがスライドをマガジンから顕微鏡のスライドホルダの中へ進めるときを描く、側面立面図である。
【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】
2007516451.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007516451.tif 000011
【図１０】
2007516451.tif 000012
【国際調査報告】
2007516451.tif 000013
2007516451.tif 000014
2007516451.tif 000015