(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置するためのステージと、
前記試料の拡大、縮小像を投影する光学系と、
前記ステージおよび前記光学系を覆うカバーと、
該カバーの一部となっている開閉部材と、
該開閉部材の開閉状態を検知するための検知部と、
前記ステージを移動させるためのステージ駆動部と、
前記試料に麻酔を施すための麻酔装置と、
該麻酔装置から前記試料へ麻酔を供給するためのチューブと、
該チューブを前記ステージに取り付けるための取付け部材と、
該取付け部材と前記麻酔装置の間に配置された前記チューブを保持する保持部材とを有し、
前記ステージは、前記検知部により前記開閉部材が開いていることが検知された場合に限り、前記ステージ駆動部により前記開閉部材によって遮蔽されていた前記カバーの開口部から前記カバーの外側へ移動可能であり、
前記チューブは、前記ステージが前記搬入・搬出動作を実行した場合にもストレスなく保持される観察装置。
【請求項２】
前記ステージ駆動部が、前記ステージを前記カバー内部から前記開口部より外側の所定の位置まで突出させる搬出動作および前記開口部の外側から前記カバー内部の所定位置へ引き込む搬入動作を行う請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記ステージの少なくとも搬出位置を記憶する記憶部を有し、
前記ステージを前記カバーの外側へ搬出する際に、前記記憶部に記憶された搬出先位置に搬出する請求項２に記載の観察装置。
【請求項４】
前記ステージの少なくとも搬入位置を記憶する記憶部を有し、
前記ステージを前記カバーの内部へ搬入する際に、前記記憶部に記憶された搬入先位置に搬入する請求項２に記載の観察装置。
【請求項５】
前記保持部材が回転式の巻き取り機構である請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料像を拡大もしくは縮小して表示する観察装置に関し、特に試料および観察光学系が箱状の外装で覆われ閉じられた空間に配置された観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料を始めとして対物レンズ等の光学系部材、観察像を撮影するためのカメラなど観察に必要な種々の部材を箱状の外装によって覆われた観察装置において、試料の交換や、新しい試料を搭載しようとすると、外装の一部に設けた扉等の開閉部を開けて、その開口部から手を入れて内部のステージ上に配置することになる。
【０００３】
これに対し、試料交換を容易にした顕微鏡が提案されている。
例えば、特許文献１に開示されている顕微鏡は、試料を搭載するトレイがワンタッチで自動的に装置の外部へ出てくるため、容易に試料を搭載できる。また、搭載後もワンタッチで装置内部の観察位置へ移動させることができるため、ユーザは試料交換にわずらわされることなく観察を継続できる。
【特許文献１】特開２００４−２１００６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、特許文献１に開示された顕微鏡においては、基本的にプレパラート標本のような小型の試料を対象としている。ねずみ等の小動物を観察するための観察装置に適用した場合、トレイ自体のサイズも大きくなり、またステージのＸＹＺ駆動範囲が広くなることから装置は大型化する。その場合、外装に設けられたスリットからトレイを突出させると、突出位置が固定となっているため、顕微鏡の設置状況によっては、ユーザが作業しにくい場所に突出させてしまうことがある。また、生きたままの標本を観察する用途においては、観察中に容態に変化がないか等をこまめに調査する必要があるが、トレイが突出する際にスリットを塞ぐ蓋を押して出てくる構造では、観察状態における装置内部の状況を窺い知ることができないという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、単純な構成で、装置内部の状況を把握でき、かつ試料交換時の作業性の向上に寄与し得るようにした観察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】
【０００６】
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、試料を載置するためのステージと、前記試料の拡大、縮小像を投影する光学系と、前記ステージおよび前記光学系を覆うカバーと、該カバーの一部となっている開閉部材と、該開閉部材の開閉状態を検知するための検知部と、前記ステージを移動させるためのステージ駆動部と、前記試料に麻酔を施すための麻酔装置と、該麻酔装置から前記試料へ麻酔を供給するためのチューブと、該チューブを前記ステージに取り付けるための取付け部材と、該取付け部材と前記麻酔装置の間に配置された前記チューブを保持する保持部材とを有し、前記ステージは、前記検知部により前記開閉部材が開いていることが検知された場合に限り、前記ステージ駆動部により前記開閉部材によって遮蔽されていた前記カバーの開口部から前記カバーの外側へ移動可能であり、前記チューブは、前記ステージが前記搬入・搬出動作を実行した場合にもストレスなく保持される観察装置を提供する。
【０００７】
上記発明においては、前記ステージ駆動部が、前記ステージを前記カバー内部から前記開口部より外側の所定の位置まで突出させる搬出動作および前記開口部の外側から前記カバー内部の所定位置へ引き込む搬入動作を行うこととしてもよい。
【０００８】
また、上記発明においては、前記ステージの少なくとも搬出位置を記憶する記憶部を有し、前記ステージを前記カバーの外側へ搬出する際に、前記記憶部に記憶された搬出先位置に搬出することとしてもよい。
【０００９】
また、上記発明においては、前記ステージの少なくとも搬入位置を記憶する記憶部を有し、前記ステージを前記カバーの内部へ搬入する際に、前記記憶部に記憶された搬入先位置に搬入することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、密閉された空間に試料を配置して外部からその観察像を観察し、装置内部へのアクセスが扉によって制限される観察装置において、試料を載置するＸＹステージの移動範囲が装置の外装に開閉可能に設置された開口部よりも外側にまであり、ＸＹステージを開口部外まで自動的に移動させることにより、試料交換および新規載置、試料への処置を実施する際のユーザの負担を軽減できる。また、さらに元の観察位置まで迅速に戻すことができるため、様々な試料を扱う観察が迅速かつ容易に実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の実施形態に係る観察装置について、図１〜図８を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る観察装置は、図１に示されるように、観察装置本体１と、該観察装置本体１にケーブル２１，２２を介してそれぞれ接続された制御部であるシステムコントローラ２およびステージコントローラ３と、該システムコントローラ２およびステージコントローラ３にＲＳ２３２Ｃケーブル２３，２４を介して接続されたコンピュータ５とを備えている。
【００１３】
また、観察装置には、光ファイバ２５を介して照明光を供給する照明装置４が備えられている。該照明装置４には、光源となるランプ１０１と特定の波長域のみを透過する特性を持つ励起フィルタ１０２および照明光を遮断するためのシャッタ１０３が配置されている。なお、励起フィルタ１０２は複数配置されており、光軸上に任意の一つを配置可能となっている。照明装置４は、コンピュータ５とＬＡＮケーブル２６により接続され、コンピュータ５から制御可能に構成されている。さらに観察像の撮像手段としてＣＣＤを備えるデジタルカメラ９が観察措置本体１内に配置されている。デジタルカメラ９は、ケーブル２７によりコンピュータ５に接続されている。
【００１４】
観察装置本体１は、外装ケース６により全体が覆われており、観察装置外からの光（外光）を遮断している。外装ケース６には、アクセス扉７が設けられており、該アクセス扉７を開けることにより、ＸＹステージ８および観察装置本体１内部へのアクセスが可能となる。ＸＹステージ８には、観察対象である試料１１が載置され、システムコントローラ２によりＸＹステージ８を上下方向へ駆動する焦準動作、ステージコントローラ３により、ステージ面と平行な平面内での移動が可能となっている。
【００１５】
照明装置４から光ファイバ２５によって観察装置本体１へ導入される励起光は、レンズ群１２によって平行光となり、キューブ１３により光軸Ｍ上の下方向に折り返される。キューブ１３は、一般的に知られているダイクロイックミラーによって構成されている。下方向に折り返された励起光は、対物レンズ１４により集光され試料１１に照射される。励起光を照射することによって得られる試料１１の蛍光は、対物レンズ１４、キューブ１３を介して、結像レンズ１５によってデジタルカメラ９のＣＣＤ面に結像される。こうすることで、コンピュータ５のディスプレイ上では、ＣＣＤ面に結像された試料１１の蛍光像を表示することができるようになっている。
【００１６】
なお、キューブ１３は、ターレット状の回転機構（不図示）に複数配置され、選択的に１つのキューブを光路上に配置可能に構成されている。また、対物レンズ１４も同様に、回転機構（不図示）上に複数配置され、選択的に１つの対物レンズが光路上に配置可能に構成されている。前記キューブの回転機構および対物レンズの回転機構は、システムコントローラ２により制御されるようになっている。麻酔装置１０は、麻酔液を気化させた麻酔ガスを麻酔チューブ２８を介して、試料１１に供給するものである。
【００１７】
図２にアクセス扉７周辺について示す。
アクセス扉７には、扉の開閉状態を検出するためのマイクロスイッチ２０１が配置されている。図２（ａ）では、アクセス扉７が「閉じている」状態で、図２（ｂ）は、「開いている」状態を示している。
【００１８】
マイクロスイッチ２０１は、スプリングによって、常に上方向に持ち上げられており、スイッチ上に扉が無い状態では（図２（ｂ））、外装ケース６の穴から最大限飛び出した状態となり、スイッチがＯＦＦとなる。また、アクセス扉７を徐々に閉じていき、アクセス扉７とマイクロスイッチ２０１が接すると、マイクロスイッチ２０１は扉の圧力を受けて外装ケース６の中へ沈み始め、さらに扉を閉じていくと、所定の位置まで閉じたところでスイッチがＯＮとなる。このスイッチＯＮ／ＯＦＦによって、アクセス扉７の開閉状態を検出できるように構成されている。
【００１９】
図で説明しているように、アクセス扉７の開状態が検出されるためには、図２（ａ）のように隙間程度の開口ではなくて、図２（ｂ）に示すように９０°近い位置までアクセス扉７を開けなければならないようにマイクロスイッチ２０１は調整されている。なお、マイクロスイッチ２０１はＸＹステージ８と電気的に接続され、スイッチＯＮ／ＯＦＦ信号が、ＸＹステージ８を介してステージコントローラ３へ伝送されるように構成されている。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）にＸＹステージ８の詳細図を示す。
図３（ａ）は、ＸＹステージ８がＹ方向の原点付近にある場合を示しており、図３（ｂ）は、図３（ａ）よりも手前側（Ｙの正方向）へ移動させた場合を示している。本実施形態では、電動ＸＹステージが焦準ユニット（不図示）上に取り付けられている構成とする。
【００２１】
ＸＹステージ８のＸ方向移動（観察装置正面からみて前後方向）は、試料を載置するステージ板３０１をベース３０２上に設置されたレール３０３に沿って移動させることで行う。レール３０３上にはステージ保持板３１３が設置されており、このステージ保持板３１３にステージ板３０１をネジ止めしている。
【００２２】
実際の移動では、一般的に知られているボールネジ機構（不図示）を用い、Ｘ軸モータ３０４により駆動させる。Ｘ方向の移動範囲は、リミットセンサ３０５ａ，３０５ｂにより制限されており、図中Ｘ軸の負方向は、リミットセンサ３０５ａ、Ｘ軸の正方向は、リミットセンサ３０５ｂが対応している。ステージ板３０１上には、最も低倍率の対物レンズ１４が選択的に光路上に配置された時の観察視野外形と等しい寸法のスポット範囲３１４が描かれており、前記スポット範囲の中心は、後述するホームポジションへＸＹステージを移動させた時の観察視野の中心と一致するようにしている。
【００２３】
ＸＹステージ８のＹ方向移動（観察装置正面からみて左右方向）は、ベース３０２ａ上に配置された部組全体をベース３０６設置されたレール３０７に沿って移動させることで行う。実際の移動では、Ｘ方向移動と同様に一般的に知られているボールネジ機構（不図示）を用い、Ｙ軸モータ３０８により駆動させる。
【００２４】
Ｙ方向の移動範囲は、リミットセンサ３０９ａ，３０９ｂにより制限されており、図中Ｙ軸の負方向は、リミットセンサ３０９ａ、Ｙ軸の正方向は、リミットセンサ３０９ｂが対応している。リミットセンサ３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂは、ここではフォトインタラプタ式のセンサとし、それぞれステージ板３０１およびベース３０２に配置されているセンサカット板（不図示）により、リミットを検知するように構成されている。
【００２５】
各リミットセンサ３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂの検出出力は、ステージコントローラ３に送信され、リミットセンサ３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂがＯＮとなった場合に、該当するリミットセンサ３０５ａ，３０５ｂ，３０９ａ，３０９ｂ方向への移動は停止されるように構成されている。外部機器とのインターフェースとして、コントロールコネクタ３１１とスイッチ入力コネクタ３１２があり、それぞれ、ステージコントローラ３とマイクロスイッチ２０１に接続され、データのやりとりが可能となっている。
【００２６】
ステージ板３０１には、試料１１に対して麻酔を施すための麻酔チューブ２８の一端を固定する固定具３１０が設置され、麻酔装置１０から送られる麻酔ガスをステージ上へ供給できるようになっている。固定具３１０に固定された麻酔チューブ２８の他端は、後述する巻き取り機構を介して、麻酔装置１０へ接続されている。
【００２７】
図３（ｂ）は、ＸＹステージ８がＹ軸正方向のリミット位置にあるとき（リミットセンサ３０９ｂがＯＮとなっている状態）の図である。図に示すようにステージ板３０１は、アクセス扉７を開けることによって生じる開口部よりも外部に突き出した位置まで移動させることができるように組み付けられている。
【００２８】
図４は、麻酔チューブ２８の巻き取り機構を示す図である。
観察装置本体１内部の固定端３３２に対してボビン状のリール３３３が回転可能に取り付けられている。このリール３３３の回転軸は中空構造となっており、麻酔チューブ２８の麻酔装置１０側は、その回転軸内を通すようにしている。
【００２９】
固定端３３２にはバネ３３１の一端が固定され、また、バネの他端はリール３３３に固定されている。この状態で、リール３３３を固定端３３２に対して回転させると、バネの反発力により、その回転と逆方向の力がかかる。こうすることによって、バネの反発力が働かない位置でリール３０３に麻酔チューブ２８を巻きつけておくと、図中の固定具３１０側にチューブを引っ張った際に、引っ張ったり出した分だけ巻き取る力が発生し、固定具３１０と巻き取り機構間のチューブはたるみ無く常にテンションがかかった状態を保持できるようになっている。
【００３０】
ＸＹステージ８の稼動範囲の中でステージに設置された固定具３１０の位置が前記巻き取り機構に最も近い位置において、リールに巻きつける麻酔チューブ２８の長さは、ＸＹステージ８の稼動範囲の中でステージに設置された固定具３１０と前記巻き取り機構間の距離が最大となる位置まで引き出したときにも十分余裕があるようにしている。
【００３１】
図５（ａ）に、ステージコントローラ３の構成を示す。
図に示すように、ＸＹステージ８のＸ軸、Ｙ軸をそれぞれ駆動するためのモータドライバ４０１ａ、４０１ｂがマイクロコンピュータ４０２に接続されている。また、マイクロコンピュータ４０２が動作するためのプログラムが格納されているＲＯＭ４０３、プログラム実行時の作業領域としてのＲＡＭ４０４、電源ＯＦＦの状態において駆動パラメータ等の値を保持するＮＶＲＡＭ４０５がマイクロコンピュータ４０２に接続されている。
【００３２】
ＸＹステージ８とのインターフェースとして、ステージコネクタ４０６が配置され、該ステージコネクタ４０６には、Ｘ軸モータ用モータドライバ４０１ａ、Ｙ軸モータ用モータドライバ４０１ｂが接続され、さらに、ＸＹステージ８に配置されたセンサ信号を読み取り可能なようにマイクロコンピュータ４０２が接続されている。
【００３３】
なお、マイクロコンピュータ４０２は、ステージ位置座標を管理しており、予めステージコントローラ３のＲＯＭ４０３もしくは、ＮＶＲＡＭ４０５に移動制限座標を設定しておくことにより、ステージ移動範囲を限定することができるようになっている。これによりアクセス扉７の開閉状態によって、ステージ移動範囲を制限することも可能である。
【００３４】
図５（ｂ）に示すようにアクセス扉７が開いているときには、ＸＹステージ８の稼動範囲全てを移動させることができる座標を設定し、アクセス扉７が閉じている時には、ステージが扉に当らないような移動範囲を設定しておく。
【００３５】
また、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ５に対するインターフェースとして、ＲＳ２３２Ｃコネクタ４０７が配置され、マイクロコンピュータ４０２がＲＳ２３２Ｃケーブル２４を介してコンピュータ５と通信可能に構成されており、コンピュータ５側からＸ軸、Ｙ軸のモータ制御、位置座標等の情報取得が可能となっている。さらに、ＸＹステージ８を操作するための操作ユニット３０が接続されるＨＳコネクタ４０８が配置されている。
【００３６】
図６にコンピュータ５の画面上に表示される観察装置本体１のコントロール用アプリケーションＧＵＩの一例を示す。
ライブ像表示画面８０１には、デジタルカメラ９にて撮像されている観察像が常に表示される。倍率切替ボタン８０２ａ〜８０２ｅは、対物レンズ１４に対応しており、どの倍率の対物レンズを光路上に挿入するかを選択するものである。また、観察方法切替ボタン８０３ａ〜８０３ｃは、キューブ１３に対応しており、どの観察方法（明視野観察、蛍光観察。蛍光観察なら、色素を選択。）にて試料を観察するか選択するものである。
【００３７】
フォーカスボタン８０６ａおよび８０６ｂは、ＸＹステージ８上下方向（Ｚ方向）の移動に対応しており、観察像のピントを合わせるために操作されるものである。
ステージ操作ボタン８０４ａ〜８０４ｈは、ＸＹステージ８をステージ面と平行な平面内を移動させるものであり、８方向への移動が可能なようになっている。また、復帰／退避ボタン８０５は、ＸＹステージ８を所定の位置へ移動させるものであり、観察位置にある試料１１を交換または新規載置、静脈注射等の処置がしやすい位置へ移動させる退避動作と、再び観察位置へ移動させる復帰動作を行う。
【００３８】
前記退避動作と前記復帰動作は、復帰／退避ボタン８０５を１回押すごとに切り替わり、現在退避状態にある場合に該ボタンが押されると復帰動作を行い、現在観察状態にある場合に該ボタンが押されると、退避動作を行う。また、復帰動作の際に移動する位置は２つパターンがあり、一つは前回退避動作指示を受けた位置（完全復帰）、もう一つはＸＹステージ８の所定の位置が観察視野の中心にくるような位置（以後ホームポジションと呼び、この復帰動作をホーム復帰とする）となっている。完全復帰とホーム復帰は、前記復帰／退避ボタン８０５を１回押すか、所定時間の間に２回押す所謂ダブルクリック操作をするかによってその指示を分けている。
【００３９】
また、フォーカスボタン、ステージ操作ボタン周辺にはそれぞれ粗微動切り替えボタン８０７、８０８が配置されている。粗微動切替ボタン８０７は、ステージのＺ方向移動の移動速度を切り替えるためのものであり、粗動モード、微動モードの切り替えが可能となっている。同様に、粗微動切替ボタン８０８は、ステージのＸＹ方向移動の移動速度を切り替えることが可能となっている。
【００４０】
次に、このように構成した実施の形態の動作を図７に示すフローチャートに従い説明する。
図７のステップ６０１において、アプリケーションＧＵＩ上に配置されている復帰／退避ボタン８０５が押されると、ステップ６０２に従い、現在のステージ状態が復帰状態（観察状態）かどうかを判別する。ここで、現在の状態が復帰状態にあると判別されると、退避動作のフローに入る。なお、復帰状態では無いと判別されると復帰動作のフローに移る（図８へ）。
【００４１】
ステップ６０３では、マイクロスイッチ２０１のＯＮ／ＯＦＦ状態によりアクセス扉７が開いているかどうかの判別を行い、該扉が開いていると判別されると、ステップ６０４に従い現在のステージ位置座標（ＸＹ座標については、ステージコントローラ３より取得。Ｚ座標については、システムコントローラ２より取得）をコンピュータ５のハードディスクやメモリ等の記憶装置に保存する。続いて、ステップ６０５に従い予め設定されている所定の退避位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の読み込みが実行される。
【００４２】
退避位置座標は、コンピュータ５の記憶装置に保存されている。扉が開いていない場合は、ステップ６１６に従い「扉が閉まっているため退避不可能である」旨のメッセージダイアログを表示させ、退避動作フローを終了する。
【００４３】
ステップ６０６に従い、まず、ＸＹステージ８の退避位置へのＸＹ方向移動が開始されると、移動中はステップ６０７により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ６０９）、ステップ６１０によりＸＹステージを停止し、退避動作を途中終了させる。
【００４４】
ステップ６０７において、目標位置へ到達すると、ステップ６０８に従いＸＹステージを停止し、ＸＹ方向の退避動作を終了する。続いて、Ｚ方向の退避動作に移行する。ステップ６１１にて、システムコントローラ２を介してステージのＺ方向移動を開始すると、ＸＹ方向の退避動作と同様にして、移動中はステップ６１２により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。
【００４５】
さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ６１４）、ステップ６１５によりＺ方向移動を停止し、退避動作を途中終了させる。ステップ６１２において、目標位置へ到達すると、ステップ６１３に従いＺ方向移動を停止し、Ｚ方向の退避動作を終了する。以上で、退避動作が終了する。
【００４６】
なお、退避動作が完全に終了した場合にのみ、現在の状態（復帰状態／退避状態）の変更が実行され、「退避状態」となる。すなわち、ステップ６０９もしくは、ステップ６１４でのボタン操作によって退避動作を終了した場合、現在のステージ状態は、退避動作開始時点の状態である、「復帰状態」のままとなる。
【００４７】
次に、図８を用いて復帰動作について説明する。
ステップ６２１では、前記ステップ６０１で復帰／退避ボタンが押された際にダブルクリックされたかどうかを判別する。ダブルクリックされたと判別されると、ステップ６２２に従い予め定められているホームポジションの座標（コンピュータ５の記憶装置に記憶）が読み込まれる。ただし、このとき読み込まれる座標は、Ｘ、Ｙについては予め設定されたホームポジション座標値であるが、Ｚについては、前回退避動作を実施した際に記憶したＺ座標値である。
【００４８】
ステップ６２１で、ダブルクリックされていない（ボタンが１回だけ押された）と判別されると、ステップ６２３により、前回退避動作指示を受けた時点で保存したステージ位置座標（Ｘ, Ｙ, Ｚ）を読み出す。
続いて、ステップ６２４に従い、まず、Ｚ方向について復帰位置への移動が開始されると、退避動作でのフローと同様に移動中はステップ６２５により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ６２７）、ステップ６２８によりＺ方向移動を停止し、復帰動作を途中終了させる。ステップ６２５において、目標位置へ到達すると、ステップ６２６に従いＺ方向移動を停止し、Ｚ方向の復帰動作を終了する。
【００４９】
続いて、ＸＹ方向の復帰動作に移る。
ステップ６２９に従い、復帰位置へのＸＹ方向移動が開始されると、退避動作フローと同様に移動中はステップ６３０により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ６３２）、ステップ６３３によりＸＹステージを停止し、復帰動作を途中終了させる。
【００５０】
ステップ６３０において、目標位置へ到達すると、ステップ６３１に従いＸＹステージを停止し、ＸＹ方向の復帰動作を終了する。以上で、復帰動作が終了する。なお、復帰動作が完全に終了した場合にのみ、現在の状態（復帰状態／退避状態）の変更が実行され、「復帰状態」となる。すなわち、ステップ６２７もしくは、ステップ６３２でのボタン操作によって復帰動作を終了した場合、現在のステージ状態は、復帰動作開始時点の状態である、「退避状態」のままとなる。
【００５１】
本発明の第１の実施形態は、密閉された空間に試料１１を配置して外部から観察し、その試料１１へのアクセスがアクセス扉７によって制限される観察装置において、試料１１を載置するＸＹステージ８の移動範囲がアクセス扉７によって開閉される開口部よりも外側にまであり、アクセス扉７の開閉状態を検出し、ＸＹステージ８を開口部外まで自動的に移動させることにより、試料１１交換および新規載置、試料１１への処置を実施する際のユーザの負担を軽減できる。また、さらに元の観察位置まで迅速に戻すことができるため、様々な試料１１を扱う観察が迅速かつ容易に実現可能である。
【００５２】
なお、本実施形態においては、試料１１へのアクセスを制限しているアクセス扉７は、手前側に引いて開けるいわゆるドアタイプのものであったが、シャッターのようにスライドさせるタイプであってもよい。また、今回は左側に開くタイプのアクセス扉７について説明したが、左右、上下どちらの方向に開くタイプのアクセス扉７であっても同様の効果が得られる。
【００５３】
また、退避位置は、予め設定されている固定位置としたが、変更可能となっていてもよい。同様の構成において図８の復帰動作フローを図９のようなフローに変更すると実施可能である。
【００５４】
また、図９において、図８と同じ動作の処理は、同番号を振り説明を省略する。まず、復帰／退避ボタンにより、復帰動作指示がなされると、ステップ６４１において、現在のステージ位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が設定された所定の退避位置と一致するかどうかの判定が行われる。すなわち、ユーザが一旦退避動作を実行し、その退避状態においてステージ位置を移動したかどうかの判定がなされる。ここで、「現在位置＝所定の退避位置」と判定されると、ステップ６２１に進み以降図８と同様に処理される。
【００５５】
一方、ステップ６４１において、「現在位置≠所定の退避位置」と判定されると、ステップ６４２に従い、現在位置を今後の退避位置として設定するかどうかを選択させるため表示がなされる。ステップ６４３において、ユーザが現在位置を退避位置として設定しない選択をした場合、ステップ６２１へ進む。また、現在位置を今後の退避位置として設定する選択をした場合、ステップ６４４に進み現在位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を退避位置座標として記憶する。以降のステップは、図８で説明しているため省略する。
【００５６】
本実施形態では、退避／復帰位置をＸＹＺの３次元にて設定できるような構成としているが、ＸＹの２次元でのみ設定・動作するようにしてあっても良い。その場合は、図７，図８のフローにおいてＺ方向移動に関する処理（図７では、ステップ６１１〜６１５、図８では、ステップ６２４〜６２８）を削除すると、ＸＹ方向のみでの退避／復帰動作が可能となる。
【００５７】
上述の、ＸＹ方向のみでの退避／復帰動作を実施する場合は、ＸＹステージ８の操作をステージコントローラ３に接続した操作ユニット３０から実行することにより、コンピュータ５上のアプリケーションＧＵＩがなくても同様の効果が得られる。
図１０に操作ユニット３０の構成を示す。
【００５８】
ＸＹステージ８のＸ、Ｙ方向操作指示は、ジョイスティック５０１および十字キー５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄにより行う。ジョイスティック５０１による操作では、スティック傾斜角度によりステージ移動速度が可変となり、ジョイスティック５０１の直立状態から傾斜が大きくなるほど、移動速度が速くなるようになっている。一方、十字キー５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄによるステージ操作では、移動速度は一定となっている。
【００５９】
粗微動切替ボタン５０３は、ジョイスティック５０１および十字キー５０２によるステージ移動速度を切替可能（粗動モード／微動モード）となっており、粗動モードでのステージ移動速度は、例えば微動モードでのステージ移動速度の１０倍となっている。復帰／退避ボタン５０４は、前記アプリケーションＧＵＩ上の復帰／退避ボタン８０５と同様である。表示部５０５には、ＸＹステージ８の座標、移動速度、復帰動作中／退避動作中を表す情報等が表示される。また、コネクタ５０６は、ケーブル３１を介してステージコントローラ３と接続される。
【００６０】
以上の構成にて、図７，図８のフローにおける以下のステップでの処理を変更することで、操作ユニット３０での復帰／退避動作が可能である。
１．  ステップ６０４における、現在位置の保存先をステージコントローラ３内のＲＡＭ４０４、もしくはＮＶＲＡＭ４０５とする。
２．  ステップ６０５、６２２、６２３における、位置座標の読み込み元をステージコントローラ３内のＲＡＭ４０４、もしくはＮＶＲＡＭ４０５とする。
３．  ステップ６１６における、ダイアログ表示を操作ユニット３０の表示部５０３上での表示、もしくは警告音を鳴らすように変更する。
４．  ステップ６０９、６３２における、ボタン操作をアプリケーションＧＵＩ上のボタンから操作ユニット３０上のいずれかのボタンもしくは、ジョイスティックに変更する。
復帰／退避ボタンは、操作ユニット３０だけでなく、ＸＹステージ８上もしくは、その周辺の観察装置本体１内部に配置してあっても良い。
【００６１】
また、本実施形態において、復帰、退避動作におけるステージ移動速度は固定として記述しているが、コンピュータからＲＳ２３２Ｃケーブル２４を介してそれぞれ変更可能とし、ステージコントローラ３のＮＶＲＡＭ４０５に記憶するようにしてあると、ユーザ任意のステージ速度にて復帰、退避動作を実現できる。
【００６２】
また、本実施形態において、復帰動作におけるホームポジションへの復帰と、退避動作直前の位置への復帰は、復帰／退避ボタンのダブルクリックまたはシングルクリックにて判別していたが、新たにホーム復帰ボタンを追加し、退避動作直前の位置への復帰動作は前記復帰／退避ボタン、ホームポジションへの復帰動作はホーム復帰ボタンにより実行されるようにしてあってもよい。
【００６３】
その場合の復帰／退避ボタンを操作したした場合の復帰動作を表すフローを図１１に示す。これは、図８のフローからステップ６２１、ステップ６２２を削除したものであり、各ステップでの処理は上記実施形態中で説明してあるので省略する。またホーム復帰ボタンが操作された場合の動作フローは、図１１におけるステップ６２３をステップ６２２に置き換えたものである。
【００６４】
本実施形態において、アクセス扉７の開閉状態をマイクロスイッチ２０１にて検出しているが、磁気センサ、光学式センサを用いた開閉検出手段であっても良い。
本実施形態において、ステージ板３０１には、最低倍の対物レンズ１４における観察視野外形と等しいスポット範囲３１４が描かれているが、同心円状に他の倍率の対物レンズ１４における観察視野外形を描いておくことで、よりスムーズに試料１１の載置が可能となる。
【００６５】
本実施形態において、コンピュータ５とシステムコントローラ２、ステージコントローラ３、照明装置４との通信インターフェースは、固有の通信規格にて記述されているが、一般的に知られている、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、ＲＳ２３２Ｃ、ＬＡＮ、無線ＬＡＮ等の通信規格をそれぞれの通信インターフェースとして適用してあっても良い。
【００６６】
本実施形態において、コンピュータ５上のコントロールアプリケーションの終了指示がなされると、現在のステージ復帰／退避状態を判別し、退避位置にあるならば自動的に復帰動作を開始し、復帰動作完了後にアプリケーションが終了するような処理を追加してもよい。このときの動作フローは、図７において、ステップ６０１を「アプリケーション終了指示」とし、ステップ６０３〜６１６以降を削除して、図８では、ステップ６２１を「選択式ダイアログの表示」による分岐とし、以降の処理は同様とし、完全に復帰動作が完了した場合にのみ、アプリケーションの終了処理が実行されるようにしておく。
【００６７】
本実施形態において、麻酔チューブ２８をたるみ無く保持する機構は、バネ３３１を用いた巻き取り機構としているが、図１７に示すような、重り１４０１を用いた巻き取り機構であってもよい。また、図１８に示すような、棒状の部材１５０１に一般的に知られているねじりコイルバネ１５０３を取り付け、常に麻酔チューブ２８を引っ張っているようにする機構であってもよい。符号１５０２は筐体に設けた貫通孔である。
【００６８】
以下、本発明の第２の実施形態に係る観察装置について図１２〜図１６を用いて説明する。
本実施形態に係る観察装置の特徴は、第１の実施形態におけるアクセス扉７上に、さらに試料１１交換用の小窓を配置し、その小窓から観察装置の外部へステージ板３０１を突出させて試料１１交換を可能としているところにある。観察装置の基本構成は、第１の実施形態（図１）と同様である。
【００６９】
第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ構成のものには同符号を付けて表示しているので説明は省略する。
図１２（ａ），（ｃ）は、本実施形態に係る観察装置に適用されるアクセス扉１２０１周辺を示している。アクセス扉１２０１の中央付近には、左右にスライド可能なスライド窓１２０２が配置されており、該スライド窓１２０２を図中左方向へスライドさせていくと、スライド開口１２０４により観察装置本体１内部へのアクセスが可能となる。
【００７０】
スライド窓１２０２周辺には、該スライド窓１２０２の開閉状態を検出するための、フォトインタラプタ１２０３が配置され、スライド窓１２０２を左方向へある一定以上スライドさせると、スライド窓１２０２に取り付けられた遮光板１２０５によって、前記フォトインタラプタ１２０３が遮光されるように調整されている。このフォトインタラプタ１２０３が遮光状態となる時のスライド開口１２０４の幅は、ＸＹステージ８におけるステージ板３０１に固定具３１０を設置した全体の幅よりも十分大きくなるようにしている。
【００７１】
図１２（ｂ），（ｄ）は、上述のスライド開口１２０４から、ＸＹステージ８のステージ板３０１を外部へ突出させた状態を表している。ＸＹステージ８の高さ方向の位置は、ステージ板３０１の下面がスライド開口１２０４の下限に対して接触しない程度に、例えば、５ｍｍ上に設定され、ステージ板３０１上に厚みのある試料１１を乗せてもスライド開口１２０４に接触しないようにしている。
【００７２】
次に、このように構成した本実施形態に係る観察装置の動作を図１３に示すフローチャートに従い説明する。
ステップ１３０１によって、復帰／退避ボタンが押されると、ステップ１３０２に従い、現在のステージ状態が復帰状態（観察状態）かどうかを判別する。ここで現在の状態が復帰状態にあると判別されると、退避動作のフローに入る。なお、復帰状態では無いと判別されるとステップ１３１７において復帰動作のフローに移る（図１６へ）。
【００７３】
ステップ１３０３では、アクセス扉１２０１周辺に設置されたマイクロスイッチ２０１のＯＮ／ＯＦＦ状態によりアクセス扉１２０１が開いているかどうかの判別を行い、該アクセス扉１２０１が開いていると判別されると、ステップ１３０４から始まるステージ退避動作に移る。このステップ１３０４〜ステップ１３１５は、図７で説明したステップ６０４〜６１５と同様の処理となるため説明は省略する。
【００７４】
ステップ１３０３に戻り、ここでアクセス扉１２０１が開いていない場合は、ステップ１３１８に従いスライド窓１２０２が開いているかどうかの判別を行う。スライド窓１２０２が開いていないと判別されると、ステップ１３１９により、「扉およびスライド窓が閉まっているため退避不可能である」旨のメッセージダイアログを表示させ、退避動作フローを終了する。一方、スライド窓１２０２が開いていると判別された場合、現在位置座標（Ｘ, Ｙ, Ｚ）を記憶装置に保存し（ステップ１３１６）、スライド窓退避動作（ステップ１３２０、図１４、図１５）へ移行する。
【００７５】
スライド窓退避動作とは、スライド窓１２０２を開けることによって生じる開口よりＸＹステージ８のステージ板３０１を突出させる動作である。
図１５において、まず退避位置のＺ座標を読み込み、現在のＺ座標が該退避位置と異なるかどうかの判別を行う（ステップ１３２１、１３２２）。ここで、現在のＺ座標が退避位置に一致している判定されると、ステップ１３３５へ進む。
【００７６】
一方、異なると判別されると、ステップ１３２３により中間位置のＸＹ座標が読み込まれる。中間位置とは、ステージ板３０１のＸＹ位置（特にＹの位置）が、対物レンズ１４の真下つまりは光軸上にある場合と、そこからＹ方向へステージ板３０１を移動させていき、アクセス扉１２０１に接触しない近接した位置にある場合とのおおよその中間位置を示す。このとき、対物レンズ１４の真下には保持板３１３があり、ステージ板３０１は、対物レンズ１４の鉛直方向には存在しない状態となる。
【００７７】
ステップ１３２４では、現在のＸＹ座標が読み出した中間位置座標と異なるかどうかの判別を行い、座標が一致すると判別されると、ステップ１３３０へ進む。
一方、異なると判別されると、ステップ１３２５に従いＸＹステージ８のステージ板３０１を中間位置座標へＸＹ方向の移動開始する。
【００７８】
中間位置への移動が開始されると、移動中はステップ１３２６により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ１３２８）、ステップ１３２９によりＸＹステージを停止し、退避動作を途中終了させる（図１３のＡへ進む）。ステップ１３２６において、目標位置へ到達すると、ステップ１３２７に従いＸＹステージを停止し、中間位置へのステージ移動を終了する。
【００７９】
続いて、Ｚ方向の退避動作に移行する。ステップ１３３０にて、システムコントローラ２を介してステージのＺ方向移動を開始すると、移動中はステップ１３３１により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ１３３３）、ステップ６１５によりＺ方向移動を停止し、退避動作を途中終了させる（図１３のＡへ進む）。ステップ１３３１において、目標位置へ到達すると、ステップ１３３２に従いＺ方向移動を停止し、Ｚ方向の退避動作を終了する。
【００８０】
続いて、図１５に示すＸＹ方向の退避動作に移行する。ステップ１３３５にて、退避位置のＸＹ座標を読み込み、ＸＹステージの移動を開始する（ステップ１３３６）。
ステージ移動中はステップ１３３７により目標位置へ到達したかどうかの判別が常時実施される。さらに、アプリケーションＧＵＩ上に配置されるいずれかのボタンが操作された場合（ステップ１３３９）、ステップ１３４０によりＸＹステージ８を停止し、退避動作を途中終了させる（図１３のＡへ進む）。ステップ１３３７において、目標位置へ到達すると、ステップ１３３８に従いＸＹステージ８を停止し、退避位置へのステージ移動を終了する。
【００８１】
以上で、退避動作が終了する。なお、退避動作が完全に終了した場合（ステップ１３３８を経て動作終了）にのみ、現在の状態（復帰状態／退避状態）の変更が実行され、「退避状態」となる。すなわち、ステップ１３３９もしくは、ステップ１３２８、ステップ１３３３でのボタン操作によって退避動作を終了した場合、現在のステージ状態は、退避動作開始時点の状態である、「復帰状態」のままとなる。
【００８２】
図１６に移り、復帰動作について説明する。
ステップ１３５１で、アクセス扉１２０１が開いているかどうかの判別を行い、開いていると判別されると、第１の実施形態で説明した図８の復帰動作が実行される。ここで、アクセス扉１２０１が開いていないと判別されると、ステップ１３５２に進み、前記１３０１で復帰／退避ボタンが押された際にダブルクリックされたかどうかを判別する。ダブルクリックされたと判別されると、ステップ１３５３に従い予め定められているホームポジションの座標（コンピュータ５の記憶装置に記憶）が読み込まれる。ただし、このとき読み込まれる座標は、Ｘ、Ｙについては予め設定されたホームポジション座標値であるが、Ｚについては、前回退避動作を実施した際に記憶したＺ座標値である。
【００８３】
ステップ１３５２で、ダブルクリックされていない（ボタンが１回だけ押された）と判別されると、ステップ１３５４により、前回退避動作指示を受けた時点で保存したステージ位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を読み出す。以降の動作については、図１３ｂで示したスライド窓退避動作のフローにおいて、「退避」を「復帰」に置き換えることによって実現できるため、詳細の説明は省略する。ステップ１３５５の復帰位置判定は、ステップ１３２２に対応し、ステップ１３５６の中間位置判定は、ステップ１３２３、ステップ１３２４に対応し、ステップ１３５７の中間位置移動は、ステップ１３２５〜１３２９に対応し、ステップ１３５８の復帰位置移動は、ステップ１３３０〜１３３４に対応し、ステップ１３５９の復帰位置移動は、ステップ１３３６〜１３４０に対応している。
【００８４】
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態に係る観察装置における観察装置内部へのアクセスを制限するアクセス扉１２０１に対して試料１１交換可能な開口を設け、その開口から試料１１を載置したステージ板３０１を自動的に出し入れできるため、より簡単な試料１１交換、試料１１への処置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る観察装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の観察装置のアクセス扉周辺の構成を示す図である。
【図３】図１の観察装置のＸＹステージの構成および退避状態を示す図である。
【図４】図１の観察装置のＸＹステージ周辺の巻き取り機構の構成を示す図である。
【図５】図１の観察装置のステージコントローラの概略構成およびＸＹステージの移動範囲のパラメータを示す図である。
【図６】図１の観察装置のコントロールアプリケーションのＧＵＩを示す図である。
【図７】図１の観察装置の要部の動作を示すフローチャートである。
【図８】図１の観察装置の要部の動作を示すフローチャート。
【図９】図１の観察装置の第１の変形例の要部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１の観察装置の操作ユニットを示す図である。
【図１１】図１の観察装置の第２の変形例の要部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る観察装置のスライド窓周辺を示す図である。
【図１３】図１２の観察装置の要部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】図１２の観察装置のスライド窓の退避動作を示すフローチャートである。
【図１５】図１４のフローチャートに接続するフローチャートである。
【図１６】図１２の観察装置の復帰動作を示すフローチャートである。
【図１７】図１の観察装置の巻き取り機構の変形例を示す図である。
【図１８】図１の観察装置の巻き取り機構の他の変形例を示す図である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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