(57)【要約】【課題】光学素子を切り替える際の位置精度を大幅に高め得るようにする。【解決手段】鏡筒切替部１５の連結部５０は、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置まで移動させ、当該左端位置に到達させた後もモータ４２からベルト４６を介して伝達される左方向への駆動力を、コイルばね５７の弾性力により吸収する。その後連結部５０は、モータ４２からベルト４６を介して伝達される駆動力が遮断されると、コイルばね５７の復元力により連結移動体５０Ｍが右方向へ僅かに戻されるものの、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置に静止させたまま移動させない。これにより鏡筒切替部１５は、連結部５０により余分な駆動力を吸収でき、接触部３４ＡＸを位置規定部３５ＢＸに接触させた状態を維持して鏡筒移動体１５Ｍを極めて正確に左端位置に静止させることができる。【選択図】図１１
2012013951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路が設定された本体部と、
２種類の光学素子が取り付けられた移動体部と、
上記２種類の光学素子の光軸をいずれも所定の移動線上で移動させることによりいずれかの上記光学素子の光軸を上記光路の光軸に一致させるよう、上記本体部に対し上記移動体部を移動させる移動部と、
上記移動線に沿った第１方向及びその反対方向でなる第２方向それぞれに関し、上記本体部に対する上記移動体部の移動限界位置を規定する移動限界位置規定部と、
上記移動体部を上記第１方向または上記第２方向へ所定の単位移動距離ずつ移動させる駆動力を発生し所定の伝達部に伝達する駆動力発生部と、
上記伝達部と上記移動体部との間を所定の弾性体を介して連結し、当該上記伝達部に対し当該移動体部を上記第１方向及び上記第２方向それぞれに上記移動単位よりも大きい弾性変位幅の範囲内で変位させる連結部と、
上記移動限界位置に移動された上記移動体部に対し、上記連結部に発生する弾性力よりも強い力を当該弾性力が作用する方向と反対の方向に作用させて当該移動体部を当該移動限界位置に保持する保持部と、
上記移動体部を移動させる際、当該移動体部を上記移動限界位置よりも遠方へ移動させ得る駆動力を供給するよう上記駆動力発生部を制御する制御部と
を有する光学素子切替装置。
【請求項２】
上記移動体部が上記移動限界位置の近傍に位置することを検出するセンサ
をさらに有し、
上記制御部は、
上記センサにより上記移動体部が上記移動限界位置の近傍に有ることを検出した後、上記駆動力発生部に対し、上記移動体部を上記移動限界位置よりも遠方に移動させ得る距離だけ移動させるよう制御する
請求項１に記載の光学素子切替装置。
【請求項３】
上記駆動力発生部は、ステッピングモータでなり、
上記伝達部は、上記ステッピングモータの出力軸に取り付けられたプーリーを介して上記駆動力が伝達されるベルトでなる
請求項１に記載の光学素子切替装置。
【請求項４】
上記ステッピングモータは、上記本体部に対して固定され、
上記連結部は、
上記ベルトの一部に固定されたベルト側固定部と、
上記ベルト側固定部に取り付けられ上記第１及び第２の方向にそれぞれ延長された第１及び第２軸体部と、
上記移動体部におけるベルト側固定部の上記第１方向側及び上記第２方向側にそれぞれ取り付けられ、上記移動線に沿った方向に上記軸体部を挿通可能な挿通穴が設けられた第１及び第２移動体部側固定部と、
上記第１軸体部に取り付けられた第１ストッパと上記第１移動体部側固定部との間に圧縮された状態で上記第１軸体部に挿通された第１コイルバネと、
上記第２軸体部に取り付けられた第２ストッパと上記第２移動体部側固定部との間に圧縮された状態で上記第２軸体部に挿通された第２コイルバネと
を有する請求項３に記載の光学素子切替装置。
【請求項５】
上記保持部は、
上記移動体部又は上記本体部に取り付けられ、上記移動線に沿って上記２種類の光学素子の光軸間隔以上に延長されたカムガイドと、
上記本体部又は上記移動体部に取り付けられ、所定の押当体を当該本体部又は当該移動体部へ向けて弾性力を介して上記カムガイドに押し当てる押当部と
を有し、
上記カムガイドは、
上記押当体が押し当てられる押当面における、上記移動体部が上記第１方向側又は上記第２方向側の移動限界位置にあるときに上記押当体が押し当てる箇所の近傍を、当該移動体部が当該移動限界位置へ近づくに連れて上記本体部又は上記移動体部に近づくよう傾斜された第１及び第２傾斜部を有する
請求項１に記載の光学素子切替装置。
【請求項６】
上記カムガイドは、
上記第１又は第２傾斜部において上記押当部が当該カムガイドに対し上記第２方向又は上記第１方向へ作用させる保持力が、上記連結部により上記移動体部を上記第１方向又は上記第２方向へ押し付ける押付力よりも強くなるよう、上記傾斜部の傾斜角度が定められている
請求項５に記載の光学素子切替装置。
【請求項７】
上記押当部は、
上記本体部又は上記移動体部から上記弾性力が加えられた中間支持体と、
上記中間支持体に回転自在に取り付けられたローラーと
を有する請求項５に記載の光学素子切替装置。
【請求項８】
上記保持部は、
上記制御部から上記駆動力発生部を制御させることにより上記移動体部を移動させた方向に上記駆動力を発生させ続ける
請求項１に記載の光学素子切替装置。
【請求項９】
撮像対象に焦点を結ぶ対物レンズが取り付けられた本体部と、
上記対物レンズ及び所定の光学素子を介して上記撮像対象を撮像する撮像素子と、
上記撮像対象の像を上記撮像素子に結像させる２種類の結像レンズが取り付けられた移動体部と、
上記２種類の結像レンズの光軸をいずれも所定の移動線上で移動させることによりいずれかの上記結像レンズの光軸を上記光路の光軸に一致させるよう、上記本体部に対し上記移動体部を移動させる移動部と、
上記移動線に沿った第１方向及びその反対方向でなる第２方向それぞれに関し、上記本体部に対する上記移動体部の移動限界位置を規定する移動限界位置規定部と、
上記移動体部を上記第１方向または上記第２方向へ所定移動距離ずつ移動させる駆動力を発生し所定の伝達部に伝達する駆動力発生部と、
上記伝達部と上記移動体部との間を所定の弾性体を介して連結し、当該上記伝達部に対し当該移動体部を上記第１方向及び上記第２方向それぞれに上記移動単位よりも大きい弾性変位幅の範囲内で変位させる連結部と、
上記移動限界位置に移動された上記移動体部に対し、上記連結部に発生する弾性力よりも強い力を当該弾性力が作用する方向と反対の方向に作用させて当該移動体部を当該移動限界位置に保持する保持部と、
上記移動体部を移動させる際、当該移動体部を上記移動限界位置よりも遠方へ移動させ得る駆動力を供給するよう上記駆動力発生部を制御する制御部と
を有する顕微鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子切替装置及び顕微鏡システムに関し、例えば例えば生体サンプルを拡大して観察する分野に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡では、観察対象の内容や種類に応じて像の拡大率を変化させるべく、対物レンズや接眼レンズ等の光学素子を交換し得るようになされたものが広く用いられている。
【０００３】
また顕微鏡のなかには、主に対物レンズの交換を容易化した構成として、いわゆるレボルバ型のものが広く用いられている。さらに、当該レボルバをパルスモータ等で駆動することにより対物レンズの切替を自動化した顕微鏡も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、顕微鏡のなかには、交換すべき対物レンズが２種類のみの場合に、直線上を移動する移動部に２本の対物レンズを配置し、手動で当該移動部を動かすことにより当該対物レンズを切り替え得るようになされたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０７１７３公報（第１図、第２図）
【０００６】
【特許文献２】特開２００７−３２８０６３公報（第１図〜第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、２本の対物レンズを直線上に配置して切り替える顕微鏡において、対物レンズの切替を自動化しようとした場合、特許文献１のようなパルスモータを用いて移動部を直線方向に移動させる手法が考えられる。
【０００８】
しかしながらステッピングモータを用いた場合、当該ステッピングモータの駆動を停止したときの停止位置を細かく制御することができず、例えば２００［μｍ］間隔のような比較的粗い精度でしか停止位置を定めることができない。
【０００９】
このような場合、顕微鏡における光学系の光軸がずれてしまう。特に、接眼レンズの焦点位置に撮像素子を設けて観察対象を撮像するような場合、このような光軸のずれは画像の画質を大幅に低下させてしまう、という問題があった。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光学素子を切り替える際の位置精度を大幅に高め得る光学素子切替装置及び結像レンズを切り替える際の位置精度を大幅に高め得る顕微鏡システムを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため本発明の光学素子切替装置においては、光路が設定された本体部と、２種類の光学素子が取り付けられた移動体部と、２種類の光学素子の光軸をいずれも所定の移動線上で移動させることによりいずれかの光学素子の光軸を光路の光軸に一致させるよう、本体部に対し移動体部を移動させる移動部と、移動線に沿った第１方向及びその反対方向でなる第２方向それぞれに関し、本体部に対する移動体部の移動限界位置を規定する移動限界位置規定部と、移動体部を第１方向または第２方向へ所定の単位移動距離ずつ移動させる駆動力を発生し所定の伝達部に伝達する駆動力発生部と、伝達部と移動体部との間を所定の弾性体を介して連結し、当該伝達部に対し当該移動体部を第１方向及び第２方向それぞれに移動単位よりも大きい弾性変位幅の範囲内で変位させる連結部と、移動限界位置に移動された移動体部に対し、連結部に発生する弾性力よりも強い力を当該弾性力が作用する方向と反対の方向に作用させて当該移動体部を当該移動限界位置に保持する保持部と、移動体部を移動させる際、当該移動体部を移動限界位置よりも遠方へ移動させ得る駆動力を供給するよう駆動力発生部を制御する制御部とを設けるようにした。
【００１２】
本発明の光学素子切替装置は、駆動力発生部による移動体部の移動距離が単位移動距離ごとであるものの、連結部における弾性作用及び保持部の保持作用により、当該移動体部を当該移動限界位置で精度良く静止させることができる。
【００１３】
また本発明の顕微鏡システムにおいては、撮像対象に焦点を結ぶ対物レンズが取り付けられた本体部と、対物レンズ及び所定の光学素子を介して撮像対象を撮像する撮像素子と、撮像対象の像を撮像素子に結像させる２種類の結像レンズが取り付けられた移動体部と、２種類の結像レンズの光軸をいずれも所定の移動線上で移動させることによりいずれかの結像レンズの光軸を光路の光軸に一致させるよう、本体部に対し移動体部を移動させる移動部と、移動線に沿った第１方向及びその反対方向でなる第２方向それぞれに関し、本体部に対する移動体部の移動限界位置を規定する移動限界位置規定部と、移動体部を第１方向または第２方向へ所定移動距離ずつ移動させる駆動力を発生し所定の伝達部に伝達する駆動力発生部と、伝達部と移動体部との間を所定の弾性体を介して連結し、当該伝達部に対し当該移動体部を第１方向及び第２方向それぞれに移動単位よりも大きい弾性変位幅の範囲内で変位させる連結部と、移動限界位置に移動された移動体部に対し、連結部に発生する弾性力よりも強い力を当該弾性力が作用する方向と反対の方向に作用させて当該移動体部を当該移動限界位置に保持する保持部と、移動体部を移動させる際、当該移動体部を移動限界位置よりも遠方へ移動させ得る駆動力を供給するよう駆動力発生部を制御する制御部とを設けるようにした。
【００１４】
本発明の顕微鏡システムは、駆動力発生部による移動体部の移動距離が単位移動距離ごとであるものの、連結部における弾性作用及び保持部の保持作用により、当該移動体部を当該移動限界位置で精度良く静止させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、駆動力発生部による移動体部の移動距離が単位移動距離ごとであるものの、連結部における弾性作用及び保持部の保持作用により、当該移動体部を当該移動限界位置で精度良く静止させることができる。かくして本発明は、光学素子を切り替える際の位置精度を大幅に高め得る光学素子切替装置及び結像レンズを切り替える際の位置精度を大幅に高め得る顕微鏡システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】顕微鏡システムの概略構成を示す略線図である。
【図２】制御ユニットの構成を示す略線図である。
【図３】鏡筒切替部の構成を示す略線的斜視図である。
【図４】鏡筒切替部の構成（正面図）を示す略線図である。
【図５】鏡筒切替部の構成（上面図）を示す略線図である。
【図６】鏡筒切替部の構成（左側面図）を示す略線図である。
【図７】連結部の構成を示す略線的斜視図である。
【図８】結像レンズの切替動作（１）を示す略線図である。
【図９】結像レンズの切替動作（２）を示す略線図である。
【図１０】結像レンズの切替動作（３）を示す略線図である。
【図１１】結像レンズの切替動作（４）を示す略線図である。
【図１２】結像レンズの切替動作（５）を示す略線図である。
【図１３】結像レンズ切替処理手順を示す略線的フローチャートである。
【図１４】押付部の構成を示す略線的斜視図である。
【図１５】押付部の構成（背面図）を示す略線図である。
【図１６】押付部の構成（正面図）を示す略線図である。
【図１７】カムガイド上面の傾斜角度と押付力との関係を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．他の実施の形態
【００１８】
＜１．実施の形態＞
［１−１．顕微鏡システムの概略構成］
図１において、本実施の形態による顕微鏡システム１は、スライドガラスＳＧを所定の倍率で拡大して撮像する顕微鏡ユニット２と、当該顕微鏡ユニット２を制御する制御ユニット３とにより構成されている。
【００１９】
因みに図１では、説明の都合上、顕微鏡システム１の概略構成を模式的に表している。
【００２０】
スライドガラスＳＧは、血液等の結合組織、上皮組織又はそれらの双方の組織などの組織切片又は塗抹細胞でなる生体サンプルＳＰＬを、所定の固定手法により固定したものであり、該組織切片又は塗抹細胞には必要に応じて染色が施される。この染色には、ＨＥ（ヘマトキシリン・エオシン）染色、ギムザ染色又はパパニコロウ染色等に代表される一般染色のみならず、ＦＩＳＨ(Fluorescence In-Situ Hybridization)や酵素抗体法等の蛍光染色が含まれる。
【００２１】
顕微鏡ユニット２は、ベース１１を土台として構成されている。当該ベース１１の上面には、振動を吸収する吸収部材１１Ａを介してステージ部１２が取り付けられると共に、吸収部材１１Ｂ及び１１Ｃを介して光学系保持部１３が取り付けられている。
【００２２】
光学系保持部１３は、全体として底面を解放した箱状でなり、振動等を生じさせないよう強固に構成されている。また光学系保持部１３は、その内部にステージ部１２を格納し得る程度の空間が設けられており、その上面に略円筒形状の対物レンズ１４が固定されている。
【００２３】
ステージ部１２は、スライドガラスＳＧを保持するステージ１２Ａと、当該ステージ１２Ａを３軸方向に移動させるステージ移動部１２Ｂとを有している。
【００２４】
実際上制御ユニット３は、ステージ部１２を制御してステージ１２Ａを３軸方向に移動させることにより、対物レンズ１４が焦点を結ぶ箇所に、スライドガラスＳＧに固定されている生体サンプルＳＰＬにおける所望の部分を位置させるようになされている。
【００２５】
光学系保持部１３の上面には、対物レンズ１４に加えて、複数の結像レンズを切り替える鏡筒切替部１５と、撮像部１７を保持する撮像系保持部１６とが取り付けられている。
【００２６】
鏡筒切替部１５は、対物レンズ１４を通ってきた生体サンプルＳＰＬの像を結像させる２種類の結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂが設けられており、制御ユニット３の制御に基づき、これら２種類の結像レンズを切り替え得るようになされている（詳しくは後述する）。因みに結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂは、互いの光学倍率が相違するようになされている。
【００２７】
撮像部１７は、結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂにより結像される像をハーフミラー１７Ａにより所定の割合で透過して撮像素子１７Ｂに到達させると共に、その残りを反射させてＡＦ（Auto Focus）用光学系１７Ｃを介してＡＦ用撮像素子１７Ｄへ到達させる。
【００２８】
撮像素子１７Ｂは、例えば所定画素数のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等でなり、生体サンプルＳＰＬの像を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを制御ユニット３へ送出するようになされている。
【００２９】
一方、ＡＦ用光学系１７Ｃは、生体サンプルＳＰＬの像に対し、画像の合焦状態を判別しやすくするような所定の光学的処理を施し、ＡＦ用撮像素子１７Ｄに撮像させる。
【００３０】
ＡＦ用撮像素子１７Ｄは、この生体サンプルＳＰＬの像を撮像しＡＦ用画像データを生成して制御ユニット３へ送出する。これに応じて制御ユニット３は、ＡＦ用画像データを基に合焦状態を判別し、ステージ部１２を上下方向に移動制御して生体サンプルＳＰＬに対物レンズ１４の焦点を合わせるようになされている。
【００３１】
因みに制御ユニット３は、ステージ部１２を移動制御することにより生体サンプルＳＰＬにおける撮像箇所を移動させながら撮像素子１７Ｂによりその像を順次撮像し、得られた画像データを合成するようになされている。
【００３２】
これにより顕微鏡システム１は、撮像素子１７Ｂの画素数を大幅に超えた画素数でなり、スライドガラスＳＧに固定された生体サンプルＳＰＬの全範囲を表す極めて大きな画像を生成し得るようになされている。
【００３３】
このように顕微鏡システム１では、鏡筒切替部１５により結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂを切り替えながら、所望の拡大倍率で生体サンプルＳＰＬの像を順次撮像するようになされている。
【００３４】
［１−２．制御部の構成］
制御ユニット３は、顕微鏡ユニット２の各部を制御すると共に、撮像により得られた撮像対象の画像データに対し所定の画像処理等を施すと共に、所定の記憶部に記憶させるようになされている。
【００３５】
図２に示すように、制御ユニット３は、各種演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）２１Ａ、データが予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）２１Ｂ、及びデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２１Ｃを有する制御部２１を中心に構成されている。
【００３６】
制御部２１では、ＣＰＵ２１ＡがＲＡＭ２１Ｃをワークエリアとして用いながら、バス２２を介してＲＯＭ２１Ｂや記憶部２３から読み出した各種プログラムを実行し、また当該記憶部２３に各種データを記憶させるようになされている。
【００３７】
記憶部２３は、例えばハードディスクドライブや光ディスクドライブ、或いはフラッシュメモリ等でなり、高解像度の画像データのような大容量の各種データを記憶し得るようになされている。
【００３８】
操作部２４は、例えばキーボードや各種スイッチ、或いはタッチパネル等でなり、ユーザの操作入力を受け付け、その操作内容を表す操作命令を制御部２１へ供給するようになされている。
【００３９】
表示部２５は、例えば液晶ディスプレイやＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、或いはプラズマディスプレイ等でなり、各種表示画面や撮像した画像データを画像として表示し得るようになされている。
【００４０】
インタフェース２６は、顕微鏡ユニット２のステージ移動部１２Ｂ、鏡筒切替部１５、撮像素子１７Ｂ及びＡＦ用撮像素子１７Ｄ等との間で各種制御信号や検出信号、或いは各種データ等を送受信するようになされている。
【００４１】
［１−３．鏡筒切替部の構成］
次に、鏡筒切替部１５の構成について説明する。
【００４２】
図３は、顕微鏡システム１のうち鏡筒切替部１５のみを抽出して表した斜視図である。なお説明の都合上、図３ではベース１１及びステージ部１２等（図１）がある側を下方向、撮像素子１７Ｂがある側を上方向と定義し、さらに左方向、右方向、前方向及び後方向をそれぞれ定義している。
【００４３】
また図４は鏡筒切替部１５を前方向からみた正面図であり、図５は鏡筒切替部１５を上方向から見た上面図であり、図６は鏡筒切替部１５を左方向から見た左側面図である。ただし、図４では鏡筒切替部１５における一部の部品を省略して示しており、図６では鏡筒切替部１５に加えて撮像系保持部１６及び撮像部１７も示している。
【００４４】
また鏡筒切替部１５では、各部品がねじ止めされているが、図３〜図６では、一部を除いてねじを省略している。
【００４５】
鏡筒切替部１５は、鏡筒支持部３１を中心に構成されている。鏡筒支持部３１は、矩形状の金属板が複数組み合わされねじ止めされることにより、中空の直方体状に構成されており、その下面において光学系保持部１３（図１）にねじ止めされている。
【００４６】
因みに鏡筒切替部１５は、左右の側面がほぼ解放され大きな穴が設けられているほか、前面板及び後側面板にも図示しない大きな穴が複数設けられている。鏡筒切替部１５は、これらの穴を介して、その内部に蛍光照明や各種光学フィルタ等を設置し得るようになされている。
【００４７】
鏡筒支持部３１の上面３１Ａには、比較的前側及び後側に、左側の端部近傍から右側の端部近傍まで延長されたレール３２Ａ及び３２Ｂが、互いにほぼ平行となるようにそれぞれ取り付けられている。レール３２Ａ及び３２Ｂは、ほぼ同一形状であり、いずれも細長い四角柱状に構成されている。
【００４８】
レール３２Ａ及び３２Ｂの上方には、矩形板状の移動ベース３４が設けられている。この移動ベース３４の下面には、左側及び右側のレール３２Ａと対応する箇所にレールガイド３３Ａ及び３３Ｂがそれぞれ設けられ、左側及び右側のレール３２Ｂと対応する箇所にレールガイド３３Ｃ及び３３Ｄがそれぞれ設けられている。
【００４９】
レールガイド３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄは、いずれもほぼ同一形状であり、レール３２Ａ及び３２Ｂよりも左右方向に短く、前後方向に長い略直方体状に構成されている。またレールガイド３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄは、それぞれの下面に左右方向に渡る溝が形成されている。これら溝は、その前後幅がレール３２Ａ及び３２Ｂの前後幅よりも僅かに広くなっている。
【００５０】
このためレールガイド３３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ及び２３Ｄは、それぞれの溝をレール３２Ａ及び３２Ｂに係合させた状態で、当該レール３２Ａ及び３２Ｂの上面を左右方向に摺動することができる。
【００５１】
すなわち移動ベース３４は、当該レール３２Ａ及び３２Ｂに沿って左右方向に移動し得るようになされている。
【００５２】
移動ベース３４の左側面及び右側面には、六角ボルトの頭部分でなる接触部３４ＡＸ及び３４ＢＸがそれぞれ設けられている。一方、鏡筒支持部３１の左側面３１Ｂ及び右側面３１Ｃそれぞれにおける上方には、上面３１Ａよりも上方に突出するように板状のストッパ３５Ａ及び３５Ｂがそれぞれ設けられている。
【００５３】
ストッパ３５Ａ及び３５Ｂには、移動ベースの接触部３４ＡＸ及び３４ＢＸとそれぞれ対向する箇所に、六角ボルトの頭部分でなる位置規定部３５ＡＸ及び３５ＢＸがそれぞれ設けられている。
【００５４】
このような構成により、鏡筒支持部３１に対する移動ベース３４の移動範囲は、左方向については接触部３４ＡＸが位置規定部３５ＡＸに接触することにより規制され、また右方向については接触部３４ＢＸが位置規定部３５ＢＸに接触することにより規制される。
【００５５】
説明の都合上、以下では、移動ベース３４の位置に関し、接触部３４ＡＸが位置規定部３５ＡＸに接触する位置を左端と呼び、接触部３４ＢＸが位置規定部３５ＢＸに接触する位置を右端と呼ぶ。
【００５６】
また移動ベース３４の前面中央部には、板状部材が折り曲げられてなるセンサドグ３６が取り付けられている。センサドグ３６は、移動ベース３４の前面に取り付けられる取付部分から前方に延設され、さらにその前側端部から下方に延設されたような形状となっている。
【００５７】
一方、鏡筒支持部３１の前面３１Ｄにおける上方には、左右にセンサ３７Ａ及び３７Ｂが取り付けられている。センサ３７Ａ及び３７Ｂは、発光素子及び受光素子が隙間を空けて対向するように設けられており、当該隙間における異物の有無を検出してその検出結果を表す検出信号を制御ユニット３（図１）に供給するようになされている。
【００５８】
センサ３７Ａは、移動ベース３４が左端に到達する直前にセンサドグ３６を検出するような位置に取り付けられている。またセンサ３７Ｂは、移動ベース３４が右端に到達する直前にセンサドグ３６を検出するような位置に取り付けられている。
【００５９】
かかる構成により制御ユニット３は、センサ３７Ａ及び３７Ｂからの検出信号を基に、移動ベース３４が左端又は右端の近傍の位置にあることを認識し得るようになされている。
【００６０】
移動ベース３４の上面左側には、矩形板状のレンズ台３８Ａを介して結像レンズ１５Ａが取り付けられている。また移動ベース３４の上面右側には、矩形板状のレンズ台３８Ｂを介して結像レンズ１５Ｂが取り付けられている。
【００６１】
すなわち移動ベース３４、結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂは、レールガイド３３Ａ〜３３Ｄ及びセンサドグ３６等と共に、一体としてレール３２Ａ及び３２Ｂ上を右方向又は左方向へ移動し得るようになされている。以下では、これらをまとめて鏡筒移動体１５Ｍと呼ぶ。
【００６２】
因みに鏡筒切替部１５では、移動ベース３４が左端に移動したときに対物レンズ１４の光軸と結像レンズ１５Ｂの光軸とを一致させるよう、接触部３４ＡＸ及び位置規定部３５ＡＸの位置等がそれぞれ調整されている。また鏡筒切替部１５は、移動ベース３４が右端に移動したときに対物レンズ１４の光軸と結像レンズ１５Ａの光軸とを一致させるよう、接触部３４ＢＸ及び位置規定部３５ＢＸの位置等がそれぞれ調整されている。
【００６３】
さらに鏡筒支持部３１の前面３１Ｄにおける上方には、移動ベース３４を右方向又は左方向へ駆動する駆動部４０が設けられている。
【００６４】
駆動部４０は、概略的には、モータ４２により動力を発生し、ベルト４６を介してこの動力を移動ベース３４に伝達するようになされている。
【００６５】
鏡筒支持部３１の前面３１Ｄにおける左側上方には、取付板４１を介してモータ４２がその出力軸を後方向へ向けるよう取り付けられている。モータ４２の出力軸には、扁平な円盤状のプーリー４３が取り付けられている。プーリー４３の周側面には、ギアが刻まれている。
【００６６】
また鏡筒支持部３１の前面３１Ｄにおける右側上方には、取付板４４を介して扁平な円盤状のアイドラー４５が回転自在に取り付けられている。このアイドラー４５の回転軸は、プーリー４３の回転軸、すなわちモータ４２の出力軸とほぼ平行となっている。
【００６７】
プーリー４３及びアイドラー３５の間には、環状のベルト４６が弛まない程度の張力で巻装されている。ベルト４６の内側には、プーリー４３の周側面に刻まれたギアと噛合する溝が設けられている。
【００６８】
またモータ４２は、いわゆるステッピングモータとなっており、パルス状の制御信号が供給されると当該パルスの周期に応じた回転速度で回転するようになされている。
【００６９】
かかる構成により駆動部４０は、制御ユニット３からパルス状の制御信号がモータ４２に供給されると、プーリー４３を当該パルスの周期に応じた速度で回転させることにより、当該プーリー４３及びアイドラー４５の間でベルト４６を滑らせることなく周回させる。
【００７０】
因み駆動部４０では、モータ４２及びプーリー４３の組み合わせにより、制御信号の１パルスに相当するベルト４６の移動距離が約２００［μｍ］となっている。すなわち駆動部４０は、ベルト４６を単位移動距離である約２００［μｍ］ごとに移動させることができる。
【００７１】
ベルト４６の下段には、その駆動力を移動ベース３４の前面中央部分に伝達する連結部５０が設けられている。
【００７２】
連結部５０は、後述するように、ベルト４６に加えられた駆動力を移動ベース３４に直接伝達するのではなく、弾性を有する部材を介して伝達するようになされている。
【００７３】
かかる構成により鏡筒切替部１５は、移動ベース３４を左端又は右端に移動させることにより、ステージ１２上のスライドガラスＳＧから対物レンズ１４を介して撮像素子１７Ｂ（図１）まで至る光路上に、結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂを位置させ得るようになされている。
【００７４】
これにより顕微鏡ユニット２では、当該光路上に位置する結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂを用いてスライドガラスＳＧを撮像することができる。
【００７５】
［１−４．連結部の構成］
次に、連結部５０について、図７の斜視図を中心に説明する。
【００７６】
連結部５０は、ベルト４６を上下から挟持する上挟持部５１及び下挟持部５２、当該下挟持部５２を左右に貫通する軸体５３、移動ベース３４に固定され軸体５３を左右に摺動させる左固定部５４及び右固定部５５、コイルばね５６及び５７等により構成されている。
【００７７】
上挟持部５１は、略平板状でなり、その下面に前後方向に渡る溝が左右方向に繰り返し形成されている。
【００７８】
下挟持部５２は、上挟持部５１の下面を平坦にしたような略平板状部分と、当該平板を前後に圧縮し上下に延長させた直方体状部分とを上下に一体化したような形状となっている。さらに下挟持部５２には、上下方向及び前後方向に関しほぼ中央の位置を左右に貫通する円形の孔部が穿設されている。
【００７９】
上挟持部５１は、その下面と下挟持部５２の上面との間にベルト４６の下段を挟んだ状態で、当該下挟持部５２にねじ止めされるようになされている。
【００８０】
軸体５３は、下挟持部５２の孔部よりも僅かに小さな直径でなる円柱状に形成されており、当該孔部に挿通され左右の突出長さをほぼ均等とする状態で下挟持部５２Ｈにねじ止めされるようになされている。
【００８１】
説明の都合上、以下では軸体５３のうち下挟持部５２から左側に突出した部分を左軸体５３Ａと呼び、当該軸体５３のうち下挟持部５２から右側に突出した部分を右軸体５３Ｂと呼ぶ。
【００８２】
一方、左固定部５４は、略直方体状に形成された主体部分５４Ａと、当該主体部分の左側面後下方に左方向に延設された延設部分５４Ｂとにより構成されている。また主体部分５４Ａの中央よりも上側には、軸体５３の直径よりも僅かに大きい直径でなる孔部５４Ｈが左右方向に貫通するよう穿設されている。
【００８３】
右固定部５５は、左固定部５４と左右対称に構成されており、孔部５４Ｈと対応する孔部４５Ｈを有している。
【００８４】
左固定部５４及び右固定部５５は、それぞれ孔部５４Ｈ及び５５Ｈに左軸体５３Ａ及び右軸体５３Ｂが挿通された状態で移動ベース３４の前面３４Ｄにねじ止めされるようになされている。
【００８５】
このため左固定部５４及び右固定部５５は、移動ベース３４と一体に左方向又は右方向へ移動することになる。以下の説明では、上述した鏡筒移動体１５Ｍに左固定部５４及び右固定部５５も含まれるものとする。
【００８６】
ここで左固定部５４の右側面と右固定部５５の左側面との間隔は、図４に示したように、下挟持部５２における左右の長さよりも広くなっている。このため左固定部５４及び下挟持部５２の間には隙間ＧＬが形成され、右固定部５５及び下挟持部５２の間には隙間ＧＲが形成される。
【００８７】
コイルばね５６（図７）は、軸体５３の直径及び孔部４４Ｈの直径よりも僅かに大きな巻き径で螺旋状に巻回されており、弾性力を有している。またコイルばね５６の自然長は、左軸体５３Ｌのうち左固定部５４から左方向に突出した部分の長さよりも長くなるようになされている。
【００８８】
抜け止め部５８は、コイルばね５６の巻き径よりも大きな外径を有すると共に軸体５３の直径とほぼ同等の内径を有する円環状に形成されている。この抜け止め部５８は、左固定部５４から左方向に突出した左軸体５３Ａに、左右方向に圧縮されたコイルばね５６を挿通させた状態で、当該左軸体５３Ａの左端近傍に固定されるようになされている。
【００８９】
これによりコイルばね５６は、左固定部５４の左側面と抜け止め部５８の右側面との間で、自然長に戻ろうとする弾性力（復元力）を作用させるようになされている。
【００９０】
またコイルばね５７及び抜け止め部５９は、それぞれコイルばね５６及び抜け止め部５８と同様に構成されている。抜け止め部５９は、右固定部５５から左方向に突出した右軸体５３Ｂに、左右方向に圧縮されたコイルばね５７を挿通させた状態で、当該右軸体５３Ｂの右端近傍に固定されるようになされている。
【００９１】
これによりコイルばね５７は、コイルばね５６と同様、右固定部５５の右側面と抜け止め部５９の左側面との間で、自然長に戻ろうとする弾性力（復元力）を作用させるようになされている。
【００９２】
かかる構成により、連結部５０では、上挟持部５１、下挟持部５２、軸体５３、並びに抜け止め部５８及び５９をベルト４６と一体に左右方向に移動させるようになされている。説明の都合上、以下ではこれらを連結移動体５０Ｍと呼ぶ。
【００９３】
すなわち連結部５０は、ベルト４６に印加される駆動力を連結移動体５０Ｍから当該コイルばね５６及び５７を介し、さらに左固定部５４又は右固定部５５を介して移動ベース３４に当該駆動力を伝達するようになされている。
【００９４】
［１−５．結像レンズの切替動作］
次に、撮像処理において使用する結像レンズを鏡筒切替部１５により結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂに切り替える際の切替動作について説明する。
【００９５】
まず、図４の連結部５０を中心とした部分を拡大すると共に一部の部品を省略した図８に示すように、鏡筒切替部１５において移動ベース３４が左端と右端との間に位置しており、ベルト４６に駆動力が印加されていない場合を想定する。
【００９６】
このとき連結部５０は、連結移動体５０Ｍ（上挟持部５１、下挟持部５２、軸体５３、抜け止め部５８及び５９）に左右方向への力が印加されていない。このため左右のコイルばね５６及び５７は、互いに同程度の力で圧縮された状態となり、それぞれのコイル長さＳＬ及びＳＲがほぼ同等となる。
【００９７】
またこのときセンサドグ３６は、左右のセンサ３７Ａ及び３７Ｂの間に位置しており、いずれによっても検出されていない。
【００９８】
次に、鏡筒切替部１５が移動ベース３４を左端まで移動させる場合を想定する。鏡筒切替部１５では、まず制御ユニット３（図１）の制御に基づきモータ４２にパルス状の制御信号が供給され、プーリー４３を介してベルト４６に右回りの駆動力（すなわち下段を左方向へ駆動させる力）が伝達される。
【００９９】
このとき連結部５０では、ベルト４６に固定されている連結移動体５０Ｍに左方向への駆動力が印加され、抜け止め部５９にも左方向への駆動力が印加される。これに伴いコイルばね５７は、圧縮されると共に右固定部５５の右側面に復元力を作用させる。
【０１００】
コイルばね５７は、一般的なばねと同様、圧縮された長さに応じた復元力を作用させる。このため、当該復元力が鏡筒移動体１５Ｍの静止摩擦力を上回った時点で当該鏡筒移動体１５Ｍが左方向へ移動し始める。
【０１０１】
因みにこのときの制御信号におけるパルスの周期は比較的短くなっている。このため鏡筒移動体１５Ｍは、比較的高い速度で左方向へ移動する。
【０１０２】
その後、鏡筒切替部１５が鏡筒移動体１５Ｍをさらに左方向へ進行させると、図９に示すように、センサドグ３６がセンサ３７Ａの隙間を遮ることにより、当該センサ３７Ａが当該センサドグ３６を検出する。因みに鏡筒移動体１５Ｍの接触部３４ＡＸは、この段階では鏡筒支持部３１側の位置規定部３５ＢＸには接触していない。以下、このときの鏡筒移動体１５Ｍの位置を左センサ検出位置と呼ぶ。
【０１０３】
このとき制御ユニット３は、モータ４２に対し、制御信号におけるパルスの周期を長くすると共に、供給するパルスの数を所定数（以下これを端部微動数と呼ぶ）に制限する。これにより鏡筒移動体１５Ｍは、移動速度を低下させて、さらに左方向へ進行する。
【０１０４】
その後、鏡筒切替部１５が鏡筒移動体１５Ｍをさらに左方向へ進行させると、図１０に示すように、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置に到達し、接触部３４ＡＸが位置規定部３５ＢＸに接触する。
【０１０５】
ここで端部微動数は、左センサ検出位置から左端位置までの距離、すなわちセンサ３７Ａによりセンサドグ３６が検出されてから接触部３４ＡＸを位置規定部３５ＢＸに接触させるまでの鏡筒移動体１５Ｍの移動距離よりも長い距離に相当するパルス数となるよう設定されている。
【０１０６】
このため制御ユニット３は、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置に到達した後もパルスをモータ４２に供給し続ける。このため連結部５０では、連結移動体５０Ｍの抜け止め部５９がコイルばね５７の右側から力を印加する。
【０１０７】
一方、既に左端位置にある鏡筒移動体１５Ｍは、この状態において左方向への力が加えられたとしても、左方向へ移動することはできない。このため連結移動体５０Ｍの抜け止め部５９は、図１１に示すように、鏡筒移動体１５Ｍに固定されている右固定部５５との間で、コイルばね５７を圧縮することになる。
【０１０８】
その後、制御ユニット３は、センサ３７Ａによりセンサドグ３６を検出した後における制御信号のパルス数が端部微動数に達すると、当該モータ４２に対するパルスの供給を停止する。
【０１０９】
このとき連結部５０では、ベルト４６から連結移動体５０Ｍに加えられていた駆動力が消滅するため、それまで当該駆動力により圧縮されていたコイルばね５７の復元力が作用する。
【０１１０】
このときコイルばね５７は、当該復元力を、連結移動体５０Ｍに対しては右方向へ作用させ、鏡筒移動体１５Ｍに対しては左方向へ作用させる。この結果、既に接触部３４ＡＸが位置規定部３５ＢＸに接触している鏡筒移動体１５Ｍは静止したままとなり、連結移動体５０Ｍは図１２に示すように右方向へ僅かに移動する。
【０１１１】
因みに鏡筒移動体１５Ｍは、左端位置に位置しているとき、後述する押付部７０の作用により、左方向へ押し付ける押付力が印加された状態となり、モータ４２による駆動力が遮断された後も当該左端位置にある状態を維持し得るようになされている。
【０１１２】
かくして鏡筒切替部１５は、鏡筒移動体１５Ｍを左方向へ移動させた後、左端位置に静止させることができる。
【０１１３】
ところで、コイルばね５６及び５７に作用する復元力や圧縮される長さについては、連結部５０における一連の動作を行うため、種々の制約が存在する。以下、この制約について説明する。
【０１１４】
ここでは、モータ４２における１回転に相当するパルスステップ数をＰ［ｓｔｅｐ／ｒｅｖ］、鏡筒移動体１５Ｍ全体の質量をＭ［ｋｇ］、鏡筒移動体１５Ｍの動摩擦係数をμｄ、静止摩擦係数をμｓ、コイルばね５６及び５７のばね定数をｋ［Ｎ／ｍ］とする。
【０１１５】
ただし連結部５０には２個のコイルばね５６及び５７が設けられているため、このばね定数ｋは、２個のコイルばね５６又は５７を合わせた、すなわち２倍のばね定数を表している。
【０１１６】
また、モータ４２の停止トルクをＴｓ［Ｎｍ］、駆動トルクをＴｄ［Ｎｍ］、プーリー４３の半径をｒ［ｍ］、当該プーリー４３の総損失係数をｄ（ただしｄ＜１．０とする）、鏡筒移動体１５Ｍがいずれかの端部に位置してから連結移動体５０Ｍをさらに押し付けるときの過剰移動量をｘ［ｍ］とする。
【０１１７】
さらに、左固定部５４及び右固定部５５の曲げ弾性係数をＳ［Ｎ／ｍ］、停止位置精度をｘｓ［ｍ］とする。
【０１１８】
まず、連結部５０において左固定部５４及び右固定部５５に加える力が強すぎると、当該左固定部５４及び右固定部５５を撓ませることになる。そこで、当該左固定部５４及び右固定部５５を撓ませないための条件は、次の（１）式のようになる。
【０１１９】
（ｋ＊ｘ−μｓ＊Ｍ）／Ｓ≧ｘｓ                …（１）
【０１２０】
また、鏡筒移動体１５Ｍが左右いずれかの端部位置において停止しているときの、連結部５０から加えられる左右方向の力については、次の２つの条件が挙げられる。１番目に、モータ４２の停止トルクによりコイルばね５６又は５７が縮んだ状態を維持するための条件は、次の（２）式のようになる。
【０１２１】
ｋ＊ｘ≦Ｔｓ＊ｄ＊ｒ                          …（２）
【０１２２】
２番目に、モータ４２の停止後に、コイルばね５６又は５７の復元力により連結移動体５０Ｍが最大１パルス分戻された（反対側の端部方向へ移動された）としても、当該コイルばね５６又は５７が縮んだ状態を維持するための条件は、次の（３）式のようになる。
【０１２３】
ｋ＊ｘ＞２＊π＊ｒ／Ｐ                        …（３）
【０１２４】
さらに、鏡筒移動体１５Ｍの移動中に、コイルばね５６又は５７が縮みすぎないための条件、例えば過剰移動量ｘの１／５以下に抑えるための条件は、次の（４）式のようになる。
【０１２５】
ｋ＊ｘ／５≧Ｔｄ＊ｄ＊ｒ−μｄ＊Ｍ            …（４）
【０１２６】
そこで鏡筒切替部１５は、これらの（１）〜（４）式を満たすよう設計されている。
【０１２７】
［１−６．結像レンズ切替処理手順］
次に、制御ユニット３が鏡筒切替部１５の鏡筒移動体１５Ｍをいずれか一端又は中間の位置から他端へ移動させることにより結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂに切り替える際の結像レンズ切替処理手順について、図１３のフローチャートを用いて説明する。
【０１２８】
因みに、以下では鏡筒移動体１５Ｍを左端へ移動させる場合を例に説明する。
【０１２９】
制御ユニット３の制御部２１は、ユーザの操作指示や予め設定されたスケジュールプログラム等の指示に従い、記憶部２３から結像レンズ切替プログラムを読み出すことによりルーチンＲＴ１を開始して、ステップＳＰ１へ移る。
【０１３０】
ステップＳＰ１において制御部２１は、モータ４２に対し、比較的短い周期のパルスでなるジョグ指令の送信を開始して次のステップＳＰ２へ移る。
【０１３１】
これに応じてモータ４２は、当該ジョグ指令を受信している間、比較的高い速度でベルト４６を周回させ、連結部５０を介して鏡筒移動体１５Ｍを左方向へ移動させる。
【０１３２】
ステップＳＰ２において制御部２１は、センサ３７Ａがセンサドグ３６を検出したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは鏡筒移動体１５Ｍが未だ左センサ検出位置まで到達しておらず（図８）、引き続き当該鏡筒移動体１５Ｍを左方向へ移動させる必要があることを表している。このとき制御部２１は、当該ステップＳＰ２を繰り返し、センサドグ３６の検出を待ち受ける。
【０１３３】
一方、ステップＳＰ２において肯定結果が得られると、このことは鏡筒移動体１５Ｍが左センサ検出位置に到達したため（図９）、当該鏡筒移動体１５Ｍを左端で停止させる必要があることを表しており、このとき制御部２１は次のステップＳＰ３へ移る。
【０１３４】
ステップＳＰ３において制御部２１は、モータ４２に対し、比較的長い周期のパルスでなるパルス送り指令の送信を開始すると共にそのパルス数のカウントを開始して、次のステップＳＰ４へ移る。
【０１３５】
これに応じてモータ４２は、当該パルス送り指令を受信している間、比較的低い速度でベルト４６を周回させ、連結部５０を介して鏡筒移動体１５Ｍを左方向へゆっくり移動させる。
【０１３６】
ステップＳＰ４において制御部２１は、パルス送り指令を開始してからのパルス数が端部微動数に達したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、制御部２１は、パルス送り指令の送信を継続したまま当該ステップＳＰ４を繰り返す。
【０１３７】
このときモータ４２は、接触部３４ＡＸが位置規定部３５ＢＸに接触して鏡筒移動体１５Ｍが左端に到達した後（図１０）も、パルス送り指令に従いベルト４６に駆動力を印加し続け、コイルばね５７を圧縮させながら連結移動体５０Ｍを左方向へ押し付ける（図１１）。
【０１３８】
一方、ステップＳＰ４において肯定結果が得られると、このことはパルス送り指令を開始してからのパルス数が端部微動数に達したことを表しており、このとき制御部２１は次のステップＳＰ５へ移る。
【０１３９】
ステップＳＰ５において制御部２１は、モータ４２に対し、パルス送り指令の送信を中止し、停止指令を送信した後、ステップＳＰ６へ移ってルーチンＲＴ１を終了する。
【０１４０】
このときモータ４２は、ベルト４６に対する駆動力の印加を停止する。これに応じて連結移動体５０Ｍがコイルばね５７の復元力により右方向へ僅かに移動するものの（図１２）、鏡筒移動体１５Ｍは左端位置での静止状態を維持する。
【０１４１】
この結果、制御部２１は、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置に精度良く位置させることができる。
【０１４２】
［１−７．押付部の構成］
次に、鏡筒移動体１５Ｍを左方向又は右方向に押し付ける押付部７０について説明する。
【０１４３】
図５及び図６に示したように、押付部７０は、鏡筒支持部３１の後面上方部分から移動ベース３４の後方部分に渡るように設けられている。
【０１４４】
ここで押付部７０については、図１４に左後側上方から見た斜視図を、図１５に背面図を、図１６に正面図を示す。因みに図１５及び図１６においては、結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂ、レンズ台３８Ａ及び３８Ｂ、並びに駆動部４０を省略している。
【０１４５】
押付部７０は、大きく分けると、取付板７１を介して鏡筒支持部３１に取り付けられる部分と、移動ベース３４に取り付けられるカムガイド８０とにより構成されている。
【０１４６】
取付板７１は、左右に長く前後に薄い扁平な直方体状に構成されており、鏡筒支持部３１の背面３１Ｅにおける左右中央の上方に取り付けられている。
【０１４７】
取付板７１の上面には、左右の中央から僅かに左右にずれた位置に、それぞれ略円柱状でなるガイド軸７２及び７３が上方へ向けて延設されている。
【０１４８】
一方、カムブロック７４は、略直方体状に構成されると共に、ガイド軸７２及び７３とそれぞれ対応する箇所に、当該カムブロック７４を上下に貫通し当該ガイド軸７２及び７３の直径よりも僅かに大きな孔径の挿通穴がそれぞれ穿設されている。
【０１４９】
さらにカムブロック７４の前面略中央には、略円柱状のカム７５が回転自在に取り付けられている。
【０１５０】
実際上カムブロック７４は、２箇所の挿通穴にガイド軸７２及び７３がそれぞれ挿通された状態で、上下に移動することにより、カム７５を上下に移動させ得るようになされている。
【０１５１】
コイルばね７６及び７７は、ガイド軸７２及び７３の直径よりも僅かに大きな巻き径で螺旋状に巻回されており、弾性力を有している。またコイルばね７６及び７７の自然長は、ガイド軸７２及び７３のうちカムブロック７４から上方に突出した部分の長さよりも長くなるようになされている。
【０１５２】
抜け止め部７８及び７９は、それぞれコイルばね７６及び７７の巻き径よりもそれぞれ大きな外径を有すると共に、それぞれガイド軸７２及び７３の軸径とほぼ同等の内径を有している。
【０１５３】
実際上抜け止め部７８及び７９は、カムブロック７４並びにコイルばね７６及び７７が挿通されたガイド軸７２及び６３の上端部分にそれぞれ固定されるようになされている。
【０１５４】
このときコイルばね７６及び７７は、上下方向に圧縮された状態となるため、上下方向に復元力を作用させる。
【０１５５】
一方、移動ベース３４の上面後方には、カム７５と対応するようにカムガイド８０が設けられている。カムガイド８０は、レール３２Ａ及び３２Ｂと同様、左右に細長い四角柱状に構成されている。このカムガイド８０における左右方向の長さは、図５に示したように、結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂの中心同士の距離であるレンズ間距離よりも僅かに長くなっている。
【０１５６】
さらにカムガイド８０の上面には、図１５及び１６に示したように、左右の端部近傍において、端側へ進むに連れて下方へ下がるよう傾斜された傾斜部８０Ａ及び８０Ｂが設けられている。なお、以下ではカムガイド８０の上面のうち傾斜部８０Ａ及び８０Ｂを除いた中央の平坦な部分を平坦部８０Ｃと呼ぶ。
【０１５７】
かかる構成により押付部７０は、コイルばね７６及び７７の復元力（以下これを押付力Ｆと呼ぶ）の作用により、カムブロック７４を介してカム７５をカムガイド８０の上面に押し付ける。
【０１５８】
カムガイド８０は、移動ベース３４を含む鏡筒移動体１５Ｍと一体に左方向又は右方向へ移動される。一方、カム７５は、左右方向に関しては鏡筒支持部３１に対し固定されている。
【０１５９】
押付部７０のこのような構造により、カム７５は、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置近傍又は右端位置近傍にあるときに、カムガイド８０の傾斜部８０Ｂ又は８０Ａに当接し、それ以外のときに平坦部８０Ｃに当接することになる。
【０１６０】
ここでカム７５からカムガイド８０に加えられる力の方向及び大きさは、当該カム７５が当接する箇所の傾斜角度に応じて変化することになる。
【０１６１】
カム７５からカムガイド８０に対し下方向に作用する押付力Ｆは、コイルばね７６及び７７のばね定数をそれぞれｋとし、当該コイルばね７６及び７７の自然長からの圧縮長さをｙとすると、次の（５）式により表される。
【０１６２】
Ｆ＝２＊ｋ＊ｙ                                  …（５）
【０１６３】
図１６の一部を拡大した図１７（Ａ）に示すように、カム７５がカムガイド８０の平坦部８０Ｃに当接している場合、押付力Ｆはほぼ真下方向に作用し、左右方向には殆ど作用しない。
【０１６４】
一方、図１７（Ｂ）に示すように、カム７５がカムガイド８０の傾斜部８０Ｂに当接している場合、傾斜部８０Ｂの傾斜角度をθとすると、真下方向に作用する押付力Ｆに対し、左方向に作用する水平抗力でなる水平押付力Ｆｓ＝Ｆ・ｔａｎθが発生する。
【０１６５】
すなわち押付部７０のカム７５は、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置の近傍にある場合、カムガイド８０の傾斜部８０Ｂを介して当該鏡筒移動体１５Ｍに対し左方向への水平押付力Ｆｓを作用させる。
【０１６６】
因みにカム７５が傾斜部８０Ａに当接している場合、当該カム７５による押付力Ｆの作用については、図１７（Ｂ）と左右対称となる。
【０１６７】
すなわち押付部７０のカム７５は、鏡筒移動体１５Ｍが右端位置の近傍にある場合、カムガイド８０の傾斜部８０Ａを介して当該鏡筒移動体１５Ｍに対し右方向への水平押付力Ｆｓを作用させる。
【０１６８】
ここで水平押付力Ｆｓにより鏡筒移動体１５Ｍを左右いずれかの端部位置に静止させるための条件は、鏡筒移動体１５Ｍ全体の質量Ｍと制止摩擦係数μｓとを用いると、次の（６）式のようになる。
【０１６９】
Ｆｓ＞Ｍ＊μｓ                                  …（６）
【０１７０】
実際上、押付部７０は、（６）式を満たすよう傾斜部８０Ａ及び８０Ｂの傾斜角θが定められている。
【０１７１】
かくして押付部７０は、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置近傍又は右端位置近傍に位置している場合のみ、当該鏡筒移動体１５Ｍを左端又は右端へさらに押し付けるような水平押付力Ｆｓを作用させるようになされている。
【０１７２】
［１−８．動作及び効果］
以上の構成において、鏡筒切替部１５の連結部５０は、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置まで移動させ、当該左端位置に到達させた後もモータ４２からベルト４６を介して伝達される左方向への駆動力を、コイルばね５７の弾性力により吸収する。
【０１７３】
その後連結部５０は、モータ４２からベルト４６を介して伝達される駆動力が遮断されると、コイルばね５７の復元力により連結移動体５０Ｍが右方向へ僅かに戻されるものの、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置に静止させたまま移動させない。
【０１７４】
すなわち制御部２１は、モータ４２に供給するパルスの周期や数を制御し、鏡筒移動体１５Ｍを当該左センサ検出位置から左端位置までの移動距離を僅かに超える程度の過剰な駆動力を発生させるだけで、鏡筒移動体１５Ｍの接触部３４ＡＸを位置規定部３５ＢＸに接触させることができる。
【０１７５】
このとき連結部５０は、コイルばね５７の弾性作用により、この過剰な駆動力を吸収することができ、モータ４２の過負荷等による損傷を防止しながら、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置に静止させた状態を維持することができる。
【０１７６】
また鏡筒切替部１５は、モータ４２の単位移動距離が約２００［μｍ］であり必ずしも緻密な位置調整ができず、さらに鏡筒移動体１５Ｍの左右方向に関する位置を高精度に検出することもできない。
【０１７７】
しかしながら鏡筒切替部１５は、センサドグ３６並びにセンサ３７Ａ及び３７Ｂの組み合わせにより、鏡筒移動体１５Ｍが左センサ検出位置（図９）にあることを制御部２１に認識させることができる。
【０１７８】
このため制御部２１は、連結部５０により過剰な駆動力を吸収できることを前提に、鏡筒移動体１５Ｍを当該左センサ検出位置から左端位置までの距離を超える程度に過剰に移動させるだけで、鏡筒移動体１５Ｍを高い精度で左端位置に合わせることができる。
【０１７９】
さらに連結部５０は、モータ４２にパルスが供給されベルト４６が周回され始めるとき、まずコイルばね５６又は５７が圧縮され、その復元力が鏡筒移動体１５Ｍの静止摩擦力を上回った段階で初めて当該鏡筒移動体１５Ｍを移動させる。このため連結部５０は、鏡筒移動体１５Ｍの結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂに対して急激な駆動力（加速力）が印加されることを防止でき、穏やかに移動を開始させることができる。
【０１８０】
また鏡筒切替部１５は、押付部７０におけるカムガイド８０の上面に、左右の端部近傍に傾斜部８０Ａ及び８０Ｂを設け、その他の部分は平坦部８０Ｃとして、コイルばね７６及び７７の復元力によりカムブロック７４及びカム７５を下方向へ押し付けるようにした。
【０１８１】
押付部７０は、カム７５がカムガイド８０における左右の端部近傍に位置するときに、傾斜部８０Ａ又は８０Ｂに対して水平押付力Ｆｓを作用させる。これにより押付部７０は、鏡筒移動体１５Ｍが左右いずれかの端部近傍にあるときのみ、当該鏡筒移動体１５Ｍを当該端部の方向へ押し付けることができる（図１７（Ｂ））。
【０１８２】
このため押付部７０は、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置又は右端位置に到達し、モータ４２からの駆動力が遮断されて連結部５０におけるコイルばね５６又は５７の復元力が作用するときも、当該鏡筒移動体１５Ｍを左端位置又は右端位置に継続的に静止させることができる。
【０１８３】
さらに押付部７０は、鏡筒移動体１５Ｍが左右いずれかの端部以外の位置にあるとき、すなわちカム７５をカムガイド８０の平坦部８０Ｃに当接させているときは、押付力Ｆを下方向に作用させる（図１７（Ａ））。
【０１８４】
このため押付部７０は、鏡筒移動体１５Ｍの移動中は水平押付力Ｆｓにより駆動力を妨げることが無く、且つレール３２Ａ及び３２Ｂとレールガイド３３Ａ〜３３Ｄとの密着性を高めることができる。
【０１８５】
この結果押付部７０は、モータ４２により発生する駆動力が一定でなく変動するような場合であっても、鏡筒移動体１５Ｍにおける不要な振動の発生を防止することができる。
【０１８６】
また顕微鏡ユニット２では、撮像素子１７Ｂ等を有する撮像部１７を、鏡筒切替部１５と切り離し、光学系保持部１３に取り付けられた頑強な撮像系保持部１６により保持するようにした。
【０１８７】
特に顕微鏡ユニット２では、スライドガラスＳＧの画像を部分ごとに撮像して合成するため、撮像開始後にステージ部１２（図１）からの振動等により各光学素子の位置ずれが生じると、正しく合成できない等の問題が生じるおそれがある。
【０１８８】
この点において顕微鏡ユニット２では、鏡筒切替部１５の可動機構により位置精度の誤差が生じ得る結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂに比較的重量のある撮像部１７を直接取り付ける場合と比較して、当該撮像部１７の位置精度を高めることができる。
【０１８９】
以上の構成によれば、鏡筒切替部１５の連結部５０は、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置まで移動させ、当該左端位置に到達させた後もモータ４２からベルト４６を介して伝達される左方向への駆動力を、コイルばね５７の弾性力により吸収する。その後連結部５０は、モータ４２からベルト４６を介して伝達される駆動力が遮断されると、コイルばね５７の復元力により連結移動体５０Ｍが右方向へ僅かに戻されるものの、鏡筒移動体１５Ｍを左端位置に静止させたまま移動させない。これにより鏡筒切替部１５は、連結部５０により余分な駆動力を吸収でき、接触部３４ＡＸを位置規定部３５ＢＸに接触させた状態を維持して鏡筒移動体１５Ｍを極めて正確に左端位置に静止させることができる。
【０１９０】
＜２．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、図７に示したように、連結移動体５０Ｍと、コイルばね５６及び５７と、左固定部５４及び右固定部５５との組み合わせにより連結部５０を構成するようにした場合について述べた。
【０１９１】
本発明はこれに限らず、種々の部品の組み合わせにより連結部５０を構成するようにしても良い。この場合、要はベルト４６から伝達される駆動力を、弾性力を有する弾性体を介して鏡筒移動体１５Ｍに伝えるようにし、且つ（１）式〜（４）式を満たすようにすれば良い。
【０１９２】
また上述した実施の形態においては、駆動部４０においてプーリー４３、アイドラー４５及びベルト４６の組み合わせによりモータ４２の動力を連結部５０に伝達するようにした場合について述べた。
【０１９３】
本発明はこれに限らず、例えばウォームギアやねじ軸等と各種ギアやラック等の組み合わせ、或いはボールねじ等、種々の伝達機構によりモータ４２の動力を連結部５０に伝達するようにしても良い。
【０１９４】
さらに上述した実施の形態においては、モータ４２をステッピングモータとするようにした場合について述べた。
【０１９５】
本発明はこれに限らず、当該モータ４２を他の種々のモータとしても良い。要は、制御ユニット３の制御に基づいてベルト４６を所望の方向に所望の周回速度で所定の単位移動距離ごとに周回させ得れば良い。この場合、ベルト４６の移動距離を段階的にのみ制御し得る場合であっても、連結部５０におけるコイルばね５６又は５７の圧縮長さがベルト４６の最小移動距離よりも長ければ良い。
【０１９６】
さらに上述した実施の形態においては、センサドグ３６並びにセンサ３７Ａ及び３７Ｂの組み合わせにより鏡筒移動体１５Ｍが左センサ検出位置等に有ることを検出するようにした場合について述べた。
【０１９７】
本発明はこれに限らず、例えば接触型のセンサや距離センサ等を用いて鏡筒移動体１５Ｍの位置を検出するようにしても良い。さらには、センサ類を設けないようにしても良い。要は、制御ユニット３の制御の基で、モータ４２から連結部５０を介して鏡筒移動体１５Ｍを左端位置又は右端位置に移動させる以上の過剰な駆動力を供給できれば良い。
【０１９８】
さらに上述した実施の形態においては、鏡筒移動体１５Ｍが左端位置又は右端位置に位置するときに、押付部７０により左方向又は右方向への水平押付力Ｆｓを作用させるようにした場合について述べた。
【０１９９】
本発明はこれに限らず、例えば鏡筒移動体１５Ｍが左端位置又は右端位置に到達し、モータ４２に供給するパルス数が端部微動数に達した後に、当該モータ４２に十分な静止用のトルクを発生させてコイルばね５７を圧縮した状態（図１１）を維持させるようにしても良い。或いは、種々の機構により鏡筒移動体１５Ｍが左端位置又は右端位置に到達したときのみベルト４６を保持するようにしても良い。この場合、静止したベルト４６及びコイルばね５７の復元力の作用により、鏡筒移動体１５Ｍに対し左方向への押付力を発生させることができる。
【０２００】
さらには、鏡筒移動体１５Ｍの静止摩擦係数が十分に大きい場合に、当該鏡筒移動体１５Ｍには左方向又は右方向への押付力を作用させず、静止摩擦力のみにより当該鏡筒移動体１５Ｍを左端位置又は右端位置に静止させるようにしても良い。
【０２０１】
さらに上述した実施の形態においては、駆動部４０のモータを鏡筒支持部３１側に固定し、連結部５０を介して鏡筒移動体１５Ｍにその駆動力を伝達して移動させるようにした場合について述べた。
【０２０２】
本発明はこれに限らず、例えば駆動部４０のモータを鏡筒移動体１５Ｍ側に固定し、連結部５０を介して鏡筒支持部３１側にその駆動力を伝達し、当該鏡筒移動体１５Ｍを移動させるようにしても良い。
【０２０３】
さらに上述した実施の形態においては、押付部７０において、カム７５等を鏡筒支持部３１側に取り付け、カムガイド８０を鏡筒移動体１５Ｍにおける移動ベース２４の上面に取り付けるようにした場合について述べた。
【０２０４】
本発明はこれに限らず、例えばカム７５等を鏡筒移動体１５Ｍ側に取り付け、カムガイド８０を鏡筒支持部３１側に取り付けるようにしても良い。具体的には、例えばガイド軸７２及び７３が下方向へ突出するように、すなわち上下反転した状態でカム７５等を設け、カムガイド８０における傾斜部８０Ａ及び８０Ｂ並びに平坦部８０Ｃが下面となるように鏡筒支持部３１に取り付ければ良い。
【０２０５】
この場合、要は、カム７５の押付力Ｆにより、カムガイド８０を介して押付対象物（この場合の鏡筒支持部３１又は実施の形態における鏡筒移動体１５Ｍ）をガイド軸７２及び７３の支持物（この場合の鏡筒移動体１５Ｍ又は実施の形態における鏡筒支持部３１）に押し付け得れば良い。
【０２０６】
さらに上述した実施の形態においては、押付部７０を鏡筒支持部３１の後面側に１組のみ設けるようにした場合について述べた。
【０２０７】
本発明はこれに限らず、例えば当該押付部７０を前面側に設け、或いは前後に２組以上設けるようにしても良い。
【０２０８】
さらに上述した実施の形態においては、レール３２Ａ及び３２Ｂを左右方向に延長するよう設置し、レールガイド３３Ａ〜Ｄを当該レール３２Ａ及び３２Ｂにそれぞれ係合させ摺動させることにより、鏡筒支持部２１に対し鏡筒移動体１５Ｍを左右方向に移動させるようにした場合について述べた。
【０２０９】
本発明はこれに限らず、例えば左右方向に延長された溝と当該溝内を摺動する突起との組み合わせ等、種々の移動機構により、鏡筒支持部２１に対し鏡筒移動体１５Ｍを左右方向に移動させるようにしても良い。
【０２１０】
さらに上述した実施の形態においては、顕微鏡ユニット２の対物レンズ１４を固定し、２種類の結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂを鏡筒切替部１５により切り替えるようにした場合について述べた。
【０２１１】
本発明はこれに限らず、例えば結像レンズを固定し、互いに倍率の異なる２種類の対物レンズを切り替える場合に鏡筒切替部１５を使用する等、種々の光学素子を切り替える場合に当該鏡筒切替部１５を用いるようにしても良い。
【０２１２】
さらに上述した実施の形態においては、移動ベース３４上に２本の結像レンズ１５Ａ及び１５Ｂを左右方向に配置し、鏡筒切替部１５の駆動部４０によって鏡筒移動体１５Ｍを左右方向に移動させることにより、当該結像レンズ１５Ａ又は１５Ｂに切り替えるようにした場合について述べた。
【０２１３】
本発明はこれに限らず、例えば２組の駆動部４０の組み合わせにより、４本の結像レンズを切り替えるようにしても良い。具体的には、例えば移動ベース３４上に４本の結像レンズを左右及び前後に２本ずつ配置し、移動ベースと鏡筒支持部３１との間に中間移動ベースをさらに設け、２組の駆動部４０を設ける。そして、第１の駆動部４０により鏡筒支持部３１に対し中間移動ベースを左右方向に移動させ、第２の駆動部により当該中間移動ベースに対し移動ベース３４を前後方向に移動させるようにすれば良い。
【０２１４】
さらに上述した実施の形態においては、本体部としての鏡筒支持部３１と、移動体部としての鏡筒移動体１５Ｍと、移動部としてのレール３２Ａ及び３２Ｂ並びにレールガイド３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄと、移動限界位置規定部としての位置規定部３５ＡＸ及び３５ＢＸと、駆動力発生部としてのモータ４２と、連結部としての連結部５０と、保持部としての押付部７０と、制御部としての制御ユニット３とによって光学素子切替装置としての顕微鏡システム１を構成する場合について述べた。
【０２１５】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる本体部と、移動体部と、移動部と、移動限界位置規定部と、駆動力発生部と、連結部と、保持部と、制御部とによって光学素子切替装置を構成するようにしても良い。
【０２１６】
さらに上述した実施の形態においては、本体部としての鏡筒支持部３１と、撮像素子としての撮像素子１７Ｂと、移動体部としての鏡筒移動体１５Ｍと、移動部としてのレール３２Ａ及び３２Ｂ並びにレールガイド３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び３３Ｄと、移動限界位置規定部としての位置規定部３５ＡＸ及び３５ＢＸと、駆動力発生部としてのモータ４２と、連結部としての連結部５０と、保持部としての押付部７０と、制御部としての制御ユニット３とによって顕微鏡システムとしての顕微鏡システム１を構成する場合について述べた。
【０２１７】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる本体部と、撮像素子と、移動体部と、移動部と、移動限界位置規定部と、駆動力発生部と、連結部と、保持部と、制御部とによって顕微鏡システムを構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
本発明は、種々の構成の顕微鏡や撮像装置等、光路上に設ける光学素子を切り替える種々の光学機器でも利用できる。
【符号の説明】
【０２１９】
１……顕微鏡システム、２……顕微鏡ユニット、３……制御ユニット、１５……鏡筒切替部、１５Ｍ……鏡筒移動体、１７Ｂ……撮像素子、２１……制御部、３１……鏡筒支持部、３２Ａ、３２Ｂ……レール、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ……レールガイド、３４……移動ベース、３４ＡＸ、３４ＢＸ……接触部、３５Ａ、３５Ｂ……ストッパ、３５ＡＸ、３５ＢＸ……位置規定部、４０……駆動部、４２……モータ、４３……プーリー、４６……ベルト、５０……連結部、５１……上挟持部、５２……下挟持部、５３……軸体、５４……左固定部、５５……右固定部、５６、５７、７６、７７……コイルばね、５８、５９、７８、７９……抜け止め部、７０……押付部、７２、７３……ガイド軸、７４……カムブロック、７５……カム、８０……カムガイド、８０Ａ、８０Ｂ……傾斜部、８０Ｃ……平坦部。
【図１】
2012013951.tif 000003
【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】
2012013951.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012013951.tif 000012
【図１１】
2012013951.tif 000013
【図１２】
2012013951.tif 000014
【図１３】
2012013951.tif 000015
【図１４】
2012013951.tif 000016
【図１５】
2012013951.tif 000017
【図１６】
2012013951.tif 000018
【図１７】
2012013951.tif 000019