(57)【要約】【課題】対物レンズを位置決めする際の振動を抑制することができる顕微鏡用電動レボルバ装置および当該電動レボルバ装置を備えた顕微鏡を提供すること。【解決手段】顕微鏡本体側の固定部に対向し、該固定部と相対回転可能に配置され、複数の光学素子を装着可能な回転部と、回転部を回転駆動させる駆動手段と、固定部または回転部の何れか一方に設けられた複数の溝部と、固定部または回転部の何れか他方に設けられた付勢手段と、付勢手段に設けられ、該付勢手段によって溝部へ付勢されて溝部の何れか一つと係合することで光学素子を顕微鏡の観察位置に位置決めする係合部材と、付勢手段に設けられた加速度検知手段と、加速度検知手段が検知した検出値に基づき、駆動手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする顕微鏡用電動レボルバ装置。【選択図】図３
2012128112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕微鏡本体側の固定部に対向し、該固定部と相対回転可能に配置され、複数の光学素子を装着可能な回転部と、
前記回転部を回転駆動させる駆動手段と、
前記固定部または前記回転部の何れか一方に設けられた複数の溝部と、
前記固定部または前記回転部の何れか他方に設けられた付勢手段と、
前記付勢手段に設けられ、該付勢手段によって前記溝部へ付勢されて前記溝部の何れか一つと係合することで前記光学素子を前記顕微鏡の観察位置に位置決めする係合部材と、
前記付勢手段に設けられた加速度検知手段と、
前記加速度検知手段が検知した検出値に基づき、前記駆動手段を制御する制御部とを備えたことを特徴とする顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記係合部材が前記溝部に係合する際に前記係合部材に加わる加速度を前記加速度検知手段が検知すると、前記駆動手段を介して前記回転部の回転数を減少させることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記加速度検知手段が前記係合部材に加わる前記加速度を検知することにより、前記係合部材が前記溝部に係合したことを認識することを特徴とする請求項１または２に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項４】
前記回転部には、該回転部に装着される前記光学素子を識別するための識別情報が備えられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項５】
前記識別情報は、前記光学素子ごとに対応して備えられた磁石であることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項６】
前記識別情報は、前記係合部材に振動を発生させる振動発生手段であることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項７】
前記複数の溝部は前記係合部材が接触して相対移動する接触面に形成され、前記振動発生手段は、前記溝部ごとに対応して異なる配置で前記接触面に設けられた複数の凸部であることを特徴とする請求項６に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記加速度検知手段が検知した前記振動発生手段による振動により、前記観察位置に配置された前記光学素子を認識することを特徴とする請求項６または７に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記加速度検知手段が検知した加速度によって、前記観察位置に配置された前記光学素子を識別することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項１０】
前記制御部が前記観察位置に配置された前記光学素子を識別するための前記加速度は、前記係合部材が前記溝部に係合するごとに前記加速度検知手段が検知する前記加速度検知手段の傾きであることを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記係合部材が前記溝部に係合するごとに前記加速度検知手段が検知する前記加速度検知手段の傾きから、前記係合部材が前記溝部に係合したことをさらに認識することを特徴とする請求項１０に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載の顕微鏡用電動レボルバ装置を備えたことを特徴とする顕微鏡。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の光学素子から選択された光学素子を光路中に位置決めする光学部材の位置決め装置を備えた顕微鏡用電動レボルバ装置と、当該電動レボルバ装置を備えた顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡の電動レボルバ装置において、対物レンズの位置決めを行う位置決め装置としてクリックストップ機構を用いたものがある(例えば、特許文献１参照。)。このような位置決め装置は、例えば図１１に示すように、レボルバの回転部４３１側に設けられたＶ溝４４３と、レボルバの固定部側に設けられた板ばね４４６と、板ばね４４６に装着された鋼球４４９とで構成される。位置決め装置は鋼球４４９がＶ溝４４３に落ち込むことによって対物レンズの位置決めを行っている。鋼球４４９がＶ溝４４３に落ち込んでいるか否かは、遮光板（図示省略）とホトインタラプタ４７０とからなる位置センサ４７３によって検知される。対物レンズを装着するための装着孔４３７は、装着孔４３７ごとにアドレスが定められている。アドレスは、装着孔４３７ごとに設けられた磁石４６１の配置で表されている。この磁石４６１の配置を、ホール素子４６４を用いたアドレスセンサ４６７で検知することによって光軸上にどの対物レンズが配置されているのかを検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９８２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成にあっては、鋼球は板ばねによって軌道に押し付けられているので、鋼球がＶ溝に落ち込む際は、Ｖ溝と鋼球との衝突によって振動が発生する。この振動は双眼部における観察像、あるいは各ポートに取り付けられたカメラの画像の揺れとして確認される。また、ＩＶＦ（In Vitro Fertilization：体外受精）や電気生理実験等に使用される、先端を細く加工したガラス管であるニードルがステージ上に配置されている場合などは、レボルバの振動によって先端部が破損してしまうことがある。
【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、対物レンズを位置決めする際の振動を抑制することができる顕微鏡用電動レボルバ装置および当該電動レボルバ装置を備えた顕微鏡を提供することを課題とする。
【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用電動レボルバ装置は、顕微鏡本体側の固定部に対向し、該固定部と相対回転可能に配置され、複数の光学素子を装着可能な回転部と、前記回転部を回転駆動させる駆動手段と、前記固定部または前記回転部の何れか一方に設けられた複数の溝部と、前記固定部または前記回転部の何れか他方に設けられた付勢手段と、前記付勢手段に設けられ、該付勢手段によって前記溝部へ付勢されて前記溝部の何れか一つと係合することで前記光学素子を前記顕微鏡の観察位置に位置決めする係合部材と、前記付勢手段に設けられた加速度検知手段と、前記加速度検知手段が検知した検出値に基づき、前記駆動手段を制御する制御部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は、上記顕微鏡用電動レボルバ装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、対物レンズを位置決めする際の振動を抑制することができる顕微鏡用電動レボルバ装置および当該電動レボルバ装置を備えた顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る顕微鏡用電動レボルバ装置を備えた顕微鏡の構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係るレボルバの側面図である。
【図３】第１実施形態に係るレボルバの固定部と回転部との対向部を鏡筒側（図２中の矢印Ｋ方向）から見た図である。
【図４】軌道の一部を拡大して示す図である。
【図５】各アドレスの磁石取り付け部への磁石の取り付けの有無を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るレボルバの固定部と回転部との対向部を鏡筒側（図２中の矢印Ｋ方向）から見た図である。
【図７】回転部に設けられた軌道のＶ溝近傍の断面図である。
【図８】各装着孔に対応する凸部の配置位置を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るレボルバの固定部と回転部との対向部を対物レンズ側（図２の矢印Ｌ方向）から見た図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るレボルバの固定部と回転部との対向部を対物レンズ側（図２の矢印Ｌ方向）から見た図である。
【図１１】従来のレボルバの固定部と回転部との対向部を鏡筒側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
まず、本発明に係る顕微鏡用電動レボルバ装置を備えた顕微鏡の構成について説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る顕微鏡用電動レボルバ装置を備えた顕微鏡の構成を示す概略図である。
【００１３】
顕微鏡１は、図１に示すように、顕微鏡本体１ａと、顕微鏡本体１ａに備えられた落射照明装置４および透過照明装置７と、試料（図示省略）を載置するステージ１０と、複数の対物レンズ１３を取り付けることができる電動レボルバ装置１６とを備えている。顕微鏡１はステージ１０に載置された試料に落射照明光あるいは透過照明光を照射し、電動レボルバ装置１６に装着されている対物レンズ１３で試料からの光を集光し、フィルタ（図示省略）および鏡筒１９を介して接眼レンズ２２で試料像を観察する構成となっている。電動レボルバ装置１６の回転面は、観察光路の光軸に対して所定の角度傾斜して配置されている。つまり水平に対して傾斜している。電動レボルバ装置１６には後述するような光学部材の位置決め装置が備えられている。電動レボルバ装置１６は、制御部２５によって制御されている。
【００１４】
以下、光学部材の位置決め装置を備えた電動レボルバ装置１６（以後、単にレボルバ１６という。）について説明する。なお、以下の説明においては、通常に観察する状態において、顕微鏡１の観察者側を後方側とし、前方向、左右方向、および上下方向は、観察者から見た方向をいう。
【００１５】
（第１実施形態）
図２は、第１実施形態に係るレボルバの側面図である。図３は、第１実施形態に係るレボルバの固定部と回転部との対向部を鏡筒側（図２中の矢印Ｋ方向）から見た図であり、図４は、軌道の一部を拡大して示す図である。
【００１６】
図２に示すように、レボルバ１６は、顕微鏡本体１ａ側の円形の固定部２８と、固定部２８に対して相対回転し、複数の対物レンズ１３を取り付けることができる円形の回転部３１とから構成されている。回転部３１は固定部２８の下側に配置されている。回転部３１と対向する固定部２８の面は、前方側（図２において紙面右側）のほうが後方側（図２において紙面左側）よりも上方に位置するように傾いている。したがって回転部３１も、前方側のほうが後方側よりも上方に位置するように傾いて配置されている。このように、固定部２８と回転部３１の互いに対向する面は、水平に対して所定角度傾斜している。回転部３１は回転軸を中心にしてモータ３４によって回転可能に設けられている。回転部３１には、対物レンズ１３を装着するための複数の装着孔３７が周方向に形成されている。本実施形態においては６個の装着孔３７が等間隔に形成されている。６個の装着孔３７のアドレス（番地）を周方向に沿って順にそれぞれアドレス１〜６とし、このアドレスによって各装着孔３７に取り付けられた対物レンズ１３を識別することができる。回転部３１に装着された対物レンズ１３は、回転部３１の後方側（観察者側）に位置した対物レンズ１３が観察光路の光軸上に配置される。
【００１７】
本実施形態では、回転部３１の装着孔３７の外径側に、装着孔３７ごとにそれぞれ３個の磁石取り付け部５８が設けられており、この３個の磁石取り付け部５８への磁石６１の取り付けの有無の組み合わせを各装着孔３７のアドレスとしている。図５は、各アドレスの磁石取り付け部５８への磁石６１の取り付けの有無を示す図である。なお、図３および図５中、黒丸は磁石６１が取り付けられていることを示し、白丸は磁石６１が取り付けられていないことを示している。図５に示すように、磁石６１の取り付けの有無の組み合わせは各アドレスで全て異なっている。
【００１８】
固定部２８には３つのホール素子６４を用いたアドレスセンサ６７が設けられている。アドレスセンサ６７は、固定部２８の外周側であって、回転部３１の磁石取り付け部５８と対向する位置に設けられている。アドレスセンサ６７は、回転部３１が回転し、対向して位置した各装着孔３７の磁石取り付け部５８に取り付けられた磁石６１を検出する。本実施形態においては、アドレスセンサ６７は光軸上に配置された対物レンズ１３のアドレスを検出できるように、固定部２８の後部、すなわち観察者側に取り付けられている。アドレスセンサ６７の３つのホール素子６４は、対物レンズ１３が光軸上に配置されているときに、当該対物レンズ１３が装着された装着孔３７の磁石取り付け部５８に取り付けられた磁石６１を検出する。上述したように装着孔３７ごとに磁石６１の有無の組み合わせは異なっているので、各ホール素子６４の磁石６１の検出、非検出の組み合わせによって光軸上にどの対物レンズ１３が配置されているのかが識別される。こうして制御部２５は、アドレスセンサ６７からの情報によって、光軸上に位置する対物レンズ１３を認識することができる。
【００１９】
固定部２８と対向する回転部３１の面には、図３に示すように、装着孔３７よりも外径側にリング状の軌道４０が形成されている。軌道４０には、図４に示すように、各装着孔３７に対応して断面形状がＶ字状の溝４３（以後、Ｖ溝４３という。）が形成されている。各Ｖ溝４３は、回転部３１の中心と、対応する装着孔３７と隣り合う一方側の装着孔３７との中間点とを通る直線上に形成されている。一方、回転部３１と対向する固定部２８側の面には、外周側の１箇所に板ばね４６が固定され、板ばね４６には鋼球４９が取り付けられている。本実施形態においては、板ばね４６の固定位置は、光軸に配置される対物レンズ１３に対応する位置に取り付けられている。鋼球４９は回転部３１の軌道４０に対向する位置に取り付けられており、板ばね４６の弾性力によって軌道４０に押し付けられている。このような構成なので、レボルバ１６の回転部３１が回転すると、相対的に鋼球４９は軌道４０上を移動する。なお、鋼球４９は、軌道４０上を転動するように取り付けてあっても良いし、摺動するように取り付けてあっても良い。鋼球４９が軌道４０上を移動し、Ｖ溝４３に落ち込むことで所定の位置に回転部３１が位置決めされ、何れかの対物レンズ１３が光軸上に配置される。このように、軌道４０に形成されたＶ溝４３と、板ばね４６と、板ばね４６に取り付けられた鋼球４９とで対物レンズ１３の位置決め装置が構成されている。
【００２０】
本実施形態においては、板ばね４６には加速度センサ１５２が取り付けられている。加速度センサ１５２は一方向の加速度を検知することができる１軸タイプのものを用いている。本実施形態においては、加速度センサ１５２は回転部３１の回転軸方向の加速度（以後、Ｚ軸方向とする）を検出するように配置されている。回転部３１が回転し、鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際、鋼球４９にはＺ方向の加速度が加わる。鋼球４９は板ばね４６によって回転部３１側すなわち軌道４０に対して押し付けられているので、板ばね４６にも鋼球４９と同様の振動が加わる。板ばね４６には加速度センサ１５２が取り付けられているので、加速度センサ１５２はこの振動を加速度として検出する。すなわち鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際、加速度センサ１５２はＺ軸方向の大きな加速度を検出する。制御部２５は、加速度センサ１５２がＺ軸方向の大きな加速度を検出することにより、鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識する。
【００２１】
また、本実施形態においては、加速度センサ１５２がＺ軸方向の大きな加速度、すなわち鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際に鋼球４９および板ばね４６に加わる加速度を検出すると、制御部２５はモータ３４に印加する電圧を低下させて、モータ３４の回転数を少なくする。つまり鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際のＺ軸方向の大きな加速度を加速度センサ１５２が検出し、次の瞬間には制御部２５がモータ３４に印加する電圧を低下させる。電圧が下がればモータ３４の回転数が減少し、回転部３１の回転速度が遅くなる。回転部３１の回転速度が遅くなると、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込み速度が遅くなる。その結果、鋼球４９がＶ溝４３に落ち込んだ際の鋼球４９とＶ溝４３との衝突による衝撃が緩和される。こうして、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。なお、加速度センサ１５２がＺ軸方向の大きな加速度を検出したら、モータ３４への電力の供給を遮断し、モータ３４が慣性で回転するようにしても良い。このようにしても鋼球４９のＶ溝４３への落ち込み速度を遅くし、位置決めの際の衝撃を緩和することができる。
【００２２】
このように、本実施形態のレボルバ１６においては、加速度センサ１５２で鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みを検出して鋼球４９の落ち込み速度を抑制しているので、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。さらに、加速度センサ１５２が鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みの際の加速度を検出することによって鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識できるので、遮光板およびホトインタラプタを用いた位置センサを備える必要がない。そのため、コストの低減を図ることができるという効果も発揮している。
【００２３】
（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。
図６は、本発明の第２実施形態に係るレボルバの固定部と回転部との対向部を鏡筒側（図２中矢印Ｋ方向）から見た図であり、図７は回転部に設けられた軌道のＶ溝近傍の断面図である。
【００２４】
第２実施形態に係るレボルバ１１６は、第１実施形態と略同様の構成である。すなわち、回転部３１に設けられた軌道４０とＶ溝４３、さらに固定部２８に設けられた板ばね４６と鋼球４９との構成は第１実施形態と同様の構成である。第２実施形態については、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。
【００２５】
第２実施形態に係るレボルバ１１６においては、加速度センサ１５２は板ばね４６に取り付けられている。加速度センサ１５２は１軸タイプのものを用いており、Ｚ軸方向の加速度、すなわち回転３１の回転軸方向の加速度を検出するように配置されている。
【００２６】
本実施形態においては、図７に示すように、軌道４０上にはＶ溝４３を挟んで周方向に複数の小さな凸部５５が設けられている。各凸部５５の高さおよび幅寸法は同一に形成されている。各凸５５部の高さ寸法および幅寸法は、Ｖ溝４３の深さの寸法および幅寸法に比べてそれぞれ小さく形成されている。凸部５５は各Ｖ溝４３ごとに異なる配置パターンで設けられている。１つのＶ溝４３を挟んで両側に設けられた凸部５５の配置パターンは対称となっている。これら凸部５５は、以下に説明するように、それぞれのＶ溝４３を識別するための識別情報を構成している。言い換えると、これら凸部５５は各Ｖ溝４３に対応する装着孔３７のアドレスを示している。
【００２７】
図８は、各装着孔３７（アドレス）に対応する凸部５５の配置位置を示す図である。図８中、黒丸は凸部５５が形成されていることを示し、白丸は凸部５５が形成されていないことを示している。
【００２８】
図８に示すように、各装着孔３７（アドレス）に対応する凸部５５は、Ｖ溝４３の両側にそれぞれ１個または２個形成されている。これらの凸部５５が形成されている位置は、Ｖ溝４３から遠い方の位置から近い方の位置に向かってＡ位置、Ｂ位置、Ｃ位置とすると、Ｖ溝４３からＡ位置、Ｂ位置、Ｃ位置までの距離は、各Ｖ溝４３においてそれぞれ同じ距離となっている。図８に示すように、アドレス１ではＡ位置およびＢ位置に凸部５５が形成され、Ｃ位置には形成されていない。アドレス２ではＢ位置およびＣ位置に凸部５５が形成され、Ａ位置には形成されていない。アドレス３ではＡ位置およびＣ位置に凸部５５が形成され、Ｂ位置には形成されていない。アドレス４〜６についてはそれぞれＡ位置〜Ｃ位置の何れか１箇所に凸部５５が形成され、他の２箇所には形成されていない。このように、凸部５５はアドレス１〜６がそれぞれ異なる配置パターンとなるように形成されている。
【００２９】
レボルバ１１６の回転部３１が回転し、鋼球４９が軌道４０上を相対移動すると、鋼球４９はこれら凸部５５を乗り越えて移動することとなる。軌道４０上を移動する鋼球４９がＶ溝４３に接近し、Ａ位置から順にＢ位置、Ｃ位置と軌道４０上を移動すると、凸部５５が形成されている位置では当該凸部５５を乗り越えて移動するため、鋼球４９にＺ軸方向の振動が発生する。つまり、平坦な軌道４０から凸部５５に乗り上げるときと、凸部５５の頂上から軌道４０に落ちるときに、鋼球４９にはＺ軸方向の振動が加わる。鋼球４９は板ばね４６によって回転部３１側すなわち軌道４０に対して押し付けられているので、板ばね４６にも鋼球４９と同様の振動が加わる。板ばね４６には加速度センサ１５２が取り付けられているので、加速度センサ１５２はこの振動を加速度として検出する。このように、凸部５５は鋼球４９および板ばね４６に所定の振動を発生させるために設けられている。鋼球４９はＡ位置からＣ位置まで移動した後、Ｖ溝４３に落ち込むこととなる。Ｖ溝４３の深さは、図７に示すように、凸部５５の高さ寸法よりも大きいので、鋼球４９は凸部５５を乗り越えるときよりもＺ軸方向の移動距離が長い。そのため鋼球４９および板ばね４６には凸部５５を乗り越えるときよりも大きな振動すなわち加速度が加わる。また、このときの加速の向きは凸部５５に乗り上げるときと逆方向となる。このように、鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際は、加速度センサ１５２は鋼球が凸部５５を移動する時の加速度とは逆向きの方向で、より大きな加速度を検出する。
【００３０】
回転部３１の回転速度は一定であり、各Ｖ溝４３に対応して形成された凸部５５の配置パターンはそれぞれ異なっているので、各Ｖ溝４３ごとに加速度センサ１５２によって検知されるＡ位置からＣ位置間での加速度の検出回数および検出間隔は異なるものとなる。つまり、加速度センサ１５２は、鋼球４９が各Ｖ溝４３に落ち込む直前に、Ｖ溝４３ごとに異なるパターンで凸部５５による小さい加速度を検出することとなる。制御部２５は各Ｖ溝４３ごとのＡ位置からＣ位置間における凸部５５による加速度検出パターンを予め記憶しており、加速度センサ１５２からの小さい加速度の検出パターンにより、鋼球４９がどのＶ溝４３に落ち込むのかを識別することができる。さらに、所定の凸部５５のパターンを加速度センサ１５２が検知し、その後に当該凸部５５のパターンに対応するＶ溝４３に鋼球４９が落ち込む際には大きな加速度を検出するので、制御部２５は、加速度センサ１５２がこの大きな加速度を検出することにより、鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識する。
【００３１】
このように、本実施形態では、凸部５５による小さい加速度の検出パターンによって、アドレス１〜６が識別できるようになっているので、例えば板ばね４６を固定部２８側の光軸に対応する位置に取り付ければ、制御部２５は現在どの対物レンズ１３が光軸上に配置されているのかを認識することができる。板ばね４６を固定部２８側の光軸に対応する位置以外の位置に取り付けた場合であっても、板ばね４６の位置は固定されており、かつ鋼球４９が落ち込んだＶ溝４３がどのアドレスなのかを識別できるので、相対的に光軸上に配置されている対物レンズ１３を識別できる。
【００３２】
なお、各Ｖ溝４３に形成された凸部５５の配置パターンはＶ溝４３を挟んで円周方向に対称なので、回転部３１がどちらの方向に回転しても、一つのＶ溝４３に対応する凸部５５による加速度の検出パターンは同一のパターンとなり、識別が可能となっている。また、鋼球４９が一旦落ち込んだＶ溝４３から出て軌道４０上を移動する時は、当該Ｖ溝４３に落ち込む直前に通り越した凸部５５とは対称のパターンの凸部５５を通過することとなる。このとき検出する小さな加速度については、制御部２５は考慮しないようにしても良いし、予め記憶されている隣接するＶ溝４３の凸部５５のパターンを参照して回転部３１の回転方向を認識するようにしても良い。
【００３３】
本実施形態においては、加速度センサ１５２が凸部５５による所定パターンの小さい加速度を検出した後に所定の大きさより大きな加速度を検出すると、制御部２５はモータ３４に印加する電圧を下げて、モータ３４の回転数を少なくする。所定の大きさより大きな加速度とは、鋼球４９が凸部５５を乗り越える際に鋼球４９に加わる加速度よりも大きな加速度のことである。すなわち鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際に鋼球４９および板ばね４６に加わる加速度である。加速度センサ１５２がこのような加速度を検出すると、制御部２５は回転部３１を回転させるためのモータ３４に印加する電圧を低下させる。つまり鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際のＺ軸方向の大きな加速度を加速度センサ１５２が検出し、次の瞬間には制御部がモータ３４に印加する電圧を下げる。電圧が下がればモータ３４の回転数が減少し、回転部３１の回転速度が遅くなる。回転部３１の回転速度が遅くなると、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込み速度が遅くなる。その結果、鋼球４９がＶ溝４３に落ち込んだ際の鋼球４９とＶ溝４３との衝突による衝撃が緩和される。こうして、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。なお、加速度センサ１５２が所定の大きさより大きな加速度を検出したら、モータ３４への電力の供給を遮断し、モータ３４が慣性で回転するようにしても良い。このようにしても鋼球のＶ溝への落ち込み速度を遅くし、位置決めの際の衝撃を緩和することができる。
【００３４】
このように、本実施形態においては、加速度センサ１５２で鋼球４９のＶ溝４３の落ち込みを検出して鋼球４９の落ち込み速度を抑制しているので、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。また、凸部５５の配置パターンによる加速度によってアドレスを検出するため、磁石およびホール素子を用いたアドレスセンサを備える必要がない。さらに、加速度センサ１５２が鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みの際の加速度を検出することによって鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識できるので、遮光板およびホトインタラプタを用いた位置センサを備える必要がない。そのため、コストの低減を図ることができるという効果も発揮している。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態については、第１および第２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。
【００３６】
図９は、第３実施形態に係るレボルバ２１６の固定部と回転部との対向部を対物レンズ側（図２の矢印Ｌ方向）から見た図である。
【００３７】
本実施形態は、固定部２８および回転部３１の構成は第１および第２実施形態と略同様である。すなわち回転部３１は固定部２８の下側に配置され、回転部３１には対物レンズ１３が取り付けられる装着孔３７が６個設けられている。本実施形態においては、回転部３１と対向する固定部２８の面に軌道４０が設けられている。軌道４０には、断面形状がＶ字状のＶ溝４３が６箇所設けられている。６箇所のＶ溝４３は等間隔に設けられている。一方、回転部３１には所定の位置に板ばね４６が設けられ、板ばね４６には鋼球４９が取り付けられている。本実施形態においては、板ばね４６はアドレス１に対応する位置に取り付けられている。鋼球４９は軌道４０に対向した位置に取り付けられている。したがって、回転部３１が回転すると回転部３１の回転に伴って鋼球４９が軌道４０を移動する。鋼球４９が軌道４０を移動し、Ｖ溝４３に落ち込むことで回転部３１が所定の位置に位置決めされ、対物レンズ１３が観察光路の光軸上に配置される。
【００３８】
本実施形態においては、加速度センサ５２は板ばね４６に取り付けられている。加速度センサ５２は３軸の加速度センサであり、３次元空間すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のあらゆる方向に加わる加速度を検出することができる。加速度センサ５２が検出した加速度は制御部２５で演算処理され、演算処理されたデータはレボルバ１６の制御に用いられる。
【００３９】
本実施形態においては、制御部２５は加速度センサ５２が検出する加速度から、回転部３１の現在の回転位置を把握している。つまり加速度センサ５２をアドレス１の装着孔３７に対応する位置に取り付けることで、アドレス１の対物レンズ１３の現在位置を把握している。加速度センサ５２は、加速度検出方向のＸ軸方向およびＹ軸方向が回転部３１の回転面と平行な平面に含まれ、Ｚ軸方向が回転部３１の回転面の軸方向となるように配置されている。具体的には、加速度センサ５２の取り付け方向は、アドレス１の対物レンズ１３が光軸上にある状態において、加速度検出方向のＸ軸方向を回転部３１の回転面の前後方向とし、Ｙ軸方向を回転部３１の回転面の左右方向とし、Ｚ軸方向を回転部３１の回転面に対して垂直となるように配置している。また、このとき、Ｘ軸方向は加速度センサ５２を中心にして前方向が正の方向で後方向が負の方向とし、Ｙ軸方向は右方向が正の方向で左方向が負の方向とし、Ｚ軸方向は上方向が正の方向で下方向が負の方向とする。以下、アドレス１の対物レンズ１３が光軸上に位置しているときの加速度センサ５２の位置を基準位置とする。なお、加速度センサ５２の取り付け方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とが逆であっても作用は同じである。
【００４０】
レボルバ１６の回転部３１は前述したように所定角度傾斜して配置されている。加速度センサ５２は静的加速度、すなわち重力方向あるいは水平方向に対する加速度センサ５２自体の傾きも検出する。例えば加速度センサ５２が上記基準位置にある状態において、加速度検出方向のＹ軸方向は重力方向に対して水平であって傾斜していないが、Ｘ軸方向は水平方向に対して傾斜し、Ｚ軸方向は重力方向に対して傾斜している。したがって加速度検出方向におけるＸＹ平面は、水平面に対して傾いている。加速度センサ５２は回転部３１の外縁部に固定されているので、回転部３１の回転とともに回転部３１の外縁部と同一の円周上を移動する。つまり、加速度センサ５２の移動は水平方向に対して傾いた円の円周上を移動する円運動となる。加速度センサ５２が傾いた円の円周上を移動すれば、加速度センサ５２の加速度検出方向のＸ軸方向およびＹ軸方向の水平方向に対する向きは、円周上のあらゆる位置で異なる方向となる。そして加速度センサ５２が傾いた円の円周上を移動すれば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対する重力方向の傾きは、円周上のあらゆる位置で傾き方向が異なることとなる。言い換えれば、加速度センサ５２の加速度検出方向のＺ軸方向は、重力方向に対して円周上のあらゆる位置で傾き方向が異なることとなる。
【００４１】
制御部２５は、鋼球４９がアドレス１のＶ溝４３に係合している状態、すなわち基準位置における加速度センサ５２の重力方向および水平方向に対する傾きをデータとして記憶している。すなわち、重力方向に対するＺ軸方向の傾き方向および傾き角と、このときの水平方向に対するＸ軸方向およびＹ軸方向の傾き方向および傾き角を位置データとして予め記憶している。鋼球４９がアドレス２〜６の各Ｖ溝４３に係合している場合についても、それぞれの場合に対応する加速度センサ５２の位置におけるＸ、Ｙ、Ｚ各軸の傾き方向および傾き角を位置データとして記憶している。
【００４２】
このように、制御部２５は、鋼球４９がアドレス１から６のそれぞれのＶ溝４３に係合した場合について、それぞれの場合に対応する加速度センサ５２の位置におけるＸ、Ｙ、Ｚ各軸の傾き方向および傾き角を位置データとして予め記憶している。制御部２５は加速度センサ５２が検出した加速度からＸ、Ｙ、Ｚ各軸の傾き方向および傾き角を演算して求め、演算結果と記憶している位置データとを照合することでアドレス１の現在位置を検出している。アドレス１の現在位置が検出できれば、他のアドレス２〜６の位置も相対的に決定する。
【００４３】
例として、アドレス１の対物レンズ１３が光軸上にある状態から、回転部３１を一方向に回転させる場合について、位置決め装置および制御部２５の動作を説明する。なお、アドレス１の一方側の隣にはアドレス２の対物レンズ１３が位置し、以下周方向に沿って順にアドレス３〜６が位置している。したがってアドレス１の他方側の隣にはアドレス６の対物レンズ１３が位置している。
【００４４】
まずアドレス１の対物レンズ１３が光軸上にある状態において、制御部２５は加速度センサ５２が検知している静的加速度から、加速度センサ５２のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれの傾き方向と傾き角を算出する。算出された値は記憶されている位置データと照合され、その結果、制御部２５は、現在アドレス１が光軸上に位置していると判断する。
【００４５】
次に、回転部３１が一方側に回転し、アドレス１が光軸上にあったときにアドレス２があった位置に向かって移動する。このとき鋼球４９は、アドレス１に対応するＶ溝４３から出て、軌道上を一方側の隣のＶ溝４３、すなわちアドレス２があった位置に対応するＶ溝４３に向かって相対的に移動する。また、このとき加速度センサ５２は、鋼球４９の移動方向と同じ方向つまり回転部３１の回転方向と同じ方向の等速円運動をしている。加速度センサ５２は移動中も加速度を検出して制御部２５に信号を送っているが、移動中の加速度から求められる加速度センサ５２の傾きは記憶されている位置データと一致しないので、制御部２５はアドレス１の位置を認識していない。そして鋼球４９が、アドレス２があった位置に対応するＶ溝４３に係合して回転部３１が停止すると、その状態において加速度センサ５２が検出する静的加速度から算出される加速度センサ５２の各軸の傾き方向および傾き角は、加速度センサ５２が基準位置にあったときのアドレス２の位置に対応する傾き方向および傾き角となる。この位置における加速度センサ５２の各軸の傾き方向および傾き角は位置データとして制御部２５は記憶しているので、制御部２５は加速度から算出した各軸の傾き方向および傾き角と位置データとを照合して、アドレス１は現在、基準位置に対応するアドレス２の位置にあると認識する。その結果制御部２５は、現在光軸上に位置している対物レンズ１３はアドレス６の対物レンズ１３であると認識する。アドレス１がさらに他の位置に移動した場合についても、同様にしてアドレス１の位置を認識することができる。つまり、アドレス１が光軸上に位置する状態から回転部３１が一方側または他方側に回転すると、鋼球４９は回転部３１の回転にしたがって順次各Ｖ溝４３に係合していくが、鋼球４９が各Ｖ溝４３に係合した状態でのアドレス１の位置が認識できれば、アドレス１の位置に対応する他のアドレス２〜６についても相対的に認識することができる。したがって、制御部２５はアドレス１の位置を認識することにより、現在どの対物レンズ１３が光軸上に位置しているのかを認識することができる。
【００４６】
さらに本実施形態においては、加速度センサ５２がＺ軸方向の大きな加速度を検出すると、制御部２５は回転部３１を駆動するためのモータ３４に印加する電圧を低下させて、モータ３４の回転数を少なくする。鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際のＺ軸方向の大きな加速度を加速度センサ５２が検出し、次の瞬間には制御部２５がモータ３４に印加する電圧を下げる。するとモータ３４の回転数が減少し、回転部３１の回転速度が遅くなる。回転部３１の回転速度が遅くなると、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込み速度が遅くなる。落ち込み速度が遅くなれば、鋼球４９とＶ溝４３との衝突の際の衝撃が緩和される。こうして、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。
【００４７】
本実施形態のレボルバ２１６はこのような構成なので、加速度センサ５２で鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みを検出して鋼球４９の落ち込み速度を抑制しているので、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。また、アドレスを検出するために磁石およびホール素子を用いたアドレスセンサを備える必要がない。さらに、加速度センサ５２が鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みの際の加速度を検出することによって鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識できるので、遮光板およびホトインタラプタを用いた位置センサを備える必要がない。そのため、コストの低減を図ることもできるという効果も発揮している。
【００４８】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態については、第１〜第３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。
【００４９】
図１０は、第４実施形態に係るレボルバ３１６の固定部と回転部との対向部を対物レンズ側（図２の矢印Ｌ方向）から見た図である。
【００５０】
本実施形態は、固定部２８および回転部３１の構成は第１〜３実施形態と略同様である。すなわち回転部３１は固定部２８の下側に配置され、回転部３１には対物レンズ１３を取り付けるための６個の装着孔３７が周方向に等間隔に形成されている。６個の装着孔３７のアドレス（番地）をそれぞれアドレス１〜６とし、このアドレスによって各装着孔３７に取り付けられた対物レンズ１３を識別することができる。本実施形態では、第３実施形態と同様に、回転部３１の装着孔３７の外径側に、装着孔３７ごとにそれぞれ３個の磁石取り付け部５８が設けられており、この３個の磁石取り付け部５８への磁石６１の取り付けの有無の組み合わせを各装着孔３７のアドレスとしている。各アドレスの磁石取り付け部５８への磁石６１の取り付けの有無は、第１実施形態と同様で図５に示す通りである。
【００５１】
固定部２８には３つのホール素子６４を用いたアドレスセンサ６７が設けられている。アドレスセンサ６７は、固定部２８の外周側であって、回転部３１の磁石取り付け部５８と対向する位置に設けられている。アドレスセンサ６７は、回転部３１が回転し、対向して位置した各装着孔３７の磁石取り付け部５８に取り付けられた磁石６１を検出する。本実施形態においては、第１実施形態と同様に、アドレスセンサ６７は光軸上に配置された対物レンズ１３のアドレスを検出できるように、固定部２８の後部、すなわち観察者側に取り付けられている。アドレスセンサ６７の３つのホール素子６４は、対物レンズ１３が光軸上に配置されているときに、当該対物レンズ１３が装着された装着孔３７の磁石取り付け部５８に取り付けられた磁石６１を検出する。図５に示す通り、装着孔３７ごとに磁石６１の有無の組み合わせは異なっているので、各ホール素子６４の磁６１の検出、非検出の組み合わせによって光軸上にどの対物レンズ１３が配置されているのかが識別される。こうして制御部２５は、アドレスセンサ６７からの情報によって、光軸上に位置する対物レンズ１３を認識することができる。
【００５２】
本実施形態においては、回転部３１と対向する固定部２８の面に軌道４０が設けられている。軌道４０には、断面形状がＶ字状のＶ溝４３が６箇所設けられている。６箇所のＶ溝４３は等間隔に設けられている。一方、回転部３１には所定の位置に板ばね４６が設けられ、板ばね４６には鋼球４９が取り付けられている。本実施形態においては、板ばね４６はアドレス１に対応する位置に取り付けられている。鋼球４９は軌道４０に対向する位置に取り付けられている。したがって、回転部３１が回転すると回転部３１の回転に伴って鋼球４９が軌道４０を移動する。鋼球４９が軌道４０を移動し、Ｖ溝４３に落ち込むことで回転部３１が所定の位置に位置決めされ、対物レンズ１３が観察光路の光軸上に配置される。
【００５３】
本実施形態においては、加速度センサ１５２は板ばね４６に取り付けられている。加速度センサ１５２は１軸タイプのものを用いており、Ｚ軸方向の加速度、すなわち回転部３１の回転軸方向の加速度を検出するように配置されている。回転部３１が回転し、鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際には、加速度センサ１５２はＺ軸方向の大きな加速度を検出する。制御部２５は、加速度センサ１５２がＺ軸方向の大きな加速度を検出することにより、鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識する。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、加速度センサ１５２がＺ軸方向の大きな加速度、すなわち鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際に板ばね４６に加わる加速度を検出すると、制御部２５はモータ３４に印加する電圧を低下させて、モータ３４の回転数を少なくする。つまり鋼球４９がＶ溝４３に落ち込む際のＺ軸方向の大きな加速度を加速度センサ１５２が検出し、次の瞬間には制御部２５がモータ３４に印加する電圧を低下させる。電圧が下がればモータ３４の回転数が減少し、回転部３１の回転速度が遅くなる。回転部３１の回転速度が遅くなると、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込み速度が遅くなる。その結果、鋼球４９がＶ溝４３に落ち込んだ際の鋼球４９とＶ溝４３との衝突による衝撃が緩和される。こうして、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。なお、加速度センサ１５２が所定の大きさ以上の加速度を検出したら、モータ３４への電力の供給を遮断し、モータ３４が慣性で回転するようにしても良い。このようにしても鋼球４９のＶ溝４３への落ち込み速度を遅くし、位置決めの際の衝撃を緩和することができる。
【００５５】
このように、本実施形態のレボルバ３１６においては、加速度センサ１５２で鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みを検出して鋼球４９の落ち込み速度を抑制しているので、鋼球４９のＶ溝４３への落ち込みによる位置決めの際の衝撃が緩和される。さらに、加速度センサ１５２が鋼球１５２のＶ溝４３への落ち込みの際の加速度を検出することによって鋼球４９が正確に当該Ｖ溝４３に落ち込んだことを認識できるので、遮光板およびホトインタラプタを用いた位置センサを備える必要がない。そのため、コストの低減を図ることができる。
【００５６】
以上で各実施形態の説明を終えるが、本発明の構成は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更が可能である。また、本発明はフィルタのターレットやスライダにも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  顕微鏡
４  落射照明装置
７  透過照明装置
１０  ステージ
１３  対物レンズ
１６  レボルバ
１９  鏡筒
２２  接眼レンズ
２５  制御部
２８  固定部
３１  回転部
３４  モータ
３７  装着孔
４０  軌道
４３  Ｖ溝
４６  板ばね
４９  鋼球
５２、１５２  加速度センサ
５５  凸部
５８  磁石取り付け部
６１  磁石
６４  ホール素子
６７  アドレスセンサ
【図１】
2012128112.tif 000003
【図２】
2012128112.tif 000004
【図３】
2012128112.tif 000005
【図４】
2012128112.tif 000006
【図５】
2012128112.tif 000007
【図６】
2012128112.tif 000008
【図７】
2012128112.tif 000009
【図８】
2012128112.tif 000010
【図９】
2012128112.tif 000011
【図１０】
2012128112.tif 000012
【図１１】
2012128112.tif 000013