CN102313965A - 光学元件切换装置和显微镜系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学元件切换装置和显微镜系统。该光学元件切换装置包括：连接部，用于经由预定弹性体将传输部与移动体部连接，并且在大于单位移动距离的弹性位移宽度的范围内在第一方向和第二方向中的每一个移位移动体部；保持部，用于在与连接部中发生的弹性力作用相反的方向上将大于该弹性力的力施加至被移位至移动极限位置的移动体部，使得移动体部被保持在移动极限位置处；以及控制部，适于控制驱动力产生部，以当要移位移动体部时提供能够将移动体部移位到远离移动极限位置的驱动力。

Description

光学元件切换装置和显微镜系统

技术领域

本发明涉及光学元件切换装置和显微镜系统，其适于被应用到例如生物样品被放大和观察的领域。

背景技术

过去，已经广泛使用了显微镜，其中，诸如物镜和目镜的光学元件被设计为可交换的，以便根据观察对象的内容和类型来改变像的放大倍数。

一些显微镜广泛使用被配置为有助于主物镜交换的、所谓的旋转器类型(即，旋转机头类型，rotating nose piece type)。此外，提出了一种显微镜，其中，通过以脉冲电机等来驱动旋转器来使物镜的切换自动化。(例如参见日本专利公开第2002-207173号，图1和图2)

另一方面，提出了如下的一些显微镜。如果要交换的物镜仅为两种类型，则该两个物镜被布置于在直线上移动的移动部上。另外，通过手动地变动该移动部使物镜为可切换的。(例如参见日本专利公开第2007-328063号，图1至图4)。

发明内容

顺便提及，其中两个物镜被布置在直线上并且彼此切换的显微镜可旨在使物镜切换自动化。在这种情况下，可以设想一种通过使用脉冲电机在线性方向上变动移位部的方法，如在日本专利公开第2002-207173号。

然而，如果使用步进电机，则不能精确地控制步进电机的驱动停止时的停止位置。可能仅以粗略精度(诸如以200μm的间隔)来设置该停止位置。

在这种情况下，显微镜中光学系统的光轴将失准。具体地，如果在目镜的焦点位置处安装成像元件以成像观察对象，则存在的问题在于光轴的这种失准显著地降低了图像的质量。

期望提供一种当在光学元件之间进行切换时能够显著增强位置精度的光学元件切换装置，以及一种当在像形成透镜之间进行切换时能够显著地增强位置精度的显微镜系统。

根据本发明的实施方式，提供了一种光学元件切换装置，包括：主体部，其中设置光路；移动体部，其上安装了两种类型的光学元件；移位部，其适于相对于主体部移位移动主体部，使得通过在预定的移动线上移位两种类型的光学元件的任何一个光轴来将任何一个光学元件的光轴与光路的光轴对准；移动极限位置限定部，适于关于沿移动线的第一方向及与第一方向相反的第二方向的每个方向上限定移动体部相对于主体部的移动极限位置；驱动力产生部，用于产生适于在第一或第二方向上将移动体部移位预定单位移动距离的驱动力，并将驱动力传输至预定传输部；连接部，用于经由预定弹性体将传输部与移动体部连接，并且在大于单位移动距离的弹性位移宽度的范围内在第一和第二方向中的每一个相对于传输部来位移该移动体部；保持部，用于在与连接部中发生的弹性力作用相反的方向上将大于该弹性力的力施加至被移位至移动极限位置的移动体部，使得将移动体部保持在移动极限位置处；以及，控制部，适于控制驱动力产生部，以当要移位该移动体部时供给能够将移动体部移位到远离移动极限位置的驱动力。

本发明的光学元件切换装置通过连接部的弹性作用和保持部的保持作用允许移动体部精确地在移动极限位置处静止，尽管由驱动力产生部移位的移动体部的移动距离基于单位移动距离。

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种显微镜系统，包括：主体部，安装有对成像对象聚焦的物镜；成像元件，用于经由物镜和预定光学元件对成像对象进行成像；移动体部，安装有两种类型的像形成透镜，每一个像形成透镜均在成像元件上形成成像对象的像；移位部，适于相对于主体部移位该移动体部，使得两种类型的像形成透镜的各自光轴均在预定移动线上移位，以将像形成透镜的任何一个光轴与光路的光轴对准；移动极限位置限定部，适于关于沿移动线的第一方向及与第一方向相反的第二方向的每个方向上限定移动体部相对于主体部的移动极限位置；驱动力产生部，用于产生适于在第一或第二方向上将移动体部移位预定单位移动距离的驱动力，并将驱动力传输至预定传输部；连接部，用于经由预定弹性体将传输部与移动体部连接，并且在大于单位移动距离的弹性位移宽度的范围内在第一和第二方向的每一个中相对于传输部来位移该移动体部；保持部，用于在与连接部中发生的弹性力作用相反的方向上将大于该弹性力的力施加至被移位至移动极限位置的移动体部，使得将移动体部保持在移动极限位置处；以及，控制部，适于控制驱动力产生部，以当要移位该移动体部时供给能够将移动体部移位到远离移动极限位置的驱动力。

本发明的显微镜系统通过连接部的弹性作用和保持部的保持作用允许移动体部精确地在移动极限位置处静止，尽管由驱动力产生部移位的移动体部的移动距离基于单位移动距离。

根据本发明，通过连接部的弹性作用和保持部的保持作用，移动体部可以精确地在移动极限位置处静止，尽管由驱动力产生部移位的移动体部的移动距离基于单位移动距离。因此，本发明可以实现当在光学元件之间进行切换时能够显著地增强位置精度的光学元件切换装置，以及当在像形成透镜之间进行切换时显著地增强位置精度的显微镜系统。

附图说明

图1是示出了显微镜系统的总体构造的示意图；

图2是示出了控制单元的构造的示意图；

图3是示出了透镜镜筒切换部的构造的示意透视图；

图4是示出了透镜镜筒切换部的构造的示意前视图；

图5是示出了透镜镜筒切换部的构造的示意平面图；

图6是示出了透镜镜筒切换部的构造的示意左侧视图；

图7是示出了连接部的构造的示意分解透视图；

图8是示出了像形成透镜的切换操作(1)的示意图；

图9是示出了像形成透镜的切换操作(2)的示意图；

图10是示出了像形成透镜的切换操作(3)的示意图；

图11是示出了像形成透镜的切换操作(4)的示意图；

图12是示出了像形成透镜的切换操作(5)的示意图；

图13是示出了像形成透镜切换处理过程的示意流程图；

图14是按压部的构造的示意透视图；

图15是示出了按压部的构造的示意后视图；

图16是示出了按压部的构造的示意前视图；以及

图17A和图17B是示出了在凸轮导向件的上表面的倾斜角与按压力之间关系的示意图。

具体实施方式

将参考附图来描述本发明的优选实施方式。顺便提及，将按如下顺序进行描述。

1.第一实施方式

2.其他实施方式

<第一实施方式>

[1-1.显微镜系统的示意构造]

参见图1，根据第一实施方式的显微镜系统1包括：显微镜单元2，其通过以给定的放大倍率放大载玻片SG来对其进行成像；以及，控制单元3，其控制显微镜单元2。

顺便提及，为了描述方便，图1示意地示出了显微镜系统1的总体构造。

通过预定的固定方法，载玻片SG被固定地安装有生物样品SPL。生物样品SPL是血液等的结缔组织、上皮组织或这两种组织的涂片细胞或组织切片。组织切片或涂片细胞在必要时进行染色。染色不仅包括以HE(苏木精和曙红)染色、姬姆萨(Giemsa)染色、巴氏(Papanicolaou)染色等为代表的一般染色，还包括诸如FISH(荧光原位杂交)或酶标抗体技术等荧光染色。

显微镜单元2被配置使得底座11作为基座。镜台部12经由吸收振动的吸收件11A被安装在底座11的上表面上。另外，光学系统保持部13经由吸收件11b、11C被安装在底座11的上表面上。

光学系统保持部13整体形成类似于箱状，其底部打开，并且该保持部被坚固地配置以不引起振动等。光学系统保持部13设置有能够在其中容纳镜台部12的空间。大体上管状的物镜14被固定至镜台部12的上表面。

镜台部12包括：镜台12A，用于保持载玻片SG；以及，镜台移位部12B，用于在3-轴方向上移位镜台12A。

实际上，控制单元3适于控制镜台部12以在3-轴方向上移位镜台12A，以将固定至载玻片SG的生物样品SPL的期望部分定位在由物镜14聚焦的位置处。

除了物镜14之外，还将在多个像形成透镜之间进行切换的透镜镜筒切换部15和保持成像部17的成像系统保持部16安装至光学系统保持部13的上表面。

透镜镜筒切换部15设置有两种像形成透镜15A、15B，其中每一个形成已经通过物镜14的生物样品SPL的像。另外，透镜镜筒切换部15被设计为能够根据控制单元3的控制在两种像形成透镜之间进行切换(下面详细说明)。顺便提及，像形成透镜15A、15B被设计为具有不同的光学放大倍率。

在成像部17中，半分镜17A允许由像形成透镜15A或15B形成的像以给定比率通过其，以到达成像元件17B，并允许该像的剩余部分被反射并且经由AF(自动聚焦)光学系统17C到达AF成像元件17D。

成像元件17B由例如具有预定数量像素的CMOS(互补金属氧化物半导体)等构成。另外，成像元件17B成像生物样品SPL，产生图像数据，并且向控制单元3发送如此产生的图像数据。

另一方面，AF光学系统17C允许生物样品SPL的像经历如下光学处理，使得有助于确定图像的聚焦条件，以使AF成像元件对其成像。

AF成像元件17D成像生物样品SPL，产生AF图像数据，并且将其发送到控制单元3。响应于此，控制单元3基于AF图像数据确定聚焦条件，并且可移位地在垂直方向上控制镜台部12，以将物镜14聚焦在生物样品SPL上。

顺便提及，在可移位地控制镜台部12使得移位生物样品SPL的成像位置的同时，控制单元3允许成像元件17B顺次地成像该成像部并将所获得的图像数据组合在一起。

以这种方式，显微镜系统1被配置为产生极大图像，该极大图像具有的像素数远超过成像元件17B的像素数，并且表示被固定至载玻片SG的生物样品SPL的整个范围。

如上所述，在显微镜系统1中，在透镜镜筒切换部15在图像形成透镜15A与15B之间进行切换的同时，以期望的放大倍率来顺次成像生物样品SPL的像。

[1-2.控制部的构成]

控制单元3控制显微镜单元2中的各部分，对于通过成像获得的图像对象的图像数据执行预定的图像处理等，并且将它们存储在预定的存储部中。

参见图2，控制单元3主要由控制部21构成，控制单元21包括：CPU(中央处理单元)21A，用于执行各种运算处理；ROM(只读存储器)21B，用于预先存储数据；以及RAM(随机存取存储器)21C，用于暂时存储数据。

在控制部21中，当使用RAM 21C作为工作区域时，CPU 21A执行经由总线22从存储部23和ROM 21B读取的各种程序，并且允许存储部23在其中存储各种数据。

存储部23由(例如)硬盘驱动器、光盘驱动器或闪存储器构成，并被设计为存储大容量的各种数据，诸如具有高解析度的图像数据。

操作部24由(例如)键盘、各种开关或触摸板构成。另外，操作部24被设计为接收用户的操作输入，并且将指示其操作内容的操作命令提供至控制部21。

显示部25由(例如)液晶显示器、EL(电致发光)显示器或等离子体显示器构成，并且被设计为能够显示各个显示屏幕或作为图像拾取的图像数据。

接口26被设计为在显微镜单元2的镜台移位部12B、透镜镜筒切换部15、成像元件17B、AF成像元件17D等之间发送和接收各种控制信号、检测信号或各种数据。

[1-3.透镜镜筒切换部的构成]

接下来给出对于透镜镜筒切换部15构成的描述。

图3是仅示出了从显微镜系统1提取的透镜镜筒切换部15的透视图。顺便提及，为了描述方便，在图3中，将底座11、镜台部12等(图1)所位于的一侧定义为下方，并将成像元件17B所位于的一侧定义为上方。另外，基于上面的内容进一步定义了左方、右方、前方和后方。

图4是从前方观察到的透镜镜筒切换部15的前视图。图5是从上方观察到的平面图。图6是从左方观察到的透镜镜筒切换部15的左侧视图。然而，图4示出了部分地省略了其部分的透镜镜筒切换部15。另外，图6除了透镜镜筒切换部15之外还示出了成像系统保持部16和成像部17。

透镜镜筒切换部15的各部分被旋拧；然而，图3至图6除了其部分之外省略了螺钉。

透镜镜筒切换部15主要由透镜镜筒支撑部31构成。通过将多个矩形金属板安装在一起并且旋拧以中空长方体形成透镜镜筒支撑部31。透镜镜筒切换部15的下表面被旋拧至光学系统保持部13(图1)。

顺便提及，透镜镜筒切换部15具有左侧表面和右侧表面，它们一般是打开的，即，它们具有各自的大孔。另外，透镜镜筒切换部15具有设置了多个大孔(未示出)的前面板和后面板。透镜镜筒切换部15被设计使得可以通过这些孔在其内部安装荧光灯、各种光学滤波器等。

轨道32A和32B分别被安装在透镜镜筒支撑部31的上表面31A上的相对前后侧上，使得几乎彼此平行。另外，轨道32A、32B从左端部附近延伸到右端部附近。轨道32A、32B具有几乎相同的形状，并且每一个均以细长的四角柱形状形成。

矩形板状移动底座34安装在轨道32A和32B上方。导轨33A和33B安装在移动底座34的下表面上与轨道32A对应的相应的左位置和右位置处。另外，导轨33C和33D安装在与轨道32B对应的相应的左位置和右位置处。

导轨33A、33B、33C、33D具有几乎相同的形状。导轨33A、33B、33C、33D均几乎以长方体形成，该长方体在左-右方向比轨道32A、32B短并且在前后方向上比其长。在其具有在左右方向上延伸的相应凹槽的下表面上形成导轨33A、33B、33C、33D。每一个凹槽具有比轨道32A、32B的每一个略大的前后宽度。

利用这种构造，导轨33A、33B、33C、33D可以在轨道32A、32B的上表面上利用其与相关的轨道32A、32B接合的凹槽以左-右方向滑动。

简而言之，移动底座34被设计为能够沿着轨道32A、32B在左-右方向上移动。

其中每一个由六角头螺栓的头部构成的接触部34AX和34BX分别附至移动底座34的左侧面和右侧面。另一方面，板状止挡件35A和35B分别安装在透镜镜筒支撑部31的左侧面31B和右侧面31C上方，使得从上表面31A向上突出。

其中每一个由六角头螺栓的头部构成的位置限定部35AX和35BX在与移动底座的接触部34AX和34BX对应的相应位置处附至相应的止挡件35A和35B。

利用这样的配置，通过与位置限定部35AX接触的接触部34AX来在左方向上限定移动底座34相对于透镜镜筒支撑部31的移动范围。另外，通过与位置限定部35BX接触的接触部34BX来在右方向上进行限定。

为了下面方便描述移动底座34的位置，其中接触部34AX与位置限定部35AX接触的位置被称为左端。另外，其中接触部34BX与位置限定部35BX接触的位置被称为右端。

通过弯曲板状件所形成的传感器狗36附至移动底座34的前表面的中心部。传感器狗36被成形为从附至移动底座34的前表面的附接部向前延伸，并且从其前端部进一步向下延伸。

另一方面，传感器37A和37B附接到透镜镜筒支撑部31的前表面31D的左上部和右上部。传感器37A和37B均被设置使得发光元件和光接收元件彼此相对以在其间具有间隙。另外，传感器37A和37B检测在该间隙中是否存在杂质，并且向控制单元3(图1)发送用于指示其检测结果的检测信号。

传感器37A附接在以下位置：使得在移动底座34将达到左端之前立即检测到传感器狗36。另外，传感器37B附接在以下位置：使得在移动底座34将达到右端之前立即检测到传感器狗36。

利用这样的配置，控制单元3可以基于分别来自传感器37A或37B的检测信号来识别移动底座34位于接近左端或右端的位置处。

像形成透镜15A经由矩形板状透镜台38A附接到移动底座34的上表面的左侧。另外，像形成透镜15B经由矩形板状透镜台38B附接到移动底座34的上表面的右侧。

换句话说，移动底座34和像形成透镜15A、15B可以在右或左方向上连同导轨33A至33D、传感器狗36等一起并且与它们一体地移动。在下面，这些统称为透镜镜筒移动体15M。

顺便提及，在透镜镜筒切换部15中，接触部34AX和位置限定部35AX的位置等被调整使得当将移动底座34向左端移位时，物镜14的光轴可以与像形成透镜15B的光轴对准。另外，接触部34BX和位置限定部35BX的位置等被调整使得当将移动底座34向右端移位时，物镜14的光轴可以与像形成透镜15A的光轴对准。

在左方向或右方向上驱动移动底座34的驱动部40被安装在透镜镜筒支撑部31的前表面31D上方。

驱动部40通常被设计为使电机42产生功率，该功率经由带46被传输至移动底座34。

电机42经由附接板41安装在透镜镜筒支撑部31的前表面31D的左侧上方，使得其输出轴可以面向后方向。扁平的盘状滑轮43附接到电机42的输出轴。滑轮43在其圆周表面上形成有齿轮。

扁平的盘状惰轮45经由附接板44可旋转地安装在透镜镜筒支撑部31的前表面31D的右侧上方。惰轮45的旋转轴几乎与滑轮43的旋转轴平行，即，与电机42的输出轴平行。

环状带46以使得环状带46不松弛的张力缠绕在滑轮43与惰轮45之间。环状带46的内侧设置有与滑轮43的圆周表面上形成的齿轮啮合的凹槽。

电机42是所谓的步进电机。一旦接收到脉冲状控制信号，电机42就以根据脉冲周期的旋转速度来旋转。

利用这样的配置，如果电机42从控制单元3接收到脉冲状控制信号，则驱动部40以根据脉冲周期的速度来旋转滑轮43，使得带46在滑轮43和惰轮45之间无滑动地循环。

在驱动部40中，电机42和滑轮43的组合提供了约200μm的、与控制信号的一个脉冲对应的带的移动距离。换句话说，驱动部40可以将带46移动约200μm，这是单位移动距离。

在带46的下侧处安装连接部50，其将带46的驱动力传输至移动底座34的前表面的中央部分。

如下所述，连接部50被设计为经由弹性件不直接地向移动底座34传输施加至带46的驱动力。

如上所述配置的透镜镜筒切换部15使得将移动底座34向左端或右端的移位可以分别将像形成透镜15A或15B定位在从在镜台12上的载玻片SG经由物镜14向成像元件17B延伸的光路上。

以这种方式，显微镜单元2可以通过使用位于光路上的像形成透镜15A或15B来成像载玻片SG。

[1-4.连接部的构成]

接下来，主要使用图7的透视图来描述连接部50。

连接部50包括：从上方和下方夹持带46的上夹持部51和下夹持部52；轴53，其从一侧向另一侧贯通下夹持部52；固定至移动底座34并且将轴53从一侧滑向另一侧的左固定部54和右固定部55；以及，螺旋弹簧56、57。

上夹持部51形成如平板。在上夹持部51的下表面上的左-右方向上重复地形成凹槽，使得在前后方向上延伸。

下夹持部52被成形为大体上平板状的部分垂直地与长方体部分结合。该大体上平板状的部分类似于上夹持部51的平坦表面。通过下述方式来形成长方体部：将平板状部分前后加压，进而将其垂直地延伸。另外，在相对于上-下方向和左-右方向的大体中心位置处将下夹持部52钻孔，具有左-右方向上贯通其的圆孔部分。

在带46的下部置于上夹持部51的下表面和下夹持部52的上表面之间的状态中，上夹持部51被旋拧到下夹持部52。

轴53以具有的直径略小于下夹持部52的孔部分直径的圆柱形状形成。轴53被插入通过孔部分并被旋拧到下夹持部52，轴53的左和右突出长度基本上彼此相等。

为了方便下面的说明，将轴53从下夹持部52向左突出的部分称为左轴部53A。另外，将轴53从下夹持部52向右突出的部分称为右轴部53B。

另一方面，左固定部54由下述部构成：以大体上长方体形成的主部54A；以及，突出部54B，其被安装在主部的左侧表面的后下部处，以便从其向左突出。主部54A在其中心上方的位置处被钻孔，具有在左-右方向上贯通其的孔部54H。孔部54H具有略大于轴53的直径。

右固定部55与左固定部54对称地形成，以具有与孔部54H对应的孔部55H。

左固定部54和右固定部55被固定到移动底座34的前表面34D，其中左轴部53A和右轴部53B分别通过孔部54H和55H插入。

利用这一点，左固定部54和右固定部55与移动底座34一体地向左或向右移动。在下面的说明中，透镜镜筒移动体15M也包括左固定部54和右固定部55。

顺便提及，左固定部54的右侧面与右固定部55的左侧面之间的距离大于下夹持部52的左-右长度。以这种方式，在左固定部54和下夹持部52之间限定间隙GL。另外，在右固定部55和下夹持部52之间限定间隙GR。

螺旋弹簧56(图7)以略大于轴53的直径和孔部54H的直径的匝直径来螺旋地缠绕，并且具有弹性力。螺旋弹簧56的自然长度大于从左固定部54向左突出的左轴部53A的长度。

锁紧部58环状地形成，以具有比螺旋弹簧56的匝直径大的外径和大体上等于轴53的直径的内径。锁紧部58在下述状态中被固定到左轴部53A的左端附近：从左固定部54向左突出的左轴部53A插入通过在左-右方向上经压缩的螺旋弹簧56。

以这种方式，螺旋弹簧56在左固定部54的左侧面和锁紧部58的右侧面之间施加允许其自身返回到自然长度的弹性力(恢复力)。

分别与螺旋弹簧56和锁紧部58类似地形成螺旋弹簧57和锁紧部59。锁紧部59在下述状态中被固定到右轴部53B的右端附近：从右固定部55向右突出的右轴部53B插入通过在左-右方向上压缩的螺旋弹簧57。

以这种方式，与螺旋弹簧56类似，螺旋弹簧57在右固定部55的右侧面和锁紧部59的左侧面之间施加允许其自身返回到自然长度的弹性力(恢复力)。

利用这样的配置，在连接部50中，上夹持部51、下夹持部52、轴53和锁紧部58、59在左-右方向上与带46一体地移位。为了方便下面的说明，这些被称为连接移动体50M。

即，连接部50经由螺旋弹簧56、57并且进一步经由左固定部54或右固定部55将施加至带46的驱动力从连接移动体50M传输至移动底座34。

[1-5.像形成透镜的切换操作]

接下来描述当透镜镜筒切换部15在用于成像处理的像形成透镜之间(即，在像形成透镜15A和15B之间)进行切换时经历的切换操作。

图8示出了以图4的连接部50为中心的放大部，并且部分地省略了其一些部分。参见图8，假定透镜镜筒切换部15中的移动底座34位于左端和右端之间，并且不向带46施加驱动力。

在该情况下，在连接部50中，没有左-右方向上的力施加至连接移动体50M(上夹持部51、下夹持部52、轴53和锁紧部58、59)。因此，以几乎彼此相等的相应的力来压缩左螺旋弹簧56、右螺旋弹簧57，使得其螺旋长度SL、SR几乎彼此相等。

也在该情况下，传感器狗36位于左传感器37A和右传感器37B之间，使得该传感器狗不被它们中的任何一个检测到。

接下来假设，透镜镜筒切换部15将移动底座34向左端移位。在透镜镜筒切换部15中，电机42基于控制单元3(图1)的控制来接收脉冲状控制信号，并且经由滑轮43向带46传输顺时针的驱动力(即，将带46下部向左驱动的力)。

在该情况下，在连接部50中，将左向驱动力施加至被固定到带46的连接移动体50M，并且还将该左向驱动力施加至锁紧部59。其压缩螺旋弹簧57，并且施加对于右固定部55右侧力的恢复力。

与普通的弹簧类似，螺旋弹簧57施加与压缩长度对应的恢复力。因此，当该恢复力超过透镜镜筒移动体15M的静摩擦力时的时刻，透镜镜筒移动体15M开始向左移动。

顺便提及，控制信号的脉冲的周期相对较短；因此，透镜镜筒移动体15M以相对较高的速度向左移动。

其后，透镜镜筒切换部15将透镜镜筒移动体15M进一步向左前进。此时，传感器狗36遮断传感器37A的间隙，使得传感器37A检测到传感器狗36。顺便提及，在透镜镜筒支撑部31侧上，透镜镜筒移动体15M的接触部34AX不与位置限定部35AX接触。在下面，此时的透镜镜筒移动体15M的位置被称为左传感器检测位置。

在该情况下，控制单元3延长向电机42提供的控制信号的脉冲的周期，并且将所提供的脉冲的数量限制为给定的数量(以下，称为端微动数)。这进一步地将透镜镜筒移动体15M以降低的移动速度向左前进。

其后，透镜镜筒切换部15进一步将透镜镜筒移动体15M向左前进。如图10中所示，透镜镜筒移动体15M到达左端位置，使得接触部34AX与位置限定部35AX接触。

顺便提及，以对应于距离长于从左传感器检测位置至左端位置距离的脉冲的数量来设置端微动数。具体地说，脉冲的数量对应于比透镜镜筒移动体15M的移动距离长的距离，直到在传感器37A检测到传感器狗36后接触部34AX与位置限定部35AX接触。

以这种方式，控制单元3也在透镜镜筒移动体15M到达左端位置后继续向电机42施加脉冲。因此，在连接部50中，连接移动体50M的锁紧部59从螺旋弹簧57的右侧施加力。

另一方面，已经被定位在左端位置的透镜镜筒移动体15M不能向左移动，即使在这种状态中接收到施加至此的向左的力。因此，连接移动体50M的锁紧部59对于被固定到透镜镜筒移动体15M的右固定部55和锁紧部59之间的螺旋弹簧57进行压缩，如图11中所示。

因此，当控制信号的脉冲的数量在传感器37A检测到传感器狗36后达到端微动数时，控制单元3停止向电机42提供脉冲。

此时，在连接部50中，曾经从带46向连接移动体50M施加的驱动力消失。因此，被驱动力压缩直到那时的螺旋弹簧57的恢复力作用如下。

在该情况下，螺旋弹簧57将恢复力向右施加至连接移动体50M，并且将恢复力向左施加至透镜镜筒移动体15M。结果，其中接触部34AX已经与位置限定部35AX接触的透镜镜筒移动体15M保持静止。另外，连接移动体50M略向右移动，如图12中所示。

顺便提及，当位于左端位置处时，透镜镜筒移动体15M被带入下述状态：其中，通过稍后描述的按压部70的操作将左向按压力施加至此。另外，也在阻断电机42的驱动力后，透镜镜筒移动体15M可以保持位于左端位置的状态。

以这种方式，在透镜镜筒移动体15M向左移位后，可以允许透镜镜筒切换部15在左端位置处静止。

顺便提及，向螺旋弹簧56、57施加的恢复力和螺旋弹簧56、57的压缩长度具有各种限制，原因在于螺旋弹簧56、57在连接部50中执行一系列动作。下面描述这些限制。

假定与电机42的一周旋转对应的脉冲步长的数量是P[step/rev]。另外，整个透镜镜筒移动体15M的质量是M[kg]。透镜镜筒移动体15M的动摩擦系数是μd。静摩擦系数是μs。螺旋弹簧56和57的弹簧常数是k[N/m]。

然而，连接部50设置有两个螺旋弹簧56和57；因此，弹簧常数k表示两个螺旋弹簧56和57的相加的弹簧常数，即两倍的弹簧常数。

假定电机42的停止扭矩是Ts[Nm]，并且驱动扭矩是Td[Nm]。另外，滑轮43的半径是r[m]。滑轮43的总损耗系数是d(但是，d＜1)。当在透镜镜筒移动体15M位于任意端部处后进一步加压连接移动体50M时遇到的移动距离是x[m]。

而且，假定左固定部54和右固定部55中每一个的弯曲弹性常数是S[N/m]，并且停止位置精度是xs[m]。

首先，如果在连接部50中向左固定部54和右固定部55施加的力过强，则其将左固定部54和右固定部55弯曲。接下来，通过下面的表达式(1)来表示允许左固定部54和右固定部55不弯曲的条件。

(k*x-μs*M)/S≥xs    ...(1)

当透镜镜筒移动体15M在左端位置和右端位置的任何一个处停止时从连接部50施加的左-右方向力涉及下面的两个条件。首先，通过下面的表达式(2)来表达保持由电机42的停止扭矩压缩的螺旋弹簧56或57的状态的条件。

k*x≤Ts*d*r    ...(2)

其次，即使在电机42停止后通过螺旋弹簧56或57的恢复力将连接移动体50M返回(在相对端方向上移位)最大一个脉冲，通过下面的表达式(3)来表示保持螺旋弹簧56或57的压缩状态的条件。

k*x＞2*π*r/P    ...(3)

通过下面的表达式(4)来表示在透镜镜筒移动体15M的移动期间螺旋弹簧56或57未被过度压缩情况下的条件，例如，在螺旋弹簧56或57的压缩被抑制为过度移动距离x的1/5或更小情况下的条件。

k*x/5≥Td*d*r-μd*M    ...(4)

以这种方式，透镜镜筒切换部15被设计为满足表达式(1)至(4)。

[1-6.像形成透镜切换处理过程]

接下来参考图13的流程图来描述像形成透镜切换处理过程。当控制单元3通过将透镜镜筒切换部15的透镜镜筒移动体15M从一端或中间位置向另一端移位以在像形成透镜15A和15B之间进行切换时，执行该过程。

顺便提及，下面举例描述透镜镜筒移动体15M向左端移位的情况。

在用户的操作命令和预设调度程序命令等后，控制单元3的控制部21从存储部23读取像形成透镜切换程序，并且开始例行程序RT1，并且处理进行到步骤SP1。

在步骤SP1中，控制部21开始向电机42发送由相对较短周期的脉冲组成的寸动命令(jog command)，并且处理移到下一个步骤SP2。

响应于此，在接收寸动命令期间，电机42允许带46以相对较高的速度循环，以经由连接部50向左移位透镜镜筒移动体15M。

在步骤SP2中，控制部21确定传感器37A是否检测到传感器狗36。该确定可以是否定的。这意味着透镜镜筒移动体15M还没有到达左传感器检测位置(图8)，并且随后需要向左移位透镜镜筒移动体15M。在该情况下，控制部21重复步骤SP2，并且等待检测到传感器狗36。

另一方面，在步骤SP2中，该确定可以是肯定的。这意味着透镜镜筒移动体15M到达左传感器检测位置(图9)，并且需要将透镜镜筒移动体15M停止在左端处。在该情况下，在控制部21中的处理移到下一个步骤SP3。

在步骤SP3中，控制部21开始向电机42发送由相对较长周期的脉冲组成的脉冲传送命令，并且对脉冲数目进行计数。在控制部21中该处理移到下一个步骤SP4。

响应于此，在脉冲传送命令的接收期间，电机42允许带46循环以经由连接部50将透镜镜筒移动体15M向左缓慢地移位。

在步骤SP4中，控制部21确定在开始脉冲传送命令之后脉冲的数量是否达到端微动的数量。如果该确定是否定的，则控制部21在继续发送脉冲传送命令的同时重复步骤SP4。

在该情况下，同样地在接触部34AX与位置限定部35AX接触后，即，透镜镜筒移动体15M到达左端(图10)，电机42继续根据脉冲传送命令向带46施加驱动力。另外，带46在对螺旋弹簧57(图11)压缩的同时对于连接移动体50M向左按压。

另一方面，在步骤SP4中该确定是肯定的。这意味着在开始脉冲传送命令之后脉冲的数量达到端微动的数量。在该情况下，控制部21中的处理移到下一个步骤SP5。

在步骤SP5中，控制部21停止脉冲传送命令的传送，并向电机42发送停止命令。其后，在控制部21中的处理移到步骤SP6，并且结束例行程序RT1。

在该情况下，电机42停止向带46施加驱动力。响应于此，通过螺旋弹簧57(图12)的恢复力，连接移动体50M向右略微移位。然而，透镜镜筒移动体15M在左端位置处保持静止状态。

结果，控制部21可以精确地将透镜镜筒移动体15M定位在左端位置处。

[1-7.按压部的构成]

接下来描述用于将透镜镜筒移动体15M向左或向右按压的按压部70。

如图5和图6中所示，按压部70被安装为从透镜镜筒支撑部31的后表面上部跨越至移动底座34的后部。

图14是从在左后侧上方观察到的按压部70的透视图。图15是按压部70的后视图。图16是按压部70的前视图。顺便提及，在图15和图16中，像形成透镜15A、15B、透镜台38A、38B和驱动部40被省略。

按压部70主要由经由附接板71安装至透镜镜筒支撑部31的部分和安装至移动底座34的凸轮导向件80构成。

附加板71以右左延长并且前后薄的长方体形成，并且被安装到透镜镜筒支撑部31的后表面31E的水平中央上部。

大体上柱状的导轴72、73被安装在附接板71的上表面上，从而在从水平中心略水平偏移的相应位置处向上突出。

凸轮块74以大体上长方体形成。另外，凸轮块74被钻孔，在与导轴72、73对应的相应位置处具有插孔。该插孔垂直地通过凸轮块74，并且具有略大于导轴72、73中每一个的直径。

而且，大体上柱状的凸轮75几乎在凸轮块74的前表面处可旋转地附接至此。

实际上，在导轴72、73通过两个对应的插孔被插入的状态中，凸轮块74垂直地移位以垂直地移位凸轮75。

具有匝直径略大于导轴72、73中每一个的直径的螺旋弹簧76、77围绕相应的导轴72、73螺旋地缠绕，并且具有弹性力。螺旋弹簧76、77的自然长度被设置长于导轴72、73中每一个从凸轮块74向上突出的部分。

锁紧部78和79具有分别比螺旋弹簧76和77的匝直径大的相应的外径。另外，锁紧部78和79具有几乎等于导轴72和73的相应的轴直径的各自的内径。

实际上，锁紧部78和79被固定到导轴72和73通过凸轮块74和相应的螺旋弹簧76和77的对应的上端部。

在该情况下，螺旋弹簧76、77中每一个均因为处于压缩状态而具有垂直作用的恢复力。

另一方面，凸轮导向件80被安装在移动底座34的上表面的后部，使得对应于凸轮75。与轨道32A、32B类似地，凸轮导向件80以水平细长的四角棱柱形成。凸轮导向件80具有略大于透镜间距离的水平长度，该透镜间距离是在如图5中所示的像形成透镜15A、15B的各自中心之间的距离。

如图15和16中所示，倾斜部80A、80B被设置在凸轮导向件80的上表面上与对应的左右端接近的相应部处，使得随着它们向对应的端侧移动时向下倾斜。顺便提及，除了倾斜部80A、80B之外的凸轮导向件80的上表面的中心平坦部在下面被称为平坦部80C。

使用这样的配置，按压部70将凸轮75通过螺旋弹簧76、77的恢复力(以下称为按压力F)的作用经由凸轮块74压向凸轮导向件80的上表面。

凸轮导向件80与包括移动底座34的透镜镜筒移动体15M一体地向左或向右移位。另一方面，凸轮75相对于左-右方向被固定到透镜镜筒支撑部31。

按压部70被如上所述配置。因此，如果透镜镜筒移动体15M位于接近左端位置或右端位置，则凸轮75与凸轮导向件80的倾斜部80B或80A接触。如果透镜镜筒移动体15M未接近左端位置或右端位置，则凸轮75接触平坦部80C。

顺便提及，从凸轮75向凸轮导向件80施加的按压力F的方向和大小根据在其中凸轮75与凸轮导向件80接触的位置处的倾斜角改变。

从凸轮75向下作用于凸轮导向件80的按压力F被下面的表达式(5)表示，其中，螺旋弹簧76、77中每一个的弹簧常数是k，并且每个螺旋弹簧76、77从其自然长度被压缩的长度是y。

F＝2*k*y    ...(5)

如作为图16的部分放大视图的图17A中所示，如果凸轮75与凸轮导向件80的平坦部80C接触，则按压力F几乎在紧靠下方作用，而几乎不在左-右方向上作用。

另一方面，如图17B中所示，凸轮75可以与凸轮导向件80的倾斜部80B接触。在该情况下，如果假定倾斜部80B的倾斜角是θ，则出现水平按压力Fs(＝F·tanθ)，它是相对于在紧靠下方作用的按压力F向左作用的水平阻力。

换句话说，如果透镜镜筒移动体15M接近左端位置，则按压部70的凸轮75经由凸轮导向件80的倾斜部80B对透镜镜筒移动体15M施加向左的水平按压力Fs。

顺便提及，如果凸轮75与倾斜部80A接触，则凸轮75的按压力F的作用相对于图17B中的按压力是对称的。

具体地说，如果透镜镜筒移动体15M接近右端位置，则按压部70的凸轮75经由凸轮导向件80的倾斜部80A对透镜镜筒移动体15M应用向右的水平按压力Fs。

通过使用整个透镜镜筒移动体15M的质量M和静摩擦系数μs，通过下面的表达式(6)来表示水平按压力Fs允许透镜镜筒移动体15M在左端位置和右端位置中任何一个处静止的条件。

Fs＞M*μs    ...(6)

实际上，按压部70被配置使得确定倾斜部80A或80B的倾斜角θ，以满足表达式(6)。

以这种方式，按压部70被设计以仅当透镜镜筒移动体15M接近左端位置或右端位置时，允许水平按压力Fs作用以将透镜镜筒移动体15M向左端或右端进一步按压。

[1-8.操作和效果]

在如上所述的配置中，透镜镜筒切换部15的连接部50将透镜镜筒移动体15M向左端位置移位。另外，同样即使在透镜镜筒移动体15M到达左端位置后，从电机42经由带46传输的向左的驱动力被螺旋弹簧57的弹性力吸收。

其后，如果从电机42经由带46传输的驱动力被阻断，则连接移动体50M被螺旋弹簧57的恢复力略微向右返回。然而，连接部50允许透镜镜筒移动体15M保持静止在左端位置处，即不移位。

具体地说，控制部21控制向电机42提供的脉冲的周期和数量，以便引起略超过透镜镜筒移动体15M从左传感器检测位置向左端位置的移动距离的过度驱动力。即使它可以使透镜镜筒移动体15M的接触部34AX与位置限定部35AX接触。

在该情况下，连接部50可以通过螺旋弹簧57的弹性作用来吸收该过度驱动力。因此，在防止电机42的过度负载等导致的损坏的同时，连接部50可以保持透镜镜筒移动体15M被允许静止在左端位置处的状态。

因为电机42的单位移动距离是大约200μm，所以透镜镜筒切换部15不能总是被精确地调整到位。另外，同样地也不能以高精度在左-右方向位置上检测到透镜镜筒移动体15M。

然而，因为传感器狗36和传感器37A、37B的组合，所以透镜镜筒切换部15可以允许控制部21识别透镜镜筒移动体15M位于左传感器检测位置(图9)。

因此，控制部21可以允许透镜镜筒移动体15M仅通过下述方式以高精度与左端位置重合。即，基于连接部50可以吸收过度驱动力的事实，可以使得超过从左传感器检测位置向左端位置的距离的程度来过度地移位透镜镜筒移动体15M。

而且，当向电机42提供脉冲以允许带46开始循环时，在连接部50中的螺旋弹簧56或57首先被压缩以引起恢复力。该恢复力可以超过透镜镜筒移动体15M的静摩擦力。此时，首先移位透镜镜筒移动体15M。因此，连接部50可以防止驱动力(加速力)被突然地施加到透镜镜筒移动体15M的像形成透镜15A或15B。即，连接部50可以允许像形成透镜15A或15B开始缓和地移位。

透镜镜筒切换部15使得倾斜部80A和80B分别被设置为接近按压部70中的凸轮导向件80的上表面的左端和右端。另外，凸轮导向件80的上表面上的其他部分被形成为平坦部80C。螺旋弹簧76、77的恢复力向下按压凸轮块74和凸轮75。

当凸轮75接近凸轮导向件80的左端或右端时，按压部70向倾斜部80A或80B施加按压力Fs。以这种方式，仅当透镜镜筒移动体15M接近左端和右端中的任何一个时，按压部70可以将透镜镜筒移动体15M向对应端按压(图17B)。

因此，同样地当透镜镜筒移动体15M到达左端位置或右端位置并且来自电机42的驱动力被阻断使得连接部50的螺旋弹簧56或57的恢复力作用时，按压部70可以允许透镜镜筒移动体15M连续地静止在左端位置或右端位置处。

而且，当透镜镜筒移动体15M位于除了左端和右端之外的位置处时，即当凸轮75与凸轮导向件80的平坦部80C接触时，按压部70向下施加按压力F(图17A)。

因此，在透镜镜筒移动体15M的移动期间，按压部70允许水平按压力Fs不阻碍驱动力，并且可以增强轨道32A、32B和对应的导轨33A至33D之间的粘附力。

结果，即使由电机42产生的驱动力不是恒定的，即改变的，按压部70也可以防止出现透镜镜筒移动体15M的不必要振动。

显微镜单元2使得具有成像元件17B等的成像部17与透镜镜筒切换部15分离，并且被安装到光学系统保持部13的坚固的成像系统保持部16保持。

具体地说，显微镜单元2在逐个部分的基础上成像载玻片SG，并且组合图像的各部分。由于在开始成像后来自镜台部12(图1)的振动等导致可能出现在光学元件之间的位置间隙。因此，在该情况下，有可能出现不能进行正常的组合等问题。

在这一点上，与可能由于透镜镜筒切换部15的可移动机构而引起位置精度的误差的相对较重的成像部17直接地安装到图像形成透镜15A、15B的情况作比较，显微镜单元2可以提高成像部17的位置精度。

利用如上所述的配置，透镜镜筒切换部15的连接部50将透镜镜筒移动体15M移位至左端位置。另外，螺旋弹簧57的弹性力吸收即使在透镜镜筒移动体15M到达左端位置后仍经由带46从电机42传输的向左的驱动力。其后，如果阻断了经由带46从电机42传输的驱动力，则连接移动体50M被螺旋弹簧57的恢复力略向右返回。然而，连接部50允许透镜镜筒移动体15M保持静止在左端位置处，即不移位。以这种方式，透镜镜筒切换部15允许连接部50吸收过度驱动力。因此，通过保持接触部34AX与位置限定部35AX接触的状态，透镜镜筒移动体15M可以被允许极其精确地静止在左端位置处。

<其他实施方式>

顺便提及，上面的实施方式描述了连接移动体50M、螺旋弹簧56、57和左固定部54、右固定部54的组合构成如图7中所示的连接部50的情况。

本发明不限于此。各个部分的组合可以构成连接部50。在该情况下，要点在于从带46传输的驱动力仅需要经由具有弹性力的弹性体被传输到透镜镜筒移动体15M，并且满足表达式(1)至(4)。

上面的实施方式描述了下述情况：在驱动部40中，滑轮43、惰轮45和带46的组合向连接部50传输电机42的功率。

本发明不限于此。例如，蜗轮、螺纹轴等和各自齿轮、齿条等或滚珠螺杆或其他传送机构的组合可以向连接部50传输电机42的功率。

而且，上面的实施方式描述了电机42是步进电机的情况。

本发明不限于此。电机42可以是各种其他类型的电机。要点在于基于控制单元3的控制，带46可以期望的循环速度以给定的单位移动距离在期望的方向上循环。在该情况下，即使仅可以逐步地控制带46的移动距离，在连接部50中的螺旋弹簧56或57的压缩长度仅需要长于带46的最小移动距离。

上面的实施方式描述了传感器狗36和传感器37A、37B的组合可以检测到透镜镜筒移动体15M位于左传感器检测位置等的情况。

本发明不限于此。例如，可以使用接触型传感器或距离传感器等来检测透镜镜筒移动体15M的位置。而且，不提供传感器的配置是可以接受的。问题在于仅需要能够经由连接部50从电机42提供驱动力，该驱动力等于或大于能够将透镜镜筒移动体15M移位至左端位置或右端位置的驱动力。

上面的实施方式描述了下述情况：当透镜镜筒切换部15位于左端位置或右端位置处时，按压部70在左或右方向上施加水平按压力Fs。

然而，本发明不限于此。下面内容是可以接受的。例如，透镜镜筒移动体15M到达左端位置或右端位置，并且向电机42提供的脉冲的数量达到端微动的数量。其后，通过允许电机42产生用于静止的足够的扭矩来保持螺旋弹簧57被压缩的状态(图11)。替代地，仅当多个机构允许透镜镜筒移动体15M到达左端位置或右端位置时，可以保持带46。在该情况下，静止的带46和螺旋弹簧57的恢复力的作用可以产生相对于透镜镜筒移动体15M向左的按压力。

而且，如果具有足够大的静摩擦系数，则允许透镜镜筒移动体15M仅通过静摩擦力静止在左端位置或右端位置处，而不向透镜镜筒移动体15M施加向左或向右的按压力。

上面的实施方式描述了下述情况：驱动部40的电机被固定在透镜镜筒支撑部31侧上，并且电机的驱动力经由连接部50传输至透镜镜筒移动体15M以将其移位。

本发明不限于此。下面的内容是可以接受的。例如，驱动部40的电机可以被固定到透镜镜筒移动体15M侧。另外，电机的驱动力可以经由连接部50传输至透镜镜筒支撑部31侧，以移位透镜镜筒移动体15M。

上面的实施方式描述了下述情况：按压部70中的凸轮75等被安装到透镜镜筒支撑部31侧，并且凸轮导向件80被安装到在透镜镜筒移动体15M中的移动底座24的上表面。

本发明不限于此。例如，凸轮75等可以被安装到透镜镜筒移动体15M侧，并且凸轮导向件80可以安装到透镜镜筒支撑部31侧。具体地说，可以在例如导轴72、73向下突出(即，颠倒)的状态下安装凸轮75等。另外，凸轮导向件80可以被安装到透镜镜筒支撑部31，使得倾斜部80A、80B和平坦部80C形成在凸轮导向件80的底表面上。

在该情况下，要点在于下面的内容。可以经由凸轮导向件80向通过导轴72、73以凸轮75的按压力F支撑的对象(在该情况下的透镜镜筒移动体15M或在实施方式中的透镜镜筒支撑部31)按压受按压对象(在该情况下的透镜镜筒支撑部31或在实施方式中的透镜镜筒移动体15M)。

上面的实施方式描述了仅一个按压部70安装到透镜镜筒支撑部31的后侧上的情况。

本发明不限于此。例如，按压部70可以安装在前表面侧上。替代地，两组以上按压部70可以安装在透镜镜筒支撑部31的前侧和后侧上。

上面的实施方式描述了下述情况：轨道32A、32B被安装以在左-右方向上延伸，并且导轨33A至33D与对应的轨道32A、32B接合并且沿其滑动。以这种方式，透镜镜筒移动体15M相对于透镜镜筒支撑部21在左-右方向上移位。

本发明不限于此。透镜镜筒移动体15M可以被允许通过多个移动机构相对于透镜镜筒支撑部21在左-右方向上移动，该多个移动机构例如是在左-右方向上延伸的凹槽和在相关的凹槽中滑动的对应突出物的组合。

上面的实施方式描述了显微镜单元2的物镜14被固定并且通过透镜镜筒切换部15来切换两种类型的像形成透镜15A、15B的情况。

本发明不限于此。例如，当像形成透镜被固定并且在放大倍率上彼此不同的两种类型的物镜之间切换时，使用透镜镜筒切换部15。以这种方式，当在各自光学元件之间切换时，可以使用透镜镜筒切换部15。

上面的实施方式描述了下面的情况。两个像形成透镜15A、15B被布置在移动底座34上的左-右方向上。通过允许透镜镜筒切换部15的驱动部40在左-右方向上移位透镜镜筒移动体15M，在像形成透镜15A、15B之间进行切换。

本发明不限于此。例如，通过(例如)两组驱动部40的组合，可以在四个像形成透镜之间切换。更具体地，四个像形成透镜被布置在移动底座34上，使得它们中的两个被布置在右和左，其他两个被布置在后和前。在移动底座和透镜镜筒支撑部31之间进一步安装了中间移动底座，并且安装了两组驱动部40。第一驱动部40相对于透镜镜筒支撑部31在左-右方向上移位中间移动底座。第二驱动部在前后方向上相对于中间底座移位移动底座34。

上面的实施方式描述了下面的情况。作为光学元件切换装置的显微镜系统1包括：透镜镜筒支撑部31，其作为主体部；透镜镜筒移动体15M，其作为移动体部；轨道32A、32B和导轨33A、33B、33C、33D，其作为移位部；位置限定部35AX、35BX，作为移动极限位置限定部；电机42，其作为驱动力产生部；连接部50，其作为连接部；按压部70，其作为保持部；以及，控制单元3，其作为控制部。

然而，本发明不限于此。光学元件切换装置可以包括由以其他各种方式配置的下述部分：主体部、移动体部、移位部、移位极限位置限定部、驱动力产生部、连接部、保持部和控制部。

上面的实施方式描述了下面的情况。作为光学元件切换装置的显微镜系统1包括：透镜镜筒支撑部31，其作为主体部；成像元件17B，其作为成像元件；透镜镜筒移动体15M，其作为移动体部；轨道32A、32B和导轨33A、33B、33C、33D，其作为移位部；位置限定部35AX、35BX，作为移动极限位置限定部；电机42，其作为驱动力产生部；连接部50，其作为连接部；按压部70，其作为保持部；以及，控制单元3，其作为控制部。

然而，本发明不限于此。以其他各种方式配置的主体部、成像元件、移动体部、移位部、移位极限位置限定部、驱动力产生部、连接部、保持部和控制部可以构成光学元件切换装置。

本发明可用于诸如以各种方式配置的显微镜和成像装置的各种光学装置中，其中在光路上安装光学元件，。

本申请包含与在2010年6月30日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-150525中公开的主题相关的主题，其整体内容通过引用被包含在此。

本领域内的技术人员应当明白，可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、子组合和替代，只要该各种修改、组合、子组合和替代在所附的权利要求或其等同内容的范围内。

Claims (9)

1.一种光学元件切换装置，包括：

主体部，其中设置有光路；

移动体部，其上安装了两种类型的光学元件；

移位部，适于相对于所述主体部移位所述移动体部，使得通过在预定移动线上移位所述两种类型的光学元件的光轴的任何一个来将任何一个所述光学元件的光轴与所述光路的光轴对准；

移动极限位置限定部，适于关于沿着所述移动线的第一方向和与所述第一方向相反的第二方向中的每一个，限定所述移动体部相对于所述主体部的移动极限位置；

驱动力产生部，用于产生驱动力，并且用于向预定传输部传输所述驱动力，其中所述驱动力适于在所述第一方向和第二方向之一上将所述移动体部移位预定单位移动距离；

连接部，用于经由预定弹性体将所述传输部与所述移动体部连接，并且在大于所述单位移动距离的弹性位移宽度的范围内在所述第一方向和第二方向中的每一个上相对于所述传输部使所述移动体部位移；

保持部，用于在与所述连接部中产生的弹性力的作用方向相反的方向上将大于所述弹性力的力施加至被移位至所述移动极限位置的所述移动体部，使得所述移动体部保持在所述移动极限位置处；以及

控制部，适于控制所述驱动力产生部，从而当要移位所述移动体部时提供能够将所述移动体部移位到比所述移动极限位置更远处的驱动力。

2.根据权利要求1所述的光学元件切换装置，进一步包括：

传感器，用于检测所述移动体部位于所述移动极限位置附近；

其中，在所述传感器检测到所述移动体部位于所述移动极限位置附近后，所述控制部控制所述驱动力产生部，使得能够将所述移动体部移位比所述移动极限位置远的距离。

3.根据权利要求1所述的光学元件切换装置，

其中，所述驱动力产生部是步进电机，以及

所述传输部是带，所述带适于接收经由附接到所述步进电机的输出轴的滑轮所传输的驱动力。

4.根据权利要求3所述的光学元件切换装置，

其中，所述步进电机固定至所述主体部，以及

所述连接部包括：

带侧固定部，其被固定到所述带的一部分，

第一和第二轴部，其被附接到所述带侧固定部，并且分别在所述第一方向和所述第二方向上延伸，

第一和第二移动体部侧固定部，其分别附接在所述移动体部中的所述带侧固定部的所述第一方向侧和第二方向侧上，并且设置有插孔，所述插孔适于容纳能够沿着所述移动线贯穿地插入其中的轴部；

第一螺旋弹簧，其以在附接到所述第一轴部的第一止挡件与所述第一移动体部侧固定部之间处于压缩的状态被所述第一轴部贯穿地插入；以及

第二螺旋弹簧，其以在附接到所述第二轴部的第二止挡件与所述第二移动体部侧固定部之间处于压缩的状态被所述第二轴部贯穿地插入。

5.根据权利要求1所述的光学元件切换装置，

其中，所述保持部包括：

凸轮导向件，其安装到所述移动体部和所述主体部之一上，并且以等于或大于所述两种类型的光学元件各自的光轴之间间隔的间隔沿着所述移动线延伸；以及

按压部，其安装到所述主体部和所述移动体部之一，并且适于经由弹性力朝向所述主体部和所述移动体部之一将预定按压体按压至所述凸轮导向件；以及

所述凸轮导向件包括：

第一和第二倾斜部，每一个倾斜部发生倾斜使得在所述移动体部位于所述第一方向侧或第二方向侧的所述移动极限位置时所述按压体被按压向按压面的点附近、随着所述移动体部接近所述移动极限位置，所述按压体接近所述主体部和所述移动体部之一。

6.根据权利要求5所述的光学元件切换装置，

其中，所述第一倾斜部和第二倾斜部各自的倾斜角被确定为使得在所述第一倾斜部和第二倾斜部之一中，在所述第二方向和第一方向之一上向所述凸轮导向件施加的所述按压部的保持力能够大于在所述第一方向或第二方向上按压所述移动体部的按压力。

7.根据权利要求5所述的光学元件切换装置，

其中，所述按压部包括：

中间支撑体，适于接收从所述主体部和所述移动体部之一施加的所述弹性力；以及

辊，可旋转地安装到所述中间支撑体。

8.根据权利要求1所述的光学元件切换装置，

其中，所述保持部在所述控制部控制所述驱动力产生部以移动所述移动体部的方向上继续产生所述驱动力。

9.一种显微镜系统，包括：

主体部，安装有在成像对象上聚焦的物镜；

成像元件，用于经由所述物镜和预定光学元件对所述成像对象进行成像；

移动体部，安装有两种类型的像形成透镜，每一个所述像形成透镜在所述成像元件上形成所述成像对象的像；

移位部，适于相对于所述主体部移位所述移动体部，使得所述两种类型的像形成透镜各自的光轴在预定移动线上移位，以将所述像形成透镜的所述光轴中的任何一个与所述光路的光轴对准；

移动极限位置限定部，适于关于沿着所述移动线的第一方向和与所述第一方向相反的第二方向中的每一个，限定所述移动体部相对于所述主体部的移动极限位置；

驱动力产生部，用于产生驱动力，并且用于向预定传输部传输所述驱动力，其中所述驱动力适于在所述第一方向和第二方向之一将所述移动体部移位预定单位移动距离；

连接部，用于经由预定弹性体将所述传输部与所述移动体部连接，并且在大于所述单位移动距离的弹性位移宽度的范围内在所述第一方向和第二方向中的每一个上相对于所述传输部使所述移动体部位移；

保持部，用于在与所述连接部中产生的弹性力的作用方向相反的方向上将大于所述弹性力的力施加至被移位至所述移动极限位置的所述移动体部，使得所述移动体部保持在所述移动极限位置处；以及

控制部，适于控制所述驱动力产生部，从而当要移位所述移动体部时提供能够将所述移动体部移位到比所述移动极限位置更远处的驱动力。

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