JP2002090653A - 測定顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電源が遮断されたときのＺ軸ステージの下降を
防止して取り扱い性を向上すること。 【解決手段】対物レンズ７及び接眼レンズ８などが設け
たＺ軸ステージ５を昇降させるＺ軸モータ１０に電磁ブ
レーキ１５を取り付け、Ｚ軸制御部１６によって測定顕
微鏡の本体電源２５が遮断したときに電磁ブレーキ１５
を働かせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズ等の観
察光学系を搭載したＺ軸ステージの操作をＺ軸モータ等
により電動化した測定顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなＺ軸操作を自動化した測定顕
微鏡は、対物レンズ及び接眼レンズ等の観察光学系をＺ
軸ステージに搭載し、このＺ軸ステージをＺ軸モータ等
の電動駆動部によりＺ軸上で昇降させ、サンプルステー
ジ上に載置された標本に対するフォーカスを調整してい
る。

【０００３】このように測定顕微鏡では、Ｚ軸ステージ
の操作を電動化したことにより、標本の観察中に標本と
対物レンズとが衝突することを防止するための制御手段
を備えているが、電源が遮断されたときのＺ軸ステージ
自重による下降に対する対策は特に行われていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、瞬間停電な
どの電気的な障害で測定顕微鏡の電源が切断されたとき
や、測定顕微鏡での観察を行わない未使用時での電源を
切っているときに、対物レンズ及び接眼レンズ等の観察
光学系を搭載したＺ軸ステージがその自重の負荷により
下降し、標本を載置したサンプルステージに接触して、
標本を壊したり、対物レンズを破損したりして、取り扱
いの不便なものであった。

【０００５】又、Ｚ軸ステージ自重による下降を防止し
ていないために、電源の遮断時と再投入時とで観察光学
系の位置ずれを起こし、標本に対するフォーカスずれが
発生するという問題がある。

【０００６】そこで本発明は、電源の通電が遮断された
ときのＺ軸ステージ自重による下降を防止して取り扱い
性を向上させた測定顕微鏡を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載による本発
明は、観察光学系を搭載したステージを電動駆動部の駆
動力により昇降させて標本に対するフォーカス調整を行
う測定顕微鏡において、前記電動駆動部への本体電源か
らの通電が遮断されたときに、前記ステージの自重によ
る下降を防止させる下降防止手段、を備えたことを特徴
とする測定顕微鏡である。

【０００８】請求項２記載による本発明は、請求項１記
載の測定顕微鏡において、前記電動駆動部にブレーキを
かける電磁ブレーキ、又は前記電動駆動部に短絡を起こ
させる短絡手段を前記下降防止手段とすることを特徴と
する。

【０００９】請求項３記載による本発明は、請求項１記
載の測定顕微鏡において、前記本体電源の通電が切断さ
れた場合、前記下降防止手段を働かせた後に前記電動駆
動部への通電を遮断し、かつ前記測定顕微鏡への前記本
体電源の通電が投入された場合、前記電動駆動部へ通電
させてから前記下降防止手段を解除する操作手段を備え
ていることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載による本発明は、請求項１記
載の測定顕微鏡において、前記下降防止手段による前記
ステージの自重による下降を解除する解除手段を備える
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】（１）以下、本発明の第１の実施
の形態について図面を参照して説明する。

【００１２】図１は測定顕微鏡の構成図である。ベース
１上には、標本２を載置するためのサンプルステージ３
が設けられている。このサンプルステージ３は、ＸＹ平
面内に移動自在になっている。又、ベース１には、Ｚ軸
昇降用支柱４が立設されている。このＺ軸昇降用支柱４
には、Ｚ軸ステージ５がＺ軸方向に昇降自在に設けられ
ている。なお、Ｚ軸ステージ５は、Ｚ軸昇降用支柱４に
設けられたレール６に乗って昇降する。このＺ軸ステー
ジ５には、標本２の拡大像を得るための観察光学系とし
て対物レンズ７及び接眼レンズ８などが設けられてい
る。

【００１３】Ｚ軸昇降用支柱４の内部には、Ｚ軸ステー
ジ５をＺ軸方向に昇降させるためのＺ軸駆動系９が設け
られている。このＺ軸駆動系９は、Ｚ軸昇降用支柱４の
上部に設けられたＺ軸モータ１０と、Ｚ軸方向に設けら
れたボールねじ１１と、このＺ軸モータ１０の回転軸と
ボールねじ１１とを連結するカップリング１２とから構
成されている。ボールねじ１１の下端は、支持端部１３
において回転自在に軸支されている。従って、Ｚ軸ステ
ージ５は、螺合部１４によってボールねじ１１と螺合さ
れ、ボールねじ１１の回転によってＺ軸方向で昇降する
ものとなっている。

【００１４】上記Ｚ軸モータ１０には、Ｚ軸ステージ５
の自重による下降を防止する手段として電磁ブレーキ１
５が付いている。この電磁ブレーキ１５は、Ｚ軸制御部
１６によって測定顕微鏡の本体電源が例えば瞬間停電な
どの電気的な障害で切断されたとき、又は測定顕微鏡で
標本２の観察を行わない未使用時での本体電源２５（図
３参照）を切ったときに働くようになっている。図２は
電磁ブレーキ付きＺ軸モータ１０の構成図である。Ｚ軸
モータ１０の後方の回転軸１７には、ディスク１８が設
けられている。さらに、この回転軸１７には、バネ１９
を介して電磁石２０が回転軸１７の軸方向に移動自在に
設けられている。この電磁石２０は、板バネ２１を介し
て各ネジ２２，２３により移動範囲が規定されている。

【００１５】このような電磁ブレーキ１５であれば、電
磁石２０がオフすると、この電磁石２０は、その電磁力
がなくなりバネ１９の付勢力によりディスク１８が移動
してＺ軸モータ１０に押し付けられ、Ｚ軸モータ１０の
回転軸１７の回転は停止する。電磁石２０がオンする
と、この電磁石２０は、その電磁力がバネ１９の付勢力
に打ち勝ちディスク１８がＺ軸モータ１０から離れ、Ｚ
軸モータ１０の回転軸１７の回転を開放する。

【００１６】上記Ｚ軸制御部１６の内部には、図３の機
能ブロック図に示すようにＺ軸操作回路２４が形成され
ている。このＺ軸操作回路２４は、測定顕微鏡の本体電
源２５からの電力供給を受けると共に、観察者の操作を
受けてＺ軸モータ１０を正逆転駆動し、かつ本体電源２
５が上記の如く瞬間停電などの電気的な障害で切断され
たときに電磁ブレーキ１５を働かせる機能を有してい
る。

【００１７】次に、上記の如く構成された測定顕微鏡の
作用について説明する。

【００１８】通常、観察者によってＺ軸制御部１６が操
作されると、このＺ軸制御部１６は、観察者の操作に応
じてＺ軸モータ１０を正逆転駆動する。このＺ軸モータ
１０の正逆転駆動は、カップリング１２を介してボール
ねじ１１に伝達され、さらに螺合部１４を介してＺ軸ス
テージ５の昇降動作に変換される。このＺ軸ステージ５
の昇降動作により対物レンズ７が標本２に対してジャス
トフォーカス位置に調整される。

【００１９】このような通常の観察中に、本体電源２５
が例えば瞬間停電などの電気的な障害で切断されると、
Ｚ軸操作回路２４は電磁ブレーキ１５を働かせる。この
電磁ブレーキ１５は、電磁石２０がオフし、その電磁力
がなくなりバネ１９の付勢力によりディスク１８が移動
してＺ軸モータ１０に押し付けられて、Ｚ軸モータ１０
の回転軸１７の回転を停止させる。

【００２０】このようにＺ軸モータ１０が停止すること
により、Ｚ軸ステージ５は、対物レンズ７及び接眼レン
ズ８などが設けられていても、その自重により下降する
ことはない。

【００２１】なお、測定顕微鏡で標本２の観察を行わな
い未使用時での本体電源２５を切ったときでも、上記同
様に、Ｚ軸操作回路２４により電磁ブレーキ１５が働
き、Ｚ軸モータ１０を停止させてＺ軸ステージ５自重に
よる下降が防止される。

【００２２】このように上記一実施の形態においては、
対物レンズ７及び接眼レンズ８などが設けたＺ軸ステー
ジ５を昇降させるＺ軸モータ１０に電磁ブレーキ１５を
取り付け、Ｚ軸制御部１６によって測定顕微鏡の本体電
源２５が遮断したときに電磁ブレーキ１５が働くように
したので、測定顕微鏡の本体電源２５が例えば瞬間停電
などの電気的な障害で切断されたとき、又は測定顕微鏡
で標本２の観察を行わない未使用時での本体電源２５を
切ったときでも、Ｚ軸モータ１０を停止させてＺ軸ステ
ージ５の自重による下降を防止し、標本２の破壊や対物
レンズ７の破損をさせることなく、取り扱い性を向上で
きる。

【００２３】又、電磁ブレーキ１５を取り付けたＺ軸モ
ータ１０を用いるので、測定顕微鏡自体をコンパクトな
構成で実現できる。

【００２４】さらに、Ｚ軸ステージ５には、標本２の観
察像を撮像するためにＣＣＤカメラ２６などを取り付け
るが、このＣＣＤカメラ２６を取り付けたとしても、測
定顕微鏡の本体電源２５が切断されたときのＺ軸ステー
ジ５の自重による下降を防止できる。

【００２５】なお、上記第１の実施の形態では、電磁ブ
レーキ付きＺ軸モータ１０をボールねじ１１の上部に設
けているが、ボールねじ１１の下部に設けても同様な効
果を奏することは言うまでもない。

【００２６】（２）次に、本発明の第２の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００２７】図４は測定顕微鏡におけるＺ軸制御部内部
の機能ブロック図である。この測定顕微鏡は、電磁ブレ
ーキ付きＺ軸モータ１０に代えて、Ｚ軸制御部２４の内
部にモータ短絡回路２７を組み込んだものである。この
モータ短絡回路２７は、測定顕微鏡の本体電源２５が例
えば瞬間停電などの電気的な障害で切断されたとき、又
は測定顕微鏡で標本２の観察を行わない未使用時での本
体電源２５を切ったときに、Ｚ軸モータ１０に短絡を起
こさせる機能を有している。

【００２８】次に、上記の如く構成された測定顕微鏡の
作用について説明する。

【００２９】通常の観察中に、本体電源２５が例えば瞬
間停電などの電気的な障害で切断されたとき、又は測定
顕微鏡で標本２の観察を行わない未使用時での本体電源
２５を切ったとき、モータ短絡回路２７は、Ｚ軸モータ
１０に短絡を起こさせる。

【００３０】このＺ軸モータ１０の短絡によりＺ軸モー
タ１０は、Ｚ軸ステージからの自重による下降回転トル
クより大きな静止トルクを受ける。従って、Ｚ軸モータ
１０の回転は停止し、Ｚ軸ステージ５は、対物レンズ７
及び接眼レンズ８などが設けられていても、その自重に
よる下降は防止される。

【００３１】このように上記第２の実施の形態において
は、本体電源２５が例えば瞬間停電などの電気的な障害
で切断されたとき、又は測定顕微鏡で標本２の観察を行
わない未使用時での本体電源２５を切ったときに、モー
タ短絡回路２７によりＺ軸モータ１０に短絡を起こさせ
るので、上記第１の実施の形態と同様な効果を奏するこ
とができると共に、電磁ブレーキ１５をなくすことによ
り測定顕微鏡自体を小型化でき、上記第１の実施の形態
よりもコンパクト化を図ることができる。

【００３２】（３）次に、本発明の第３の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【００３３】図５は測定顕微鏡におけるＺ軸制御部内部
の機能ブロック図である。この測定顕微鏡は、Ｚ軸制御
部１６の内部に、ブレーキ制御回路２８、及びモータ電
源制御回路２９を組み込んだものである。ブレーキ制御
回路２８は、本体電源２５が上記の如く瞬間停電などの
電気的な障害で切断されたとき、又は測定顕微鏡で標本
２の観察を行わない未使用時での本体電源２５を切った
ときに電磁ブレーキ１５を作動させる機能を有してい
る。

【００３４】モータ電源制御回路２９は、電磁ブレーキ
１５を働かせた後に、Ｚ軸モータ１０に供給している本
体電源２５の電力を切断する機能を有している。

【００３５】又、Ｚ軸操作回路２４は、本体電源２５が
投入されたとき、先ず、モータ電源制御回路２９により
Ｚ軸モータ１０への電力の供給を開始させ、次にブレー
キ制御回路２８に対して電磁ブレーキ１５を解除させる
指示を行う機能を有している。

【００３６】次に、上記の如く構成された測定顕微鏡の
作用について説明する。

【００３７】先ず、測定顕微鏡の本体電源２５が遮断さ
れたときの動作を図６に示す位置ずれ防止の電源制御フ
ローチャートに従って説明する。

【００３８】通常の観察中に、ステップ＃１において、
本体電源２５が例えば瞬間停電などの電気的な障害で切
断されたとき、又は測定顕微鏡で標本２の観察を行わな
い未使用時での本体電源２５を切ったとき、ブレーキ制
御回路２８は、ステップ＃２において、電磁ブレーキ１
５を作動させる。

【００３９】電磁ブレーキ１５が働けば、上記図２に示
す電磁石２０がオフし、その電磁力がなくなり、バネ１
９の付勢力によりディスク１８が移動してＺ軸モータ１
０に押し付けられ、Ｚ軸モータ１０の回転軸１７の回転
を停止させる。

【００４０】従って、Ｚ軸モータ１０の回転は停止し、
Ｚ軸ステージ５は、対物レンズ７及び接眼レンズ８など
が設けられていても、その自重による下降は防止され
る。

【００４１】この後、モータ電源制御回路２９は、ステ
ップ＃３において、電磁ブレーキ１５を作動させた後
に、Ｚ軸モータ１０に供給している本体電源２５の電力
を切断する。

【００４２】次に、測定顕微鏡の本体電源２５が投入さ
れたときの動作を図７に示す位置ずれ防止の電源制御フ
ローチャートに従って説明する。

【００４３】測定顕微鏡の本体電源２５がステップ＃４
において投入されると、Ｚ軸操作回路２４は、ステップ
＃５において、モータ電源制御回路２９によりＺ軸モー
タ１０への電力の供給を開始させる。

【００４４】次に、Ｚ軸操作回路２４は、ステップ＃６
において、ブレーキ制御回路２８に対して電磁ブレーキ
１５を解除させる指示を行う。

【００４５】この後、観察者によってＺ軸制御部１６が
操作されると、このＺ軸制御部１６は、観察者の操作に
応じてＺ軸モータ１０を正逆転駆動し、対物レンズ７を
標本２に対してジャストフォーカス位置に調整するとい
う通常の観察が行われる。

【００４６】このように上記第３の実施の形態において
は、本体電源２５が例えば瞬間停電などの電気的な障害
で切断されたとき、又は測定顕微鏡で標本２の観察を行
わない未使用時での本体電源２５を切ったときに電磁ブ
レーキ１５を作動させた後に、Ｚ軸モータ１０に供給し
ている本体電源２５の電力を切断し、かつ本体電源２５
が投入されたときＺ軸モータ１０への電力の供給を開始
させ、次に電磁ブレーキ１５を解除させるので、上記第
１の実施の形態と同様な効果を奏することができると共
に、Ｚ軸モータ１０の電源切替タイミングを操作するこ
とによって測定顕微鏡の本体電源２５を切断するときに
Ｚ軸ステージ５の下降防止を行って後にＺ軸モータ１０
の励磁を解除し、電源投入時にはＺ軸モータ１０を励磁
させてからＺ軸ステージ５の落下防止を解除するものと
なり、本体電源２５の切断時から再投入時までにおける
Ｚ軸ステージ５の位置ずれを防止できる。これにより、
Ｚ軸ステージ５の位置再現性を高めることができ、測定
顕微鏡の電源切断時と再投入時とでの標本２に対するフ
ォーカスずれをなくすことができる。

【００４７】（４）次に、本発明の第４の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。なお、図１及び図５と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。

【００４８】図８は測定顕微鏡の構成図である。この測
定顕微鏡は、Ｚ軸モータ１０をＺ軸駆動系９の下部に取
り付け、Ｚ軸駆動系９の上部にボールねじ１１を手動に
より操作してＺ軸ステージ５を昇降できるようにハンド
ル３０を取り付け、かつＺ軸操作回路２４のブレーキ制
御回路２８に対してブレーキ解除回路３１を接続したも
のである。このブレーキ解除回路３１は、手動によりブ
レーキ制御回路２８を解除するためのものである。

【００４９】このような構成であれば、測定顕微鏡の本
体電源２５が切断されている場合、ブレーキ解除回路３
１を用いて手動によりブレーキ制御回路２８による電磁
ブレーキ１５を切断し、Ｚ軸モータ１０に対する下降防
止の作用を解除する。これにより、ハンドル３０を回転
させることによりＺ軸駆動系９を手動により操作してＺ
軸ステージ５を昇降できる。

【００５０】このように上記第４の実施の形態によれ
ば、上記第１の実施の形態と同様な効果を奏することが
できると共に、測定顕微鏡の本体電源２５が切断されて
いるときに手動により落下防止の状態を解除してＺ軸ス
テージ５を操作することができ、これにより観察中に停
電等により本体電源２５の障害で電源が切断されても、
Ｚ軸ステージ５を手動により退避させることができ、本
体電源２５が切断されているときでも標本２を壊さずに
安全に退避させたり、Ｚ軸のメンテナンスをすることが
できる。従って、安全性を高めかつ保守性を向上でき
る。

【００５１】なお、本発明は、上記第１乃至第４の実施
の形態に限定されるものでなく次の通りに変形してもよ
い。

【００５２】例えば、電磁ブレーキ付きのＺ軸モータ１
０に代えて、Ｚ軸モータ１０からボールねじ１１への駆
動力の伝達を切り離す電磁クラッチを用いてもよい。

【００５３】また、上述した第３、第４の実施の形態で
は、モータ電源制御回路して電磁ブレーキを作動させる
機能のみ開示しているが、これに限られるものではな
く、第３、第４の実施の形態に第２の実施の形態で挙げ
たモータ短絡回路を用い、測定顕微鏡の本体電源が例え
ば瞬間停電などの電気的な障害で切断されたとき、又は
測定顕微鏡で標本の観察を行わない未使用時での本体電
源を切った時に、Ｚ軸モータに短絡を起こさせるように
してもよい。

【００５４】また、モータ電源制御回路とモータ短絡回
路とを併用して作動させるようにすることで、より安全
性を高めてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、電
源の通電が遮断されたときのＺ軸ステージの自重による
下降を防止して取り扱い性を向上させた測定顕微鏡を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる測定顕微鏡の第１の実施の形態
を示す構成図。

【図２】本発明に係わる測定顕微鏡の第１の実施の形態
における電磁ブレーキ付きＺ軸モータの構成図。

【図３】本発明に係わる測定顕微鏡の第１の実施の形態
におけるＺ軸制御部内部の機能ブロック図。

【図４】本発明に係わる測定顕微鏡の第２の実施の形態
におけるＺ軸制御部内部の機能ブロック図。

【図５】本発明に係わる測定顕微鏡の第３の実施の形態
におけるＺ軸制御部内部の機能ブロック図。

【図６】本発明に係わる測定顕微鏡の第３の実施の形態
における位置ずれ防止の電源制御フローチャート。

【図７】本発明に係わる測定顕微鏡の第３の実施の形態
における位置ずれ防止の電源制御フローチャート。

【図８】本発明に係わる測定顕微鏡の第４の実施の形態
を示す構成図。

【符号の説明】

１：ベース ２：標本 ３：サンプルステージ ４：Ｚ軸昇降用支柱 ５：Ｚ軸ステージ ６：レール ７：対物レンズ ８：接眼レンズ ９：Ｚ軸駆動系 １０：Ｚ軸モータ １１：ボールねじ １２：カップリング １３：支持端部 １４：螺合部 １５：電磁ブレーキ １６：Ｚ軸制御部 １７：Ｚ軸モータの後方の回転軸 １８：ディスク １９：バネ ２０：電磁石 ２１：板バネ ２２，２３：ネジ ２４：Ｚ軸操作回路 ２５：本体電源 ２６：ＣＣＤカメラ ２７：モータ短絡回路 ２８：ブレーキ制御回路 ２９：モータ電源制御回路 ３０：ハンドル ３１：ブレーキ解除回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察光学系を搭載したステージを電動駆
   動部の駆動力により昇降させて標本に対するフォーカス
   調整を行う測定顕微鏡において、 前記電動駆動部への本体電源からの通電が遮断されたと
   きに、 前記ステージの自重による下降を防止させる下降防止手
   段、を備えたことを特徴とする測定顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記落下防止手段は、前記電動駆動部に
   ブレーキをかける電磁ブレーキ、又は前記電動駆動部に
   短絡を起こさせる短絡手段、であることを特徴とする請
   求項１記載の測定顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記測定顕微鏡は、該前記測定顕微鏡へ
   の前記本体電源の通電が切断された場合、前記下降防止
   手段を働かせた後に前記電動駆動部への通電を遮断し、
   かつ前記測定顕微鏡への前記本体電源の通電が投入され
   た場合、前記電動駆動部へ通電させてから前記下降防止
   手段を解除する操作手段、を備えていることを特徴とす
   る請求項１記載の測定顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記測定顕微鏡は、前記下降防止手段に
   よる前記ステージの自重による下降を解除する解除手
   段、を備えていることを特徴とする請求項１記載の測定
   顕微鏡。