JP2005121751A - 顕微鏡装置、顕微鏡装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 観察時の操作性の向上を図り、ユーザの負担を軽減させる顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】 光路切換えユニット１はプリズム２の駆動を行う。角度センサ７は光路切換えユニット１の姿勢を検出する。ハンドスイッチ９への操作によってプリズム２の移動指示がなされると、光路切換え制御部４は、角度センサ７の検出結果に基づいて選択される駆動電圧をＤＣモータ３に印加して駆動させることによってプリズム２を移動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、顕微鏡装置に関し、特に、各種の観察のために備えられている光学部材を電動で切換えることのできる顕微鏡装置に関する。

生物分野における研究はもとより、各種工業分野の検査工程等においても、微細な標本の拡大観察を行う顕微鏡装置の利用が広がっている。このような顕微鏡装置の多くは、対物レンズの倍率や種類を変更することにより、あるいは照明法を変更することにより、観察法を切換えることができる構成を備えている。

顕微鏡の観察方法には様々なものがある。周知のものでは、明視野、暗視野、蛍光、微分干渉、偏光等の観察法があり、標本の種類や特性等に応じてこれらの観察法を切換えて使用することとなる。
昨今の顕微鏡装置において、このような観察方法の切換えや観察倍率の切換えを、ハンドスイッチ等の入力装置に設けられている切換えスイッチを押すなどの操作によってユーザが指示を与えるだけで可能とし、その指示に応じて各種の観察のために備えられている光学部材を電動で切換えることのできるものがある。

例えば特許文献１には、一旦対物レンズを手動で装着する操作を行えば、その後は電動で対物レンズの切換えを行えるようになる電動式顕微鏡が記載されている。
また、例えば特許文献２には、顕微鏡の光路上に電動で補助レンズを挿脱させる光学素子切換装置が記載されている。
特開平９−３２５２８０号公報 特開平１０−３３３０４９号公報

ところで、顕微鏡装置の光学部材の駆動機構である、レボルバ、キューブカセット、フィルターターレット、光路切換えユニット等を、顕微鏡に装着可能なユニットとして提供するいわゆるコンポーネント化が進んでいる。これは、前述したような多種多様な観察手法の利用の要求に柔軟に且つ効率よく応じるためであり、ユーザは用途に応じて選択したコンポーネントを顕微鏡装置に組み込むことで必要な観察法の切換え段数や対物レンズ数を備えた顕微鏡を得ることができるという、いわゆるシステム顕微鏡が現在では主流となりつつある。このようなユニットは、異なる機種の顕微鏡装置でも共用できるものであれば、大量生産による製造コストの低下や流通管理の簡単化が期待でき、好ましい。

光学部材の駆動機構での上述したようなコンポーネント化が進展する一方で、例えばテレビカメラや写真撮影装置を増設するための光路分割ユニットのように、光路に対して取り付け姿勢が規定されないユニットがある。とりわけ、倒立顕微鏡装置のサイドポートといったような場所にこのようなユニットを取り付ける場合、内蔵された光学部材を駆動させるために必要な力の大きさは、ユニットの取り付けの向きによって大きく異なることになる。そのため、同一のユニットを使用しているにも拘らず、その取り付けの向きによって光学部材の切換えに要する時間が大きく異なる、あるいは光学部材の切換え動作時に生じる振動が大きくなる、などといった問題が発生することがある。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、観察時の操作性の向上を図り、ユーザの負担を軽減させる顕微鏡装置を提供することである。

本発明の態様のひとつである顕微鏡装置は、光学部材の駆動を行う光学部材駆動機構と、当該光学部材駆動機構の状態の判別を行う状態判別手段と、当該光学部材駆動機構の制御を当該判別の結果に基づいて行う制御手段と、を有するように構成することを特徴とするものである。

この構成によれば、光学部材駆動機構の状態についての状態判別手段による判別結果に基づいて光学部材駆動機構が制御されるので、光学部材駆動機構の状態の違いが当該光学部材駆動機構の制御へ及ぼす影響を、ユーザの手を煩わすことなく自動的に打ち消すことが可能となる。従って、観察時の操作性が向上し、ユーザの負担が軽減される。

なお、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、当該制御手段は、当該光学部材の移動速度を当該状態に拘らず均一化させるように当該制御を行うようにすることができる。
この構成によれば、光学部材の移動速度が均一化されるので、光学部材の切換えに要する時間が均一化され、観察時の操作性が向上する。

また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、当該制御手段は、当該状態に対応付けられて予め用意されている制御パラメータのうち当該判別の結果である状態に対応付けられているものを用いて当該制御を行うようにすることができる。
この構成によれば、光学部材駆動機構の状態についての状態判別手段による判別結果に基づいた光学部材駆動機構の制御を行うことができる。

また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、当該状態判別手段は、当該光学部材駆動機構の姿勢の判別を行うようにすることができる。
なお、このとき、当該状態判別手段を、当該光学部材駆動機構の姿勢を検出する角度センサとすることができる。

この構成によれば、光学部材駆動機構の姿勢の違いが当該光学部材駆動機構の制御へ及ぼす影響を、ユーザの手を煩わすことなく自動的に打ち消すことが可能となる。
また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、当該状態判別手段を、光学部材駆動機構の状態が予め設定されるスイッチとすることができる。

光学部材駆動機構の状態を当該スイッチで一旦設定しておくだけで、光学部材駆動機構の状態の違いが当該光学部材駆動機構の制御へ及ぼす影響を、その後はユーザの手を煩わすことなく自動的に打ち消すことが可能となる。
また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、当該制御手段は、当該光学部材を駆動させる力の制御を行うようにすることができる。

この構成によれば、光学部材駆動機構の状態の違いが光学部材を駆動させるために必要な力に変化を生じさせるような場合であっても何ら違和感なく光学部材を駆動させることができるようになる。
また、前述した本発明に係る顕微鏡装置において、当該制御手段は、当該光学部材の駆動源であるモータの駆動電圧、駆動電流、若しくは駆動周波数のうちの少なくとも１つの制御を行うようにすることができる。

ここで、当該モータとしては、当該制御手段が駆動電圧若しくは駆動電流を制御するのであれば例えばＤＣ（直流）モータ若しくはステッピングモータを利用することができ、駆動周波数を制御するのであればステッピングモータを利用することができる。
この構成によれば、当該光学部材を駆動させる力の制御を行うことが可能となるので、光学部材駆動機構の状態の違いが光学部材を駆動させるために必要な力に変化を生じさせるような場合であっても何ら違和感なく光学部材を駆動させることができるようになる。

本発明の別の態様のひとつである顕微鏡装置の制御方法は、顕微鏡装置に設けられている光学部材駆動機構であって光学部材の駆動を行う当該光学部材駆動機構の状態の判別を行い、当該光学部材駆動機構の制御を当該判別の結果に基づいて行うことを特徴としている。

この方法を実施することにより、前述した本発明に係る顕微鏡装置と同様の作用・効果が得られるので、光学部材駆動機構の状態の違いが当該光学部材駆動機構の制御へ及ぼす影響を、ユーザの手を煩わすことなく自動的に打ち消すことが可能となる。従って、観察時の操作性が向上し、ユーザの負担が軽減される。

なお、上述した本発明に係る方法をコンピュータに実施させるためのプログラムであっても、このプログラムを当該コンピュータによって実行させることにより、上述した本発明に係る方法と同様の作用・効果を奏するので、前述した課題が解決される。

以上のように、本発明のいずれの態様によっても、観察時の操作性が向上し、ユーザの負担が軽減されるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は光学部材駆動機構の第一の例を示している。この光学部材駆動機構は、例えばＴＶ（テレビジョン）カメラや写真撮影装置のような撮影機器を顕微鏡装置に取り付けるために用いられる、顕微鏡用光路を切換えるための光路切換えユニット１である。また、この光路切換えユニット１の倒立顕微鏡装置１３のサイドポートへの取り付け例を図２に示す。なお、図２においては、光路切換えユニット１が撮影機器２１に接続されている状態を示している。

図１に示すように、この光路切換えユニット１には光学部材としてプリズム２が、光学部材駆動機構の駆動源としてＤＣ（直流）モータ３が、そして光学部材駆動機構の状態の判別のために角度センサ５が、それぞれ設けられている。そして、この光路切換えユニット１に、光学部材の駆動の制御を行う光路切換え制御部４が接続されている。

プリズム２はガイド機構６によって直動可能に支持されている。ＤＣモータ３を駆動させるとプリズム２はＡ又はＢの位置に移動する。本実施例においては、光路切換えユニット１は、プリズム２がＢに位置している場合には光路Ｃに入射した光を光路Ｄへ１００％透過させる一方で、プリズム２がＡに位置している場合には、図３に示すように、プリズム２が光路Ｃに入射した光を光路Ｄ側と光路Ｅ側とに分割する。

光路切換え制御部４はＤＣモータ３の駆動制御を行う。光路切換え制御部４の構成を図４に示す。同図に示すように、光路切換え制御部４はモータコントロール部１０、駆動パラメータ設定部１１、及びパラメータ記憶部１２より構成されている。
パラメータ記憶部１２にはＤＣモータ３の駆動電圧を示すデータ（パラメータ）が複数記憶されており、図５に示すようにＤＣモータ３の回転方向（ＣＷ若しくはＣＣＷ）に対応付けられて駆動電圧が記録されている。なお、本実施例においては、ＤＣモータ３をＣＷ方向に回転させるとプリズム２がＢの位置に移動し、ＤＣモータ３をＣＣＷ方向に回転させるとプリズム２がＡの位置に移動するものとする。

駆動パラメータ設定部１１は角度センサ５からの情報に基づいてＤＣモータ３の駆動電圧をモータコントロール部１０に設定するものであり、この駆動電圧はパラメータ記憶部１２に記憶されている複数のパラメータから選択される。
モータコントロール部１０は駆動パラメータ設定部１１によるＤＣモータ３の駆動電圧の設定に従ってＤＣモータ３を駆動し、プリズム２をＡまたはＢの位置へ移動させる。また、プリズム２がＡまたはＢの位置へ到達したことを検出するリミットセンサ７ａ、７ｂからの情報に応じてＤＣモータ３を停止する。

光路切換えユニット１の説明へ戻る。
角度センサ５は光路切換えユニット１の姿勢を検出するものである。本実施例では、プリズム２をＡの位置からＢの位置へ移動させるために必要とする力が最大である姿勢を「０°の姿勢」とし、角度センサ５が図６に示す状態ａ、状態ｂ、状態ｃの３つの状態を検出できるものとなっている。これらの状態を図７に示す光路切換えユニット１の姿勢に対応付けると、光路切換えユニット１が図７（ａ）の姿勢で顕微鏡装置に取り付けられている場合には角度センサ５は「状態ａ」をその検出結果として出力し、図７（ｂ）の姿勢で取り付けられている場合には「状態ｂ」を、また図７（ｃ）の姿勢で取り付けられている場合には「状態ｃ」を、それぞれ出力する。

なお、図７に示す光路切換えユニット１には撮影機器２１が取り付けられた状態が描かれている。ここで、映像機器２１で取得される画像の向きも光路切換えユニット１の取り付け姿勢によって不適切なものとなることがある。そこで、撮影機器２１が角度センサ５の検出結果を取得するようにし、映像機器２１によって取得される観察試料の画像を光路切換えユニット１の取り付け姿勢に応じて回転させる画像処理を行うことによって適切な向きの画像を映像機器２１が出力するようにしてもよい。

顕微鏡制御部８は顕微鏡装置の全体の制御を行うものであり、操作指示部であるハンドスイッチ９が操作されて光路Ｄと光路Ｅとの光路の切換えの指示を受け取った場合に、光路切換え制御部４へ指示を与えてＤＣモータ３を駆動させてプリズム２を移動させる機能を有している。

図１に示す光学部材駆動機構は以上のように構成されている。
次に、この光学部材駆動機構の動作の説明を説明する。
まず、図８のフローチャートを説明する。同図に示されている処理は顕微鏡制御部８によって実行される処理であり、顕微鏡装置に電源が投入されて所定の起動時処理が行われた後に開始される。

まず、Ｓ１０１では、光路切換ユニット１の姿勢を角度センサ５に検出させ、その検出結果を駆動パラメータ設定部１１に取得させる処理が行われる。
続くＳ１０２では、光路切換ユニット１の姿勢の検出結果に基づいてパラメータ記録部１２に記録されている駆動パラメータを駆動パラメータ設定部１１に選択させて取得させる処理が行われる。

Ｓ１０３では、駆動パラメータ設定部１１に指示を与え、取得された駆動パラメータをモータコントロール部１０へ設定させる処理が行われる。
Ｓ１０４では、ハンドスイッチ９に対する操作によってプリズム２に関係する光路の切換え指示がなされたか否かを判定する処理が行われ、この判定結果がＹｅｓとなるまでこのＳ１０４の処理が繰り返される。

ここで、光路の切換え指示がなされたと判定された（Ｓ１０４の判定処理の結果がＹｅｓとなった）ならば、Ｓ１０５において、光路切換ユニット１の姿勢を角度センサ５に検出させてその検出結果を駆動パラメータ設定部１１に取得させる処理が行われ、続くＳ１０６において、その検出結果が直近のその検出結果から変化したか否かを駆動パラメータ設定部１１で判定させる処理が行われる。ここで、検出結果が変化したと判定された（Ｓ１０６の判定処理の結果がＹｅｓ）ならば、Ｓ１０７において、光路切換ユニット１の姿勢の新たな検出結果に基づいてパラメータ記録部１２に記録されている駆動パラメータを駆動パラメータ設定部１１に選択させて取得させる処理が行われ、続くＳ１０８において、駆動パラメータ設定部１１に指示を与え、取得された駆動パラメータをモータコントロール部１０に設定する処理が行われる。一方、検出結果に変化はないと判定された（Ｓ１０６の判定処理の結果がＮｏ）ならば、Ｓ１０７及びＳ１０８の処理を行わずにＳ１０９に処理を進める。

Ｓ１０９では、モータコントロール部１０に指示を与え、Ｓ１０４の処理によって判定された切換え指示に係る指示の方向へプリズム２を移動させるべくＤＣモータ３を回転させる処理が行われる。その後、この処理を完了した後にはＳ１０４へと処理を戻して上述した処理が繰り返される。

以上の処理を顕微鏡制御部８が行ったときの光学部材駆動機構の動作を説明する。なお、この説明においては、プリズム２の初期の位置は図１におけるＢの位置にある場合を想定して説明する。
まず、光路切換えユニット１が図７（ａ）に示す姿勢で取り付けられている場合について説明する。

この場合には、図８のＳ１０１の処理によって行われる角度センサ５の検出結果は「状態ａ」の状態であることを示すこととなる。この場合に、Ｓ１０２の処理により、駆動パラメータ設定部１１は、「状態ａ」に対応付けられているパラメータとして、本実施例においては図５に示すデータ例から「テーブルａ」を選択するものとする。

すると、Ｓ１０３の処理では、図５に示すデータ例から「テーブルａ」が取得されているので、ＤＣモータ３のＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＢの位置に移動させるための駆動電圧として「１０Ｖ」が、またＤＣモータ３のＣＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＡの位置に移動させるための駆動電圧として「６Ｖ」が、それぞれ設定される。

ここで、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｅへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓとなる。このときには光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＡ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＣＷ方向に回転させてプリズム２をＡの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルａによって設定された「６Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

この後、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｄのみへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果が改めてＹｅｓとなる。このときにも光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＢ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＷ方向に回転させてプリズム２をＢの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルａによって設定された「１０Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

次に、光路切換えユニット１が図７（ｃ）に示す姿勢で取り付けられている場合について説明する。
この場合には、図８のＳ１０１の処理によって行われる角度センサ５の検出結果は「状態ｃ」の状態であることを示すこととなる。この場合に、Ｓ１０２の処理により、駆動パラメータ設定部１１は、「状態ｃ」に対応したパラメータとして、本実施例においては図５に示すデータ例から「テーブルｃ」を選択するものとする。すると、Ｓ１０３の処理では、図５に示すデータ例から「テーブルｃ」が取得されているので、ＤＣモータ３のＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＢの位置に移動させるための駆動電圧として「６Ｖ」が、またＤＣモータ３のＣＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＡの位置に移動させるための駆動電圧として「１０Ｖ」が、それぞれ設定される。

ここで、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｅへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓとなる。このときには光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＡ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＣＷ方向に回転させてプリズム２をＡの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルｃによって設定された「１０Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

この後、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｄのみへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果が改めてＹｅｓとなる。このときにも光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＢ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＷ方向に回転させてプリズム２をＢの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルｃによって設定された「６Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

以上のように、この実施例によれば、光学部材であるプリズム２を駆動するために必要な力の大きさが光路切換えユニット１の姿勢によって変化するような場合であっても、ユーザが改めて設定等の操作をすることなく適切な駆動パラメータが選択され、光路切換えユニット１による光路切換えの電動動作が適切に行われる。

なお、上述した実施例においては、光路切換えユニットの姿勢を「状態ａ」、「状態ｂ」、及び「状態ｃ」の３つの状態に限定したが、これらの状態に限定することなく、さらに複数の状態に分割して処理するようにしてもよく、また段階的に変化させてもよい。
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、これより説明する実施例については「実施例２」と称することとし、今までに説明した実施例を「実施例１」と称することとする。

まず、図９及び図１０について説明する。図９は光学部材駆動機構の第二の例を示しており、図１０は、図９における光路切換え制御部４の構成を示している。なお、図９及び図１０において、図１若しくは図４に示したものと同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明は省略する。

図９と図１とを比較すると分かるように、図９においては光学部材駆動機構の状態判別手段が角度センサ５の代わりにスライドスイッチ１４を備えて構成されている点が図１と異なっている。
このスライドスイッチ１４は光路切換えユニット１の側面に設けられており、３つのポジションを有している。すなわち、図１１に示す光路切換えユニット１の３つの姿勢とスライドスイッチ１４のポジションｃ、ｂ、ａの位置とがそれぞれ対応付けられており、光路切換えユニット１を顕微鏡装置に装着した者等が光路切換えユニット１の取り付け姿勢に応じてスライドスイッチ１４を設定することで、スライドスイッチ１４の接続されている駆動パラメータ設定部１１が光路切換えユニット１の取り付け姿勢を「状態ａ」、「状態ｂ」、「状態ｃ」のうちのいずれかから判別することが可能となる。

次に、この図９に示す光学部材駆動機構の動作の説明を説明する。なお、この説明においては、プリズム２の初期の位置は図１におけるＢの位置にある場合を想定して説明する。
まず、光路切換えユニット１が図１１（ａ）に示す姿勢で取り付けられた場合について説明する。

この場合には、スライドスイッチ１４は、「状態ａ」を示す、ポジションａの位置に設定される。顕微鏡制御部８は、光路切換えユニット１の取り付け姿勢を示す情報を、角度センサ５からではなくスライドスイッチ１４から取得することを除き、図８に示した処理を同様に実行する。従って、Ｓ１０１に続くＳ１０２の処理により、駆動パラメータ設定部１１は、スライドスイッチ１４の設定に基づき、パラメータ記憶部１２に記憶されている駆動パラメータの中から「状態ａ」に対応付けられているパラメータを選択する。本実施例においては図５に示すデータ例から「テーブルａ」を選択するものとする。

すると、Ｓ１０３の処理では、図５に示すデータ例から「テーブルａ」が取得されているので、ＤＣモータ３のＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＢの位置に移動させるための駆動電圧として「１０Ｖ」が、またＤＣモータ３のＣＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＡの位置に移動させるための駆動電圧として「６Ｖ」が、それぞれ設定される。

ここで、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｅへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓとなる。このときには光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（スライドスイッチ１４が切換えられたことはなく、Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＡ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＣＷ方向に回転させてプリズム２をＡの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルａによって設定された「６Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

この後、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｄのみへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果が改めてＹｅｓとなる。このときにも光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（スライドスイッチ１４が切換えられたことはなく、Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＢ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＷ方向に回転させてプリズム２をＢの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルａによって設定された「１０Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

次に、光路切換えユニット１が図１１（ｃ）に示す姿勢で取り付けられている場合について説明する。
この場合には、スライドスイッチ１４は、「状態ｃ」を示す、ポジションｃの位置に設定される。この場合に、Ｓ１０２の処理により、駆動パラメータ設定部１１は、「状態ｃ」に対応したパラメータとして、本実施例においては図５に示すデータ例から「テーブルｃ」を選択するものとする。

すると、Ｓ１０３の処理では、図５に示すデータ例から「テーブルｃ」が取得されているので、ＤＣモータ３のＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＢの位置に移動させるための駆動電圧として「６Ｖ」が、またＤＣモータ３のＣＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＡの位置に移動させるための駆動電圧として「１０Ｖ」が、それぞれ設定される。

ここで、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｅへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓとなる。このときには光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（スライドスイッチ１４が切換えられたことはなく、Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＡ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＣＷ方向に回転させてプリズム２をＡの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルｃによって設定された「１０Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

この後、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｄのみへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果が改めてＹｅｓとなる。このときにも光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（スライドスイッチ１４が切換えられたことはなく、Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部４に対し、プリズム２をＢ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部４のモータコントロール部１０はＤＣモータ３をＣＷ方向に回転させてプリズム２をＢの位置に移動させる。なお、このときにＤＣモータ３は、テーブルｃによって設定された「６Ｖ」の駆動電圧で駆動される。

以上のように、この実施例２によれば、光学部材であるプリズム２を駆動するために必要な力の大きさが光路切換えユニット１の姿勢によって変化するような場合であっても、ユーザ等が光路切換えユニット１の顕微鏡装置への装着時にごく簡単なスライドスイッチ１４の設定操作を行うだけで適切な駆動パラメータが選択され、光路切換えユニット１による光路切換えの電動動作が適切に行われる。

なお、上述した実施例においては、光路切換えユニットの姿勢を「状態ａ」、「状態ｂ」、及び「状態ｃ」の３つの状態に限定したが、これらの状態に限定することなく、さらに複数の状態に分割して処理するようにしてもよく、また段階的に変化させてもよい。
また、上述した実施例においては、スライドスイッチ１４の設定を光路切換えユニット１を顕微鏡装置に装着した者等が行うようにしていたが、光路切換えユニット１を顕微鏡装置に装着することによって人手を介することなく電気的あるいは機械的にその設定がなされるような構成を顕微鏡装置側に備えておくようにしてもよい。

次に、本発明の更なる他の実施例について説明する。なお、これより説明する実施例を「実施例３」と称することとする。
まず、図１２及び図１３について説明する。図１２は光学部材駆動機構の第三の例を示しており、図１３は、図１２における光路切換え制御部４の構成を示している。なお、図１２及び図１３において、図１若しくは図４に示したものと同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明は省略する。

図１２においては、光学部材駆動機構の駆動源がＤＣモータ３の代わりにステッピングモータ１９を備えて構成されている点が図１に示したものと異なっている。これに伴い、図１３に示す光路切換え制御部１５の構成要素も図４に示したものからステッピングモータ１９の駆動制御を行う機能を有するもの、具体的には、モータコントロール部１８、駆動パラメータ設定部１７、及びパラメータ記憶部１８へと置き換えられている。

パラメータ記憶部１８には、ステッピングモータ１９の駆動電流を示すデータである駆動電流パラメータが複数記憶されており、図１４に示すようにステッピングモータ１９の回転方向（ＣＷ若しくはＣＣＷ）に対応付けられて駆動電流が記録されている。なお、本実施例においては、ステッピングモータ１９をＣＷ方向に回転させるとプリズム２がＢの位置に移動し、ステッピングモータ１９をＣＣＷ方向に回転させるとプリズム２がＡの位置に移動するものとする。

駆動パラメータ設定部１７は角度センサ５からの情報に基づいてステッピングモータ１９の駆動電流をモータコントロール部１６に設定するものであり、この駆動電流はパラメータ記憶部１２に記憶されている複数のパラメータから選択される。
モータコントロール部１６は駆動パラメータ設定部１７によるステッピングモータ１９の駆動電流の設定に従ってステッピングモータ１９を駆動し、プリズム２をＡまたはＢの位置へ移動させる。また、プリズム２がＡまたはＢの位置へ到達したことを検出するリミットセンサ７ａ、７ｂからの情報に応じてステッピングモータ１９を停止する。

なお、図１２に示されている角度センサ５は光路切換えユニット１の姿勢を検出するものであり、図１に示されていたものと同様である。すなわち、本実施例においても、図１２に示す光路切換えユニット１が図７（ａ）の姿勢で顕微鏡装置に取り付けられている場合には角度センサ５は「状態ａ」をその検出結果として出力し、図７（ｂ）の姿勢で取り付けられている場合には「状態ｂ」を、また図７（ｃ）の姿勢で取り付けられている場合には「状態ｃ」を、それぞれ出力する。

次に、この図９に示す光学部材駆動機構の動作の説明を説明する。なお、この説明においては、プリズム２の初期の位置は図１におけるＢの位置にある場合を想定して説明する。
まず、光路切換えユニット１が図７（ａ）に示す姿勢で取り付けられた場合について説明する。

この場合には、角度センサ５の検出結果は「状態ａ」の状態であることを示すこととなる。ここで、図１２に示す顕微鏡制御部８は、図８に示した処理を同様に実行する。従って、Ｓ１０１に続くＳ１０２の処理により、駆動パラメータ設定部１７は、角度センサ５の検出結果に基づき、パラメータ記憶部１８に記憶されている駆動パラメータの中から「状態ａ」に対応付けられているパラメータを選択する。本実施例においては図１４に示すデータ例から「テーブルａ」を選択するものとする。

すると、Ｓ１０３の処理では、図１４に示すデータ例から「テーブルａ」が取得されているので、ステッピングモータ１９のＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＢの位置に移動させるための駆動電流として「２５０ｍＡ」が、またステッピングモータ１９のＣＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＡの位置に移動させるための駆動電流として「１５０ｍＡ」が、それぞれ設定される。

ここで、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｅへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓとなる。このときには光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部１５に対し、プリズム２をＡ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部１５のモータコントロール部１１６はステッピングモータ１９をＣＣＷ方向に回転させてプリズム２をＡの位置に移動させる。なお、このときにステッピングモータ１９は、テーブルａによって設定された「１５０ｍＡ」の駆動電流で駆動される。

この後、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｄのみへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果が改めてＹｅｓとなる。このときにも光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（スライドスイッチ１４が切換えられたことはなく、Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部１５に対し、プリズム２をＢ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部１５のモータコントロール部１６はステッピングモータ１９をＣＷ方向に回転させてプリズム２をＢの位置に移動させる。なお、このときにステッピングモータ１９は、テーブルａによって設定された「２５０ｍＡ」の駆動駆動電流で駆動される。

次に、光路切換えユニット１が図７（ｃ）に示す姿勢で取り付けられている場合について説明する。
この場合には、角度センサ５の検出結果は「状態ｃ」の状態であることを示すこととなる。従って、Ｓ１０１に続くＳ１０２の処理により、駆動パラメータ設定部１７は、角度センサ５の検出結果に基づき、パラメータ記憶部１８に記憶されている駆動パラメータの中から「状態ｃ」に対応付けられているパラメータを選択する。本実施例においては図１４に示すデータ例から「テーブルｃ」を選択するものとする。

すると、Ｓ１０３の処理では、図１４に示すデータ例から「テーブルｃ」が取得されているので、ステッピングモータ１９のＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＢの位置に移動させるための駆動電流として「１５０ｍＡ」が、またステッピングモータ１９のＣＣＷ回転方向、すなわちプリズム２をＡの位置に移動させるための駆動電圧として「２５０ｍＡ」が、それぞれ設定される。

ここで、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｅへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓとなる。このときには光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部１５に対し、プリズム２をＡ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部１５のモータコントロール部１６はステッピングモータ１９をＣＣＷ方向に回転させてプリズム２をＡの位置に移動させる。なお、このときにステッピングモータ１９は、テーブルｃによって設定された「２５０ｍＡ」の駆動電流で駆動される。

この後、ハンドスイッチ９に対する操作によって光路Ｄのみへ光を出射させる旨の光路切換え指示が入力されると、Ｓ１０４の判定結果が改めてＹｅｓとなる。このときにも光路切換えユニット１の姿勢の変化がなかった（Ｓ１０６の判定結果がＮｏであった）とすると、Ｓ１０９において、顕微鏡制御部８は光路切換え制御部１５に対し、プリズム２をＢ位置に移動するように指示を出す。これを受け、光路切換え制御部１５のモータコントロール部１６はステッピングモータ１９をＣＷ方向に回転させてプリズム２をＢの位置に移動させる。なお、このときにステッピングモータ１９は、テーブルｃによって設定された「１５０ｍＡ」の駆動電流で駆動される。

以上のように、この実施例３によれば、光学部材であるプリズム２を駆動するために必要な力の大きさが光路切換えユニット１の姿勢によって変化するような場合であっても、ユーザが改めて設定等の操作をすることなく適切な駆動パラメータが選択され、光路切換えユニット１による光路切換えの電動動作が適切に行われる。

なお、本実施例においては、ステッピングモータ１９の駆動パラメータを、回転方向に対する駆動電流としたが、もちろん駆動電圧としてもよく、また回転方向に対する駆動周波数（単位時間当たりの制御パルス数）としてもよい。
なお、上述した実施例１、２、３の各実施例における顕微鏡制御部８で行われる、図８にフローチャートで示した処理を、標準的な構成を有するコンピュータ、すなわち、コンピュータ全体の動作制御を司るＣＰＵ、このＣＰＵが必要に応じてワークメモリとして使用するメインメモリ、光路切換えユニット１の各構成要素やハンドスイッチ９などとの間での各種データの授受を管理するインタフェースユニット、及び各種のプログラムやデータを記憶しておく例えばハードディスク装置等の補助記憶装置などを有しているコンピュータに行わせることも可能である。このためには、図８にフローチャートで示した処理をこのコンピュータのＣＰＵに行わせるための制御プログラムを作成してこのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録させておき、そのプログラムを記録媒体からこのコンピュータに読み込ませてＣＰＵで実行させるようにすればよい。記録させた制御プログラムをコンピュータシステムで読み取ることの可能な記録媒体としては、例えば、このコンピュータに内蔵若しくは外付けの付属装置として備えられるＲＯＭやハードディスク装置などの記憶装置、フレキシブルディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどといった携帯可能記録媒体等が利用できる。

また、記録媒体は通信回線を介してこのコンピュータと接続される、プログラムサーバとして機能するコンピュータシステムが備えている記憶装置であってもよい。この場合には、制御プログラムを表現するデータ信号で搬送波を変調して得られる伝送信号を、プログラムサーバから伝送媒体である通信回線を通じてこのコンピュータへ伝送するようにし、このコンピュータでは受信した伝送信号を復調して制御プログラムを再生することでこの制御プログラムをＣＰＵで実行できるようになる。

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
例えば、上述した各実施例においては、単一のプリズム２がガイド機構６に支持されて光路切換えユニット１に備えられており、このプリズム２がＡの位置とＢの位置との間を移動するようにしていた。この代わりに、例えば光学的な機能の異なるプリズムを２個（あるいはそれ以上）一列に並べて光路切換えユニット１に備えるようにし、そのプリズムの列をまとめて移動させることでプリズムのうちのいずれかを光路Ｃと光路Ｄとの間に位置させるようにすることもできる。

なお、このような構成（とりわけプリズムを３個以上並べて備える構成）では、光路切換えの指示がなされたときに光路上に位置していたプリズムと、当該指示に係る切換え後に当該光路上に位置させるプリズムとがそのプリズム列上でどのような順序で並べられているかにより、その列を移動させる方向、すなわちＤＣモータ３（あるいはステッピングモータ１９）を回転させる方向が異なる場合がある。そこで、このような構成とする場合には、例えばこの回転方向を判別する処理を顕微鏡制御部８に行わせる、より具体的には図８に示したフローチャートにおけるＳ１０９の処理を実行する直前にこの判別処理を行わせるようにし、Ｓ１０９ではこの判別結果に基づいた回転方向に対応付けられている制御パラメータで示されている駆動電圧（あるいは駆動電流）をＤＣモータ３（あるいはステッピングモータ１９）に与えて当該回転方向に回転させるようにしてプリズム列を移動させればよい。こうすることにより、光路切換えユニット１による光路切換えの電動動作が適切に行える。

また、例えば、上述した各実施例においては、光路切換えユニット１の姿勢に拘らず一定の速度でプリズム２を移動させるというものであった。これに対し、プリズム２を移動させることによって生じる振動が顕微鏡装置での試料観察へ影響を与えることを低減するために、プリズム２の移動の開始若しくは終了時にプリズム２の移動速度を遅くする制御を行うことがあるが、この速度制御のためのパラメータを光路切換えユニット１の姿勢に応じて切換えて用いることにより、この速度制御によってもたらされるプリズム２の移動速度の変化を光路切換えユニット１の姿勢に拘らず同様のものとすることもできる。

また、例えば、上述した各実施例では顕微鏡装置の光路切換えユニットについての実施例を説明したが、各種光学部材の駆動機構においてその光学部材駆動機構の状態から駆動パラメータを選択するという観点からは、上述した各実施例に本発明が限定されるものでなく、倍率変更ユニットや光源選択ユニットなどといったその他のユニットにおいても本発明を実施することが可能である。

また、本発明の適用分野は顕微鏡装置に限定されるものではなく、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった、各種システムに適応することも可能である。

光学部材駆動機構の第一の例を示す図である。 図１に示す光路切換えユニットの顕微鏡装置への装着例を示す図である。 プリズムの機能説明する図である。 図１における光路切換え制御部の構成を示す図である。 パラメータ記憶部に記憶されているＤＣモータ駆動電圧のデータ例を示す図である。 各状態の角度を示す図である。 図１に示す光路切換えユニットの姿勢と各状態との対応関係を説明する図である。 顕微鏡制御部によって行われる処理の内容をフローチャートで示した図である。 光学部材駆動機構の第二の例を示す図である。 図９における光路切換え制御部の構成を示す図である。 図９に示す光路切換えユニットの姿勢と各状態との対応関係を説明する図である。 光学部材駆動機構の第三の例を示す図である。 図１２における光路切換え制御部の構成を示す図である。 パラメータ記憶部に記憶されているステッピングモータ駆動電流のデータ例を示す図である。

符号の説明

１ 光路切換えユニット
２ プリズム
３ ＤＣモータ
４、１５ 光路切換え制御部
５ 角度センサ
６ ガイド機構
７ａ、７ｂ リミットセンサ
８ 顕微鏡制御部
９ ハンドスイッチ
１０、１６ モータコントロール部
１１、１７ 駆動パラメータ設定部
１２、１８ パラメータ記憶部
１３ 倒立顕微鏡装置
１４ スライドスイッチ
１９ ステッピングモータ
２１ 撮影機器

Claims (11)

1. 光学部材の駆動を行う光学部材駆動機構と、
   前記光学部材駆動機構の状態の判別を行う状態判別手段と、
   前記光学部材駆動機構の制御を前記判別の結果に基づいて行う制御手段と、
   を有することを特徴とする顕微鏡装置。
2. 前記制御手段は、前記光学部材の移動速度を前記状態に拘らず均一化させるように前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
3. 前記制御手段は、前記状態に対応付けられて予め用意されている制御パラメータのうち前記判別の結果である状態に対応付けられているものを用いて前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
4. 前記状態判別手段は、前記光学部材駆動機構の姿勢の判別を行うことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
5. 前記状態判別手段は、前記光学部材駆動機構の姿勢を検出する角度センサであることを特徴とする請求項４に記載の顕微鏡装置。
6. 前記状態判別手段は、前記光学部材駆動機構の状態が予め設定されるスイッチであることを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
7. 前記制御手段は、前記光学部材を駆動させる力の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
8. 前記制御手段は、前記光学部材の駆動源であるモータの駆動電圧、駆動電流、若しくは駆動周波数のうちの少なくとも１つの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
9. 前記モータは、ＤＣ（直流）モータ若しくはステッピングモータであることを特徴とする請求項８に記載の顕微鏡装置。
10. 顕微鏡装置に設けられている光学部材駆動機構であって光学部材の駆動を行う当該光学部材駆動機構の状態の判別を行い、
    前記光学部材駆動機構の制御を前記判別の結果に基づいて行う、
    ことを特徴とする顕微鏡装置の制御方法。
11. 顕微鏡装置に設けられている光学部材駆動機構であって光学部材の駆動を行う当該光学部材駆動機構の状態の判別の結果を取得する処理と、
    前記光学部材駆動機構の制御を前記判別の結果に基づいて行う処理と、
    をコンピュータに行わせるためのプログラム。
    
    

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