JP2675248B2 - プラットフォームの座標変位を制御する方法および装置 - Google Patents

プラットフォームの座標変位を制御する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラットフォームの座
標の変位を制御するための方法および装置に関する。本
発明の望ましい用途は、顕微鏡のステージである。
【０００２】
【従来の技術】一般的な顕微鏡では、研究の被検体がス
テージ上に支持される。この被検体は、スライド即ち、
試料を１つの層の形態に密閉する２枚のガラス板のパッ
ケージである。このスライドは、プラットフォームの如
く機能して顕微鏡の対物面を規定するステージにより支
持される。スライド面は、座標ｘおよびｙを持つ周知の
方法で照合される。
【０００３】視認される試料またはプローブが通常そう
であるように顕微鏡の視野面積より大きい面積を持つな
らば、ユーザは観察中である特定域を選択しなければな
らない。スライドは、これをプラットフォームの平坦面
上に自由にずらすことにより位置を変えることができ
る。他の方法では、視野の選定は、ｘ−ｙ面内のステー
ジの変位により行われる。換言すれば、固定された試料
スライドを担持するプラットフォームはｘ軸およびｙ軸
に沿って独立的に変位することができる。
【０００４】病理学においては、顕微鏡は試料を視認す
るため使用される基本的な機器である。顕微鏡分析は、
様々な種類の診断目的を満足させるものである。過去１
０年間、顕微鏡分析の信頼度を改善するため多くの試み
がなされてきた。顕微鏡により伝統的に集められる定性
的情報に加えて、更に多くの定量的情報が得られる。定
量的情報を集めるためには、顕微鏡の周囲にコンピュー
タに基くイメージ分析システムが確立されてきた。公知
のイメージ分析システムの大半は、対話的性格のもので
あり、即ち、ユーザが光学的情報を収集する過程でプロ
グラムされたコンピュータと対話を行う。ユーザの重要
な対話的寄与は、測定されるべき顕微鏡の視野を選択す
ることである。
【０００５】通常、このような対話的なイメージ分析シ
ステムにおいては、スライド全体を１回だけ検査するこ
とが意図される。必要な細部の分解能に比較して大きな
領域を持つ試料の経済的、系統的な検査の必要が存在す
る。機械の性能は、ステージのｘ−ｙ軸位置を追跡して
記録することにより高めることができる。このため、コ
ンピュータは、顕微鏡に対して位置の変位信号を送るの
みならず、既に検査した領域の位置におけるフィードバ
ック信号を取得することもできる。このことは、顕微鏡
ステージが位置の読出し機能を備えるべきことを意味す
る。
【０００６】スライドがプラットフォーム上に固定され
る時視野の選択を行う２つの主な方法があり、即ち、
１）２つの直接操作ホイールによる古典的な機械的駆動
部、あるいは２）典型的にはコンピュータのｘ−ｙ軸コ
ントローラと関連して使用される電気機械的駆動部であ
る。両方の原理は従来技術によることにより次に説明さ
れる。
【０００７】ヨーロッパ特許出願第ＥＰ−３１７１３９
号は、マークしたセルの光学的識別によりセルのパラメ
ータの選択された特徴を測定するためのシステムを開示
している。この公知のシステムは、ディジタル・イメー
ジ分析および処理システムとして機能的に働く。本装置
は、オペレータが支持部、望ましい実施態様ではガラス
・スライド上の拡大された試料を視認することを可能に
する高分解能顕微鏡を含む。この顕微鏡は、その光学系
をスライドに合焦させる調整即ち位置決め手段と、異な
る領域を視認するため位置決め手段を介して２つの方向
に増分的に運動可能なプラットフォームとを含む。位置
決め手段は、計器品質の顕微鏡において周知である機械
的な調整バーニヤの形態を呈する。
【０００８】公知の顕微鏡ステージは、顕微鏡のスライ
ド面内で約１０μｍの精度を持つｘ−ｙ軸検出装置が嵌
合されている。これらセンサは、コンピュータとインタ
ーフェースされ、システムにより常に読出される。これ
らは、システムが取得したイメージの相対的なｘ−ｙ軸
位置を記録するためガラス板上にマークを有する特殊顕
微鏡スライドと共に使用される。このｘ−ｙ軸位置の検
出および記録機構は、大量のイメージ情報を評価しなけ
ればならない実験的状況において有効である。顕微鏡の
スライド自体は、例えば、イメージ記憶媒体として使用
することができる。顕微鏡のスライドは、例えば実験が
繰返される時、あるいはディジタル・イメージに対する
バックアップ・メモリーが役立つ時、あるいは完全セッ
トのディジタル化イメージが非常に大きな記憶容量を必
要とする時、ちょうどイメージ記憶媒体の如くアクセス
される。
【０００９】公知の顕微鏡の第２の事例は、商品名「Ｗ
ｅｓｔｅｒｂｏｅｒ」で市販されている。Ｗｅｓｔｅｒ
ｂｏｅｒのステージは、ｘ−ｙ軸面内の変位を制御する
ため、ｘ−ｙ軸の各方向に２つの異なる平行動作する駆
動装置を有する。第１の駆動装置は、顕微鏡ステージの
周知の機械的制御部である。第２の駆動装置は、ステー
ジのコンピュータ支援電気機械的制御部である。機械的
および電気機械的駆動部は平行に公知のステージに対し
てリンクされている。
【００１０】Ｗｅｓｔｅｒｂｏｅｒ顕微鏡ステージの従
来の手動駆動部は、同じ軸上に配置された２個のカスケ
ード状ホイールにより作動する。歯車の助けにより、こ
のホイールの運動はステージの運動に変換される。
【００１１】公知のステージの第２の駆動装置は、いわ
ゆるマウスあるいはいわゆるジョイスティックを用いて
コンピュータに対して所要のｘ−ｙ座標を入力する。位
置指令信号は、コンピュータにおいて復号されて対応す
る駆動信号に変換される。駆動信号は、コンピュータか
ら出力されてｘ軸モータとｙ軸モータを制御する。ｘ軸
モータは、ステージの対応するようねじが設けられた部
材を変位させるためのねじ部を持つ主軸を回転させる。
ｙ軸モータは、ｙ主軸を回転させ、ｙ主軸の回転は、別
のネジ部材によりステージのｙ軸方向における変位に変
換される。公知のステージを駆動するためのモータはＤ
Ｃサーボ・モータで、当該サーボ・モータに帰属する位
置センサの入力ＤＣ信号とＤＣフィードバック信号を比
較することにより公知の方法で当該サーボモータは動作
する。両方のＤＣ信号間の差がゼロであるならば、ＤＣ
モータは所要の位置に停止する。
【００１２】電気機械的駆動部の主軸と機械的駆動部の
ラックは、共にステージに取付けられている。ユーザ
は、従来の手動駆動部か、コンピュータ支援駆動部のジ
ョイスティック／マウスかのいずれかを操作することを
欲するか決定する。両方の駆動装置は、駆動されるステ
ージ自体により相互に機械的に連結されている。ｘ軸操
作ホイールの作動と同時に、ステージの変位もまたｘ軸
モータの主軸の回転を導く。一方、マウスまたはジョイ
スティックを操作することにより、ＤＣモータはステー
ジを変位させるのみならず、カスケード状ホイールの駆
動機構をも運動させる。従って、操作ホイールとサーボ
・モータとの間には機械的結合が存在する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プラ
ットフォーム、特に容易に変位させることができる顕微
鏡のステージをユーザに提供することにある。
【００１４】本発明の別の目的は、ユーザがステージを
操作する時、明確に鋭敏な感覚を生じることにある。
【００１５】本発明の他の目的は、ユーザがステージの
非常に小さな変位を大きな精度で行わねばならない時、
再確認の作業を容易にすることにある。
【００１６】本発明の他の目的は、ユーザが最小限の操
作により大きな変位を行わねばならない時再確認作業を
容易にすることにある。
【００１７】本発明の他の目的は、試料の簡単な事前確
認を許容することにある。
【００１８】本発明の他の目的は、ユーザが特殊な用途
のモードでスライド全体が１回だけ検査されることを保
証することを助けることにある。
【００１９】本発明の他の目的は、別の用途モードにお
いて既に検査された特定域を容易に再配置することを可
能にすることにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの特質は、
コンピュータ支援位置決め機能と関連する従来の長い間
実証された手動入力機構の使用にある。同軸配置の２個
のカスケード状車輪を備えた古典的な入力装置が、ステ
ージあるいは他の駆動モータには運動的にリンクされな
い別個の独立的なツールとして使用される。ステージに
対する公知の直接の機械的結合は、電気機械的制御チャ
ンネルにより置換される。それにも拘わらず、ユーザに
よる手動操作は、ステージ変位の操作があたかもカスケ
ード状ホイールが従来の顕微鏡のステージに直接結合さ
れたかのように同じ感触を必要とする意味において維持
される。それは、維持されるステージにおける操作ホイ
ールの構成のみでなく、ユーザが操作ホイールを回転さ
せる時ユーザにより感じられる同様な機械的抵抗即ち摩
擦もある。このため、ユーザは、ステージの座標変位を
実施するために長い経験において取得した自分の感触お
よび視覚的な慣れを用いることができる。
【００２１】対話的システムのユーザ側の公知の長い間
確立された信号入力特性を提供しながら、全体として電
気機械的な制御チャンネルは公知の機械的歯車駆動部の
直線的モデルではない。操作ホイールの回転は、角度コ
ーダの軸回転に機械的に伝達される。この角度コーダ
は、このようなものとして知られる方法で電気機械的ト
ランスジューサとして働く。角度コーダは一連のパルス
を出力し、その数は軸の角度変位に比例し、従ってステ
ージの所要の変位に比例する。このパルス列は、典型的
にはカウンタであるパルス・デコーダへ送られ、これが
所要の変位信号を記録する。位置の信号チャンネルのこ
のインターフェースまで、全ての信号の伝達および信号
の変換は線形的あるいは準線形的動作である。本発明の
以降の処理ステップは、非線形的性格のものである。典
型的にはディジタル・コンピュータであるプロセッサ
が、到来するパルス列を評価する。このパルス・カウン
トは所要の変位と比例し、パルスの周波数は、操作ホイ
ールを回転する時ユーザにより用いられる速度の尺度で
ある。本発明は、速度、従ってパルス周波数がオペレー
タの意図の有効な表示であることを認識した。もしオペ
レータが位置の分解能の大きさ程度の小さな変位を意図
するならば、当該オペレータは操作ホイールを非常にゆ
っくり回すことになる。オペレータが大きな変位を意図
するならば、当該オペレータは時間を節減する目的で操
作ホイールを高い速度で回すことになる。コンピュータ
が、ユーザにより与えられる速度を検出して、当該検出
した速度の関数である出力位置信号を計算する。この出
力信号は従来の入力信号の非線形変換であり、適当なモ
ータ駆動信号へ変換される。各信号チャンネルの終り
に、モータは変位座標ｘまたはｙに沿ってステージを変
位させるための電気機械的トランスジューサとして働
く。
【００２２】容易な事前の検査を可能にするため、ステ
ージ面上の個々の場所がテーブルの適切なｘ−ｙ軸方向
の変位により接近可能になる。事前の検査領域付近のテ
ーブル面は充分に大きなｘ−ｙ軸領域にわたって平坦で
あり、スライドの手による妨げられない運動を許容す
る。
【００２３】本発明の顕微鏡のステージは、ｘ軸面およ
びｙ軸面と、プラットフォームの平坦面のレベルより下
方に配置される関連した駆動装置とを含む。この構成
は、プラットフォームの前側、左側および右側から自由
に接近可能である。プラットフォームの上面は、一方が
手による事前検査のための、また一方は試料の対話的走
査のための２つの作業領域を有する。２個の同軸状の操
作ホイールのすぐ近くには２個の押しボタンが配置され
ている。一方の押しボタンは、事前検査領域から走査領
域へ、またその反対に、ステージ位置を切換えるため予
め定めた移動を起動する。２番目の押しボタンは、試料
のコンピュータで選択された位置を記憶するため使用さ
れる。
【００２４】本発明は、全体的に、立証された技法を保
持しかつ新しい変位技法を一体化するように、複雑なイ
メージ分析システムの対話的な操作を支援する。
【００２５】
【実施例】本発明については、以下において図面に示さ
れる実施例により更に詳細に説明する。
【００２６】図１は、ｘ−ｙ面における顕微鏡ステージ
の変位を制御する従来の形態を示している。従来の手動
の顕微鏡ステージは、２個のホイール２、４によって操
作される。手動変位ホイール２は、ｘ軸方向におけるプ
ラットフォームの変位を制御し、手動変位ホイール４は
ｙ軸方向におけるプラットフォームの変位を制御する。
座標ｘおよびｙは、方形デカルト座標系を形成する。
【００２７】ホイール２、４のいずれかの回転は、歯車
によりステージの並進運動に変換される。ｘ軸制御のた
めの歯車は、コグ・ホイール１０と、対応するコグ・バ
ー即ちラック１４とからなる。ｘ軸コグ・ホイール１０
は、ｘ軸ホイール２の軸６上に取付けられている。ｘ軸
ラック１４は、図１には示さない方法でｘ軸方向の延長
上でステージに取付けられている。ｙ軸歯車は、同じよ
うに、ｙ軸７と、ｙ軸コグ・ホイール８と、ステージの
ｙ軸方向に伸長するｙ軸ラック１２とからなる。
【００２８】コグ・ホイール８または１０の一方が２個
の手動変位手段２または４の一方の手動回転により回転
されると、対応するラック１２または１４がｘ軸方向あ
るいはｘ軸方向にそれぞれ変位させられる。ｘ軸ホイー
ル２の１回転は、ステージを２ｃｍの距離だけ移動させ
るが、ｙ軸ホイール４は、ｙ軸方向の１回転毎に１．５
ｃｍの変位を生じる。
【００２９】Ｗｅｓｔｅｒｂｏｅｒステージと呼ばれる
従来技術においては、手動変位ホイール２および４はス
テージの右側に同軸状に配置される。ヨーロッパ特許第
ＥＰ−３１７ １３９号による従来技術のステージにお
いては、ｘ軸ホイールはステージの前側に配置され、ｙ
軸ホイールはステージの右側に配置されている。いずれ
の場合も、ｘ軸ホイールおよびｙ軸ホイールは独立的に
動作可能であり、プラットフォームの下方に配置されて
いる。
【００３０】本発明は、角度デコーダで歯車を置換す
る。生物学的試料が分析されるため、ステージを１乃至
２μｍの精度以内で位置決めすることができねばならな
い。２μｍの精度は、ステージの２ｃｍの変移と共に、
１回転当たり１００，０００ステップまでの分解能を持
つ角度エンコーダを必要とする。一般に、回転当たりこ
のように多くのパルスを持つ角度エンコーダは寸法が大
きい。従って、このような角度エンコーダは、同軸ホイ
ールの軸上には取付けることができない。図２のＡによ
る望ましい実施例においては、２個の角度エンコーダ２
０および２２が軸６および７から偏って置かれ、２個の
牽引ベルト１６、１８が変位装置２、４から高分解能の
角度エンコーダ２０、２２までの機械的伝達装置として
用いられている。より小さな角度エンコーダは同軸ホイ
ール２、４の軸上に取付けることができる。図２のＢ
は、同軸のカスケード状のホイール２、４の軸６、７に
直接取付けた２個の低分解能の角度エンコーダ２４、２
６を示している。
【００３１】図２のＡによる望ましい実施例において
は、ｘ軸コグ・ホイール１０がｘ軸ホイール２のｘ軸用
の軸６上に取付けられている。ｘ軸コグ・ホイール１０
からｘ軸角度エンコーダ２２への機械的伝達は、ｘ軸牽
引ベルト１８により行われる。このｘ軸牽引ベルト１８
は、ｘ軸牽引ベルト１８の内面上およびｘ軸コグ・ホイ
ール１０の外面上のコグ即ち歯、および角度エンコーダ
のコグ・ホイール２２が見えるように一部のみが示され
る。
【００３２】同様に、ｙ軸ホイール４の回転は、ｙ軸用
の軸７、ｙ軸コグ・ホイール８およびｙ軸牽引ベルト１
６を介してｙ軸角度エンコーダ２０に機械的に伝達され
る。本例においては、角度エンコーダ２０および２２の
両者が１回転当たり２０４８ステップの分解能を有す
る。各ステップは、望ましい実施例における電気的パル
スであるパルス出力を生成する。しかし、同様に光パル
スを生じる位置エンコーダを使用することも可能であ
る。
【００３３】角度エンコーダ２０、２２は、ねじが設け
られている。このねじを固く締め付けるほど、ユーザの
感じる抵抗が大きくなる。このねじは、ユーザが感じる
機械的抵抗即ち摩擦が図１による従来のホイール装置と
同じ程度に固く締め付けられることが望ましい。
【００３４】図３において、図２のＢのホイール／エン
コーダの機械は、顕微鏡のステージ３８において図１の
公知のホイール／ラックの機械を置換するように示され
ている。図２のＢによるより小さい低分解能の角度エン
コーダ２４、２６がプラットフォーム３９を制御するに
充分である場合、ホイール／エンコーダの構成２、４、
２４、２６が公知のホイール／ラックの構成２、４、１
２、１４と非常によく似ているようにみえるが、角度エ
ンコーダ２４、２６はプラットフォーム３９のｘ軸プレ
ート４６とｙ軸プレート４４から僅かに外れている。
【００３５】望ましい高分解能の角度エンコーダ２０、
２２が使用される場合は、図３の小さな角度エンコーダ
２４がコグ・ホイール８、牽引ベルト１６およびより大
きなエンコーダ２０により置換される。同様に、小さな
角度エンコーダ２６は、コグ・ホイール１０、牽引ベル
ト１８およびより大きなエンコーダ２２により置換され
る。コグ・ホイール８、１０もまた、プラットフォーム
３９のｘ軸プレート４６およびｙ軸プレート４４に対す
る機械的結合がない。
【００３６】信号の流れの順序で述べれば、角度エンコ
ーダ２４、２６が機械的入力信号を多数のパルスに変換
する。パルスの数は、角度エンコーダ２４または２６の
分解能に従ってホイール２または４の機械的回転に比例
する。望ましい分解能は、１回転当たり２０４８パルス
である。
【００３７】当該パルスは、ケーブル２７を介してコン
ピュータ２８のパルス・デコーダ・ボード２８ａへ伝達
される。望ましい実施例では、ケーブル２７は導電線を
含み、送られるパルスは電気的パルスである。しかし、
光ガイドを用いて光パルスを角度エンコーダ２４、２６
からパルス・デコーダ回路２８ａへ送ることも同様に可
能である。
【００３８】パルス・デコーダ２８ａは、送られたパル
スを受取り、座標ｘ−ｙの各々に対してパルス入力変位
信号を記録する。パルス・デコーダ２８ａは、この入力
変位信号のパルスを記録するためのカウンタを含む。パ
ルス・デコーダ回路２８ａのパルス・カウントは、７５
Ｈzのサンプル速度でサンプルされる。パルス・デコー
ダ２８ａは、４個の１６ビット・パルス・カウンタから
なる。ｘおよびｙ軸方向は共に、左と右の両方向でパル
スを記録する２個のカウンタを必要とする。角度エンコ
ーダが１回転当たり２０４８パルスを提供するので、本
システムは１３．３ミリ秒のサンプル時間内で３２の分
解能に対処することができる。１３．３ミリ秒のサンプ
ル時間は、７５Ｈzサンプル速度の逆数である。従っ
て、カウンタの一方における桁溢れの可能性は排除され
得る。
【００３９】サンプルｉにおける角度エンコーダの位置
はｐ（ｉ）と呼ばれ、角度エンコーダの速度はｓaと呼
ばれ、角度エンコーダの速度ｓaは下式で与えられる。
即ち、
【数１】
【００４０】この計算は、コンピュータ２８（図３参
照）のプログラム・プロセッサ・ボード２８ｂによりオ
ンラインで行われる。バックグラウンド・モードにおけ
るプログラムの実行は、ホイール２、４の運動を検出
し、パルス入力変位信号からパルス出力変位信号を計算
する。本発明の望ましい実施例では、プログラム・プロ
セッサ・ボード２８ｂにより非線形関数がパルス入力変
位信号に与えられ、非線形変換の結果がモータ駆動回路
２８ｃによりモータ駆動信号に変換される。
【００４１】プログラム・プロセッサ・ボード２８ｂ
は、Ｉｎｔｅｌプロセッサ３８６または４８６を備える
ことが望ましいが、Ｉｎｔｅｌ２８６プロセッサもサポ
ートされる。プログラムはＭＳ−ＤＯＳオペレーティン
グ・システム、バージョン３．３以上の下でランする。
【００４２】プログラム・プロセッサ・ボード２８ｂの
計算については、図４に関して説明される。パルス・カ
ウントに与えられる非線形関数は、変位装置の手動操作
の速度に依存する。角度エンコーダの速度Ｓaは、下式
に従ってモータ速度Ｓmに変換される。即ち、
【数２】
【００４３】Ｓm（ｉ）は、ステージの変位に要求され
るサンプルｉにおけるステップ／秒（ｓｔｅｐ／ｓ）単
位のモータ速度であり、ｃswは、高速モードと低速モー
ド間で式２の数式を用いる切換え定数である。高速モー
ドでは、切換え定数ｃsw＝６４である。高速モードは、
非線形計算のデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）・モードで
あり、対応する関数が図４に示される。角度エンコーダ
速度Ｓaおよび要求されるモータ速度Ｓmは両対数スケー
ルで与えられる。非線形速度の関係は、予め定め得る低
速範囲における２次関数である。この２次関数は、図４
の両対数スケールにおける勾配２を特徴とする。結果と
して得る高速範囲においては、図４の両対数スケールに
おける勾配１を特徴とする線形関係が用いられる。非常
に高い角度エンコーダ速度Ｓaでは、モータ速度Ｓmは、
モータの最大速度と対応する１７００００ステップ／秒
に制限される。
【００４４】このプログラムおよび対応する図４の関数
（式２）は、低速モードへ切換えられ得る。式２におけ
る切換え定数ｃswは値１６にセットされ、これによりこ
の関係の直線部分が拡張されて中間範囲における低減さ
れたモータ速度Ｓmを生じる結果となる。
【００４５】パルス・デコーダ回路２８ａにより受取ら
れる入力パルス数とモータ駆動回路２８ｃへ送られる出
力パルス数との間には固定された関係がないことが注目
される。ｘ軸ホイール２の完全回転が非常に低い速度で
行われるものとする。従って、ｘ軸角度エンコーダ２６
のパルス周波数は非常に低く、モータ速度信号Ｓmの非
常に低いパルス周波数に変換される。比較的長い間隔に
おける出力パルスの積分は、ある出力の変位を生じる。
対照的に、１回転の２０４８入力パルスが、より短い時
間間隔内で比較的高いパルス周波数で生じ得る。出力パ
ルス周波数の２次の増加により、出力パルス数における
増加はより短い時間間隔の結果生じる通常の増加より多
くなる。このため、低パルス周波数がパルス入力の変位
信号の高いパルス周波数より低い出力変位信号を生じる
ことがプログラム・プロセッサ・ボード２８ｂの本質的
な特徴である。
【００４６】図３の望ましい実施例では、非線形関数が
対話的イメージ分析システムのコンピュータ２８により
計算される。このイメージ分析システムは、モニター３
０とキーボード３２、および顕微鏡に取付けられたカメ
ラ（図示せず）により完成する。プログラム・プロセッ
サ・ボード２８ｂは、生物細胞組織の如き試料における
光学式パターン認識を行うようになっている。式２およ
び図４による非線形関数の計算は、コンピュータ２８の
バックグラウンド・モードにおいて実行するプログラム
により行われる。しかし、本発明はまた、非線形関数が
非対話的プロセッサにより計算される場合もまた有効で
ある。
【００４７】図３に戻り、モータ駆動回路２８ｃは、全
ステップ・モードにおいて４個以下の低抵抗ステッピン
グ・モータを駆動することができる。モータの抵抗が微
細なステップ動作を可能にするものとすれば、モータ駆
動回路２８ｃは比１／２００までの微細ステップ動作を
サポートする。２個のモータが並列に動作し得、これが
モータ駆動回路２８ｃを顕微鏡ステージ３８のｘ軸モー
タ３４とｙ軸モータ３６を駆動するのに適合させる。各
モータは、位相毎に０．３Ａの最大電流を与えることが
できる。望ましい実施例では、モータ３４、３６は、通
常２つの位相を有する。この０．３Ａの制限は、モータ
の最大速度を決定する。もしコンピュータ２８の電源が
ステージ・モータ３４、３６を駆動するのに対して制限
が大き過ぎるならば、モータ駆動回路２８ｃは外部の１
２ボルト電源に対するコネクタをサポートする。
【００４８】パルス・デコーダ回路２８ａおよびモータ
駆動回路２８ｃは、１つの印刷回路板上に統合すること
ができる。この回路板は、ＩＳＡバス互換である。この
ことは、コンピュータ２８がＩＳＡあるいはＥＩＳＡバ
スを持つことが望ましいことを意味する。
【００４９】ｘ軸モータ３４は、従来の方法でステージ
の対応するねじを設けた部材を変位させるねじを有する
主軸を回転させる。ｙ軸モータ３６は、ステージ３８を
同じ従来の方法でｙ軸方向に動作させる。幾つかの形式
のモータおよび主軸を使用することができる。しかし、
種々のテストによれば、４ｍｍの主軸と組合わせた２０
０微小ステップを持つステッピング・モータを選好すべ
きである。主軸の２つの隣接するウエル間の距離は０．
４、１、２あるいは４ｍｍの値を持つが、完全１回転に
対して４０００ステップを必要とするステッピング・モ
ータと組合わせた場合は、この４ｍｍの主軸が最良の結
果を生じる。従って、プラットフォーム３９を座標ｘま
たはｙ軸の一方に沿って変位させるための電気機械的ト
ランスジューサ３４または３６は、下記の変換係数で動
作する。即ち、
【数３】
【００５０】角度エンコーダ２４または２６からの１つ
のパルスがステージ・モータ３４または３６の最小１ス
テップと対応するので、式３による係数は最小位置精度
Ｐmi nと呼ばれる。このため、非常に低い速度では、式
２および図４による非線形関数が、要求される光学的分
解能に従う変位ステップを生じる。要求される光学的分
解能は、使用される対物レンズの倍率に依存する。その
結果、要求される光学的分解能と一致する最も小さな変
位ステップは、対物レンズの倍率に従ってコンピュータ
２８により調整することができる。より小さな分解能を
必要とする試料が検査される用途においては、より小さ
い倍率の対物レンズが使用でき、１乃至２μｍの最小位
置精度Ｐminが充分であり得る。式３において、１回転
当たり４０００ステップをもつステッピング・モータが
充分である。従って、通常はより小さな分解能を要求す
る非生物学的試料に使用するように図３による装置を修
正することができる。
【００５１】望ましい実施例では、モータ速度Ｓmはパ
ルス信号であり、ステージ速度Ｓsは下式によりモータ
速度Ｓmから決定することができる。即ち、
【数４】
【００５２】ステージの最大速度は、モータ速度Ｓmが
１７００００ステップ／秒を越え得ないため、次のよう
に計算することができる。即ち、
【数５】
【００５３】この値は、図１による従来の手動ステージ
の変位と一致する。
【００５４】望ましいステッピング・モータ３４、３６
の代わりに、プラットフォーム３９の変位のためサーボ
モータを使用することができる。このような変更は、モ
ータ駆動信号としてステップ状アナログＤＣ信号を必要
とする。わずかなハードウエアの調整で、サーボモータ
に対してモータ駆動回路２８ｃを最適化することが可能
になる。サーボモータは、公知の方法で位置の検出器と
関連させられる。位置の読出し機能として働くように、
関連する位置検出器をコンピュータ２８に接続すること
が可能である。しかし、望ましい実施例では、プラット
フォーム３９にはコンピュータ２８と接続された従来の
位置読出し機能が設けられる。コンピュータ２８にプラ
ットフォーム３９の実際のｘ−ｙ軸位置を通知するこの
ような従来の読出し機能は図３には示されていない。
【００５５】モータ／主軸装置３４、３６の各々は、プ
ラットフォーム３９の最大の変位位置でモータを停止す
る終端スイッチを有する。２個の終端スイッチは図３に
は示さない。
【００５６】図５は、システムの入力およびシステムの
応答を比較するための変位タイミング図である。ホイー
ル２または４の手動操作とプラットフォーム３９の目で
見た変位との間には略々遅れがない。人間の視覚系は、
５０ｍｓ以上の遅れを記録することができるに過ぎな
い。これは、１３ｍｓのサンプル間隔を充分に上回る。
従って、視覚的な影響を避けるため、変位信号チャンネ
ルの応答時間は５０ｍｓ−１３ｍｓ＝３７ｍｓ以下でな
くてならない。低速の変位の場合は、これは問題となら
ない。Ｓaｃswが１７００００より大きくなる（式２参
照）非常に高速の変位では、ユーザは例外的な場合に小
さな遅れを観察することができる。
【００５７】望ましい実施例では、２つのｘ軸、ｙ軸の
方向への所要の変位の入力信号を機械的に与えるための
手動で操作される変位装置が、プラットフォーム３９の
下方に置かれた２個の同軸状に配置され独立的に動作可
能なホイール２、４である。しかし、いわゆるマウスあ
るいはいわゆるジョイスティックが手動で操作される変
位装置として係合される時、図４および図５による非線
形変換の利点が同様に達成できる。マウスとジョイステ
ィックは共に、テーブル面の摩擦により回転されるボー
ル要素を有する。回転するボール要素は、ｘ軸ホイール
２およびｙ軸ホイール４の機能を取り得る２個のロール
を駆動する。マウスまたはジョイスティックが手動入力
変位装置として使用されるならば、それらの機能はモニ
ター・カーソル・モードからステージ走査モードへ切換
えることができる。
【００５８】次に図６および図７において、顕微鏡ステ
ージ３８のプラットフォーム３９が更に詳細に示され
る。望ましいプラットフォーム３９は、生物学的試料を
支持するようになっている。このプラットフォーム３９
は、ｘ軸プレート４６と、ｘ軸方向に変位するように動
作可能な関連する駆動装置３４とを含む。プラットフォ
ーム３９はまた、ｙ軸プレート４４と、ｙ軸方向にプラ
ットフォーム３９を変位させるよう動作可能な関連する
駆動装置３６とを含む。
【００５９】上部プレートは、ｙ軸方向に変位するよう
に、即ち、観察者に対して離反または接近するように動
作可能なｙ軸プレート４４であることが望ましい。しか
し、上部プレートが、ｘ軸方向へ、即ち、観察者に対し
て左右に変位するように動作可能なｘ軸プレート４６で
あることもあり得る。
【００６０】本発明においては、位置駆動装置３４、３
６がプラットフォームの平坦な頂面のレベル以下に配置
されること、即ち、この位置駆動装置がプラットフォー
ムの前側、左側および右側に平坦な頂面のレベルより高
く上昇しないことが重要である。このような特徴によ
り、プラットフォーム３９はユーザに容易に接近可能で
ある。
【００６１】望ましい実施例では、プラットフォーム３
９は、上側プレート４４に２つの作業域４０、４２を有
する。この２つの作業域４０、４２は、結果として試料
スライド（図７における４３）を視認するため使用され
る。２つの作業域４０、４２は、観察者から伸びる線上
に、即ち、ｙ軸方向（図６）に配置され得る。観察者に
近い作業域４０は、事前検査域である。事前検査は、プ
ラットフォーム３９の平坦な頂面上のスライドを手動で
変位させることにより行われる。他の作業域４２は、走
査領域である。この走査領域４２は、試料ホルダー４８
とスライドを固定する正確な再位置決めのためのクリッ
プ５０とが設けられている。固定されたスライドは、図
２、図３、図４および図５に関して述べた方法で位置が
変えられる。
【００６２】あるいはまた、事前検査域４０は、ｘ軸方
向に伸びる線上に（図７）、あるいは走査域４２に対し
て他の相対的位置に配置される。案内部材４９は、スラ
イド４３を緊締位置へ案内するため使用される。クリッ
プ５０は、スライド４３を停止部材５１に対して再位置
決めすることができる。
【００６３】顕微鏡ステージ３８は更に、ケーブル５６
によりコンピュータ２８のプログラム・プロセッサ・ボ
ード２８ｂに接続された位置切換えボタン５４を含む。
【００６４】動作において、ユーザは、位置切換えボタ
ン５４を付勢して、コンピュータ２８をしてプラットフ
ォーム３９の位置を２つの作業域４０と４２間で切換え
させる。新しいスライド４３を見なければならなけれ
ば、事前検査域４０が顕微鏡の光路内に置かれる。ユー
ザは、このスライドを事前検査域４０へ置き、スライド
を変位させることにより問題となる領域を検出する。そ
の後、ユーザは、矩形状の試料ホルダー４８とばねで偏
倚されたクリップ５０の助けによりこのスライドを走査
域４２へ固定する。位置切換えボタン５４を押すことに
より、ユーザはコンピュータ２８をして走査域４２を顕
微鏡の光路内に位置させる。これは、試料の対話的走査
が開始する瞬間である。ユーザはｘ軸ホイール２あるい
はｙ軸ホイール４を操作することにより、ステージ上の
操作ホイールの位置およびユーザにより感じられる機械
的抵抗に慣れる。それにも拘わらず、ステージの小さな
変位が高い精度で行われ、またステージの大きな変位が
最小限の操作運動により行われるので、視認作業は容易
になる。観察者が試料の問題領域を識別したならば、位
置記憶ボタン５２がこの領域の位置をコンピュータ２８
に記憶させる。この位置記憶ボタン５２を押すことによ
り、信号がケーブル５６を介してプログラム・プロセッ
サ・ボード２８ｂへ送られ、これがコンピュータ２８に
図６および図７には示されない位置の読出し機能の位置
信号を読出させる。この位置信号は、ＤＣサーボモータ
のサーボ・ループのフィードバック信号であり得る。
【００６５】位置記憶ボタン５２および位置切換えボタ
ン５４は、望ましい手動変位装置２，４，６，７，８，
１０，１６，１８，２０および２２のすぐ近くでステー
ジ３８の右側に置かれている。図２のＡに示された望ま
しい手動変位装置は、プラットフォーム３９の右側の後
隅部に従来の方法で配置され、図７に示されている。こ
のため、全てのハンドルは、プラットフォーム３９の平
坦な頂面より下方に配置され、生物学的試料の対話的走
査をサポートする。
【００６６】本発明の最も重要な要素は、以下の項に要
約され、これで本文の記述を終る。即ち、 １．下記のステップを含むプラットフォームの座標変位
を制御する方法。
【００６７】─少なくとも１つの方向における所要の変
位の機械的入力信号を提供し、 ─変位装置および関連する変位信号チャンネルをプラッ
トフォームの各変位座標に割当て、 ─機械的入力信号を、変位単位当たりのパルスで与えら
れる位置エンコーダの回転に従って機械的位置信号に比
例する数のパルスに変換し、 ─このパルスを変位座標毎にパルス入力変位信号として
パルス数を記録するパルス・デコーダに送り、 ─低速の変位を表わすパルス周波数が高速の変位を表わ
すパルス周波数より低い出力変位信号を生じるように出
力変位信号を発生させるため、関数を前記パルス入力変
位信号に与え、 ─前記プラットフォームに接続されたモータに前記出力
変位信号を与えることにより、出力変位信号と対応する
プラットフォームの変位を生じさせる。
【００６８】２．前記プラットフォームが生物学的試料
を支持するための顕微鏡ステージである１項記載の方
法。 ３．前記変位装置が、２個の同軸状に配置され独立的に
動作可能な手動で作動されるホイールである１項記載の
方法。 ４．前記変位装置がプラットフォームより下方に配置さ
れた２個のホイールである１項記載の方法。 ５．前記変位装置が、コンピュータのマウスの回転する
ボール要素である項１記載の方法。 ６．前記変位装置が、コンピュータのジョイスティック
の回転するボール要素である項１記載の方法。 ７．前記変位座標ｘ、ｙが、方形のデカルト座標系ある
いは円形極座標系を形成する項１記載の方法。 ８．前記手動変位装置から位置エンコーダに対する機械
的伝達が牽引ベルトにより行われる項１記載の方法。 ９．各位置エンコーダが、同軸状ホイールの軸上に直接
取付けられる項１記載の方法。
【００６９】１０．前記位置エンコーダが角度エンコー
ダである項１記載の方法。 １１．前記角度エンコーダが、１回転当たり２10乃至２
12ステップの分解能を有する項１記載の方法。 １２．前記角度エンコーダが、１回転当たり１００，０
００ステップまでの分解能を有する項１記載の方法。 １３．前記位置エンコーダからパルス・デコーダへ送ら
れるパルスが電気パルスである項１記載の方法。 １４．前記位置エンコーダからパルス・デコーダへ送ら
れるパルスが電磁パルスである項１記載の方法。 １５．前記パルス・デコーダが、入力変位信号のパルス
を記録するためのカウンタを含む項１記載の方法。 １６．前記速度の関係が、予め定め得る速度範囲、例え
ば高速範囲あるいは低速範囲内の非線形２次関数であ
り、あるいは該速度の関係が予め定め得る低速範囲内の
対数あるいは指数の非線形関数である項１記載の方法。 １７．非常に低い速度では、前記非線形関数が、対物レ
ンズの要求される光学的分解能に従ってｘおよびｙ軸方
向における変位ステップを生じる項１６記載の方法。 １８．要求される光学的分解能と一致するための最も小
さな変位ステップが、使用される対物レンズの倍率に従
って調整することができる項１７記載の方法。 １９．前記非線形関数が非対話的プロセッサにより計算
される項１記載の方法。
【００７０】２０．前記非線形関数が、対話的イメージ
分析システムのコンピュータにより計算される項１記載
の方法。 ２１．前記非線形関数の計算が、コンピュータのバック
グラウンド・モードで実行するプログラムにより行われ
る項２０記載の方法。 ２２．前記非線形変換の結果が、コンピュータのモータ
駆動回路により出力変位信号に変換される項２１記載の
方法。 ２３．前記モータ駆動信号がステップ状のアナログの直
流である項２２記載の方法。 ２４．前記モータ駆動信号がパルス信号である項２２記
載の方法。 ２５．前記プラットフォームを変位させるモータがステ
ッピング・モータである項２４記載の方法。 ２６．前記プラットフォームを変位させるモータがサー
ボモータである項２３記載の方法。 ２７．前記モータをプラットフォームの極限の変位位置
で停止させる終端スイッチを有する主軸装置により各モ
ータがプラットフォームを変位させる項１記載の方法。 ２８．前記主軸の隣接ウエルが約４ｍｍの距離を有し、
前記モータが１回転当たり約４０，０００ステップの微
小ステップ動作を許容する項２７記載の方法。 ２９．前記プラットフォームが、コンピュータに接続さ
れた位置読出し装置が備えられ、特にサーボ駆動機構の
位置読出しがコンピュータに接続される項２０記載の方
法。 ３０．ボタンが前記位置読出し装置の位置信号をコンピ
ュータに記憶させる項２９記載の方法。 ３１．前記位置記憶ボタンが手動変位装置の付近に配置
される項３０記載の方法。
【００７１】３２．下記のステップを含む顕微鏡ステー
ジにおけるプラットフォームの座標変位を制御する方
法。 ─２つの同軸状に配置され独立的に動作可能なホイール
を手動で操作することにより、２つの方向ｘ、ｙにおけ
る所要の変位の入力信号を提供し、 ─第１のホイールと関連する変位信号チャンネルをｘ軸
座標に割当て、第２の変位信号チャンネルと関連する第
２のホイールをプラットフォームのｙ軸座標に割当て、 ─所要の変位を示す機械的入力信号を電磁トランスジュ
ーサとして働く位置エンコーダへ送り、 ─前記位置エンコーダの機械的入力信号を、変位単位当
たりのパルスで与えられる位置エンコーダの分解能に従
って機械的入力位置信号に比例するパルス数に変換し、 ─前記パルスを、各座標ｘ、ｙに対するパルス入力変位
信号を記録するパルス・デコーダに送り、 ─前記パルス入力信号をモータ駆動信号に変換し、 ─各モータが座標ｘ、ｙに沿ってプラットフォームを変
位させる電気機械的トランスジューサとして作用する当
該モータを各変位信号チャンネルの出力により駆動す
る。
【００７２】３３．前記プラットフォームが生物学的試
料を支持する顕微鏡ステージである項３２記載の方法。 ３４．前記同軸状ホイールが前記プラットフォームより
下方に配置される項３２記載の方法。 ３５．前記変位座標ｘｙが、方形のデカルト座標系ある
いは円形極座標系を形成する項３２記載の方法。 ３６．前記変位装置から前記位置エンコーダへの前記機
械的伝達が牽引ベルトにより行われる項３２記載の方
法。 ３７．前記位置エンコーダが前記同軸状ホイールの軸上
に直接取付けられる項３２記載の方法。 ３８．前記位置エンコーダが角度エンコーダである項３
２記載の方法。 ３９．前記角度エンコーダが、１回転当たり２10乃至２
12ステップの分解能を有する項３８記載の方法。
【００７３】４０．前記角度エンコーダが、１回転当た
り１００，０００ステップの分解能を有する項３８記載
の方法。 ４１．前記位置エンコーダからパルス・デコーダへ送ら
れるパルスが電気パルスである項３２記載の方法。 ４２．前記位置エンコーダからパルス・デコーダへ送ら
れるパルスが電磁パルスである項３２記載の方法。 ４３．前記パルス・デコーダが、入力変位信号のパルス
を記録するカウンタを含む項３２記載の方法。 ４４．非線形関数が、パルス・デコーダのパルス入力変
位信号に与えられ、非線形変換の結果が前記モータ駆動
信号に変換される項３２記載の方法。 ４５．前記パルスに与えられる非線形関数が、変位装置
の手動操作の速度に依存する項４４記載の方法。 ４６．低いパルス周波数が、前記パルス入力変位信号の
高いパルス周波数より低い出力変位信号を生じる項４５
記載の方法。 ４７．前記非線形の速度関係が、予め定め得る低速範囲
内の２次関数である項４６記載の方法。 ４８．非常に低い速度において、前記非線形関数が所要
の光学的分解能に従って変位ステップを生じる項４７記
載の方法。 ４９．前記所要の光学的分解能に一致する最も小さな変
位ステップが、使用される対物レンズの倍率に従って調
整することができる項４８記載の方法。
【００７４】５０．前記非線形関数が非対話的プロセッ
サにより計算される項４４記載の方法。 ５１．前記非線形関数が、非対話的イメージ分析システ
ムのコンピュータにより計算される項４４記載の方法。 ５２．前記非線形関数の計算が、前記コンピュータのバ
ックグラウンド・モードにおいて実行するプログラムに
より行われる項５１記載の方法。 ５３．前記非線形変換の結果が、前記コンピュータのモ
ータ駆動回路によりモータ駆動信号に変換される項５２
記載の方法。 ５４．前記モータ駆動信号がステップ状のアナログの直
流である項５３記載の方法。 ５５．前記モータ駆動信号がパルス信号である項５３記
載の方法。 ５６．前記プラットフォームを変位させるモータがステ
ッピング・モータである項３２記載の方法。 ５７．前記プラットフォームを変位させるモータがサー
ボモータである項３２記載の方法。 ５８．主軸装置により前記プラットフォームを変位させ
る各モータが、該プラットフォームの極限の変位位置に
モータを停止させる終端スイッチを有する項３２記載の
方法。 ５９．前記プラットフォームが前記コンピュータに接続
された位置読出し装置を備える項５１記載の方法。 ６０．ボタンが、前記コンピュータに前記位置読出し装
置の位置信号を記憶させる項５９記載の方法。 ６１．前記位置記憶ボタンが、２個の同軸状に配置され
たホイールの付近に配置される項６０記載の方法。
【００７５】６２．実質的に平坦な頂面を持つプラット
フォームを有する顕微鏡ステージにおいて、 ─第１の面と、該第１の面に接続されてこれを第１の方
向ｘおよび第２の方向ｙに変位させる第１の駆動装置と
を設け、 ─前記第１の面上に取外し自在に取付けられた第２の面
と、該第２の面の変位を生じるように接続された第２の
駆動装置とを設け、 ─ｘおよびｙ座標の変位を生じる前記第１および第２の
駆動装置が、前記プラットフォームの実質的に平坦な頂
面のレベルより下方に配置されて、位置駆動装置が前記
プラットフォームの前側、左側および右側で実質的に平
坦な頂面のレベルより高く上昇しないようにし、 ─前記プラットフォームが試料スライドを視認するため
２つのプレートの上方の１つに２つの照明可能な作業域
を有する顕微鏡ステージ。
【００７６】６３．前記上方のプレートがｙ軸方向に変
位するように動作可能である項６２記載の顕微鏡ステー
ジ。 ６４．前記上方のプレートがｘ軸方向に変位するように
動作可能である項６２記載の顕微鏡ステージ。 ６５．前記２つの作業域が、観察者の位置からｙ軸方向
に延長する線上、あるいはｘ軸方向に延長する線上に配
置されている項６２記載の顕微鏡ステージ。 ６６．前記観察者の位置に隣接する前記作業域が事前検
査領域である項６５記載の顕微鏡ステージ。 ６７．事前の検査が、前記プラットフォームの平坦な頂
面におけるスライドの手動変位により行うことができる
項６６記載の顕微鏡ステージ。 ６８．前記観察者から離れて位置され、または観察者の
位置から左方に位置されあるいはこれら双方の状態に位
置された前記作業域が走査領域である項６５記載の顕微
鏡ステージ。 ６９．前記走査領域が、高精度の再位置決め固定具、例
えば試料ホルダーと、スライドを固定するクリップと、
スライドを緊締位置へ案内する案内部材とが設けられる
項６８記載の顕微鏡ステージ。 ７０．前記走査領域の変位がコンピュータの制御下で行
われる項６８記載の顕微鏡ステージ。 ７１．前記コンピュータを２つの作業域の位置間で切換
えさせるボタンが設けられている項７０記載の顕微鏡ス
テージ。 ７２．前記位置切換えボタンが、前記プラットフォーム
の平坦な頂面の下方の第１および第２の位置駆動装置の
付近に配置される項７１記載の顕微鏡ステージ。
【００７７】７３．顕微鏡と、少なくとも１つのＴＶカ
メラと、コンピュータ・ステーションを含むイメージ分
析システムであって、下記の構成を有するプラットフォ
ームの座標変位を制御する装置。 ─２つの方向ｘ、ｙにおける所要の変位の入力信号を機
械的に生じる手動で操作される変位手段と、 ─第１の変位手段と、ｘ座標に割当てられた関連する変
位信号チャンネルと、前記プラットフォームのｙ座標に
割当てられた第２の変位信号チャンネルと関連する第２
の変位装置と、 ─所要の変位を表示する機械的入力信号を、電気機械的
トランスジューサとして働く位置エンコーダへ送る手段
と、 ─機械的入力信号を、変位単位当たりのパルスで与えら
れる位置エンコーダの分解能に従って、機械的位置信号
に比例する数のパルスに変換する位置エンコーダ手段
と、 ─前記の送られたパルスを受取り、座標ｘ、ｙの各々に
対してパルス入力変位信号を記録するパルス・デコーダ
と、 ─パルス入力変位信号からパルス出力変位信号を計算す
る電気的手段と、 ─前記パルス変換の結果をモータ駆動信号に変換する駆
動手段と、 ─各変位信号チャンネルの出力におけるモータであっ
て、各々が座標ｘ、ｙに沿ってプラットフォームを変位
させる電気機械的トランスジューサとして働くモータと
を設けること。
【００７８】７４．前記プラットフォームが生物学的試
料を支持するための顕微鏡ステージである項７３記載の
装置。 ７５．前記手動で操作される変位手段が２個の同軸状に
配置され独立的に動作可能なホイールである項７３記載
の装置。 ７６．前記変位手段が前記プラットフォームの下方に配
置された２個のホイールである項７３記載の装置。 ７７．前記変位手段が、いわゆるマウスの回転ボールに
より駆動される項７３記載の装置。 ７８．前記変位手段が、いわゆるジョイスティックの回
転ボールにより駆動される項７３記載の装置。 ７９．前記変位手段から前記位置エンコーダへの機械的
伝達が牽引ベルトにより行われる項７３記載の装置。
【００７９】８０．各位置エンコーダが、同軸状でカス
ケード状に配置されたホイールの軸上に直接取付けられ
る項７３記載の装置。 ８１．前記位置エンコーダが角度エンコーダである項７
３記載の装置。 ８２．前記角度エンコーダが、１回転当たり２10乃至２
12ステップの分解能を有する項８１記載の装置。 ８３．前記角度エンコーダが、１回転当たり１００，０
００ステップの分解能を有する項８１記載の装置。 ８４．前記位置エンコーダから前記パルス・デコーダへ
送られるパルスが電気パルスである項７３記載の装置。 ８５．前記位置エンコーダから前記パルス・デコーダへ
送られるパルスが電磁パルスである項７３記載の装置。 ８６．前記パルス・デコーダが、入力変位信号のパルス
を記録するためのカウンタを含む項７３記載の装置。 ８７．前記電気手段により非線形関数がパルス入力変位
信号に与えられ、非線形変換の結果が前記モータ駆動信
号に変換される項７３記載の装置。 ８８．前記パルス・カウントに与えられる非線形関数
が、前記変位手段の手動操作の速度に依存する項８７記
載の装置。 ８９．低いパルス周波数が、前記パルス入力変位信号の
高いパルス周波数より低い出力変位信号を生じる項８８
記載の装置。
【００８０】９０．前記非線形速度の関係が、予め定め
得る低速の範囲内の２次関数である項８９記載の装置。 ９１．非常に低い速度では、前記非線形関数が所要の光
学的分解能に従う変位ステップを生じる項９０記載の装
置。 ９２．所要の光学的分解能に一致させる最も小さな変位
ステップが、使用される対物レンズの倍率に従って前記
電気的手段により調整される項９１記載の装置。 ９３．前記非線形関数が非対話的プロセッサにより計算
される項８７記載の装置。 ９４．前記非線形関数が対話的イメージ分析システムの
コンピュータにより計算される項８７記載の装置。 ９５．前記非線形関数の計算が、前記コンピュータのバ
ックグラウンド・モードにおいて実行するプログラムに
より行われる項９４記載の装置。 ９６．前記非線形伝送の結果が前記コンピュータのモー
タ駆動回路により変換される項９５記載の装置。 ９７．前記モータ駆動信号がステップ状のアナログの直
流である項９６記載の装置。 ９８．前記モータ駆動信号がパルス信号である項９６記
載の装置。 ９９．前記プラットフォームを変位させるモータがステ
ッピング・モータである項７３記載の装置。 １００．前記プラットフォームを変位させるモータがサ
ーボモータである項７３記載の装置。 １０１．各モータが、前記プラットフォームの極限の変
位位置において前記モータを停止させる終端スイッチを
有する主軸装置により該プラットフォームを変位させる
項７３記載の装置。 １０２．前記プラットフォームが、前記コンピュータに
接続された位置読出し装置を設けられる項９４記載の装
置。 １０３．ボタンが、前記位置読出し装置の位置信号を前
記コンピュータに記憶させる項１０２記載の装置。 １０４．前記位置記憶ボタンが、前記手動変位手段の付
近に配置される項１０３記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】２個のカスケード状に配置されたホイールを有
する顕微鏡ステージの従来の手動駆動部を示す図であ
る。
【図２】Ａは、本発明によるカスケード状ホイールと角
度エンコーダ間の牽引ベルトによる機械的伝達例を示す
図であり、Ｂは、本発明によるカスケード状ホイールと
角度エンコーダ間のホイール軸に取付けた角度エンコー
ダを備えた機械的伝達を示す図である。
【図３】本発明の望ましい実施例による位置信号の流れ
を示すブロック図である。
【図４】位置信号に速度に依存する計算を付与する望ま
しい非線形関数のグラフである。
【図５】システム入力とシステム応答との例を比較する
ための変位タイミング図である。
【図６】本発明による図３のステージを示す更に詳細な
図である。
【図７】本発明による図３のステージを示す更に詳細な
図である。
【符号の説明】
２ 手動変位ホイール ４ 手動変位ホイール ６ ｘ軸 ７ ｙ軸 ８ ｙ軸コグ・ホイール １０ ｘ軸コグ・ホイール １２ ｙ軸ラック １４ ラック １６ 牽引ベルト １８ 牽引ベルト ２０ 角度エンコーダ ２２ 角度エンコーダ ２４ 角度エンコーダ ２６ 角度エンコーダ ２７ ケーブル ２８ コンピュータ ２８ａ パルス・デコーダ回路 ２８ｂ プログラム・プロセッサ・ボード ２８ｃ モータ駆動回路 ３４ ｘ軸モータ ３６ ｙ軸モータ ３８ 顕微鏡ステージ ３９ プラットフォーム ４０ 作業域 ４２ 作業域 ４３ スライド ４４ ｙ軸プレート ４６ ｘ軸プレート ４８ 試料ホルダー ４９ プラットフォーム ５０ クリップ ５１ 停止部材 ５２ 位置記憶ボタン ５４ 位置切換えボタン ５６ ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アレクザンダー・フリプス オランダ王国ライデン，ダ・コスタスト ラート ８ (72)発明者 ワルター・ヤヌス オランダ王国ハルレム，ハセラープレイ ン 12 (56)参考文献 特開 昭60−69615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−187909（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−174046（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−503414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−184508（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−195354（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−56563（ＪＰ，Ｕ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラットフォーム（３８）の座標変位を
    制御する装置において、 ａ． 前記プラットフォーム（３８）のそれぞれ２つの
    座標（ｘ，ｙ）に沿った所望の変位に対応する第１及び
    第２の入力信号を機械的に生じる第１の手動で操作され
    る変位手段（２）と第２の手動で操作される変位手段
    （４）と、 ｂ． それぞれ前記第１及び第２の入力信号を前記第１
    （２）及び第２（４）の変位手段から受け取る第１及び
    第２の位置エンコーダ手段（２０，２２；２４，２６）
    であって、それぞれ第１及び第２のパルス入力変位信号
    を出力する電気機械的トランスジューサとして作用し、
    パルス数がそれぞれ所望の変位に比例し、且つパルスの
    周波数が前記変位手段（２，４）の作動速度に比例す
    る、第１及び第２の位置エンコーダ手段（２０，２２；
    ２４，２６）と、 ｃ． 前記第１及び第２のパルス入力変位信号を前記第
    １及び第２の位置エンコーダ手段（２０，２２；２４，
    ２６）から受け取り、当該パルス入力変位信号を復号す
    るパルス・デコーダ手段（２８ａ）と、 ｄ． 前記変位手段（２，４）の前記作動速度に依存す
    る非線形関数に基づく各座標（ｘ，ｙ）についての変換
    を用いることにより第１及び第２のパルス出力変位信号
    を前記の復号された第１及び第２のパルス入力変位信号
    から計算する処理手段（２８ｂ）であって、前記非線形
    関数は前記第１及び第２のパルス入力変位信号の所定の
    低速度の範囲で二次関数であり、中間速度の範囲で一次
    関数であり、高速度の範囲で一定である、処理手段（２
    ８ｂ）と、 ｅ． 前記処理手段（２８ｂ）からの各座標（ｘ，ｙ）
    についての前記第１及び第２のパルス出力変位信号を第
    １及び第２のモータ駆動信号に変換する駆動手段（２８
    ｃ）と、 ｆ． 前記第１及び第２のモータ駆動信号を前記駆動手
    段（２８ｃ）から受け取る第１及び第２のモータ手段
    （３４，３６）であって、前記プラットフォーム（３
    ８）を座標（ｘ，ｙ）に沿って変位させる電気機械的ト
    ランスジューサとして作用する第１及び第２のモータ手
    段（３４，３６）とを備える装置。
  2. 【請求項２】 前記プラットフォーム（３８）が、試料
    （４３）を調査中に視認するための２つの作業領域（４
    ０、４２）を備える顕微鏡プラットフォームであり、前
    記処理手段（２８ｂ）が、第１の作業領域（４０）及び
    第２の作業領域（４２）のいずれかを前記顕微鏡の光学
    的経路に位置決めするため選択的に設定可能である請求
    項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記プラットフォーム（３８）には位置
    読出し手段が設けられ、前記プラットフォーム（３８）
    は更に位置を記憶させる手段（５２）を備え、当該位置
    を記憶させる手段（５２）は、前記処理手段（２８ｂ）
    に問題とする範囲の位置を記憶させるため前記処理手段
    （２８ｂ）へ接続されている請求項１又は２記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記第１の手動で操作される変位手段
    （２）及び前記第２の手動で操作される変位手段（４）
    は、前記プラットフォーム（３８）の下に配置され且つ
    同軸状に構成され且つ独立に動作可能な２つのホイール
    である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記第１及び第２の手動で操作される変
    位手段（２，４）は、前記第１及び第２の入力信号を前
    記第１及び第２の位置エンコーダ手段（２０，２２；２
    ４，２６）へ牽引ベルト（１６，１８）により伝達する
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記処理手段（２８ｂ）が、対話的イメ
    ージ分析システムの一部である請求項１乃至５のいずれ
    か一項の装置。
  7. 【請求項７】 プラットフォーム（３８）の座標変位を
    制御する方法において、 ａ． 前記プラットフォーム（３８）のそれぞれ２つの
    座標（ｘ，ｙ）に沿った所望の変位に対応する第１及び
    第２の入力信号を第１（２）及び第２（４）の手動で操
    作される変位手段により機械的に生じるステップと、 ｂ． 前記第１（２）及び第２（４）の変位手段からの
    前記第１及び第２の入力信号を第１及び第２の位置エン
    コーダ手段（２０，２２；２４，２６）により受け取る
    ステツプと、 を備え、 前記位置エンコーダ手段（２０，２２；２４，２６）
    は、それぞれ第１及び第２のパルス入力変位信号を出力
    する電気機械的トランスジューサとして作用し、パルス
    数がそれぞれ所望の変位に比例し、且つパルスの周波数
    が前記変位手段（２，４）の作動速度に比例し、 ｃ． 前記第１及び第２のパルス入力変位信号を前記第
    １及び第２の位置エンコーダ手段（２０，２２；２４，
    ２６）からパルス・デコーダ手段（２８ａ）でもって受
    け取り復号するステップと、 ｄ． 前記変位手段（２，４）の前記作動速度に依存す
    る非線形関数に基づく各座標（ｘ，ｙ）についての変換
    を用いる処理手段（２８ｂ）でもって第１及び第２のパ
    ルス出力変位信号を前記の復号された第１及び第２のパ
    ルス入力変位信号から計算するステップと、 を更に備え、 前記非線形関数は、前記第１及び第２のパルス入力変位
    信号の所定の低速度の範囲で二次関数であり、中間速度
    の範囲で一次関数であり、高速度の範囲で一定であり、 ｅ． 前記処理手段（２８ｂ）からの各座標（ｘ，ｙ）
    についての前記第１及び第２のパルス出力変位信号を第
    １及び第２のモータ駆動信号に駆動手段（２８ｃ）でも
    って変換するステップと、 ｆ． 前記第１及び第２のモータ駆動信号を前記駆動手
    段（２８ｃ）から第１及び第２のモータ手段（３４，３
    ６）でもって受け取るステップと、 を更に備え、 前記第１及び第２のモータ手段（３４，３６）が、前記
    プラットフォームを座標（ｘ，ｙ）に沿って変位させる
    電気機械的トランスジューサとして作用する、方法。
  8. 【請求項８】 前記プラットフォームを、試料（４３）
    を調査中に視認するための２つの作業領域（４０）４
    ２）を備える顕微鏡プラットフォームとして設けるステ
    ップを更に備え、前記処理手段（２８ｂ）が、第１の作
    業領域（４０）及び第２の作業領域（４２）のいずれか
    を前記顕微鏡の光学的経路に位置決めするため選択的に
    設定可能である請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記第１の手動で操作される変位手段
    （２）及び前記第２の手動で操作される変位手段（４）
    を、前記プラットフォーム（３８）の下で同軸状に構成
    され且つ独立に動作可能な２つのホイールとして設ける
    ステップを更に備える請求項７又は８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１及び第２の入力信号を前記第
    １及び第２の手動で操作される変位手段（２，４）から
    前記第１及び第２の位置エンコーダ手段（２０，２２；
    ２４，２６）へ牽引ベルト（１６，１８）により伝達す
    るステップを更に備える請求項７乃至９のいずれか一項
    に記載の方法。
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