JP4217307B2 - 顕微鏡用回転切換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡が有する複数の対物レンズやコンデンサレンズ、あるいは、複数の固定径絞りなどの切換に用いられる電動レボルバや電動式ターレットといった、回転板を回転させて所望の光学的ターゲットを光路に切り換え挿入する顕微鏡用回転切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような顕微鏡用回転切換装置としては、例えば、「顕微鏡の回転板切換え装置」と題された特開平９−１３８３５４号公報や、「顕微鏡用回転装置」と題された特開昭６２−２１８９１５号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
図８は、上記特開平９−１３８３５４号公報に開示された顕微鏡の回転板切換え装置を示す図である。この回転板切換え装置には、複数のレンズ装着部８２５を備えた回転板８２１および基台部８１１に、上記レンズ装着部８２５の位置検出用マグネット８３５およびマイクロメートル単位の位置検出が可能な磁気センサプローブ８３１（非接触式切換位置検出機構）と、図示されていないが、回転板８２１の周縁に基準用マグネット１つ（あるいは切欠き部１つ）およびこの基準用マグネット（あるいは切欠き）を検出する補助磁気センサプローブ（あるいはフォトセンサ）（基準位置検出機構）が設けられている。そして、上記回転板８２１をステッピングモータ８１３にて回転させ、所望とするレンズ装着部８２５に対応する位置検出用マグネット８３５を磁気センサプローブ８３１にて検出したならば、ステッピングモータ８１３の回転を終了するというものである。ここで、レンズ装着部８２５が所望のものであるかどうかは、初期化動作の段階で基準位置検出機構にて基準位置を検出しておくことにより、その把握は可能である。このようにして、所望とする光学的ターゲットの光路への挿入、すなわち、切り換えを行う。なお、同図において、参照番号８１５は減速機構、８１７はモータ制御手段、８１９は操作スイッチ、８２３は回転軸、８２７は駆動用歯部である。
【０００４】
また、上記特開昭６２−２１８９１５号公報に開示された顕微鏡用回転装置は、図９に示すようになもので、この回転装置には、対物レンズのためのねじ付き受け部９０８を備えた皿状シェル９０１および固定部９０９に、当該回転装置の切換位置を示す溝９１４とばね付勢されている係上球９２０およびマイクロスイッチ９１７（切換クリック位置検出機構）と、切換位置種別判断用の複数の磁石９０５およびホール素子９０６（種別検出機構）が設けられている。そして、回転装置の皿状シェル９０１を軸９０２にて連結されたモータ９１３で回転させると、上記溝９１４ａに係止球９２０が落ち込み切換位置が確定するのと連動してマイクロスイッチ９１７のスイッチが入り、制御回路９１８に切換位置であることが知らされる。このときのホール素子９０６からの信号を比較器９１１にて、操作パネルからの入力信号と比較し、一致したならばモータ９１３の回転を停止する。このようにして、所望とする光学的ターゲット（ここでは対物レンズ）の光路への挿入、すなわち、切り換えを行う。なお、同図において、参照番号９１０はキーボード出力端、９１２はモータ制御回路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような特開平９−１３８３５４号公報に開示された顕微鏡の回転板切換え装置においては、初期化動作にて、基準位置の把握のために回転板８２１を多くて１回転させる必要があり、基準位置の把握に時間がかかってしまうという問題がある。
【０００６】
これに対して、上記特開昭６２−２１８９１５号公報に開示された顕微鏡用回転装置においては、種別検出機構として種別判断用の複数の磁石９０５およびホール素子９０６が設けられており、皿状シェル９０１の回転停止位置にていつでも光学的ターゲットの種別が判断できるため、初期化動作においては、せいぜい１クリック分回転させれば良い。
【０００７】
しかしながら、種別検出機構に用いている磁石やホール素子は、部品点数が多く、これに伴い取り付け工数も多いため、コスト的に不利である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、比較的短時間に初期化動作を完了でき、種別あるいは基準位置を検出するためのセンサを特別に用意せずとも光学的ターゲットの種別判断が可能な顕微鏡用回転切換装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による顕微鏡用回転切換装置は、複数の光学的ターゲットが等間隔に配置された回転板と、モータ制御手段により駆動制御される駆動用モータとを有し、上記駆動用モータにより上記回転板を駆動し、上記光学的ターゲットを顕微鏡の光路に切換挿入する顕微鏡用回転切換装置であって、
上記回転板に等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される位置を検出するための切換位置検出用センサターゲットと、
上記切換位置検出用センサターゲット間に、それぞれ間隔が異なるように設けられた、切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットと、
上記切換位置検出用センサターゲットと上記切換位置固有化用センサターゲットの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段と、
を具備し、
上記モータ制御手段は、上記センサターゲット位置変化検出手段より検出される上記センサターゲットの位置変化に相当する上記駆動用モータの駆動量および駆動方向の情報に基づいて上記駆動用モータを駆動制御する制御手段としたことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明の顕微鏡用回転切換装置によれば、回転板に等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される切換位置を検出するための切換位置検出用センサターゲット、および、切換位置検出用センサターゲットの間に設けられる切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットの間隔が、それぞれ異なるように配置されているために、駆動用モータの駆動に伴って回転するこれらのセンサターゲットをセンサターゲット位置変化検出手段（センサ）により検出すると、センサ信号の変化の間隔が、それぞれ異なってくる。つまり、この間隔の違いにより、センサ信号の変化が、どのセンサターゲットによって生じたものか判断できる。このセンサ信号変化の間隔の違いは、モータ駆動量の違いでもあるので、モータ制御手段において、センサ信号変化間のモータ駆動量とモータ駆動方向から、所望とする光学的ターゲットが光路上に位置しているのかどうかを判断して駆動用モータを停止させることができる。
【００１０】
すなわち、１つのセンサで、停止位置と、停止位置を固有化する情報を検出し、所望とする光学的ターゲットを光路に切換挿入することが可能となる。
また、請求項２に記載の発明による顕微鏡用回転切換装置は、複数の光学的ターゲットが不等間隔に配置された回転板と、モータ制御手段により駆動制御される駆動用モータを有し、上記駆動用モータにより上記回転板を駆動し、上記光学的ターゲットを顕微鏡の光路に切換挿入する顕微鏡用回転切換装置であって、
上記回転板に不等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される位置を検出するための切換位置検出用センサターゲットと、
上記切換位置検出用センサターゲットの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段と、
を具備し、
上記モータ制御手段は、上記センサターゲット位置変化検出手段より検出される上記センサターゲットの位置変化に相当する上記駆動用モータの駆動量および駆動方向の情報に基づいて上記駆動用モータを駆動制御する制御手段としたことを特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項２に記載の発明の顕微鏡用回転切換装置によれば、回転板に配置される複数の光学的ターゲットの間隔を、それぞれ異なるようにしたことを特徴としている。つまり、このような構成の顕微鏡用回転切換装置においては、複数の光学的ターゲットの間隔の違いに伴って、切換位置を検出するための切換位置検出用センサターゲット間の間隔も異なってくるために、請求項１記載の顕微鏡用回転切換装置の場合と同様に、モータ制御手段において、駆動用モータの駆動の際のセンサターゲット位置変化検出手段（センサ）信号変化間のモータ駆動量とモータ駆動方向から、所望とする光学的ターゲットが光路上に位置しているのかどうかを判断して駆動用モータを停止させることができる。
【００１２】
すなわち、１つのセンサで、固有化された停止位置の情報を検出し、所望とする光学的ターゲットを光路に切換挿入することが可能となる。
以上のように、本発明は、切換位置を知るための切換位置検出機構と、基準位置もしくは種別を知るための基準位置検出機構もしくは種別検出機構を、１つの機構にて実現するものである。すなわち、センサターゲットの配置を、切換位置と、基準位置もしくは種別、の両方の情報を１つのセンサで検出しうるように構成するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
本第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置は、光学的ターゲットとして対物レンズを切り換える顕微鏡用レボルバ駆動装置に適用したものである。もちろん、対物レンズに限らず、コンデンサレンズやフィルタ、あるいは、明るさ絞りや視野絞りなどといった光学的ターゲットをターレットにて回転切換する装置でもよい。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置の構成を示す概略図であり、基台部１０１に回転板１０２を回転自在に取り付け、回転軸１０３を中心として回転板１０２の周縁近くには駆動用歯部１０４を形成し、この駆動用歯部１０４に噛合する駆動伝達機構１０５を介して駆動用モータ１０６（本実施の形態においては、ステッピングモータ）により回転板１０２を回転駆動するものである。
【００１５】
回転板１０２には、５つの光学的ターゲット（本実施の形態においては、対物レンズあるいは対物レンズを装着するためのレンズ装着部）１０７Ａ〜１０７Ｅが、回転軸１０３に対して同一円上に、それぞれ等間隔（７２°おき）で設けられている。
【００１６】
また、駆動部分である回転板１０２と固定側である基台部１０１との間には、それぞれの光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅが光路に挿入される位置で、その位置を確定できるように、クリック機構が設けられている。このクリック機構は、例えば、回転板１０２にクリックボール１２０が、それぞれの光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅが光路に挿入される位置と対応するようにそれぞれ設けられ、基台部１０１に、クリックボール１２０の動きを規制するクリック溝（あるいはクリック穴）を備えた板バネ１２１が設けられて構成されている。
【００１７】
さらに、回転板１０２には、光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅの位置および個数に合わせて回転板１０２の周囲などに、光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅと同数の切換位置検出用センサターゲット（本実施例においては切欠部）１０８Ａ〜１０８Ｅ、および、これら切換位置検出用センサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅの間に、それぞれの区間が全く異なる角度となるように、切換位置固有化用センサターゲット（本実施の形態においては切欠部）１０９ａ〜１０９ｅが設けられている。本実施の形態においては、それぞれのセンサターゲットが成す角度は、例えば、センサターゲット１０８Ａから時計回りに、１０°・６２°・１５°・５７°・２０°・５２°・２５°・４７°・３０°・４２°となっており、それぞれ全く異なる角度となっている。なお、切換位置検出用センサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅの位置は、光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅが光路に挿入され、前述のクリック機構によりその位置が確定するときに、後述のセンサターゲット位置変化検出手段１１０によって検出されうる位置に設けられる。
【００１８】
そして、基台部１０１には、これらセンサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅ，１０９ａ〜１０９ｅの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段（本実施の形態においてはフォトセンサ）１１０が設けられている。このセンサターゲット位置変化検出手段１１０は、取り付け位置の調整が可能であり、回転板１０２の回転に伴ってセンサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅ，１０９ａ〜１０９ｅを検出すると、例えば、Ｌレベルの検知信号を、駆動用モータ１０６の駆動制御を行うモータ制御手段１１１に出力するものとなっている。本実施の形態においては、回転板１０２を１回転させた場合の、センサターゲット位置変化検出手段１１０より出力される検知信号の変化は、図２に示すものとなる。
【００１９】
モータ制御手段１１１には、図示しないが、センサターゲット位置変化検出手段１１０からの検知信号に基づき駆動用モータ１０６の駆動制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリなどといった電子回路が設けられている。
【００２０】
このモータ制御手段１１１は、制御パラメータとして、駆動用モータ１０６の駆動座標（もしくは駆動量）と駆動方向を管理している。また、図３に示すような、モータ駆動量と駆動方向から検知されたセンサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅ，１０９ａ〜１０９ｅの種別（すなわち、現在光路に挿入されている光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅの種別）を特定するためのテーブルデータを、あらかじめメモリに保持している。
【００２１】
また、モータ制御手段１１１は、オペレータからの光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅの切換指示を、切換ボタンなどを有するコントローラあるいはパーソナルコンピュータなど（図示せず）を通して、受け付けることができる。
【００２２】
モータ制御手段１１１によるモータ駆動制御の概略の一例を、図４のフローチャートを参照して説明する。
すなわち、光学的ターゲット（対物レンズ）の切換指示により制御が開始されたならば、まず、センサターゲット位置変化検出手段（フォトセンサ）１１０の信号を読みにいき、第１のセンサターゲット（切欠部）を検知しているかどうかを確認する（ステップＳ１）。
【００２３】
ここで、第１のセンサターゲットを検知していなければ、モータ駆動を開始し（ステップＳ２）、やがて、第１のセンサターゲットを検知したならば（ステップＳ３）、その時のモータ駆動座標を座標１として取得する（ステップＳ４）。
【００２４】
一方、上記ステップＳ１にて、第１のセンサターゲットを検知していた場合には、そのときのモータ駆動座標を座標１として取得し（ステップＳ５）、モータ駆動を開始する（ステップＳ６）。
【００２５】
やがて、第２のセンサターゲットが検知されたならば（ステップＳ７）、その時のモータ駆動座標を座標２として取得する（ステップＳ８）。
そして、モータ駆動量（＝｜座標２−座標１｜）と駆動方向の情報をもとに、前述したセンサターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照し、検知されたセンサターゲットの種別を特定する（ステップＳ９）。
【００２６】
ここで、このステップＳ９により、特定されたセンサターゲットの種別が所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットなのかどうかを確認する（ステップＳ１０）。
【００２７】
所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットでなければ、座標１を座標２に更新した後（ステップＳ１１）、上記ステップＳ７に戻り、所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットが検知されるまで、これらステップＳ７乃至ステップＳ１１のループを繰り返す。
【００２８】
そして、所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットが検知されたならば、モータ駆動を停止し（ステップＳ１２）、制御終了となる。
以上の構成の顕微鏡用回転切換装置における作用を、例えば、光学的ターゲット（対物レンズ）１０７Ａを光学的ターゲット１０７Ｂに切り換える場合について説明する。
【００２９】
まず、ステップＳ１にて、センサターゲット位置変化検出手段（フォトセンサ）１１０の信号を読みにいくと、第１のセンサターゲットとして、切換位置検出用センサターゲット（切欠部）１０８Ａが検知される。
【００３０】
ゆえに、次は、ステップＳ５にて、モータ駆動座標を取得する。取得した座標がＡ1 だったとすると、座標１＝Ａ1 である。
次に、ステップＳ６にて、駆動用モータ１０６を、回転板１０２が反時計方向に回転するように、駆動させる。
【００３１】
すると、回転板１０２が約１０°回転した時点、すなわち、約１０×Ｃパルス（Ｃ：回転板１°あたりのモータ駆動パルス数）分モータ駆動した時点で、ステップＳ７にて、センサターゲット位置変化検出手段１１０は、切換位置固有化用センサターゲット（切欠部）１０９ａを、第２のセンサターゲットとして検知する。
【００３２】
ステップＳ８にて、このときのモータ駆動座標を取得する。取得した座標がＡ2 だったとすると、座標２＝Ａ2 である。
そして、ステップＳ９にて、モータ駆動量（＝｜Ａ2 −Ａ1 ｜）とモータ駆動方向（反時計方向）の情報をもとに、メモリに保持されている光学的ターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照する。モータ駆動量（＝｜Ａ2 −Ａ1 ｜）≒１０×Ｃとなっているはずであり、該当するテーブルデータによれば、検知されたセンサターケットの種別は切換位置固有化用センサターゲット１０９ａであることが判明する。
【００３３】
ステップＳ１０にて、検知されたセンサターゲットの種別（切換位置固有化用センサターゲット１０９ａ）と、所望としている光学的ターゲット１０７Ｂに対応するセンサターゲット（切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂ）が一致しないため、ステップＳ１１にて、座標１を座標２に更新する。すなわち、座標１＝Ａ2 となる。
【００３４】
このとき、モータ駆動は継続されており、さらに、回転板１０２が約６２°回転した時点、すなわち、約６２×Ｃパルス分モータ駆動した時点で、ステップＳ７にて、センサターゲット位置変化検出手段１１０は、切換位置検出用センサターゲット（切欠部）１０８Ｂを検知する。
【００３５】
そして、再び、ステップＳ８にて、このときのモータ駆動座標を取得する。取得した座標がＡ3 だったとすると、座標２＝Ａ3 となる。
そして、ステップＳ９にて、モータ駆動量（＝｜Ａ3 −Ａ2 ｜）とモータ駆動方向（反時計方向）の情報をもとに、メモリに保持されている光学的ターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照する。モータ駆動量（＝｜Ａ3 −Ａ2 ｜）≒６２×Ｃとなっているはずであり、該当するテーブルデータによれば、検知されたセンサターゲットの種別は切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂであることが判明する。
【００３６】
今度は、ステップＳ１０にて、検知されたセンサターゲットの種別（切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂ）と、所望としている光学的ターゲット１０７Ｂに対応するセンサターゲット（切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂ）が一致するため、ステップＳ１２にて、モータ駆動を停止し、切換動作を終了する。
【００３７】
本実施の形態の顕微鏡用回転切換装置による光学的ターゲット（対物レンズ）１０７Ａ〜１０７Ｅの切換動作は以上のように行われ、センサターゲット間の間隔（角度）がそれぞれ異なるため、センサターゲット位置変化検出手段で隣り合う２つのセンサターゲットを検知すれば、検知の際のモータ駆動量と駆動方向から、検知されたセンサターゲットの種別を特定することが可能、すなわち、光学的ターゲットの位置を知ることができる、ことを特徴としている。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、光学的ターゲットの数は５つとしたが、これに限らず、任意に設定できるものとする。
また、本実施の形態においては、駆動用モータとしてステッピングモータを用い、出力パルス数にてモータ駆動量の管理を行ったが、駆動用モータとしてＤＣモータを用い、駆動時間でモータ駆動量の管理を行ってもよい。
【００３９】
また、センサターゲットおよびセンサターゲット位置変化検出手段として、光学式センサを用いたが、磁石とホール素子などの別のセンサを用いてもよい。
以上のような本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００４０】
また、センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜいセンサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させることができる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置は、光学的ターゲットとして、それぞれ異なる複数の孔径の明るさ絞りを切り換える顕微鏡用明るさ絞り回転切換装置に対して適用した場合のものであるが、これに限らず、コンデンサレンズやフィルタ、あるいは、視野絞りなどといった光学的ターゲットをターレットにて回転切換する装置でもよいし、光学的ターゲットとして対物レンズを切り換える顕微鏡用レボルバ駆動装置でもよい。
【００４２】
まず、本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のメカ的構成を、図５（ａ）乃至（ｃ）を用いて説明する。
基台部２０１に回転板２０２を回転自在に取り付け、回転軸２０３を中心として回転板２０２の周縁近くには駆動用歯部２０４を形成し、この駆動用歯部２０４に噛合する駆動伝達機構２０５を介して駆動用モータ２０６（本実施の形態においては、ステッピングモータ）により回転板２０２を回転駆動するものである。
【００４３】
回転板２０２には、６つの光学的ターゲット（本実施の形態においては、異なる孔径の明るさ絞り）２０７Ａ〜２０７Ｆが、回転軸２０３に対して同一円上に、それぞれ異なる間隔（角度）で設けられている。例えば、図５（ａ）においては、光学的ターゲット２０７Ａから時計回りに、７５°・６５°・５５°・５０°・４５°・７０°というように、それぞれの角度が全く異なるように、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが設けられている。
【００４４】
また、駆動部分である回転板２０２と固定側である基台部２０１との間には、それぞれの光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが光路に挿入される位置で、その位置を確定できるように、クリック機構が設けられている。このクリック機構は、例えば、回転板２０２にＶ字溝２２０が、それぞれの光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが光路に挿入される位置と対応するようにそれぞれ設けられ、基台部２０１に、クリック用ベアリングを備えた板バネ２２１が設けられて構成されている。
【００４５】
さらに、回転板２０２には、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆの位置および個数に合わせて回転板２０２の周囲などに、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆと同数の切換位置検出用センサターゲット（本実施の形態においては突起部）２０８Ａ〜２０８Ｆが設けられている（上記第１の実施の形態にみられる切換位置固有化用センサターゲットは、本実施の形態においては存在しない）。本実施の形態においては、それぞれのセンサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆが成す角度は、それぞれの光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆの成す角度と同様であり、それぞれ全く異なる角度となっている。なお、切換位置検出用センサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆの位置は、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが光路に挿入され、前述のクリック機構によりその位置が確定するときに、後述のセンサターゲット位置変化検出手段２１０によって検出されうる位置に設けられる。
【００４６】
そして、基台部２０１には、これらセンサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段（本実施の形態においては透過型フォトインタラプタ）２１０が設けられている。このセンサターゲット位置変化検出手段２１０は、取り付け位置の調整が可能であり、回転板２０２の回転に伴って切換位置検出用センサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆを検出すると、例えば、Ｌレベルの検知信号を、駆動用モータ２０６の駆動制御を行うモータ制御手段（図示せず）に出力するものとなっている。本実施の形態においては、回転板２０２を１回転させた場合の、センサターゲット位置変化検出手段２１０より出力される検知信号の変化は、図６に示すものとなる。
【００４７】
その他の構成として、モータ制御手段、および、モータ制御の方法については、上記第１実施の形態の場合と同様であるので、ここでは、説明を省略する。ただし、本実施の形態におけるモータ制御手段があらかじめ保持している切換位置検出用センサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆの種別（すなわち、現在光路に挿入されている光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆの種別）を特定するためのテーブルデータは、図７に示すようなものとなる。
【００４８】
以上の構成の顕微鏡用回転切換装置における作用を、例えば、光学的ターゲット（明るさ絞り）２０７Ａを光学的ターゲット２０７Ｂに切り換える場合について説明する。
【００４９】
まず、ステップＳ１にて、センサターゲット位置変化検出手段（透過型フォトインタラプタ）２１０の信号を読みにいくと、第１のセンサターゲットとして、切換位置検出用センサターゲット（突起部）２０８Ａが検知される。
【００５０】
ゆえに、次は、ステップＳ５にて、モータ駆動座標を取得する。取得した座標がＢ1 だったとすると、座標１＝Ｂ1 である。
次に、ステップＳ６にて、駆動用モータ２０６を、回転板２０２が反時計方向に回転するように、駆動させる。
【００５１】
すると、回転板２０２が約７５°回転した時点、すなわち、約７５×Ｃパルス（Ｃ：回転板１°あたりのモータ駆動パルス数）分モータ駆動した時点で、ステップＳ７にて、センサターゲット位置変化検出手段２１０は、切換位置検出用センサターゲット（突起部）２０８Ｂを、第２のセンサターゲットとして検知する。
【００５２】
ステップＳ８にて、このときのモータ駆動座標を取得する。取得した座標がＢ2 だったとすると、座標２＝Ｂ2 である。
そして、ステップＳ９にて、モータ駆動量（＝｜Ｂ2 −Ｂ1 ｜）とモータ駆動方向（反時計方向）の情報をもとに、メモリに保持されている光学的ターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照する。モータ駆動量（＝｜Ｂ2 −Ｂ1 ｜）≒７５×Ｃとなっているはずであり、該当するテーブルデータによれば、検知されたセンサターゲットの種別は切換位置検出用センサターゲット２０８Ｂであることが判明する。
【００５３】
ステップＳ１０にて、検知されたセンサターゲットの種別（切換位置検出用センサターゲット２０８Ｂ）と、所望としている光学的ターゲット２０７Ｂに対応するセンサターゲット（切換位置検出用センサターゲット２０８Ｂ）が一致するため、ステップＳ１２にて、モータ駆動を停止し、切換動作を終了する。
【００５４】
本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置による光学的ターゲット（明るさ絞り）２０７Ａ〜２０７Ｆの切換動作は以上のように行われ、切換位置検出用センサターゲット間の間隔（角度）がそれぞれ異なるため、センサターゲット位置変化検出手段で隣り合う２つの切換位置検出用センサターゲットを検知すれば、検知の際のモータ駆動量と駆動方向から、検知された切換位置検出用センサターゲットの種別を特定することが可能、すなわち、光学的ターゲットの位置を知ることができる、ことを特徴としている。
【００５５】
また、第１の実施の形態と異なる点は、光学的センサターゲット間の間隔（角度）自体がそれぞれ異なる間隔であり、これに伴って、切換位置センサターゲット間の間隔自体も異なるものとなるため、切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットを設ける必要がない、という点である。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、光学的ターゲットの数は６つ、間隔も実施の形態内に示した間隔としたが、これに限らず、光学的ターゲットの数および間隔は、任意に設定できるものとする。例えば、ユーザがよく使用するいくつかの光学的ターゲットに関して、その間隔を狭めておくようなことも可能である。
【００５７】
また、本実施の形態においては、駆動用モータとしてステッピングモータを用い、出力パルス数にてモータ駆動量の管理を行ったが、駆動用モータとしてＤＣモータを用い、駆動時間でモータ駆動量の管理を行ってもよい。
【００５８】
また、センサターゲットおよびセンサターゲット位置変化検出手段として、光学式センサを用いたが、磁石とホール素子などの別のセンサを用いてもよい。
さらに、光学的センサターゲットを突起とし、センサターゲット位置変化検出手段を透過型フォトインタラプタとして構成したが、上記第１の実施の形態のように切欠部とフォトセンサで構成してもよいことは勿論である。また逆に、上記第１の実施の形態における切換位置検出用センサターゲットおよび切換位置固有化用センサターゲットを本実施の形態のような突起とし、センサターゲット位置変化検出手段を透過型フォトインタラプタとして構成してもよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００６０】
また、切換位置検出用センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜい切換位置検出用センサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させることができる。
【００６１】
さらに、光学的ターゲット（および切換位置検出用センサターゲット）の間隔のとり方において、ユーザが頻繁に使用する光学的ターゲットの間隔を狭めておくと、その分、光学的ターゲットの切換時間、および、初期化時間を短くすることができ、より有効である。
【００６２】
また、センサターゲットとしては、切換位置検出用センサターゲットしか存在しないため、センサターゲットの加工もしくは設置工数を削減できるとともに、モータ制御手段が保持するセンサターゲットの種別を特定するためのテーブルデータは、切換位置検出用センサターゲットに関するもののみでよく、その分、データ量が少なくなる。よって、モータ制御手段内のメモリスペースを節約できるとともに、テーブルデータの参照時間を短くすることができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００６４】
また、センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜいセンサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させる。
【００６５】
請求項２記載の顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００６６】
また、切換位置検出用センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜい切換位置検出用センサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させる。
【００６７】
さらに、光学的ターゲット（および切換位置検出用センサターゲット）の間隔のとり方において、ユーザが頻繁に使用する光学的ターゲットの間隔を狭めておくと、その分、光学的ターゲットの切換時間、および、初期化時間を短くすることができ、より有効である。
【００６８】
また、センサターゲットとしては、切換位置検出用センサターゲットしか存在しないため、センサターゲットの加工もしくは設置工数を削減できるとともに、モータ制御手段が保持するセンサターゲットの種別を特定するためのテーブルデータは、切換位置検出用センサターゲットに関するもののみでよく、その分、データ量が少なくなる。よって、モータ制御手段内のメモリスペースを節約できるとともに、テーブルデータの参照時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置において、回転板が１回転したときのセンサ信号変化を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のモータ制御手段にて保持されているセンサターゲット種別を特定するためのデータテーブルの内容を示す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のモータ制御手段にて行われるモータ駆動制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のメカ構成を示す概略図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置において、回転板が１回転したときのセンサ信号変化を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のモータ制御手段にて保持されているセンサターゲット種別を特定するためのデータテーブルの内容を示す図である。
【図８】従来の顕微鏡の回転板切換え装置の構成を示す概略図である。
【図９】従来の顕微鏡用回転装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０１，２０１ 基台部
１０２，２０２ 回転板
１０３，２０３ 回転軸
１０４，２０４ 駆動用歯部
１０５，２０５ 駆動伝達機構
１０６，２０６ 駆動用モータ
１０７Ａ〜１０７Ｅ，２０７Ａ〜２０７Ｆ 光学的ターゲット
１０８Ａ〜１０８Ｅ，２０８Ａ〜２０８Ｆ 切換位置検出用センサターゲット
１０９ａ〜１０９ｅ 切換位置固有化用センサターゲット
１１０，２１０ センサターゲット位置変化検出手段
１１１ モータ制御手段
１２０ クリックボール
１２１ 板バネ
２２０ Ｖ字溝
２２１ 板バネ
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡が有する複数の対物レンズやコンデンサレンズ、あるいは、複数の固定径絞りなどの切換に用いられる電動レボルバや電動式ターレットといった、回転板を回転させて所望の光学的ターゲットを光路に切り換え挿入する顕微鏡用回転切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような顕微鏡用回転切換装置としては、例えば、「顕微鏡の回転板切換え装置」と題された特開平９−１３８３５４号公報や、「顕微鏡用回転装置」と題された特開昭６２−２１８９１５号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
図８は、上記特開平９−１３８３５４号公報に開示された顕微鏡の回転板切換え装置を示す図である。この回転板切換え装置には、複数のレンズ装着部８２５を備えた回転板８２１および基台部８１１に、上記レンズ装着部８２５の位置検出用マグネット８３５およびマイクロメートル単位の位置検出が可能な磁気センサプローブ８３１（非接触式切換位置検出機構）と、図示されていないが、回転板８２１の周縁に基準用マグネット１つ（あるいは切欠き部１つ）およびこの基準用マグネット（あるいは切欠き）を検出する補助磁気センサプローブ（あるいはフォトセンサ）（基準位置検出機構）が設けられている。そして、上記回転板８２１をステッピングモータ８１３にて回転させ、所望とするレンズ装着部８２５に対応する位置検出用マグネット８３５を磁気センサプローブ８３１にて検出したならば、ステッピングモータ８１３の回転を終了するというものである。ここで、レンズ装着部８２５が所望のものであるかどうかは、初期化動作の段階で基準位置検出機構にて基準位置を検出しておくことにより、その把握は可能である。このようにして、所望とする光学的ターゲットの光路への挿入、すなわち、切り換えを行う。なお、同図において、参照番号８１５は減速機構、８１７はモータ制御手段、８１９は操作スイッチ、８２３は回転軸、８２７は駆動用歯部である。
【０００４】
また、上記特開昭６２−２１８９１５号公報に開示された顕微鏡用回転装置は、図９に示すようになもので、この回転装置には、対物レンズのためのねじ付き受け部９０８を備えた皿状シェル９０１および固定部９０９に、当該回転装置の切換位置を示す溝９１４とばね付勢されている係上球９２０およびマイクロスイッチ９１７（切換クリック位置検出機構）と、切換位置種別判断用の複数の磁石９０５およびホール素子９０６（種別検出機構）が設けられている。そして、回転装置の皿状シェル９０１を軸９０２にて連結されたモータ９１３で回転させると、上記溝９１４ａに係止球９２０が落ち込み切換位置が確定するのと連動してマイクロスイッチ９１７のスイッチが入り、制御回路９１８に切換位置であることが知らされる。このときのホール素子９０６からの信号を比較器９１１にて、操作パネルからの入力信号と比較し、一致したならばモータ９１３の回転を停止する。このようにして、所望とする光学的ターゲット（ここでは対物レンズ）の光路への挿入、すなわち、切り換えを行う。なお、同図において、参照番号９１０はキーボード出力端、９１２はモータ制御回路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような特開平９−１３８３５４号公報に開示された顕微鏡の回転板切換え装置においては、初期化動作にて、基準位置の把握のために回転板８２１を多くて１回転させる必要があり、基準位置の把握に時間がかかってしまうという問題がある。
【０００６】
これに対して、上記特開昭６２−２１８９１５号公報に開示された顕微鏡用回転装置においては、種別検出機構として種別判断用の複数の磁石９０５およびホール素子９０６が設けられており、皿状シェル９０１の回転停止位置にていつでも光学的ターゲットの種別が判断できるため、初期化動作においては、せいぜい１クリック分回転させれば良い。
【０００７】
しかしながら、種別検出機構に用いている磁石やホール素子は、部品点数が多く、これに伴い取り付け工数も多いため、コスト的に不利である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、比較的短時間に初期化動作を完了でき、種別あるいは基準位置を検出するためのセンサを特別に用意せずとも光学的ターゲットの種別判断が可能な顕微鏡用回転切換装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による顕微鏡用回転切換装置は、複数の光学的ターゲットが等間隔に配置された回転板と、モータ制御手段により駆動制御される駆動用モータとを有し、上記駆動用モータにより上記回転板を駆動し、上記光学的ターゲットを顕微鏡の光路に切換挿入する顕微鏡用回転切換装置であって、
上記回転板に等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される位置を検出するための切換位置検出用センサターゲットと、
上記切換位置検出用センサターゲット間に、それぞれ間隔が異なるように設けられた、切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットと、
上記切換位置検出用センサターゲットと上記切換位置固有化用センサターゲットの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段と、
を具備し、
上記モータ制御手段は、上記センサターゲット位置変化検出手段より検出される上記センサターゲットの位置変化に相当する上記駆動用モータの駆動量および駆動方向の情報に基づいて上記駆動用モータを駆動制御する制御手段としたことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明の顕微鏡用回転切換装置によれば、回転板に等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される切換位置を検出するための切換位置検出用センサターゲット、および、切換位置検出用センサターゲットの間に設けられる切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットの間隔が、それぞれ異なるように配置されているために、駆動用モータの駆動に伴って回転するこれらのセンサターゲットをセンサターゲット位置変化検出手段（センサ）により検出すると、センサ信号の変化の間隔が、それぞれ異なってくる。つまり、この間隔の違いにより、センサ信号の変化が、どのセンサターゲットによって生じたものか判断できる。このセンサ信号変化の間隔の違いは、モータ駆動量の違いでもあるので、モータ制御手段において、センサ信号変化間のモータ駆動量とモータ駆動方向から、所望とする光学的ターゲットが光路上に位置しているのかどうかを判断して駆動用モータを停止させることができる。
【００１０】
すなわち、１つのセンサで、停止位置と、停止位置を固有化する情報を検出し、所望とする光学的ターゲットを光路に切換挿入することが可能となる。
また、請求項２に記載の発明による顕微鏡用回転切換装置は、複数の光学的ターゲットが不等間隔に配置された回転板と、モータ制御手段により駆動制御される駆動用モータを有し、上記駆動用モータにより上記回転板を駆動し、上記光学的ターゲットを顕微鏡の光路に切換挿入する顕微鏡用回転切換装置であって、
上記回転板に不等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される位置を検出するための切換位置検出用センサターゲットと、
上記切換位置検出用センサターゲットの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段と、
を具備し、
上記モータ制御手段は、上記センサターゲット位置変化検出手段より検出される上記センサターゲットの位置変化に相当する上記駆動用モータの駆動量および駆動方向の情報に基づいて上記駆動用モータを駆動制御する制御手段としたことを特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項２に記載の発明の顕微鏡用回転切換装置によれば、回転板に配置される複数の光学的ターゲットの間隔を、それぞれ異なるようにしたことを特徴としている。つまり、このような構成の顕微鏡用回転切換装置においては、複数の光学的ターゲットの間隔の違いに伴って、切換位置を検出するための切換位置検出用センサターゲット間の間隔も異なってくるために、請求項１記載の顕微鏡用回転切換装置の場合と同様に、モータ制御手段において、駆動用モータの駆動の際のセンサターゲット位置変化検出手段（センサ）信号変化間のモータ駆動量とモータ駆動方向から、所望とする光学的ターゲットが光路上に位置しているのかどうかを判断して駆動用モータを停止させることができる。
【００１２】
すなわち、１つのセンサで、固有化された停止位置の情報を検出し、所望とする光学的ターゲットを光路に切換挿入することが可能となる。
以上のように、本発明は、切換位置を知るための切換位置検出機構と、基準位置もしくは種別を知るための基準位置検出機構もしくは種別検出機構を、１つの機構にて実現するものである。すなわち、センサターゲットの配置を、切換位置と、基準位置もしくは種別、の両方の情報を１つのセンサで検出しうるように構成するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
本第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置は、光学的ターゲットとして対物レンズを切り換える顕微鏡用レボルバ駆動装置に適用したものである。もちろん、対物レンズに限らず、コンデンサレンズやフィルタ、あるいは、明るさ絞りや視野絞りなどといった光学的ターゲットをターレットにて回転切換する装置でもよい。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置の構成を示す概略図であり、基台部１０１に回転板１０２を回転自在に取り付け、回転軸１０３を中心として回転板１０２の周縁近くには駆動用歯部１０４を形成し、この駆動用歯部１０４に噛合する駆動伝達機構１０５を介して駆動用モータ１０６（本実施の形態においては、ステッピングモータ）により回転板１０２を回転駆動するものである。
【００１５】
回転板１０２には、５つの光学的ターゲット（本実施の形態においては、対物レンズあるいは対物レンズを装着するためのレンズ装着部）１０７Ａ〜１０７Ｅが、回転軸１０３に対して同一円上に、それぞれ等間隔（７２°おき）で設けられている。
【００１６】
また、駆動部分である回転板１０２と固定側である基台部１０１との間には、それぞれの光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅが光路に挿入される位置で、その位置を確定できるように、クリック機構が設けられている。このクリック機構は、例えば、回転板１０２にクリックボール１２０が、それぞれの光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅが光路に挿入される位置と対応するようにそれぞれ設けられ、基台部１０１に、クリックボール１２０の動きを規制するクリック溝（あるいはクリック穴）を備えた板バネ１２１が設けられて構成されている。
【００１７】
さらに、回転板１０２には、光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅの位置および個数に合わせて回転板１０２の周囲などに、光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅと同数の切換位置検出用センサターゲット（本実施例においては切欠部）１０８Ａ〜１０８Ｅ、および、これら切換位置検出用センサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅの間に、それぞれの区間が全く異なる角度となるように、切換位置固有化用センサターゲット（本実施の形態においては切欠部）１０９ａ〜１０９ｅが設けられている。本実施の形態においては、それぞれのセンサターゲットが成す角度は、例えば、センサターゲット１０８Ａから時計回りに、１０°・６２°・１５°・５７°・２０°・５２°・２５°・４７°・３０°・４２°となっており、それぞれ全く異なる角度となっている。なお、切換位置検出用センサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅの位置は、光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅが光路に挿入され、前述のクリック機構によりその位置が確定するときに、後述のセンサターゲット位置変化検出手段１１０によって検出されうる位置に設けられる。
【００１８】
そして、基台部１０１には、これらセンサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅ，１０９ａ〜１０９ｅの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段（本実施の形態においてはフォトセンサ）１１０が設けられている。このセンサターゲット位置変化検出手段１１０は、取り付け位置の調整が可能であり、回転板１０２の回転に伴ってセンサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅ，１０９ａ〜１０９ｅを検出すると、例えば、Ｌレベルの検知信号を、駆動用モータ１０６の駆動制御を行うモータ制御手段１１１に出力するものとなっている。本実施の形態においては、回転板１０２を１回転させた場合の、センサターゲット位置変化検出手段１１０より出力される検知信号の変化は、図２に示すものとなる。
【００１９】
モータ制御手段１１１には、図示しないが、センサターゲット位置変化検出手段１１０からの検知信号に基づき駆動用モータ１０６の駆動制御を行うためのマイクロコンピュータやメモリなどといった電子回路が設けられている。
【００２０】
このモータ制御手段１１１は、制御パラメータとして、駆動用モータ１０６の駆動座標（もしくは駆動量）と駆動方向を管理している。また、図３に示すような、モータ駆動量と駆動方向から検知されたセンサターゲット１０８Ａ〜１０８Ｅ，１０９ａ〜１０９ｅの種別（すなわち、現在光路に挿入されている光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅの種別）を特定するためのテーブルデータを、あらかじめメモリに保持している。
【００２１】
また、モータ制御手段１１１は、オペレータからの光学的ターゲット１０７Ａ〜１０７Ｅの切換指示を、切換ボタンなどを有するコントローラあるいはパーソナルコンピュータなど（図示せず）を通して、受け付けることができる。
【００２２】
モータ制御手段１１１によるモータ駆動制御の概略の一例を、図４のフローチャートを参照して説明する。
すなわち、光学的ターゲット（対物レンズ）の切換指示により制御が開始されたならば、まず、センサターゲット位置変化検出手段（フォトセンサ）１１０の信号を読みにいき、第１のセンサターゲット（切欠部）を検知しているかどうかを確認する（ステップＳ１）。
【００２３】
ここで、第１のセンサターゲットを検知していなければ、モータ駆動を開始し（ステップＳ２）、やがて、第１のセンサターゲットを検知したならば（ステップＳ３）、その時のモータ駆動座標を座標１として取得する（ステップＳ４）。
【００２４】
一方、上記ステップＳ１にて、第１のセンサターゲットを検知していた場合には、そのときのモータ駆動座標を座標１として取得し（ステップＳ５）、モータ駆動を開始する（ステップＳ６）。
【００２５】
やがて、第２のセンサターゲットが検知されたならば（ステップＳ７）、その時のモータ駆動座標を座標２として取得する（ステップＳ８）。
そして、モータ駆動量（＝｜座標２−座標１｜）と駆動方向の情報をもとに、前述したセンサターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照し、検知されたセンサターゲットの種別を特定する（ステップＳ９）。
【００２６】
ここで、このステップＳ９により、特定されたセンサターゲットの種別が所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットなのかどうかを確認する（ステップＳ１０）。
【００２７】
所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットでなければ、座標１を座標２に更新した後（ステップＳ１１）、上記ステップＳ７に戻り、所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットが検知されるまで、これらステップＳ７乃至ステップＳ１１のループを繰り返す。
【００２８】
そして、所望とする光学的ターゲットに対応するセンサターゲットが検知されたならば、モータ駆動を停止し（ステップＳ１２）、制御終了となる。
以上の構成の顕微鏡用回転切換装置における作用を、例えば、光学的ターゲット（対物レンズ）１０７Ａを光学的ターゲット１０７Ｂに切り換える場合について説明する。
【００２９】
まず、ステップＳ１にて、センサターゲット位置変化検出手段（フォトセンサ）１１０の信号を読みにいくと、第１のセンサターゲットとして、切換位置検出用センサターゲット（切欠部）１０８Ａが検知される。
【００３０】
ゆえに、次は、ステップＳ５にて、モータ駆動座標を取得する。取得した座標がＡ1 だったとすると、座標１＝Ａ1 である。
次に、ステップＳ６にて、駆動用モータ１０６を、回転板１０２が反時計方向に回転するように、駆動させる。
【００３１】
すると、回転板１０２が約１０°回転した時点、すなわち、約１０×Ｃパルス（Ｃ：回転板１°あたりのモータ駆動パルス数）分モータ駆動した時点で、ステップＳ７にて、センサターゲット位置変化検出手段１１０は、切換位置固有化用センサターゲット（切欠部）１０９ａを、第２のセンサターゲットとして検知する。
【００３２】
ステップＳ８にて、このときのモータ駆動座標を取得する。取得した座標がＡ2 だったとすると、座標２＝Ａ2 である。
そして、ステップＳ９にて、モータ駆動量（＝｜Ａ2 −Ａ1 ｜）とモータ駆動方向（反時計方向）の情報をもとに、メモリに保持されている光学的ターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照する。モータ駆動量（＝｜Ａ2 −Ａ1 ｜）≒１０×Ｃとなっているはずであり、該当するテーブルデータによれば、検知されたセンサターケットの種別は切換位置固有化用センサターゲット１０９ａであることが判明する。
【００３３】
ステップＳ１０にて、検知されたセンサターゲットの種別（切換位置固有化用センサターゲット１０９ａ）と、所望としている光学的ターゲット１０７Ｂに対応するセンサターゲット（切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂ）が一致しないため、ステップＳ１１にて、座標１を座標２に更新する。すなわち、座標１＝Ａ2 となる。
【００３４】
このとき、モータ駆動は継続されており、さらに、回転板１０２が約６２°回転した時点、すなわち、約６２×Ｃパルス分モータ駆動した時点で、ステップＳ７にて、センサターゲット位置変化検出手段１１０は、切換位置検出用センサターゲット（切欠部）１０８Ｂを検知する。
【００３５】
そして、再び、ステップＳ８にて、このときのモータ駆動座標を取得する。取得した座標がＡ3 だったとすると、座標２＝Ａ3 となる。
そして、ステップＳ９にて、モータ駆動量（＝｜Ａ3 −Ａ2 ｜）とモータ駆動方向（反時計方向）の情報をもとに、メモリに保持されている光学的ターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照する。モータ駆動量（＝｜Ａ3 −Ａ2 ｜）≒６２×Ｃとなっているはずであり、該当するテーブルデータによれば、検知されたセンサターゲットの種別は切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂであることが判明する。
【００３６】
今度は、ステップＳ１０にて、検知されたセンサターゲットの種別（切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂ）と、所望としている光学的ターゲット１０７Ｂに対応するセンサターゲット（切換位置検出用センサターゲット１０８Ｂ）が一致するため、ステップＳ１２にて、モータ駆動を停止し、切換動作を終了する。
【００３７】
本実施の形態の顕微鏡用回転切換装置による光学的ターゲット（対物レンズ）１０７Ａ〜１０７Ｅの切換動作は以上のように行われ、センサターゲット間の間隔（角度）がそれぞれ異なるため、センサターゲット位置変化検出手段で隣り合う２つのセンサターゲットを検知すれば、検知の際のモータ駆動量と駆動方向から、検知されたセンサターゲットの種別を特定することが可能、すなわち、光学的ターゲットの位置を知ることができる、ことを特徴としている。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、光学的ターゲットの数は５つとしたが、これに限らず、任意に設定できるものとする。
また、本実施の形態においては、駆動用モータとしてステッピングモータを用い、出力パルス数にてモータ駆動量の管理を行ったが、駆動用モータとしてＤＣモータを用い、駆動時間でモータ駆動量の管理を行ってもよい。
【００３９】
また、センサターゲットおよびセンサターゲット位置変化検出手段として、光学式センサを用いたが、磁石とホール素子などの別のセンサを用いてもよい。
以上のような本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００４０】
また、センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜいセンサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させることができる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置は、光学的ターゲットとして、それぞれ異なる複数の孔径の明るさ絞りを切り換える顕微鏡用明るさ絞り回転切換装置に対して適用した場合のものであるが、これに限らず、コンデンサレンズやフィルタ、あるいは、視野絞りなどといった光学的ターゲットをターレットにて回転切換する装置でもよいし、光学的ターゲットとして対物レンズを切り換える顕微鏡用レボルバ駆動装置でもよい。
【００４２】
まず、本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のメカ的構成を、図５（ａ）乃至（ｃ）を用いて説明する。
基台部２０１に回転板２０２を回転自在に取り付け、回転軸２０３を中心として回転板２０２の周縁近くには駆動用歯部２０４を形成し、この駆動用歯部２０４に噛合する駆動伝達機構２０５を介して駆動用モータ２０６（本実施の形態においては、ステッピングモータ）により回転板２０２を回転駆動するものである。
【００４３】
回転板２０２には、６つの光学的ターゲット（本実施の形態においては、異なる孔径の明るさ絞り）２０７Ａ〜２０７Ｆが、回転軸２０３に対して同一円上に、それぞれ異なる間隔（角度）で設けられている。例えば、図５（ａ）においては、光学的ターゲット２０７Ａから時計回りに、７５°・６５°・５５°・５０°・４５°・７０°というように、それぞれの角度が全く異なるように、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが設けられている。
【００４４】
また、駆動部分である回転板２０２と固定側である基台部２０１との間には、それぞれの光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが光路に挿入される位置で、その位置を確定できるように、クリック機構が設けられている。このクリック機構は、例えば、回転板２０２にＶ字溝２２０が、それぞれの光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが光路に挿入される位置と対応するようにそれぞれ設けられ、基台部２０１に、クリック用ベアリングを備えた板バネ２２１が設けられて構成されている。
【００４５】
さらに、回転板２０２には、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆの位置および個数に合わせて回転板２０２の周囲などに、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆと同数の切換位置検出用センサターゲット（本実施の形態においては突起部）２０８Ａ〜２０８Ｆが設けられている（上記第１の実施の形態にみられる切換位置固有化用センサターゲットは、本実施の形態においては存在しない）。本実施の形態においては、それぞれのセンサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆが成す角度は、それぞれの光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆの成す角度と同様であり、それぞれ全く異なる角度となっている。なお、切換位置検出用センサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆの位置は、光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆが光路に挿入され、前述のクリック機構によりその位置が確定するときに、後述のセンサターゲット位置変化検出手段２１０によって検出されうる位置に設けられる。
【００４６】
そして、基台部２０１には、これらセンサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段（本実施の形態においては透過型フォトインタラプタ）２１０が設けられている。このセンサターゲット位置変化検出手段２１０は、取り付け位置の調整が可能であり、回転板２０２の回転に伴って切換位置検出用センサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆを検出すると、例えば、Ｌレベルの検知信号を、駆動用モータ２０６の駆動制御を行うモータ制御手段（図示せず）に出力するものとなっている。本実施の形態においては、回転板２０２を１回転させた場合の、センサターゲット位置変化検出手段２１０より出力される検知信号の変化は、図６に示すものとなる。
【００４７】
その他の構成として、モータ制御手段、および、モータ制御の方法については、上記第１実施の形態の場合と同様であるので、ここでは、説明を省略する。ただし、本実施の形態におけるモータ制御手段があらかじめ保持している切換位置検出用センサターゲット２０８Ａ〜２０８Ｆの種別（すなわち、現在光路に挿入されている光学的ターゲット２０７Ａ〜２０７Ｆの種別）を特定するためのテーブルデータは、図７に示すようなものとなる。
【００４８】
以上の構成の顕微鏡用回転切換装置における作用を、例えば、光学的ターゲット（明るさ絞り）２０７Ａを光学的ターゲット２０７Ｂに切り換える場合について説明する。
【００４９】
まず、ステップＳ１にて、センサターゲット位置変化検出手段（透過型フォトインタラプタ）２１０の信号を読みにいくと、第１のセンサターゲットとして、切換位置検出用センサターゲット（突起部）２０８Ａが検知される。
【００５０】
ゆえに、次は、ステップＳ５にて、モータ駆動座標を取得する。取得した座標がＢ1 だったとすると、座標１＝Ｂ1 である。
次に、ステップＳ６にて、駆動用モータ２０６を、回転板２０２が反時計方向に回転するように、駆動させる。
【００５１】
すると、回転板２０２が約７５°回転した時点、すなわち、約７５×Ｃパルス（Ｃ：回転板１°あたりのモータ駆動パルス数）分モータ駆動した時点で、ステップＳ７にて、センサターゲット位置変化検出手段２１０は、切換位置検出用センサターゲット（突起部）２０８Ｂを、第２のセンサターゲットとして検知する。
【００５２】
ステップＳ８にて、このときのモータ駆動座標を取得する。取得した座標がＢ2 だったとすると、座標２＝Ｂ2 である。
そして、ステップＳ９にて、モータ駆動量（＝｜Ｂ2 −Ｂ1 ｜）とモータ駆動方向（反時計方向）の情報をもとに、メモリに保持されている光学的ターゲットの種別を特定するためのテーブルデータを参照する。モータ駆動量（＝｜Ｂ2 −Ｂ1 ｜）≒７５×Ｃとなっているはずであり、該当するテーブルデータによれば、検知されたセンサターゲットの種別は切換位置検出用センサターゲット２０８Ｂであることが判明する。
【００５３】
ステップＳ１０にて、検知されたセンサターゲットの種別（切換位置検出用センサターゲット２０８Ｂ）と、所望としている光学的ターゲット２０７Ｂに対応するセンサターゲット（切換位置検出用センサターゲット２０８Ｂ）が一致するため、ステップＳ１２にて、モータ駆動を停止し、切換動作を終了する。
【００５４】
本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置による光学的ターゲット（明るさ絞り）２０７Ａ〜２０７Ｆの切換動作は以上のように行われ、切換位置検出用センサターゲット間の間隔（角度）がそれぞれ異なるため、センサターゲット位置変化検出手段で隣り合う２つの切換位置検出用センサターゲットを検知すれば、検知の際のモータ駆動量と駆動方向から、検知された切換位置検出用センサターゲットの種別を特定することが可能、すなわち、光学的ターゲットの位置を知ることができる、ことを特徴としている。
【００５５】
また、第１の実施の形態と異なる点は、光学的センサターゲット間の間隔（角度）自体がそれぞれ異なる間隔であり、これに伴って、切換位置センサターゲット間の間隔自体も異なるものとなるため、切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットを設ける必要がない、という点である。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、光学的ターゲットの数は６つ、間隔も実施の形態内に示した間隔としたが、これに限らず、光学的ターゲットの数および間隔は、任意に設定できるものとする。例えば、ユーザがよく使用するいくつかの光学的ターゲットに関して、その間隔を狭めておくようなことも可能である。
【００５７】
また、本実施の形態においては、駆動用モータとしてステッピングモータを用い、出力パルス数にてモータ駆動量の管理を行ったが、駆動用モータとしてＤＣモータを用い、駆動時間でモータ駆動量の管理を行ってもよい。
【００５８】
また、センサターゲットおよびセンサターゲット位置変化検出手段として、光学式センサを用いたが、磁石とホール素子などの別のセンサを用いてもよい。
さらに、光学的センサターゲットを突起とし、センサターゲット位置変化検出手段を透過型フォトインタラプタとして構成したが、上記第１の実施の形態のように切欠部とフォトセンサで構成してもよいことは勿論である。また逆に、上記第１の実施の形態における切換位置検出用センサターゲットおよび切換位置固有化用センサターゲットを本実施の形態のような突起とし、センサターゲット位置変化検出手段を透過型フォトインタラプタとして構成してもよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００６０】
また、切換位置検出用センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜい切換位置検出用センサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させることができる。
【００６１】
さらに、光学的ターゲット（および切換位置検出用センサターゲット）の間隔のとり方において、ユーザが頻繁に使用する光学的ターゲットの間隔を狭めておくと、その分、光学的ターゲットの切換時間、および、初期化時間を短くすることができ、より有効である。
【００６２】
また、センサターゲットとしては、切換位置検出用センサターゲットしか存在しないため、センサターゲットの加工もしくは設置工数を削減できるとともに、モータ制御手段が保持するセンサターゲットの種別を特定するためのテーブルデータは、切換位置検出用センサターゲットに関するもののみでよく、その分、データ量が少なくなる。よって、モータ制御手段内のメモリスペースを節約できるとともに、テーブルデータの参照時間を短くすることができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００６４】
また、センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜいセンサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させる。
【００６５】
請求項２記載の顕微鏡用回転切換装置によれば、所望とする光学的ターゲットの切換が、センサターゲット位置変化検出手段のみで可能であるので、検出器の取り付けスペースや、取り付け・調整工数、および、原価を節約でき、装置の小型化・コストダウンにつながる。
【００６６】
また、切換位置検出用センサターゲット２つ分を検知できれば検知したセンサターゲットの種別を特定できるため、初期化時、光学的ターゲットの位置が不定であっても、せいぜい切換位置検出用センサターゲット２つ分の間隔（角度）、回転板を回転させればその絶対的位置を知ることが可能である。すなわち、初期化動作を比較的短時間に終了することができるため、装置のスループットを向上させる。
【００６７】
さらに、光学的ターゲット（および切換位置検出用センサターゲット）の間隔のとり方において、ユーザが頻繁に使用する光学的ターゲットの間隔を狭めておくと、その分、光学的ターゲットの切換時間、および、初期化時間を短くすることができ、より有効である。
【００６８】
また、センサターゲットとしては、切換位置検出用センサターゲットしか存在しないため、センサターゲットの加工もしくは設置工数を削減できるとともに、モータ制御手段が保持するセンサターゲットの種別を特定するためのテーブルデータは、切換位置検出用センサターゲットに関するもののみでよく、その分、データ量が少なくなる。よって、モータ制御手段内のメモリスペースを節約できるとともに、テーブルデータの参照時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置において、回転板が１回転したときのセンサ信号変化を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のモータ制御手段にて保持されているセンサターゲット種別を特定するためのデータテーブルの内容を示す図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のモータ制御手段にて行われるモータ駆動制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のメカ構成を示す概略図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置において、回転板が１回転したときのセンサ信号変化を示す図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる顕微鏡用回転切換装置のモータ制御手段にて保持されているセンサターゲット種別を特定するためのデータテーブルの内容を示す図である。
【図８】従来の顕微鏡の回転板切換え装置の構成を示す概略図である。
【図９】従来の顕微鏡用回転装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１０１，２０１ 基台部
１０２，２０２ 回転板
１０３，２０３ 回転軸
１０４，２０４ 駆動用歯部
１０５，２０５ 駆動伝達機構
１０６，２０６ 駆動用モータ
１０７Ａ〜１０７Ｅ，２０７Ａ〜２０７Ｆ 光学的ターゲット
１０８Ａ〜１０８Ｅ，２０８Ａ〜２０８Ｆ 切換位置検出用センサターゲット
１０９ａ〜１０９ｅ 切換位置固有化用センサターゲット
１１０，２１０ センサターゲット位置変化検出手段
１１１ モータ制御手段
１２０ クリックボール
１２１ 板バネ
２２０ Ｖ字溝
２２１ 板バネ
Claims (2)
- 複数の光学的ターゲットが等間隔に配置された回転板と、モータ制御手段により駆動制御される駆動用モータとを有し、前記駆動用モータにより前記回転板を駆動し、前記光学的ターゲットを顕微鏡の光路に切換挿入する顕微鏡用回転切換装置であって、
前記回転板に等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される位置を検出するための切換位置検出用センサターゲットと、
前記切換位置検出用センサターゲット間に、それぞれ間隔が異なるように設けられた、切換位置を固有化するための切換位置固有化用センサターゲットと、
前記切換位置検出用センサターゲットと前記切換位置固有化用センサターゲットの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段と、
を具備し、
前記モータ制御手段は、前記センサターゲット位置変化検出手段より検出される前記センサターゲットの位置変化に相当する前記駆動用モータの駆動量および駆動方向の情報に基づいて前記駆動用モータを駆動制御する制御手段としたことを特徴とする顕微鏡用回転切換装置。 - 複数の光学的ターゲットが不等間隔に配置された回転板と、モータ制御手段により駆動制御される駆動用モータを有し、前記駆動用モータにより前記回転板を駆動し、前記光学的ターゲットを顕微鏡の光路に切換挿入する顕微鏡用回転切換装置であって、
前記回転板に不等間隔に配置された複数の光学的ターゲットが光路に切換挿入される位置を検出するための切換位置検出用センサターゲットと、
前記切換位置検出用センサターゲットの位置変化を検出するセンサターゲット位置変化検出手段と、
を具備し、
前記モータ制御手段は、前記センサターゲット位置変化検出手段より検出される前記センサターゲットの位置変化に相当する前記駆動用モータの駆動量および駆動方向の情報に基づいて前記駆動用モータを駆動制御する制御手段としたことを特徴とする顕微鏡用回転切換装置。
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