JP4488285B2 - 顕微鏡用電動ステージ監視システム、該監視装置、及び該監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学顕微鏡に設けられ電動で観察対象物を２次元移動させるための顕微鏡用電動ステージに関する。

顕微鏡は医学、生物学の分野、および工業系分野などの広い分野において、その用途に応じた様々な形式で用いられている。特に半導体製造をはじめとする工業系分野では、作業の省力化のため、あるいは、正確性の向上のため、顕微鏡を含む装置の自動化が早期から進み、顕微鏡の各動作部、駆動部も電動化が進んできた。

こうして、当初、高価であった電動化された顕微鏡も、その需要増大に伴い廉価なものや、低価格のものが多くを占めるようになってきた。
一方、医学、生物学の分野においても、電動化された顕微鏡の低価格化に相まって、需要が増している。そして、より使いやすく、より安全で、より確実な、電動化された顛微鏡が望まれてきた。

顕微鏡用電動ステージは、電動化された顕微鏡の主要な構成要素のひとつである。たとえば、特許文献１には、被検体を固定する移動可能なステージと、任意の位置に移動されたステージ上の前記被検体を撮像し、撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像信号に対応する前記ステージの絶対位置を表す絶対座標を取得する取得手段と、前記絶対座標を記憶する記憶手段と、前記被検体を前記ステージに再固定する場合、前記記憶手段の記憶備に基づいて前記ステージを移動させる移動制御手段とを具備する撮像装置及び顕微鏡画像伝送システムが記載されている。

上記撮像装置及び顕微鏡画像伝送システムによれば、まず、任意の位置に移動されたステージ上の被検体を撮像手段によって撮像して撮像信号を出力する。次に、この撮像信号に対応する前記ステージの絶対位置を表す絶対座標を取得して記憶手段に記憶しておく。そして、前記被検体を前記ステージに再固定する場合は、前記記憶手段の記憶値に基づいて前記ステージを移動させるようにする。これにより、同一標本の観察を再度行う場合のステージ位置を正確に指定することができるようになった撮像装置及び顕微鏡画像伝送システムが実現されている。

また、特許文献２では、正逆回転可能なサーボモーターの回転軸に取り付けたプーリーに、ワイヤーを巻き付けて、該ワイヤーの両端をそれぞれ天板テーブルの下部両端に固定されている２つの側板に、それぞれスプリングを介し張力をかけて固定しておき、該２つの側板は２本の軸棒で連結し、底板に固定されたサーボモーター固定用軸棒受け台と、天板テーブルの位置検知センサー固定用軸棒受け台とに、それそれ該２本の軸棒が自由にスライドできるように貫通された形で左右に移動できるようにしておき、該サーボモーター固定用軸棒受け台には前記正逆回転可能なサーボモーターが内蔵固定され、該天板テーブルの位置検知センサー固定用軸棒受け台には前記天板テーブルの移動位置を検知するための位置検知センサーが固定されており、該位置検知センサーの位置指標ノブは前記天板テーブルに連結されていて、別途外部に設けた位置設定用ポテンショメーターと、前記位置検知センサーの位置信号を受けて移動量に換算表示する移動量換算表示器と、前記正逆回転可能なサーボモーターを制御するサーボ制御装置とを、前記天板テーブルの前記位置検知センサーとの組み合わせによって、前記天板テーブルを前記位置設定用ポテンショメーターの操作によって自由に左右に移動できるようにした電動式の天板テーブル移動装置を、Ｘ方向（左右方向）とＹ方向（前後方向）に移動するように直交方向に２段に重ねて配し構成したことを特徴とする電動式ＸＹテーブルが記載されている。

上記電動式ＸＹテーブルによれば、ワイヤーとスプリングの巻き取り引っ張りによって移動する天板テーブルを、正逆回転可能なサーボモーターの位置制御により遠隔操作し、天板テーブルの位置換知センサーによって細かい移動量も連続的に表示することができ、構造が簡単で安価で、かつバックラッシュのない耐久性の良い電動式ＸＹテーブルが実現されている。
特開平９−１２００３１号公報 特開２０００−２３１０６１号公報

しかしながら、特許文献１では、電動ステージは現在位置のＸ−Ｙ方向の絶対座標を取得するための取得手段を有していて、パソコンから「Ｘ−Ｙ座標を取得せよ」というコマンドをインターフェースを介して送ると、電動ステージは現在のＸ座標及びＹ座標を取得してインターフェースを介してそのパソコンへ返す。

ここで、電動ステージの絶対座標とは、電動ステージの機械的原点を座標原点としたときのＸ−Ｙ座標を指すものとしている。この特許文献１では詳述されていないが、このような現在位置のＸ−Ｙ方向の絶対座標を取得するための取得手段は、該座標原点からの機械的な変位量、速度等を電気量として検出するリニアエンコーダをステージのＸＹ方向にそれぞれ取り付ける構成が必要である。すなわち、高価なリニアエンコーダを２本使用しなければならないため、電動ステージ、ひいては、顕微鏡装置を高価なものとしてしまうという問題がある。

また、ステージのＸ方向及びＹ方向にはリニアエンコーダ及びリニアエンコーダのパターンを読み取る検出ヘッドがそれぞれ取り付けられるため、観察作業を行う場合、ステージ周りの使い勝手が悪くなるという問題がある。
また、特許文献２では、サーボモーター、位置検知センサー、位置設定用ポテンショメータを用いてアナログサーボ制御を行っているため、非常に高価な構成となってしまう。一方、パーソナルコンピュータ等のＨｏｓｔを使用した、顕微鏡用電動ステージを含む顕微鏡システムでは、該ステージが予期せぬ変位を受けた場合、たとえば、手による操作を受けてステージのＸ、あるいは、Ｙ座標がズレてしまった場合など、Ｈｏｓｔの管理するステージ座標と実際のステージ座標がズレてしまい、このままシステムとして稼動することは危険であり、避けなければならない。

上記の課題に鑑み、本発明では、外部からの作用により顕微鏡用電動ステージが移動したか否かを検知し、この移動を検知した場合、ホストにその旨を通知する顕微鏡用電動ステージ監視システム、この監視装置、及びこの監視方法を提供する。また、さらに、この移動量が予め決められた移動量以下の場合には自動で顕微鏡用電動ステージを補正する顕微鏡用電動ステージ監視システム、この監視装置、及びこの監視方法を提供する。

本発明に係る、標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージを監視する顕微鏡用電動ステージ監視システムは、前記ステージを前記顕微鏡の光軸に対して垂直方向に移動させるステージ移動手段と、前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する移動指示取得手段と、前記移動指示取得手段により取得した前記移動情報に基づいて、前記ステージ移動手段の動作を制御するステージ移動制御手段と、前記ステージ移動制御手段とは異なる外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、前記移動量取得手段により取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は外部装置へエラー通知を行ない、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記取得した移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成することによって、電動ステージのずれが、許容量の範囲内であれば、そのずれを補正して、指示通り電動ステージを移動させることができる。

また、本発明に係る、標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージを監視する顕微鏡用電動ステージ監視システムは、前記ステージを前記顕微鏡の光軸に対して垂直方向に移動させるステージ移動手段と、前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する移動指示取得手段と、前記移動指示取得手段により取得した前記移動情報に基づいて、前記ステージ移動手段の動作を制御するステージ移動制御手段と、前記ステージ移動制御手段とは異なる外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、前記移動指示取得手段により取得した移動情報に基づいて前記ステージを移動させる際に、前記移動量取得手段により取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は前記ステージの移動は行わず、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成することによって、電動ステージのずれが、許容量の範囲内であれば、そのずれを補正して、指示通り電動ステージを移動させることができる。

また、本発明に係る、標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視装置は、前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する取得手段と、前記制御によらない外部からの作用により前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、前記移動量取得手段により取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は、外部装置へエラー通知を行ない、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記取得した移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成することによって、電動ステージのずれが、許容量の範囲内であれば、そのずれを補正して、指示通り電動ステージを移動させることができる。

また、本発明に係る、標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視装置は、前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する取得手段と、前記制御によらない外部からの作用により前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、前記取得した前記移動情報に基づいて前記ステージを移動させる際に、前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は前記ステージの移動は行わず、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、を備えることを特徴とする。

このように構成することによって、電動ステージのずれが、許容量の範囲内であれば、そのずれを補正して、指示通り電動ステージを移動させることができる。

また、本発明に係る、標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視方法は、前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得し、前記制御によらない外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得し、前記取得した第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は外部装置へエラー通知を行ない、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記取得した移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させることを特徴とする。
このように構成することによって、電動ステージのずれが、許容量の範囲内であれば、そのずれを補正して、指示通り電動ステージを移動させることができる。

また、本発明に係る、標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視方法は、前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得し、前記制御によらない外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得し、前記移動情報を取得した場合に、前記取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は前記ステージの移動は行わず、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させることを特徴とする。
このように構成することによって、電動ステージのずれが、許容量の範囲内であれば、そのずれを補正して、指示通り電動ステージを移動させることができる。

本発明を用いることにより、外部からの作用により顕微鏡用電動ステージの位置がずれてもホストでそれを認識することができる。また、所定の移動量の範囲内であれば、顕微鏡用電動ステージが自動でその位置を補正することができる。さらに、低コストで提供することができる。

＜第１の実施形態＞
本実施形態では、ステージに手が触れてステージがずれてしまった等の外部からの作用により電動ステージがずれてしまった場合にホスト等の外部装置へその旨を通知する。これにより、システム内部で管理しているステージの座標と実際の座標がずれていることが外部装置側で認識することができる。それでは、以下に本実施形態について詳述する。

図１は、本実施形態における顕微鏡用電動ステージを使用した顕微鏡システムの全体構成を示す。顕微鏡１は、電動ステージ５を備えており、後述する制御部３２に接続され、制御部３２は外部通信手段を介してパーソナルコンピューターなどの機器７０（以下、Ｈｏｓｔという）から制御を受ける。また、制御部３２は、操作部５６と接続されている。

図２は、本実施形態における顕微鏡と顕微鏡用電動ステージとの関係を示す。同図において、顕微鏡１の光軸ＯＰ上には、電動ステージ５に載置された観察対象である標本２を挟む位置に、標本２を拡大観察するための対物レンズ３と、標本２に十分な光を照射するためのコンデンサ４とが所定の位置に調整可能に配設されている。顕微鏡１に求められる光学性能を十分に発揮するためには、一般に標本２、対物レンズ３およびコンデンサ４は、数［ｍｍ］の空間内に配置されているため、顕微鏡用の電動ステージ５に許容される厚みは１０数［ｍｍ］程度となる。

図３は、本実施形態における顕微鏡用電動ステージの斜視図である。同図において、電動ステージ５は、顕微鏡１に取り付けるための固定部材１０に対して一方向に移動可能な可動部材１１上に標本２を載せ、直交するもう一方には、標本２を挟んだ状態で可動部材１１上を滑らせるクレンメル１２にて顕微鏡１の光軸ＯＰに対して標本２の２次元走査を行っている。

次に、固定部材１０と可動部材１１との間のガイド（Ｙ方向）について説明する。電動ステージ５は、通常直交する２方向への移動が可能であるが、構成作用は同様のため、もう一方のガイド（Ｘ方向）の説明は省略する。固定部材１０にはＶ字形状のガイド溝１０ａ，１０ｂが形成されている。

可動部材１１には保持部材１３が螺着され、固定部材１０のガイド溝１０ａ，１０ｂと平行なＶ字形状のガイド溝１１ａ、１３ａが形成されている。対峙する各ガイド溝には、ボール１４が挿入され、固定部材１０を可動部材１１と保持部材１３とで挟持した状態にて、保持部材１３は可動部材１１に螺着されている。そのため、可動部材１１はガタ付くことなく、またボール１４にて点接触で保持されているため摺動抵抗が小さく、一方向への移動が可能となっている。

動力伝達手段には、細い金属材料の素線を撚って作られたワイヤロープ１５を用いる。ワイヤロープ１５の両端は輪形状になっており、可動部材１１に突設された２本の支持ピン１６間に張架されている。一方の支持ピン１６は、ワイヤロープ１５の張られた方向に移動可能である。また、固定部材１０上には、減速機１７Ａが配設され、その減速機出力軸２１上に装着されたプーリ１８は、２本の支持ピン１６を結ぶ直線に接する位置に配置され、かつワイヤロープ１５はプーリ１８に1回転巻き付けられている。

移動可能な支持ピン１６を移動させて、ワイヤロープ１５の張力を高めることにより、プーリ１８とワイヤロープ１５の摩擦力を高めることが可能となり、過負荷が加わらない限りワイヤロープ１５とプーリ１８との間で滑りが生じることはない。また、プーリ１８はワイヤロープ１５に接する位置に配置しているため、可動部材１１の移動に伴い、ワイヤロープ１５の全長が変動することはない。これらの２つの作用により、プーリ１８の回転をワイヤロープ１５に正確に伝達することが可能であり、プーリ１８の回転量を正確に可動部材１１の直線移動量に変換することができる。

駆動手段としては、Ｙステッピングモータ２０を用いる。Ｙステッピングモータ２０は、外部からのパルス信号を受け、ステータ捲線に生じる電磁力でロータを吸引し、パルス信号に比例した角度だけ出力軸が回転するモータである。Ｙステッピングモータ２０は、出力軸１回転が２００分割されたモータで、外部より１パルス信号を発するとモータ出力軸は１．８°回転する。

固定部材１０に配設されたＹステッピングモータ２０の出力軸に直接ワイヤロープ駆動用のプーリを装着した場合、２．５［μm］の分解能を得るためには、プーリの直径は０．１５［ｍｍ］となり現実的ではない。そのため分解能を高めるための平歯車による減速機１７Ａを固定部材１０上に配設している。減速機１７Ａは、歯数の異なる平歯車を同軸上にて一体に構成し、歯数の異なる歯車同士を噛み合わせた歯車列により減速する。１組の歯車の歯数が１：４であり、減速機出力軸２１の歯車６１とステッピングモータ２０の出力軸のモータ歯車４３とを合わせて３組の歯車列とすることにより、１／６４の減速比を得ている。

上記構成により、ステッピングモータ２０の１ステップでの可動部材１１の移動量は、ワイヤロープ１５が巻き付けられる減速機出力軸２１のプーリ１８の直径を１０［ｍｍ］とすると、Ｙステッピングモータ２０の分割数が２００なので、
１０［ｍｍ］×π／（２００×６４）＝ ２．５［μｍ］
の分解能をもつことになり、微小な送りが可能となる。

図４は、本実施形態における減速機１７Ａのバックラッシュ除去手段を示す。同図におきて、減速機１７Ａの平歯車としての減速歯車６１の上面の減速機出力軸２１上には、減速歯車６１とモジュールおよび歯数が等しい付勢歯車６０が回動可能に取り付けられている。付勢歯車６０に設けられた長穴６０Ｂより突出した減速歯車６１のピン６１Ａと付勢歯車６０のピン６０Ａには、弾発力を有する付勢手段としての引張りバネ６２が張架されている。

出力側にある減速歯車６１と引張りバネ６２より付勢された付勢歯車６０とは、駆動側にある回転軸上に配置された同一モジュールの平歯車としての噛合い歯車６３の歯を減速歯車６１と付勢歯車６０との双方の歯によって挟み込むように噛合している。図３では、減速機１７Ａを構成する歯車列上の他の２ヶ所の回転軸上においても、同一の構成になっている。

上記構成により、付勢歯車６０は噛合い歯車６３に対して常に一方向（ＣＷ（Ｃｌｏｃｋ Ｗｉｓｅ）方向：モータの出力軸から見て時計方向）の回転力で押し付けられている。そのため、歯車を円滑に回転させるためのガタであるバックラッシュを除去し、ロストモーションの少ない減速機構が実現可能となる。

図５は、本実施形態における変位検出手段を示す。同図において、回転センサ５０は、８箇所の切欠をもつセンサ板５０Ａとフォトインタラプタ５０Ｂから構成されている。図３において不図示であるが、センサ板５０Ａの回転軸Ｊは、ステッピングモータ２０の出力軸に同軸で固定され、フォトインタラプタ５０Ｂは、固定部材１０に固定されている。

ステッピングモータ２０の出力軸の回転と同軸でセンサ板５０Ａは回転し、ステッピングモータ２０の出力軸の1回転につきフォトインタラプタ５０Ｂの信号は、ｏｎとｏｆｆを交互に繰り返す。ｏｎとｏｆｆ、および、ｏｆｆからｏｎの信号変化はステッピングモータ２０の出力軸の１回転で１６回発生する。

変位検出手段としての回転センサ５０は、
（１０［ｍｍ］×π／６４）／１６ ＝ ３１［μｍ］
の分解能をもつことになり、微小な変位の検出が可能である。フォトインタラプタ５０Ｂの信号は、後述する制御部３２へ出力される。

図６は、本実施形態におけるステージの位置管理をする制御手段の斜視図である。同図において、固定部材１０には、フォトインタラプタ型の原点センサ３０が配設されている。また、可動部材１１には、原点サンサ３０を遮光する遮光板３１が配設されている。原点センサ３０と遮光板３１とにより原点検出手段を構成している。可動部材１１を駆動する際は、可動部材１１を決まった一方向に移動し、遮光板３１にて原点センサ３０を遮光する。

すなわち、固定部材１０に対する可動部材１１の原点位置を予め合わせた後、制御手段としての制御部３２より出力されたパルス信号にて可動部材１１を駆動する。このように、制御手段としての制御部３２で、ステッピングモータ２０への出力パルス数を管理することにより、可動部材１１の位置管理が可能となる。

図７は、本実施形態における制御部３２の構成を示す。制御部３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３２−１とＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３２−２とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２−３、不揮発メモリ３２−４からなり、各々ＣＰＵバスを介して接続されている。

ＲＯＭ３２−２に制御内容を記述したプログラムが記憶され、ＲＡＭ３２−３には、制御演算などのデータが格納される。不揮発メモリ３２−４は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）あるいは、フラッシュメモリ等であり、プログラムの実行により必要な情報の記憶、読み出しが行われる。

また、制御部３２には、マンマシンインターフェースとしての操作部５６が接続されている。この操作部５６は、表示部５６−１と操作入力部５６−２からなり、各々ＣＰＵ３２−１と接続されている。ＣＰＵ３２−１は、操作部５６からの操作入力を受けると、この操作入力に応じて各部位を制御する。また、表示部５６−１は、ＣＰＵ３２−１から指示に従い各部位の動作状況や位置情報等を表示するものである。

制御部３２には、外部通信手段としてＲＳ−２３２Ｃや、ＵＳＢあるいは、イーサネット（登録商標）等の外部通信部（以下、Ｉ／Ｆ（インターフェース）と略する）が設けられており、Ｈｏｓｔ７０から、ＣＰＵ３２−１が、このＩ／Ｆを介してコマンドを送受することにより、操作部５６からの操作と同等の駆動部制御を行うとともに、外部との情報交換を行う。

次に本実施形態の顕微鏡用電動ステージの動作制御について説明する。
図８は、本実施形態における顕微鏡用電動ステージの動作制御のフローを示す。なお、後述するＳ１−１〜Ｓ１−４の処理を初期化処理、Ｓ１−５〜Ｓ１−１１の処理を通常処理という。また、本フローは、ホスト７０からのコマンドによって、または、操作部５６の操作による制御部３２の制御外の動作によって移動した場合、すなわち、手が電動ステージ５に接触した等の外部からの作用によって電動ステージ５が移動した場合について示したものである。

まず、電源が投入されると、制御部３２は操作入力部５６−２に設けられた不図示の原点検出ボタン（以下、ＯＲＧボタンという）を監視する（Ｓ１−１）。不図示のＯＲＧボタンが操作されると（Ｓ１−１で「Ｙｅｓ」へ進む）、制御部３２がＯＲＧボタン操作を検出し、原点検知動作を開始する（Ｓ１−２）。ここで、このＳ１−２の原点検出処理について、図９を用いて詳述する。

図９は、本実施形態における原点検出動作の処理フローを示す。同図において、制御部３２は、原点センサ３０の信号を読み込む。原点センサ３０の信号は遮光版３１が遮光している位置、つまり、可動部材１１が原点に位置している場合をｏｎ、遮光版３１が遮光していない位置、つまり、可動部材１１が原点に位置していない場合をｏｆｆとする。

制御部３２は、原点センサ３０の信号がｏｆｆであると、ＳＧ２へ進む（ＳＧ１で「Ｎｏ」へ進む）。−方、制御部３２は、原点センサ３０の信号がｏｎであると（ＳＧ１で「Ｙｅｓ」へ進む）、ステッピングモータ２０を＋方向へ所定パルス量（例えば、２０パルス）にて駆動し、可動部材１１を５０［μｍ］（＝２．５［μｍ／ｐ］×２０［ｐ］）を＋方向へ移動する（ＳＧ５）。

制御部３２は、２０パルス出力終了後再び原点センサ３０の信号を読み込み、この信号がｏｎであれば、ＳＧ５へ戻り、再度所定量を出力する（ＳＧ６）。このようにして、原点センサ３０の信号がｏｆｆとなるまで可動部材１１を＋方向へ５０［μｍ］ずつ移動し、原点センサ３０の信号がｏｆｆとなると、ＳＧ２へ進む。

次に、制御部３２はステッピングモータ２０を−方向へ所定パルス量（−パルス）にて駆動開始し、可動部材１１の−方向への移動を開始する（ＳＧ２）。可動部材１１の移動ストロークを７０［ｍｍ］とすれば、制御部３２は、−２８０００パルス（＝−７００００［μｍ］／２．５［μｍ／ｐ］）程度の出力を開始する。これにより、可動部材１１は−方向への移動を開始し、遮光版３１は原点センサ３０へ近づいていく。

制御部３２は、−方向へ所定パルス量（−パルス）の出力を開始した後、原点センサ３０の信号を読み込む。原点センサ３０の信号がｏｎであれば、ＳＧ４へ進む。一方、原点センサ３０の信号がｏｆｆであれば、再び、原点センサ３０の信号を読み込み、この信号がｏｆｆの間、これを繰り返す（ＳＧ３）。

原点センサ３０の信号がｏｎであると（ＳＧ３で「Ｙｅｓ」へ進む）、制御部３２は直ちにステッピングモータ２０へのパルス出力を中断して、可動部材１１を停止させる（ＳＧ４）。このようにして、原点センサ３０を遮光版３１が遮光し、原点センサ３０の信号がｏｎとなる位置に可動部材１１は位置づけられ、原点検出動作Ｓ１−２が終了する。

それでは、図８に戻ろう。原点検出動作Ｓ１−２終了の後に制御部３２は、座標を示す変数：ＰＯＳに０を代入して、座標をリセットする（Ｓ１−３）。次に制御部３２は、回転センサ５０のフォトインタラプタ５０Ｂの信号を読み込み、この信号に応じて「０」、または、「１」を回転センサ５０の状態を示す変数：「ｐｒｅｖ」と「ｎｏｗ」に代入する（Ｓ１−４）。なお、「ｐｒｅｖ」は前回の回転センサ５０の状態を示す変数であり、「ｎｏｗ」は今回の回転センサ５０の状態を示す変数である。

フォトインタラプタ５０Ｂがセンサ板５０Ａで遮光されていると「１」を、遮光されていないと「０」をｐｒｅｖとｎｏｗに代入する。ここで、初期状態をｐｒｅｖ：１、ｎｏｗ：１とする。つまり、回転センサ５０のフォトインタラプタ５０Ｂがセンサ板５０Ａで遮光されているとする。このようにして、Ｓ１−１〜Ｓ１−４の初期化処理が終了する。

さて、初期化処理（Ｓ１−１〜Ｓ１−４）が終了すると、以降は通常処理となり、制御部３２は、回転センサ５０のフォトインタラプタ５０Ｂの信号を読み込み、この信号に応じて「０」、または、「１」を回転センサ５０の状態を示す変数：ｎｏｗに代入する（Ｓ１−５）。

電動ステージ５が手による操作を受けると、可動部材１１の直線移動変位とともにワイヤーロープ１５が変位する。ワイヤーロープ１５の変位はプーリ１８を回転させ減速機１７Ａを経て、ステッピングモータ２０のモータ軸を回転させ、このモータ軸に同軸で固定されたセンサ板５０Ａが回転してフォトインタラプタ５０Ｂを遮光位置から、透光（遮光されていない）位置へ変え、制御部３２は、フォトインタラプタ５０Ｂの信号に応じて、変数：ｎｏｗに０を代入する。

続いて制御部３２は、回転センサ５０の状態を示す変数：ｐｒｅｖとｎｏｗを比較する（Ｓ１−６）。
今、電動ステージ５が手による操作を受けたので、「ｐｒｅｖ：１（遮光）」、「ｎｏｗ：０（透光）」であり、ｐｒｅｖとｎｏｗの値は等しくないので（Ｓ１−６で「Ｙｅｓ」へ進む）、回転センサ５０の変化を検出してＳ１−８へ至る。

つぎなる回転センサ５０の変化検出に備えて、回転センサ５０の状態を示す変数：ｐｒｅｖにｎｏｗを代入する（Ｓ１−８）。制御部３２は、可動部材１１の予期せぬ変位を検出した旨をエラー通知としてＨｏｓｔヘコマンドを送信して、Ｓ１−７へ進む（Ｓ１−９）。一方、電動ステージ５がなんら操作を受けない場合、ｐｒｅｖとｎｏｗの値は等しいので（Ｓ１−６で「Ｎｏ」へ進む）、Ｓ１−７へ進む。

次に、ＣＰＵ３２−１は、Ｈｏｓｔからの受信コマンドを調べ（Ｓ１−７）、コマンドを受信していれば（Ｓ１−７で「Ｙｅｓ」へ進む）、このコマンドに応じた処理を行う（Ｓ１−１０）。それから、コマンドに応じた処理（Ｓ１−１０）による回転センサ５０の変化検出（Ｓ１−６）への影響を除くために回転センサ５０の信号を読み込み、この信号に応じて０、または、１を回転センサ５０の状態を示す変数：ｐｒｅｖとｎｏｗに代入し、Ｓ１−５へ戻る。

一方、Ｓ１−７でＨｏｓｔからの受信コマンドがなければ、Ｓ１−５へ戻る（Ｓ１−７で「Ｎｏ」へ進む）。このようにして、Ｓ１−５〜Ｓ１−１１の通常処理は繰り返される。
以上より、簡単な構成で、電動ステージヘの手などの操作による予期せぬ変位を検出し、これをＨｏｓｔへ通知するので、顕微鏡用電動ステージを含む顕微鏡システムにおいて、Ｈｏｓｔの管理するステージ座標と実際のステージ座標のズレによる不具合を回避することができる安価で安全な顕微鏡用電動ステージを実現することが可能である。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、ステージに手が触れてステージがずれてしまった等の外部からの作用により電動ステージがずれてしまった状態でホスト等の外部装置からステージの移動に関するコマンドを受信した場合、そのずれが許容量内であれば補正して、コマンドで指定された移動先に移動する。これにより、許容量の範囲内であれば、外部装置側は、そのずれを考慮せずにステージを移動させるためのコマンドを発することができる。それでは、以下に本実施形態を詳述する。

以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態と比較して、変位検出手段と制御手段のみが異なり、他の部分は第１の実施形態と同様のため、異なる部分のみを説明し、同様の部分の図と説明を省略する。本実施形態では、変位検出手段として、第１の実施形態の回転センサ５０に換え、図１１のロータリエンコーダー５１を用いている。

図１０は、本実施形態におけるロータリエンコーダー５１を示す。同図において、ロータリエンコーダー５１は、円板５１Ａと、この円板５１Ａが一周すると矩形波相信号を１０００パルス出力する信号発生部５１Ｂからなる。この矩形波相信号はＡ相とＢ相の２種類があり相対的に９０°の位相ズレを生じさせてある。

図３において不図示であるが、ロータリエンコーダー５１の回転軸Ｋは、ステッピングモータ２０の出力軸に同軸で固定され、信号発生部５１Ｂは、固定部材１０に固定されている。ステッピングモータ２０の出力軸の回転と同軸で円板５１Ａは回転し、ステッピングモータ２０の出力軸の１回転につき信号発生部５１Ｂは、相対的に９０°の位相ズレを持つＡ相矩形波とＢ相矩形波を発生する。信号発生部５１Ｂの信号は、制御部３２へ出力される。

変位検出手段としてのロータリエンコーダー５１は、
（１０［ｍｍ］×π／６４）／１０００ ＝ ０．５［μｍ］
の分解能をもつことになり、微小な変位の検出が可能である。
図１１は、本実施形態における制御手段の構成を示す。同図において、制御部３２は、ＣＰＵ３２−１とＲＯＭ３２−２とＲＡＭ３２−３と不揮発メモリ３２−４およびカウンタ３２−５からなり、各々ＣＰＵバスを介して接続されている。ＲＯＭ３２−２に制御内容を記述したプログラムが記憶され、ＲＡＭ３２−３には、制御演算などのデータが格納される。

不揮発メモリ３２−４は、ＥＥＰＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、あるいは、フラッシュメモリ等であり、プログラムの実行により必要な情報の記憶、読み出しが行われる。カウンタ３２−５は、たとえば１６ｂｉｔのアップダウンカウンタであり、ロータリエンコーダー５１の発生するＡ相矩形波信号とＢ相矩形波信号を入力していて、ＣＰＵ３２−１の制御動作とは非同期に、円板５１Ａの回転方向に従いアップカウントあるいはダウンカウントする。

ＣＰＵ３２−１はカウンタ３２−５のカウントをＣＰＵバスを介して、いつでも読み出すことが可能であり、また、カウンタ３２−５のカウントヘ任意の値を書き込むことができる。
また、制御部３２には、マンマシンインターフェースとしての操作部５６が接続されている。操作部５６は、表示部５６−１と操作入力部５６−２からなり、各々ＣＰＵ３２−１と接続されている。ＣＰＵ３２−１は、操作部５６からの操作入力を受けると、この繰作入力に応じて各部位を制御する。また、表示部５６−１は、ＣＰＵ３２−１から指示に従い各部位の動作状況や位置情報等を表示するものである。

制御部３２には、ＲＳ−２３２ｃや、ＵＳＢあるいは、イーサネット（登録商標）等の外部通信部が設けられており、ＰＣ等の外部機器７０（以下、Ｈｏｓｔという）から、ＣＰＵ３２−１が、このＩ／Ｆを介してコマンドを送受することにより、操作部５６からの操作と同等の駆動部制御を行うとともに、外部との情報交換を行う。

図１２は、本実施形態における制御部３２の有するコマンドセットを示す。コマンド名「ＭＯＶＡＢＳ ａｘ，ａｙ」（名称：絶対座標移動）は、ａｘおよびａｙで指定される座標へステージを移動するためのコマンドである。コマンド名「ＭＯＶＲＥＬ ｒｘ，ｒｙ」（名称：相対座標移動）は、ｒｘおよびｒｙの符号で指定される方向へ絶対値ｒｘパルスおよび絶対値ｒｙパルス分ステージを移動するためのコマンドである。

コマンド名「ＯＲＧ」（名称：原点検出）は、原点センサで規定される原点へステージを移動し、座標をリセットするためのコマンドである。コマンド名「ＥＲＲ ｅ」（名称：エラー通知）は、エラーコードｅを付加してＨｏｓｔへ通知するためのコマンドである。

次に、本実施形態における顕微鏡用電動ステージの動作制御について説明する。
図１３は、本実施形態における顕微鏡用電動ステージの動作制御のフローを示す。なお、後述するＳ２−１〜Ｓ２−４の処理を初期化処理、Ｓ２−５〜Ｓ２−６の処理を通常処理という。また、本フローは、ホスト７０からのコマンドによって、または、操作部５６の操作による制御部３２の制御外の動作によって移動した場合、すなわち、手が電動ステージ５に接触した等の外部からの作用によって電動ステージ５が移動した場合について示したものである。

まず、電源が投入されると、制御部３２は操作入力部５６−２に設けられた不図示の原点検出ボタン（以下、ＯＲＧボタンという）を監視する（Ｓ２−１）。不図示のＯＲＧボタンが操作されると（Ｓ２−１で「Ｙｅｓ」へ進む）、制御部３２がＯＲＧボタン操作を検出し、原点検出動作を開始する（Ｓ２−２）。ここで、このＳ２−２の原点検出処理は、図９のフローと同様である。

原点検出動作Ｓ２−２の終了後に、制御部３２は、座標を示す変数：ＰＯＳに０を代入して、座標をリセットする（Ｓ２−３）。ついで、制御部３２は、カウンタ３２−５に０を書き込み、カウンタ３２−５をクリアする（Ｓ２−４）。このようにして、Ｓ２−１〜Ｓ２−４の初期化処理が終了する。

さて、初期化処理（Ｓ２−１〜Ｓ２−４）が終了すると、以降は通常処理となり、制御部３２は、Ｈｏｓｔからの受信コマンドを調べる（Ｓ２−５）。このとき、コマンドを受信していれば（Ｓ２−５で「Ｙｅｓ」へ進む）、このコマンドに応じた処理を行う（Ｓ２−６）。一方、Ｈｏｓｔからの受信コマンドがなければ（Ｓ２−５で「Ｎｏ」へ進む）、再びＳ２−５へ戻る。このようにして、Ｓ２−５〜Ｓ２−６の通常処理は繰り返される。

図１４は、本実施形態における受信したコマンドを判定する処理のフローである。同図は、図２−６の詳細なフローである。同図において、ＣＰＵ３２−１は、Ｈｏｓｔから絶対座標移動コマンドを受信すると（ＳＣ１で「Ｙｅｓ」へ進む）、処理Ａ１へ進む。また、ＣＰＵ３２−１は、Ｈｏｓｔから相対座標移動コマンドを受信すると（ＳＣ２で「Ｙｅｓ」へ進む）、処理Ａ２へ進む。また、ＣＰＵ３２−１は、Ｈｏｓｔから原点検出コマンドを受信すると（ＳＣ３で「Ｙｅｓ」へ進む）、処理Ａ３へ進む。

図１５は、本実施形態における絶対座標移動コマンドを受信した場合に対応する処理（処理Ａ１）のフローを示す。まず、制御部３２は、カウンタ３２−５からカウントを読み出し、カウントを示す変数：Ｃに代入する（ＳＣ１−１）。このカウントを示す変数：Ｃは、符号付整数であり、その符号が正であれば図６の＋方向を示し、負であれば−方向を示す。

次に、変位量Δを求める（ＳＣ１−２）。変位量Δは、カウントを示す変数：Ｃの絶対値である。次に、制御部３２は、不揮発メモリ３２−４に予め格納してある変位許容量を読み込み、変位量Δが変位許容量を超えているか否か判定する（ＳＣ１−３）。変位量Δが変位許容量を超えている場合（ＳＣ１−３で「Ｙｅｓ」へ進む）、Ｈｏｓｔへエラー通知を送信して（ＳＣ１−１１）、図１４の（Ｅ）進み、処理が終了する。この場合、ステージの移動は行われない。

−方、変位量Δが変位許容量以下の場合（ＳＣ１−３で「Ｎｏ」へ進む）、制御部３２は移動量ｙ０を計算する（ＳＣ１−４）。移動量ｙ０は、絶対座標移動コマンドで指定されたパラメータａｙを代入した行き先座標を示す変数：ａｂｓ＿ｐｏｓから、現在の座標を示す変数：ｐｏｓを引いた値である。なお、このときの変数ｐｏｓには、外部からの作用により移動される前のステージの座標が格納されている。

次にカウントを示す変数：Ｃを用いて補正した移動量（以下、補正移動量）ｙを求める（ＳＣ１−５）。この補正移動量ｙは、移動量ｙ０から符号を含んだカウントを示す変数：Ｃの１／５倍を差し引いた値となる。ここで、Ｃを１／５倍するのは、ステッピングモータ２０の分解能：２．５［μｍ］とカウンタ３２−５の分解能０．５［μｍ］に依る。

つづいて制御部３２は、ステッピングモータ２０を補正移動量ｙパルスにて駆動し（ＳＣ１−６）、このｙパルスの出力終了、つまり、ステージの移動終了を監視する（ＳＣ１−７）。ステージの移動が終了すると（ＳＣ１−７で「Ｙｅｓ」へ進む）、制御部３２は、現在の座標を示す変数：ｐｏｓに行き先座標を示す変数：ａｂｓ＿ｐｏｓを代入して、座標を更新する（ＳＣ１−８）。

その後、制御部３２は、カウンタ３２−５に０を書き込んで、カウンタ３２−５をクリアし（ＳＣ１−９）、Ｈｏｓｔへ絶対座標移動コマンドの終了を通知するために終了コマンドを送信し（ＳＣ１−１０）、図１３の（Ｅ）へ進む。このようにして、絶対座標移動コマンドの処理が終了する。

図１６は、本実施形態における相対座標移動コマンドを受信した場合に対応する処理（処理Ａ２）のフローを示す。まず、制御部３２は、カウンタ３２−５からカウントを読み出し、カウントを示す変数：Ｃに代入する（ＳＣ２−１）。このカウントを示す変数：Ｃは、符号付整数であり、その符号が正であれば図６の＋方向を示し、負であれば−方向を示す。

次に、変位量Δを求める（ＳＣ２−２）。変位量Δは、カウントを示す変数：Ｃの絶対値である。次に、制御部３２は、不揮発メモリ３２−４に予め格納してある変位許容量を読み込み、変位量Δが変位許容量を超えているか否か判定する（ＳＣ２−３）。変位量Δが変位許容量を超えている場合（ＳＣ２−３で「Ｙｅｓ」へ進む）、Ｈｏｓｔへエラー通知を送信して（ＳＣ２−１１）、図１４の（Ｅ）へ進み、処理は終了する。この場合、ステージの移動は行われない。

一方、変位量Δが変位許容量より小さい場合（ＳＣ２−３で「Ｎｏ」へ進む）、制御部３２は移動量ｙ０を計算する（ＳＣ２−４）。移動量ｙ０は、相対座標移動コマンドで指定されたパラメータｒｙを代入した相対移動量を示す変数：ｒｅｌ＿ｐｏｓを代入した値である。

次にカウントを示す変数：Ｃを用いて補正移動量ｙを求める（ＳＣ２−５）。補正移動量ｙは、移動量ｙ０から符号を含んだカウントを示す変数：Ｃの１／５倍を差し引いた値となる。ここで、Ｃを１／５倍するのは、ステッピングモータ２０の分解能：２．５［μｍ］とカウンタ３２−５の分解能０．５［μｍ］に依る。

続いて制御部３２は、ステッピングモータ２０を補正移動量ｙパルスにて駆動し（ＳＣ２−６）、このｙパルスの出力終了、つまり、ステージの移動終了を監視する（ＳＣ２−７）。ステージの移動が終了すると（ＳＣ２−７で「Ｙｅｓ」へ進む）、制御部３２は、現在の座標を示す変数：ＰＯＳに符号を含んだ補正移動量ｙを加えて、座標を更新する（ＳＣ２−８）。

その後、制御部３２は、カウンタ３２−５に０を書き込んで、カウンタ３２−５をクリアし（ＳＣ２−９）、Ｈｏｓｔへ相対座標移動コマンドの終了を通知するために終了コマンドを送信し（ＳＣ２−１０）、図１４の（Ｅ）へ進む。このようにして、相対座標移動コマンドの処理が終了する。

図１７は、本実施形態における原点検出コマンドを受信した場合に対応する処理（処理Ａ３）のフローを示す。まず、制御部３２は、原点検出動作を開始する（ＳＣ３−１）。この処理は、図９で述べた処理と同様である。原点検出動作ＳＣ３−１の終了後に制御部３２は、座標を示す変数：ＰＯＳに０を代入して、座標をリセットする（ＳＣ３−２）。

次に、制御部３２は、カウンタ３２−５に０を書き込んで、カウンタ３２−５をクリアし（ＳＣ３−３）、Ｈｏｓｔへ原点検出コマンドの終了を通知するために終了コマンドを送信し（ＳＣ３−４）、図１３の（Ｅ）へ進む。このようにして、原点検出コマンドの処理が終了する。

以上が、本実施例の顕微鏡用電動ステージの基本動作である。
次に、電動ステージ５が手などによる操作等の外部からの不用意な作用を受け、予期せぬ変位を生じた場合の動作を説明する。不揮発メモリ３２−４に格納してある変位許容量は、４０パルス（１００［μｍ］）である。電動ステージ５が手などによる操作を受けると、可動部材１１の直線移動変位とともにワイヤーロープ１５が変位する。

ワイヤーロープ１５の変位はプーリ１８を回転させ、減速機１７Ａを経て、ステッピングモータ２０のモータ軸を回転させ、このモータ軸に同軸で固定されたロータリエンコーダ５１の円板５１Ａが回転して信号発生部５１ＢからＡ相矩形波信号とＢ相矩形波信号が発生する。たとえば、可動部材１１が図６の＋方向へ０．５［ｍｍ］変位したとする。信号発生部５１ＢからＡ相矩形波信号とＢ相矩形波信号が入力されるカウンタ３２−５のカウントは、初期状態が０なので、この変位によりアップカウントされ、＋１０００となる。

ここで、絶対座標移動コマンドを受信した場合の処理Ａ１（図１５）について見てみる。Ｈｏｓｔから絶対座標移動コマンドを受信すると、図１４のＳＣ１で「Ｙｅｓ」へ進み、処理Ａ１（図１５）が実行される。制御部３２は、カウンタ３２−５からカウントを読み出し、カウントを示す変数：Ｃに代入する。このカウントを示す変数：Ｃは、符号付整数であり、その符号が正であれば図６の＋方向を示し、負であれば−方向を示す（ＳＣ１−１）。

次に、変位量Δを求める。変位量Δは、カウントを示す変数：Ｃの絶対値である（ＳＣ１−２）。制御部３２は、不揮発メモリ３２−４に予め格納してある変位許容量を読み込み、変位量Δが変位許容量を超えているか否か判定する（ＳＣ１−３）。ここで、カウントを示す変数：Ｃは、「１０００」であり、変位量Δは、「１０００」となる。不揮発メモリ３２−４から読み込んだ変位許容量は、「４０」であるから、変位量Δが変位許容量を超えてしまい（ＳＣ１−３で「Ｙｅｓ」へ進む）、Ｈｏｓｔヘエラー通知を送信して（ＳＣ１−１２）、図１４の（Ｅ）へ進み、終了する。この場合、ステージの移動は行われない。

また、相対座標移動コマンドを受信した場合の処理Ａ２（図１６）についても見てみる。電動ステージ５が手などによる操作等の外部からの作用を受けると、可動部材１１の直線移動変位とともにワイヤーロープ１５が変位する。ワイヤーロープ１５の変位はプーリ１８を回転させ減速機１７Ａを経てステッピングモータ２０のモータ軸を回転させ、このモータ軸に同軸で固定されたロータリエンコーダ５１の円板５１Ａが回転して信号発生部５１ＢからＡ相矩形波信号とＢ相矩形汲信号が発生する。

たとえば、可動部材１１が図６の−方向へ０．５［ｍｍ］変位したとする。信号発生部５１ＢからＡ相矩形波信号とＢ相矩形波信号を入力するカウンタ３２−５のカウントは、初期状態が０なので、この変位によりダウンカウントされ、−１０００となる。
Ｈｏｓｔから相対座標移動コマンドを受信すると、図１４のＳＣ１で「Ｎｏ」に進み、次にＳＣ２で「Ｙｅｓ」に進んで、処理Ａ２（図１６）が実行される。まず、制御部３２は、カウンタ３２−５からカウントを読み出し、カウントを示す変数：Ｃに代入する。このカウントを示す変数：Ｃは、符号付整数であり、その符号が正であれば図６の＋方向を示し、負であれば−方向を示す（ＳＣ２−１）。

次に、変位量Δを求める（ＳＣ２−２）。変位量Δは、カウントを示す変数：Ｃの絶対値である。制御部３２は、不揮発メモリ３２−４にあらかじめ格納してある変位許容量を読み込み、変位量Δが変位許容量を越えているか否か判定する（ＳＣ２−３）。
ここで、カウントを示す変数：Ｃは、「−１０００」であり、変位量Δは、「１０００」となる。不揮発メモリ３２−４から読み込んだ変位許容量は、「４０」であるから、変位量Δが変位許容量を超えてしまい（ＳＣ２−３で「Ｙｅｓ」へ進む）、Ｈｏｓｔヘエラー通知を送信して（ＳＣ２−１１）、図１４の（Ｅ）へ進み、処理が終了する。この場合、ステージの移動は行われない。

なお、変位許容量は、不揮発メモリ３２−４に予め格納してある構成としたが、たとえば、この変位許容量をコマンドにより指定できる構成を採ることも可能である。この構成によれば、顕微鏡用電動ステージを含む顕微鏡システムにおいて、より柔軟に変位許容量を可変することができ、たとえば対物レンズ倍率に沿った視野にあわせて、この変位許容量を可変するなど、より使い勝手が向上する。

以上より、リニアスケールやサーボモータなどの高価な構成を用いず、簡単な構成で、電動ステージヘの手などの操作による予期せぬ変位を検出し、この変位量と許容量により、絶対座標移動コマンド、相対座標移動コマンドの受付け可否を判定するので、顕微鏡用電動ステージを含む顕微鏡システムにおいて、Ｈｏｓｔの管理するステージ座標と実際のステージ座標のズレによる不具合を回避するばかりか、補正することもでき、安価で安全かつ柔軟な顕微鏡用電動ステージを実現することが可能である。

第１の実施形態における顕微鏡用電動ステージを使用した顕微鏡システムの全体構成を示す図である。 第１の実施形態における顕微鏡と顕微鏡用電動ステージとの関係を示す図である。 第１の実施形態における顕微鏡用電動ステージの斜視図である。 第１の実施形態における減速機１７Ａのバックラッシュ除去手段を示す図である。 第１の実施形態における変位検出手段を示す図である。 第１の実施形態におけるステージの位置管理をする制御手段の斜視図である図である。 第１の実施形態における制御部３２の構成を示す図である。 第１の実施形態の顕微鏡用電動ステージの動作制御のフローを示す図である。 第１の実施形態における原点検出動作の処理フローを示す図である。 第２の実施形態におけるロータリエンコーダー５１を示す図である。 第２の実施形態における制御手段の構成を示す図である。 第２の実施形態における制御部３２の有するコマンドセットを示す図である。 第２の実施形態の顕微鏡用電動ステージの動作制御のフローを示す図である。 第２の実施形態における受信したコマンドを判定する処理のフローである図である。 第２の実施形態における絶対座標移動コマンドを受信した場合に対応する処理（処理Ａ１）のフローを示す図である。 第２の実施形態における相対座標移動コマンドを受信した場合に対応する処理（処理Ａ２）のフローを示す図である。 第２の実施形態における原点検出コマンドを受信した場合に対応する処理（処理Ａ３）のフローを示す図である。

符号の説明

１ 顕微鏡
２ 標本
３ 対物レンズ
４ コンデンサ
５ 電動ステージ
１０ 固定部材
１１ 可動部材
２０ ステッピングモータ
３０ 原点センサ
３１ 遮光板
３２ 制御部
３２−１ ＣＰＵ
３２−２ ＲＯＭ
３２−３ ＲＡＭ
３２−４ 不揮発メモリ
３２−５ カウンタ
５０ 回転センサ
５０Ａ センサ板
５０Ｂ フォトインタラプタ
５１ ロータリエンコーダー
５１Ａ 円板
５１Ｂ 信号発生部
５６ 操作部
５６−１ 表示部
５６−２ 操作入力部
７０ Ｈｏｓｔ

Claims (6)

1. 標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージを監視する顕微鏡用電動ステージ監視システムにおいて、
   前記ステージを前記顕微鏡の光軸に対して垂直方向に移動させるステージ移動手段と、
   前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する移動指示取得手段と、
   前記移動指示取得手段により取得した前記移動情報に基づいて、前記ステージ移動手段の動作を制御するステージ移動制御手段と、
   前記ステージ移動制御手段とは異なる外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、
   前記移動量取得手段により取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は外部装置へエラー通知を行ない、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記取得した移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡用電動ステージ監視システム。
2. 標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージを監視する顕微鏡用電動ステージ監視システムにおいて、
   前記ステージを前記顕微鏡の光軸に対して垂直方向に移動させるステージ移動手段と、
   前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する移動指示取得手段と、
   前記移動指示取得手段により取得した前記移動情報に基づいて、前記ステージ移動手段の動作を制御するステージ移動制御手段と、
   前記ステージ移動制御手段とは異なる外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、
   前記移動指示取得手段により取得した移動情報に基づいて前記ステージを移動させる際に、前記移動量取得手段により取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は前記ステージの移動は行わず、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡用電動ステージ監視システム。
3. 標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視装置において、
   前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する取得手段と、
   前記制御によらない外部からの作用により前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、
   前記移動量取得手段により取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は、外部装置へエラー通知を行ない、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記取得した移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡用電動ステージ監視装置。
4. 標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視装置において、
   前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得する取得手段と、
   前記制御によらない外部からの作用により前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得する移動量取得手段と、
   前記取得した前記移動情報に基づいて前記ステージを移動させる際に、前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は前記ステージの移動は行わず、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる補正移動手段と、
   を備えることを特徴とする顕微鏡用電動ステージ監視装置。
5. 標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視方法において、
   前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得し、
   前記制御によらない外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得し、
   前記取得した第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は外部装置へエラー通知を行ない、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記取得した移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる
   ことを特徴とする顕微鏡用電動ステージ監視方法。
6. 標本を載置するためのステージを有する顕微鏡の該ステージであって、該顕微鏡の光軸に対して垂直方向への移動動作が制御可能な該ステージの前記移動動作を監視する顕微鏡用電動ステージ監視方法において、
   前記ステージを移動させるための移動位置または第１の移動量を示す移動情報を取得し、
   前記制御によらない外部からの作用によって前記ステージが移動した場合、該ステージの移動による第２の移動量を取得し、
   前記移動情報を取得した場合に、前記取得した前記第２の移動量が所定のしきい値より大きい場合は前記ステージの移動は行わず、前記第２の移動量が所定のしきい値より小さい場合は、前記移動情報の前記移動位置または前記第１の移動量に対して前記第２の移動量分を加減補正し、該補正した移動位置または第１の移動量に基づいて前記ステージを移動させる
   ことを特徴とする顕微鏡用電動ステージ監視方法。

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