JP4572440B2 - ステージの駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステージの駆動装置、特に、顕微鏡等の光学検査機器用ステージに好適な駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエハなどの大きなサンプルを載せて観察や検査を行う顕微鏡のステージでは、ステージを迅速に移動させるための粗動機構と、ステージを精度良く微少送りするための微動機構とを備え、両機構を切り換えられる装置が数多く提案されている。
【０００３】
ステージの粗動と微動とを切り換えるための一つの方式は顕微鏡ステージ操作ハンドルの偶力を解除することである。例えば実公昭56-19050号公報などで開示されているように、偶力解除装置により偶力を解除し、常に案内部材と摩擦車（ラックとピニオン）が接触しているが粗動時にはステージを軽く動かすことができる機構が知られている。
【０００４】
また、特開昭61-198206号又は特開平4-31814号公報において提案されているように、カムなどにより摩擦車と案内部材、或いは駆動ノブと案内部材間に設けられた中間伝達輪と案内部材などを係脱自在に構成したものが知られている。
【０００５】
ところで、粗動と微動を切り換えるための解除装置は特開昭61-198206号公報において提案されている如く上板に構成されているものと、特開昭57-45513号や特開平4-31814号において提案されている如く上板以外に構成されているものとが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来技術のステージのうち顕微鏡ステージハンドルの偶力を解除する機構では、ステージを微動で動かす際の案内部材と摩擦車（ラックとピニオン）が粗動時でも係合している。このため、長時間使用すると摩耗による性能劣化を生ずるおそれがある。また、粗動の際の摩擦車（ピニオン）の高速回転にも耐えるように、例えばベアリングなどを使用して対摩耗性を上げるような構成にする必要がある。従って、コスト的にも高価なものとなってしまう。
【０００７】
また、摩擦車と案内部材、或いは駆動ノブと案内部材間に設けられた中間伝達輪と案内部材などを係脱自在に構成したものでは、粗動の際に案内部材が非接触となるため摩耗による性能劣化が少なく非常に優れた方式である。しかし、構造が極めて複雑で高価なものになってしまうといった問題点がある。
【０００８】
また、粗動と微動を切り換える解除装置は上板に配置されていることが望ましい。解除装置が上板に配置されていない場合は、ステージを微動から粗動に切り換えて動かしたいときに、まず解除装置が作動しているか否かを確認する必要がある。そして、その後、解除装置が作動していない場合は当該装置を作動させて、ＸＹ方向に移動する上板の一部、又は上板に固定された移動つまみに持ち替えてステージを移動させなければならない。このため、一連の操作が煩わしかった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、粗動と微動の切換が可能で、ＸＹ方向に移動可能なステージの駆動装置であって、ステージを粗動で動かす際の操作性が良く、耐久性に優れ、かつ構造が簡単で、安価なステージの駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためのもであり、以下に、実施形態に示した各図面を用いてその内容を説明する。
【００１１】
本発明は、ベース部材（下板１）と、前記ベース部材に対して第１の方向（Ｙ方向）へ移動可能な第１の移動部材（中板２）と、前記第１の移動部材に対して前記第１の方向と直交する第２の方向（Ｘ方向）へ移動可能な第２の移動部材（上板３）と、前記ベース部材に配設された第１の案内部材（９）と、前記第２の移動部材に配設された第２の案内部材（１１）と、前記第１の案内部材に当接し、第１の回転軸７ｃを有する第１の摩擦車（６ａ）と、前記第１の摩擦車を回転する第１の駆動ノブ（６ｂ）と、前記第２の案内部材に当接し前記第１の回転軸７ｃと同軸に配置された第２の摩擦車（７ａ）と、前記第１の駆動ノブと同軸的に配置された第２の駆動ノブ（７ｂ）と、前記第１の駆動ノブ（６ｂ）と前記第２の駆動ノブ（７ｂ）とを回転可能に保持し、前記第１の移動部材（中板２）に前記第１の回転軸（７ｃ）とは異なる第２の回転軸（１０）を中心に回転可能に保持された駆動板（５）と、前記第２の案内部材（１１）の一端部に配設された粗動切換部材（１８）と、を備え、前記粗動切換部材（１８）を移動して前記第２の摩擦車（７ａ）と前記第２の案内部材（１１）との接触を外したとき、前記第２の案内部材（１１）に当接して前記駆動板（５）を前記第２の回転軸（１０）を中心に回転して前記第１の摩擦車（６ａ）と前記第１の案内部材（９）との接触を外すベアリング部材（１６ａ）と、を有することを特徴とするステージの駆動装置を提供する。
【００１２】
また、好ましい態様では、前記粗動切換部材（１８）の移動により、前記第２の案内部材を前記第１の方向に平行移動し、前記第２の案内部材と前記第２の摩擦車との当接を解除するための駆動機構（リンク機構）を有していることが望ましい。
【００１３】
また、好ましい態様では、前記第１の摩擦車は前記第１の案内部材の長手方向の辺に対してほぼ垂直に係脱可能とし、かつ前記第２の摩擦車は前記第２の案内部材の長手方向の辺に対してほぼ垂直に係脱可能としたことが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基いて本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、実施形態にかかるステージの駆動装置の概略構成を示す部分断面図である。
【００１６】
上板３は中板２に対してコロレースを介してＸ方向（図１の左右方向）に移動可能に設けられている。中板２は下板１に対してコロレースを介してＹ方向（図１の紙面垂直方向）に移動可能に設けられている。また、図５（Ａ）に示したように、下板１は顕微鏡本体ＭＢの上下動部に取り付けられている。なお、本実施形態にかかるステージ駆動装置を備える顕微鏡観察装置については後述する。
【００１７】
中板２には軸１０が設けられ、駆動板５が軸１０を中心にして回転自在に軸支されている。図３に示すように、駆動板５には、中空軸４ａが固設され、この中空軸４ａの外周には、上方に摩擦車６ａを有し下端に操作ハンドル６ｂを有する中空軸６が嵌合している。また、中空軸４ａの内周には、上方の突出端に摩擦車７ａを有し、下方の突出端に操作ハンドル７ｂを有する軸７ｃが嵌合している。その結果、操作ハンドル６ｂ、７ｂはいわゆる同軸ハンドルとなっている。
【００１８】
図１に示すように、下板１には、Ｙ方向案内部材９が固設されている。中板２と駆動板５との間には圧縮ばね８が設けられており、この圧縮ばね８によって駆動板５が軸１０を中心にして回転する方向へ付勢力が与えられている。そして、駆動板５は、摩擦車６ａがＹ方向案内部材９に当接するよう付勢ばね８により押圧されている。好ましくは、摩擦車６ａとＹ方向案内部材９との当接は、摩擦車６ａがＹ方向案内部材９の長辺に対してほぼ直角に押圧されるように構成するのが望ましい。かかる構成により、粗動と微動とを切り換えた際の観察像の移動を少なくすることができる。
【００１９】
上板３にはＸ方向案内部材１１が設けられている。Ｘ方向案内部材１１は、図４に示したように、長手方向の両端近傍に固定した段付き小ねじ１２ａ，１２ｂと、上板３に固定した段付き小ねじ１３ａ，１３ｂと、段付き小ねじ１２ａ，１３ａに回転自在に取り付けられた第１回転板１４ａと、段付き小ねじ１２ｂ，１３ｂに回転自在に取り付けられた第２回転板１４ｂとによって形成される、いわゆる平行四辺形のリンク機構によって、Ｙ方向へ平行に移動するように構成されている。また、図２に示したように、上板３と第１回転板１４ａとの間に配設した圧縮ばね１５により第１回転板１４ａが時計方向の回転力を得るように付勢されている。これにより、第１、第２回転板１４ａ，１４ｂは段付き小ねじ１３ａ，１３ｂを中心に回転し、Ｘ方向案内部材１１はＸ方向に動きつつＹ方向（図２上方）に平行移動する。その結果、Ｘ方向案内部材１１は摩擦車７ａに当接するように押圧されている。
【００２０】
図４に示したように、駆動板５には、Ｘ方向案内部材１１の摩擦車７ａが当接する面とは反対側の面に対向した位置にピン１６が配設されている。ピン１６は端部にベアリング１６ａを有し、図２の状態、すなわちＸ方向案内部材１１が摩擦車７ａと当接している状態において、ベアリング１６ａとＸ方向案内部材１１と僅かな間隔を取るように配設されている。
【００２１】
図２に示したように、上板３には粗動ハンドル１７が固設されている。また、第１回転板１４ａには、粗動ハンドル１７と共に握持しうる粗動切換つまみ１８が固設されている。上述したように上板３と第１回転板１４ａとの間には圧縮ばね１５が設けられ、粗動ハンドル１７と共に粗動切換つまみ１８を握持することにより、圧縮ばね１５の付勢力に抗して第１回転板１４ａを段付きねじ１３を中心として反時計方向に回転するように作用する。
【００２２】
従って、粗動ハンドル１７と粗動切換つまみ１８とを握持すると、第１回転板１４ａは圧縮ばね１５の付勢力に抗して反時計方向に回転し、その結果、Ｘ方向案内部材１１はＹ方向（図２における下方）に平行移動する。このため、Ｘ方向案内部材１１と摩擦車７ａとの接触が外れ、Ｘ方向案内部材１１はベアリング１６ａに当接する。Ｘ方向案内部材１１がさらにＹ方向（図２における下方）に平行移動すると、ピン１６を介してベアリング１６ａと一体の駆動板５は，軸１０を中心に回転させられる。ベアリング１６ａがＸ方向案内部材１１の当接面を摺動する為、駆動板５はＸ方向案内部材１１と共にＹ方向（図２の下方向）へ移動する。そして、ベアリング１６ａとピン１６を介して一体の駆動板５は軸１０を中心として時計方向に回転する。すなわち、移動板５が圧縮ばね８の付勢力に抗して図２右方（軸１０を中心とする時計方向）へ移動される。その結果、Ｘ方向案内部材１１と摩擦車７ａとの接触が外れると共に、ほぼ同時に摩擦車６ａとＹ方向案内部材９との接触は外れる。
【００２３】
以上説明したように、粗動ハンドル１７と粗動切換つまみ１８とを握持して、上板３をＸ方向，又はＹ方向に移動すると、摩擦車６ａ、７ａがそれぞれの案内部材９，１１と非接触な状態となるのでステージを粗動（早送り）できる。
【００２４】
また、粗動ハンドル１７と粗動切換つまみ１８とから手を離すと、圧縮ばね１５によってＸ方向案内部材１１が摩擦車７ａに押圧され、圧縮ばね８により摩擦車６ａがＹ方向案内部材９に押圧される。従って、操作ハンドル７ｂを回転すると、摩擦車７ａとＸ方向案内部材１１によって上板３はＸ方向に移動し、操作ハンドル６ｂを回転すると摩擦車６ａとＹ方向案内部材９によって中板２はＹ方向に移動する。このようにして微動送りが行われる。
【００２５】
図５（Ａ），（Ｂ）は、上記実施形態にかかるステージ駆動装置を備える顕微鏡観察装置の外観構成を示す図である。焦準ハンドルＨにより標本を載置したステージを上下動させて、ピントを調整することができる。そして、上述したように、ステージ駆動装置の下板１が顕微鏡本体ＭＢの上下動部に取り付けられている。中板２は下板１に対してＹ方向に移動可能に設けられている。上板３は中板２に対してＸ方向に移動可能に設けられている。
【００２６】
光源ＬＳからの照明光で照明された標本からの光は、対物レンズを透過した後、双眼鏡筒ＬＢにて不図示の観察者により観察される。ここで、標本を観察視野内へ移動させるため、ステージを大きく移動させたい場合は、図５（Ｂ）に示す粗動ハンドル１７と粗動切換つまみ１８とを握持する。これにより上述したようにステージを粗動状態にできる。次に、ステージを微動させたい場合は、粗動ハンドル１７と粗動切換つまみ１８との握持を解除し、Ｙ方向操作ハンドル６ｂ、Ｘ方向操作ハンドル７ｂとを回転することで各方向へ微動させることができる。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施の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で種々の構成を取り得ることはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ステージの早送りをする際、簡単な切換操作によって摩擦車と案内部材との当接を解除できるので、操作性が良く、かつ耐久性の優れたステージの駆動装置を得ることができる。さらに、本発明によればステージの機構を簡単な構成で実現できるため、使用する部品点数も少なく、かつ組立も非常に簡単になり、安価なステージの駆動装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の概略構成を示す要部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態において上板、中板、下板を除いた主要部分の斜視外観図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）はステージ駆動装置を備える顕微鏡観察装置の外観構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 下板
２ 中板（Ｙ方向に移動可能）
３ 上板（Ｘ方向に移動可能）
５ 駆動板
６ 中空軸
６ａ，７ａ 摩擦車
６ｂ Ｙ方向操作ハンドル
７ｂ Ｘ方向操作ハンドル
７ｃ 軸
８、１５ 圧縮ばね
９ Ｙ方向案内部材
１０ 軸
１１ Ｘ方向案内部材
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ 段付き小ねじ
１４ａ 第１回転板
１４ｂ 第２回転板
１６ ピン
１６ａ ベアリング
１７ 粗動ハンドル
１８ 粗動切換つまみ
ＬＳ 光源
ＬＢ 双眼鏡筒
ＯＢ 対物レンズ
ＭＢ 顕微鏡本体
Ｈ 焦準ハンドル

Claims (3)

1. ベース部材と、
   前記ベース部材に対して第１の方向へ移動可能な第１の移動部材と、
   前記第１の移動部材に対して前記第１の方向と直交する第２の方向へ移動可能な第２の移動部材と、
   前記ベース部材に配設された第１の案内部材と、
   前記第２の移動部材に配設された第２の案内部材と、
   前記第１の案内部材に当接し、第１の回転軸を有する第１の摩擦車と、
   前記第１の摩擦車を回転する第１の駆動ノブと、
   前記第２の案内部材に当接し前記第１の回転軸と同軸に配置された第２の摩擦車と、
   前記第１の駆動ノブと同軸的に配置された第２の駆動ノブと、
   前記第１の駆動ノブと前記第２の駆動ノブとを回転可能に保持し、前記第１の移動部材に前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に回転可能に保持された駆動板と、
   前記第２の案内部材の一端部に配設された粗動切換部材と、を備え、
   前記粗動切換部材を移動して前記第２の摩擦車と前記第２の案内部材との接触を外したとき、前記第２の案内部材に当接して前記駆動板を前記第２の回転軸を中心に回転して前記第１の摩擦車と前記第１の案内部材との接触を外すベアリング部材と、を有することを特徴とするステージの駆動装置。
2. 前記粗動切換部材の移動により、前記第２の案内部材を前記第１の方向に平行移動し、前記第２の案内部材と前記第２の摩擦車との当接を解除するための駆動機構を有していることを特徴とする請求項１に記載のステージの駆動装置。
3. 前記第１の摩擦車は前記第１の案内部材の長手方向の辺に対してほぼ垂直に係脱可能とし、かつ前記第２の摩擦車は前記第２の案内部材の長手方向の辺に対してほぼ垂直に係脱可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のステージの駆動装置。

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