JPH07128573A - ターゲット電動切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】種類の異なるレボルバに対しても最適なトル
ク，回転数でモータを駆動し、長期間に亙って高い停止
精度を維持することを目的とする。 【構成】 複数のターゲット部材が取付けられる可動体
１０をターゲット部材の配列方向へ移動可能とし、モー
タ１６の駆動力によってターゲット部材の配列方向へ移
動する前記可動体１０をクリック機構にて基準位置へ停
止させるものにおいて、可動体１０の種別を検出する種
別検出手段３０と、可動体１０のクリック位置を検出す
る位置検出手段２１，２２と、種別検出手段３０で検出
された可動体１０の種別に応じてモータ１６の駆動条件
を切替える条件切替手段２３と、この条件切替手段２３
で切替えられた駆動条件で、前記モータ１６へ供給すべ
き駆動電圧を位置検出結果から判断される可動体１０の
負荷状態に応じて変化させるモータ制御手段２３とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡に使用される電
動レボルバ装置や、電動式のスライダ式切換装置等に用
いることのできるターゲット電動切換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な顕微鏡は、ターゲット部材とし
ての複数の対物レンズを同時に取付け可能なレボルバが
顕微鏡本体に対して回転自在に取付けられる。通常、１
つのレボルバには４〜６本の対物レンズが取付け可能で
ある。使用時には、レボルバを回転させて所望倍率の対
物レンズを顕微鏡の観察光軸上に移動させる。レボルバ
をモータの駆動力を使って回転させることにより顕微鏡
の観察倍率を切換え可能にしたものが電動レボルバ装置
と呼ばれているものである。

【０００３】従来の電動レボルバ装置には、モータを任
意に設定した一定電圧で駆動することによりレボルバ可
動部を回転し、レボルバ可動部に設けたクリック位置に
クリック機構の係合片を機械的に係合させてレボルバ可
動部の回転を停止させている。または、レボルバ固定部
に設けたクリック位置にレボルバ可動部に設けた係合片
を係合させてレボルバ可動部の回転を停止させている。
クリック機構は、レボルバ可動部に取付けられた各対物
レンズの光軸が観察光軸と一致する位置に来る度にレボ
ルバ可動部またはレボルバ固定部のクリック位置に係合
するようになっている。

【０００４】従来の電動レボルバ装置では、クリック機
構でレボルバの回転を停止させるために、所定の位置
（タイミング）でモータへブレーキをかけ、またはモー
タへの電源供給を停止する（モータフリーの状態）とい
った制御を行っている。従って、制動（ブレーキ）開始
後は、レボルバ可動部の停止位置はモータのイナーシャ
およびレボルバの慣性に依存していた。このため、モー
タの負荷となる対物レンズの重量や、対物レンズのレボ
ルバへの取付け位置，対物レンズの取付け本数等を考慮
して最適なブレーキタイミングに調整を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電動レボル
バ装置では、レボルバの種類，対物レンズの取付け位
置，対物レンズの取付け本数等によるモータへの負荷変
動に応じたブレーキタイミングの調整が難しく、調整時
間がかかる問題があった。

【０００６】またブレーキタイミングの調整によりレボ
ルバをクリック機構にて所望位置で停止させることが可
能になっても、モータの駆動電圧は、最も大きな電圧を
必要とするクリック脱出時の所要電圧に設定されている
ため、あるクリック位置から他のクリック位置へ移動す
る間はモータが必要以上の回転数となる。そのため、レ
ボルバの停止時に、急激なブレーキが必要となったり、
クリック機構で強引にモータロックさせなければならな
くなり、クリック機構の磨耗やモータの劣化を招く可能
性がある。クリック機構やモータの劣化の進行状況によ
っては停止精度に不具合が生じることになる。

【０００７】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、種類の異なるレボルバを駆動する場合に
も、煩雑なタイミング調整作業を必要とすることなく、
最適なトルク，回転数でモータを駆動でき、しかもモー
タやクリック機構に必要以上に大きなエネルギーを与え
ることがなく磨耗や劣化を抑制することができ、長期間
に亙って高い停止精度を維持できるターゲット電動切換
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】上記目的を達成するため
に、本発明のターゲット電動切換装置は、複数のターゲ
ット部材が取付けられる可動体をターゲット部材の配列
方向へ移動可能とし、モータの駆動力によってターゲッ
ト部材の配列方向へ移動する前記可動体をクリック機構
にて基準位置へ停止させるものにおいて、前記可動体の
種別を検出する種別検出手段と、前記可動体のクリック
位置を検出する位置検出手段と、前記種別検出手段で検
出された可動体の種別に応じて前記モータの駆動条件を
切替える条件切替手段と、この条件切替手段で切替えら
れた駆動条件で、前記モータへ供給すべき駆動電圧を前
記位置検出手段の検出結果から判断される前記可動体の
負荷状態に応じて変化させるモータ制御手段とを具備す
る構成とした。

【０００９】

【作用】以上のような手段を講じたことにより、新たに
可動体が取付けられると、その種別が種別検出手段で検
出され、モータの駆動条件が条件切替手段により可動体
の種別に応じた駆動条件へ切替えられる。そして、モー
タの駆動電圧がモータ制御手段により条件切替手段にて
切替えられた駆動条件に基づいて制御される。このと
き、モータ制御手段は、条件切替手段にて切替えられた
駆動条件下で、位置検出手段で検出される可動体の位置
情報から判断される負荷状態に基づきモータの駆動電圧
を変化させる。従って、可動体が違う種別のものへ交換
された場合には必要なトルクが異なるが、本発明では可
動体の種別に応じて最適な駆動条件を設定できると共
に、可動体の負荷状態に基づいたモータ制御が可能とな
るので、常に最適なトルクを得ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１には、本発明のターゲット電動切換装置を顕微鏡の電
動レボルバ装置に適用した実施例が示されている。

【００１１】顕微鏡のアーム上端部にレボルバ本体が固
定され、そのレボルバ本体に対して図１に示すレボルバ
回転部１０が回転可能に取り付けられる。レボルバ回転
部１０の一方の面には回転軸を中心点とする同一円上に
例えば４つの対物取付部が等間隔で穿設されている。ま
たレボルバ回転体１０の他の面（取付け側）には、回転
軸を中心点とする同一円上にクリック位置となる４つの
係合部１１ａ〜１１ｄが等間隔で形成されている。

【００１２】係合部１１（４つの係合部１１ａ〜１１ｄ
を区別しない場合には、以降の説明ではこのように呼
ぶ）の断面構造が図２に示されている。係合部１１は、
円周方向にＬ１の寸法を有する台形部１２と、その台形
部１２の中心位置に形成したＶ溝１３とから構成されて
いる。

【００１３】一方、レボルバ本体には、自由端にクリッ
クボール１４が固定された板バネ１５の固定端が固定さ
れており、自由端のクリックボール１４を係合部１１が
形成されている円周ライン上に所定の弾性力を介して押
圧している。

【００１４】そして、クリックボール１４が係合部１１
のＶ溝１３に落とし込まれた状態の時に、レボルバ回転
部１０の１つの対物取付部の中心が顕微鏡の観察光軸と
一致するように位置設定されている。レボルバ回転部１
０の係合部１１とレボルバ本体のクリックボール１４，
板バネ１５とからクリック機構を構成しており、４つの
係合部１１ａ〜１１ｄがレボルバ回転部１０のクリック
位置となる。

【００１５】レボルバ回転部１０は、モータ１６の駆動
力を受けて回転できるように、不図示の動力伝達機構を
介してモータ１６の回転軸に連結されている。また、モ
ータ１６の回転軸上に円盤状のセンサ板１７の中心軸が
連結されている。センサ板１７は、クリック位置の検出
及び減速タイミングを得るためのスリット１８および反
射面１９を有する。センサ板１７のスリット１８および
反射面１９はホトインタラプタからなる透過型センサ２
１およびホトリフレクタからなる反射型センサ２２で検
出する。透過型センサ２１は、スリット１８がセンサ位
置にある期間にハイレベルとなる停止信号を発生する。
反射型センサ２２は反射面１９がセンサ位置にある期間
にハイレベルとなる減速信号を発生する。

【００１６】ここで、図２を参照して、センサ板１７の
スリット１８および反射面１９と、係合部１１の台形部
１２およびＶ溝１３との関係を説明する。反射面１９の
円周方向の全幅Ｌ３を台形部１２の移動方向の全幅Ｌ１
よりも小さくしている。また、スリット１８のスリット
幅Ｌ４をＶ溝１３の溝幅Ｌ３よりも小さくしている。

【００１７】クリックボール１４が係合部１１のＶ溝１
３に落とし込まれた状態の時に、透過型センサ２１の検
出ビームがスリット１８の中心位置を通過し、かつ反射
型センサ２２の検出ビームが反射面１９の中心位置を通
過するように設定している。

【００１８】レボルバ本体には当該レボルバの種別を判
別するためのコネクタ部３０が設けられている。コネク
タ部３０は、レボルバ本体に固定されたプラグ３１と、
このプラグ３１に対して着脱可能なレセプタクル３２と
からなる。プラグ３１は２つのピンを有しており、この
２つのピンの電圧印加状態で当該レボルバの種別を示す
ようにしている。すなわち、レボルバの種別を２つのピ
ンの電圧印加状態により２ビットで表すようにしてい
る。

【００１９】本実施例において交換対象となる種別の異
なる各レボルバには、そのレボルバ本体に同様に２ピン
のプラグ３１を設けておき、２つのピンの電圧印加状態
で種別を表している。

【００２０】コネクタ部３０のレセプタクル３２は電動
レボルバ装置の動作を管理しているＭＰＵ２３に２本の
信号線を介して接続される。各信号線は、レセプタクル
３２を介してプラグ３１の２つのピンにそれぞれ独立に
電気的に接触しており、レボルバの種別を表す２ビット
信号をＭＰＵ２３に入力する。

【００２１】ＭＰＵ２３は、コネクタ部３０からレボル
バの種別を表すビット信号が入力すると共に、反射型セ
ンサ２２および透過型センサ２２から停止信号，減速信
号が入力する。さらに、ＭＰＵ２３には外部から対物レ
ンズの交換指示である対物位置交換信号が入力する。

【００２２】ここで、図３にはモータ１６の２つの駆動
条件が例示されている。一つは実線で示すモータ駆動電
圧からなる駆動条件Ａであり、もう一つは２点鎖線で示
すモータ駆動電圧からなる駆動条件Ｂである。ＭＰＵ２
３にはクリック位置に対応して駆動条件Ａ，Ｂに示す電
圧値がセットされている。各電圧値は該当レボルバを各
クリック位置において移動せしめるのに最適な値を設定
している。

【００２３】このような駆動条件は少なくともレボルバ
の種別に応じた数だけ定めておく。本実施例では２ビッ
ト信号を使ってレボルバの種別を判断しているので、駆
動条件も各レボルバに対応して４つの駆動条件を設定す
る。

【００２４】ＭＰＵ２３は、駆動条件及びレボルバ回転
体１０の負荷状態に基づいて決定した駆動電圧を基準電
圧発生回路２４から発生させる。基準電圧発生回路２４
で発生した駆動電圧はモータドライバ２５へ与えられ、
そのモータドライバ２５が駆動電圧に応じた回転数でモ
ータ１６を制御するように構成されている。

【００２５】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について、図３のタイムチャートを参照して説明す
る。レボルバ回転部１０が上記クリック機構によってク
リック位置で停止している時は、センサ板１７のスリッ
ト１８が透過型センサ２１の感知幅内にあるため、停止
信号がＭＰＵ２３へ入力されている。この状態におい
て、ＭＰＵ２３に対物位置交換信号が送信されると、Ｍ
ＰＵ２３がコネクタ部２０からの２ビット信号によって
現在接続されているレボルバの種別を判断し駆動条件を
決定する。

【００２６】ここでは、例えばレボルバ１０に対して駆
動条件Ａが設定されているものとする。ＭＰＵ２３は、
検出されるクリック位置に応じて、図３に示す駆動条件
Ａの電圧値を発生させる。すなわち、モータドライバ２
５の出力電圧をクリック脱出時に必要なトルクが発生可
能となるような電圧値に設定する。なお、クリック脱出
時には板バネ１５の押圧力に加えクリックボール１４と
Ｖ溝１３との係合力が働くため、レボルバ回転部１０の
回転に要するモータ１６の負荷が大きくなる。従って、
図３に示すように、大きなモータ駆動電圧を発生させ
る。

【００２７】クリックボール１４がＶ溝１３から完全に
脱出すると停止信号がＯＦＦされる。停止信号がＯＦＦ
された後は、クリックからクリックへの移動となるが、
この移動時は、上記係合力は働かないためモータ１６に
掛かる負荷も小さくなる。ＭＰＵ２３は、クリックから
クリックへの移動の間は、図３に示すようにクリック脱
出時の起動時電圧に比べて小さな電圧値に設定して必要
なモータトルクおよび回転数を維持する。

【００２８】そして、クリックボール１４が目的の係合
部１１の台形部１２に到達すると、反射面１９の一端が
反射型センサ２２にかかり減速信号がＯＮ状態となる。
ＭＰＵ２３は減速信号がＯＮされると、モータドライバ
２５の出力電圧を一度０Ｖに落とし、その後に減速用の
電圧に設定する。減速時（減速信号がＯＮされてから停
止信号がＯＮされるまでの間）に設定される電圧値は、
移動は可能であるがＶ溝１３に入ったクリックボール１
４の脱出は不可能な低トルクが発生する値に設定してい
る。従って、クリックボール１４がＶ溝１３に落とし込
まれたところでレボルバ回転部１０の回転が停止し、所
望の対物レンズが観察光軸上に位置決めされることにな
る。

【００２９】一方、種別の異なるレボルバが取付けられ
ると、そのレボルバ本体に設けられているプラグ３１に
レセプタクル３２が取り付けられ、当該レボルバの種別
が２ビット信号でＭＰＵ２３へ伝えられる。

【００３０】レボルバ交換後に対物位置交換信号がＭＰ
Ｕ２３に入力すると、コネクタ部３０からの２ビット信
号によってレボルバの種別が変化したことを認識し、変
更後のレボルバの種別に対応した駆動条件に切替える。
ここで、駆動条件Ｂに切替えられたものとする。以降
は、各センサ２１，２２からの停止信号，減速信号から
クリック位置を判断し、クリック位置に対応して駆動条
件Ｂに定められた電圧値を発生してモータ制御を実施す
る。

【００３１】このように本実施例によれば、レボルバの
種別に応じて最適な駆動条件を設定しておき、コネクタ
部３０からの２ビット信号によりレボルバの種別を判断
して駆動条件を選択し、透過型センサ２１および反射型
センサ２０からの信号によりクリック位置を検出して選
択駆動条件の電圧値を発生するようにしたので、レボル
バの種別により異なるトルク変動に対しても対処でき、
常に最適なモータトルクを得ることができる。また、ク
リック脱出時の過大な駆動電圧がクリック停止時にまで
維持されることによるクリックの乗り越しを防止でき、
クリック停止時には必要最小限の駆動電圧となることか
らモータ１６，クリック機構に余分なエネルギーが与え
られることによる部品の磨耗や劣化を抑制できる。その
結果、長期間に亙って高い停止精度を維持できる。

【００３２】また本実施例によれば、従来装置で必要と
されたブレーキタイミングに相当する調整は停止信号用
のセンサ板１７のスリット１８とクリック位置との位置
合わせだけで済むため、モータへの負荷変動を考慮した
調整は不要となる。

【００３３】なお、上記実施例では、対物レンズをター
ゲット部材とし、顕微鏡のレボルバを可動体として説明
したが、本発明は可動体が直線移動して各種光学部材を
切換えるようなスライダー式の切換装置にも適用するこ
とができる。本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施
可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、種
類の異なるレボルバを駆動する場合にも、煩雑なタイミ
ング調整作業を必要とすることなく、最適なトルク，回
転数でモータを駆動でき、しかもモータやクリック機構
に必要以上に大きなエネルギーを与えることがなく磨耗
や劣化を抑制することができ、長期間に亙って高い停止
精度を維持できるターゲット電動切換装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電動レボルバ装置の構
成図である。

【図２】センサ板と係合部との関係を示す図である。

【図３】図１に示す電動レボルバ装置の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…レボルバ回転部、１１…係合部、１４…クリック
ボール、１５…板バネ、１６…モータ、１７…センサ
板、１８…スリット、１９…反射面、２１…透過型セン
サ、２２…反射型センサ、２３…ＭＰＵ、２４…基準電
圧発生回路、２５…モータドライバ、３０…コネクタ
部、３１…プラグ、３２…レセプタクル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のターゲット部材が取付けられる可
   動体をターゲット部材の配列方向へ移動可能とし、モー
   タの駆動力によってターゲット部材の配列方向へ移動す
   る前記可動体をクリック機構にて基準位置へ停止させる
   ターゲット電動切換装置において、 前記可動体の種別を検出する種別検出手段と、前記可動
   体のクリック位置を検出する位置検出手段と、前記種別
   検出手段で検出された可動体の種別に応じて前記モータ
   の駆動条件を切替える条件切替手段と、この条件切替手
   段で切替えられた駆動条件で、前記モータへ供給すべき
   駆動電圧を前記位置検出手段の検出結果から判断される
   前記可動体の負荷状態に応じて変化させるモータ制御手
   段とを具備したことを特徴とするターゲット電動切換装
   置。