JPH08502366A - 多機能駆動ノブを有する顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 顕微鏡（１）に取付けた駆動ノブ（２）と、これに付設された符号器（６）とを備えた顕微鏡（１）。符号器（６）は、制御装置（３）に接続され、制御装置（３）には顕微鏡（１）の種々の機能をモータにより設定するための位置決めモータ（４、１４、１８、２３、２４）か付設された。モータにより制御可能な予選択機能が、顕微鏡（１）に取付けたスイッチ（７、１１、１５、１９、２１）を介して予選択され、駆動ノブ（２）により発生させた符号器パルスに依存して作動される。モータ駆動部には、付勢された顕微鏡の機能の作動位置を識別するためのセンサ（８）が付設されている。最大の作動位置に到達するまでに、駆動ノブ（２）に結合された制動モータ（９）か付勢され、この制動モータは、完全な停止に至るまで、駆動ノブ（２）の回動を困難にする。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の名称］ 多機能駆動ノブを有する顕微鏡 ［産業上の利用分野］ 本発明は、請求の範囲第１項の前段に記載の顕微鏡に関する。 ［技術的背景］ モータ式又は半自動式に形成された機能を有する顕微鏡においては、手動によ って起動する操作エレメントは、とりわけキーとして形成され、キー領域に一括 して配設されている。このキー領域は、顕微鏡の架台に直接に配設されるか又は 別の操作卓に配設される。顕微鏡の個別に設定されるべき機能、例えば、対物レ ンズ回転装置の切換え又は顕微鏡の照明用の個々のランプのオン・オフ・切替制 御を開始させるためのキーの使用は、個々に作用する感度を必要としない。しか し、顕微鏡の対物レンズの合焦、絞りの調節、ランプの明るさの調節又は顕微鏡 テーブルのＸ−Ｙ変位のような微細な設定を必要とする顕微鏡の機能においてキ ーを使用する場合は、キーは、操作エレメントとしては不向きである。 モータ式に切換え可能な対物レンズ回転装置とモータ式の合焦駆動部とを備え た顕微鏡は、ドイツ特許Ｄ Ｅ３６０７３７９Ｃ１により公知となっている。合焦装置は、微調節のための手 がかりとして、回動式のノブと、これに付設された符号器（Encoder）とを、顕 微鏡の近傍に配された別の操作卓に備えている。この操作卓には、対物レンズ回 転装置用の補助スイッチが特に設けられている。 この公知の装置においては、モータ式の合焦設定のみがハンドホイールを介し てなされる点が不具合である。 ［発明の開示］ 従って本発明の課題は、合焦設定のための公知の駆動ノブから出発して、顕 微鏡の付加的な機能をこの駆動ノブを介して制御しうるようにした装置を提供す ることにある。 この課題は、本発明によれば、請求の範囲の請求項１の特徴部分に示された構 成により解決される。 次に本発明の一実施例について概略図に基づいて一層詳細に説明する。図中、 ［図面の簡単な説明］ 図１は、顕微鏡の側面図であり、図２は、個々の回路のブロック線図である。 ［実施例］ 図１に示した顕微鏡１は、対物レンズの回転装置（レボルバ）１７、Ｚ方向に モータによって変位され うる顕微鏡（物体）テーブル２２、ステッヒングモー夕４を備えた合焦装置、並 びに、符号器６と連結された統合駆動ノブ（ないしヘッド）２を備えている。顕 微鏡テーブル２２上には、駆動モータ２３、２４を備えたＸ−Ｙ走査装置が配設 されている。符号器６は、駆動ノブ２か比較的低速に回転すると、低速のパルス 列を、また比較的高速に回転すると高速のパルス列を、それそれ送出する。制御 装置３は単にパルス数を一時記憶（レジスタ）する。 顕微鏡の架台５には、制御装置３に電気的に接続された複数のスイッチ１１、 １５、１９、２１、２５が設けられている。顕微鏡１中には、光源２８を備えた 光源ハウジング２９のための明るさ制御装置２０と、ステッピングモータ４（合 焦駆動部）のための速度制御装置１０、及び接続端子部２６（Schnittstelle） が設けられている。顕微鏡１の照明光路１３中には、アパーチャ絞り面ＡＰ内及 び照明視野絞り面ＬＦ内に、それそれ絞り１２、１６が配設されている。絞り１ ２、１６の開度は、それぞれモータ１４、１８によって可変することができる。 符号器６が後置された駆動ノブ２は、制御装置３に電気的に接続されている。 ノブ２を回動させると、符号器６により発生したパルスが、制御装置３に一時記 憶される。モータ４（好ましくはステッピングモータ） は、物体テーブル（顕微鏡テーブル）２２を対応してＺ方向に変位させるように 、電流が給電されて付勢される。符号器６のパルス数は、ステッビングモータの 行程（ストローク）を、また単位時間当りのパルス数は、モータの変位速度を、 それそれ規定する。このＺ方向の変位には、３個の予選択キー１１及び速度制御 装置１０を介して、なお手動により予選定可能な速度成分が更に重畳される。こ の速度成分は、駆動ノブ２の回転に依存する符号器パルス列を増倍又は減倍する 。これは例えばモータ制御の緩徐な起動の制御のために利用しうる。 このように、予選択キー１１を介して、機械的な変速機がシミユレートされる 。即ち、ユーザーは、望みの対物レンズを合焦するために、対応する速度を介し て、細かな駆動又は粗い駆動のそれぞれの機能を予選択することができる。その ために、符号器６によって送出される個々のパルスは、より大きな変速比に到達 するために、モータ４の２以上のステップを制御するため等に、例えば、利用さ れる。これは例えば倍率の小さな対物レンズの合焦のため等に有利となる。符号 （コード）化した対物レンズ交換装置に関連して、適切な変速を制御装置３によ って自動的に行わせることができる。 符号器６に後置されたステッビングモータ９は、駆 動ノブ２の軸に機械的に連結されていると共に、制御装置３に電気的に接続され ている。ステッヒングモータ９は、駆動ノブ２のための、電気的に作動するブレ ーキとして形成される。顕微鏡（物体）テーブル２２の所定の作動域、例えばそ の上方及び下方の終端ストッパ域内では、ステッヒングモータ９は、制御装置３ を介して最初は無電流状態（無制動ないし無抵抗）でオンとされ、かくて駆動ノ ブ２によって、（回動）抵抗を受けることなく一緒に回転する。例えば、適宣の 閾値（最大許容パルス数等）によって規定されうる作動範囲の限界に到達した後 は、モータ９に制御装置を介して給電される。駆動ノブ２はこの状態では更に回 動させ難くなる（回動に対する抵抗が増大する）。制御装置３は、作動範囲の限 界に到達する際に完全な停止まで駆動ノブ２の回動の困難さ（抵抗）が徐々に増 大する（動きが重くなる）ように、前記の機能を制御するようにすることができ る。 顕微鏡テーブル２２には、駆動モータ２３、２４を備えたＸＹ走査装置が設け られている。Ｘ方向又はＹ方向の運動も、駆動ノブ２によって制御される。予選 択スイッチ２５は、そのために、制御装置３に電気的に接続されている。このス イッチ２５を作動させる際に、一例として、駆動ノブ２のＺ方向駆動の機能を、 Ｘ方向又はＹ方向の駆動に切換える。即ち駆動ノブ２ により、物体のための所定のＸ方向又はＹ方向の位置を順次作動させることがで きる。ステッヒングモータ９の機能はＺ方向の駆動と同様にできる。この場合、 作動範囲の限界として、最大のＸ方向及びＹ方向の走行行程が許容される。 光源２８の明るさ調節装置２０も、制御装置３に電気的に接続されている。明 るさ調節機能は、スイッチ２１を介して駆動ノブ２によって切換えられる。光源 ２８の明るさは、駆動ノブ２の符号器パルスを介して、前述の機能形態と同様に 調節することができる。 モータによって調節可能なアパーチャ絞り１２及び照明視野絞り１６は、スイ ッチ１５、１９によって付勢される。位置決めないしサーボモータ（Stellmotor ）１４、１８は、制御装置３に電気的に接続されている。スイッチ１５、１９を 付勢した後、駆動ノブ２を介して、位置決めモータ１４、１８を制御し、絞り１ ２、１６を適宜に調節する。 ここに説明される駆動モータないし位置決めモータは、ステッピングモータで あり、これらのモータの制御は、各個に制御装置３において計数可能で符号器６ によって送出される個々のパルスを介してなされる。走査装置、顕微鏡テーブル ２２、及び絞り１２、１６の位置は、記憶されたパルスを介して確認される。ス テッビングモータを割愛する場合には、センサ８（制 御装置３に電気的に接続されていて、設定するべき構造部材のその時の位置を制 御装置３に伝送する）を位置決め駆動装置のところに配設することができる。 顕微鏡１には、制御装置３に接続された接続端子部２６が更に設けられ、これ を介して外部の操作盤２７に上述の各機能の操作のため接続できる。顕微鏡１を 、例えばウエハ検査装置のような全体的なシステムにおいて使用する場合には、 接続端子部２６を介して、上位の制御装置によって顕微鏡の各種機能を行わせる ようにしても良い。 図２は、個々の回路を、所属する電気接続部分と共に示している。中央制御装 置３には、スイッチ１５、１９と、アパーチャ絞り１２及び照明視野絞り１６の ための位置決めモータ１４、１８とが接続されている。モータ１４、１８には絞 り位置を監視するためのセンサ８が付設されている。中央部の駆動ノブ２は、軸 を介して符号器６及び後置されたステッヒングモータ９に接続されている。これ らの構造部材は、導線を介して、制御装置３に接続されている。 速度制御回路１０は、３つの予選択スイッチ１１及び制御装置３に接続されて いる。台焦モータ４は、導線を介して制御装置３に接続されている。予選択スイ ッチ１１によって、各別の（diskrete）速度（段）即ち合焦駆動部の変速比を予 選択することができる。これ により、例えば倍率の小な対物レンズの場合、倍率の大な対物レンズに対する他 の予選択スイッチ１１の場合よりも大きな顕微鏡テーブル２２の行程を、駆動ノ ブ２の１回転によって生成させることができる。 スイッチ２１と光源２８とは、明るさ調節装置２０によって、制御装置３に接 続されている。 走査装置のための駆動モータ２３、２４は、Ｘ−Ｙ座標軸を監視するセンサ８ と共に、制御回路３に接続されている。Ｘ方向又はＹ方向の変位を行わせるため の予選択スイッチ２５が、制御回路３に電気的に接続されている。 制御装置３の接続端子部２６には、ここに記述される顕微鏡の機能を制御する ための、外部に配設された操作卓（盤）２７が接続されている。モータによって 発現される顕微鏡の機能は、この操作卓を介して制御し、発現させることができ る。 本発明は、ここに記述される、モータによって制御される顕微鏡の機能には限 定されず、特に、高感度の、個々に制御されうる設定又は感度が必要とされる場 合に、顕微鏡システムにおいて使用されることができる。駆動ノブ２は、ブレー キとして形成されたステッビングモータ９を介して、慣用されるように、機械的 なストッパに突当たるまで移動されるように挙動する。 図には駆動ノブ２のみが図示されている。人間工学 上の理由から、従来の顕微鏡の既知の合焦同軸ノブと同様に、顕微鏡の別の台架 側に補助の駆動ノブを配設することは、もちろん可能である。更に、駆動ノブは 、粗い駆動のための外側エレメント及び微細な駆動のための内側エレメントを備 えた同軸的な駆動ノブとして構成しても良い。両方のエレメントは、後置された 符号器に、歯車装置を介し結合できる。 本発明の実施例の以上の説明は、個々の機能に付属された選択スイッチが個別 のエレメントとして形成されることから出発している。しかし各スイッチは、キ ー領域３０中に一括して配置することが、取付け上の理由から特に有利である。 キー領域３０は人間工学的に有利な顕微鏡の台架上の所望の個所に配設し、制御 装置に接続することができる。特に、このようにすると、右利きの人も左利きの 人も容易に使用できる複式の構成とすることが可能となる。 このキー領域３０には、センサ８によって確認された、それそれの付勢された 駆動モータの位置を可視化したら、計数された符号器パルスに対応する走行距離 、絞り開度、ランプ用電流を表示したりする表示領域３１を補助的に合体させる ことができる。それそれの付勢されたキーは光信号によって識別可能とすること ができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年７月１４日 【補正内容】 請求の範囲 １． モータ式の合焦駆動部（４）と、合焦変位用の手がかりとしての、符号器 （６）に結合された駆動ノブ（２）と、合焦駆動部（４）の制御用の制御装置（ ３）と、その他のモータ制御可能な顕微鏡エレメントとを有し、該制御装置（３ ）は、駆動ノブ（２）の回動によって発生される符号器パルスを制御用に使用す るようにした顕微鏡（１）であって、 前記駆動モータ（９、１４、１８、２３、２４）のうち少なくとも１つに制御 装置（３）を選択的に接続するためのスイッチ（７、１１、１５、１９、２１） を顕微鏡の架台（５）に配設し、 駆動ノブ（２）の回動によって前記駆動モータ（９、１４、１８、２３、２４ ）のうち１つが選択的に制御されることを特徴とする顕微鏡（１）。 ２． 作動位置を識別するためのセンサ（８）を、モータ式に制御ないし切替え 可能な顕微鏡の要素に配設し、これらのセンサ（８）を制御装置（３）に電気的 に接続したことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。 ３． 電気的に制動可能なこのモータ（９）が駆動ノブ（２）に結合されており 、このモータ（９）か制御装置（３）に電気的に接続されていて、付勢される機 能に依存して制御装置（３）によって制御され、モー タ制御可能な顕微鏡の要素の最大の作動範囲に到達する時に駆動ノブ（２）の回 動が停止に至るまでリニアーに困難化されることを特徴とする請求項２に記載の 顕微鏡。 ４． 顕微鏡（１）の合焦駆動部（４）のための速度制御回路（１０）があり、 種々の変速段のための予選択スイッチ（１１）か顕微鏡（１）に設けられたこと を特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ５． 顕微鏡の照明光路（１３）中のアパーチャ絞り（１２）に位置決めモータ （１４）か付属され、顕微鏡の架台（５）に、制御装置（３）を介し位置決めモ ータ（１４）を付勢するためのスイッチ（１５）が配設されたことを特徴とする 請求項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ６． 顕微鏡の照明光路（１３）中の照明視野絞り（１６）に位置決めモータ（ １８）が付設され、顕微鏡の架台（５）に制御装置（３）を介し位置決めモータ （１８）を付勢するためのスイッチ（１９）か設けられたことを特徴とする請求 項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ７． 顕微鏡（１）中にランプ電圧を可変するための明るさ調節装置（２０）か 配設してあり、制御装置（３）を介して付勢するためのスイッチ（２１）が顕微 鏡の架台（５）に取付けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記 載の顕微鏡。 ８． Ｘ−Ｙ変位のための顕微鏡テーブル（２２）に位置決めモータ（２３、２ ４）を取付けると共に、顕微鏡（１）にＸ−Ｙ変位のための予選択スイッチ（２ ５）を配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ９． 顕微鏡の要素を外部的に制御するために制御装置（３）に電気的に接続さ れた接続端子部（２６）を顕微鏡（１）に備えたことを特徴とする請求項１〜８ のいずれか１に記載の顕微鏡。 １０． 顕微鏡の機能を制御するための外部的な操作卓（２７）を接続端子部（ ２６）を介して顕微鏡（１）に結合したことを特徴とする請求項９記載の顕微鏡 。 １１． 位置決め機能を付勢するためのスイッチをキー領域（３）に一括して配 設したことを特徴とする前記各項のいずれか１記載の顕微鏡。 １２． 少なくとも１つのキー領域（３０）が表示領域（３１）を付加的に有す ることを特徴とする請求項１１記載の顕微鏡。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャルツ、カルル−ヨゼフ ドイツ連邦共和国、デー―35781 ヴァイ ルブルク、イム コールガルテン ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． モータ式の合焦駆動部（４）と、合焦変位用の手がかりとしての、符号器 （６）に結合された駆動ノブ（２）と、合焦駆動部（４）の制御用の制御装置（ ３）と、モータ制御可能な顕微鏡のその他の機能とを有する顕微鏡（１）であっ て、 付加的に制御しうる顕微鏡の機能を選択的に付勢するためのスイッチ（７、１ １、１５、１９、２１）を顕微鏡（１）の架台（５）に取付け、 付勢されたモータの機能を、駆動ノブ（２）の回動によって発生される符号器 パルスに依存して制御装置（３）によって制御することを特徴とする顕微鏡（１ ）。 ２． 作動位置を識別するためのセンサ（８）を、モータ式に制御ないし切替え 可能な顕微鏡の機能に配設し、これらのセンサ（８）を制御装置（３）に電気的 に接続したことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡。 ３． 電気的に制動可能なこのモータ（９）が駆動ノブ（２）に結合されており 、このモータ（９）が制御装置（３）に電気的に接続されていて、付勢される機 能に依存して制御装置（３）によって制御され、モータ制御可能な顕微鏡の機能 の最大の作動範囲に到達する時に駆動ノブ（２）の回動が停止に至るまでリニ アーに困難化されることを特徴とする請求項２に記載の顕微鏡。 ４． 顕微鏡（１）の合焦駆動部（４）のための速度制御回路（１０）があり、 種々の変速段のための予選択スイッチ（１１）が顕微鏡（１）に設けられたこと を特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ５． 顕微鏡の照明光路（１３）中のアパーチャ絞り（１２）に位置決めモータ （１４）が付属され、顕微鏡の架台（５）に、制御装置（３）を介し位置決めモ ータ（１４）を付勢するためのスイッチ（１５）が配設されたことを特徴とする 請求項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ６． 顕微鏡の照明光路（１３）中の照明視野絞り（１６）に位置決めモータ（ １８）が付設され、顕微鏡の架台（５）に制御装置（３）を介し位置決めモータ （１８）を付勢するためのスイッチ（１９）が設けられたことを特徴とする請求 項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ７． 顕微鏡（１）中にランプ電圧を可変するための明るさ調節装置（２０）が 配設してあり、制御装置（３）を介して付勢するためのスイッチ（２１）が顕微 鏡の架台（５）に取付けてあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記 載の顕微鏡。 ８． Ｘ−Ｙ変位のための顕微鏡テーブル（２２）に位置決めモータ（２３、２ ４）を取付けると共に、顕微鏡（１）にＸ−Ｙ変位のための予選択スイッチ（２ ５）を配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の顕微鏡。 ９． 顕微鏡の機能を外部的に制御するために制御装置（３）に電気的に接続さ れた接続端子部（２６）を顕微鏡（１）に備えたことを特徴とする請求項１〜８ のいずれか１に記載の顕微鏡。 １０． 顕微鏡の機能を制御するための外部的な操作卓（２７）を接続端子部（ ２６）を介して顕微鏡（１）に結合したことを特徴とする請求項９記載の顕微鏡 。 １１． 位置決め機能を付勢するためのスイッチをキー領域（３）に一括して配 設したことを特徴とする前記各項のいずれか１記載の顕微鏡。 １２． 少なくとも１つのキー領域（３０）が表示領域（３１）を付加的に有す ることを特徴とする請求項１１記載の顕微鏡。