JPH1195088A - 対物レンズ切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各対物レンズを光軸に正確に位置決めするため
の組立調整が容易で、対物レンズの装着状態やレボルバ
の経年変化に影響を受けず、切換時間及び停止時の振動
が安定していて、迅速且つ確実に切換動作を可能にする
こと。 【解決手段】複数の対物レンズのそれぞれが択一的に光
学装置の光軸に位置決めされる対物レンズ切換装置に於
いて、ターレットの回転位置が係合センサ７４によって
板ばね及びクリックボールによる係合範囲内にあること
が検出される。また、上記ターレットの角度変位は、角
度センサ７５によって検出される。ＣＰＵ７２は、この
角度センサ７５で検出された信号に基いて、上記ターレ
ットの回転速度を特定範囲内で一定に保つ制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、顕微鏡等の光学
装置に於いて、複数の対物レンズの中から観察対象に応
じて所望の倍率の対物レンズを選択して観察光路上に位
置させる対物レンズ切換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の顕微鏡等の光学装置に於いて、観
察対象に応じて所望の倍率の対物レンズを選択して観察
光路上に位置させる、一般的にレボルバと称される対物
レンズ切換装置では、モータを所定の電圧で駆動するこ
とによりレボルバ可動部を回転させ、レボルバ可動部と
固定部との間に機械的な係合機構を設けてレボルバの回
転を停止させている。上記係合機構は、レボルバに取付
けられた各対物レンズの光軸が、顕微鏡等の光学装置の
観察光軸と一致する位置に来る度にレボルバ可動部と固
定部とが機械的に係合され、位置決め保持されるように
なっている。

【０００３】こうした構成は、例えば特開平５−２８１
４５７号公報、特開平７−３１１３４３号公報及び特許
公報第２５３９９０３号に開示されている。図１１は、
上記特開平５−２８１４５７号公報に開示されている従
来例のレボルバの切り換え装置（以下、第１の従来例と
記す）の構成を示した断面図である。

【０００４】図１１に示されるように、この切り換え装
置は、複数の対物レンズ１が取り付けられたレボルバ２
と、該レボルバ２の回転及び制動を行うモータ３と、こ
のモータ３の回転をレボルバ２に伝達する伝達機構４と
を有している。また、この切り換え装置は、上記モータ
３或いは伝達機構４の回転軸にモータ３の減速タイミン
グと停止タイミングを与える、２つの指標部を有するマ
ーク板５を備えている。

【０００５】一方、切り換え装置の固定部には、２つの
指標に対応する第１及び第２のセンサ６及び７がそれぞ
れ設けられている。そのため、所望の対物レンズ１が光
軸位置の手前に達した時にモータ３の減速を開始し、十
分減速した後光軸位置付近に達した時にモータ３が停止
されることにより、所望の対物レンズ１が正確且つ迅速
に、光学装置の光軸に位置決めすることが可能となって
いる。

【０００６】また、レボルバ２には回転部に固定された
クリックボール８と、固定部に固定された板ばね９から
成る係合機構が設けられている。図１２及び図１３は、
上記特開平７−３１１３４３号公報に記載されたレボル
バ装置（以下、第２の従来例と記す）の構成を示した図
である。

【０００７】図１２及び図１３に於いて、このレボルバ
装置は顕微鏡本体１１と、電動レボルバ本体１２とを有
した構成となっている。そして、この装置は、図示され
ない複数の対物レンズを保持するレボルバ１３と、この
レボルバ１３の回転及び制動を行うモータ１４と、該モ
ータ１４の制動によって減速されたレボルバ１３を予め
定められた位置に機械的に停止させる位置決め部１５
と、モータ１４を制御する制御部２１内のレボルバ制御
回路２３と、レボルバ１３が所定量回転したことを検出
する定量回転検出部１６とを有している。

【０００８】この定量回転検出部１６はフォトインタラ
プタ１７及び切欠部１８ａを有する遮光板１８を備えて
いる。また、レボルバ１３には、球形部材１９が摺接す
るレール２０が設けられている。

【０００９】上記顕微鏡本体１１にはまた、レボルバ２
０の回転指令を行う操作部２０と、制動指令回路２４、
モータ出力回路２５を有したレボルバ制御回路２３が備
えられている。

【００１０】そして、上記制御回路２３が定量回転検出
部１６から遅延回路２２を介して検出結果を受けて、予
め設定された遅延時間の後にモータ１４の制動を開始す
るように構成している。

【００１１】このような構成により、所望の対物レンズ
を正確に位置決めするための調整が、電気的に遅延時間
の調整によって可能であるため、調整作業が省力化でき
る。図１４は、上記特許公報第２５３９９０３号に開示
されたレボルバ回転装置（以下、第３の従来例と記す）
の構成を示した図である。

【００１２】このレボルバ回転装置は、レボルバ３１を
回転させるモータ駆動装置３２と、レボルバ３１の回転
位置を検出するコード装置３３と、目標位置であるレボ
ルバ孔を予め選択するための選択手段としてのキーボー
ド３４及び遠隔制御接続端３５と、モータ駆動装置３２
の回転数を制御する制御手段３６と、選択されたレボル
バ孔を目標位置に固定するための係合手段（図示せず）
とを有している。そして、コード装置３３のコードディ
スク３７上に、レボルバ３１の制動を開始するための対
物レンズの数に対応した減速マーク３８を配置して、こ
のマーク３８とセンサ３９の協業により、レボルバ３１
が目標位置に達する前にモータ駆動装置３２の回転数を
減少させるようにしたので、所望の対物レンズを正確
で、且つ迅速に目標位置に位置決めすることが可能とな
っている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年のレボ
ルバ切換装置の自動化に関する要求には、上述した従来
例では対応が難しくなってきている。すなわち、より多
くの対物レンズを装着できること、及び対物レンズの切
換時間を短縮すること、という相反する要求を両立する
ためには、所望の対物レンズが光軸に迅速且つ正確に位
置決めされるようにレボルバの回転を制御する必要があ
る。しかしながら、対物レンズの装着状態（本数、種
類、取付け位置）は、装置使用者によって様々であるた
め、レボルバを回転させるモータへの負荷も変化するの
で、モータの最適な停止制御が困難なものとなってい
る。

【００１４】例えば、上述した第１の従来例では、所望
の対物レンズ１が光軸位置に位置決めされるにあたっ
て、クリックボール８が板ばね９の係合範囲に入る手前
で反射型センサ６がマーク板５の反射パターンを検出
し、この検出信号により、電子制御回路がモータ３の回
転を十分減速する。次に、クリックボール８が板ばね９
の係合範囲に入ると、透過型センサ７がマーク板５の切
欠部を検出する。この検出信号によって、電子制御回路
がモータ３を完全に停止させることにより、クリックボ
ール８が板ばね９の係合範囲にはまり込み、所望の対物
レンズ１が光軸上に保持されるようになっている。

【００１５】この反射型センサ６とマーク板５の反射パ
ターンとの位置関係及び透過型センサ７とマーク板５の
切欠部との位置関係は、組立時、正確に調整されたクリ
ックボール８と板ばね９の係合が確実に行われるように
最適化されている。

【００１６】しかしながら、この従来例の場合、モータ
３の減速タイミングと停止タイミングを与える２つの指
標部を有するマーク板５は、ターレットではなくモータ
３或いは伝達機構４の回転軸に設けられている。このた
め、伝達機構４のガタ（バッククラッシュ）が大きかっ
たり、対物レンズ切換装置毎にばらついている場合に
は、各センサ６、７とマーク板５の位置関係の調整が難
しいものとなる。また、反射型センサ６と透過型センサ
７の両方を正確に調整しなければならないので、調整に
時間がかかってしまう。

【００１７】更に、対物レンズの装着状態（種類、本
数、取付け位置等）によってモータ３への負荷慣性は大
きく異なるが、この位置関係の調整は、対物レンズ１の
装着状態によらず常に固定のものである。この何れの場
合に於いても、レボルバ２のオーバーランやショートラ
ンなくクリックボール８と板ばね９の係合を確保するよ
うに、マーク板５と各センサ６、７の位置を調整するの
は非常に困難である。

【００１８】また、図１２及び図１３に示された第２の
従来例に於いては、所望の対物レンズを光軸位置に位置
決めするためのモータ１４の制動タイミングの調整は、
電気的な手段により行われる。

【００１９】レボルバ１３の始動後、所定量回転したこ
とを検出する検出部１６として、例えばフォトインタラ
プタ１７と遮光板１８とを設け、このフォトインタラプ
タ１７が遮光板１８の切欠部１８ａを検知することによ
り検知出力を行う。制御回路２３はこの検知出力を受け
て、予め設定された遅延時間の経過後遅延出力を行い、
このタイミングでモータ１４の制動を行う。遅延時間を
変えることにより、遮光板１８の位置の調整なくして制
動タイミングの調整が可能である。上記遅延時間は、ク
リックボール１９がＶ溝２０を乗り越えたり手前で止ま
ったりしないように、レボルバ装置毎に最適に調整す
る。

【００２０】しかしながら、この遅延時間はレボルバ装
置毎の固定値であり、対物レンズの装着状態（種類、本
数、取付け位置）の変化に対応できないため、対物レン
ズの装着状態によっては、クリックボール１９がＶ溝２
０にうまく係合しない恐れがある。また、レボルバ装置
の経年変化により、モータ１４への負荷やモータ特性そ
のものが変化したりすると、更にこの不具合が起こりや
すくなる。

【００２１】また、図１４に示される第３の従来例に於
いては、レボルバ３１の制動を開始するための対物レン
ズの数に対応した減速マーク３８は、所望の対物レンズ
を正確で且つ迅速に目標位置に位置決めするため、コー
ドディスク３７上に最適な寸法に形成されている。

【００２２】しかしながら、やはりこの第３の従来例に
於いても、減速マーク３８によって引起こされるレボル
バ３１の制動は各レボルバ装置毎に固定であり、上述し
た対物レンズの装着状態や経年変化には十分対応するこ
とができないという課題を有している。

【００２３】また、上記第１乃至第３の従来例に共通の
課題として、切換先の対物レンズの種類に応じてモータ
の制動条件を変えることができないという点が挙げられ
る。つまり、何れの場合も対物レンズの装着条件等によ
り、切換速度（切換時間）が変ってしまう。

【００２４】更に、速度が変わると、当然停止時の衝撃
も各条件により変わってきてしまう。停止時の衝撃は、
耐久性（摩耗性）に影響すると共に、周辺のごみを散乱
させることとなり、特に清潔な環境（クリーンルーム
等）での使用が必要な場合には大きな問題となる。

【００２５】また、油侵対物レンズや水侵対物レンズ等
の液侵対物レンズを顕微鏡等光学装置の観察光軸に位置
決めする場合、気泡の発生が問題となる。手動操作によ
り対物レンズの切換えを行う時は、気泡ができる限り発
生しないようにゆっくりと慎重に切換操作を行えば良
い。しかしながら、従来の電動化された対物レンズ切換
装置では、切換先の対物レンズの種類によらず常に同じ
制動動作であったため、水や油の付着した試料面に対物
レンズの先端が勢いよく接触してしまい、気泡の発生が
避けられないという不具合があった。

【００２６】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、各対物レンズを光軸に正確に位
置決めするための組立調整が容易で、対物レンズの装着
状態やレボルバの経年変化に影響を受けず、切換時間及
び停止時の振動が安定していて、迅速且つ確実に切換動
作が可能な対物レンズ切換装置を提供することにある。
また、切換先の対物レンズの種類や使用者に希望に応じ
て、切換時間の変更も可能な対物レンズ切換装置を提供
することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１に係る
対物レンズ切換装置は、複数の対物レンズが装着可能な
ターレットと、このターレットを電気的に回動させるた
めの駆動手段と、この駆動手段による回動力をターレッ
トに伝達するための伝達手段と、上記複数の対物レンズ
のうち何れか１つの対物レンズを光学装置の光軸に正確
に位置決めするための機械的な係合手段と、上記対物レ
ンズの切換指令を入力するための操作手段と、この操作
手段からの切換指令に応じて上記駆動手段の回動を制御
する制御手段とを備え、上記対物レンズのそれぞれが択
一的に光学装置の光軸に位置決めされる対物レンズ切換
装置に於いて、上記ターレットの回転位置が上記係合手
段の係合範囲内にあることを検出する係合検出手段と、
上記ターレットの角度変位を検出する角度検出手段とを
具備し、上記制御手段は、上記角度検出手段で検出され
た信号に基いて上記ターレットの回転速度を特定範囲内
で一定に保つ制御を行うことを特徴とする。

【００２８】また、請求項２に係る対物レンズ切換装置
は、上記係合検出手段が、上記特定範囲内を係合範囲外
として検出することを特徴とする。更に、請求項３に係
る対物レンズ切換装置は、上記操作手段が、上記対物レ
ンズの切換指令に加えて上記ターレットの回転速度の指
令を入力し、上記制御手段は上記回転速度指令に基いて
ターレット回転速度を可変することを特徴とする。

【００２９】請求項１に係る対物レンズ切換装置によれ
ば、制御手段が対物レンズ切換動作時に角度検出手段の
信号から現在位置を検出することにより、ターレットの
特定範囲内で回転速度がある定められた一定速度になる
よう駆動手段に駆動信号を送る。

【００３０】請求項２に係る対物レンズ切換装置によれ
ば、制御手段に於いてターレットの回転速度を一定する
範囲を、係合検出手段に於いて検出された係合位置以外
の範囲とし、その範囲内でターレットが一定速度になる
よう駆動手段に駆動信号を送る。

【００３１】請求項３に係る対物レンズ切換装置によれ
ば、操作手段に於いて対物レンズの切換指令に加えター
レットの回転速度の指令も入力可能とし、回転速度指令
に基いて制御手段でターレット回転速度を可能としてい
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。図１はこの発明の第１の
実施の形態となる対物レンズ切換装置の構成を示す断面
図、図２は図１のターレットの概略構成を示す平面図で
ある。

【００３３】図示されない顕微鏡等の光学装置の本体に
取付けられる取付部材５１には、支持部材５２が固定さ
れ、この支持部材５２に回転部材としてのターレット５
３が、ガイドとなる多数のボール５４を介して回動可能
に支持されている。ターレット５３は、異なる倍率を有
する複数（この例では５個）の対物レンズ５５ａ〜５５
ｅが装着可能な対物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅを有し
ている。また、観察に供する対物レンズ以外の対物レン
ズを観察試料から遠避けるため、その回転軸５３ｒが観
察光軸に対して１５度の傾きを有している。

【００３４】ターレット５３の外周部分には、５個の対
物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅに対応した係合溝Ｖａ〜
Ｖｅが、円周上の５ヶ所に形成されている。一方、支持
部材５２の上面には、先端にクリックボール５６が固着
された板ばね５７が固定されている。この板ばね５７
は、クリックボール５６をターレット５３の外周の係合
溝Ｖａ〜Ｖｅに押付けるように作用するもので、クリッ
クボール５６が係合溝Ｖａ〜Ｖｅに係合された時、ター
レット５３上に装着された各対物レンズ５５ａ〜５５ｅ
が光軸に正確に一致するようになっている。これらの板
ばね５７及びクリックボール５６は、ターレット５３と
支持部材５２との間で所定の係合力を有して接触する係
合手段を構成している。

【００３５】上記取付部材５１には固定板５８が延設さ
れており、この固定板５８にはモータ固定部材５９を介
してモータ６０が取付けられている。ターレット５３の
外周には、モータ６０の回転を減速しながらターレット
５３に回転を伝達するための歯車６１が設けられてい
る。この歯車６１は、モータ６０の回転軸６０ｒに固定
された歯車６２と噛合するように構成されている。

【００３６】また、ターレット５３の外周部分には、対
物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅに対応した５個の切欠部
６３ａ〜６３ｅを有する円盤状の検知板６３が固定され
ている。一方、取付部材５１には、この検知板６３に相
対するようにフォトインタラプタ等のフォトセンサ６５
が、取付板６４を介して固定されている。そして、これ
ら検知板６３とフォトセンサ６５とが、係合センサ７４
を構成している。

【００３７】この係合センサ７４は、ターレット５３の
係合溝Ｖａ〜Ｖｅとクリックボール５６とが係合してい
る時に所定の検出出力を発生すると共に、ターレット５
３の係合溝Ｖａ〜Ｖｅとクリックボール５６の係合によ
るターレット５３の各停止位置が、検知板６３の各切欠
部６３ａ〜６３ｅによる係合センサ７４の検出幅の中心
位置と正確に合致するように位置調整されている。

【００３８】上記モータ６０の回転軸６０ｒに固定され
た歯車６２には、放射状に均等に多数のスリットが形成
されたスリット板６６が取付けられており、このスリッ
ト板６６に相対するようにフォトインタラプタ等のフォ
トセンサ６７がモータ固定部材５９に取付けられてい
る。つまり、このスリット板６６とフォトセンサ６７
は、モータ６０の回転軸６０ｒの角度変位に応じてパル
ス信号を発生するようになっている。また、上記スリッ
ト板６６とフォトセンサ６７は、モータ６０の回転角度
を検出する角度センサ７５を構成している。

【００３９】更に、ターレット５３には３個の識別子、
例えば指標用磁石６８が、そしてこれら指標用磁石６８
と相対する支持部材５２の円周上には３個のセンサ、例
えば磁気を検知するホール素子６９が、それぞれ取付け
られている。これら指標用磁石６８とホール素子６９と
により、対物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅを識別するた
めの種別センサ７３が構成されている。

【００４０】次に、この種別センサ７３による対物レン
ズ取付部５３ａ〜５３ｅの識別方法について説明する。
図２に示されるように、ターレット５３上の３個のホー
ル素子６９ａ、６９ｂ、６９ｃは、５個の各対物レンズ
５５ａ〜５５ｅが観察光軸上に位置する時に、３個の指
標用磁石６８ａ〜６８ｃの何れかと相対し、且つ５個の
対物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅに設けられている孔に
応じて、各々異なったデジタル符号を形成するように構
成されている。

【００４１】図３は、これら３個のホール素子６９ａ〜
６９ｃによるデジタル符号の論理関係を表した図であ
る。図２及び図３に於いて、黒丸印は磁石があることを
表し、白丸印は磁石がないことを表している。

【００４２】次に、本実施の形態の電気制御系の構成に
ついて説明する。図４は、この対物レンズ切換装置の電
気制御系の構成を示すブロック図である。

【００４３】図４に於いて、対物レンズ切換装置を含む
光学装置の各部を操作するための各種スイッチを備えた
コントローラ７１には、このコントローラ７１からの入
力信号を受けると共に、上述した種別センサ７３、係合
センサ７４、角度センサ７５の信号により、モータ６０
を回転、停止させるための信号を得るＣＰＵ７２が接続
されている。このＣＰＵ７２は、上記した信号に基い
て、ドライバ７６を介してモータ６０を駆動させる。Ｃ
ＰＵ７２は、更に図示されない光学装置の各部へ駆動信
号を送るようになっている。

【００４４】上記コントローラ７１のスイッチとして、
例えば目的の対物レンズを光軸上に位置させるための５
個の対物指定スイッチや、対物レンズの焦点を合わせる
ためのフォーカスつまみ、光源の明るさを調整する電圧
ボリューム等が備えられている。また、コントローラ７
１には、図示されないが、上記光学装置各部への操作指
令を入力するスイッチがを備えられると共に、対物レン
ズ切換装置を含む光学装置の各部の状態を表示する表示
部が備えられている。

【００４５】次に、このように構成された対物レンズ切
換装置の第１の実施の形態の動作について、図５のフロ
ーチャートを参照して説明する。先ず、ステップＳ１に
て、コントローラ７１の対物レンズ切換指令が入力され
ると、ＣＰＵ７２に於いて、種別センサ７３が対物レン
ズ取付部５３ａ〜５３ｅの種別とコントローラ７１から
入力された切換先の対物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅの
種別とが比較されて、ターレット５３の回転方向と切換
段階数（１段階は隣の対物レンズ取付部への切換）とが
判断される。次いで、ステップＳ２にて、ドライバ７６
にモータ６０の回転が指示される。この場合の指示内容
としては、駆動電圧（Ｖｉ）及び方向がある。このＶｉ
は、モータ起動の際の初期電圧である。

【００４６】モータ６０の始動後、ステップＳ３に於い
て、係合センサ７４によりターレット５３の係合が外れ
たか否かが判断される。ここで、係合が外れたことが検
出された時点から、ＣＰＵ７２では角度センサ７５に基
いて速度制御が行われる。すなわち、ステップＳ４で、
常に角度センサ７５のパルスがカウントされたうえで、
一定時間間隔（ｔc ）でこのカウント数が読込まれ、所
定のパルス数（Ｐｃ）と比較される。

【００４７】所定のパルス数とは、例えば図６に示され
るようなテーブルで表されるもので、比較の結果が（実
際のパルス数の方がテーブルに対して）少なかった場合
には、ステップＳ５に進んで、駆動電圧が一定の割合で
増加される。或いは、逆に比較の結果が多かった場合は
駆動電圧が減少される。

【００４８】ここで、スリット板６６とフォトセンサ６
７の関係を、対物レンズ切換（隣の対物レンズへの切換
え）に対してスリット板６６を遮る回数が１０００パル
スに設定したとする。また、設定切換時間を０．５ｓｅ
ｃ（隣接する対物レンズに切換え）、ｔc （時間間隔）
を５ｍｓｅｃとすると、所定のパルス数（Ｐｃ）は１０
パルスとなる。この場合の駆動電圧制御は、図７（ａ）
または（ｂ）に示されるようになっている。

【００４９】すなわち、図６に示されるテーブルに基い
て、図７（ａ）または（ｂ）に表される駆動電圧が制御
される。この駆動電圧は、図６のテーブルに表されたパ
ルス数から実際にカウントされたパルス数が引かれ、そ
の結果から駆動電圧が５％ずつ（１パルス当たり）可変
されているものである。

【００５０】これらの所定のパルス数との比較及び駆動
電圧可変は、目標の係合範囲近くまで行われる。そし
て、ステップＳ６に於いて、係合センサ７４がオンにな
った時点でステップＳ７に進んでモータが停止される。
これにより、目標の対物レンズが光軸に入る。

【００５１】このように第１の実施の形態によれば、一
定時間間隔でターレットの角度を読込むことにより、回
転速度が検出され、所定の回転速度になるようモータの
駆動電圧が可変されているため、切換時間が安定（一
定）し、また停止時のターレットの速度も一定であるこ
とから停止動作も安定しているという利点を有する。す
なわち、負荷等が変動しても停止時の動作（振動）が変
わることはない。

【００５２】次に、この発明の第２の実施の形態につい
て説明する。この第２の実施の形態の基本構成は、上述
した第１の実施の形態の図４の構成に基いているが、コ
ントローラ７１に対物レンズ切換スピードの調整スイッ
チが追加される点が異なる。したがって、他の構成要素
についての説明は省略する。

【００５３】図８（ａ）に示されるように、この対物レ
ンズ切換スピード調整スイッチ７８ａは、例えば４段階
の切換式となっており、“１”が最も切換えスピードが
遅く、“４”が最も早い設定方法となっている。この対
物レンズ切換スピード調整スイッチ７８ａからは、コン
トローラ７１に設けられている他の対物レンズ切換スイ
ッチ等と同じく、ＣＰＵ７２にスイッチ信号が送られ
る。

【００５４】次に、この第２の実施の形態の動作につい
て、図９のフローチャートを参照して説明する。先ず、
ステップＳ１１にて、コントローラ７１の対物レンズ切
換指令が入力されると、ステップＳ１２にて、ＣＰＵ７
２により種別センサ７３が対物レンズ取付部５３ａ〜５
３ｅの種別とコントローラ７１から入力された切換先の
対物レンズ取付部５３ａ〜５３ｅの種別とが比較され
て、ターレット５３の回転方向と切換段階数（１段階は
隣接する対物レンズ取付部への切換え）とが判断され、
ドライバ７６にモータ６０の回転が指示される。この場
合の指示内容としては、駆動電圧（Ｖｉ）及び方向があ
る。Ｖｉはモータ６０の起動の際の初期電圧である。

【００５５】モータ６０の始動後、ステップＳ１３に於
いて、係合センサ７４によりターレット５３の係合が外
れたか否かが判断される。ここで、ターレット５３の係
合が外れたことが検出された時点から、ＣＰＵ７２によ
り角度センサ７５に基いて速度制御が行われる。

【００５６】これは、ステップＳ１４にて、常に角度セ
ンサ７５のパルスがカウントされたうえで、一定時間間
隔（ｔc ）でこのカウント数が読込まれる。また、ステ
ップＳ１５にて、対物レンズ切換スピード調整スイッチ
７８ａが読込まれ、続くステップＳ１６に於いて、この
設定に対応した駆動電圧算出が行われる。

【００５７】これは、先ず４段階の設定が、遅い方から
切換時間に換算されるもので、例えば、１．０ｓｅｃ、
０．７ｓｅｃ、０．５ｓｅｃ、０．４ｓｅｃとすると、
それぞれが図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に対
応する。ＣＰＵ７２では、図１０（ａ）〜（ｄ）に示さ
れるこれら４つのテーブルから、対物レンズ切換スピー
ド調整スイッチ７８ａの状態に対応したテーブルが選択
される。そして、選択されたテーブルを基に、上述した
第１の実施の形態と同様に、図７（ａ）、（ｂ）のテー
ブルに対応して駆動電圧が設定される。

【００５８】そして、ステップＳ１７に於いて係合範囲
が判断され、係合センサ７４がオンになったならば、ス
テップＳ１８に進んでモータ６０の動作が停止される。
尚、切換時間の設定は、正常に動作（停止）する範囲
（オーバーランや途中で停止しない範囲）で決めること
となる。

【００５９】以上のように、第２の実施の形態によれ
ば、使用者が状況に応じて対物レンズの切換速度を可変
にすることができるため、速度を遅く設定して停止時の
振動を最小限にしたり、時間を重視し切換速度を上げる
ことも可能である。

【００６０】また、上述した例では、対物レンズ切換ス
ピード調整スイッチ７８ａには４段階のスイッチを用い
たが、これに限られるものではない。例えば、図８
（ｂ）に示されるようなボリューム式の対物レンズ切換
スピード調整スイッチ７８ｂを構成して、微調整できる
ようにしても良い。その場合は、当然Ａ／Ｄ変換機をＣ
ＰＵ７２側に設けることとなる。

【００６１】このように、第１及び第２の実施の形態共
に、駆動電圧を可変して速度制御を行っているが、駆動
電圧は固定としてＰＷＭ駆動としても良い。この場合、
デューティーを可変することとなる。これらは駆動源と
しは直流モータを用いた場合の説明であるが、ステッピ
ングモータなど他のモータでも良く、例えばステッピン
グモータの場合は駆動周波数を脱調しない範囲で可変し
ていく方式が可能である。

【００６２】また、上述した実施の形態では、一定時間
おきに角度センサ７５のカウント数を読みにいく方法で
説明したが、逆に一定カウントするまでの時間を測定し
ても良い。

【００６３】更に、上述した実施の形態では、速度制御
する範囲を係合センサ７４により決定しているが、モー
タ６０の起動後からの予め決められた経過時間により、
範囲を決定しても良い。

【００６４】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成を得ることができる。すなわち、 （１） 複数の対物レンズが装着可能なターレットと、
このターレットを電気的に回動させるための駆動手段
と、この駆動手段による回動力をターレットに伝達する
ための伝達手段と、上記複数の対物レンズのうち何れか
１つの対物レンズを光学装置の光軸に正確に位置決めす
るための機械的な係合手段と、上記対物レンズの切換指
令を入力するための操作手段と、この操作手段からの切
換指令に応じて上記駆動手段の回動を制御する制御手段
とを備え、上記対物レンズのそれぞれが択一的に光学装
置の光軸に位置決めされる対物レンズ切換装置に於い
て、上記ターレットの回転位置が上記係合手段の係合範
囲内にあることを検出する係合検出手段と、上記ターレ
ットの角度変位を検出する角度検出手段とを具備し、上
記制御手段は、上記角度検出手段で検出された信号に基
いて上記ターレットの回転速度を特定範囲内で一定に保
つ制御を行うことを特徴とする対物レンズ切換装置。

【００６５】（２） 上記係合検出手段は、上記特定範
囲内を係合範囲外として検出することを特徴とした上記
（１）に記載の対物レンズ切換装置。 （３） 上記操作手段は、上記対物レンズの切換指令に
加えて上記ターレットの回転速度の指令を入力し、上記
制御手段は上記回転速度指令に基いてターレット回転速
度を可変することを特徴とする上記（１）若しくは
（２）の何れかに記載の対物レンズ切換装置。

【００６６】（４） 上記制御手段は、所定時間の上記
角度検出手段のパルスをカウントして、予め定められた
所定のパルス数と比較し、この比較結果に応じて上記駆
動手段の駆動電圧を変化させることを特徴とする上記
（１）若しくは（２）の何れかに記載の対物レンズ切換
装置。

【００６７】（５） 上記制御手段は、上記駆動手段の
回動速度を調整する速度調整手段を更に具備することを
特徴とする上記（１）若しくは（２）に記載の対物レン
ズ切換装置。

【００６８】（６） 上記制御手段は、所定時間の上記
角度検出手段のパルスをカウントして、予め定められた
所定のパルス数と比較し、この比較結果に応じて上記速
度調整手段の調整速度を変化させることを特徴とする上
記（５）に記載の対物レンズ切換装置。

【００６９】（７） 上記速度調整手段は段階的に速度
調整が可能なスイッチで構成されることを特徴とする上
記（６）に記載の対物レンズ切換装置。 （８） 上記速度調整手段は無段階に速度調整が可能な
スイッチで構成されることを特徴とする上記（６）に記
載の対物レンズ切換装置。

【００７０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明においては、
ターレットの角度変位を検出する角度検出手段とを設
け、この角度検出手段の信号をもとに制御手段がターレ
ット回転速度を一定に保つようにしたので、切換時間及
び停止時の振動が一定で安定した切換が可能である。こ
れは対物レンズの装着具合等の負荷の変動や、各部品の
耐性的な劣化やばね等の部品ばらつきの影響をうけない
ため、位置決めセンサの調整もラフで良く、減速位置検
出用のセンサ等も省くことが可能である。また使用者が
対物レンズの切換速度を設定できるため、油侵対物レン
ズや水侵対物レンズなどの特殊な対物を使用している場
合や、停止時の振動をできるだけ抑えたい場合は切換速
度を遅く設定し、工程等で使用され、切換時間が重視さ
れるような場合は切換速度を早く設定するなどの切換が
可能となっている。

【００７１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、各対物
レンズを光軸に正確に位置決めするための組立調整が容
易で、対物レンズの装着状態やレボルバの経年変化に影
響を受けず、切換時間及び停止時の振動が安定してい
て、迅速且つ確実に切換動作が可能な対物レンズ切換装
置を提供することができる。また、切換先の対物レンズ
の種類や使用者に希望に応じて、切換時間の変更も可能
な対物レンズ切換装置を提供するもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態となる対物レンズ
切換装置の構成を示す断面図である。

【図２】図１のターレットの概略構成を示す平面図であ
る。

【図３】図２の３個のホール素子６９ａ〜６９ｃによる
デジタル符号の論理関係を表した図である。

【図４】対物レンズ切換装置の電気制御系の構成を示す
ブロック図である。

【図５】第１の実施の形態に於ける対物レンズ切換装置
の動作について説明するフローチャートである。

【図６】経過時間と角度センサ７５でカウントされるパ
ルス数との関係を表したテーブルである。

【図７】パルス数と駆動電圧との関係を表したテーブル
である。

【図８】この発明の第２の実施の形態で、対物レンズ切
換スピード調整スイッチの例を示した図である。

【図９】この発明の第２の実施の形態の動作について説
明するフローチャートである。

【図１０】経過時間と角度センサ７５でカウントされる
パルス数との関係を表したテーブルである。

【図１１】第１の従来例を示したもので、レボルバの切
り換え装置の構成を示した断面図である。

【図１２】第２の従来例を示したもので、レボルバ装置
の構成を示した図である。

【図１３】第２の従来例を示したもので、レボルバ装置
の構成を示したブロック図である。

【図１４】第３の従来例を示したもので、レボルバ回転
装置の構成を示した図である。

【符号の説明】

５１ 取付部材、 ５２ 支持部材、 ５３ ターレット、 ５３ａ〜５３ｅ 対物レンズ取付部、 ５３ｒ、６０ｒ 回転軸、 ５４ ボール、 ５５ａ〜５５ｅ 対物レンズ、 ５６ クリックボール、 ５７ 板ばね、 ５８ 固定板、 ５９ モータ固定部材、 ６０ モータ、 ６１、６２ 歯車、 ６３ 検知板、 ６３ａ〜６３ｅ 切欠部、 ６４ 取付板、 ６５、６７ フォトセンサ、 ６６ スリット板、 ６８ 指標用磁石、 ６９、６９ａ〜６９ｅ ホール素子、 ７１、８１ コントローラ、 ７２、８２ ＣＰＵ、 ７３ 種別センサ、 ７４ 係合センサ、 ７５ 角度センサ、 ７６、８３ ドライバ、 ８４ メモリ、 Ｖａ〜Ｖｅ 係合溝。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の対物レンズが装着可能なターレッ
   トと、このターレットを電気的に回動させるための駆動
   手段と、この駆動手段による回動力をターレットに伝達
   するための伝達手段と、上記複数の対物レンズのうち何
   れか１つの対物レンズを光学装置の光軸に正確に位置決
   めするための機械的な係合手段と、上記対物レンズの切
   換指令を入力するための操作手段と、この操作手段から
   の切換指令に応じて上記駆動手段の回動を制御する制御
   手段とを備え、上記対物レンズのそれぞれが択一的に光
   学装置の光軸に位置決めされる対物レンズ切換装置に於
   いて、 上記ターレットの回転位置が上記係合手段の係合範囲内
   にあることを検出する係合検出手段と、 上記ターレットの角度変位を検出する角度検出手段とを
   具備し、 上記制御手段は、上記角度検出手段で検出された信号に
   基いて上記ターレットの回転速度を特定範囲内で一定に
   保つ制御を行うことを特徴とする対物レンズ切換装置。
2. 【請求項２】 上記係合検出手段は、上記特定範囲内を
   係合範囲外として検出することを特徴とする請求項１に
   記載の対物レンズ切換装置。
3. 【請求項３】 上記操作手段は、上記対物レンズの切換
   指令に加えて上記ターレットの回転速度の指令を入力
   し、上記制御手段は上記回転速度指令に基いてターレッ
   ト回転速度を可変することを特徴とする請求項１若しく
   は２の何れかに記載の対物レンズ切換装置。