直進駆動装置および拡大観察装置
【課題】移動部材を予め定められた方向に精度よく移動させることが可能な直進駆動装置およびそれを備えた拡大観察装置を提供する。
【解決手段】ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７は、連結板５３を介してガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に連結される。載置板５１は、ガイド部５３１上の摺動部材５４２およびガイド部５３２上の摺動部材５４４，５４５に固定され、ガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に固定されない。摺動部材５４１〜５４５は、ガイド部５３１，５３２に沿ってｘ方向に摺動可能に設けられる。連結板５３の固定部５３ｃに設けられた突起部５３ｘが、載置板５１の下面に固定された金属板の貫通孔内に挿入される。
【解決手段】ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７は、連結板５３を介してガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に連結される。載置板５１は、ガイド部５３１上の摺動部材５４２およびガイド部５３２上の摺動部材５４４，５４５に固定され、ガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に固定されない。摺動部材５４１〜５４５は、ガイド部５３１，５３２に沿ってｘ方向に摺動可能に設けられる。連結板５３の固定部５３ｃに設けられた突起部５３ｘが、載置板５１の下面に固定された金属板の貫通孔内に挿入される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直進駆動装置およびそれを備えた拡大観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、観察対象物を観察するため、顕微鏡を備えた拡大観察装置が用いられる。顕微鏡においては、ステージ上に観察対象物が載置された状態で、ステージが移動されることにより、観察対象物の位置合わせが行われる。特許文献１に記載される顕微鏡は、観察対象物を撮像するためのカメラおよび観察対象物が載置されるステージを有する。カメラは、Ｚ軸方向（鉛直方向）に沿うようにカメラ取付部に取り付けられる。カメラの下方において、回転可能にステージが設けられる。ステージは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージからなる。ステージがＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動されることにより、カメラの撮像領域に対する観察対象物の位置合わせが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような顕微鏡においては、観察対象物をカメラの撮像領域に正確に位置合わせするために、ステージをＸ軸方向およびＹ軸方向に精度よく移動させることが求められる。しかしながら、実際には、ステージの移動機構に寸法誤差または遊び等が存在する。そのため、従来のステージの移動機構の構成では、ステージをＸ軸方向またはＹ軸方向に精度よく移動させることが難しい。
【０００５】
本発明の目的は、移動部材を予め定められた方向に精度よく移動させることが可能な直進駆動装置およびそれを備えた拡大観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の発明に係る直進駆動装置は、移動部材と、移動部材を第１の方向に沿って移動させる駆動機構とを備え、駆動機構は、第１の方向に延びる案内部と、案内部に対して第１の方向に摺動可能に設けられる第１の摺動部材と、案内部に対して第１の方向に摺動可能に設けられるとともに移動部材に固定される第２の摺動部材と、第１の摺動部材を第１の方向に移動させる駆動装置とを含み、第１の摺動部材が第１の方向に移動することにより移動部材が第１の方向に移動するとともに第１の方向と交差する第２の方向において第１の摺動部材が移動部材に相対的に移動可能となるように第１の摺動部材が移動部材に係合されるものである。
【０００７】
その直進駆動装置においては、案内部に対して第１の方向に摺動可能に第１および第２の摺動部材が設けられる。第１の摺動部材は移動部材に係合され、第２の摺動部材は移動部材に固定される。駆動装置により第１の摺動部材が第１の方向に移動されることにより、移動部材および第２の摺動部材が一体的に案内部に沿って第１の方向に移動する。
【０００８】
駆動機構および第１の摺動部材の寸法誤差または遊び等により、第１の摺動部材に第１の方向と交差する第２の方向の力が加わることがある。それにより、第１の摺動部材は第２の方向に変移しつつ第１の方向に移動する。
【０００９】
第１の摺動部材は、第１の方向と交差する第２の方向において移動部材に相対的に移動可能である。そのため、第２の方向における第１の摺動部材の変移が移動部材に伝達されず、第１の摺動部材の第１の方向の移動のみが移動部材に伝達される。したがって、移動部材を精度よく第１の方向に移動させることができる。
【００１０】
（２）第１の摺動部材および移動部材の一方は、第２の方向に沿った被当接面を有し、第１の摺動部材および移動部材の他方は、被当接面に当接可能な当接部を有し、当接部が被当接面に当接することにより第１の摺動部材が移動部材に係合されてもよい。
【００１１】
この場合、簡単な構成で、第２の方向における第１の摺動部材の変移を移動部材に伝達することなく、第１の摺動部材の第１の方向の移動のみを移動部材に伝達することができる。
【００１２】
（３）第１の摺動部材および移動部材の一方は孔部を有し、被当接面は孔部の内面の一部であり、第１の摺動部材および移動部材の他方は孔部に挿入される突起を有し、当接部は突起であってもよい。
【００１３】
この場合、コンパクトな構成で第１の摺動部材を移動部材に係合させることができる。それにより、直進駆動装置の大型化を抑制しつつ、第２の方向における第１の摺動部材の変移を移動部材に伝達することなく、第１の摺動部材の第１の方向の移動のみを移動部材に伝達することができる。
【００１４】
（４）直進駆動装置は、当接部が被当接面に当接するように第１の摺動部材および移動部材の少なくとも一方を第１の方向に沿って付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。
【００１５】
この場合、当接部が被当接面に当接する状態を維持することができる。そのため、第１の方向に関して、第１の摺動部材の移動量と移動部材の移動量とを一致させることができる。したがって、第１の方向における第１の摺動部材の移動量を制御することによって第１の方向における移動部材の移動量を正確に制御することが可能になる。
【００１６】
（５）駆動装置は、第１の方向に沿うように配置される送りねじと、送りねじを第１の方向に平行な軸の周りに回転させるモータと、送りねじの回転により第１の方向に移動するように送りねじに取り付けられるとともに、第１の摺動部材に連結される可動部とを含んでもよい。
【００１７】
この場合、モータによって送りねじが回転されることにより、可動部および第１の摺動部材が一体的に第１の方向に移動する。これにより、簡単な構成で第１の摺動部材を第１の方向に移動させることができる。また、送りねじの軸が第１の方向に対してずれている場合でも、移動部材を精度よく第１の方向に移動させることができる。
【００１８】
（６）駆動部は、案内部に対して第１の方向に摺動可能に設けられ、第１の摺動部材に連結される第３の摺動部材をさらに含み、第２の摺動部材は、第１の摺動部材と第３の摺動部材との間に配置されてもよい。
【００１９】
この場合、第１の摺動部材を安定して第１の方向に移動させることができる。それにより、移動部材を安定して第１の方向に移動させることができる。
【００２０】
（７）第２の発明に係る拡大観察装置は、対象物を撮像する拡大観察装置であって、対象物が載置される載置部と、載置部に載置された対象物を撮像する撮像部と、載置部および撮像部の一方を他方に対して相対的に移動させる第１の発明に係る直進駆動装置とを備え、直進駆動装置の移動部材は、載置部、または撮像部に連結される連結部材であるものである。
【００２１】
その拡大観察装置においては、載置部に載置された対象物が撮像部により撮像される。載置部および撮像部の一方が他方に対して上記の直進駆動装置により相対的に移動される。これにより、撮像装置に対して観察対象物の位置合わせが行われる。この場合、上記の直進駆動装置が用いられるので、載置部および撮像部の一方を他方に対して精度よく第１の方向に移動させることができる。それにより、撮像部と対象物との相対的な位置合わせを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、移動部材を予め定められた方向に精度よく移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の顕微鏡を示す斜視図である。
【図３】顕微鏡の撮像装置がＺ方向と平行に固定されている状態を示す模式図である。
【図４】顕微鏡の撮像装置がＺ方向から所望の角度まで傾斜された状態を示す模式図である。
【図５】斜め上方から見たステージの分解斜視図である。
【図６】斜め下方から見たステージの分解斜視図である。
【図７】上方から見たステージの模式的平面図である。
【図８】摺動部材、連結板および載置板の関係を示す断面図である。
【図９】金属板の拡大平面図である。
【図１０】下方から見たステージの模式的平面図である。
【図１１】摺動部材、連結板および支持板の関係を示す断面図である。
【図１２】第１の比較例の構成を示す模式的平面図である。
【図１３】第１の比較例における可動部および載置板の傾きについて説明するための模式的平面図である。
【図１４】第２の比較例の構成を示す模式的平面図である。
【図１５】ステージの変形例について説明するための模式的平面図である。
【図１６】顕微鏡の他の実施の形態を示す模式的側面図である。
【図１７】本発明に係る直進移動装置を備える測定装置の模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態に係る直進駆動装置および拡大観察装置について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（１）拡大観察装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
以下において、水平面内で直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（鉛直方向）をＺ方向とする。
【００２７】
図１に示すように、拡大観察装置３００は、顕微鏡１００および画像処理装置２００を備える。
【００２８】
顕微鏡１００は、撮像装置１０、ステージ装置２０および回転角度センサ３０を含む。撮像装置１０は、カラーＣＣＤ（電荷結合素子）１１、ハーフミラー１２、対物レンズ１３、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）１５、照明用光源１６およびレンズ駆動部１７を含む。ステージ装置２０は、ステージ２１およびステージ支持部２３を含む。ステージ２１上には、観察対象物Ｓが載置される。
【００２９】
照明用光源１６は、例えば白色光を発生するハロゲンランプまたは白色ＬＥＤ（発光ダイオード）である。照明用光源１６により発生された白色光は、ハーフミラー１２により反射された後、対物レンズ１３によりステージ２１上の観察対象物Ｓに集光される。図１の例では、ステージ２１の上方からの照明のみが用いられるが、これに加えて、ステージ２１の下方からの照明が用いられてもよい。
【００３０】
観察対象物Ｓにより反射された白色光は、対物レンズ１３およびハーフミラー１２を透過してカラーＣＣＤ１１に入射する。カラーＣＣＤ１１は、赤色波長の光を受光する複数の赤色用画素、緑色波長の光を受光する複数の緑色用画素、および青色波長の光を受光する複数の青色用画素を有する。複数の赤色用画素、複数の緑色用画素および複数の青色用画素は二次元的に配列される。カラーＣＣＤ１１の各画素からは、受光量に対応する電気信号が出力される。カラーＣＣＤ１１の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１５によりデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号は、画像データとして画像処理装置２００に順次与えられる。カラーＣＣＤ１１に代えてＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の撮像素子が用いられてもよい。
【００３１】
対物レンズ１３は、Ｚ方向に移動可能に設けられる。レンズ駆動部１７は、画像処理装置２００の制御により対物レンズ１３をＺ方向に移動させる。それにより、撮像装置１０の焦点の位置がＺ方向において移動する。
【００３２】
ステージ２１は、Ｚ方向の軸の周りで回転可能にステージ支持部２３上に設けられる。ステージ２１は、画像処理装置２００から与えられる移動指令信号（駆動パルス）に基づいて、観察対象物Ｓが載置される載置板５１（後述の図５参照）をステージ支持部２３に対して相対的に後述するｘ方向およびｙ方向に移動させる。回転角度センサ３０は、ステージ２１の回転角度を検出し、検出した角度を示す角度検出信号を画像処理装置２００に与える。
【００３３】
画像処理装置２００は、インタフェース２１０、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２２０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２３０、記憶装置２４０、入力装置２５０、表示部２６０および作業用メモリ２７０を含む。
【００３４】
ＲＯＭ２３０には、システムプログラムが記憶される。記憶装置２４０は、ハードディスク等からなる。記憶装置２４０には、画像処理プログラムが記憶されるとともに、顕微鏡１００からインタフェース２１０を通して与えられる画像データ等の種々のデータを記憶する。画像処理プログラムの詳細は後述する。入力装置２５０は、キーボードおよびポインティングデバイスを含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。
【００３５】
表示部２６０は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。
【００３６】
作業用メモリ２７０は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）からなり、種々のデータの処理のために用いられる。
【００３７】
ＣＰＵ２２０は、記憶装置２４０に記憶された画像処理プログラムを実行することにより作業用メモリ２３０を用いて画像データに基づく画像処理を行うとともに、画像データに基づく画像を表示部２６０に表示させる。また、ＣＰＵ２２０は、インタフェース２１０を通して顕微鏡１００のカラーＣＣＤ１１、照明用光源１６、レンズ駆動部１７およびステージ２１を制御する。
【００３８】
図２は、図１の顕微鏡１００を示す斜視図である。以下において、水平面内で直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（鉛直方向）をＺ方向とする。
【００３９】
図２に示すように、顕微鏡１００はベース１を有する。ベース１上には、第１の支持台２が取り付けられるとともに、この第１の支持台２の前面に嵌め込まれるように第２の支持台３が取り付けられる。
【００４０】
第１の支持台２の上端部には、連結部４がＹ方向に延びる回動軸Ｒ１の周りに回動可能に取り付けられる。連結部４には回動支柱５が取り付けられる。それにより、回動支柱５は連結部４の回動に伴って回動軸Ｒ１を支点としてＺ方向に平行な垂直面内で傾斜可能である。使用者は、固定つまみ９により連結部４を第１の支持台２に対して固定することができる。
【００４１】
連結部６の前面には環状の支持部７が取り付けられる。支持部７には、略円筒状の撮像装置１０が取り付けられる。図３の状態では、撮像装置１０の光軸Ｒ２はＺ方向に平行である。支持部７は、撮像装置１０を水平面内で移動させるための複数の調整ネジ４１を有する。複数の調整ネジ４１を用いて撮像装置１０の光軸Ｒ２が回動軸Ｒ１に垂直に交差するように撮像装置１０の位置を調整することができる。
【００４２】
ベース１上の第２の支持台３の前面には、Ｚ方向に摺動可能にスライダ８が取り付けられる。第２の支持台３の側面には、調整つまみ４２が設けられる。スライダ８のＺ方向（高さ方向）の位置は、調整つまみ４２により調整可能である。
【００４３】
スライダ８上にステージ支持部２３が取り付けられる。ステージ支持部２３に対してＺ方向の回転軸Ｒ３の周りに回転可能にステージ２１が設けられる。ステージ２１は、直進移動装置の例である。ステージ２１は、載置面２１ａを有する。載置面２１ａの中央には、円形状の取付板２１ｂが着脱可能に取り付けられる。取付板２１ｂ上に、観察対象物Ｓが載置される。撮像条件に応じて、遮光性の取付板２１ｂおよび透光性の取付板２１ｂを選択的に用いることができる。例えば、ステージ２１の上方からの照明（図１の照明用光源１６からの光）のみを用いる場合には、遮光性の取付板２１ｂが設けられる。また、ステージ２１の下方からの照明が用いられる場合には、透光性の取付板２１ｂが用いられる。
【００４４】
撮像装置１０によりステージ２１上の観察対象物Ｓが種々の倍率で撮像される。ステージ２１には、水平面内で互いに直交するｘ方向およびｙ方向が設定される。ステージ２１の載置面２１ａは、ｘ方向およびｙ方向に移動可能に設けられる。ステージ２１が回転軸Ｒ３の周りに回転すると、ステージ２１のｘ方向およびｙ方向も回転する。それにより、ステージ２１のｘ方向およびｙ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に対して水平面内で傾斜する。
【００４５】
図３は、顕微鏡１００の撮像装置１０がＺ方向と平行に固定されている状態を示す模式図である。また、図４は、顕微鏡１００の撮像装置１０がＺ方向から所望の角度まで傾斜された状態を示す模式図である。
【００４６】
図３に示すように、回動支柱５がＺ方向に平行な状態で固定つまみ９を締めることにより連結部４が第２の支持台３に固定される。それにより、撮像装置１０の光軸Ｒ２がＺ方向に平行な状態で回動軸Ｒ１に垂直に交差する。この場合、撮像装置１０の光軸Ｒ２はステージ２１の表面に垂直となる。
【００４７】
固定つまみ９を緩めることにより連結部４が回動軸Ｒ１の周りに回動可能となり、回動支柱５が回動軸Ｒ１を支点として傾斜可能となる。それにより、図４に示すように、撮像装置１０の光軸Ｒ２をＺ方向に対して任意の角度θ傾斜させることができる。この場合、撮像装置１０の光軸Ｒ２は回動軸Ｒ１に垂直に交差する。同様にして、撮像装置１０の光軸Ｒ２をＺ方向に対して図４と逆側に任意の角度傾斜させることができる。
【００４８】
したがって、調整つまみ４２（図２）を用いて、ステージ２１上の観察対象物Ｓの表面の高さを回動軸Ｒ１の高さに一致させることにより、観察対象物Ｓの同じ部分を垂直な方向および斜め方向から観察することができる。
【００４９】
（２）ステージの構成
ステージ２１の詳細について説明する。図５は、斜め上方から見たステージ２１の分解斜視図であり、図６は、斜め下方から見たステージ２１の分解斜視図である。図５および図６には、ｘ方向、ｙ方向およびＺ方向が矢印で示される。
【００５０】
図５および図６に示すように、ステージ２１は、主に、ベース部５０、載置板５１および支持板５５を含む。ベース部５０の上面に載置板５１が取り付けられ、ベース部５０の下面に支持板５５が取り付けられる。載置板５１の上面が載置面２１ａに相当する。
【００５１】
ベース部５０は、上下に配置された上板５０１（図５）および下板５０２（図６）を含む。上板５０１および下板５０２の各々は矩形状を有し、ｘ方向に平行な２辺およびｙ方向に平行な２辺を有する。上板５０１の略中央部および下板５０２の略中央部には、ｙ方向に延びる長円形状の開口５０１ａ（図５）および開口５０２ａ（図６）がそれぞれ形成される。上板５０１および下板５０２の開口５０１ａ，５０２ａ、ならびに後述の載置板５１および支持板５５の開口５１ａ、５５ａを通して、ステージ２１の下方から観察対象物Ｓに透過光が照射される。
【００５２】
ｘ方向に平行でかつ上下に重なる上板５０１の一辺および下板５０２の一辺に沿うように、ｘ方向駆動機構５１０が設けられる。また、ｙ方向に平行でかつ上下に重なる上板５０１の他辺および下板５０２の他辺に沿うように、ｙ方向駆動機構５２０が設けられる。ｘ方向駆動機構５１０およびｙ方向駆動機構５２０を覆うように、ベース部５０にカバーが取り付けられてもよい。
【００５３】
ｘ方向駆動機構５１０は、モータ支持部５１２、ねじ受け部５１３，５１４、モータ５１５、送りねじ５１６、および可動部５１７を含む。上板５０１および下板５０２の上記一辺からｙ方向に沿って突出するようにモータ支持部５１２、ねじ受け部５１３，５１４が設けられる。モータ支持部５１２にモータ５１５が固定される。モータ５１５の回転軸に送りねじ５１６の一端が接続される。送りねじ４１５は、モータ支持部５１２、ねじ受け部５１３，５１４を貫通するようにｘ方向に平行に配置される。送りねじ４１５は、ねじ受け部５１３，５１４によって一定姿勢を維持しつつｘ方向に平行な軸の周りに回転可能に支持される。ねじ受け部５１３，５１４間に可動部５１７が配置される。可動部５１７にはねじ孔５１７ａが形成される。可動部５１７のねじ孔５１７ａに送りねじ５１６がねじ込まれる。可動部５１７は、送りねじ５１６の回転に伴い、ねじ受け部５１３，５１４間において送りねじ５１６に沿ってｘ方向に移動する。
【００５４】
モータ５１５には、送り調整つまみ５１５ａが設けられる。送り調整つまみ５１５ａを回転させることにより、送りねじ５１６を回転させることができる。それにより、使用者は、手動で可動部５１７をｘ方向に移動させることができる。
【００５５】
ｙ方向駆動機構５２０は、モータ支持部５２２、ねじ受け部５２３，５２４、モータ５２５、送りねじ５２６、および可動部５２７を含む。上板５０１および下板５０２の上記他辺からｘ方向に突出するようにモータ支持部５２２、ねじ受け部５２３，５２４が設けられる。モータ支持部５２２にモータ５２５が固定される。モータ５２５の回転軸に送りねじ５２６の一端が接続される。送りねじ５２６は、モータ支持部５２２、ねじ受け部５２３，５２４を貫通するようにｙ方向に平行に配置される。送りねじ５２６は、ねじ受け部５２３，５２４によって一定姿勢を維持しつつｙ方向に平行な軸の周りに回転可能に支持される。ねじ受け部５２３，５２４間に可動部５２７が配置される。可動部５２７にはねじ孔５２７ａが形成される。可動部５２７のねじ孔５２７ａに送りねじ５２６がねじ込まれる。可動部５２７は、送りねじ５２６の回転に伴い、ねじ受け部５２３，５２４間において送りねじ５２６に沿ってｙ方向に移動する。
【００５６】
モータ５２５には、送り調整つまみ５２５ａが設けられる。送り調整つまみ５２５ａを回転させることにより、送りねじ５２６を回転させることができる。それにより、使用者は、手動で可動部５２７をｙ方向に移動させることができる。
【００５７】
図５に示すように、上板５０１の上面には、ｘ方向に平行な上板５０１の一辺に沿ってｘ方向に延びるようにガイド部５３１が設けられ、ｘ方向に平行な上板５０１の他辺に沿ってｘ方向に延びるようにガイド部５３２が設けられる。ガイド部５３１には、摺動部材５４１，５４２，５４３がこの順でｘ方向に並ぶように取り付けられる。ガイド部５３２には、摺動部材５４４，５４５がｘ方向に並ぶように取り付けられる。摺動部材５４１〜５４５は、ガイド部５３１，５３２に沿ってｘ方向に摺動可能に設けられる。ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法は、ｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりも大きく設定される。ガイド部５３１の一端部近傍における上板５０１の部分には、スプリング接続孔Ｓ１が形成される。
【００５８】
ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７およびガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に、略Ｕ字状の連結板５３が取り付けられる。連結板５３は、延伸部５３ａおよび固定部５３ｂ，５３ｃ，５３ｄからなる。延伸部５３ａはｘ方向に延びる。延伸部５３ａの一端部に固定部５３ｂが設けられ、延伸部５３ａの両端部からｙ方向にそれぞれ突出するように固定部５３ｃ、５３ｄが設けられる。固定部５３ｃには、上方に突起する突起部５３ｘが設けられる。固定部５３ｂが可動部５１７にねじにより固定され、固定部５３ｃ，５３ｄが摺動部材５４１，５４３にねじによりそれぞれ固定される。これにより、可動部５１７が連結板５３を介して摺動部材５４１，５４３に連結される。
【００５９】
載置板５１は、矩形状を有する。載置板５１の略中心部に円形の開口５１ａが形成される。開口５１ａを閉塞するように、取付板２１ｂが載置板５１に取り付けられる。図６に示すように、載置板５１の下面には、一対の矩形の凹部５１ｂ，５１ｃが載置板５１の一辺に沿うように形成される。凹部５１ｂの底面には、さらに一定深さの矩形の凹部５１ｄが形成される。凹部５１ｄ内には金属板５４７がねじにより固定される。金属板５４７には貫通孔５４７ａが形成される。凹部５１ｃの近傍における載置板５１の部分には、スプリング接続孔Ｓ２が形成される。
【００６０】
図５に示すように、ベース部５０の上板５０１の上面に重なるように載置板５１が配置される。この場合、凹部５１ｂ，５１ｃ（図６）内に連結板５３の固定部５３ｃ，５３ｄがそれぞれ配置され、凹部５１ｂ，５１ｃ（図６）間における載置板５１の領域が摺動部材５４２に重なる。また、固定部５３ｃに設けられた突起部５３ｘが、載置板５１の凹部５１ｄ内に取り付けられた金属板５４７の貫通孔５４７ａに挿入される。
【００６１】
ベース部５０の上板５０１と載置板５１との間において、ガイド部５３１と隣り合いかつｘ方向に沿うようにスプリングＰ１が配置される。スプリングＰ１の一端は、上板５０１のスプリング接続孔Ｓ１に接続され、他端は、載置板５１のスプリング接続孔Ｓ２に接続される。
【００６２】
その状態で、ガイド部５３１に取り付けられた摺動部材５４２およびガイド部５３２に取り付けられた摺動部材５４４，５４５に載置板５１がねじにより固定される。これにより、ガイド部５３１，５３２に沿ってｘ方向に移動可能に載置板５１がベース部５０の上板５０１の上面上に取り付けられる。
【００６３】
図６に示すように、ベース部５０の下板５０２の下面には、ｙ方向に平行な下板５０２の一辺に沿ってｙ方向に延びるようにガイド部５６１が設けられ、ｙ方向に平行な下板５０２の他辺に沿ってｙ方向に延びるようにガイド部５６２が設けられる。ガイド部５６１には、摺動部材５７１，５７２，５７３がこの順でｙ方向に並ぶように取り付けられる。また、ガイド部５６２には、摺動部材５７４，５７５がｙ方向に並ぶように取り付けられる。摺動部材５７１〜５７５は、ガイド部５６１、５６２に沿ってｙ方向に摺動可能に設けられる。ｙ方向における摺動部材５７１，５７３の寸法は、ｙ方向における摺動部材５７２，５７４，５７５の寸法よりも大きく設定される。摺動部材５７１，５７２上には、一定高さのセパレータ５８１，５８２がねじによりそれぞれ固定される。ガイド部５６１の一端部近傍における下板５０２の部分には、スプリング接続孔Ｓ３が形成される。
【００６４】
支持板５５は、略矩形状を有する。支持板５５には、円形状の開口５５ａが形成される。支持板５５の一の角部およびその角部に隣り合う一辺の部分を抉るように切り欠き５５ｂ，５５ｃがそれぞれが形成される。切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域には、下方に突起する突起部５５ｘが形成される。また、切り欠き５５ｃの近傍における支持板５５の部分には、スプリング接続孔Ｓ４が形成される。
【００６５】
ベース部５０の下板５０２に重なるように支持板５５が配置される。この場合、切り欠き５５ｂ，５５ｃ内にセパレータ５８１，５８２がそれぞれ配置され、切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域が摺動部材５７２に重なる。また、ベース部５０の下板５０２と支持板５５との間において、ガイド部５６１と隣り合いかつｙ方向に沿うようにスプリングＰ２が配置される。スプリングＰ２の一端は、下板５０２のスプリング接続孔Ｓ３に接続され、他端は、支持板５５のスプリング接続孔Ｓ４に接続される。
【００６６】
その状態で、ガイド部５６１に取り付けられた摺動部材５７２およびガイド部５６２に取り付けられた摺動部材５７４，５７５に支持板５５がねじにより固定される。これにより、ガイド部５６１，５６２に沿ってｙ方向に移動可能に支持板５５がベース部５０の下板５０２の下面上に取り付けられる。
【００６７】
さらに、ｙ方向駆動機構５２０の可動部５２７および摺動部材５７１，５７３上のセパレータ５８１，５８２に、Ｌ字形状の連結板５６が取り付けられる。この場合、切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域が連結板５６と摺動部材５７２との間に配置される。連結板５６の一端部が摺動部材５７３にねじにより固定され、他端部が可動部５２７にねじにより固定され、中間部が摺動部材５７１にねじにより固定される。連結板５６には、貫通孔５６ａが形成される。貫通孔５６ａに、切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域に設けられた突起部５５ｘが挿入される。セパレータ５８１、５８２の高さは、支持板５５の厚みと同じかそれよりも大きい。
【００６８】
（３）ステージの動作
（３−１）ベース部に対する載置板の相対的移動
ベース部５０に対する載置板５１の相対的な移動について説明する。図７は、上方から見たステージ２１の模式的平面図である。図７においては、ｙ方向駆動機構５２０の図示が省略される。図８は、摺動部材５４１〜５４３、連結板５３および載置板５１の関係を示す断面図である。図９は、金属板５４７の拡大平面図である。図７〜図９において、ｘ方向に沿った一方向をｘ１方向とし、その反対方向をｘ２方向とする。
【００６９】
図７に示すように、ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７は、連結板５３を介してガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に連結される。載置板５１は、ガイド部５３１上の摺動部材５４２およびガイド部５３２上の摺動部材５４４，５４５に固定され、ガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に固定されない。
【００７０】
スプリングＰ１の一端部は上板５０１のスプリング接続孔Ｓ１に接続され、他端部は載置板５１のスプリング接続孔Ｓ２に接続される。これにより、載置板５１がベース部に対してｘ２方向に付勢される。
【００７１】
図８に示すように、連結板５３の固定部５３ｃに設けられた突起部５３ｘが、載置板５１の下面に固定された金属板５４７の貫通孔５４７ａ内に挿入される。スプリングＰ１（図７）の付勢力により、突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面にｘ１方向に押し当てられる。それにより、突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面に当接する状態が維持される。また、載置板５１の凹部５１ｂの側面と連結板５３の固定部５３ｃの側面との間および載置板５１の凹部５１ｂの底面と連結板５３の固定部５３ｃの上面との間には隙間が形成される。同様に、載置板５１の凹部５１ｃの側面と連結板５３の固定部５３ｄの側面との間および載置板５１の凹部５１ｃの底面と連結板５３の固定部５３ｄの上面との間には隙間が形成される。さらに、載置板５１の下面は、摺動部材５４１，５４３と接触しない。これにより、突起部５３ｘを除いて、連結板５３または摺動部材５４１，５４３から載置板５１に力が加わること、および載置板５１から連結板５３または摺動部材５４１，５４３に力が加わることはない。
【００７２】
図９に示すように、金属板５４７の貫通孔５４７ａは長円形状を有し、ｙ方向に延びるように設けられる。そのため、連結板５３の突起部５３ｘは、貫通孔５４７ａ内においてｙ方向に移動可能でかつＺ方向の周りで回転可能となる。載置板５１としては、例えば、樹脂材料等の比較的強度が低い材料が用いられる。載置板５１の磨耗および変形等を防止するため、突起部５３ｘと接触する載置板５１の部分に金属板５４７が取り付けられる。載置板５１が高い強度を有する場合には、金属板５４７が用いられることなく、載置板５１に貫通孔５４７ａが形成され、その貫通孔５４７ａ内に突起部５３ｘが配置されてもよい。また、貫通孔５４７ａの形状は、長円形状に限らない。貫通孔５４７ａ内において突起部５３ｘの移動スペースが確保されるのであれば、貫通孔５４７ａが矩形状、円形状または三角形状等の他の形状であってもよい。
【００７３】
図７および図８において、モータ５１５によって送りねじ５１６が回転されると、その回転方向に応じて可動部５１７がｘ１方向またはｘ２方向に移動するとともに、可動部５１７に連結された摺動部材５４１，５４３がガイド部５３２に沿ってｘ１方向またはｘ２方向に摺動する。
【００７４】
摺動部材５４１，５４３がｘ１方向に移動する場合、連結板５３の突起部５３ｘから金属板５４７を介して載置板５１にｘ１方向への力が加えられる。それにより、載置板５１および摺動部材５４２，５４４，５４５がスプリングＰ１の付勢力に抗してガイド部５３１，５３２に沿ってｘ１方向に移動する。一方、摺動部材５４１，５４３がｘ２方向に移動する場合、スプリングＰ１の付勢力により載置板５１および摺動部材５４２，５４４，５４５がガイド部５３１，５３２に沿ってｘ２方向に移動する。
【００７５】
（３−２）ベース部に対する支持板の相対的移動
ベース部５０に対する支持板５５の相対的な移動について説明する。図１０は、下方から見たステージ２１の模式的平面図である。図１０においては、ｘ方向駆動機構５１０の図示が省略される。図１１は、摺動部材５７１〜５７３、連結板５６および支持板５５の関係を示す断面図である。図１０および図１１において、ｙ方向に沿った一方向をｙ１方向とし、その反対方向をｙ２方向とする。
【００７６】
図１０に示すように、ｙ方向駆動機構５２０の可動部５２７は、連結板５６およびセパレータ５８１，５８２（図１１）を介してガイド部５６１上の摺動部材５７１，５７３に連結される。載置板５１は、ガイド部５６１上の摺動部材５７２およびガイド部５６２上の摺動部材５７４，５７５に固定され、ガイド部５６１上の摺動部材５７１，５７３に固定されない。
【００７７】
スプリングＰ２の一端部は下板５０２のスプリング接続孔Ｓ３に接続され、他端部は支持板５５のスプリング接続孔Ｓ４に接続される。これにより、載置板５１がベース部５０に対してｙ２方向に付勢される。
【００７８】
図１１に示すように、支持板５５の突起部５５ｘが、連結板５６の貫通孔５６ａ内に挿入される。スプリングＰ２の付勢力により、突起部５５ｘが連結板５６の貫通孔５６ａの内周面にｙ１方向に押し当てられる。それにより、突起部５５ｘが連結板５６の貫通孔５６ａの内周面に当接する状態が維持される。また、支持板５５の切り欠き５５ｂの側面とセパレータ５８１の側面との間には隙間が形成される。同様に、支持板５５の切り欠き５５ｃの側面とセパレータ５８２の側面との間には隙間が形成される。さらに、支持板５５の上面は、摺動部材５７１，５７３と接触せず、支持板５５の下面は、連結板５６に接触しない。これにより、突起部５５ｘを除いて、連結板５６、セパレータ５８１，５８２または摺動部材５７１，５７３から支持板５５に力が加わること、および支持板５５から連結板５６、セパレータ５８１，５８２または摺動部材５７１，５７３に力が加わることはない。
【００７９】
連結板５６の貫通孔５６ａは、金属板５４７の貫通孔５４７ａ（図９）と同様に長円形状を有し、ｘ方向に延びるように設けられる。そのため、支持板５５の突起部５５ｘは、貫通孔５６ａ内においてｘ方向に移動可能でかつＺ方向の周りで回転可能となる。貫通孔５６ａの形状は、長円形状に限らない。貫通孔５６ａ内において突起部５５ｘの移動スペースが確保されるのであれば、貫通孔５６ａが矩形状、円形状または三角形状等の他の形状であってもよい。
【００８０】
図１０および図１１において、モータ５２５によって送りねじ５２６が回転されると、その回転方向に応じて可動部５２７がｙ１方向またはｙ２方向に移動するとともに、可動部５１７に連結された摺動部材５７１，５７３がガイド部５６１に沿ってｙ１方向またはｙ２方向に摺動する。
【００８１】
摺動部材５７１，５７３がｙ１方向に移動する場合、連結板５６から支持板５５の突起部５５ｘにｙ１方向への力が加えられる。それにより、支持板５５および摺動部材５７２，５７４，５７５がスプリングＰ２の付勢力に抗してガイド部５６１，５６２に沿ってｙ１方向に移動する。一方、摺動部材５７１，５７３がｙ２方向に移動する場合、スプリングＰ２の付勢力により支持板５５および摺動部材５７２，５７４，５７５がガイド部５６１，５６２に沿ってｙ２方向に移動する。
【００８２】
（３−３）撮像装置に対する載置板の相対的な移動
このように、載置板５１はベース部５０に対して相対的にｘ方向に移動し、支持板５５はベース部５０に対して相対的にｙ方向に移動する。本実施の形態では、ステージ２１の支持板５５が図２のステージ支持部２３に固定される。それにより、撮像装置１０に対して支持板５５は相対的に移動せず、撮像装置１０に対してベース部５０は相対的にｙ方向に移動し、撮像装置１０に対して載置板５１は相対的にｘ方向およびｙ方向に移動する。したがって、撮像装置１０に対して載置板５１上の観察対象物Ｓを所望の位置に移動させることができる。
【００８３】
（４）実施の形態の効果
本実施の形態に係る拡大観察装置３００のステージ２１においては、ガイド部５３１，５３２に対してｘ方向に摺動可能に摺動部材５４１〜５４５が設けられる。摺動部材５４２，５４４，５４５に載置板５１が固定され、摺動部材５４１，５４３に載置板５１が固定されない。ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７が連結板５３を介して摺動部５４１，５４３に連結され、連結板５３に設けられた突起部５３ｘが載置板５１に取り付けられた金属板５４７の貫通孔５４７ａ内に配置される。
【００８４】
この場合、一体化された可動部５１７および摺動部材５４１，５４３が、ｘ方向以外の方向において載置板５１に相対的に移動可能である。そのため、ｘ方向以外の方向における可動部５１７および摺動部材５４１，５４３の変移が載置板５１に伝達されず、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３のｘ方向の移動のみが載置板５１に伝達される。したがって、ベース部５０に対して載置板５１を精度よくｘ方向に移動させることができる。
【００８５】
また、本実施の形態では、連結板５３の突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面に当接するように、載置板５１がベース部５０に対してスプリングＰ１により付勢される。これにより、連結板５３の突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面に当接する状態が維持される。そのため、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３のｘ方向における移動量と載置板５１のｘ方向における移動量とを一致させることができる。したがって、ｘ方向における可動部５１７および摺動部材５４１，５４３の移動量を制御することにより、ｘ方向における載置板５１の移動量を正確に制御することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、可動部５１７が２つの摺動部材５４１，５４３に連結されるので、可動部５１７が１つの摺動部材のみに連結される場合に比べて、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３が安定してｘ方向に移動可能となる。それにより、載置板５１を安定してｘ方向に移動させることができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、ベース部５０に対して載置板５１を移動させるための機構とベース部５０に対して支持板５５を移動させるための機構とが同様の構成を有する。そのため、ベース部５０に対する支持板５５の移動に関して、ベース部５０に対する載置板５１の移動と同様の効果が得られる。したがって、ベース部５０に対して支持板５５をｙ方向に精度よく移動させることができる。それにより、撮像装置１０に対して載置板５１をｘ方向およびｙ方向に精度よく移動させることができる。その結果、撮像装置１０に対して観察対象物Ｓを容易に位置合わせすることができる。
【００８８】
（５）本実施の形態と比較例との比較
本発明の比較例および本願発明と比較例との違いについて説明する。以下の説明では、ベース部５０に対する載置板５１の相対的な移動についてのみ説明し、ベース部５０に対する支持板５５の相対的な移動についての説明は省略する。上記のように、本実施の形態では、ベース部５０に対する支持板５５の移動に関して、ベース部５０に対する載置板５１の移動と同様の効果が得られる。
【００８９】
（５−１）
図１２は、第１の比較例の構成を示す模式的平面図である。第１の比較例について、本実施の形態と異なる点を説明する。第１の比較例では、載置板５１が摺動部材５４１，５４３に固定される。また、連結部材５３ｐが可動部５１７および載置板５１に固定される。それにより、可動部５１７、連結部材５３ｐ、載置板５１および摺動部材５４１，５４３〜５４５が一体化される。また、スプリングＰ１および摺動部材５４２が設けられない。第１の比較例においては、次のような問題が生じる。
【００９０】
（５−１−１）載置板の傾き
可動部５１７は、設計上の制約によりガイド部５３１，５３２の外側に設けられる。このような構成においては、載置板５１を移動させる際に、Ｚ方向の周りにおける回転方向の力が可動部５１７および載置板５１に加わる。
【００９１】
第１の比較例では、可動部５１７と載置板５１とが一体化されているので、載置板５１を移動させる際に、可動部５１７および載置板５１が一体的に傾くことがある。図１３は、第１の比較例における可動部５１７および載置板５１の傾きについて説明するための模式的平面図である。図１３（ａ）に示すように、可動部５１７がｘ１方向に移動する場合には、載置板５１および可動部５１７がＧ１方向に一体的に傾く。また、図１３（ｂ）に示すように、可動部５１７がｘ２方向に移動する場合には、載置板５１および可動部５１７がＧ２方向に一体的に傾く。
【００９２】
載置板５１が傾くと、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が生じる。また、可動部５１７の移動が開始されるよりも遅れて載置板５１が移動を開始することがある。特に、可動部５１の移動方向が反転されるときには、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移および載置板５１の移動の遅れがより大きくなる。ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移および載置板５１の移動の遅れが生じることにより、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【００９３】
それに対して、本実施の形態では、ｘ方向以外の方向における可動部５１７の変移が載置板５１に伝達されないので、載置板５１を移動させる際に、載置板５１と可動部５１７とが一体的に傾くことが防止される。
【００９４】
また、本実施の形態では、連結板５３の突起部５３ｘおよび金属板５４７の貫通孔５４７ａがガイド部５３１上に配置される。このように、載置板５１への力点がガイド部５３１上に設けられることにより、突起部５３ｘから載置板５１に加えられる力によって載置板５１が傾くことが防止される。
【００９５】
（５−１−２）バックラッシュによる移動の遅れ
ｘ方向駆動機構５１０においては、可動部５１７をｘ方向に円滑に移動させるために、送りねじ５１６のねじ山と可動部５１７のねじ山との間に隙間（バックラッシュ）が設けられることが好ましい。
【００９６】
第１の比較例においては、上記のバックラッシュが設けられることにより、送りねじ５１６が可動部５１７に対して一時的に空回りすることがある。そのため、送りねじ５１６の回転が開始されるよりも遅れて可動部５１７の移動が開始されることがある。したがって、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【００９７】
それに対して、本実施の形態では、スプリングＰ１の付勢力によって可動部５１７のねじ山と送りねじ５１６のねじ山とが互いに当接する状態が維持される。したがって、バックラッシュによる可動部５１７の移動の遅れが抑制される。その結果、載置板５１の移動の遅れが防止される。
【００９８】
（５−１−３）送りねじの軸のずれ
送りねじ５１６の軸が、ｘ方向に対して微視的にずれている場合がある。この場合、可動部５１７がｘ方向以外の方向に微視的に変移する。第１の比較例では、可動部５１７と載置板５１とが一体化されているので、送りねじ５１６の軸のずれによってｘ方向以外の方向における可動部５１７の変移が生じると、載置板５１にもｘ方向以外の方向における変移が生じる。それにより、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【００９９】
それに対して、本実施の形態では、送りねじ５１６の軸のずれに起因してｘ方向以外の方向における可動部５１７の変移が生じても、その変移が載置板５１に伝達されない。したがって、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が防止される。
【０１００】
（５−１−４）可動部の回転
送りねじ５１６の回転時には、送りねじ５１６と可動部５１７との間の摩擦力により、僅かながら可動部５１７が送りねじ５１６の回転方向に回転することがある。
【０１０１】
第１の比較例では、可動部５１７と載置板５１とが一体化されているので、可動部５１７が送りねじ５１６の回転方向に回転すると、載置板５１も可動部５１７とともに回転する。それにより、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が生じる。したがって、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【０１０２】
それに対して、本実施の形態では、送りねじ５１６と可動部５１７との間の摩擦力によって可動部５１７が送りねじ５１６の回転方向に回転しても、その回転が載置板５１に伝達されない。したがって、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が防止される。
【０１０３】
（５−２）第２の比較例
図１４は、第２の比較例の構成を示す模式的平面図である。第２の比較例について、第１の比較例と異なる点を説明する。第２の比較例では、ｘ方向に沿った載置板５１の一辺に凹部５１ｐが設けられる。連結部材５３ｐは、載置板５１に固定されず、凹部５１ｐ内に配置される。凹部５１ｐ内で連結部材５３ｐがｘ方向およびｙ方向に一定距離移動可能なように、凹部５１ｐのｘ方向およびｙ方向の寸法が設定される。
【０１０４】
第２の比較例においては、可動部５１７と載置板５１とが一体化されていないので、図１３に示したように可動部５１７および載置板５１が一体的に傾くことが防止される。また、送りねじ５１６の軸がｘ方向からずれている場合でも、可動部５１７とともに載置板５１がｘ方向以外の方向に移動することが防止される。
【０１０５】
しかしながら、第２の比較例では、可動部５１７の移動量と載置板５１の移動量とが一致しないので、載置板５１の移動量の制御が困難になる。また、載置板５１から可動部５１７に加わる反力により、送りねじ５１６に対する可動部５１７の向きがずれる可能性がある。この場合、可動部５１７の移動量と載置板５１の移動量とのずれがより大きくなり、載置板５１の移動量の制御がより困難になる。
【０１０６】
それに対して、本実施の形態では、スプリングＰ１によって載置板５１が付勢されることにより、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３の移動量と載置板５１の移動量とを一致させることができる。それにより、載置板５１の移動量を正確に制御することが可能となる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、可動部５１７がガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に連結されるため、可動部５１７を安定にｘ方向に移動させることができる。また、可動部５１７の移動方向を規制するための他のガイド部を設ける必要がないので、コストの増大が抑制される。
【０１０８】
また、本実施の形態では、ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法がｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりも大きく設定される。それにより、摺動部材５４１，５４３の向きがずれることが防止される。したがって、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３を精度よくｘ方向に移動させることができる。
【０１０９】
（６）他の実施の形態
（６−１）
図１５は、ステージ２１の変形例について説明するための模式的平面図である。図１５には、ベース部５０と載置板５１との関係が示される。
【０１１０】
上記実施の形態では、ベース部５０の上面において、可動部５１７が２つの摺動部材５４１，５４３に連結されるが、ｘ方向以外の方向における摺動部材５４１の変移が防止される場合または許容される場合には、図１５の例のように、可動部５１７が１つの摺動部材５４１にのみ連結され、摺動部材５４３が設けられなくてもよい。同様に、ベース部５０の下面において、可動部５２７が１つの摺動部材５７１のみに連結され、摺動部材５７３が設けられなくてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態では、ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法がｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりも大きく設定されるが、ｘ方向以外の方向における摺動部材５４１，５４３の変移が防止される場合または許容される場合には、ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法がｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりと同じかまたはそれよりも小さくてもよい。同様に、ｙ方向における摺動部材５７１，５７３の寸法がｙ方向における摺動部材５７２，５７４，５７５の寸法よりと同じかまたはそれよりも小さくてもよい。
【０１１２】
（６−２）
上記実施の形態では、ベース部５０に対して載置板５１を移動させるための機構およびベース部５０に対して支持板５５を移動させるための機構の両方が本発明の駆動機構の構成を有するが、これらの一方のみが本発明の駆動機構の構成を有してもよい。
【０１１３】
（６−３）
上記実施の形態では、ベース部５０に対して載置板５１および支持板５５を付勢するためにスプリングＰ１，Ｐ２が用いられるが、ベース部５０に対する載置板５１および支持板５５の直進性が確保されるのであれば、スプリングＰ１，Ｐ２の少なくとも一方が用いられなくてもよい。
【０１１４】
（６−４）
上記実施の形態では、金属板５４７に貫通孔５４７ａが設けられるとともに連結板５３に突起部５３ｘが設けられるが、これに限らず、金属板５４７に突起部が設けられるとともに連結板５３に貫通孔が設けられてもよい。また、連結板５３に突起部５３ｘまたは貫通孔が設けられる代わりに、摺動部材５４１，５４３の少なくとも一方に突起部または貫通孔が設けられてもよい。
【０１１５】
また、上記実施の形態では、連結板５６に貫通孔５６ａが設けられるとともに支持板５５に突起部５５ｘが設けられるが、これに限らず、支持板５５に貫通孔が設けられるとともに連結板５６に突起部が設けられてもよい。また、連結板５６に貫通孔５６ａまたは突起部が設けられる代わりに、摺動部材５７１，５７３の少なくとも一方に貫通孔または突起部が設けられてもよい。
【０１１６】
（６−５）
上記実施の形態では、載置板５１をベース部５０に対してｘ方向に案内するため、および支持板５５をベース部５０に対してｙ方向に案内するためにレール状のガイド部５３１，５３２，５６１，５６２が用いられるが、これに限らない。レール状のガイド部５３１，５３２，５６１，５６２の代わりに、例えば、ｘ方向またはｙ方向に沿うように形成された溝が用いられてもよい。
【０１１７】
（６−６）
上記実施の形態の顕微鏡１００においては、観察対象物Ｓが載置されるステージ２１として本発明に係る直進移動装置が用いられるが、これに限らない。図１６は、顕微鏡１００の他の実施の形態を示す模式的側面図である。図１６の顕微鏡１００について、図１の顕微鏡１００と異なる点を説明する。
【０１１８】
図１６の顕微鏡１００においては、ベース１上にステージ２１が回転可能に設けられる。また、第１の支持台によりステージ２１の上方に直進移動装置４００が支持される。直進移動装置４００は、移動部材として載置板５１の代わりに連結部材４００ａを有する点を除いて、上記のステージ２１と同様の構成を有する。連結部材４００ａには撮像装置１０が取り付けられる。この場合、直進移動装置４００によって連結部材４００ａが移動されることにより、撮像装置１０がステージ２１に対して相対的に移動される。それにより、撮像装置１０をステージ２１に対して精度よくｘ方向およびｙ方向に移動させることができる。その結果、撮像装置１０と観察対象物Ｓとの相対的な位置合わせを容易に行うことができる。また、本例では、観察対象物Ｓが移動されないので、液体中に配置された観察対象物Ｓの撮像等を良好に行うことができる。
【０１１９】
なお、直進移動装置４００により撮像装置１０の全体が移動される代わりに、カラーＣＣＤ１１または対物レンズ１３等の撮像装置１０の一部の構成要素のみが直進移動装置４００により移動されてもよい。
【０１２０】
（６−７）
上記実施の形態は、本発明に係る直進移動装置が拡大観察装置３００に用いられた例であるが、これに限らず、本発明に係る直進移動装置が他の装置に用いられてもよい。図１７は、本発明に係る直進移動装置を備える測定装置の模式的側面図である。図１７の測定装置１００ａについて、図１６の顕微鏡１００と異なる点を説明する。
【０１２１】
図１７の測定装置１００ａにおいては、直進移動装置４００の連結部材４００ａに撮像装置１０の代わりに観察対象物Ｓの変位を測定する接触式変位計４５０が取り付けられる。この場合、直進移動装置４００によって連結部材４００ａが移動されることにより、接触式変位計４５０がステージ２１に対して相対的に移動される。それにより、接触式変位計４５０をステージ２１に対して精度よくｘ方向およびｙ方向に移動させることができる。その結果、観察対象物Ｓの変移を正確に測定することができる。
【０１２２】
なお、測定装置１００ａにおいては、直進移動装置４００が連結部材４００ａを一方向のみに移動させるように構成されてもよい。また、測定装置１００ａにおいて、上記実施の形態と同様に、ステージ２１として直進移動装置が用いられてもよい。
【０１２３】
（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１２４】
上記実施の形態においては、ステージ２１が直進移動装置の例であり、載置板５１、支持板５５または連結部材４００ａが移動部材の例であり、ベース部５０が駆動機構の例であり、ｘ方向またはｙ方向が第１の方向の例であり、ガイド部５３１，５６１または溝が案内部の例であり、摺動部材５４１，５７１が第１の摺動部材の例であり、摺動部材５４２，５７２が第２の摺動部材の例であり、ｘ方向駆動機構５１０またはｙ方向駆動機構５２０が駆動装置の例である。また、貫通孔５４７ａ，５６ａの内周面が非当接面の例であり、貫通孔５４７ａ，５６ａが孔部の例であり、突起部５３ｘ，５５ｘが当接部および突起の例であり、スプリングＰ１，Ｐ２が付勢部材の例であり、送りねじ５１６，５２６が送りねじの例であり、モータ５１５，５２５がモータの例であり、可動部５１７，５２７が可動部の例であり、摺動部材５４３，５７３が第３の摺動部材の例である。また、載置板５１が載置部の例であり、撮像装置１０が撮像部の例であり、連結部材４００ａが連結部材の例である。
【０１２５】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、種々の観察装置または種々の計測装置等に有効に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０ 撮像装置
５０ ベース部
５１ 載置板
５３，５６ 連結板
５３ｘ，５５ｘ 突起部
５５ 支持板
５６ａ，５４７ａ 貫通孔
１００ 顕微鏡
３００ 拡大観察装置
４００ 直進移動装置
４００ａ 連結部材
４５０ 接触式変位計
５０１ 上板
５０２ 下板
５１０ ｘ方向駆動機構
５１２，５２２ モータ支持部
５１３，５１４，５２３，５２４ ねじ受け部
５１５，５２５ モータ
５１６，５２６ 送りねじ
５１７，５２７ 可動部
５２０ ｙ方向駆動機構
５３１，５３２，５６１，５６２ ガイド部
５４１〜５４５，５７１〜５７５ 摺動部材
５４７ 金属板
Ｐ１，Ｐ２ スプリング
Ｓ 観察対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直進駆動装置およびそれを備えた拡大観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、観察対象物を観察するため、顕微鏡を備えた拡大観察装置が用いられる。顕微鏡においては、ステージ上に観察対象物が載置された状態で、ステージが移動されることにより、観察対象物の位置合わせが行われる。特許文献１に記載される顕微鏡は、観察対象物を撮像するためのカメラおよび観察対象物が載置されるステージを有する。カメラは、Ｚ軸方向（鉛直方向）に沿うようにカメラ取付部に取り付けられる。カメラの下方において、回転可能にステージが設けられる。ステージは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能なＸ−Ｙステージからなる。ステージがＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動されることにより、カメラの撮像領域に対する観察対象物の位置合わせが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような顕微鏡においては、観察対象物をカメラの撮像領域に正確に位置合わせするために、ステージをＸ軸方向およびＹ軸方向に精度よく移動させることが求められる。しかしながら、実際には、ステージの移動機構に寸法誤差または遊び等が存在する。そのため、従来のステージの移動機構の構成では、ステージをＸ軸方向またはＹ軸方向に精度よく移動させることが難しい。
【０００５】
本発明の目的は、移動部材を予め定められた方向に精度よく移動させることが可能な直進駆動装置およびそれを備えた拡大観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の発明に係る直進駆動装置は、移動部材と、移動部材を第１の方向に沿って移動させる駆動機構とを備え、駆動機構は、第１の方向に延びる案内部と、案内部に対して第１の方向に摺動可能に設けられる第１の摺動部材と、案内部に対して第１の方向に摺動可能に設けられるとともに移動部材に固定される第２の摺動部材と、第１の摺動部材を第１の方向に移動させる駆動装置とを含み、第１の摺動部材が第１の方向に移動することにより移動部材が第１の方向に移動するとともに第１の方向と交差する第２の方向において第１の摺動部材が移動部材に相対的に移動可能となるように第１の摺動部材が移動部材に係合されるものである。
【０００７】
その直進駆動装置においては、案内部に対して第１の方向に摺動可能に第１および第２の摺動部材が設けられる。第１の摺動部材は移動部材に係合され、第２の摺動部材は移動部材に固定される。駆動装置により第１の摺動部材が第１の方向に移動されることにより、移動部材および第２の摺動部材が一体的に案内部に沿って第１の方向に移動する。
【０００８】
駆動機構および第１の摺動部材の寸法誤差または遊び等により、第１の摺動部材に第１の方向と交差する第２の方向の力が加わることがある。それにより、第１の摺動部材は第２の方向に変移しつつ第１の方向に移動する。
【０００９】
第１の摺動部材は、第１の方向と交差する第２の方向において移動部材に相対的に移動可能である。そのため、第２の方向における第１の摺動部材の変移が移動部材に伝達されず、第１の摺動部材の第１の方向の移動のみが移動部材に伝達される。したがって、移動部材を精度よく第１の方向に移動させることができる。
【００１０】
（２）第１の摺動部材および移動部材の一方は、第２の方向に沿った被当接面を有し、第１の摺動部材および移動部材の他方は、被当接面に当接可能な当接部を有し、当接部が被当接面に当接することにより第１の摺動部材が移動部材に係合されてもよい。
【００１１】
この場合、簡単な構成で、第２の方向における第１の摺動部材の変移を移動部材に伝達することなく、第１の摺動部材の第１の方向の移動のみを移動部材に伝達することができる。
【００１２】
（３）第１の摺動部材および移動部材の一方は孔部を有し、被当接面は孔部の内面の一部であり、第１の摺動部材および移動部材の他方は孔部に挿入される突起を有し、当接部は突起であってもよい。
【００１３】
この場合、コンパクトな構成で第１の摺動部材を移動部材に係合させることができる。それにより、直進駆動装置の大型化を抑制しつつ、第２の方向における第１の摺動部材の変移を移動部材に伝達することなく、第１の摺動部材の第１の方向の移動のみを移動部材に伝達することができる。
【００１４】
（４）直進駆動装置は、当接部が被当接面に当接するように第１の摺動部材および移動部材の少なくとも一方を第１の方向に沿って付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。
【００１５】
この場合、当接部が被当接面に当接する状態を維持することができる。そのため、第１の方向に関して、第１の摺動部材の移動量と移動部材の移動量とを一致させることができる。したがって、第１の方向における第１の摺動部材の移動量を制御することによって第１の方向における移動部材の移動量を正確に制御することが可能になる。
【００１６】
（５）駆動装置は、第１の方向に沿うように配置される送りねじと、送りねじを第１の方向に平行な軸の周りに回転させるモータと、送りねじの回転により第１の方向に移動するように送りねじに取り付けられるとともに、第１の摺動部材に連結される可動部とを含んでもよい。
【００１７】
この場合、モータによって送りねじが回転されることにより、可動部および第１の摺動部材が一体的に第１の方向に移動する。これにより、簡単な構成で第１の摺動部材を第１の方向に移動させることができる。また、送りねじの軸が第１の方向に対してずれている場合でも、移動部材を精度よく第１の方向に移動させることができる。
【００１８】
（６）駆動部は、案内部に対して第１の方向に摺動可能に設けられ、第１の摺動部材に連結される第３の摺動部材をさらに含み、第２の摺動部材は、第１の摺動部材と第３の摺動部材との間に配置されてもよい。
【００１９】
この場合、第１の摺動部材を安定して第１の方向に移動させることができる。それにより、移動部材を安定して第１の方向に移動させることができる。
【００２０】
（７）第２の発明に係る拡大観察装置は、対象物を撮像する拡大観察装置であって、対象物が載置される載置部と、載置部に載置された対象物を撮像する撮像部と、載置部および撮像部の一方を他方に対して相対的に移動させる第１の発明に係る直進駆動装置とを備え、直進駆動装置の移動部材は、載置部、または撮像部に連結される連結部材であるものである。
【００２１】
その拡大観察装置においては、載置部に載置された対象物が撮像部により撮像される。載置部および撮像部の一方が他方に対して上記の直進駆動装置により相対的に移動される。これにより、撮像装置に対して観察対象物の位置合わせが行われる。この場合、上記の直進駆動装置が用いられるので、載置部および撮像部の一方を他方に対して精度よく第１の方向に移動させることができる。それにより、撮像部と対象物との相対的な位置合わせを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、移動部材を予め定められた方向に精度よく移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の顕微鏡を示す斜視図である。
【図３】顕微鏡の撮像装置がＺ方向と平行に固定されている状態を示す模式図である。
【図４】顕微鏡の撮像装置がＺ方向から所望の角度まで傾斜された状態を示す模式図である。
【図５】斜め上方から見たステージの分解斜視図である。
【図６】斜め下方から見たステージの分解斜視図である。
【図７】上方から見たステージの模式的平面図である。
【図８】摺動部材、連結板および載置板の関係を示す断面図である。
【図９】金属板の拡大平面図である。
【図１０】下方から見たステージの模式的平面図である。
【図１１】摺動部材、連結板および支持板の関係を示す断面図である。
【図１２】第１の比較例の構成を示す模式的平面図である。
【図１３】第１の比較例における可動部および載置板の傾きについて説明するための模式的平面図である。
【図１４】第２の比較例の構成を示す模式的平面図である。
【図１５】ステージの変形例について説明するための模式的平面図である。
【図１６】顕微鏡の他の実施の形態を示す模式的側面図である。
【図１７】本発明に係る直進移動装置を備える測定装置の模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態に係る直進駆動装置および拡大観察装置について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（１）拡大観察装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る拡大観察装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
以下において、水平面内で直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（鉛直方向）をＺ方向とする。
【００２７】
図１に示すように、拡大観察装置３００は、顕微鏡１００および画像処理装置２００を備える。
【００２８】
顕微鏡１００は、撮像装置１０、ステージ装置２０および回転角度センサ３０を含む。撮像装置１０は、カラーＣＣＤ（電荷結合素子）１１、ハーフミラー１２、対物レンズ１３、Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）１５、照明用光源１６およびレンズ駆動部１７を含む。ステージ装置２０は、ステージ２１およびステージ支持部２３を含む。ステージ２１上には、観察対象物Ｓが載置される。
【００２９】
照明用光源１６は、例えば白色光を発生するハロゲンランプまたは白色ＬＥＤ（発光ダイオード）である。照明用光源１６により発生された白色光は、ハーフミラー１２により反射された後、対物レンズ１３によりステージ２１上の観察対象物Ｓに集光される。図１の例では、ステージ２１の上方からの照明のみが用いられるが、これに加えて、ステージ２１の下方からの照明が用いられてもよい。
【００３０】
観察対象物Ｓにより反射された白色光は、対物レンズ１３およびハーフミラー１２を透過してカラーＣＣＤ１１に入射する。カラーＣＣＤ１１は、赤色波長の光を受光する複数の赤色用画素、緑色波長の光を受光する複数の緑色用画素、および青色波長の光を受光する複数の青色用画素を有する。複数の赤色用画素、複数の緑色用画素および複数の青色用画素は二次元的に配列される。カラーＣＣＤ１１の各画素からは、受光量に対応する電気信号が出力される。カラーＣＣＤ１１の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１５によりデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１５から出力されるデジタル信号は、画像データとして画像処理装置２００に順次与えられる。カラーＣＣＤ１１に代えてＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサ等の撮像素子が用いられてもよい。
【００３１】
対物レンズ１３は、Ｚ方向に移動可能に設けられる。レンズ駆動部１７は、画像処理装置２００の制御により対物レンズ１３をＺ方向に移動させる。それにより、撮像装置１０の焦点の位置がＺ方向において移動する。
【００３２】
ステージ２１は、Ｚ方向の軸の周りで回転可能にステージ支持部２３上に設けられる。ステージ２１は、画像処理装置２００から与えられる移動指令信号（駆動パルス）に基づいて、観察対象物Ｓが載置される載置板５１（後述の図５参照）をステージ支持部２３に対して相対的に後述するｘ方向およびｙ方向に移動させる。回転角度センサ３０は、ステージ２１の回転角度を検出し、検出した角度を示す角度検出信号を画像処理装置２００に与える。
【００３３】
画像処理装置２００は、インタフェース２１０、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２２０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）２３０、記憶装置２４０、入力装置２５０、表示部２６０および作業用メモリ２７０を含む。
【００３４】
ＲＯＭ２３０には、システムプログラムが記憶される。記憶装置２４０は、ハードディスク等からなる。記憶装置２４０には、画像処理プログラムが記憶されるとともに、顕微鏡１００からインタフェース２１０を通して与えられる画像データ等の種々のデータを記憶する。画像処理プログラムの詳細は後述する。入力装置２５０は、キーボードおよびポインティングデバイスを含む。ポインティングデバイスとしては、マウスまたはジョイスティック等が用いられる。
【００３５】
表示部２６０は、例えば液晶ディスプレイパネルまたは有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルにより構成される。
【００３６】
作業用メモリ２７０は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）からなり、種々のデータの処理のために用いられる。
【００３７】
ＣＰＵ２２０は、記憶装置２４０に記憶された画像処理プログラムを実行することにより作業用メモリ２３０を用いて画像データに基づく画像処理を行うとともに、画像データに基づく画像を表示部２６０に表示させる。また、ＣＰＵ２２０は、インタフェース２１０を通して顕微鏡１００のカラーＣＣＤ１１、照明用光源１６、レンズ駆動部１７およびステージ２１を制御する。
【００３８】
図２は、図１の顕微鏡１００を示す斜視図である。以下において、水平面内で直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（鉛直方向）をＺ方向とする。
【００３９】
図２に示すように、顕微鏡１００はベース１を有する。ベース１上には、第１の支持台２が取り付けられるとともに、この第１の支持台２の前面に嵌め込まれるように第２の支持台３が取り付けられる。
【００４０】
第１の支持台２の上端部には、連結部４がＹ方向に延びる回動軸Ｒ１の周りに回動可能に取り付けられる。連結部４には回動支柱５が取り付けられる。それにより、回動支柱５は連結部４の回動に伴って回動軸Ｒ１を支点としてＺ方向に平行な垂直面内で傾斜可能である。使用者は、固定つまみ９により連結部４を第１の支持台２に対して固定することができる。
【００４１】
連結部６の前面には環状の支持部７が取り付けられる。支持部７には、略円筒状の撮像装置１０が取り付けられる。図３の状態では、撮像装置１０の光軸Ｒ２はＺ方向に平行である。支持部７は、撮像装置１０を水平面内で移動させるための複数の調整ネジ４１を有する。複数の調整ネジ４１を用いて撮像装置１０の光軸Ｒ２が回動軸Ｒ１に垂直に交差するように撮像装置１０の位置を調整することができる。
【００４２】
ベース１上の第２の支持台３の前面には、Ｚ方向に摺動可能にスライダ８が取り付けられる。第２の支持台３の側面には、調整つまみ４２が設けられる。スライダ８のＺ方向（高さ方向）の位置は、調整つまみ４２により調整可能である。
【００４３】
スライダ８上にステージ支持部２３が取り付けられる。ステージ支持部２３に対してＺ方向の回転軸Ｒ３の周りに回転可能にステージ２１が設けられる。ステージ２１は、直進移動装置の例である。ステージ２１は、載置面２１ａを有する。載置面２１ａの中央には、円形状の取付板２１ｂが着脱可能に取り付けられる。取付板２１ｂ上に、観察対象物Ｓが載置される。撮像条件に応じて、遮光性の取付板２１ｂおよび透光性の取付板２１ｂを選択的に用いることができる。例えば、ステージ２１の上方からの照明（図１の照明用光源１６からの光）のみを用いる場合には、遮光性の取付板２１ｂが設けられる。また、ステージ２１の下方からの照明が用いられる場合には、透光性の取付板２１ｂが用いられる。
【００４４】
撮像装置１０によりステージ２１上の観察対象物Ｓが種々の倍率で撮像される。ステージ２１には、水平面内で互いに直交するｘ方向およびｙ方向が設定される。ステージ２１の載置面２１ａは、ｘ方向およびｙ方向に移動可能に設けられる。ステージ２１が回転軸Ｒ３の周りに回転すると、ステージ２１のｘ方向およびｙ方向も回転する。それにより、ステージ２１のｘ方向およびｙ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に対して水平面内で傾斜する。
【００４５】
図３は、顕微鏡１００の撮像装置１０がＺ方向と平行に固定されている状態を示す模式図である。また、図４は、顕微鏡１００の撮像装置１０がＺ方向から所望の角度まで傾斜された状態を示す模式図である。
【００４６】
図３に示すように、回動支柱５がＺ方向に平行な状態で固定つまみ９を締めることにより連結部４が第２の支持台３に固定される。それにより、撮像装置１０の光軸Ｒ２がＺ方向に平行な状態で回動軸Ｒ１に垂直に交差する。この場合、撮像装置１０の光軸Ｒ２はステージ２１の表面に垂直となる。
【００４７】
固定つまみ９を緩めることにより連結部４が回動軸Ｒ１の周りに回動可能となり、回動支柱５が回動軸Ｒ１を支点として傾斜可能となる。それにより、図４に示すように、撮像装置１０の光軸Ｒ２をＺ方向に対して任意の角度θ傾斜させることができる。この場合、撮像装置１０の光軸Ｒ２は回動軸Ｒ１に垂直に交差する。同様にして、撮像装置１０の光軸Ｒ２をＺ方向に対して図４と逆側に任意の角度傾斜させることができる。
【００４８】
したがって、調整つまみ４２（図２）を用いて、ステージ２１上の観察対象物Ｓの表面の高さを回動軸Ｒ１の高さに一致させることにより、観察対象物Ｓの同じ部分を垂直な方向および斜め方向から観察することができる。
【００４９】
（２）ステージの構成
ステージ２１の詳細について説明する。図５は、斜め上方から見たステージ２１の分解斜視図であり、図６は、斜め下方から見たステージ２１の分解斜視図である。図５および図６には、ｘ方向、ｙ方向およびＺ方向が矢印で示される。
【００５０】
図５および図６に示すように、ステージ２１は、主に、ベース部５０、載置板５１および支持板５５を含む。ベース部５０の上面に載置板５１が取り付けられ、ベース部５０の下面に支持板５５が取り付けられる。載置板５１の上面が載置面２１ａに相当する。
【００５１】
ベース部５０は、上下に配置された上板５０１（図５）および下板５０２（図６）を含む。上板５０１および下板５０２の各々は矩形状を有し、ｘ方向に平行な２辺およびｙ方向に平行な２辺を有する。上板５０１の略中央部および下板５０２の略中央部には、ｙ方向に延びる長円形状の開口５０１ａ（図５）および開口５０２ａ（図６）がそれぞれ形成される。上板５０１および下板５０２の開口５０１ａ，５０２ａ、ならびに後述の載置板５１および支持板５５の開口５１ａ、５５ａを通して、ステージ２１の下方から観察対象物Ｓに透過光が照射される。
【００５２】
ｘ方向に平行でかつ上下に重なる上板５０１の一辺および下板５０２の一辺に沿うように、ｘ方向駆動機構５１０が設けられる。また、ｙ方向に平行でかつ上下に重なる上板５０１の他辺および下板５０２の他辺に沿うように、ｙ方向駆動機構５２０が設けられる。ｘ方向駆動機構５１０およびｙ方向駆動機構５２０を覆うように、ベース部５０にカバーが取り付けられてもよい。
【００５３】
ｘ方向駆動機構５１０は、モータ支持部５１２、ねじ受け部５１３，５１４、モータ５１５、送りねじ５１６、および可動部５１７を含む。上板５０１および下板５０２の上記一辺からｙ方向に沿って突出するようにモータ支持部５１２、ねじ受け部５１３，５１４が設けられる。モータ支持部５１２にモータ５１５が固定される。モータ５１５の回転軸に送りねじ５１６の一端が接続される。送りねじ４１５は、モータ支持部５１２、ねじ受け部５１３，５１４を貫通するようにｘ方向に平行に配置される。送りねじ４１５は、ねじ受け部５１３，５１４によって一定姿勢を維持しつつｘ方向に平行な軸の周りに回転可能に支持される。ねじ受け部５１３，５１４間に可動部５１７が配置される。可動部５１７にはねじ孔５１７ａが形成される。可動部５１７のねじ孔５１７ａに送りねじ５１６がねじ込まれる。可動部５１７は、送りねじ５１６の回転に伴い、ねじ受け部５１３，５１４間において送りねじ５１６に沿ってｘ方向に移動する。
【００５４】
モータ５１５には、送り調整つまみ５１５ａが設けられる。送り調整つまみ５１５ａを回転させることにより、送りねじ５１６を回転させることができる。それにより、使用者は、手動で可動部５１７をｘ方向に移動させることができる。
【００５５】
ｙ方向駆動機構５２０は、モータ支持部５２２、ねじ受け部５２３，５２４、モータ５２５、送りねじ５２６、および可動部５２７を含む。上板５０１および下板５０２の上記他辺からｘ方向に突出するようにモータ支持部５２２、ねじ受け部５２３，５２４が設けられる。モータ支持部５２２にモータ５２５が固定される。モータ５２５の回転軸に送りねじ５２６の一端が接続される。送りねじ５２６は、モータ支持部５２２、ねじ受け部５２３，５２４を貫通するようにｙ方向に平行に配置される。送りねじ５２６は、ねじ受け部５２３，５２４によって一定姿勢を維持しつつｙ方向に平行な軸の周りに回転可能に支持される。ねじ受け部５２３，５２４間に可動部５２７が配置される。可動部５２７にはねじ孔５２７ａが形成される。可動部５２７のねじ孔５２７ａに送りねじ５２６がねじ込まれる。可動部５２７は、送りねじ５２６の回転に伴い、ねじ受け部５２３，５２４間において送りねじ５２６に沿ってｙ方向に移動する。
【００５６】
モータ５２５には、送り調整つまみ５２５ａが設けられる。送り調整つまみ５２５ａを回転させることにより、送りねじ５２６を回転させることができる。それにより、使用者は、手動で可動部５２７をｙ方向に移動させることができる。
【００５７】
図５に示すように、上板５０１の上面には、ｘ方向に平行な上板５０１の一辺に沿ってｘ方向に延びるようにガイド部５３１が設けられ、ｘ方向に平行な上板５０１の他辺に沿ってｘ方向に延びるようにガイド部５３２が設けられる。ガイド部５３１には、摺動部材５４１，５４２，５４３がこの順でｘ方向に並ぶように取り付けられる。ガイド部５３２には、摺動部材５４４，５４５がｘ方向に並ぶように取り付けられる。摺動部材５４１〜５４５は、ガイド部５３１，５３２に沿ってｘ方向に摺動可能に設けられる。ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法は、ｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりも大きく設定される。ガイド部５３１の一端部近傍における上板５０１の部分には、スプリング接続孔Ｓ１が形成される。
【００５８】
ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７およびガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に、略Ｕ字状の連結板５３が取り付けられる。連結板５３は、延伸部５３ａおよび固定部５３ｂ，５３ｃ，５３ｄからなる。延伸部５３ａはｘ方向に延びる。延伸部５３ａの一端部に固定部５３ｂが設けられ、延伸部５３ａの両端部からｙ方向にそれぞれ突出するように固定部５３ｃ、５３ｄが設けられる。固定部５３ｃには、上方に突起する突起部５３ｘが設けられる。固定部５３ｂが可動部５１７にねじにより固定され、固定部５３ｃ，５３ｄが摺動部材５４１，５４３にねじによりそれぞれ固定される。これにより、可動部５１７が連結板５３を介して摺動部材５４１，５４３に連結される。
【００５９】
載置板５１は、矩形状を有する。載置板５１の略中心部に円形の開口５１ａが形成される。開口５１ａを閉塞するように、取付板２１ｂが載置板５１に取り付けられる。図６に示すように、載置板５１の下面には、一対の矩形の凹部５１ｂ，５１ｃが載置板５１の一辺に沿うように形成される。凹部５１ｂの底面には、さらに一定深さの矩形の凹部５１ｄが形成される。凹部５１ｄ内には金属板５４７がねじにより固定される。金属板５４７には貫通孔５４７ａが形成される。凹部５１ｃの近傍における載置板５１の部分には、スプリング接続孔Ｓ２が形成される。
【００６０】
図５に示すように、ベース部５０の上板５０１の上面に重なるように載置板５１が配置される。この場合、凹部５１ｂ，５１ｃ（図６）内に連結板５３の固定部５３ｃ，５３ｄがそれぞれ配置され、凹部５１ｂ，５１ｃ（図６）間における載置板５１の領域が摺動部材５４２に重なる。また、固定部５３ｃに設けられた突起部５３ｘが、載置板５１の凹部５１ｄ内に取り付けられた金属板５４７の貫通孔５４７ａに挿入される。
【００６１】
ベース部５０の上板５０１と載置板５１との間において、ガイド部５３１と隣り合いかつｘ方向に沿うようにスプリングＰ１が配置される。スプリングＰ１の一端は、上板５０１のスプリング接続孔Ｓ１に接続され、他端は、載置板５１のスプリング接続孔Ｓ２に接続される。
【００６２】
その状態で、ガイド部５３１に取り付けられた摺動部材５４２およびガイド部５３２に取り付けられた摺動部材５４４，５４５に載置板５１がねじにより固定される。これにより、ガイド部５３１，５３２に沿ってｘ方向に移動可能に載置板５１がベース部５０の上板５０１の上面上に取り付けられる。
【００６３】
図６に示すように、ベース部５０の下板５０２の下面には、ｙ方向に平行な下板５０２の一辺に沿ってｙ方向に延びるようにガイド部５６１が設けられ、ｙ方向に平行な下板５０２の他辺に沿ってｙ方向に延びるようにガイド部５６２が設けられる。ガイド部５６１には、摺動部材５７１，５７２，５７３がこの順でｙ方向に並ぶように取り付けられる。また、ガイド部５６２には、摺動部材５７４，５７５がｙ方向に並ぶように取り付けられる。摺動部材５７１〜５７５は、ガイド部５６１、５６２に沿ってｙ方向に摺動可能に設けられる。ｙ方向における摺動部材５７１，５７３の寸法は、ｙ方向における摺動部材５７２，５７４，５７５の寸法よりも大きく設定される。摺動部材５７１，５７２上には、一定高さのセパレータ５８１，５８２がねじによりそれぞれ固定される。ガイド部５６１の一端部近傍における下板５０２の部分には、スプリング接続孔Ｓ３が形成される。
【００６４】
支持板５５は、略矩形状を有する。支持板５５には、円形状の開口５５ａが形成される。支持板５５の一の角部およびその角部に隣り合う一辺の部分を抉るように切り欠き５５ｂ，５５ｃがそれぞれが形成される。切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域には、下方に突起する突起部５５ｘが形成される。また、切り欠き５５ｃの近傍における支持板５５の部分には、スプリング接続孔Ｓ４が形成される。
【００６５】
ベース部５０の下板５０２に重なるように支持板５５が配置される。この場合、切り欠き５５ｂ，５５ｃ内にセパレータ５８１，５８２がそれぞれ配置され、切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域が摺動部材５７２に重なる。また、ベース部５０の下板５０２と支持板５５との間において、ガイド部５６１と隣り合いかつｙ方向に沿うようにスプリングＰ２が配置される。スプリングＰ２の一端は、下板５０２のスプリング接続孔Ｓ３に接続され、他端は、支持板５５のスプリング接続孔Ｓ４に接続される。
【００６６】
その状態で、ガイド部５６１に取り付けられた摺動部材５７２およびガイド部５６２に取り付けられた摺動部材５７４，５７５に支持板５５がねじにより固定される。これにより、ガイド部５６１，５６２に沿ってｙ方向に移動可能に支持板５５がベース部５０の下板５０２の下面上に取り付けられる。
【００６７】
さらに、ｙ方向駆動機構５２０の可動部５２７および摺動部材５７１，５７３上のセパレータ５８１，５８２に、Ｌ字形状の連結板５６が取り付けられる。この場合、切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域が連結板５６と摺動部材５７２との間に配置される。連結板５６の一端部が摺動部材５７３にねじにより固定され、他端部が可動部５２７にねじにより固定され、中間部が摺動部材５７１にねじにより固定される。連結板５６には、貫通孔５６ａが形成される。貫通孔５６ａに、切り欠き５５ｂ，５５ｃ間における支持板５５の領域に設けられた突起部５５ｘが挿入される。セパレータ５８１、５８２の高さは、支持板５５の厚みと同じかそれよりも大きい。
【００６８】
（３）ステージの動作
（３−１）ベース部に対する載置板の相対的移動
ベース部５０に対する載置板５１の相対的な移動について説明する。図７は、上方から見たステージ２１の模式的平面図である。図７においては、ｙ方向駆動機構５２０の図示が省略される。図８は、摺動部材５４１〜５４３、連結板５３および載置板５１の関係を示す断面図である。図９は、金属板５４７の拡大平面図である。図７〜図９において、ｘ方向に沿った一方向をｘ１方向とし、その反対方向をｘ２方向とする。
【００６９】
図７に示すように、ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７は、連結板５３を介してガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に連結される。載置板５１は、ガイド部５３１上の摺動部材５４２およびガイド部５３２上の摺動部材５４４，５４５に固定され、ガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に固定されない。
【００７０】
スプリングＰ１の一端部は上板５０１のスプリング接続孔Ｓ１に接続され、他端部は載置板５１のスプリング接続孔Ｓ２に接続される。これにより、載置板５１がベース部に対してｘ２方向に付勢される。
【００７１】
図８に示すように、連結板５３の固定部５３ｃに設けられた突起部５３ｘが、載置板５１の下面に固定された金属板５４７の貫通孔５４７ａ内に挿入される。スプリングＰ１（図７）の付勢力により、突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面にｘ１方向に押し当てられる。それにより、突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面に当接する状態が維持される。また、載置板５１の凹部５１ｂの側面と連結板５３の固定部５３ｃの側面との間および載置板５１の凹部５１ｂの底面と連結板５３の固定部５３ｃの上面との間には隙間が形成される。同様に、載置板５１の凹部５１ｃの側面と連結板５３の固定部５３ｄの側面との間および載置板５１の凹部５１ｃの底面と連結板５３の固定部５３ｄの上面との間には隙間が形成される。さらに、載置板５１の下面は、摺動部材５４１，５４３と接触しない。これにより、突起部５３ｘを除いて、連結板５３または摺動部材５４１，５４３から載置板５１に力が加わること、および載置板５１から連結板５３または摺動部材５４１，５４３に力が加わることはない。
【００７２】
図９に示すように、金属板５４７の貫通孔５４７ａは長円形状を有し、ｙ方向に延びるように設けられる。そのため、連結板５３の突起部５３ｘは、貫通孔５４７ａ内においてｙ方向に移動可能でかつＺ方向の周りで回転可能となる。載置板５１としては、例えば、樹脂材料等の比較的強度が低い材料が用いられる。載置板５１の磨耗および変形等を防止するため、突起部５３ｘと接触する載置板５１の部分に金属板５４７が取り付けられる。載置板５１が高い強度を有する場合には、金属板５４７が用いられることなく、載置板５１に貫通孔５４７ａが形成され、その貫通孔５４７ａ内に突起部５３ｘが配置されてもよい。また、貫通孔５４７ａの形状は、長円形状に限らない。貫通孔５４７ａ内において突起部５３ｘの移動スペースが確保されるのであれば、貫通孔５４７ａが矩形状、円形状または三角形状等の他の形状であってもよい。
【００７３】
図７および図８において、モータ５１５によって送りねじ５１６が回転されると、その回転方向に応じて可動部５１７がｘ１方向またはｘ２方向に移動するとともに、可動部５１７に連結された摺動部材５４１，５４３がガイド部５３２に沿ってｘ１方向またはｘ２方向に摺動する。
【００７４】
摺動部材５４１，５４３がｘ１方向に移動する場合、連結板５３の突起部５３ｘから金属板５４７を介して載置板５１にｘ１方向への力が加えられる。それにより、載置板５１および摺動部材５４２，５４４，５４５がスプリングＰ１の付勢力に抗してガイド部５３１，５３２に沿ってｘ１方向に移動する。一方、摺動部材５４１，５４３がｘ２方向に移動する場合、スプリングＰ１の付勢力により載置板５１および摺動部材５４２，５４４，５４５がガイド部５３１，５３２に沿ってｘ２方向に移動する。
【００７５】
（３−２）ベース部に対する支持板の相対的移動
ベース部５０に対する支持板５５の相対的な移動について説明する。図１０は、下方から見たステージ２１の模式的平面図である。図１０においては、ｘ方向駆動機構５１０の図示が省略される。図１１は、摺動部材５７１〜５７３、連結板５６および支持板５５の関係を示す断面図である。図１０および図１１において、ｙ方向に沿った一方向をｙ１方向とし、その反対方向をｙ２方向とする。
【００７６】
図１０に示すように、ｙ方向駆動機構５２０の可動部５２７は、連結板５６およびセパレータ５８１，５８２（図１１）を介してガイド部５６１上の摺動部材５７１，５７３に連結される。載置板５１は、ガイド部５６１上の摺動部材５７２およびガイド部５６２上の摺動部材５７４，５７５に固定され、ガイド部５６１上の摺動部材５７１，５７３に固定されない。
【００７７】
スプリングＰ２の一端部は下板５０２のスプリング接続孔Ｓ３に接続され、他端部は支持板５５のスプリング接続孔Ｓ４に接続される。これにより、載置板５１がベース部５０に対してｙ２方向に付勢される。
【００７８】
図１１に示すように、支持板５５の突起部５５ｘが、連結板５６の貫通孔５６ａ内に挿入される。スプリングＰ２の付勢力により、突起部５５ｘが連結板５６の貫通孔５６ａの内周面にｙ１方向に押し当てられる。それにより、突起部５５ｘが連結板５６の貫通孔５６ａの内周面に当接する状態が維持される。また、支持板５５の切り欠き５５ｂの側面とセパレータ５８１の側面との間には隙間が形成される。同様に、支持板５５の切り欠き５５ｃの側面とセパレータ５８２の側面との間には隙間が形成される。さらに、支持板５５の上面は、摺動部材５７１，５７３と接触せず、支持板５５の下面は、連結板５６に接触しない。これにより、突起部５５ｘを除いて、連結板５６、セパレータ５８１，５８２または摺動部材５７１，５７３から支持板５５に力が加わること、および支持板５５から連結板５６、セパレータ５８１，５８２または摺動部材５７１，５７３に力が加わることはない。
【００７９】
連結板５６の貫通孔５６ａは、金属板５４７の貫通孔５４７ａ（図９）と同様に長円形状を有し、ｘ方向に延びるように設けられる。そのため、支持板５５の突起部５５ｘは、貫通孔５６ａ内においてｘ方向に移動可能でかつＺ方向の周りで回転可能となる。貫通孔５６ａの形状は、長円形状に限らない。貫通孔５６ａ内において突起部５５ｘの移動スペースが確保されるのであれば、貫通孔５６ａが矩形状、円形状または三角形状等の他の形状であってもよい。
【００８０】
図１０および図１１において、モータ５２５によって送りねじ５２６が回転されると、その回転方向に応じて可動部５２７がｙ１方向またはｙ２方向に移動するとともに、可動部５１７に連結された摺動部材５７１，５７３がガイド部５６１に沿ってｙ１方向またはｙ２方向に摺動する。
【００８１】
摺動部材５７１，５７３がｙ１方向に移動する場合、連結板５６から支持板５５の突起部５５ｘにｙ１方向への力が加えられる。それにより、支持板５５および摺動部材５７２，５７４，５７５がスプリングＰ２の付勢力に抗してガイド部５６１，５６２に沿ってｙ１方向に移動する。一方、摺動部材５７１，５７３がｙ２方向に移動する場合、スプリングＰ２の付勢力により支持板５５および摺動部材５７２，５７４，５７５がガイド部５６１，５６２に沿ってｙ２方向に移動する。
【００８２】
（３−３）撮像装置に対する載置板の相対的な移動
このように、載置板５１はベース部５０に対して相対的にｘ方向に移動し、支持板５５はベース部５０に対して相対的にｙ方向に移動する。本実施の形態では、ステージ２１の支持板５５が図２のステージ支持部２３に固定される。それにより、撮像装置１０に対して支持板５５は相対的に移動せず、撮像装置１０に対してベース部５０は相対的にｙ方向に移動し、撮像装置１０に対して載置板５１は相対的にｘ方向およびｙ方向に移動する。したがって、撮像装置１０に対して載置板５１上の観察対象物Ｓを所望の位置に移動させることができる。
【００８３】
（４）実施の形態の効果
本実施の形態に係る拡大観察装置３００のステージ２１においては、ガイド部５３１，５３２に対してｘ方向に摺動可能に摺動部材５４１〜５４５が設けられる。摺動部材５４２，５４４，５４５に載置板５１が固定され、摺動部材５４１，５４３に載置板５１が固定されない。ｘ方向駆動機構５１０の可動部５１７が連結板５３を介して摺動部５４１，５４３に連結され、連結板５３に設けられた突起部５３ｘが載置板５１に取り付けられた金属板５４７の貫通孔５４７ａ内に配置される。
【００８４】
この場合、一体化された可動部５１７および摺動部材５４１，５４３が、ｘ方向以外の方向において載置板５１に相対的に移動可能である。そのため、ｘ方向以外の方向における可動部５１７および摺動部材５４１，５４３の変移が載置板５１に伝達されず、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３のｘ方向の移動のみが載置板５１に伝達される。したがって、ベース部５０に対して載置板５１を精度よくｘ方向に移動させることができる。
【００８５】
また、本実施の形態では、連結板５３の突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面に当接するように、載置板５１がベース部５０に対してスプリングＰ１により付勢される。これにより、連結板５３の突起部５３ｘが金属板５４７の貫通孔５４７ａの内周面に当接する状態が維持される。そのため、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３のｘ方向における移動量と載置板５１のｘ方向における移動量とを一致させることができる。したがって、ｘ方向における可動部５１７および摺動部材５４１，５４３の移動量を制御することにより、ｘ方向における載置板５１の移動量を正確に制御することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、可動部５１７が２つの摺動部材５４１，５４３に連結されるので、可動部５１７が１つの摺動部材のみに連結される場合に比べて、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３が安定してｘ方向に移動可能となる。それにより、載置板５１を安定してｘ方向に移動させることができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、ベース部５０に対して載置板５１を移動させるための機構とベース部５０に対して支持板５５を移動させるための機構とが同様の構成を有する。そのため、ベース部５０に対する支持板５５の移動に関して、ベース部５０に対する載置板５１の移動と同様の効果が得られる。したがって、ベース部５０に対して支持板５５をｙ方向に精度よく移動させることができる。それにより、撮像装置１０に対して載置板５１をｘ方向およびｙ方向に精度よく移動させることができる。その結果、撮像装置１０に対して観察対象物Ｓを容易に位置合わせすることができる。
【００８８】
（５）本実施の形態と比較例との比較
本発明の比較例および本願発明と比較例との違いについて説明する。以下の説明では、ベース部５０に対する載置板５１の相対的な移動についてのみ説明し、ベース部５０に対する支持板５５の相対的な移動についての説明は省略する。上記のように、本実施の形態では、ベース部５０に対する支持板５５の移動に関して、ベース部５０に対する載置板５１の移動と同様の効果が得られる。
【００８９】
（５−１）
図１２は、第１の比較例の構成を示す模式的平面図である。第１の比較例について、本実施の形態と異なる点を説明する。第１の比較例では、載置板５１が摺動部材５４１，５４３に固定される。また、連結部材５３ｐが可動部５１７および載置板５１に固定される。それにより、可動部５１７、連結部材５３ｐ、載置板５１および摺動部材５４１，５４３〜５４５が一体化される。また、スプリングＰ１および摺動部材５４２が設けられない。第１の比較例においては、次のような問題が生じる。
【００９０】
（５−１−１）載置板の傾き
可動部５１７は、設計上の制約によりガイド部５３１，５３２の外側に設けられる。このような構成においては、載置板５１を移動させる際に、Ｚ方向の周りにおける回転方向の力が可動部５１７および載置板５１に加わる。
【００９１】
第１の比較例では、可動部５１７と載置板５１とが一体化されているので、載置板５１を移動させる際に、可動部５１７および載置板５１が一体的に傾くことがある。図１３は、第１の比較例における可動部５１７および載置板５１の傾きについて説明するための模式的平面図である。図１３（ａ）に示すように、可動部５１７がｘ１方向に移動する場合には、載置板５１および可動部５１７がＧ１方向に一体的に傾く。また、図１３（ｂ）に示すように、可動部５１７がｘ２方向に移動する場合には、載置板５１および可動部５１７がＧ２方向に一体的に傾く。
【００９２】
載置板５１が傾くと、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が生じる。また、可動部５１７の移動が開始されるよりも遅れて載置板５１が移動を開始することがある。特に、可動部５１の移動方向が反転されるときには、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移および載置板５１の移動の遅れがより大きくなる。ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移および載置板５１の移動の遅れが生じることにより、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【００９３】
それに対して、本実施の形態では、ｘ方向以外の方向における可動部５１７の変移が載置板５１に伝達されないので、載置板５１を移動させる際に、載置板５１と可動部５１７とが一体的に傾くことが防止される。
【００９４】
また、本実施の形態では、連結板５３の突起部５３ｘおよび金属板５４７の貫通孔５４７ａがガイド部５３１上に配置される。このように、載置板５１への力点がガイド部５３１上に設けられることにより、突起部５３ｘから載置板５１に加えられる力によって載置板５１が傾くことが防止される。
【００９５】
（５−１−２）バックラッシュによる移動の遅れ
ｘ方向駆動機構５１０においては、可動部５１７をｘ方向に円滑に移動させるために、送りねじ５１６のねじ山と可動部５１７のねじ山との間に隙間（バックラッシュ）が設けられることが好ましい。
【００９６】
第１の比較例においては、上記のバックラッシュが設けられることにより、送りねじ５１６が可動部５１７に対して一時的に空回りすることがある。そのため、送りねじ５１６の回転が開始されるよりも遅れて可動部５１７の移動が開始されることがある。したがって、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【００９７】
それに対して、本実施の形態では、スプリングＰ１の付勢力によって可動部５１７のねじ山と送りねじ５１６のねじ山とが互いに当接する状態が維持される。したがって、バックラッシュによる可動部５１７の移動の遅れが抑制される。その結果、載置板５１の移動の遅れが防止される。
【００９８】
（５−１−３）送りねじの軸のずれ
送りねじ５１６の軸が、ｘ方向に対して微視的にずれている場合がある。この場合、可動部５１７がｘ方向以外の方向に微視的に変移する。第１の比較例では、可動部５１７と載置板５１とが一体化されているので、送りねじ５１６の軸のずれによってｘ方向以外の方向における可動部５１７の変移が生じると、載置板５１にもｘ方向以外の方向における変移が生じる。それにより、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【００９９】
それに対して、本実施の形態では、送りねじ５１６の軸のずれに起因してｘ方向以外の方向における可動部５１７の変移が生じても、その変移が載置板５１に伝達されない。したがって、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が防止される。
【０１００】
（５−１−４）可動部の回転
送りねじ５１６の回転時には、送りねじ５１６と可動部５１７との間の摩擦力により、僅かながら可動部５１７が送りねじ５１６の回転方向に回転することがある。
【０１０１】
第１の比較例では、可動部５１７と載置板５１とが一体化されているので、可動部５１７が送りねじ５１６の回転方向に回転すると、載置板５１も可動部５１７とともに回転する。それにより、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が生じる。したがって、観察対象物Ｓを所望の位置に正確に移動させることが困難になる。
【０１０２】
それに対して、本実施の形態では、送りねじ５１６と可動部５１７との間の摩擦力によって可動部５１７が送りねじ５１６の回転方向に回転しても、その回転が載置板５１に伝達されない。したがって、ｘ方向以外の方向における載置板５１の変移が防止される。
【０１０３】
（５−２）第２の比較例
図１４は、第２の比較例の構成を示す模式的平面図である。第２の比較例について、第１の比較例と異なる点を説明する。第２の比較例では、ｘ方向に沿った載置板５１の一辺に凹部５１ｐが設けられる。連結部材５３ｐは、載置板５１に固定されず、凹部５１ｐ内に配置される。凹部５１ｐ内で連結部材５３ｐがｘ方向およびｙ方向に一定距離移動可能なように、凹部５１ｐのｘ方向およびｙ方向の寸法が設定される。
【０１０４】
第２の比較例においては、可動部５１７と載置板５１とが一体化されていないので、図１３に示したように可動部５１７および載置板５１が一体的に傾くことが防止される。また、送りねじ５１６の軸がｘ方向からずれている場合でも、可動部５１７とともに載置板５１がｘ方向以外の方向に移動することが防止される。
【０１０５】
しかしながら、第２の比較例では、可動部５１７の移動量と載置板５１の移動量とが一致しないので、載置板５１の移動量の制御が困難になる。また、載置板５１から可動部５１７に加わる反力により、送りねじ５１６に対する可動部５１７の向きがずれる可能性がある。この場合、可動部５１７の移動量と載置板５１の移動量とのずれがより大きくなり、載置板５１の移動量の制御がより困難になる。
【０１０６】
それに対して、本実施の形態では、スプリングＰ１によって載置板５１が付勢されることにより、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３の移動量と載置板５１の移動量とを一致させることができる。それにより、載置板５１の移動量を正確に制御することが可能となる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、可動部５１７がガイド部５３１上の摺動部材５４１，５４３に連結されるため、可動部５１７を安定にｘ方向に移動させることができる。また、可動部５１７の移動方向を規制するための他のガイド部を設ける必要がないので、コストの増大が抑制される。
【０１０８】
また、本実施の形態では、ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法がｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりも大きく設定される。それにより、摺動部材５４１，５４３の向きがずれることが防止される。したがって、可動部５１７および摺動部材５４１，５４３を精度よくｘ方向に移動させることができる。
【０１０９】
（６）他の実施の形態
（６−１）
図１５は、ステージ２１の変形例について説明するための模式的平面図である。図１５には、ベース部５０と載置板５１との関係が示される。
【０１１０】
上記実施の形態では、ベース部５０の上面において、可動部５１７が２つの摺動部材５４１，５４３に連結されるが、ｘ方向以外の方向における摺動部材５４１の変移が防止される場合または許容される場合には、図１５の例のように、可動部５１７が１つの摺動部材５４１にのみ連結され、摺動部材５４３が設けられなくてもよい。同様に、ベース部５０の下面において、可動部５２７が１つの摺動部材５７１のみに連結され、摺動部材５７３が設けられなくてもよい。
【０１１１】
また、上記実施の形態では、ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法がｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりも大きく設定されるが、ｘ方向以外の方向における摺動部材５４１，５４３の変移が防止される場合または許容される場合には、ｘ方向における摺動部材５４１，５４３の寸法がｘ方向における摺動部材５４２，５４４，５４５の寸法よりと同じかまたはそれよりも小さくてもよい。同様に、ｙ方向における摺動部材５７１，５７３の寸法がｙ方向における摺動部材５７２，５７４，５７５の寸法よりと同じかまたはそれよりも小さくてもよい。
【０１１２】
（６−２）
上記実施の形態では、ベース部５０に対して載置板５１を移動させるための機構およびベース部５０に対して支持板５５を移動させるための機構の両方が本発明の駆動機構の構成を有するが、これらの一方のみが本発明の駆動機構の構成を有してもよい。
【０１１３】
（６−３）
上記実施の形態では、ベース部５０に対して載置板５１および支持板５５を付勢するためにスプリングＰ１，Ｐ２が用いられるが、ベース部５０に対する載置板５１および支持板５５の直進性が確保されるのであれば、スプリングＰ１，Ｐ２の少なくとも一方が用いられなくてもよい。
【０１１４】
（６−４）
上記実施の形態では、金属板５４７に貫通孔５４７ａが設けられるとともに連結板５３に突起部５３ｘが設けられるが、これに限らず、金属板５４７に突起部が設けられるとともに連結板５３に貫通孔が設けられてもよい。また、連結板５３に突起部５３ｘまたは貫通孔が設けられる代わりに、摺動部材５４１，５４３の少なくとも一方に突起部または貫通孔が設けられてもよい。
【０１１５】
また、上記実施の形態では、連結板５６に貫通孔５６ａが設けられるとともに支持板５５に突起部５５ｘが設けられるが、これに限らず、支持板５５に貫通孔が設けられるとともに連結板５６に突起部が設けられてもよい。また、連結板５６に貫通孔５６ａまたは突起部が設けられる代わりに、摺動部材５７１，５７３の少なくとも一方に貫通孔または突起部が設けられてもよい。
【０１１６】
（６−５）
上記実施の形態では、載置板５１をベース部５０に対してｘ方向に案内するため、および支持板５５をベース部５０に対してｙ方向に案内するためにレール状のガイド部５３１，５３２，５６１，５６２が用いられるが、これに限らない。レール状のガイド部５３１，５３２，５６１，５６２の代わりに、例えば、ｘ方向またはｙ方向に沿うように形成された溝が用いられてもよい。
【０１１７】
（６−６）
上記実施の形態の顕微鏡１００においては、観察対象物Ｓが載置されるステージ２１として本発明に係る直進移動装置が用いられるが、これに限らない。図１６は、顕微鏡１００の他の実施の形態を示す模式的側面図である。図１６の顕微鏡１００について、図１の顕微鏡１００と異なる点を説明する。
【０１１８】
図１６の顕微鏡１００においては、ベース１上にステージ２１が回転可能に設けられる。また、第１の支持台によりステージ２１の上方に直進移動装置４００が支持される。直進移動装置４００は、移動部材として載置板５１の代わりに連結部材４００ａを有する点を除いて、上記のステージ２１と同様の構成を有する。連結部材４００ａには撮像装置１０が取り付けられる。この場合、直進移動装置４００によって連結部材４００ａが移動されることにより、撮像装置１０がステージ２１に対して相対的に移動される。それにより、撮像装置１０をステージ２１に対して精度よくｘ方向およびｙ方向に移動させることができる。その結果、撮像装置１０と観察対象物Ｓとの相対的な位置合わせを容易に行うことができる。また、本例では、観察対象物Ｓが移動されないので、液体中に配置された観察対象物Ｓの撮像等を良好に行うことができる。
【０１１９】
なお、直進移動装置４００により撮像装置１０の全体が移動される代わりに、カラーＣＣＤ１１または対物レンズ１３等の撮像装置１０の一部の構成要素のみが直進移動装置４００により移動されてもよい。
【０１２０】
（６−７）
上記実施の形態は、本発明に係る直進移動装置が拡大観察装置３００に用いられた例であるが、これに限らず、本発明に係る直進移動装置が他の装置に用いられてもよい。図１７は、本発明に係る直進移動装置を備える測定装置の模式的側面図である。図１７の測定装置１００ａについて、図１６の顕微鏡１００と異なる点を説明する。
【０１２１】
図１７の測定装置１００ａにおいては、直進移動装置４００の連結部材４００ａに撮像装置１０の代わりに観察対象物Ｓの変位を測定する接触式変位計４５０が取り付けられる。この場合、直進移動装置４００によって連結部材４００ａが移動されることにより、接触式変位計４５０がステージ２１に対して相対的に移動される。それにより、接触式変位計４５０をステージ２１に対して精度よくｘ方向およびｙ方向に移動させることができる。その結果、観察対象物Ｓの変移を正確に測定することができる。
【０１２２】
なお、測定装置１００ａにおいては、直進移動装置４００が連結部材４００ａを一方向のみに移動させるように構成されてもよい。また、測定装置１００ａにおいて、上記実施の形態と同様に、ステージ２１として直進移動装置が用いられてもよい。
【０１２３】
（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１２４】
上記実施の形態においては、ステージ２１が直進移動装置の例であり、載置板５１、支持板５５または連結部材４００ａが移動部材の例であり、ベース部５０が駆動機構の例であり、ｘ方向またはｙ方向が第１の方向の例であり、ガイド部５３１，５６１または溝が案内部の例であり、摺動部材５４１，５７１が第１の摺動部材の例であり、摺動部材５４２，５７２が第２の摺動部材の例であり、ｘ方向駆動機構５１０またはｙ方向駆動機構５２０が駆動装置の例である。また、貫通孔５４７ａ，５６ａの内周面が非当接面の例であり、貫通孔５４７ａ，５６ａが孔部の例であり、突起部５３ｘ，５５ｘが当接部および突起の例であり、スプリングＰ１，Ｐ２が付勢部材の例であり、送りねじ５１６，５２６が送りねじの例であり、モータ５１５，５２５がモータの例であり、可動部５１７，５２７が可動部の例であり、摺動部材５４３，５７３が第３の摺動部材の例である。また、載置板５１が載置部の例であり、撮像装置１０が撮像部の例であり、連結部材４００ａが連結部材の例である。
【０１２５】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、種々の観察装置または種々の計測装置等に有効に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０ 撮像装置
５０ ベース部
５１ 載置板
５３，５６ 連結板
５３ｘ，５５ｘ 突起部
５５ 支持板
５６ａ，５４７ａ 貫通孔
１００ 顕微鏡
３００ 拡大観察装置
４００ 直進移動装置
４００ａ 連結部材
４５０ 接触式変位計
５０１ 上板
５０２ 下板
５１０ ｘ方向駆動機構
５１２，５２２ モータ支持部
５１３，５１４，５２３，５２４ ねじ受け部
５１５，５２５ モータ
５１６，５２６ 送りねじ
５１７，５２７ 可動部
５２０ ｙ方向駆動機構
５３１，５３２，５６１，５６２ ガイド部
５４１〜５４５，５７１〜５７５ 摺動部材
５４７ 金属板
Ｐ１，Ｐ２ スプリング
Ｓ 観察対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動部材と、
前記移動部材を第１の方向に沿って移動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、
前記第１の方向に延びる案内部と、
前記案内部に対して前記第１の方向に摺動可能に設けられる第１の摺動部材と、
前記案内部に対して前記第１の方向に摺動可能に設けられるとともに前記移動部材に固定される第２の摺動部材と、
前記第１の摺動部材を第１の方向に移動させる駆動装置とを含み、
前記第１の摺動部材が前記第１の方向に移動することにより前記移動部材が前記第１の方向に移動するとともに前記第１の方向と交差する第２の方向において前記第１の摺動部材が前記移動部材に相対的に移動可能となるように前記第１の摺動部材が前記移動部材に係合される、直進駆動装置。
【請求項２】
前記第１の摺動部材および前記移動部材の一方は、前記第２の方向に沿った被当接面を有し、
前記第１の摺動部材および前記移動部材の他方は、前記被当接面に当接可能な当接部を有し、
前記当接部が前記被当接面に当接することにより前記第１の摺動部材が前記移動部材に係合される、請求項１記載の直進駆動装置。
【請求項３】
前記第１の摺動部材および前記移動部材の一方は孔部を有し、前記被当接面は前記孔部の内面の一部であり、
前記第１の摺動部材および前記移動部材の他方は前記孔部に挿入される突起を有し、前記当接部は前記突起である、請求項２記載の直進駆動装置。
【請求項４】
前記当接部が前記被当接面に当接するように前記第１の摺動部材および前記移動部材の少なくとも一方を前記第１の方向に沿って付勢する付勢部材をさらに備える、請求項２または３記載の直進駆動装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、
前記第１の方向に沿うように配置される送りねじと、
前記送りねじを前記第１の方向に平行な軸の周りに回転させるモータと、
前記送りねじの回転により第１の方向に移動するように前記送りねじに取り付けられるとともに、前記第１の摺動部材に連結される可動部とを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の直進駆動装置。
【請求項６】
前記駆動部は、
前記案内部に対して前記第１の方向に摺動可能に設けられ、前記第１の摺動部材に連結される第３の摺動部材をさらに含み、
前記第２の摺動部材は、前記第１の摺動部材と前記第３の摺動部材との間に配置される、請求項１〜５のいずれかに記載の直進駆動装置。
【請求項７】
対象物を撮像する拡大観察装置であって、
前記対象物が載置される載置部と、
前記載置部に載置された前記対象物を撮像する撮像部と、
前記載置部および前記撮像部の一方を他方に対して相対的に移動させる請求項１〜６のいずれかに記載の直進駆動装置とを備え、
前記直進駆動装置の前記移動部材は、前記載置部、または前記撮像部に連結される連結部材である、拡大観察装置。
【請求項１】
移動部材と、
前記移動部材を第１の方向に沿って移動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、
前記第１の方向に延びる案内部と、
前記案内部に対して前記第１の方向に摺動可能に設けられる第１の摺動部材と、
前記案内部に対して前記第１の方向に摺動可能に設けられるとともに前記移動部材に固定される第２の摺動部材と、
前記第１の摺動部材を第１の方向に移動させる駆動装置とを含み、
前記第１の摺動部材が前記第１の方向に移動することにより前記移動部材が前記第１の方向に移動するとともに前記第１の方向と交差する第２の方向において前記第１の摺動部材が前記移動部材に相対的に移動可能となるように前記第１の摺動部材が前記移動部材に係合される、直進駆動装置。
【請求項２】
前記第１の摺動部材および前記移動部材の一方は、前記第２の方向に沿った被当接面を有し、
前記第１の摺動部材および前記移動部材の他方は、前記被当接面に当接可能な当接部を有し、
前記当接部が前記被当接面に当接することにより前記第１の摺動部材が前記移動部材に係合される、請求項１記載の直進駆動装置。
【請求項３】
前記第１の摺動部材および前記移動部材の一方は孔部を有し、前記被当接面は前記孔部の内面の一部であり、
前記第１の摺動部材および前記移動部材の他方は前記孔部に挿入される突起を有し、前記当接部は前記突起である、請求項２記載の直進駆動装置。
【請求項４】
前記当接部が前記被当接面に当接するように前記第１の摺動部材および前記移動部材の少なくとも一方を前記第１の方向に沿って付勢する付勢部材をさらに備える、請求項２または３記載の直進駆動装置。
【請求項５】
前記駆動装置は、
前記第１の方向に沿うように配置される送りねじと、
前記送りねじを前記第１の方向に平行な軸の周りに回転させるモータと、
前記送りねじの回転により第１の方向に移動するように前記送りねじに取り付けられるとともに、前記第１の摺動部材に連結される可動部とを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の直進駆動装置。
【請求項６】
前記駆動部は、
前記案内部に対して前記第１の方向に摺動可能に設けられ、前記第１の摺動部材に連結される第３の摺動部材をさらに含み、
前記第２の摺動部材は、前記第１の摺動部材と前記第３の摺動部材との間に配置される、請求項１〜５のいずれかに記載の直進駆動装置。
【請求項７】
対象物を撮像する拡大観察装置であって、
前記対象物が載置される載置部と、
前記載置部に載置された前記対象物を撮像する撮像部と、
前記載置部および前記撮像部の一方を他方に対して相対的に移動させる請求項１〜６のいずれかに記載の直進駆動装置とを備え、
前記直進駆動装置の前記移動部材は、前記載置部、または前記撮像部に連結される連結部材である、拡大観察装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−８８５３１（Ｐ２０１３−８８５３１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７３９６（Ｐ２０１１−２２７３９６）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００１２９２５３）株式会社キーエンス (681)
【Ｆターム（参考）】
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