JP2001043821A - 電子顕微鏡と遠隔操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子顕微鏡等の装置で本体装置を遠隔地から遠
隔操作する際の双方の操作卓を装置初期化状態で同一に
設定する手法に関する。 【解決手段】遠隔操作装置におけるパソコン等のモニタ
画面に双方の操作卓の状態を表示し訂正処理を容易にす
ること。また遠隔操作卓のスイッチ状態を本体側から設
定可能にするため非固定スイッチを採用する。 【効果】本体装置を遠隔地から容易に操作でき円滑な遠
隔操作が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】透過型電子顕微鏡等、本体装
置が置かれた場所から離れた場所において本体装置を遠
隔操作する操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠隔操作は一般的にパソコン等の通信回
線を利用していたため、操作スイッチ等はパソコン等の
コンソールに描いた画面スイッチで実行していたので、
本体操作卓スイッチと遠隔操作スイッチとの間でスイッ
チ状態が異なる問題は発生しなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本体操作卓のスイッチ
状態、すなわち、本体装置の現状態と遠隔操作卓のスイ
ッチ設定状態が異なる時、遠隔操作卓のスイッチ状態を
本体装置の状態に初期化する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】遠隔操作卓から遠隔操
作の要求が本体装置に送信された時、遠隔操作卓のスイ
ッチ状態を本体装置に転送し、本体装置が互いのスイッ
チ状態をチェックし、遠隔操作卓のパソコン等に異なる
スイッチ情報を送信し訂正を指示する。操作ツマミを一
致させた時のみ遠隔操作を許可し、一致しない時は遠隔
操作を許可しない。

【０００５】操作卓に実装するモード切り替えスイッ
チ等は通常ロータリースイッチを使用するが、このスイ
ッチは人為的に切り替えない限りスイッチ状態は変化で
きないので、本体装置側から遠隔操作卓の状態を切り替
えられない。従って項に記したような操作が必要にな
るが、ロータリースイッチをロータリーエンコーダ等の
部品で構成すれば、本体装置から遠隔操作卓の状態をデ
ータ転送で初期化可能になる。

【０００６】遠隔操作卓のスイッチ状態はロータリー
スイッチや跳ね返りスイッチ等を使用し、これらのデー
タを遠隔操作卓を管理するパソコン等にメモリし、操作
毎にメモリ状態をリフレッシュして現状を更新する。本
体とのリンクは電源初期化時に本体装置からのデータ通
信で初期状態値に設定することで問題点を回避できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】電子顕微鏡の例として、図５に透
過形電子顕微鏡の基本構成を示した。電子銃５１から出
た電子ビーム５２は、高電圧電源６５の電圧を印加した
加速管５３で電子ビーム５２を加速し、コンデンサレン
ズ５４で適正な明るさとスポット径にし、試料ステージ
５６に載せた試料５５に照射する。試料５５を透過した
電子ビーム５２は試料５５の情報を含み第１中間レンズ
５８，第２中間レンズ５９，投影レンズ６０で拡大して
蛍光板６１に投影され、蛍光体の発光で電子顕微鏡像と
して観察できる。この像は通常観察窓６８を通して図中
Ａ位置から観察し、対物レンズ５７で焦点合わせがで
き、倍率調整や焦点調整も本体操作卓５で制御装置３２
を通して実行できる。観察する試料５５は制御装置３２
に接続するステージドライバ６６により、ＸＹ軸方向に
それぞれ独立に制御し移動することが可能で、ステージ
ドライバ６６の制御信号は図示していないが本体操作卓
５に配置した試料操作ツマミで操作することができる。

【０００８】また、電子顕微鏡像の写真撮影は図示して
いないが、蛍光板６１を光軸から外し、電子ビーム５２
をフィルム露光室６２の中央に設定したフィルム６３に
照射し露光することができる。フィルム６３の設定操作
はフィルム制御装置６４で制御するが、その指示操作は
本体操作卓５の操作スイッチで実施できる。さらにＴＶ
カメラ３６で像観察するには、蛍光板６１に塗布した蛍
光体が電子ビーム５２の照射で発光し、蛍光板６１を透
過した発光の明暗を電子顕微鏡の像としてＴＶカメラ３
６で撮影し映像モニタ３７に表示する。もちろんこの時
図示していないが、フィルム６３が電子ビーム５２の通
路に存在しないことは言うまでもない。電子光学系にお
ける倍率調整や焦点合わせ等のレンズ制御は、本体操作
卓５のツマミ操作で制御装置３２を通しレンズ電源６７
で制御する。

【０００９】図６は従来型電子顕微鏡の遠隔操作システ
ムの一例であり、本体装置３１は図５に示した電子顕微
鏡の本体である。遠隔地にあるパソコン４２のキーボー
ド４７やマウス４８を操作し、本体装置を制御するため
の操作信号を通信回線３９を経由しパソコン３３から制
御装置３２に送信する。また電子顕微鏡の像はＴＶカメ
ラ３６で撮影しパソコン３３に取り込んで（もしくは直
接）通信回線３９を経由して遠隔地のパソコン４２の遠
隔モニタ画面１に表示する。ここで本体装置のコンソー
ルモニタ３４は装置条件等を表示したり、各種操作をマ
ウス４６を使用し実行するパソコン３３のモニタであ
る。

【００１０】図７は遠隔操作するパソコン４２の操作画
面の一例を示す。通常電子顕微鏡の遠隔操作には、観察
する試料の視野選択や微動調整，倍率の可変や電子顕微
鏡像の焦点合わせ等がある。本図には試料移動の図形ス
イッチと倍率可変のスイッチの例を示した。試料移動に
関するスイッチは少なくとも、ＸＹ軸それぞれプラス・
マイナス方向に移動指示する４種類のスイッチが必要で
ある。その他に移動速度を指定するスイッチ等がある
が、基本的な機能でないので省略した。各スイッチの操
作の一例は、例えば、試料移動スイッチ７２−１をパソ
コン４２のマウス４８を操作すれば、試料ステージ５６
はＸ軸のプラス方向に移動することができ、その他の３
個のスイッチもその図示した方向に試料ステージ５６を
移動可能である。試料５５の移動の他に電子顕微鏡の倍
率調整スイッチも例として図示した。倍率調整スイッチ
７３−１をマウス４８操作すれば電子顕微鏡像は高倍率
に、倍率調整スイッチ７３−２を操作すれば低倍率に変
化させることができる。

【００１１】この遠隔操作システムは装置操作がステッ
プバイステップのように低いレベルの場合には、図形ス
イッチを使用してのマウス操作も有効であるが、本体操
作卓５と同様に手足を使用して同時に複数の操作を実行
する場合には使い勝手の悪いシステムである。

【００１２】図４は本体操作卓５と同様に複数の操作機
能を同時に実行可能にした遠隔操作システムの構成例で
ある。信号の送受信は説明を簡略化するために、映像信
号は本体装置から遠隔装置に、制御信号は遠隔装置から
本体装置に送信すると仮定する。本体側の構成は図６の
構成に、ＴＶカメラ３６の電子顕微鏡像を確認する映像
モニタ３７と信号処理装置３５を備え映像信号と制御信
号の弁別をする。遠隔地側の構成は本体操作卓５とほぼ
同一の遠隔操作卓９と操作信号を符号化しパソコン４２
に送信する遠隔コントローラ４４を備え、操作信号を本
体制御信号として信号処理装置４１を介して本体側のパ
ソコン３３に送信する。本体装置からの映像信号は映像
モニタ４５に表示され観察することができる。また映像
信号は制御信号ともに通信端末３８から通信回線３９で
通信端末４０と接続され送受信される。

【００１３】この時、本体操作卓５と遠隔操作卓９には
試料の移動や焦点合わせ等のスイッチには、ロータリー
エンコーダ付きの操作スイッチを使用して操作変位分の
みの設定を実行している。例えば、試料移動に関しては
操作ツマミで操作したエンコーダの信号数だけ試料ステ
ージ５６を移動させる等の処理であるために、スイッチ
の不一致状態は発生せずスムーズな操作性が得られる。
ところが各種操作モードを設定するのにはロータリース
イッチが使用される。ロータリースイッチは機械的に接
続状態を切り替えて信号を通す固定接続方式のスイッチ
であるため、本体操作卓５と遠隔操作卓９との設定が装
置初期化時に異なり、異なったモードに設定されても判
らないことが多いし、また双方の装置から互いの異なっ
た状態を変更することは不可能である。例えば、観察モ
ード等は複数の状態があるので、ロータリースイッチ等
を使用して切り替えることが便利であるし操作性も良
い。ところが本体操作卓においてはモードスイッチが変
わっていれば観察像等から直ぐに気付いて設定変更でき
るが、遠隔地では本体操作卓のスイッチ状態を知ること
が不可能であり変更することもできない。そのような場
合、本体操作から遠隔操作に切り替えた瞬間に、意図し
ないモードに設定されてしまったりして装置の大きなト
ラブルの原因にもなり得る。特に、遠隔装置においては
非遠隔操作時に本体装置が身近にないことから、不用意
にスイッチに触れてしまいモード設定を変更してしまう
可能性も高いので、モードスイッチの不一致等が発生す
る確率が高く、遠隔操作のトラブルの大きな原因の一つ
である。

【００１４】以下に本発明について説明する。図１に遠
隔操作装置の遠隔モニタ画面１を示し、図中の表は本体
操作卓と遠隔操作卓のスイッチ状態を示す。例えば、遠
隔操作を実行するにあたっては双方の装置がスタンバイ
状態にあり、遠隔モニタ画面１の枠内にＲＥＱスイッチ
で示す遠隔操作要求スイッチ２を操作することで、遠隔
操作装置から本体装置に通信回線を通して許可を求め
る。本体装置は電子顕微鏡の各種条件が遠隔操作が可能
であれば、また遠隔装置の遠隔操作卓９のスイッチ状態
を読み込んで本体操作卓５と比較し、同一設定状態にあ
れば枠内ＥＮＡで示す許可スイッチ３を点灯し遠隔操作
を実行可能であることを表示する。遠隔操作卓９のスイ
ッチ状態が本体操作卓５と異なる時は、遠隔モニタ画面
１の表示データ４の該当するスイッチの項目を点滅ない
しは変色させて遠隔操作が不可能であることの警告を発
生させる。本体装置から指定されたスイッチの設定状態
を遠隔操作卓９で再設定し直せば、許可スイッチ３は点
灯して遠隔操作が可能になる。

【００１５】この状態を具体的な例として図２に示し
た。図２のａは本体操作卓５で、図２のｂは遠隔操作卓
９のスイッチ状態である。一方本体操作卓５のスイッチ
Ａ６は３に設定、スイッチＢ７は２に設定、スイッチＣ
８はＨＩＧＨに設定されている。他方遠隔操作卓９のス
イッチＡ１０は２に設定、スイッチＢ１１は２に設定、
スイッチＣ１２はＭＩＤに設定され、スイッチＡ６とス
イッチスイッチＡ１０は異なり、スイッチＢ７とスイッ
チＢ１１は一致し、スイッチＣ８とスイッチＣ12は異な
っている。この時、図１の遠隔スイッチ状態の表示は当
該設定番号を表示すると共に、スイッチＡとスイッチＣ
の枠は前記したように点滅させるか色を変えて警告す
る。この警告を受けたスイッチ状態を本体操作卓のスイ
ッチ状態を参照して設定変更すれば、許可スイッチ３が
点灯し遠隔操作が可能であることを示す。

【００１６】このようにロータリースイッチのようなス
イッチを遠隔操作卓に採用した場合の対策は、前記した
ような機能を組み込むことで使い勝手の向上が図れる
が、さらにロータリーエンコーダ付きの非固定式接続ス
イッチを採用することで、双方の操作卓スイッチの一致
設定を回避しさらなる操作性の向上が図れる。

【００１７】図３にロータリーエンコーダ付きのスイッ
チを遠隔操作卓に使用した例を示した。図３の（ａ）は
遠隔モニタ画面１の操作画面を、同図（ｂ）には遠隔操
作卓９のロータリーエンコーダ付きのスイッチの配置を
示した。実際の操作卓には多数の操作ツマミやスイッチ
が混在しているが説明を簡単にするために図２の例と同
一にした。前記したように遠隔操作装置の初期化時にお
いて、図３（ａ）の遠隔操作要求スイッチ２を操作した
時に本体装置側が遠隔制御の可能な状態にあれば、許可
スイッチ３を点灯し許可すると共に、スイッチＡ，スイ
ッチＢ，スイッチＣのそれぞれの表示Ａ１５，Ｂ１６，
Ｃ１７は、同図ｂのスイッチＡ１７，Ｂ１８，Ｃ１９の
如何に係わらず、本体操作卓５の同一スイッチと同じ設
定にできる。例えば、図示したようにスイッチＡとＢは
それぞれ３と２の状態に、スイッチＣはＭＩＤの状態に
本体装置から通信回線を通して設定可能である。これは
同図ｂのそれぞれのスイッチＡ１７，Ｂ１８，Ｃ１９が
ロータリーエンコーダ付きのスイッチであることから、
現在の状態を本体操作卓５の状態と同一にして開始でき
ることによる。

【００１８】この他モードスイッチ等には必要なモード
数だけ押しボタンスイッチを配置し、モードが選択され
た時のみスイッチが点灯し本体操作卓と一致させること
も可能であるが、本件に関してはロータリーエンコーダ
付きのスイッチ技術内容と同様なので詳細な記述を省略
する。

【００１９】

【発明の効果】本発明により本体装置の操作卓と遠隔装
置の操作卓のスイッチの不一致をなくし、本体装置の円
滑なる遠隔操作を可能にすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の手段１における遠隔操作装置の操作画
面の表示法を示す。

【図２】本体装置と遠隔装置との操作スイッチの食い違
いを説明する図である。

【図３】本発明の手段２における遠隔モニタ画面と遠隔
操作卓の例を示す。

【図４】本発明を実施するうえでの遠隔操作システムの
構成例を示す。

【図５】本発明を説明するために一例として電子顕微鏡
の基本構成を示す。

【図６】電子顕微鏡等で使用した従来型の遠隔操作卓シ
ステムを示す。

【図７】電子顕微鏡等で使用した従来型の遠隔操作方式
を示す。

【符号の説明】

１…遠隔モニタ画面、２…遠隔操作要求スイッチ、３…
許可スイッチ、４…表示データ、５…本体操作卓、６，
１０，１７…スイッチＡ、７，１１，１８…スイッチ
Ｂ、８，１２，１９…スイッチＣ、９…遠隔操作卓、１
４…表示Ａ、１５…表示Ｂ、１６…表示Ｃ、３１…本体
装置、３２…制御装置、３３，４２…パソコン、３４…
コンソールモニタ、３５…信号処理装置、３６…ＴＶカ
メラ、３７，４５…映像モニタ、３８，４０…通信端
末、３９…通信回線、４１…信号処理装置、４４…遠隔
コントローラ、４６，４８…マウス、４７…キーボー
ド、５１…電子銃、５２…電子ビーム、５３…加速管、
５４…コンデンサレンズ、５５…試料、５６…試料ステ
ージ、５７…対物レンズ、５８…第１中間レンズ、５９
…第２中間レンズ、６０…投影レンズ、６１…蛍光板、
６２…フィルム露光室、６３…フィルム、６４…フィル
ム制御装置、６５…高電圧電源、６６…ステージドライ
バ、６７…レンズ電源、６８…観察窓、７２−１〜４…
試料移動スイッチ、７３−１〜４…倍率調整スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明珍 健一 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 茂垣 宏明 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 Ｆターム(参考） 2F063 AA35 EA03 2F065 AA39 5C033 SS10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローカルエリアネットワーク等の通信回線
   と接続可能な電子顕微鏡において、本体電子顕微鏡と物
   理的に離れた位置に配置した遠隔操作装置に、本体電子
   顕微鏡と同様なスイッチやノブ等で構成する遠隔操作卓
   を備え、当該２つの操作卓のスイッチ設定状態が初期状
   態において異なった場合、本体装置から修正データを送
   信し装置オペレータに訂正させ操作性の向上を可能にし
   たことを特徴とする電子顕微鏡および遠隔操作装置。
2. 【請求項２】請求項１において、遠隔操作卓のスイッチ
   やノブ等の個別スイッチをロータリーエンコーダ等の非
   固定スイッチを使用し、そのスイッチの本体状態を常に
   遠隔地のパソコン等の画面に表示することで、当該２つ
   の操作卓の設定状態をオペレータの作業によらず常に同
   一にでき、操作性の向上を可能にしたことを特徴とする
   電子顕微鏡および遠隔操作装置。