JP2004511817A

JP2004511817A - 多機能操作素子付き顕微鏡

Info

Publication number: JP2004511817A
Application number: JP2002534900A
Authority: JP
Inventors: ヘルゲ　ヘルツ; ゲオルグ　ヴァイス; ステッフェン　ライデンバッハ; グンター　メーラー; ロルフ・ゲロ　ラウ; フランク　ノルテ
Original assignee: カール　ツァイス　イエナ　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフツング
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2004-04-15
Also published as: US20030090789A1; DE10051299A1; WO2002031572A3; EP1325376A2; WO2002031572A2

Abstract

【課題】対物レンズ・リボルバ、フィルタ・リボルバ、絞り、フォーカシング素子、照明装置など電気的に制御される多数の顕微鏡構成素子の操作用として多機能操作素子を持つ顕微鏡
【解決手段】制御対象の顕微鏡機能の数は、人間工学上の観点から操作すべき操作素子の数をはるかに越えているので、各操作素子には顕微鏡機能の中から１つの機能を自由に組込むことができるようになっており、さらに、画像記録カメラやマニピュレータのような外部接続機器の機能も顕微鏡の操作素子に組込むことができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡、特にフォーカシング用歯車、対象物設置用テーブル、対物レンズ・リボルバ、各種フィルタ、絞り、制御可能な照明装置、画像記録用外部システムおよびマニピュレータなど多数の電気制御可能な構成素子の装備できる研究用顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡には、顕微鏡台架に組み込まれた構成素子の操作用として、キー又は回転つまみなど多数の操作素子が備えられている。顕微鏡メーカーは、台架におけるこれら操作素子をできるだけ人間工学上の観点から配置するように努めているが、それに伴う一連の問題が発生している。
顕微鏡の操作は、利用者が接眼レンズを通して対象物を観察している間に行われるので、操作素子は「めくら状態で」操縦できねばならないので、キー相互間には十分な距離が取られるように注意してなければならない。
他方、簡易操作性の要求から、キーおよび回転つまみは、好ましくは腕を動かさなくても操作できるように配置され、その個数は指の数程度か、又は指１本当り最大２つまでとされる。しかし最新型の研究用顕微鏡の場合では、顕微鏡の機能数は上記要求で限定された操作素子数をかなり上回っている。
【０００３】
画像記録システム、電動式の対象物載置テーブルおよびマニピュレータなどの外部構成素子は、通常、同じように然るべき操作素子の付いた独自の制御ユニットが装備されている。これらの制御ユニットは、顕微鏡から離して設置しなければならないので、利用者にとって、常に相当な腕の動きを伴う操作が要求されることになる。これは、操作素子が外部構成素子自体に取り付けられていたとしても同じである。なぜなら、それらは通例、顕微鏡の上部または後部に設置されているからである。また、外部構成素子に取り付けられた操作素子の操作が、これらの操作素子を覆い隠し、または単純に邪魔をする、顕微鏡に組み込まれた別な構成素子のために困難になるということも起こり得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記欠点の克服には一連の解決策が知られている。ＵＳ特許４，９１２，３８８には、操作素子の必要数を減らすために、変換キーによって、つまりそのポジション数に対応して複数の操作を他のキーに伝達することのできる、顕微鏡機能制御のための外部制御機器を、顕微鏡操作の目的に使用することが提案されている。しかし、この場合では制御機器が、顕微鏡から離れて配置される欠点が残されたままである。その上、操作性の維持に対応できる顕微鏡機能の数が依然として制限されている。
【０００５】
ＤＥ−ＯＳ１９６，３７，７５６から、コンピュータ・マウスの形態を持つ顕微鏡用多機能操作ユニットが公知である。その場合では顕微鏡機能はマウスの様々なボタン操作によって制御される。それにより、操作素子がコンパクトにまとめられ、人間工学上の観点からは良好な形態を持つユニットとして構成されているが、しかし操作素子の機能が限定されるという問題は解消されていない。
【０００６】
ＥＰ６６０，９４４からは、キー操作によってフォーカシング用回転つまみに他の敏感操作機能を、つまり光度調整機能又は開口絞り制御機能などを組込むことが公知になっている。その場合各機能に１つのキーが固定配置されている。
そのほか、顕微鏡の左右両側にそれぞれ１つずつ設置されたフォーカシング用および対物レンズ・リボルバー用のキーを、外部制御コンピュータの命令により切り換えたり、フォーカシング用歯車の回転方向を転換させることのできる顕微鏡（Ｌｅｉｃａ社のＤＭＲＸＡ＆ＤＭＩＲＢＥ）が公知になっている。しかしこの解決策は、極く限られた範囲内では顕微鏡を利用者に適合させることが可能だが、それでは一般的な顕微鏡操作の簡易化が実現されない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では現状技術の欠点を克服し、電気制御式または電動式顕微鏡の操作を簡易化することを課題にしている。この課題は、多機能操作素子付き顕微鏡においては請求項１に記載された特徴によって解消される。
そのため、本発明に基づく有利な実施態様では、操作素子を顕微鏡機能として配置することが顕微鏡の制御ユニット内において実現されている。
【０００８】
しかしこれは、それ自体公知の方法により顕微鏡とデータ交換する外部制御機器においても同様に実現できる。その場合、操作素子の一定の操作によって、または外部制御機器によって、操作素子の顕微鏡機能への組入れにおける変更も実現することができる。
さらに、操作素子の組入れ状況が利用者に分かるようにできるのも有利なことである。それは、操作素子自体における表示によって、操作者の接眼レンズ視界内への挿入によって、または顕微鏡台架における操作素子近辺での書込みによって行なうことができる。
【０００９】
操作素子と顕微鏡構成素子制御機器との接続は、好ましくは、顕微鏡の制御ユニットまたは外部制御機器に配備することのできる組入れ表に従って行なうことができる。
本発明に基づく顕微鏡制御方法では、顕微鏡または接続周辺機器の電気制御可能な任意の機能が、操作素子に組込まれている。特に、接続された画像記録カメラの画像記録機能を顕微鏡の操作素子の１つに組込むことは得策である。
【００１０】
以下では本発明をより詳しく説明する。
最新型の研究用顕微鏡は、対物レンズ・リボルバ、反射器、フィルタ、絞り、さらには集光器、スライダ、光路切換器、シャッタなど多数の電動式構成素子を有している。これらは顕微鏡に組込まれた、そのプログラムが一般にはファームウェアとしてＥＰＲＯＭに保存されている、１つ又は複数の制御コンピュータで制御される。
【００１１】
操作者は、キーまたはハンドル車などのように、制御コンピュータと電気的に結合している操作素子を通じて顕微鏡を操作する。従来ではそれらのキーには、例えば対物レンズの切換、投射照明のオン／オフなどの機能が固定的に組込まれている。これらのキーやハンドル車は、台架に取り付けたり、または外部の制御機器（ほとんどが操作台と称されるもの）に統合することもできる。顕微鏡機能の実行は、制御コンピュータのファームウェアに含まれるサブプログラム（機能）を呼び出すことによってなされる。
【００１２】
最新型顕微鏡の場合では、この制御は、例えばシリアル・データ伝送線を介して顕微鏡と結合している接続パーソナル・コンピュータによっても実現される。操作素子は、ほとんどの場合、ディスプレー上に表示されるだけで、マウス又はキーによって操作される。カメラやマニピュレータなどその他の周辺機器も特殊な操作台によって、または接続パーソナル・コンピュータを通じて操作される。
【００１３】
本発明に基づく方式では、ファームウェアに保存された顕微鏡機能から、または接続された周辺機器の機能からも任意の機能を選択して顕微鏡の操作素子に組込むことが可能である。この組込は、それ自体公知の方法で、例えばファームウェアに備えられたエントリー表で実現することができる。その場合は、それぞれの操作素子に割当てられた番号が、インデックスの役割をしていて、選択した機能のファームウェアにおけるエントリー・アドレスを表の当該箇所に記入する。
【００１４】
外部周辺機器の機能を組込むに当っては、周辺機器に割当てられた制御機器からデータ伝送線を通じて操作素子の応答作動を確かめることが可能で、また当該機能の活性化も同様の方法で実現される。
制御機器が情報を呼出さなくても、それに代わり、情報を操作素子の操作を通じて、顕微鏡に組込まれた制御コンピュータから周辺機器に割当てられた制御機器へ送り込むことも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図は本発明に基づく顕微鏡の実施例を示すものである。
顕微鏡台架（１）には、対物レンズ（３）（ここでは１つだけ）付属の電動式対物レンズ・リボルバ（２）、接眼レンズ（４）、電動式反射器リボルバ（１２）、制御可能な照明装置（５）及び電動式集光器（６）が取り付けられている。
【００１６】
台架には、その光路がここには描かれていない電動式光路切換手段（ミラー、プリズム）によって切換できる複数の光出力部（７、８、９）が設けられている。
さらに、台架にはフォーカシング用回転つまみ（１０）及び人間工学上の観点からフォーカシング用回転つまみの近くに配置された幾つかの操作キー（１１）が付いている。フォーカシング用回転つまみ（１０）の操作により、顕微鏡台架（１）に組み込まれた、図には描かれていない制御コンピュータを通じてフォーカシング用歯車（１３）が駆動する。
【００１７】
顕微鏡の制御コンピュータには、それ自体公知の態様として計算器ユニット、顕微鏡およびその構成素子の制御プログラムを含むＥＰＲＯＭおよび制御プログラム用の可変データを収納するＲＡＭが備えられている。制御プログラム（以下ではファームウェアとも云う）は、電動構成素子の制御用として各構成素子に組込まれた、特定のエントリー・アドレス（Ａ１…Ａｎ）を持つ区分プログラム（サブプログラム）を含んでいる。プログラム中にはそれぞれの操作素子用にインデックス（ｌ１…ｌｍ）が付与されている。
【００１８】
操作素子を構成素子に任意に組入れるに際してはＲＡＭに収納されているエントリー表が有用である。これは操作素子のインデックスを対応の各構成素子のエントリー・アドレスと組み合わせるためのものである。それにより、プログラムの経過は極く簡易化すれば次のように表わすことができる：
１．操作者がキーｘを操作する。
２．プログラムがキーのインデックスｌｘを決定する。
３．プログラムが、エントリー表にてポジションｌｘのエントリー・アドレスＡｙを検索する。
４．プログラムが、ポジションＡｙにある構成素子ｙの制御用プログラムを実行する。
【００１９】
この場合エントリー表の初期化、即ち構成素子機能のキーへの組込は様々な方法で実施することができる。一般には、顕微鏡制御コンピュータのファームウェアにキーの標準配置が定められていて、顕微鏡のスイッチ接続後にそれが初期状態としてエントリー表に組み入れられる。表の変更は、即ち別な機能をキーまたはフォーカシング用回転つまみに組込むのは、例えば顕微鏡制御コンピュータのファームウェアに然るべき命令、例えば「表のエントリー箇所ｘに構成素子ｙのエントリー・アドレスを組み入れよ」という命令を送り込む接続可能な制御機器（例えばパーソナル・コンピュータ）によって行なうことができる。
【００２０】
またそれに代わり、キー操作の特殊な繋ぎ合わせによって操作素子を顕微鏡機能に組入れるというファームウェアを実現することもできる。
顕微鏡に制御機器が接続されていれば、顕微鏡機能への操作素子の組入れはその制御機器において実現することも可能である。その場合ではエントリー表は制御機器内にあり、その時のプログラム経過は極く簡易化すれば次のように表わすことができる：
１．操作者がキーｘを操作する。
２．ファームウェアがキーのインデックスｌｘを決定し、それをデータ伝送線を通じて制御機器へ送り込む。
３．制御機器内のプログラムがエントリー表の中からポジションｌｘに該当するエントリー・アドレスＡｙを検索する。
４．プログラムが、構成素子ｙ制御のための然るべきファームウェアの命令を顕微鏡へ送り込むためのポジションＡｙのプログラムを実行する。
５．顕微鏡のファームウェアがこの命令を解釈して、対応の構成素子を制御する。
【００２１】
顕微鏡にカメラ又はマニピュレータのような周辺機器が接続されている場合、それらには当該機能（画像記録など）制御のための独自のソフトウェアが備わっているのが通例であり、それはこの機能を作動させる上位プログラムによって呼び出すことができる。この機能を顕微鏡の操作素子によって作動させる場合ではプログラム経過は次のようになる：
１．操作者がキーｘを操作する。
２．ファームウェアがキーのインデックスｌｘを決定し、それをデータ伝送線を通じて制御機器へ送り込む。
３．制御機器内のプログラムがエントリー表の中からポジションｌｘに該当するエントリー・アドレスＡｙを検索する。
４．プログラムが、周辺機器の当該機能を呼び出すためのポジションＡｙのプログラムを実行する。
５．周辺機器のソフトウェアが当該機能を実行する。
【００２２】
この方策は、例えば接続カメラの画像記録のように、何度も反復される機能を顕微鏡の操作キーによって作動させることができる場合では特に有利になる。
本発明は図示された実施例に拘束されるものではない。
特に、操作素子を機能として組入れるに際しては上記説明のエントリー表以外にも別な可能性が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく顕微鏡の実施例
【符号の説明】
１　　顕微鏡台架
２　　対物レンズ・リボルバ
３　　対物レンズ
４　　接眼レンズ
５　　制御可能な照明装置
６　　電動式集光器
７，８，９　　光出力部
１０　　フォーカシング用回転つまみ
１１　　操作キー
１２　　電動式反射器リボルバ
１３　　フォーカシング用歯車

Claims

操作素子と制御装置間を適当な方法で接続することにより、特に顕微鏡構成素子の持つ電気的に制御される任意の顕微鏡機能を操作素子に組込めることを特徴とする、例えば対物レンズ・リボルバ、光源、集光器などが電気的に制御される、電気制御可能な顕微鏡構成素子及びそれら電気制御のための操作素子を持つ顕微鏡台架からなる多機能操作素子付き顕微鏡
上記の組込が、制御ユニットにて実現できることを特徴とする、請求項１に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
上記の組込が、顕微鏡制御ユニットとそれ自体公知の方法でデータのやり取りを行なう外部の制御機器にて実現できることを特徴とする、請求項１に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
操作素子の組込変更が、操作素子の特定操作にて実現できることを特徴とする、請求項１に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
操作素子の組込変更が、外部の制御機器により実現できることを特徴とする、請求項１に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
顕微鏡機能が、カメラ、対象物設置用テーブルまたはマニピュレーション装置など、接続される外部構成素子の機能も併せ持つことが可能であることを特徴とする、請求項１に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
操作素子のその時々の組込状態を眼で確認できることを特徴とする、請求項１に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
操作素子のその時々の組込状態を操作素子に表示できることを特徴とする、請求項６に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
操作素子のその時々の組込状態を操作者の視界内に挿入できることを特徴とする、請求項６に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
操作素子のその時々の組込状態を顕微鏡台架に取り付けてある操作素子の近傍スペースに表示できることを特徴とする、請求項６に記載の多機能操作素子付き顕微鏡
制御ユニットまたは制御機器に備えられた、操作素子と制御装置を繋ぎ合せるための組込表によって、接続が実現されていることを特徴とする、上記請求項の１つに記載の多機能操作素子付き顕微鏡
顕微鏡の制御素子に、電気的に制御可能な顕微鏡構成素子の任意の機能が組込まれることを特徴とする、上記請求項の１つに記載の顕微鏡の制御方法
顕微鏡の制御素子に、顕微鏡と電気的に結合している電気的に制御可能な外部機器の任意の機能が組込まれることを特徴とする、上記請求項の１つに記載の顕微鏡の制御方法
顕微鏡の制御素子に、接続された画像記録カメラの画像記録機能が組込まれることを特徴とする、上記請求項の１つに記載の顕微鏡の制御方法