JP2011237617A - Control device and laser scan microscope - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce influence to the minimum when abnormality occurs in an input data column.SOLUTION: In a protection circuit 64 provided between an RAM63 and a DA converter 65, a data sequence set in a drive table of the RAM63 is monitored at real time by a monitoring part 71 and retrieval of the data column set in the drive table is stopped when abnormal data in the data sequence are detected and a data sequence set in a safety data table stored in a ROM72 is retrieved instead of the data sequence and supplied to the DA converter 65. Since a drive circuit 66 stops a scanner 14 from working, even when abnormality in the input data sequence occurs, the influence can be reduced to the minimum. This invention, for example, can be applied to a device for controlling operation of a predetermined part to be driven using a digital data sequence which changes with time.

Description

本発明は、制御装置及びレーザ走査顕微鏡に関する。   The present invention relates to a control device and a laser scanning microscope.

従来より、時間的に変化するデジタルデータ列を用いて所定の被駆動部の駆動を制御する機器が知られている。このような機器としては、例えば、レーザ走査顕微鏡がある。レーザ走査顕微鏡においては、例えば、試料上でレーザ光を走査させる走査機構を駆動するために、駆動テーブルに格納された時系列のデータが用いられる(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, devices that control the driving of a predetermined driven unit using a digital data sequence that changes with time are known. An example of such an apparatus is a laser scanning microscope. In a laser scanning microscope, for example, time-series data stored in a drive table is used to drive a scanning mechanism that scans a sample with laser light (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−145567号公報JP 2009-145567 A

しかしながら、レーザ走査顕微鏡において、駆動テーブルのデータ列に異常が発生した場合、異常な周期や振幅により走査機構が駆動され、予期しない動作が行われることになる。そのため、異常データ列による動作が与える影響を抑制することが求められていた。   However, in the laser scanning microscope, when an abnormality occurs in the data row of the drive table, the scanning mechanism is driven with an abnormal period or amplitude, and an unexpected operation is performed. For this reason, it has been required to suppress the influence of the operation due to the abnormal data string.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、入力データ列に異常が発生した場合に、その影響を最小限に抑えることができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and is intended to minimize the influence when an abnormality occurs in an input data string.

本発明の制御装置は、所定の被駆動部の駆動を制御するためのデータ列を生成する制御回路と、前記制御回路と前記被駆動部の駆動回路との間に配置され、生成された前記データ列を前記駆動回路に出力する保護回路とを備え、前記保護回路は、前記制御回路から入力される前記データ列から、前記制御回路の異常動作により発生する異常データ列を判定するための所定の判定条件に基づいて、前記異常データ列を検出する検出手段と、前記異常データ列が検出された場合、検出された前記異常データ列の前記保護回路からの出力を遮断する遮断手段と、検出された前記異常データ列の出力が遮断された後、前記駆動回路への出力を、前記制御回路から入力される前記データ列から、予め設定された前記被駆動部を安全に停止させるための安全データ列に切り替える切り替え手段とを有することを特徴とする。   The control device of the present invention is arranged between a control circuit that generates a data string for controlling driving of a predetermined driven unit, and between the control circuit and the driving circuit of the driven unit, A protection circuit that outputs a data string to the drive circuit, and the protection circuit is configured to determine from the data string that is input from the control circuit, an abnormal data string that is generated due to an abnormal operation of the control circuit. Detection means for detecting the abnormal data string based on the determination condition, a blocking means for cutting off the output from the protection circuit of the detected abnormal data string when the abnormal data string is detected, and detection After the output of the abnormal data string is cut off, the output to the drive circuit is a safety signal for safely stopping the preset driven part from the data string input from the control circuit. And having a switching means for switching the data stream.

本発明のレーザ走査顕微鏡は、上記の制御装置と、試料に照射されるレーザ光を射出するレーザ光源と、前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を走査する走査部とを備え、前記走査部は、前記被駆動部として、前記駆動回路によって、前記制御回路により生成される所定の走査条件に基づいた前記データ列にしたがって駆動されることを特徴とする。   A laser scanning microscope according to the present invention includes the above-described control device, a laser light source that emits laser light applied to a sample, and a scanning unit that scans the laser light emitted from the laser light source. Is driven by the drive circuit according to the data string based on a predetermined scanning condition generated by the control circuit.

本発明によれば、入力データ列に異常が発生した場合に、その影響を最小限に抑えることができる。   According to the present invention, when an abnormality occurs in an input data string, the influence can be minimized.

本発明を適用したレーザ走査顕微鏡の光学系の一実施の形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the optical system of the laser scanning microscope to which this invention is applied. スキャナ駆動系の構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of a structure of a scanner drive system. 被駆動部等を保護する処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process which protects a to-be-driven part. エラー判定処理の詳細について説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the detail of an error determination process. 正常データ列の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a normal data sequence. 異常データ列の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an abnormal data sequence. 保護回路を有する機器の構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the apparatus which has a protection circuit.

以下、本発明を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.変形例
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1. First Embodiment 2. FIG. Modified example

<1.第1の実施の形態>
最初に、図1乃至図6を参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。
<1. First Embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明を適用したレーザ走査顕微鏡1の光学系の一実施の形態を示す図である。ここで、共焦点観察に用いられるレーザ走査顕微鏡1の光学系の動作について説明する。   FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an optical system of a laser scanning microscope 1 to which the present invention is applied. Here, the operation of the optical system of the laser scanning microscope 1 used for confocal observation will be described.

レーザ光源11から発せられたレーザ光(励起光)は、出力端がファイバコネクタ(不図示)に接続された光ファイバ(不図示)によりスキャナ光学系に導入される。スキャナ光学系に導入されたレーザ光は、ダイクロイックミラー12によりミラー13Xの方向に反射される。ミラー13Xの方向に反射されたレーザ光は、ミラー13X及びミラー13Yにより走査レンズ系15の方向に反射される。そして、レーザ光は、走査レンズ系15及び対物レンズ16を透過することにより集光され、ステージ22上の試料2に照射される。   Laser light (excitation light) emitted from the laser light source 11 is introduced into the scanner optical system by an optical fiber (not shown) whose output end is connected to a fiber connector (not shown). The laser light introduced into the scanner optical system is reflected by the dichroic mirror 12 in the direction of the mirror 13X. The laser beam reflected in the direction of the mirror 13X is reflected in the direction of the scanning lens system 15 by the mirror 13X and the mirror 13Y. Then, the laser light is condensed by passing through the scanning lens system 15 and the objective lens 16, and is irradiated on the sample 2 on the stage 22.

制御装置20は、スキャナ14Xを駆動し、ミラー13Xの角度を制御することにより、試料2に照射されるレーザ光をレーザ走査顕微鏡1の左右方向(x軸方向)に走査し、スキャナ14Yを駆動し、ミラー13Yの角度を制御することにより、試料2に照射されるレーザ光をレーザ走査顕微鏡1の奥行き方向(y軸方向)に走査する。   The control device 20 drives the scanner 14X and controls the angle of the mirror 13X, thereby scanning the laser light applied to the sample 2 in the left-right direction (x-axis direction) of the laser scanning microscope 1 and driving the scanner 14Y. Then, by controlling the angle of the mirror 13Y, the laser light applied to the sample 2 is scanned in the depth direction (y-axis direction) of the laser scanning microscope 1.

レーザ光を照射することにより励起され試料2から発せられた蛍光は、対物レンズ16及び走査レンズ系15を透過し、ミラー13Y及びミラー13Xによりデスキャンされた後、ダイクロイックミラー12を透過する。そして、デスキャンされた蛍光のうち対物レンズ16の焦点面近傍から発せられた蛍光のみが、ピンホール17を通過し、蛍光フィルタ18により所定の波長成分が透過され、例えば、PMT(光電子増倍管、Photomultiplier)により構成される検出器19により電気信号に変換される。その電気信号は、制御装置20に供給され、制御装置20により画像データに変換され、表示装置21に供給される。表示装置21は、画像データに基づく画像、すなわち、試料2の画像を表示する。   Fluorescence emitted from the sample 2 that is excited by irradiating with laser light passes through the objective lens 16 and the scanning lens system 15, is descanned by the mirror 13Y and the mirror 13X, and then passes through the dichroic mirror 12. Then, only the fluorescence emitted from the vicinity of the focal plane of the objective lens 16 among the descanned fluorescence passes through the pinhole 17, and a predetermined wavelength component is transmitted by the fluorescence filter 18, for example, PMT (photomultiplier tube). , Photomultiplier) is converted into an electrical signal. The electric signal is supplied to the control device 20, converted into image data by the control device 20, and supplied to the display device 21. The display device 21 displays an image based on the image data, that is, an image of the sample 2.

なお、制御装置20は、上述した以外にも、レーザ光源11によるレーザ光の照射の制御、ピンホール17のピンホール径の制御、あるいは蛍光フィルタ18の切り替えの制御等を行う。   In addition to the above, the control device 20 performs control of laser light irradiation by the laser light source 11, control of the pinhole diameter of the pinhole 17, or control of switching of the fluorescent filter 18.

また、以下の説明において、スキャナ14X及びスキャナ14Yを特に区別する必要がない場合、スキャナ14と称し、ミラー13X及びミラー13Yを特に区別する必要がない場合、ミラー13と称する。   In the following description, the scanner 14X and the scanner 14Y are referred to as the scanner 14 when it is not necessary to distinguish between them, and the mirror 13X and the mirror 13Y are referred to as the mirror 13 when it is not necessary to distinguish between them.

図2は、レーザ走査顕微鏡1の制御装置20を構成する要素のうち、スキャナ14X及びスキャナ14Yを介して、ミラー13X及びミラー13Yを駆動し、レーザ光のスキャン(走査)を制御するスキャナ駆動系51(制御装置)の構成の例を示すブロック図である。なお、図2では、ミラー13X及びミラー13Yの記述は省略している。   FIG. 2 shows a scanner driving system that drives the mirror 13X and the mirror 13Y via the scanner 14X and the scanner 14Y and controls the scanning (scanning) of the laser light among the elements constituting the control device 20 of the laser scanning microscope 1. It is a block diagram which shows the example of a structure of 51 (control apparatus). In FIG. 2, the description of the mirror 13X and the mirror 13Y is omitted.

スキャナ駆動系51は、制御用コントローラ61、タイミング制御回路62、RAM(Random Access Memory)63、保護回路64、DA(Digital/Analog)変換器65、及び駆動回路66から構成される。   The scanner drive system 51 includes a control controller 61, a timing control circuit 62, a RAM (Random Access Memory) 63, a protection circuit 64, a DA (Digital / Analog) converter 65, and a drive circuit 66.

制御用コントローラ61は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサにより構成され、スキャナ駆動系51全体の動作を制御する。また、制御用コントローラ61は、制御装置20を構成する他の要素からの情報に基づいて、レーザ走査顕微鏡1の各部の動作の状況に関する情報を取得する。   The control controller 61 is constituted by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and controls the operation of the entire scanner drive system 51. Further, the control controller 61 acquires information regarding the operation status of each unit of the laser scanning microscope 1 based on information from other elements constituting the control device 20.

制御用コントローラ61は、指示された走査領域を指示された速度で走査するようにスキャナ14X及びスキャナ14Yを駆動する駆動信号X,Yの生成に用いる駆動テーブルを作成し、RAM63に格納する。すなわち、駆動テーブルは、スキャナ14Xの駆動用(以下、x軸用とも称する)、及びスキャナ14Yの駆動用(以下、y軸用とも称する)の2種類からなり、例えば、駆動回路66から出力される駆動信号Xと駆動信号Yの電圧値に対応するデータ列が時系列に並べられている。換言すれば、駆動テーブルは、スキャナ14X又はスキャナ14Yを駆動するための時系列のデジタルデータ列であると言える。   The control controller 61 creates a drive table used to generate drive signals X and Y for driving the scanner 14X and the scanner 14Y so as to scan the designated scanning area at the designated speed, and stores the drive table in the RAM 63. That is, there are two types of drive tables for driving the scanner 14X (hereinafter also referred to as x-axis) and for driving the scanner 14Y (hereinafter also referred to as y-axis), and are output from the drive circuit 66, for example. Data strings corresponding to the voltage values of the drive signal X and the drive signal Y are arranged in time series. In other words, it can be said that the drive table is a time-series digital data string for driving the scanner 14X or the scanner 14Y.

また、制御用コントローラ61は、RAM63に記憶されているx軸用及びy軸用の駆動テーブルに基づいて、指示された走査領域が指示された速度で走査されるように、タイミング制御回路62を制御する。   Further, the control controller 61 controls the timing control circuit 62 so that the designated scanning area is scanned at the designated speed based on the x-axis and y-axis drive tables stored in the RAM 63. Control.

タイミング制御回路62には、基準クロック発生器(不図示)が設けられており、この基準クロック発生器によりクロック信号が発生される。なお、クロック信号は、図示はしていないが、例えば、基準クロック発生器からのクロック信号を変換する分周器により所定の周波数に変換された状態で、タイミング制御回路62により取得される。   The timing control circuit 62 is provided with a reference clock generator (not shown), and a clock signal is generated by the reference clock generator. Although not shown, the clock signal is acquired by the timing control circuit 62 in a state where the clock signal is converted to a predetermined frequency by a frequency divider that converts the clock signal from the reference clock generator, for example.

タイミング制御回路62は、制御用コントローラ61の制御に基づいて、基準クロック発生器により発生されたクロック信号に同期して、データを読み出すアドレスを指示するアドレス信号をRAM63に供給する。RAM63は、アドレス信号に基づいて、駆動テーブルに設定されているデジタルデータ列を、保護回路64を介して順次DA変換器65に出力する。   The timing control circuit 62 supplies, to the RAM 63, an address signal indicating an address for reading data in synchronization with the clock signal generated by the reference clock generator based on the control of the control controller 61. The RAM 63 sequentially outputs the digital data string set in the drive table to the DA converter 65 via the protection circuit 64 based on the address signal.

DA変換器65は、保護回路64を介して供給されたデジタルデータ列をアナログ信号に変換し、駆動回路66に供給する。駆動回路66は、DA変換器65からのアナログ信号に基づいて、x軸用の駆動テーブルから読み出されたデジタルデータ列に対応する電圧の駆動信号Xをスキャナ14Xに供給し、ミラー13Xの角度を制御する。同様に、駆動回路66は、DA変換器65からのアナログ信号に基づいて、y軸用の駆動テーブルから読み出されたデジタルデータ列に対応する電圧の駆動信号Yをスキャナ14Yに供給し、ミラー13Yの角度を制御する。   The DA converter 65 converts the digital data string supplied via the protection circuit 64 into an analog signal and supplies it to the drive circuit 66. Based on the analog signal from the DA converter 65, the drive circuit 66 supplies a drive signal X having a voltage corresponding to the digital data string read from the x-axis drive table to the scanner 14X, and the angle of the mirror 13X. To control. Similarly, based on the analog signal from the DA converter 65, the drive circuit 66 supplies a drive signal Y having a voltage corresponding to the digital data string read from the y-axis drive table to the scanner 14Y, and a mirror. Control the angle of 13Y.

保護回路64は、制御用コントローラ61の異常動作などにより発生する異常なデジタルデータ列が入力されたとき、スキャナ14等の被駆動部や、観察対象である試料2などを保護するために設けられている。保護回路64は、監視部71及びROM(Read Only Memory)72から構成される。   The protection circuit 64 is provided to protect a driven part such as the scanner 14 or the sample 2 to be observed when an abnormal digital data string generated by an abnormal operation of the control controller 61 is input. ing. The protection circuit 64 includes a monitoring unit 71 and a ROM (Read Only Memory) 72.

監視部71は、RAM63とDA変換器65との間に配置され、RAM63からDA変換器65に入力される、駆動テーブルに設定されているデジタルデータ列(以下、入力データ列ともいう)をリアルタイムで監視して、RAM63からの入力データ列が、正常なデータ列(以下、正常データ列という)であるか、あるいは異常なデータ列(以下、異常データ列という)であるかの判定を行うことで、異常データ列の検出を行う。   The monitoring unit 71 is arranged between the RAM 63 and the DA converter 65, and inputs a digital data string (hereinafter also referred to as an input data string) set in the drive table input from the RAM 63 to the DA converter 65 in real time. To determine whether the input data string from the RAM 63 is a normal data string (hereinafter referred to as a normal data string) or an abnormal data string (hereinafter referred to as an abnormal data string). Then, the abnormal data string is detected.

異常データ列は、例えば、制御用コントローラ61の異常動作などにより発生するものであり、この判定処理は、所定の判定条件(後述するエラー判定条件)に基づいて行われる。なお、詳細は後述するが、この判定条件には、例えば、入力データ列の数値的な特性の変化などを用いることができる。また、この判定条件は、例えば工場出荷時に予め設定されるものであり、例えばタイミング制御回路62内に記憶され、監視を開始する際に取得される。   The abnormal data string is generated, for example, due to an abnormal operation of the control controller 61, and this determination process is performed based on a predetermined determination condition (error determination condition described later). Although details will be described later, for example, a change in numerical characteristics of the input data string can be used as the determination condition. The determination condition is set in advance at the time of factory shipment, for example, is stored in the timing control circuit 62, and is acquired when monitoring is started.

監視部71は、RAM63からの入力データ列が正常データ列であると判定した場合、すなわち、異常データ列が検出されていない場合、RAM63から入力される入力データ列をそのまま通過させて、DA変換器65に出力する。   When the monitoring unit 71 determines that the input data string from the RAM 63 is a normal data string, that is, when no abnormal data string is detected, the monitoring unit 71 passes the input data string input from the RAM 63 as it is and performs DA conversion. Output to the device 65.

一方、監視部71は、RAM63からの入力データ列が異常データ列であると判定した場合、すなわち、異常データ列が検出された場合、監視部71からの出力を遮断するとともに、RAM63の駆動テーブルに設定されている入力データ列の読み出しを停止して、検出された異常データ列の入力を遮断する。そして、検出された異常データ列の出力が遮断された後、監視部71は、ROM72に記憶された安全データテーブルに設定されているデータ列(以下、安全データ列という)を読み出し、その安全データ列を、RAM63からの入力データ列の代わりに、DA変換器65に出力する。   On the other hand, when the monitoring unit 71 determines that the input data string from the RAM 63 is an abnormal data string, that is, when an abnormal data string is detected, the monitoring unit 71 shuts off the output from the monitoring unit 71 and drives the RAM 63 drive table. The reading of the input data string set in (2) is stopped, and the detected abnormal data string is blocked from being input. Then, after the output of the detected abnormal data string is cut off, the monitoring unit 71 reads a data string (hereinafter referred to as a safety data string) set in the safety data table stored in the ROM 72, and the safety data The sequence is output to the DA converter 65 instead of the input data sequence from the RAM 63.

この安全データテーブルには、例えば駆動中のスキャナ14(被駆動部)を安全に停止させるための駆動信号に対応する安全データ列が予め設定されており、DA変換器65を介した駆動回路66への出力を、RAM63の駆動テーブルのデータ列から、ROM72の安全データテーブルの安全データ列に切り替えることで、駆動回路66によって、スキャナ14の駆動が安全に停止されることになる。   In this safety data table, for example, a safety data string corresponding to a drive signal for safely stopping the scanner 14 (driven part) being driven is set in advance, and a drive circuit 66 via a DA converter 65 is set. By switching the output to the data sequence of the drive table of the RAM 63 to the safety data sequence of the safety data table of the ROM 72, the drive of the scanner 14 is safely stopped by the drive circuit 66.

また、監視部71は、異常データ列が検出された場合、その異常の検出を通知するための信号(以下、異常通知信号という)を、図1の制御装置20(他の制御装置)に出力する。これにより、制御装置20は、例えば、監視部71から出力された異常通知信号に応じて、レーザ光源11を制御して、レーザ光の射出を停止させることが可能となる。   Further, when an abnormal data string is detected, the monitoring unit 71 outputs a signal for notifying the detection of the abnormality (hereinafter referred to as an abnormality notification signal) to the control device 20 (another control device) in FIG. To do. Thereby, the control apparatus 20 can control the laser light source 11 according to the abnormality notification signal output from the monitoring part 71, for example, and can stop emission of a laser beam.

以上のようにして、図2のスキャナ駆動系51は構成される。   As described above, the scanner drive system 51 of FIG. 2 is configured.

次に、図3のフローチャートを参照して、図2の保護回路64により実行される、異常データ列による影響から被駆動部(スキャナ14等)や試料2などを保護する処理について説明する。   Next, processing for protecting the driven part (scanner 14 and the like), the sample 2 and the like from the influence of the abnormal data string, which is executed by the protection circuit 64 of FIG. 2, will be described with reference to the flowchart of FIG.

レーザ走査顕微鏡1が起動されると、保護回路64においては、駆動テーブルに設定されているデジタルデータ列のDA変換器65への出力が遮断(以下、「オフ」とも称する)され(ステップS11の処理)、RAM63からの入力データ列が正常データ列であるか、あるいは異常データ列であるかの判定を行うためのエラー判定条件が監視部71に読み込まれる(ステップS12の処理)。これにより、エラー判定のための条件が初期化されることになる。   When the laser scanning microscope 1 is activated, the protection circuit 64 cuts off the output of the digital data string set in the drive table to the DA converter 65 (hereinafter also referred to as “off”) (in step S11). Processing), an error determination condition for determining whether the input data string from the RAM 63 is a normal data string or an abnormal data string is read into the monitoring unit 71 (processing in step S12). As a result, the conditions for error determination are initialized.

続いて、監視部71は、ステップS13において、時間計数カウンタやエラー回数などのエラー判定のために用いられる変数を初期化し、さらに、ステップS14において、例えば、入力データ列の最大値と最小値や、変曲点の計数カウンタなどのエラー判定条件を初期化する。   Subsequently, in step S13, the monitoring unit 71 initializes variables used for error determination, such as a time count counter and the number of errors, and in step S14, for example, the maximum value and the minimum value of the input data string, Initialize error determination conditions such as inflection point counting counter.

以上の初期設定が終了すると、監視部71は、RAM63からの入力データが更新されるまで待機し(ステップS15の処理)、その後、入力データが到達した場合に、処理は、ステップS16に進む。そして、ステップS16においては、監視部71によって、到達した入力データ列に対するエラー判定処理が行われる。このエラー判定処理においては、例えば、入力データ列の最大値と最小値や、変曲点の数などの所定のエラー判定条件に基づいてエラー回数がカウントされるが、その処理の詳細については、図4のフローチャートを参照して後述する。   When the above initial setting is completed, the monitoring unit 71 waits until the input data from the RAM 63 is updated (the process of step S15). Thereafter, when the input data arrives, the process proceeds to step S16. In step S16, the monitoring unit 71 performs error determination processing on the arrived input data string. In this error determination process, for example, the number of errors is counted based on a predetermined error determination condition such as the maximum value and minimum value of the input data string, the number of inflection points, etc. This will be described later with reference to the flowchart of FIG.

到達した入力データ列に対するエラー判定処理が終了すると、ステップS17において、監視部71は、エラー判定処理により得られたエラー回数が所定の閾値を超えるか否かを判定する。ステップS17において、エラー回数が所定の閾値以下であると判定された場合、入力データ列から異常データ列が検出されなかったことになるので、処理は、ステップS18に進む。そして、ステップS18において、監視部71は、DA変換器65への出力がオフされていた入力データ列のDA変換器65への出力を開始(以下、「オン」とも称する)する。これにより、RAM63の駆動テーブルに設定されているデジタルデータ列は、監視部71を通過して、DA変換器65に供給され、駆動回路66による通常のスキャナ14の駆動が行われる。   When the error determination process for the arrived input data string is completed, in step S17, the monitoring unit 71 determines whether or not the number of errors obtained by the error determination process exceeds a predetermined threshold value. If it is determined in step S17 that the number of errors is equal to or less than the predetermined threshold value, an abnormal data string is not detected from the input data string, and the process proceeds to step S18. In step S <b> 18, the monitoring unit 71 starts output (hereinafter also referred to as “ON”) to the DA converter 65 of the input data string whose output to the DA converter 65 has been turned off. As a result, the digital data string set in the drive table of the RAM 63 passes through the monitoring unit 71 and is supplied to the DA converter 65, and the drive circuit 66 drives the normal scanner 14.

その後、監視部71は、ステップS19において、時間計数カウンタをカウントアップして、経過時間を更新し、ステップS20において、更新した経過時間が、所定の監視時間単位内となるか否かを判定する。監視時間単位内であると判定された場合(ステップS20の「Yes」)、エラー判定条件を初期化せずにそのまま監視を続けるので、処理は、ステップS15に戻り、上述した処理が繰り返される。これにより、監視時間単位外であると判定されるまで(ステップS20の「No」)、入力データ列が到達するごとにエラー判定処理(ステップS16の処理)が行われ、そのエラー判定処理により得られたエラー回数が所定の閾値を超えるか否かが判定される(ステップS17の処理)。なお、ステップS20において、監視時間単位外であると判定された場合(ステップS20の「No」)、処理は、ステップS13に戻り、エラー判定条件が初期化された上で、再度、エラー判定処理が行われることになる。   Thereafter, the monitoring unit 71 increments the time counting counter in step S19 to update the elapsed time, and determines whether or not the updated elapsed time falls within a predetermined monitoring time unit in step S20. . If it is determined that it is within the monitoring time unit (“Yes” in step S20), the monitoring is continued without initializing the error determination condition, so the process returns to step S15 and the above-described processes are repeated. As a result, an error determination process (the process of step S16) is performed every time the input data string arrives until it is determined that it is outside the monitoring time unit (“No” in step S20), and obtained by the error determination process. It is determined whether or not the number of errors given exceeds a predetermined threshold (step S17). If it is determined in step S20 that the unit is outside the monitoring time unit (“No” in step S20), the process returns to step S13, the error determination condition is initialized, and the error determination process is performed again. Will be done.

そして、ステップS13ないしS20の処理が繰り返され、ステップS17において、エラー回数が所定の閾値を超えたと判定された場合、入力データ列から異常データ列が検出されたことになるので、監視部71は、RAM63からの入力データ列(異常データ列)の出力を遮断するとともに、その入力をも遮断する(ステップS21の処理)。このとき、監視部71は、異常通知信号を制御装置20に出力する(ステップS22の処理)。   Then, the processing of steps S13 to S20 is repeated, and if it is determined in step S17 that the number of errors exceeds a predetermined threshold value, an abnormal data sequence is detected from the input data sequence. The output of the input data string (abnormal data string) from the RAM 63 is blocked and the input is also blocked (the process of step S21). At this time, the monitoring unit 71 outputs an abnormality notification signal to the control device 20 (step S22).

ステップS23において、監視部71は、ROM72に記憶された安全データテーブルに設定されている安全データ列を読み出して、DA変換器65を介した駆動回路66への出力を、駆動テーブルのデータ列から、安全データテーブルのデータ列に切り替える。   In step S23, the monitoring unit 71 reads the safety data string set in the safety data table stored in the ROM 72, and outputs the output to the drive circuit 66 via the DA converter 65 from the data string of the drive table. Switch to the data column of the safety data table.

これにより、DA変換器65には、駆動中のスキャナ14を安全に停止させるための駆動信号に対応する安全データ列が入力され、駆動回路66によって、スキャナ14X及びスキャナ14Yの駆動が安全に停止され、ミラー13X及びミラー13Yが所定の角度で停止する。   As a result, a safety data string corresponding to a drive signal for safely stopping the scanner 14 being driven is input to the DA converter 65, and the drive of the scanner 14 </ b> X and the scanner 14 </ b> Y is safely stopped by the drive circuit 66. Then, the mirror 13X and the mirror 13Y stop at a predetermined angle.

例えば、制御用コントローラ61等に何らかの異常が発生して、駆動テーブルのデジタルデータ列に異常が発生した場合、異常な周期や振幅により走査機構(ミラー13やスキャナ14等)が駆動されると、予期しない動作が行われ、長時間そのような駆動が行われると走査機構が破損する場合が考えられる。すなわち、例えば、ガルバノスキャナ等のスキャナ14は、ある一定の周波数以下で駆動しなければならないが、異常データ列が発生すると、高い周波数成分が含まれることになり、その周波数成分が、スキャナ14の持っている固有周波数に達したときに負荷がかかって、スキャナ14が破損する恐れがある。また、駆動回路66によって、スキャナ14を駆動して、ミラー13の角度を制御しているため、スキャナ14の駆動を急に停止してしまうと、ミラー13が停止する直前のある角度を向いたままとなり、その方向にレーザ光が固定されて出力されることになる。その結果、そのレーザ光が、試料2(の特定の部分)に照射され続けることとなり、試料2にダメージを与えてしまうことも考えられる。   For example, if some abnormality occurs in the control controller 61 or the like and an abnormality occurs in the digital data string of the drive table, the scanning mechanism (mirror 13 or scanner 14 or the like) is driven with an abnormal period or amplitude. If an unexpected operation is performed and such a drive is performed for a long time, the scanning mechanism may be damaged. That is, for example, the scanner 14 such as a galvano scanner must be driven at a certain frequency or lower. However, when an abnormal data string is generated, a high frequency component is included. When the natural frequency is reached, a load is applied and the scanner 14 may be damaged. In addition, since the scanner 14 is driven by the drive circuit 66 to control the angle of the mirror 13, if the drive of the scanner 14 is suddenly stopped, it is turned to a certain angle immediately before the mirror 13 stops. As a result, the laser beam is fixed and output in that direction. As a result, the laser beam continues to be applied to the sample 2 (a specific portion thereof), and it is considered that the sample 2 is damaged.

そこで、保護回路64は、入力データ列から異常データ列が検出された時点で、駆動信号の元になるデータ列を、RAM63の駆動テーブルのデータ列から、ROM72に予め設定された安全データテーブルのデータ列に切り替えることで、スキャナ14の駆動を安全に停止させるだけでなく、レーザ光が試料2に照射され続けない安全な状態となるようにしている。つまり、この場合、安全データ列は、レーザ光源11から射出されたレーザ光が試料2に照射され続けない安全な状態となるように、スキャナ14を駆動して停止させるための駆動信号に対応することになる。   Therefore, the protection circuit 64 converts the data sequence that is the source of the drive signal from the data sequence of the drive table of the RAM 63 to the safety data table preset in the ROM 72 when an abnormal data sequence is detected from the input data sequence. By switching to the data string, not only the driving of the scanner 14 is safely stopped, but also a safe state in which the laser beam is not continuously irradiated on the sample 2 is achieved. That is, in this case, the safety data string corresponds to a drive signal for driving and stopping the scanner 14 so that the laser beam emitted from the laser light source 11 is in a safe state in which the sample 2 is not continuously irradiated. It will be.

また、制御装置20には、監視部71からの異常通知信号が供給される。制御装置20は、監視部71からの異常通知信号に応じて、レーザ光源11からのレーザ光の射出を停止させる。   Further, the abnormality notification signal from the monitoring unit 71 is supplied to the control device 20. The control device 20 stops the emission of the laser light from the laser light source 11 in response to the abnormality notification signal from the monitoring unit 71.

これにより、上述したように、レーザ光源11から射出されたレーザ光が試料2に照射され続けない状態となるようにスキャナ14を駆動させた上で、監視部71からの異常通知信号に応じた制御装置20によって、レーザ光源11が制御され、レーザ光の照射が停止されるので、試料2に想定外のレーザ光が照射されるのを確実に防止することができる。   As a result, as described above, the scanner 14 is driven so that the laser light emitted from the laser light source 11 is not continuously irradiated onto the sample 2, and then the abnormality notification signal from the monitoring unit 71 is responded. Since the laser light source 11 is controlled by the control device 20 and the irradiation of the laser beam is stopped, it is possible to reliably prevent the sample 2 from being irradiated with an unexpected laser beam.

以上のように、入力データ列に異常が発生した場合、入力データ列の出力を遮断した後、安全データ列を出力してスキャナ14を安全に停止させるとともに、異常通知信号を制御装置20に通知してレーザ光源11によるレーザ光の照射を停止させることができる。その結果、スキャナ14等の被駆動部の破損を未然に防止しつつ、レーザ光が試料2に照射され続けることによる試料2へのダメージを防止することが可能となるため、入力データ列の異常の発生による影響を最小限に抑制することができる。   As described above, when an abnormality occurs in the input data string, the output of the input data string is cut off, and then the safety data string is output to stop the scanner 14 safely and notify the controller 20 of the abnormality notification signal. Thus, the irradiation of the laser beam by the laser light source 11 can be stopped. As a result, it is possible to prevent damage to the sample 2 due to continuous irradiation of the laser beam to the sample 2 while preventing the driven portion such as the scanner 14 from being damaged. It is possible to suppress the influence of the occurrence of the occurrence to the minimum.

次に、図4のフローチャートを参照して、上述した図3のステップS16の処理に対応する、エラー判定処理の詳細について説明する。このエラー判定処理は、監視部71により実行される。なお、エラー判定条件として、RAM63からの入力データ列の最大値と最小値や、変曲点数等の入力データ列の数値的な特性の変化が用いられるのは、先に述べた通りである。   Next, details of the error determination process corresponding to the process of step S16 of FIG. 3 described above will be described with reference to the flowchart of FIG. This error determination process is executed by the monitoring unit 71. As described above, as the error determination condition, the maximum and minimum values of the input data string from the RAM 63 and the change in numerical characteristics of the input data string such as the number of inflection points are used.

まず、ステップS51において、RAM63からの入力データが、先に入力された入力データ列の最小値以下であるか否かが判定され、最小値以下であると判定された場合(ステップS51の「Yes」)、ステップS52において、先に入力された入力データ列の最小値が、その最小値以下であると判定された入力データで置き換えられる。   First, in step S51, it is determined whether or not the input data from the RAM 63 is less than or equal to the minimum value of the input data string input earlier. If it is determined that the input data is less than or equal to the minimum value (“Yes in step S51”). In step S52, the minimum value of the input data string input earlier is replaced with the input data determined to be equal to or less than the minimum value.

一方、ステップS51において、入力データが、先に入力された入力データ列の最小値を超えると判定された場合、ステップS52の処理がスキップされ、処理は、ステップS53に進む。   On the other hand, if it is determined in step S51 that the input data exceeds the minimum value of the input data string input previously, the process of step S52 is skipped, and the process proceeds to step S53.

次に、ステップS53において、RAM63からの入力データが、先に入力された入力データ列の最大値以上であるか否かが判定され、最大値以上であると判定された場合(ステップS53の「Yes」)、ステップS54において、先に入力された入力データ列の最大値が、その最大値以上であると判定された入力データで置き換えられる。   Next, in step S53, it is determined whether or not the input data from the RAM 63 is equal to or greater than the maximum value of the previously input data string, and if it is determined to be equal to or greater than the maximum value (" Yes "), in step S54, the maximum value of the input data string input earlier is replaced with the input data determined to be greater than or equal to the maximum value.

一方、ステップS53において、入力データが、先に入力された入力データ列の最大値未満であると判定された場合、ステップS53の処理がスキップされ、処理は、ステップS55に進む。   On the other hand, when it is determined in step S53 that the input data is less than the maximum value of the input data string input previously, the process of step S53 is skipped, and the process proceeds to step S55.

次に、ステップS55において、RAM63からの入力データが、(時系列に並べた入力データ列の)変曲点であるか否かが判定され、変曲点であると判定された場合(ステップS55の「Yes」)、ステップS56において、変曲点数がインクリメントされる。   Next, in step S55, it is determined whether or not the input data from the RAM 63 is an inflection point (in an input data string arranged in time series), and if it is determined to be an inflection point (step S55). In step S56, the number of inflection points is incremented.

一方、ステップS55において、入力データが変曲点でないと判定された場合、ステップS56の処理がスキップされ、処理は、ステップS57に進む。   On the other hand, if it is determined in step S55 that the input data is not an inflection point, the process of step S56 is skipped, and the process proceeds to step S57.

そして、ステップS57において、変曲点数又は入力データ列の最大値と最小値の差が所定の閾値を超えるか否かが判定される。ステップS57において、変曲点数又は最大値と最小値の差が所定の閾値を超えると判定された場合、ステップS58において、エラー回数がインクリメントされる。   In step S57, it is determined whether or not the number of inflection points or the difference between the maximum value and the minimum value of the input data string exceeds a predetermined threshold value. If it is determined in step S57 that the number of inflection points or the difference between the maximum value and the minimum value exceeds a predetermined threshold value, the number of errors is incremented in step S58.

一方、ステップS57において、変曲点数又は入力データ列の最大値と最小値の差が所定の閾値以下であると判定された場合、ステップS58の処理がスキップされる。   On the other hand, if it is determined in step S57 that the number of inflection points or the difference between the maximum value and the minimum value of the input data string is equal to or smaller than a predetermined threshold value, the process of step S58 is skipped.

ステップS57又はS58の処理が終了すると、処理は、図3のステップS16に戻り、ステップS17以降の処理が繰り返される。すなわち、監視部71に入力データ列が到達するごとに、図4のエラー判定処理(図3のステップS16の処理)が行われ、例えば、変曲点数又は入力データ列の最大値と最小値の差が所定の閾値を超えると判定された場合には、エラー回数がインクリメントされ、続いて、そのエラー判定処理により得られたエラー回数が所定の閾値を超えるか否かが判定される(図3のステップS17の処理)。ステップS17以降の処理は、先に述べた通りである。   When the process of step S57 or S58 ends, the process returns to step S16 of FIG. 3, and the processes after step S17 are repeated. That is, every time the input data string arrives at the monitoring unit 71, the error determination process of FIG. 4 (the process of step S16 of FIG. 3) is performed, for example, the number of inflection points or the maximum and minimum values of the input data string. If it is determined that the difference exceeds a predetermined threshold, the number of errors is incremented, and then it is determined whether or not the number of errors obtained by the error determination process exceeds a predetermined threshold (FIG. 3). Step S17). The processing after step S17 is as described above.

なお、通常、デジタルデータでの制御を行う場合であっても、ランダムな数値で制御される場合は稀であり、一定の時間単位では、規定のデータの変化幅を示したときに正常となる場合がほとんどであるため、入力データ列の最大値と最小値の比較によるデータの変化の幅が、エラー判定処理の一つの指針となるので、上述した図4のエラー判定処理のエラー判定条件としている。また、変化量が規定の範囲内にあっても、短時間に振動するデータが想定されない場合には、入力データの変曲点の回数を計数することも、エラー判定処理の一つの指針となる場合が多いため、上述した図4のエラー判定処理では、変曲点数も判定の条件としている。ただし、上述した図4のエラー判定処理において、入力データ列の最大値と最小値の差又は変曲点数を判定条件としたのは一例であって、これらの例に限定されるものではなく、想定されるデジタルデータ列の数値的な特性の変化に応じて、適切な判定条件が適宜決定される。   Normally, even when control is performed with digital data, it is rare that control is performed with random numerical values, and in a certain time unit, it becomes normal when a specified data change width is indicated. In most cases, the width of the data change due to the comparison between the maximum value and the minimum value of the input data string is one guideline for the error determination process. Therefore, as the error determination condition of the error determination process in FIG. Yes. Even if the amount of change is within a specified range, if data that vibrates in a short time is not expected, counting the number of inflection points in the input data is also a guideline for error determination processing. Since there are many cases, the number of inflection points is also used as the determination condition in the error determination process of FIG. 4 described above. However, in the error determination process of FIG. 4 described above, the difference between the maximum value and the minimum value of the input data string or the number of inflection points is an example, and is not limited to these examples. Appropriate determination conditions are appropriately determined according to changes in the numerical characteristics of the assumed digital data sequence.

すなわち、デジタルデータ列の正常・異常の判定では、時間との関連性が重要な要因となる。例えば、データの示す出力の変化範囲は、常に、機器の許容範囲内に留まるように設計されるのが普通であるが、単位時間内に許容されるデータの変化幅は、通常、出力側の許容範囲よりも大幅に小さい場合が普通であり、さらに、使用環境によっても異なる場合が普通である。従って、監視部71には、データ列を検査する最小単位時間、最小単位時間で許容されるデータの変化量、データ列を監視する時間をパラメータとして設定することで、所定時間内で、所定回数を超える異常データ列を検出した場合のエラー判定処理を行うことができる。   That is, in determining whether a digital data string is normal or abnormal, the relationship with time is an important factor. For example, the output change range indicated by the data is usually designed to always stay within the allowable range of the device, but the allowable change range of the data within the unit time is usually on the output side. Usually, it is much smaller than the allowable range, and it is usually different depending on the use environment. Accordingly, the monitoring unit 71 sets the minimum unit time for inspecting the data string, the amount of change in data allowed in the minimum unit time, and the time for monitoring the data string as parameters. It is possible to perform an error determination process when an abnormal data string exceeding 1 is detected.

ここで、図5及び図6を参照して、保護回路64に入力されるデジタルデータ列について説明する。   Here, a digital data string input to the protection circuit 64 will be described with reference to FIGS.

図5には、正常データ列(駆動信号の電圧値に対応するデータ)を時系列(図中左から右に向かう方向)で示したグラフの例が示されている。図5に示すように、正常データ列の場合には、その変化幅が一定時間内であれば、一定の想定量に留まるのが普通であり、その曲線は滑らかなものとなる。一方、図6には、異常データ列(駆動信号の電圧値に対応するデータ)を時系列(図中左から右に向かう方向)で示したグラフの例が示されている。図6に示すように、異常データ列の場合には、短い時間内に想定を超えたデータの変化が起こるのが普通であり、その曲線は滑らかなものにはならない。   FIG. 5 shows an example of a graph showing a normal data string (data corresponding to the voltage value of the drive signal) in time series (direction from left to right in the figure). As shown in FIG. 5, in the case of a normal data string, if the change width is within a certain time, it is normal that the amount stays at a certain assumed amount, and the curve becomes smooth. On the other hand, FIG. 6 shows an example of a graph showing an abnormal data string (data corresponding to the voltage value of the drive signal) in time series (direction from left to right in the figure). As shown in FIG. 6, in the case of an abnormal data string, it is normal for the data change to exceed the assumption within a short time, and the curve does not become smooth.

すなわち、保護回路64では、入力データ列の最大値と最小値の差や、変曲点数等の入力データ列の数値的な特性の変化が監視され、RAM63からの入力データ列が、図5に示すような正常データ列の場合には、入力データ列がDA変換器65にそのまま出力される一方、図6に示すような、入力データ列が入力された場合には異常データ列として検出されて、入力データ列の出力が遮断され、代わりに安全データ列がDA変換器65に出力される。   That is, the protection circuit 64 monitors the difference between the maximum value and the minimum value of the input data string and the change in numerical characteristics of the input data string such as the number of inflection points, and the input data string from the RAM 63 is shown in FIG. In the case of the normal data string as shown, the input data string is output to the DA converter 65 as it is, whereas when the input data string as shown in FIG. 6 is input, it is detected as an abnormal data string. The output of the input data string is cut off, and the safety data string is output to the DA converter 65 instead.

また、保護回路64は、図2に示したように、スキャナ駆動系51の各部の制御を行う制御回路としての制御用コントローラ61と別の回路となっているため、制御用コントローラ61に何らかの異常が発生した場合でもその影響を受けることはない。すなわち、制御用コントローラ61に何らかの異常が発生した場合には、制御用コントローラ61とは独立した保護回路64によって、例えば、図6に示すような、異常データ列が検出されて、入力データ列の出力が遮断され、代わりに安全データ列がDA変換器65に出力される。このように、保護回路64は、制御用コントローラ61が異常動作をしても何ら影響を受けることなく、被駆動部を安全に停止させることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 2, the protection circuit 64 is a circuit different from the control controller 61 as a control circuit that controls each part of the scanner drive system 51. If it occurs, it will not be affected. That is, when any abnormality occurs in the control controller 61, an abnormal data string as shown in FIG. 6, for example, is detected by the protection circuit 64 independent of the control controller 61, and the input data string The output is cut off, and the safety data string is output to the DA converter 65 instead. Thus, the protection circuit 64 can safely stop the driven part without being affected even if the controller 61 for control operates abnormally.

また、保護回路64は、DA変換器65の直前に配置されることから、DA変換器65には、保護回路64による監視により異常データ列が入力されることはなく、保護回路64からの正常データ列又は安全データ列が入力されることになる。   Further, since the protection circuit 64 is disposed immediately before the DA converter 65, the abnormal data string is not input to the DA converter 65 by the monitoring by the protection circuit 64, and the normality from the protection circuit 64 is normal. A data string or a safety data string is input.

<2.変形例>
以上の説明では、レーザ走査顕微鏡1を例にして説明したが、本発明は、時間的に変化するデジタルデータ列を用いて所定の被駆動部の動作を制御するその他の機器にも適用することができる。そこで、次に、図7を参照しながら、本発明をレーザ走査顕微鏡1以外の機器に適用する場合について説明する。時間的に変化するデジタルデータ列を用いて所定の被駆動部の動作を制御する機器としては、例えば、デジタルオーディオ機器やNC(Numerical Control)工作機器などがある。
<2. Modification>
In the above description, the laser scanning microscope 1 has been described as an example. However, the present invention is also applicable to other devices that control the operation of a predetermined driven unit using a digital data sequence that changes over time. Can do. Then, next, the case where this invention is applied to apparatuses other than the laser scanning microscope 1 is demonstrated, referring FIG. Devices that control the operation of a predetermined driven unit using a digital data sequence that changes with time include, for example, digital audio devices and NC (Numerical Control) machine tools.

このようなデジタルオーディオ機器やNC工作機器等の機器においては、図7に示すように、デジタルデータ生成元により生成されたデジタルデータ列は、所定のデータ伝送経路を経由して、デジタルデータ出力先に入力されることになるが、デジタルデータ生成元とデジタルデータ出力先との間には、上述した図2の保護回路64が設けられる。   In such devices as digital audio equipment and NC machine tools, as shown in FIG. 7, the digital data sequence generated by the digital data generation source is sent to the digital data output destination via a predetermined data transmission path. 2 is provided between the digital data generation source and the digital data output destination as described above.

この保護回路64には、データ伝送経路を介してデジタルデータ列が入力され、設定されたエラー判定条件にしたがった異常データ列の検出が行われ、入力データ列が正常データ列の場合にはそのままデジタルデータ出力先に入力される。一方、入力データ列から異常データ列が検出された場合には、安全データテーブルの安全データ列がデジタルデータ出力先に入力されるとともに、異常通知信号が出力されることは先に述べた通りである。そして、デジタルデータ出力先においては、通常は、入力データ列が入力されるが、入力データ列に異常が発生した時点で、入力が、入力データ列から安全データ列に切り替えられるので、異常データ列の発生による影響が抑制される。   A digital data string is input to the protection circuit 64 via the data transmission path, and an abnormal data string is detected according to the set error determination condition. If the input data string is a normal data string, it is left as it is. Input to the digital data output destination. On the other hand, when an abnormal data string is detected from the input data string, the safety data string of the safety data table is input to the digital data output destination and the abnormality notification signal is output as described above. is there. At the digital data output destination, the input data string is normally input. However, when an abnormality occurs in the input data string, the input is switched from the input data string to the safety data string. The influence of the occurrence of is suppressed.

例えば、従来、デジタルオーディオ機器においては、元となるデジタルデータに対して、チェックサムなどを施すことで、データの破損を検出して異常なデータが再生されることを防止することは一般的に行われているが、元となるデジタルデータは、最終的にDA変換器に入力される時系列のデータ列に変換されるため、その後は、直接DA変換器に入力されることになる。従って、DA変換器に入力されるまでの経路に異常があって、DA変換器の入力が意図したデータ列となっていない場合には、被駆動部で予期しない動作が行われる可能性があった。通常、DA変換器の出力側には、所定の帯域フィルタが設けられるため、ある程度の出力保護は行われるものの、例えばデジタルオーディオ機器では、最大出力、最大帯域で連続出力されていた場合、被駆動部の予期せぬ動作により、視聴者の聴覚に障害を与えるリスクはゼロではない。また、デジタルデータで制御されるNC工作機器では、入力データ列により、例えば被駆動部を移動させる場合があるが、被駆動部の能力限界の作動範囲や作動速度が連続的に与えられた場合、使用環境によっては被駆動部による予期せぬ動作が行われ、危険が生じる恐れがある。本発明では、図7に示すように、保護回路64によって、デジタルデータ列が、DA変換器等のデジタルデータ出力先に出力される直前での監視を行い、所定のエラー判定条件にしたがって、異常データ列を検出した場合には、直ちにデジタルデータ列の伝送を遮断するとともに、被駆動部を安全に停止させるための安全データ列を代替データとして出力するので、上述したような異常データ列による被駆動部の予期しない動作を回避することができる。   For example, conventionally, in digital audio equipment, it is common to perform checksums on the original digital data to detect data corruption and prevent abnormal data from being reproduced. However, since the original digital data is finally converted to a time-series data string that is input to the DA converter, it is input directly to the DA converter thereafter. Therefore, if the path to the DA converter is abnormal and the DA converter input is not the intended data string, an unexpected operation may be performed in the driven unit. It was. Normally, a predetermined bandpass filter is provided on the output side of the DA converter, so that a certain level of output protection is provided. However, in digital audio equipment, for example, when the maximum output and the maximum band are output continuously, the driven The risk of disturbing the viewer's hearing due to unexpected behavior of the department is not zero. Also, in NC machine tools controlled by digital data, for example, the driven part may be moved by the input data string, but when the operating range and operating speed of the driven part's capacity limit are given continuously Depending on the usage environment, an unexpected operation may be performed by the driven part, which may cause danger. In the present invention, as shown in FIG. 7, the protection circuit 64 performs monitoring immediately before the digital data string is output to a digital data output destination such as a DA converter, and an abnormality is detected according to a predetermined error determination condition. When a data string is detected, transmission of the digital data string is immediately interrupted, and a safety data string for safely stopping the driven part is output as alternative data. Unexpected operation of the drive unit can be avoided.

また、以上の説明では、異常通知信号は、異常データ列が検出されたとき、監視部71から制御装置20に出力され、その異常通知信号に応じて、制御装置20が、レーザ光源11からのレーザ光の射出を停止させる例を説明したが、異常通知信号に応じて制御されるのはレーザ光源11に限らず、他の装置を制御してもよい。さらに、保護回路64に入力され、監視されるデータ列は、デジタルデータ列に限らずアナログ信号であってもよい。   In the above description, the abnormality notification signal is output from the monitoring unit 71 to the control device 20 when an abnormal data string is detected, and the control device 20 outputs the abnormality notification signal from the laser light source 11 according to the abnormality notification signal. Although an example in which the emission of laser light is stopped has been described, what is controlled according to the abnormality notification signal is not limited to the laser light source 11, and other devices may be controlled. Furthermore, the data string input to the protection circuit 64 and monitored is not limited to a digital data string but may be an analog signal.

なお、本明細書において、図3及び図4のフローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。   In the present specification, the steps described in the flowcharts of FIGS. 3 and 4 are not limited to the processes performed in time series according to the described order, but are not necessarily processed in time series. Or the process performed separately is also included.

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 レーザ走査顕微鏡, 11 レーザ光源, 12 ダイクロイックミラー, 13X,13Y,13 ミラー, 14X,14Y,14 スキャナ, 15 走査レンズ系, 16 対物レンズ, 17 ピンホール, 18 蛍光フィルタ, 19 検出器, 20 制御装置, 21 表示装置, 22 ステージ, 51 スキャナ駆動系, 61 制御用コントローラ, 62 タイミング制御回路, 63 RAM, 64 保護回路, 65 DA変換器, 66 駆動回路, 71 監視部, 72 ROM   1 laser scanning microscope, 11 laser light source, 12 dichroic mirror, 13X, 13Y, 13 mirror, 14X, 14Y, 14 scanner, 15 scanning lens system, 16 objective lens, 17 pinhole, 18 fluorescent filter, 19 detector, 20 control Device, 21 display device, 22 stage, 51 scanner drive system, 61 control controller, 62 timing control circuit, 63 RAM, 64 protection circuit, 65 DA converter, 66 drive circuit, 71 monitoring unit, 72 ROM

Claims (7)

所定の被駆動部の駆動を制御するためのデータ列を生成する制御回路と、
前記制御回路と前記被駆動部の駆動回路との間に配置され、生成された前記データ列を前記駆動回路に出力する保護回路と
を備え、
前記保護回路は、
前記制御回路から入力される前記データ列から、前記制御回路の異常動作により発生する異常データ列を判定するための所定の判定条件に基づいて、前記異常データ列を検出する検出手段と、
前記異常データ列が検出された場合、検出された前記異常データ列の前記保護回路からの出力を遮断する遮断手段と、
検出された前記異常データ列の出力が遮断された後、前記駆動回路への出力を、前記制御回路から入力される前記データ列から、予め設定された前記被駆動部を安全に停止させるための安全データ列に切り替える切り替え手段と
を有する
ことを特徴とする制御装置。
A control circuit that generates a data string for controlling driving of a predetermined driven part;
A protection circuit that is arranged between the control circuit and the drive circuit of the driven part and outputs the generated data string to the drive circuit;
The protection circuit is
Detecting means for detecting the abnormal data string based on a predetermined determination condition for determining an abnormal data string generated by an abnormal operation of the control circuit from the data string input from the control circuit;
When the abnormal data string is detected, a blocking unit that blocks the output of the detected abnormal data string from the protection circuit;
After the output of the detected abnormal data string is shut off, the output to the drive circuit is safely stopped from the data string input from the control circuit. And a switching means for switching to the safety data string.
前記データ列は、デジタルデータ列であり、
前記保護回路は、前記デジタルデータ列をアナログ信号に変換して、前記駆動回路に出力するDA(Digital/Analog)変換器の直前に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
The data string is a digital data string,
The control device according to claim 1, wherein the protection circuit is disposed immediately before a DA (Digital / Analog) converter that converts the digital data string into an analog signal and outputs the analog signal to the drive circuit. .
前記検出手段は、前記判定条件として、前記制御回路から入力される前記データ列の数値的な特性の変化を用いて、前記異常データ列を検出する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。
The said detection means detects the said abnormal data row | line | column using the change of the numerical characteristic of the said data row | line | column input from the said control circuit as the said judgment conditions. Control device.
前記保護回路は、
前記異常データ列が検出された場合、前記異常データ列の検出を示す異常通知信号を他の制御装置に出力する出力手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の制御装置。
The protection circuit is
4. The apparatus according to claim 1, further comprising an output unit configured to output an abnormality notification signal indicating detection of the abnormal data string to another control device when the abnormal data string is detected. 5. The control device described.
請求項1から4に記載のいずれか一項に記載の制御装置と、
試料に照射されるレーザ光を射出するレーザ光源と、
前記被駆動部として、前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を走査する走査部と
を備え、
前記走査部は、前記駆動回路によって、前記制御回路により生成される所定の走査条件に基づいた前記データ列にしたがって駆動される
ことを特徴とするレーザ走査顕微鏡。
The control device according to any one of claims 1 to 4,
A laser light source for emitting a laser beam irradiated on the sample;
A scanning unit that scans the laser light emitted from the laser light source as the driven unit;
The laser scanning microscope, wherein the scanning unit is driven by the drive circuit according to the data string based on a predetermined scanning condition generated by the control circuit.
前記安全データ列は、前記レーザ光が前記試料に照射されない状態となるように、前記走査部を駆動して停止させるためのデータ列であり、
前記駆動回路は、前記保護回路からの前記安全データ列に基づいて、前記レーザ光が前記試料に照射されない状態となるように前記走査部を駆動して停止させる
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ走査顕微鏡。
The safety data string is a data string for driving and stopping the scanning unit so that the laser beam is not irradiated onto the sample.
The drive circuit drives and stops the scanning unit based on the safety data string from the protection circuit so that the laser beam is not irradiated onto the sample. The laser scanning microscope described.
前記異常通知信号は、前記レーザ光源による前記レーザ光の射出を停止させるための信号であり、
前記レーザ光源を制御する他の制御装置は、前記保護回路から出力される前記異常通知信号に応じて、前記レーザ光源からの前記レーザ光の射出を停止させる
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザ走査顕微鏡。
The abnormality notification signal is a signal for stopping the emission of the laser light by the laser light source,
The other control device that controls the laser light source stops emission of the laser light from the laser light source according to the abnormality notification signal output from the protection circuit. Laser scanning microscope.
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