JP4820458B2 - 顕微鏡システム、顕微鏡システムの動作制御方法および動作制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、多種の観察条件を設定可能にした顕微鏡システム、顕微鏡システムの動作制御方法および動作制御プログラムを記録した記録媒体に関するものである。

顕微鏡システムは、微細な試料を拡大して観察したり、観察像を写真やビデオ画像として記録するものとして、生物分野を始めとして工業分野の検査工程までの広い分野に利用されている。

ところで、このような顕微鏡システムでは、観察像を記録するために写真撮影あるいはＴＶ観察を行う場合、撮影装置の装着されている撮影光路を選択するとともに、撮影装置の撮影条件や使用者の好みに合わせて、明るさや色調整等の観察条件を設定するための補正フィルタ、減光フィルタを操作するようになっているが、これらの観察条件の設定は多岐にわたり、観察者によりそれぞれの設定条件が異なっている。

ところが、このような顕微鏡システムでは、これら撮影条件や観察条件に対する動作指示を受け付ける操作スイッチなどは、機能や位置が固定され、動作も単機能となっている。さらに、顕微鏡システムの機能の充実により操作スイッチの数も増加しており、観察者にとって操作が複雑化し、操作を熟知するまでに時間がかかるなど観察者に負担を強いいる傾向があった。

そこで、従来、特開平７−１０４１８８号公報や特開平６−３１８８５８号号公報に開示されるように、観察者に応じて操作スイッチの機能や位置を変換または変更できるようにした顕微鏡システムが考えられている。図１６は、このような顕微鏡システムの概略構成を示すもので、顕微鏡本体１００に操作スイッチ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを有していて、これら操作スイッチ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが押されると、インターフェース部１０２に操作信号が送られ、予め観察者によってインターフェース部１０２に登録されている機能設定データを用いて顕微鏡制御部により顕微鏡本体１００の操作を実行するようになっている。

ところが、通常、顕微鏡制御部は、ファームウェアにより作成されているため、アドレス空間が小さく開発環境も不十分である。このため、顕微鏡システムの出荷後に、観察者から機能拡張や複雑な連動動作などの要求があって、これら要求に応じて機能設定データが大量に変更されると対応できなくなり、これらの変更のたびにＲＯＭを焼き直すなどの作業が必要になるなど多大な時間がかかり、操作者の要求にすばやく対応するのが難しいという問題があった。

また、機能設定データの設定や変更を行う場合も、顕微鏡制御部には、操作スイッチ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃから操作できるような機能はなく、顕微鏡制御部のための入力手段から操作する必要があるため、観察者の使用目的によっては、検査条件の設定が面倒になり、しかも、これらの操作をするたびに顕微鏡を駆動する必要があるため、操作性が悪化するという問題もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、システムの操作性を向上させることができる顕微鏡システム、顕微鏡システムの動作制御方法および動作制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、観察ユニットおよび撮影ユニットを有する顕微鏡本体と、制御手段と、を有し、前記制御手段は前記顕微鏡本体の観察ユニットおよび撮影ユニットに対する動作指示を与える顕微鏡制御手段と、前記撮影ユニットより取得される顕微鏡画像を処理する顕微鏡画像処理手段と、予め前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージに対する各種の動作指示の情報を登録した動作指示情報登録手段と、前記動作指示の情報を前記顕微鏡本体に通知するインターフェース手段と、を有し、前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージを受け取り、前記動作指示情報登録手段から対応する動作指示情報を読み出し、複数の前記動作指示情報を前記インターフェース手段を介して前記顕微鏡本体に通知することで前記顕微鏡本体の連動動作による観察方法の切換えを実施し、前記撮影ユニットは前記観察方法の切換えが終了した後に画像の取得を実施することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記顕微鏡画像処理手段は前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記撮影ユニットで取得した画像を表示部に表示することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡本体から前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記顕微鏡制御手段に前記動作指示終了のメッセージを送ることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３何れかに記載の発明において、前記動作指示情報登録手段は前記顕微鏡画像処理手段からの前記メッセージに対応する動作指示がない場合に前記動作指示を追加可能であることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、観察ユニットおよび撮影ユニットを有する顕微鏡本体と、制御手段と、を有する顕顕微鏡システムの動作制御方法において、前記制御手段は前記顕微鏡本体の観察ユニットおよび撮影ユニットに対する動作指示を与える顕微鏡制御手段と、前記撮影ユニットより取得される顕微鏡画像を処理する顕微鏡画像処理手段と、予め前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージに対する各種の動作指示の情報を登録した動作指示情報登録手段と、前記動作指示の情報を前記顕微鏡本体に通知するインターフェース手段と、を有し、前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージを受け取り、前記動作指示情報登録手段から対応する動作指示情報を読み出し、複数の前記動作指示情報を前記インターフェース手段を介して前記顕微鏡本体に通知することで前記顕微鏡本体の連動動作による観察方法の切換えを実施し、前記撮影ユニットは前記観察方法の切換えが終了した後に画像の取得を実施することを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記顕微鏡画像処理手段は前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記撮影ユニットで取得した画像を表示部に表示することを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡本体から前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記顕微鏡制御手段に前記動作指示終了のメッセージを送ることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項５乃至請求項７何れかに記載の発明において、前記動作指示情報登録手段は前記顕微鏡画像処理手段からの前記メッセージに対応する動作指示がない場合に前記動作指示を追加可能であることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、観察ユニットおよび撮影ユニットを有する顕微鏡本体と、制御手段と、を有する顕微鏡システムの動作制御プログラムを記録した記録媒体において、前記制御手段は前記顕微鏡本体の観察ユニットおよび撮影ユニットに対する動作指示を与える顕微鏡制御手段と、前記撮影ユニットより取得される顕微鏡画像を処理する顕微鏡画像処理手段と、予め前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージに対する各種の動作指示の情報を登録した動作指示情報登録手段と、前記動作指示の情報を前記顕微鏡本体に通知するインターフェース手段と、を有し、前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージを受け取り、前記動作指示情報登録手段から対応する動作指示情報を読み出し、複数の前記動作指示情報を前記インターフェース手段を介して前記顕微鏡本体に通知することで前記顕微鏡本体の連動動作による観察方法の切換えを実施し、前記撮影ユニットは前記観察方法の切換えが終了した後に画像の取得を実施することを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記顕微鏡画像処理手段は前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記撮影ユニットで取得した画像を表示部に表示することを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡本体から前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記顕微鏡制御手段に前記動作指示終了のメッセージを送ることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項９乃至請求項１１何れかに記載の発明において、前記動作指示情報登録手段は前記顕微鏡画像処理手段からの前記メッセージに対応する動作指示がない場合に前記動作指示を追加可能であることを特徴としている。

以上述べたように本発明によれば、システムの操作性を向上させることができる顕微鏡システム、顕微鏡システムの動作制御方法および動作制御プログラムを記録した記録媒体を提供できる。

本発明の第１の実施の顕微鏡システムの概略構成を示す図。 第１の実施の形態の顕微鏡システム全体の回路構成を示す図。 第１の実施の形態の顕微鏡システムの光学系の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられる各コントロール部の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられるインターフェース部の概略構成を示す図。 第１の実施の形態に用いられる外部制御装置の概略構成を示す図。 第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 第１の実施の形態に用いられる機能設定データを示す図。 本発明の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 本発明の第５の実施の形態の概略構成を示す図。 第５の実施の形態に用いられる顕微鏡制御プログラムのＧＵＩを示す図。 第５の実施の形態に用いられる顕微鏡画像処理プログラムのＧＵＩを示す図。 第５の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 第５の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 第１の実施の形態に用いられるメッセージ連動動作変換ファイルを示す図。 従来の顕微鏡システムの一例の概略構成を示す図。

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される顕微鏡システムの概略構成を示している。図において、１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体１は、試料ステージ２上の試料に対向させてレボルバ３に装着された対物レンズ４が配置され、また、この対物レンズ４を介した観察光軸上には、接眼鏡筒ユニット５および写真撮像ユニット６が配置されている。この写真撮像ユニット６は、ユニット接続ケーブル７により顕微鏡本体１に接続されている。また、試料ステージ２の下方には、コンデンサコントロール部８が配置され、このコンデンサコントロール部８もユニット接続ケーブル９により顕微鏡本体１に接続されている。顕微鏡本体１の背面には、透過照明用光源のランプハウス１０と落射照明用光源のランプハウス１１が配置され、また、側面には、操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが配置されている。

顕微鏡本体１は、インターフェース部１３を有し、このインターフェース部１３には外部入出力用シリアルバス１４を介してコンピュータなどの外部制御装置１５が接続されている。この外部制御装置１５は、キーボードなどの入力部１５ａ、モニタなどの表示部１５ｂを有している。

図２は、このような顕微鏡システム全体の回路構成を示し、図３は、特に光学系の構成を示している。

この場合、透過観察用光学系のハロゲンランプからなる透過照明用光源１６が設けられ、この透過照明用光源１６から放射される透過照明光の光路上に、この透過照明光を集光するコレクタレンズ１７、透過用フィルタユニット１８、透過視野絞り１９、透過開口絞り２０、コンデンサ光学素子ユニット２１、及びコンデンサトップレンズユニット２２が配置され、透過照明光を試料ステージ２の下方から照射するようにしている。

ここで、透過用フィルタユニット１８は、透過照明用光源１６の色温度を変えずに明るさの調整を行う複数枚のＮＤフィルタと色補正を行うための補正フィルタからなり、任意のフィルタを光路上に挿脱可能にしている。コンデンサ光学素子ユニット２１は、光路中に挿脱される複数のコンデンサ光学素子ユニット２１ａ〜２１ｃを有し、コンデンサトップレンズユニット２２も光路中に挿脱される複数のコンデンサトップレンズユニット２２ａ、２２ｂを有している。

また、落射観察用光学系の水銀ランプからなる落射照明用光源２３が設けられ、この落射照明用光源２３から放射される落射照明光の光路上に、落射用フィルタユニット２４、落射シャッタ２５、落射視野絞り２６および落射開口絞り２７が配置され、落射照明光を後述するキューブユニット２８、対物レンズ４を介して試料ステージ２の上方から照射するようにしている。

ここで、落射用フィルタユニット２４は、落射照明用光源２３の色温度を変えずに明るさの調整を行う複数枚のＮＤフィルタと色補正を行うための補正フィルタからなり、任意のフィルタを光路上に挿脱可能にしている。

これら透過観察用光学系と落射観察用光学系の各光軸が重なる観察光路Ｓ上に、種検鏡法に応じて光路上のダイクロイックミラー２８ａ〜２８ｃを切換えるキューブユニット２８、対物レンズ４および試料ステージ２が配置されている。対物レンズ４は、倍率の異なる複数個の対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃからなり、これら対物レンズ４ａ、４ｂ、４ｃは、レボルバ３に装着され、その回転により観察光路Ｓ上に選択的に挿入可能になっている。試料ステージ２は、観察光路Ｓと直交する平面内で試料を２次元移動できるとともに、ピント合わせのため観察光路Ｓ方向に沿って移動可能になっている。

観察光路Ｓ上には、観察光路Ｓを観察光路Ｓ'と写真撮影光路Ｓ''とに分岐するビームスプリッタ２９が配置されている。そして、観察光路Ｓ'上には、ビームスプリッタ５ａと接眼レンズ５ｂを有する接眼鏡筒ユニット５が配置されている。なお、ビームスプリッタ２９、５ａは、光路に対して挿脱可能になっている。

一方、写真撮影光路Ｓ''上には、ビームスプリッタ３０が配置され、このビームスプリッタ３０で分岐された一方の光路上には、結像レンズ３１を介してピント検知用受光素子３２が配置されている。このピント検知用受光素子３２は、ピント検知用の光量を測光するためのものである。

また、ビームスプリッタ３０で分岐された他方の光路上には、写真撮影倍率を任意に調整するズームレンズ３３を介してビームスプリッタ３４が配置されている。このビームスプリッタ３４は、光路に対して挿脱可能になっている。

また、ビームスプリッタ３４で反射された光路上には、他のビームスプリッタ３５が配置されている。このビームスプリッタ３５も、光路に対して挿脱可能になっている。ビームスプリッタ３５で分岐された一方の光路上には、写真用受光素子３６が配置されている。この写真用受光素子３６は、写真撮影のための露出時間を測光するためのものである。また、ビームスプリッタ３５を光路からはずした状態でビームスプリッタ３４で反射された光を写真撮影用シャッタ３７を介して写真用フィルムを収めたカメラ３８に入射させるようになっている。

次に、このように構成された顕微鏡システムの制御系について説明する。

この場合、専用シリアルバス３９には、写真撮影コントロール部４０、以下述べる各種の観察ユニットをコントロールするコントロール手段としてＡＦコントロール部４１、フレームコントロール部４２、透過フィルタコントロール部４３、透過視野絞りコントロール部４４、コンデンサコントロール部４５、落射視野絞りコントロール部４６、落射フィルタコントロール部４７、操作スイッチコントロール部４８およびインターフェース部１３が接続されている。

写真撮影コントロール部４０は、ビームスプリッタ２９、３０、３５を光路に対して挿脱させるための駆動および制御、ズームレンズ３３の駆動および制御、写真用受光素子３６の測光値から写真撮影時間を算出するための演算処理、写真撮影用シャッタ３７の開閉駆動制御、カメラ３８のフィルムの巻き上げおよび巻き戻しなどを実行するものである。

ＡＦコントロール部４１は、ピント検知用受光素子３２からのデータで所定の合焦演算を行い、その演算結果に応じて試料ステージ２を駆動することで自動合焦を行うものである。

フレームコントロール部４２は、透過照明用光源１６、落射照明用光源２３、
レボルバ３、キューブユニット２８、落射シャッタ２５を駆動制御するものである。

透過フィルタコントロール部４３は、透過用フィルタユニット１８の駆動および制御を行い、透過視野絞りコントロール部４４は、透過視野絞り１９の駆動および制御を行うものである。

コンデンサコントロール部４５は、コンデンサ光学素子ユニット２１、コンデンサトップレンズユニット２２の駆動および制御を行うものである。

落射視野絞りコントロール部４６は、落射視野絞り２６、落射開口絞り２７の駆動および制御を行い、落射フィルタコントロール部４７は、落射用フィルタユニット２４の駆動および制御を行うものである。

操作スイッチコントロール部４８は、操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの制御を行うものである。

インターフェース部１３は、外部入出力用シリアルバス１４を介して外部制御装置１５が接続されている。

図４は、上述した各コントロール部４０〜４８の具体的回路構成を示している。この場合、ＣＰＵ回路５１、このＣＰＵ回路５１からの指示により制御対象の光学ユニットを駆動する駆動回路５２、制御対象の位置を検出してＣＰＵ回路５１に通知する位置検出回路５３、ＣＰＵ回路５１と専用シリアルバス３９とを接続する専用シリアルＩ／Ｆ回路５４およびその他の図示しない回路を有している。また、ＣＰＵ回路５１は、ＣＰＵ５１ａ、ＲＯＭ５１ｂ、ＲＡＭ５１ｃがＣＰＵバス５１ｄにより接続され、ＲＯＭ５１ｂに各制御内容を記述したプログラムが記憶され、ＲＡＭ５１ｃには、制御演算用のデータが記憶されている。

そして、これらコントロール部４０〜４８に対して専用シリアルバス３９を介してインターフェース部１３から制御指示が送り込まれ、ＣＰＵ５１ａがＲＯＭ５１ｂのプログラムにしたがって動作することにより、各受け持ちの光学ユニットなどの制御が実行される。

図５は、インターフェース部１３の概略構成を示している。

この場合、上述したと同様なＣＰＵ回路５１と、専用シリアルバス３９を制御するための専用シリアルバス駆動回路５５、外部入出力用シリアルバス１４を制御するための外部入出力用シリアルバス駆動回路５６を有している。

図６は、外部制御装置１５の概略構成を示している。

この場合、入力部１５ａ、表示部１５ｂの他に、記憶部１５ｃ、主メモリ１５ｄ、演算部１５ｅ、外部入出力用シリアルバス駆動回路１５ｆを有している。記憶部１５ｃは、機能設定データの登録やスイッチ機能を判断し、動作指示を発する制御プログラムおよび図８に示すような機能設定データを記憶したもので、ＭＯやハードディスクやフロッピーディスクなどの記録媒体が用いられる。ここで、機能設定データは、顕微鏡本体１を動作させるため機能として、例えば上述したコントロール部４０〜４８に対する各種の動作指示の情報を有するとともに、外部制御装置１５を操作させる一部の情報を有している。そして、これら機能設定データを設定するには、操作者が必要とする機能項目に対して外部制御装置１５による顕微鏡本体１の動作を解析して指示するソフトウェアを用い、入力部１５ａより入力設定することにより、機能項目ごとの動作指示命令が配列などのデータとして登録される。ここでは、各操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応するスイッチ番号１〜４にについて、各機能項目ごとの動作指示命令が登録されている。

記憶部１５ｃに記録されている制御プログラムは、主メモリ１５ｄに記憶され、演算部１５ｅにより実行される。また、外部入出力用シリアルバス駆動回路１５ｆは、外部入出力用シリアルバス１４を制御するためのものである。入力部１５ａは、機能設定データなどの各種データを入力するものである。表示部１５ｂは、各種の情報を表示するものである。

次に、このように構成された顕微鏡システムの動作を説明する。

まず、顕微鏡本体１を操作するときの処理を図７に示すフローチャートに従い説明する。この場合、ステップＳ０の開始点では、顕微鏡本体１の操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのいずれかが押されたことを操作スイッチコントロール部４８で認識して処理が開始される。次に、ステップＳ１では、専用シリアルバス３９により操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが押されたことが信号としてインターフェース部１３に通知される。インターフェース部１３では、ステップＳ２で、この通知信号より、どの操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが押されたかを検知し、ステップＳ３で、検知した内容（スイッチ番号）が外部制御装置１５の主メモリ１５ｄに送信される。そして、ステップＳ４で、予め顕微鏡本体１の動作指示情報が登録されている図８に示す機能設定データを記憶部１５ｃより参照し、ステップＳ３で送信された操作スイッチ番号に対応した顕微鏡本体１の動作を示す動作指示情報を演算部１５ｅにおいて識別する。そして、ステップＳ５で、動作指示情報は、外部入出力用シリアルバス１４を介してインターフェース部１３に送信され、ステップＳ６で、インターフェース部１３により動作指示情報が解析されるとともに、顕微鏡本体１を操作する動作指示に変換され、ステップＳ７で、専用シリアルバス３９を介して顕微鏡本体１に命令として送られる。これにより、ステップＳ８で、顕微鏡本体１は、押された操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに設定された処理機能を実行するようになる。

このような処理の流れにより、顕微鏡本体１の操作が、操作スイッチ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃに割り当てられた機能で動作することになるが、次に、外部制御装置１５に市販のコンピュータを用いて、顕微鏡本体１の操作スイッチ１２ａに割り当てられた機能としてのレボルバ３の位置を一つ移動する機能を実行する例を説明する。

この場合、操作スイッチ１２ａが押されたことを顕微鏡本体１の操作スイッチコントロール部４８が認識すると、この状態では、直ちに顕微鏡本体１の動作制御は行われず、認識された内容は、専用シリアルバス３９によりインターフェース部１３に送信され、その内容により押された操作スイッチ１２ａを検知し、その押された操作スイッチ１２ａの通知をインターフェース部１３からコンピュータ（外部制御装置１５）にＲＳ２３２Ｃなどの一般的、または顕微鏡システム特有の外部入出力用シリアルバス１４を介して通知する。コンピュータ（外部制御装置１５）では、通知された信号を受け取ると、主メモリ１５ｄに保存し、予め記憶部１５ｃに登録されている図８に示す機能設定データのうち、操作スイッチ１２ａに相当する、例えばボタンＮｏ１の対物レンズの項目からレボルバ回転情報を演算部１５ｅにより識別する。そして、この識別されたレボルバ回転情報は、外部入出力用シリアルバス１４を介してインターフェース部１３に通知され、解析されるとともに、顕微鏡本体１の操作命令に変換され、専用シリアルバス３９を介して顕微鏡本体１に送られる。これにより、顕微鏡本体１は、操作命令に従って、フレームコントロール部４２を経由して、レボルバ３を一つ移動し、対物レンズ４を一つ移動させる機能が実現する。

従って、このようにすれば、外部制御装置１５により機能設定データを参照し、動作指示のコマンドを発行するようにしているが、外部制御装置１５自身、既存の開発ツールなどにより改造でき移植も行いやすく、操作者の要望に応じて機能設定データの機能拡張や複雑な連動動作への対応を始め、機能設定データ作成用のＧＵＩの変更などを操作者の要望に応じて迅速に対処できるので、開発時間の短縮とともに、システム全体の操作性の向上を図ることができる。

また、外部制御装置１５により機能設定データを参照することにより、インターフェース部１３の機能の簡略化を図ることができ、インターフェース部１３での大幅な改造が必要でなくなり、バージョンアップの回数を少なくできる。

なお、操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、顕微鏡本体１を動作させるために操作されるいずれの操作スイッチにおいても、操作スイッチコントロール部４８で操作されたことが認識でき、インターフェース部１３に操作されたことを通知できれば、形状、数および配置は問われない。

（第２の実施の形態）
この第２の実施の形態では、機能設定データとして割り当てられた機能に、周辺機器の操作を行えるようにしている。例えば、操作スイッチ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対して外部制御装置１５がコンピュータである場合、コンピュータの電源のオンオフやコンピュータに予めインストールされた顕微鏡付属ソフト以外のソフトの処理を実行したり、他の機能設定データを変更することなどを可能にしている。

なお、この第２の実施の形態では、上述した図１〜図６および図８を援用し、
これら図面を参照して説明する。

そして、第２の実施の形態での処理は、次の手順で実行される。この場合、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０の開始点から外部制御装置１５により動作指示情報を決定するステップＳ１４までは、図７に示すステップＳ０からステップＳ４までの処理と同様である。そして、ステップＳ１５で、外部制御装置１５の演算部１５ｅにおいて決定された動作指示情報を解析し、ステップＳ１６で、その解析結果を対象となる周辺機器に対して動作指示として送信し、ステップＳ１７で、その内容に従い周辺機器の動作を実行する。つまり、この第２の実施の形態では、送信側と受信側が同一の外部制御装置１５なので、図７に示すステップＳ５は、省略されている。

ここで、例えば、操作スイッチ１２ａが外部制御装置１５であるコンピュータの電源をオフする機能を実現する場合を説明する。

この場合、操作スイッチ１２ａが押されたことを顕微鏡本体１の操作スイッチコントロール部４８が認識すると、処理が開始され、認識された内容は、専用シリアルバス３９を介してインターフェース部１３に送信され、その内容により押された操作スイッチ１２ａを検知し、その押された操作スイッチ１２ａの通知をインターフェース部１３からコンピュータ（外部制御装置１５）に外部入出力用シリアルバス１４を介して通知する。コンピュータ（外部制御装置１５）では、通知された信号を受け取ると、主メモリ１５ｄに保存し、予め記憶部１５ｃに登録されている図８に示す機能設定データのうち、操作スイッチ１２ａに相当する、例えばボタンＮｏ１のコンピュータ電源の項目からコンピュータ電源オフの情報を演算部１５ｅにより識別し、この識別されたコンピュータ電源オフの情報を、演算部１５ｅでコンピュータ動作用の情報として動作指示に変換し、コンピュータ（外部制御装置１５）の電源オフの機能を実行する。

従って、このようにすれば顕微鏡本体１から顕微鏡周辺機器の操作を可能にできるので、つまり、操作者は、周辺機器を操作することなく、顕微鏡本体１側から操作できるので、操作者は、顕微鏡本体１から離れることなく、周辺機器の電源のオンオフや外部制御装置にインストールされているソフトの処理などを実行することができ、操作者の操作効率を高めることができる。

（第３の実施の形態）
この第３の実施の形態では、機能設定データに連続動作を登録する場合、外部制御装置１５からの動作指示情報として、連続コマンドを単機能に分けてインターフェース部１３に送信し、その送信内容をその都度顕微鏡本体１に動作指示として送信するようにしている。

なお、この第３の実施の形態では、上述した図１〜図６および図８を援用し、
これら図面を参照して説明する。

そして、第３の実施の形態での処理は、次の手順で実行される。この場合、外部制御装置１５に市販のコンピュータを用いて、顕微鏡本体１の操作スイッチ１２ａに割り当てられた機能としてのレボルバ３の位置を一つ移動するとともに、オートフォーカスの機能を連動させて実行する例を説明する。

この場合、操作スイッチ１２ａが押されたことを顕微鏡本体１の操作スイッチコントロール部４８が認識すると、この状態では、直ちに顕微鏡本体１の動作制御は行われず、認識された内容は、専用シリアルバス３９によりインターフェース部１３に送信され、その内容により押された操作スイッチ１２ａを検知し、その押された操作スイッチ１２ａの通知をインターフェース部１３からコンピュータ（外部制御装置１５）に外部入出力用シリアルバス１４を介して通知する。コンピュータ（外部制御装置１５）では、通知された信号を受け取ると、主メモリ１５ｄに保存し、予め記憶部１５ｃに登録されている図８に示す機能設定データのうち、操作スイッチ１２ａに相当する、例えばボタンＮｏ１の対物レンズの項目からレボルバ回転情報とＡＦの項目からオートフォーカス実行情報を演算部１５ｅにより識別する。そして、この識別されたレボルバ回転情報とオートフォーカス実行情報は、外部入出力用シリアルバス１４を介してインターフェース部１３に通知され、解析されるとともに、顕微鏡本体１の操作命令に変換され、専用シリアルバス３９を介して顕微鏡本体１に送られる。これにより、顕微鏡本体１は、操作命令に従って、フレームコントロール部４２を経由して、レボルバ３を一つ移動し、対物レンズ４を一つ移動させる機能が実現するとともに、ＡＦコントロール部４１を駆動させて、ピント検知用受光素子３２より検知されるピント検知用の光量に基づいた試料ステージを２の移動によりピント合わせの機能が実現される。つまり、顕微鏡本体１の操作スイッチ１２ａの操作によりレボルバ３を一つ移動させるとともに、ＡＦ動作が実現される。

従って、このようにすれば、連動動作を外部制御装置１５により単体動作指示に分割して送付するようにできるので、全ての単体動作指示を組み合わせることにより、複雑な連動動作であっても、操作者が意図した顕微鏡操作を実行することができ、操作者の操作効率を高めることができる。

なお、機能設定データは、例えば押されたスイッチとその動作の関連がわかりやすい図８に示すようなテーブル形式としたが、例えばボタンに割り当てられた番号にしたがって動作情報が番号順に登録されている形式であっても、操作スイッチと動作の割り当てをコンピュータによって判断できればよい。

（第４の実施の形態）
この第４の実施の形態では、機能設定データの保存ファイル形式として、既存のコンピュータでの一般的なファイル形式を用いている。例えば、テキストファイル形式とした場合は、顕微鏡の動作を解析、動作指示するソフトウェアがインストールされていないコンピュータにおいても、既存のエディタソフト等で編集することができる。例えば図８に示す機能設定データでは、顕微鏡動作の機能としては、キューブ設定、対物レンズ設定、シャッタのオンオフ、フィルタ設定、オートフォーカスのオンオフ設定、落射／透過設定、ランプの電圧調整設定があり、外部制御装置１５の操作機能としては、電源オフ、ソフトの連携処理、機能設定データ切換えなどがある。これらの機能設定内容は、エディタソフトにより変更することか可能であり、また、一つの操作スイッチに対して、例えばボタンＮＯ１に対応させた連携操作や、単一操作を設定することができる。

従って、このようにすれば、外部制御装置１５において、機能設定データをコンピュータで一般的に使用されているテキストファイルの形式にできるので、外部制御装置１５以外でも、既存のエディタソフトを用いて機能設定データを編集することができ、操作者は、顕微鏡本体１がなくとも、自由に機能設定データを編集できる。

（第５の実施の形態）
ところで、顕微鏡システムには、顕微鏡本体より取得される観察画像を表示または解析処理を行うための画像処理手段を有するものが用いられている。

そして、このような画像処理手段を有する顕微鏡システムでは、コンピュータ上の顕微鏡画像処理プログラムを用いて顕微鏡制御と画像処理を関連させて実行するようにしている。

ところが、顕微鏡制御の一環として、顕微鏡の観察法などの複雑な処理を顕微鏡画像処理プログラムで行うとなると、プログラム構成が煩雑となり、開発効率が悪化し、また、顕微鏡本体の機能拡張やバージョンアップへの対応が容易でないなどの問題があった。

そこで、この第５の実施の形態では、顕微鏡の観察法設定などの複雑な動作を可能にするとともに、動作内容の変更にも柔軟に対応できるようにしている。

図１０は、顕微鏡システムの概略構成を示している。図において、６１は顕微鏡本体で、この顕微鏡本体６１には、観察画像を取得するための撮像手段としてのカメラ６２を有している。そして、このような顕微鏡本体６１には、外部入出力用シリアルバス６３を介してコンピュータなどの外部制御装置６４が接続されている。

外部制御装置６４は、顕微鏡制御プログラム６５１および顕微鏡画像処理プログラム６５２を有する演算部６５、図１５に示すようなメッセージ連動動作変換ファイル６６１を有する記憶部６６、入力部６７．表示部６８、外部入出力用シリアルバス６３が接続される外部入出力用シリアルバス駆動回路６９、カメラ６２で撮像された観察画像を取り込む画像入力ポート７０を有している。

図１１は、顕微鏡制御プログラム６５１のＧＵＩの一例を示すもので、ここでは、１０倍または４０倍の対物レンズの検鏡法に切替えるためのボタン６５１ａ、６５１ｂが表示されるようになっている。

図１２は、顕微鏡画像処理プログラム６５２のＧＵＩの一例を示すもので、ここでは、画像種類Ａ、Ｂ、Ｃを選択するためのボタン６５２ａ、６５２ｂ、６５２ｃおよび画像取り込みを実行するボタン６５２ｄが表示されるとともに、顕微鏡画像の表示領域６５２ｅを有している。

このような構成において、まず、顕微鏡画像処理プログラム６５２から顕微鏡制御プログラム６５１に対し、この顕微鏡制御プログラム６５１のＧＵＩのボタンに対応したメッセージを送り、顕微鏡本体６１に対して連動動作の指示を行う場合を説明する。

この場合、図１３のフローチャートが実行される。まず、ステップＳ３０で、
観察法Ａによる画像を取り込むために、顕微鏡画像処理プログラム６５２のＧＵＩ上において、Ｉｍａｇｅ Ｔｙｐｅのボタン６５２ａを選択する。すると、ステップＳ３１で、顕微鏡画像処理プログラム６５２は、顕微鏡制御プログラム６５１の観察法Ａに切替えるためのボタン６５１ａを選択するためのメッセージ連動動作変換ファイル６６１のメッセージと、同メッセージ連動動作変換ファイル６６１中のメッセージ１の内容を送る。そして、ステップＳ３２で、顕微鏡制御プログラム６５１は、ボタン６５１ａの選択メッセージを受け取り、ステップＳ３３で、メッセージ連動動作変換ファイル６６１中からメッセージ１に対応した顕微鏡動作指示コマンド群データを検索し、ステップＳ３４で、外部入出力用シリアルバス駆動回路６９に顕微鏡本体６１へのコマンド群送信指令を発し、外部入出力用シリアルバス６３を介して顕微鏡本体６１へ送信する。

一方、ステップＳ３５で、顕微鏡制御プログラム６５１が顕微鏡本体６１から観察法Ａへの切替えのための全ての動作指示コマンドの終了通知を受け取ると、ステップＳ３６で、顕微鏡制御プログラム６５１は、メッセージ１の動作終了通知のメッセージを顕微鏡画像処理プログラム６５２に送り、ステップＳ３７で、顕微鏡画像処理プログラム６５２は、顕微鏡動作終了のメッセージを受け取る。

これにより、ステップＳ３８で、顕微鏡画像処理プログラム６５２は、カメラ６２で取得した画像を画像入力ポート７０を介して取り込み、ステップ３９で、顕微鏡画像を表示領域６５２ｅに表示する。

このようにすれば、複雑な顕微鏡連動動作を設定することなく、観察法に対応したメッセージを送るだけで顕微鏡の観察法設定などの複雑な動作を可能にでき、しかも、プログラム設計として顕微鏡制御プログラム６５１と顕微鏡画像処理プログラム６５２を独立することができるので、これらプログラムのメンテナンスやバージョンアップが容易となり、顕微鏡ファームの仕様変更や画像処理部のユーザからの要望による変更にも柔軟に対応することができる。

次に、連動動作対応ファイルとしてテキストファイルを用い、連動動作の表のフォーマットを開示することで一般的なテキストファイル編集ソフトにより編集可能にし、また、連動動作対応ファイルに顕微鏡制御プログラム６５１のＧＵＩ上のボタンにない観察法Ｃへの切替えメッセージと顕微鏡設定を追加することにより顕微鏡画像処理プログラム６５２独自の観察法での画像書き込みを可能にする場合を説明する。

この場合、図１４のフローチャートが実行される。

まず、ステップＳ４０で、観察法Ｃによる画像を取り込むため顕微鏡画像処理プログラム６５２のＧＵＩ上においてオプションとしてＩｍａｇｅ Ｔｙｐｅのボタン６５２ｃを選択する。すると、ステップＳ４１で、顕微鏡画像処理プログラム６５２は、顕微鏡制御プログラム６５１の観察法Ｃへの切替えを実行するためのメッセージ連動動作変換ファイル６６１のメッセージと、同メッセージ連動動作変換ファイル６６１中のメッセージ１０の内容を送る。そして、ステップＳ４２で、顕微鏡制御プログラム６５１は、ボタン６５２ｃの選択メッセージを受け取り、ステップＳ４３で、メッセージ連動動作変換ファイル６６１中からメッセージ１に対応した顕微鏡動作指示コマンド群データを検索し、ステップＳ４４で、外部入出力用シリアルバス駆動回路６９に顕微鏡本体６１へのコマンド群送信指令を発し、外部入出力用シリアルバス６３を介して顕微鏡本体６１へ送信する。

一方、ステップＳ４５で、顕微鏡制御プログラム６５１が顕微鏡本体６１から観察法Ｃへの切替えのための全ての動作指示コマンドの終了通知を受け取ると、ステップＳ４６で、顕微鏡制御プログラム６５１は、メッセージ１０の動作終了通知のメッセージを顕微鏡画像処理プログラム６５２に送り、ステップＳ４７で、顕微鏡画像処理プログラム６５２は、顕微鏡動作終了のメッセージを受け取る。これにより、ステップＳ４８で、顕微鏡画像処理プログラム６５２は、カメラ６２で取得した画像を画像入力ポート７０を介して取り込み、ステップ３９で、顕微鏡画像を表示領域６５２ｅに表示する。

このようにすれば、連動動作対応ファイルに顕微鏡制御プログラム６５１のＧＵＩに対応するボタンがない連動動作指示を追記することにより、顕微鏡画像処理プログラム６５２独自の観察法を適用できる。また、連動動作対応ファイルは、テキストファイルなので、ユーザが所望する観察法の設定を容易に編集することもできる。

１…顕微鏡本体
２…試料ステージ
３…レボルバ
４…対物レンズ
４ａ．４ｂ…対物レンズ
５…接眼鏡筒ユニット
５ａ…ビームスプリッタ
５ｂ…接眼レンズ
６…写真撮像ユニット
７…ユニット接続ケーブル
８…コンデンサコントロール部
９…ユニット接続ケーブル
１０、１１…ランプハウス
１２ａ．１２ｂ、１２ｃ…操作スイッチ
１３…インターフェース部
１４…外部入出力用シリアルバス
１５…外部制御装置
１５ａ…入力部
１５ｂ…表示部
１５ｃ…記憶部
１５ｄ…主メモリ
１５ｅ…演算部
１５ｆ…外部入出力用シリアルバス駆動回路
１６…透過照明用光源
１７…コレクタレンズ
１８…透過用フィルタユニット
１９…透過視野絞り
２１…コンデンサ光学素子ユニット
２１ａ〜２１ｃ…コンデンサ光学素子ユニット
２２…コンデンサトップレンズユニット
２２ａ〜２２ｃ…コンデンサトップレンズユニット
２３…落射照明用光源
２４…落射用フィルタユニット
２５…落射シャッタ
２６…落射視野絞り
２７…落射開口絞り
２８…キューブユニット
２８ａ〜２８ｃ…ダイクロイックミラー
２９．３０…ビームスプリッタ
３１…結像レンズ
３２…ピント検知用受光素子
３３…ズームレンズ
３４、３５…ビームスプリッタ
３６…写真用受光素子
３７…写真撮影用シャッタ
３８…カメラ
３９…専用シリアルバス
４０…写真撮影コントロール部
４１…ＡＦコントロール部
４２…フレームコントロール部
４３…透過フィルタコントロール部
４４…透過視野絞りコントロール部
４５…コンデンサコントロール部
４６…落射視野絞りコントロール部
４７…落射フィルタコントロール部
４８…操作スイッチコントロール部
５１…ＣＰＵ回路
５１ａ…ＣＰＵ
５１ｂ…ＲＯＭ
５１ｃ…ＲＡＭ
５１ｄ…ＣＰＵバス
５２…駆動回路
５３…位置検出回路
５４…専用シリアルＩ／Ｆ回路
５５…専用シリアルバス駆動回路
５６…外部入出力用シリアルバス駆動回路
６１…顕微鏡本体
６２…カメラ
６３…外部入出力用シリアルバス
６４…外部制御装置
６５…演算部
６５１…顕微鏡制御プログラム
６５２…顕微鏡画像処理プログラム
６６…記憶部
６６１…メッセージ連動動作変換ファイル
６７…入力部
６８…表示部
６９…外部入出力用シリアルバス駆動回路
７０…画像入力ポート
６５１ａ．６５１ｂ…ボタン
６５２ａ〜６５２ｃ、６５２ｄ…ボタン
６５２ｅ…表示領域

Claims (12)

1. 観察ユニットおよび撮影ユニットを有する顕微鏡本体と、
   制御手段と、を有し、
   前記制御手段は前記顕微鏡本体の観察ユニットおよび撮影ユニットに対する動作指示を与える顕微鏡制御手段と、前記撮影ユニットより取得される顕微鏡画像を処理する顕微鏡画像処理手段と、予め前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージに対する各種の動作指示の情報を登録した動作指示情報登録手段と、前記動作指示の情報を前記顕微鏡本体に通知するインターフェース手段と、を有し、
   前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージを受け取り、前記動作指示情報登録手段から対応する動作指示情報を読み出し、複数の前記動作指示情報を前記インターフェース手段を介して前記顕微鏡本体に通知することで前記顕微鏡本体の連動動作による観察方法の切換えを実施し、
   前記撮影ユニットは前記観察方法の切換えが終了した後に画像の取得を実施する
   ことを特徴とする顕微鏡システム。
2. 前記顕微鏡画像処理手段は前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記撮影ユニットで取得した画像を表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡システム。
3. 前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡本体から前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記顕微鏡制御手段に前記動作指示終了のメッセージを送ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の顕微鏡システム。
4. 前記動作指示情報登録手段は前記顕微鏡画像処理手段からの前記メッセージに対応する動作指示がない場合に前記動作指示を追加可能であることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の顕微鏡システム。
5. 観察ユニットおよび撮影ユニットを有する顕微鏡本体と、
   制御手段と、を有する顕顕微鏡システムの動作制御方法において、
   前記制御手段は前記顕微鏡本体の観察ユニットおよび撮影ユニットに対する動作指示を与える顕微鏡制御手段と、前記撮影ユニットより取得される顕微鏡画像を処理する顕微鏡画像処理手段と、予め前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージに対する各種の動作指示の情報を登録した動作指示情報登録手段と、前記動作指示の情報を前記顕微鏡本体に通知するインターフェース手段と、を有し、
   前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージを受け取り、前記動作指示情報登録手段から対応する動作指示情報を読み出し、複数の前記動作指示情報を前記インターフェース手段を介して前記顕微鏡本体に通知することで前記顕微鏡本体の連動動作による観察方法の切換えを実施し、
   前記撮影ユニットは前記観察方法の切換えが終了した後に画像の取得を実施する
   ことを特徴とする顕顕微鏡システムの動作制御方法。
6. 前記顕微鏡画像処理手段は前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記撮影ユニットで取得した画像を表示部に表示することを特徴とする請求項５に記載の顕顕微鏡システムの動作制御方法。
7. 前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡本体から前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記顕微鏡制御手段に前記動作指示終了のメッセージを送ることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の顕微鏡システムの動作制御方法。
8. 前記動作指示情報登録手段は前記顕微鏡画像処理手段からの前記メッセージに対応する動作指示がない場合に前記動作指示を追加可能であることを特徴とする請求項５乃至７何れかに顕微鏡システムの動作制御方法。
9. 観察ユニットおよび撮影ユニットを有する顕微鏡本体と、
   制御手段と、を有する顕微鏡システムの動作制御プログラムを記録した記録媒体において、
   前記制御手段は前記顕微鏡本体の観察ユニットおよび撮影ユニットに対する動作指示を与える顕微鏡制御手段と、前記撮影ユニットより取得される顕微鏡画像を処理する顕微鏡画像処理手段と、予め前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージに対する各種の動作指示の情報を登録した動作指示情報登録手段と、前記動作指示の情報を前記顕微鏡本体に通知するインターフェース手段と、を有し、
   前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡画像処理手段からのメッセージを受け取り、前記動作指示情報登録手段から対応する動作指示情報を読み出し、複数の前記動作指示情報を前記インターフェース手段を介して前記顕微鏡本体に通知することで前記顕微鏡本体の連動動作による観察方法の切換えを実施し、
   前記撮影ユニットは前記観察方法の切換えが終了した後に画像の取得を実施する
   ことを特徴とする顕微鏡システムの動作制御プログラムを記録した記録媒体。
10. 前記顕微鏡画像処理手段は前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記撮影ユニットで取得した画像を表示部に表示することを特徴とする請求項９に記載の顕微鏡システムの動作制御プログラムを記録した記録媒体。
11. 前記顕微鏡制御手段は前記顕微鏡本体から前記動作指示終了のメッセージを受け取ると、前記顕微鏡制御手段に前記動作指示終了のメッセージを送ることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の顕微鏡システムの動作制御プログラムを記録した記録媒体。
12. 前記動作指示情報登録手段は前記顕微鏡画像処理手段からの前記メッセージに対応する動作指示がない場合に前記動作指示を追加可能であることを特徴とする請求項９乃至１１何れかに記載の顕微鏡システムの動作制御プログラムを記録した記録媒体。

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