JP5306088B2 - 顕微鏡システム - Google Patents

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Description

本発明は、複数の対物レンズを有し、微小な試料の拡大観察を行なう、各種光学部材がモータによって駆動される顕微鏡システムに関する。
顕微鏡装置は工業分野を始め、生物分野における研究や検査等において広く利用されている。このような顕微鏡装置を使用して検査を行う場合には、一般に拡大倍率の異なる複数の対物レンズを有する顕微鏡装置において、対物レンズからの観察光路と直交する平面内で観察試料を移動できる電動ステージを操作することにより、観察、検査を行っている。これらの顕微鏡によって標本を観察する際には、顕微鏡を構成する各種の構成ユニット(例えば、各種照明、開口絞り、視野絞り、レボルバ、自動焦準機構、レンズやフィルター等の光学素子切り替え機構など)をそれぞれ観察条件に応じて操作する必要がある。
これらの構成ユニットを操作する手法として、例えば、次の方法がある。顕微鏡本体に操作装置を接続し、この操作装置に対する操作に応じて各構成ユニットを駆動し、操作装置での表示によって各構成ユニットの駆動状態を把握する方法が一般的に知られている。すなわち、顕微鏡に専用のコントローラやPC(パーソナル・コンピュータ)などの顕微鏡コントローラを、通信ケーブルを介して顕微鏡本体と接続する。そして、顕微鏡コントローラの操作に応じて顕微鏡本体との間でコマンドの送受を行い、各構成ユニットの駆動制御が各種設定を行う。
国際公開第WO96/18924号 特開2008−292578号公報
近年、顕微鏡コントローラは、数々の操作に対応するためにタッチパネル機能を有するものが登場し始めている。すなわち、タッチパネル上に任意のボタン領域を配置し、その領域を押すことで顕微鏡の操作を行うものである。
しかしながら、このようなタッチパネルコントローラの場合、操作画面はパソコンでの操作画面と同等の内容をそのまま配置したものであって、特にブラインドタッチで操作を行うことは考慮されていなかった。このため、ボタンを操作するには接眼レンズからいったん目を離してボタン位置を確認しなければならないため、操作性が損なわれているという問題があった。
上記課題に鑑み、本発明では、ユーザーの顕微鏡の操作性の向上させることが可能な顕微鏡コントローラ及びその顕微鏡コントローラを有する顕微鏡システムを提供する。
本発明にかかる、顕微鏡システムは、標本の観察状態を電動で変更可能な顕微鏡システムであって、前記顕微鏡システムを構成する各電動ユニットの動作を制御するための顕微鏡制御部と、外部からの物理的接触による入力を受け付けると共に、表示機能を有するタッチパネル部と、前記タッチパネル部に対して行われたユーザーによる入力を検出した場合、接触動作に応じて、前記各電動ユニットを制御する前記顕微鏡制御部に制御指示信号を生成するタッチパネル制御部と、を有し、前記タッチパネル部の所定の位置に物理的な標識である、前記タッチパネル部の周縁に沿って設けられた所定の高さを有する枠状の凸部、または前記各電動ユニットを制御するための操作を行う顕微鏡コントローラの筐体の所定の表面に設けた凹部の底面に前記タッチパネル部を設置した場合のタッチパネル部の平面と該筐体の所定の表面との間に形成される段差である位置標識部を備え、前記タッチパネル部上でのユーザーによる接触開始位置から接触終了位置までの軌跡に応じて、前記各電動ユニットの駆動を行うことを特徴とする。
本発明によれば、ユーザーの顕微鏡の操作性の向上させることが可能な顕微鏡コントローラ及びその顕微鏡コントローラを有する顕微鏡システムを提供することができる。
本実施形態における顕微鏡システムの構成例を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例1)の上面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例1)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例2)の上面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例2)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例2の変形例1)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例2の変形例2)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例3)の上面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例3)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例4)の上面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例4)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例4の変形例1)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例4の変形例2)の側面図を示す。 本実施形態における顕微鏡コントローラ2の内部構成の概要を示す。 本実施形態における機能が割り当てられた機能エリアへのタッチ操作に伴う顕微鏡コントローラの制御フローを示す。 本実施形態における顕微鏡を構成する電動ユニットを操作するための機能をそれぞれ割り当てた機能エリアに対してタッチ操作を行った場合の顕微鏡システムの動作を説明するための図である。 (a)ステージ20をZ方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Aについての操作を説明するための図(その1)と、(b)その操作に伴うステージ20のZ方向への移動を説明するための図(その1)である。 (a)ステージ20をZ方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Aについての操作を説明するための図(その2)と、(b)その操作に伴うステージ20のZ方向への移動を説明するための図(その2)である。 (a)ステージ20をZ方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Aについての操作を説明するための図(その3)と、(b)その操作に伴うステージ20のZ方向への移動を説明するための図(その3)である。 (a)ステージ20をZ方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Aについての操作を説明するための図(その4)と、(b)その操作に伴うステージ20のZ方向への移動を説明するための図(その4)である。 (a)ステージ20をZ方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Aについての操作を説明するための図(その5)と、(b)その操作に伴うステージ20のZ方向への移動を説明するための図(その5)である。 (a)電動レボルバ24による対物レンズの切替操作をするための機能が割り当てられた機能エリアS_Bについての操作を説明するための図(その1)と、(b)その操作に伴う電動レボルバ24に配置された対物レンズの位置を説明するための図(その1)である。 (a)電動レボルバ24による対物レンズの切替操作をするための機能が割り当てられた機能エリアS_Bについての操作を説明するための図(その2)と、(b)その操作に伴う電動レボルバ24に配置された対物レンズの位置を説明するための図(その2)である。 (a)電動レボルバ24による対物レンズの切替操作をするための機能が割り当てられた機能エリアS_Bについての操作を説明するための図(その3)と、(b)その操作に伴う電動レボルバ24に配置された対物レンズの位置を説明するための図(その3)である。 (a)電動レボルバ24による対物レンズの切替操作をするための機能が割り当てられた機能エリアS_Bについての操作を説明するための図(その4)と、(b)その操作に伴う電動レボルバ24に配置された対物レンズの位置を説明するための図(その4)である。 (a)電動レボルバ24による対物レンズの切替操作をするための機能が割り当てられた機能エリアS_Bについての操作を説明するための図(その5)と、(b)その操作に伴う電動レボルバ24に配置された対物レンズの位置を説明するための図(その5)である。 (a)電動レボルバ24による対物レンズの切替操作をするための機能が割り当てられた機能エリアS_Bについての操作を説明するための図(その6)と、(b)その操作に伴う電動レボルバ24に配置された対物レンズの位置を説明するための図(その6)である。 透過照明光源6または落射照明光源13の調光制御を行うための機能が割り当てられた機能エリアS_Dについての操作を説明するための図である。 本実施形態における機能エリアS_Eに対してドラック動作を行った場合の顕微鏡コントローラの動作フローを示す。 (a)ステージ20をX−Y方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Eについての操作を説明するための図(その1)と、(b)その操作に伴うステージ20のX−Y方向への移動を説明するための図(その1)である。 (a)ステージ20をX−Y方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Eについての操作を説明するための図(その2)と、(b)その操作に伴うステージ20のX−Y方向への移動を説明するための図(その2)である。 (a)ステージ20をX−Y方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Eについての操作を説明するための図(その3)と、(b)その操作に伴うステージ20のX−Y方向への移動を説明するための図(その3)である。 (a)ステージ20をX−Y方向へ移動させるための機能が割り当てられた機能エリアS_Eについての操作を説明するための図(その4)と、(b)その操作に伴うステージ20のX−Y方向への移動を説明するための図(その4)である。
本発明の実施形態に係る顕微鏡システムを構成する各電動ユニットの動作を制御するための操作を行う顕微鏡コントローラは、タッチパネル部、制御部、通信制御部を含む。
タッチパネル部は、外部からの物理的接触による入力を受け付けると共に、表示機能を有する。タッチパネル部は、例えば本実施形態で言えば、タッチパネル部207に相当する。
制御部は、前記電動ユニットを操作するための画像を前記タッチパネル部の所定の表示領域に割り当てることにより該表示領域を機能エリアとして設定すると共に、該機能エリアに対して行われた入力が検出された場合、該機能エリアに対応する電動ユニットに対する該接触動作に応じて、該電動ユニットを制御する制御指示信号を生成する。制御部は、例えば本実施形態で言えば、CPU201に相当する。
通信制御部は、該電動ユニットの動作を制御する外部装置に対して、前記制御指示信号を送信する。通信制御部は、例えば本実施形態で言えば、通信制御部205に相当する。
このように構成することにより、ユーザーの顕微鏡の操作性の向上させることができる。
前記制御部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って所定の範囲に、1つ以上の前記機能エリアを連続的に設定し、該機能エリアで行われたドラック動作に応じた制御指示信号を生成することができる。
このように構成することにより、タッチパネル部の周縁に沿って指を移動させた場合、タッチパネル上に設定された機能エリアの位置を正確に把握することができる。
前記制御部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って設定された機能エリアに、電動ステージの光軸方向の座標の調整、光源ユニットの調光量の調整、レボルバユニットに搭載された対物レンズの切替による光学倍率の調整、光学素子ターレットユニットに搭載された光学素子の切替、及びズーム機構のズーム倍率の調整のうち少なくともいずれかの機能を割り当ててもよい。
このように構成することにより、周縁に沿ってドラック動作をする事で、接眼レンズ26から目を離す事なく顕微鏡の各種操作が可能となる。
また、前記制御部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って設定された機能エリアに囲まれた領域に、機能エリアを中央部機能エリア(例えば本実施形態で言えば、S_Eで示される領域)として設定し、該中央部機能エリアで行われたドラック動作に応じた制御指示信号を生成する。具体的には、前記制御部は、前記中央部機能エリアで行われたドラック動作に応じて、電動ステージの光軸方向に対する垂直方向への移動を制御する制御指示信号を生成する。
このように構成することにより、電動ステージのXY平面への移動を操作することができる。
前記顕微鏡コントローラは、さらに、前記タッチパネル部の所定の位置に物理的な標識である位置標識部を備える。前記位置標識部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って設けられた所定の高さを有する枠状の凸部(例えば本実施形態で言えば、規制枠209)、または前記顕微鏡コントローラの筐体の所定の表面に設けた凹部の底面に前記タッチパネル部を設置した場合のタッチパネル部の平面と該筐体の所定の表面との間に形成される段差(例えば本実施形態で言えば、段差209a)である。
このように構成することにより、規制枠または段差に沿って指を移動させた場合、タッチパネル上に設定された機能エリアの位置を正確に把握することができる。
なお、前記枠状の凸部の内壁側または前記段差の側壁には、1つ以上の突起が形成されていてもよい。このように構成することにより、タッチパネル上に設定された機能エリアの位置をより正確に把握することができる。
また、前記顕微鏡コントローラは、前記タッチパネル部の所定の位置に物理的な標識である第1及び第2の位置標識部を備えていてもよい。この場合、前記制御部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って所定の範囲に、1つ以上の前記機能エリアを連続的に設定すると共に、前記タッチパネル部の周縁に沿って設定された機能エリアに囲まれた領域に機能エリアを中央部機能エリアとして設定する。このとき、前記第1の位置標識部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って設けられた所定の高さを有する第1の枠状の凸部(例えば本実施形態で言えば、規制枠209)、または前記顕微鏡コントローラの筐体の所定の表面に設けた凹部の底面に前記タッチパネル部を設置した場合のタッチパネル部の平面と該筐体の所定の表面との間に形成される第1の段差(例えば本実施形態で言えば、段差209a)である。また、前記第2の位置標識部は、前記タッチパネル部上において前記中央部機能エリアと前記タッチパネル部の周縁に沿って設定された機能エリアとの境界に沿って設けられた所定の高さを有する枠状の第2の凸部(例えば本実施形態で言えば、突起枠209)、または該中央部機能エリアを含む面と前記機能エリアを含む面との間に形成される第2の段差(例えば本実施形態で言えば、段差211a)である。
このように構成することにより、規制枠、突起枠、段差に沿って指を移動させた場合、タッチパネル上に設定された機能エリアの位置を正確に把握することができる。
また、前記第1の枠状の凸部の内壁側または前記第1の段差の側壁に、及び前記第2の枠状の凸部または前記第2の段差のうち少なくともいずれかに、1つ以上の突起が形成されていてもよい。このように構成することにより、タッチパネル上に設定された機能エリアの位置をより正確に把握することができる。
また、前記第2の枠状の凸部は、前記タッチパネル部に対して取り外し可能としてもよい。このように構成することにより、必要に応じて、突起枠を取り外すことができる。また、顕微鏡システムが前記顕微鏡コントローラを備えていてもよい。
図1は、本実施形態における顕微鏡システムの構成例を示す。顕微鏡装置1には、透過観察用光学系として、透過照明用光源6と、透過照明用光源6の照明光を集光するコレクタレンズ7と、透過用フィルタユニット8と、透過視野絞り9と、透過開口絞り10と、コンデンサ光学素子ユニット11と、トップレンズユニット12とが備えられている。
また、顕微鏡装置1には、落射観察光学系として、落射照明用光源13と、コレクタレンズ14と、落射用フィルタユニット15と、落射シャッタ16と、落射視野絞り17と、落射開口絞り18とが備えられている。
また、透過観察用光学系の光路と落射観察用光学系の光路とが重なる観察光路上には、標本19が載置される電動ステージ20が備えられている。電動ステージ20は、上下(Z)方向、左右(XY)方向の各方向に移動させることができる。
電動ステージ20の移動の制御は、ステージX−Y駆動制御部21とステージZ駆動制御部22とによって行われる。ステージX−Y駆動制御部21は、X−Yモータ21aの駆動を制御することにより、ステージ20をX方向及びY方向へ移動させる。ステージZ駆動制御部22は、Zモータ22aの駆動を制御することにより、ステージ20をZ方向へ移動させる。
なお、電動ステージ20は原点センサによる原点検出機能(不図示)を有している。そのため、電動ステージ20に載置した標本19の座標検出及び座標指定による移動制御を行うことができる。
また、観察光路上には、レボルバ24、キューブターレット25と、ビームスプリッタ27とが備えられている。
レボルバ24には、複数の対物レンズ23a,23b,・・・(以下、必要に応じて「対物レンズ23」と総称する)が装着されている。レボルバ24を回転させることにより、複数の対物レンズ23から観察に使用する対物レンズを選択することができる。
蛍光キューブA(35a)、蛍光キューブB(35b)、蛍光キューブC(図示せず)はそれぞれ、励起フィルター、ダイクロックミラー及び各蛍光観察波長に対応した吸収フィルターを有する。キューブターレット25により、蛍光キューブA(35a)、蛍光キューブB(35b)、蛍光キューブC(図示せず)・・・のうちいずれかに切り換えて、光路上に配置することができる。
ビームスプリッタ27により、観察光路が接眼レンズ26側とビデオカメラ側(図示せず)とに分岐されている。
更に、微分干渉観察用のポラライザー28、DIC(DifferentialInterference Contrast)プリズム29、及びアナライザー30は観察光路に挿入可能となっている。
なお、これらの各ユニットは電動化されており、その動作は後述する顕微鏡制御部31によって制御される。
顕微鏡制御部31は、顕微鏡コントローラ2に接続されている。顕微鏡制御部31は、顕微鏡装置1全体の動作を制御する機能を有する。顕微鏡制御部31は、顕微鏡コントローラ2からの制御信号またはコマンドに応じ、検鏡法の変更、透過照明用光源6及び落射照明用光源13の調光を行う。さらに、顕微鏡制御部31は、顕微鏡装置1による現在の検鏡状態を顕微鏡コントローラ2へ送出する機能を有している。また、顕微鏡制御部31はステージX−Y駆動制御部21及びステージZ駆動制御部22にも接続されている。このため、顕微鏡制御部31を介して、電動ステージ20の制御も顕微鏡コントローラ2により行うことができる。
図2−図5は、本実施形態における顕微鏡コントローラのバリエーションを示す。顕微鏡コントローラ2は、実際にユーザーが顕微鏡1の操作の入力を行うためのタッチパネル207を有するコントローラである。
タッチパネル207上の所定のエリアに、顕微鏡システム1を操作するための所定の属性が設定されている。ユーザーは所定の属性が設定された機能エリア(タッチパネル上に表示されたGUI(Graphical User Interface)ボタン等)を操作することで、各種顕微鏡の操作が可能な構成となっている。以下に図2−図5のそれぞれの顕微鏡コントローラについて説明する。
図2Aは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例1)の上面図を示す。図2Bは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例1)の側面図を示す。タッチパネル207は、表示装置としての機能と入力装置としての機能とを兼ね備えている。そして、タッチパネル207は、図2Aに示すように顕微鏡コントローラ2の外装208に嵌め込まれている。
またタッチパネル207は、外装208の凹部の底に取り付けられている。タッチパネル207の面と外装208の外表面の間には、段差209aが設けられている。
ここで、タッチパネル207は、S_A、S_B、S_C、S_Dで示す領域(機能エリア)にそれぞれ機能を割り当てることができる。これにより、段差209aに沿って指を移動させたとき、段差209aがガイドの役目を果たす。そのため、段差209aに沿って、S_A、S_B、S_C、S_Dで示す機能エリアの位置を把握することができる。
また、S_F、S_G,S_H、S_Iで示す領域は、タッチパネル207の角に配置された機能エリアである。また、S_A、S_B、S_C、S_Dで囲まれた範囲には機能エリアS_Eが配置されている。
図3Aは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例2)の上面図を示す。図3Bは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例2)の側面図を示す。図3A及び図3Bは、図2A及び図2Bの規制枠209上に1つ以上の突起210を設け、さらに、突起枠211を設けたものである。
突起210は、ユーザーが段差209aに沿ってタッチパネル207を指で移動させたときに、認識可能な大きさとなっている。これにより、段差209aに沿って指を移動させたとき、段差209a及び突起210がガイドの役目を果たす。そのため、図2A及び図2Bの場合と比べて、段差209aに沿って、かつ突起210の位置によって、S_A、S_B、S_C、S_Dで示す機能エリアの位置をより正確に把握することができる。
さらに突起210及びタッチパネル207の角により、これらで囲まれたS_F、S_G,S_H、S_Iで示す機能エリアの位置をより明確に把握することができる。
また、機能エリアS_Eは、タッチパネル上に設けた突起枠211によって、他の機能エリアと分離されている。これにより、突起枠211がガイドの役目を果たす。そのため、図2A及び図2Bの場合と比べて、突起枠211で囲まれた機能エリアの位置が明確になり、より正確に機能エリアS_Eの位置を把握することができる。
なお、図3C及び図3Dで示すように、S_Eで示す領域207bを、S_A、S_B、S_C、S_D、S_F、S_G、S_H、及びS_Iからなる領域207aよりも低いまたは高い位置に設け、それにより形成される段差211aを突起枠211の代わりとしてもよい。
図4Aは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例3)の上面図を示す。図4Bは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例3)の側面図を示す。図2A及び図2B、図3A及び図3Bではタッチパネル207が外装208の凹部の底に取り付けられていた。それに対して、図4ではタッチパネル207の表面と外装208の表面との間に高低差がなく、その境界に所定の高さを有する規制枠209のみを設けたものである。規制枠209は、タッチパネルの輪郭に沿って設けられている。このように構成しても、図2A及び図2Bと同様の効果を得られる。
図5Aは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例4)の上面図を示す。図5Bは、本実施形態における顕微鏡コントローラ2(実施例4)の側面図を示す。図5A及び図5Bは、図4A及び図4Bの規制枠209上に1つ以上の突起210を設け、さらに、突起枠211を設けたものである。
突起210、突起枠211の役割については、図3A及び図3Bで説明したものと同様であるので、その説明を省略する。なお、図3A、図5Aにおいて、突起210をなくして、規制枠209と突起枠211のみ設置するようにしてもよい。また、図2A、図4Aにおいて、規制枠209に突起210を設けてもよい。
なお、図5C及び図5Dで示すように、S_Eで示す領域207bを、S_A、S_B、S_C、S_D、S_F、S_G、S_H、及びS_Iからなる領域207aよりも低いまたは高い位置に設け、それにより形成される段差211aを突起枠211の代わりとしてもよい。
図6は、本実施形態における顕微鏡コントローラ2の内部構成の概要を示す。顕微鏡コントローラ2は、CPU(Central Processing Unit)201、RAM(Random Access Memory)202、ROM(Read Only Memory)203、不揮発性メモリ204、通信制御部205、及びタッチパネル制御部206、タッチパネル207を備えている。これらの構成要素間では、CPU201の管理の下でバスを介して各種のデータを相互に授受することができる。
CPU201は、顕微鏡コントローラ2全体の動作制御を行うものである。RAM202は、CPU201が制御プログラムを実行する際に作業用記憶領域として利用すると共に、各種のデータを一時的に記憶しておくメモリである。ROM203には、CPU201がコントローラ2の動作制御を行うための制御プログラムが予め格納されている。なお、顕微鏡装置1を制御するためのアプリケーションソフトウェアもこの制御プログラムの一部である。
不揮発性メモリ204には、タッチパネル207に、操作ボタン表示(アイコンボタン表示等)を含めた顕微鏡1を操作するための所定の属性が設定された複数の機能エリアの情報(機能エリア設定情報)が予め格納されている。具体的には、機能エリア設定情報は、機能エリアの範囲を示すタッチパネル上の座標情報と、顕微鏡システムを構成する所定の電動ユニットを操作するためにその機能エリアに割り当てられた機能に関する情報とが関連付けられた情報である。電動ユニットを操作するためにその機能エリアに割り当てられた機能とは、例えば、ステージ20の操作に関しては、ステージ20をX−Y方向へ移動させる機能またはZ方向へ移動させるための機能であり、電動レボルバ24の操作に関しては、電動レボルバを回転させて任意の対物レンズを選択し観察光路に挿入させる機能である。
通信制御部205は、顕微鏡装置1本体の顕微鏡制御部31との間で行われるデータ通信(例えばシリアル通信)の管理を行い、各構成ユニットの動作を制御する制御情報などの顕微鏡制御部31への送信を行う。
タッチパネル207は、膜抵抗方式、静電容量方式、赤外線方式、超音波方式等いずれの種類のタッチパネルでもよく、その種類に限定されない。また、タッチパネル制御部206は、タッチパネル207上においてユーザーより入力された位置のX座標及びY座標を検出し、その検出した座標情報をCPU201へ送信する。
図7は、本実施形態における機能が割り当てられた機能エリアへのタッチ操作に伴う顕微鏡コントローラ2の制御フローを示す。顕微鏡コントローラ2の制御部であるCUP201は、ROM202に記録されているアプリケーションプログラムを読み出して、以下の処理を実行する。
まず、CUP201は、不揮発メモリ204に記録されている機能エリア設定情報をRAM203に読み出す(S101)。CUP201は、その機能エリア設定情報に基づいて、タッチパネル207上において顕微鏡システム1を操作するための所定の属性を各機能エリア(タッチパネル上に表示されたGUIボタン等を含む)に割り当て、機能エリアの設定を行う(S102)。
例えば、タッチパネル上の座標(x1,y1)〜(x2,y2)で表される機能エリアをS_Aで表す。座標(x3,y3)〜(x4,y4)で表される機能エリアをS_Bで表す。座標(x5,y5)〜(x6,y6)で表される機能エリアをS_Cで表す。座標(x7,y7)〜(x8,y8)で表される機能エリアをS_Dで表す。座標(x9,y9)〜(x10,y10)で表される機能エリアをS_Eで表す。座標(x11,y11)〜(x12,y12)で表される機能エリアをS_Fで表す。座標(x13,y13)〜(x14,y14)で表される機能エリアをS_Gで表す。座標(x15,y15)〜(x16,y16)で表される機能エリアをS_Hで表す。座標(x17,y17)〜(x18,y18)で表される機能エリアをS_Iで表す。この場合、機能エリア設定情報はこれらの座標で示される機能エリアと、その機能エリアに割り当てられた機能に関する情報とが関連付けられて構成されている。
例えば、図8に示すように、CUP201は、機能エリア設定情報に基づいて、機能エリアS_Aに顕微鏡1のステージ20のZ方向の操作をするための機能を割り当てる。CUP201は、機能エリア設定情報に基づいて、機能エリアS_Bに対物レンズ24の切り換えを行う電動レボルバ24の操作をするための機能を割り当てる。CUP201は、機能エリア設定情報に基づいて、機能エリアS_Cにキューブ35の切り換えを行うターレット25の操作をするための機能を割り当てる。CUP201は、機能エリア設定情報に基づいて、機能エリアS_Dに光源の調光の操作をするための機能を割り当てる。CUP201は、機能エリア設定情報に基づいて、機能エリアS_Eにステージ20のXY方向の操作をするための機能を割り当てる。
次にタッチパネル207に入力があった場合、タッチパネル制御部206は、タッチパネル207上の、その入力された位置のX座標及びY座標を検出する(S103で「Yes」)。タッチパネル制御部206は、その検出した座標情報をCPU201へ送信する。
CUP201は、機能エリア設定情報に基づいて、タッチパネル制御部206から送られた座標情報がどこの機能エリアに属するかの判定、すなわち、どこの機能エリアに入力があったか判定する(S104)。
CUP201は、その判定結果から、その各機能エリアに応じた制御処理を行う(S105)。例えば、ある機能エリアの任意の位置に入力があった場合、CPU201は、その位置に所定の画像を移動させたり、画像サイズを変更したり、画像の色を変更したり、画像の形状を変更したり、カーソルを移動させたり等、タッチ操作に基づく座標情報によりGUI上の画像の表示形態を制御する。
さらに、CPU201は、タッチ操作に基づく座標情報に基づいてタッチパネル上の移動量を算出する。それから、CPU201は、その移動量を、その機能エリアに割り当てられた電動ユニットの駆動量に換算し、顕微鏡制御部31に制御指示信号を送信する。また、CPU201は、タッチ操作に基づく座標情報によりタッチパネル上で選択された内容を制御指示信号として顕微鏡制御部31に送信する。観察が終了するまで、S103〜S105の処理を繰り返す(S106)。
以下では、図7のフローのS103〜S105の処理に関して、タッチパネル207の操作に応じたCPU201の制御を詳述する。なお、説明の便宜上、以下では、上記の実施例4(図5A及び図5B)を用いて説明するが、これに限定されず、他の実施例を用いてもよい。
まずは、図8−図13を用いて、ステージ20のZ方向の操作について説明する。図8において、バー301はZ方向の座標の位置を示す。バー301のスライダが図9(a)の上側にあるほど、対物レンズ23に対してステージ20が近い位置にあり、下側にあるほど対物レンズ23に対してステージ20が遠い位置にあることを示している。
図9(a)において、ユーザーが機能エリアS_Aにおける地点a1の位置にタッチし、そのまま規制枠209に沿って地点a2の位置までドラック動作(タッチパネルをタッチしたまま地点a2まで移動させる動作)を行う。すると、顕微鏡コントローラ2は、顕微鏡制御部31を介して、ステージ20が対物レンズ23へ近づく方向に移動するようにステージZ駆動制御部22に指示を与える。これにより、図9(b)において、ステージ20は上方向へ移動する。
また、図9(a)において、ユーザーが機能エリアS_Aに対して地点a2の位置にタッチし、そのまま規制枠209に沿って地点a1の位置に向かってドラック動作を行う。すると、顕微鏡コントローラ2は、顕微鏡制御部31を介して、ステージ20が対物レンズ23から遠ざかる方向に移動するようにステージZ駆動制御部22に指示を与える。これにより、図9(b)において、ステージ20は下方向へ移動する。
このように、ステージ20のZ方向の移動距離は、タッチパネル207上の機能エリアS_A上のドラック動作の距離に対応している。そのため、顕微鏡コントローラ2は、タッチパネル上での距離に係数laを乗じた距離をステージ20が移動するように、顕微鏡制御部31に指示を行う。
ここで、図10(a)に示すように、地点a1から地点a2まで距離ZAのドラック動作が行われた場合、ステージ20が対物レンズ23へ近づく方向に、ステージ20の座標Z_0からZ_1に距離ZA×la移動させる制御が行われる(図10(b))。
図10(b)に示す状態で、図11(a)に示すように、地点a3から地点a4まで距離ZA’のドラック動作が行われた場合、ステージ20がさらに対物レンズ23へ近づく方向に、ステージ20の座標Z_1からZ_2へ距離ZA’×la移動させる制御が行われる(図11(b))。なお、ドラック動作中は、ドラック位置に応じてステージ20位置の追従が行われる。
図11(b)に示す状態で、図12(a)に示すように、地点a6から地点a5まで距離ZA’’の逆方向にドラック動作が行われた場合、同じく逆にステージ20が対物レンズ23から遠ざかる方向に、ステージ20の座標Z_2からZ_3へ距離ZA’’×la移動させる制御が行われる(図12(b))。
さらに、図13(a)に示すように、機能エリアS_Aにおいて、突起210aの近傍の地点であるa5の地点を一定時間t_a長押する。すると、顕微鏡コントローラ2は対物レンズ23に対してステージ20が離れる方向に駆動制御を行う。これにより、図13(b)において、ステージ20は下方へ移動する。また、図13(a)に示すように、突起210bの近傍の地点であるa6の地点を一定時間t_a長押する。すると、顕微鏡コントローラ2はステージ20が対物レンズ23へ近づく方向に駆動制御を行う。これにより、図13(b)において、ステージ20は上方へ移動する。
なお、本実施形態では係数laは固定で説明したが、切り換え可能であってもよく、対物レンズ23毎に係数laを可変としてもよい。
続いて電動レボルバ24の切り換え動作について、図14〜図19を用いて説明する。図14(b)に示すように、電動レボルバ24には、5倍の対物レンズ23a、10倍の対物レンズ23b、20倍の対物レンズ23c、50倍の対物レンズ24d、100倍の対物レンズ23eがそれぞれ装着されており、光軸には20倍の対物レンズ23cが挿入された状態である場合について説明する。
図14(a)に示すように、S_Bのエリアには電動レボルバ24に装着されている対物レンズ23a〜23eを示すアイコン302a〜302eがそれぞれ表示されている。図14(a)では、アイコン302cにより示される対物レンズが現在光路に挿入されている対物レンズであることを示しており、中央に大きく表示される。ここでは20倍の対物レンズ23cの情報が表示されている。
ユーザーが機能エリアS_Bに対して、図14(a)に示す地点b1の位置近傍にタッチし、そのまま規制枠209に沿って地点b2の位置方向にドラック動作(タッチパネルをタッチしたまま地点b2方向に移動させる動作)またはタッチパネルをタッチしたまま地点b2方向にすばやく移動させる動作を行う。
すると、顕微鏡コントローラ2は、電動レボルバ24が回転制御を行うように、顕微鏡制御部31に指示を与える。図15(b)に示すように、電動レボルバ24は20倍対物レンズ23cから50倍対物レンズ23dへ切り替えて、50倍対物レンズ23dを光路に入れる。すると、アイコン302は、現在光路に挿入されている対物レンズを示すアイコンから50倍の対物レンズ23dを示すアイコンに、その表示が切り換えられる。
なお、機能エリアS_Bはドラック動作で対物レンズの切り換え方向の検出を行う機能となっている。そのため、図15(a)に示すように、ユーザーがb3の地点近傍をタッチして、そのまま規制枠209に沿って地点b2の位置方向にドラック動作を行った場合でも同様な動作を行う。
図15(a)の状態で、再びユーザーが機能エリアS_Bに対してb1の位置にタッチし、そのまま規制枠209に沿って地点b2の位置方向にドラック動作を行う。すると、顕微鏡コントローラ2は、電動レボルバ24が回転制御を行うように、顕微鏡制御部31に指示を与える。図16(b)に示すように、電動レボルバ24は50倍対物レンズ23dから100倍対物レンズ23eへ切り替えて、100倍対物レンズ23eを光路に入れる。アイコン302cは現在光路に挿入されている対物レンズを示すアイコンから100倍の対物レンズ23eを示すアイコンへ表示の切り換が行われる(図16(a))。
図16(a)の状態で、ユーザーが機能エリアS_Bに対してb2の位置にタッチし、そのまま規制枠209に沿って地点b1の位置方向にドラック動作を行う。すると、顕微鏡コントローラ2は、電動レボルバ24が回転制御を行うように、顕微鏡制御部31に指示を与える。図17(b)に示すように、電動レボルバ24は100倍対物レンズ23eから50倍対物レンズ23dへ切り替えて、50倍対物レンズ23dを光路に入れる。すると、アイコン302cは、現在光路に挿入されている対物レンズを示すアイコンから50倍の対物レンズ23dを示すアイコンに、その表示が切り換えられる(図17(a))。
なお、機能エリアS_Bはドラック動作で対物レンズの切り換え方向の検出を行う機能を備えている。ドラック動作で対物レンズの切り換え方向の検出を行う機能は、図18(a)に示すように、機能エリアS_Hに配置された機能切り換えボタン303を押すことで切り換え可能となっている。
図17(a)において、機能切り換えボタン303が押されると、機能エリアS_Bに表示されるアイコン302a〜302eがそれぞれ、図18(a)に示すアイコン302a’〜302e’に示す表示に変更される(図18(a))。302a’〜302e’のそれぞれのアイコンを押すことで、その対応した対物レンズ23へ直接切り換えが行える(図18b)。
なお、光路に挿入されている対物レンズのアイコンは他と区別されるようになっており、ここでは302d’が選択されている旨を示すカーソルによって50倍対物レンズ23dが光路に挿入されている状態を示している。
図18(a)において、アイコン302b’が押されると、図19(b)に示すように、顕微鏡コントローラ2は、電動レボルバ24が回転制御を行うように、顕微鏡制御部31に指示を与える。この指示に基づいて電動レボルバ24は50倍対物レンズ23dから10倍対物レンズ23bへ切り替えて、10倍対物レンズ23bを光路に入れる。
電動キューブターレット25に装着された蛍光キューブ35の切り換え動作については、機能エリアS_Cが対応しているが、先の対物レンズ23の切り換え動作と同様のため説明を省略する。
顕微鏡制御部31によって制御される透過照明光源6、落射照明光源13の調光動作については、図20に示すように機能エリアS_Dを用いる。
図20は、透過照明光源6または落射照明光源13の調光制御を行うための機能が割り当てられた機能エリアS_Dについての操作を説明するための図である。機能エリアS_Dにおいて、上述した機能エリアS_Aと同様にd1からd2の方向にドラック動作することで、光量を上げる制御を行うことができる。また、d2からd1の方向にドラック動作することで、光量を下げる制御を行うことができる。
例えば、機能エリアS_Dにおいてドラック動作を行うと、顕微鏡コントローラ2は、透過照明光源6または落射照明光源13がドラック動作の方向に応じて調光制御を行うように、顕微鏡制御部31に対して制御指示を行う。
なお、バー305のスライダが右にあるほど光量が大きく、左にあるほど光量が小さいことを表している。また、ボタン306を押すたびに、透過照明光源6と落射照明光源13の調光の切換えが可能になっている。
続いてはステージ20のX−Y方向の操作について説明する。
図21は、本実施形態における機能エリアS_Eに対してドラック動作を行った場合の顕微鏡コントローラの動作フローを示す。ユーザーが図22(a)の機能エリアS_Eに対してドラック動作を行った場合(S111で「Yes」)、タッチパネル制御部206は、その入力された位置のX座標及びY座標を検出する(S102)。タッチパネル制御部206は、その検出した座標情報をCPU201へ送信する。
ドラック中である場合には(S113で「Yes」)、タッチパネル制御部206は、ドラック位置に対応した座標を検出する(S114)。タッチパネル制御部206は、その検出した座標情報をCPU201へ送信する。
CUP201は、タッチパネル制御部206から送られた座標情報に基づいて、入力のあった座標とドラック中の座標とから、ステージの移動距離及び移動方法を算出する(S115)。
CPU201は、算出された距離及び方向にステージを移動させるように顕微鏡制御部31を介してステージX駆動制御部21に指示を与える(S116)。ドラックが終了するまで、S114〜S116の処理は繰り返される。
機能エリアS_Eに入力がない場合(S111で「No」)またはドラック中でない場合(S113で「No」)、観察を終了するか否かが判断される(S117)。観察を続行する場合には、S111へ戻る。
以下では、図21のフローに基づいて、タッチパネル207の操作に応じたCPU201の制御を詳述する。図22−図25を用いて、ステージ20のX−Y方向の操作について説明する。
顕微鏡コントローラ2は、顕微鏡制御部31を介してステージX駆動制御部21に指示を与える。すると、ステージX駆動制御部21は、図22(a)に示すようにドラック動作の距離と方向に対応するようにステージ20の制御を行う(図22(b))。
ステージ20のXY方向の移動距離は、タッチパネル207上の機能エリアS_E上のドラック動作の距離に対応している。顕微鏡コントローラ2は、タッチパネル207上での距離に係数leを乗じた距離を移動するように顕微鏡制御部31に指示を行う。
ここで、図23(a)に示すように、地点e1から地点e2までX方向の距離XE、Y方向の距離YEのドラック動作が行われる。すると、ステージ20のX方向の座標X_0からX_1へ距離XE×le分の距離を移動させる制御が行われ、Y方向の座標Y_0からY_1へ距離YE×le分の距離を移動させる制御が行われる(図23(b))。
さらに図23(b)に示す状態で、図24(a)に示すように地点e3から地点e4でX方向の距離XE’、Y方向の距離YE’のドラック動作が行われる。すると、ステージ20のX方向の座標である座標X_1からX_2へ距離XE’×le分の距離を移動させる制御が行われ、ステージ20のY方向の座標である座標Y_1からY_2へ距離YE’×le分の距離を移動させる制御が行われる(図24(b))。なお、ドラック動作中は、ドラック中の座標を検出することにより、ドラック位置に応じてステージ20位置の追従が行われるものとなっている。
なお、機能エリアS_Fに配置されたボタン304は、ステージ移動感度切り換え機能を有している。つまり、ボタン304が押されると係数leがle’に変更される。本実施形態でle’はleの1/10の値となっている。このとき、ボタン304を押してから、図25(a)の地点e3から地点e4でX方向の距離XE’、Y方向の距離YE’のドラック動作が行われた場合、ステージ20の移動距離は、図25(b)に示すように、図24(b)の移動距離の1/10の距離となる微動動作を実現することができる。
さらに、係数leは現在光路に挿入されている対物レンズ23によって可変となっていてもよい。また、タッチパネル207上のドラック距離に対して、低倍の対物レンズ23aが挿入されている時は高倍の対物レンズ23bが挿入されている時よりもステージ20の移動距離が大きくなるように、すなわち視野上で同一の動きをするように自動的に係数を設定してもよい。
以上のように、本実施形態に係る顕微鏡システムでは、タッチパネルの周縁に沿って、ドラック動作に対応したシステムのステージ20のZ方向の座標、光源の調光量、倍率、光学素子ターレット位置のいずれかの顕微鏡の操作機能を配置している。これにより、周縁に沿ってドラック動作をする事で、接眼レンズ26から目を離す事なく顕微鏡の各種操作が可能となる。さらに、タッチパネルの表面に突起枠を設け、突起枠で囲まれた領域をステージの水平方向の操作機能に割り当てることで、ステージを含めた顕微鏡の操作性の向上させることが可能となる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
例えば、上述した実施形態に係る顕微鏡システムにおいては、顕微鏡装置1として正立顕微鏡装置を採用していたが、これに限定されず、倒立顕微鏡装置を採用してもよい。また、顕微鏡装置を組み込んだライン装置といった各種システムに本実施形態を適応してもよい。
本実施形態では、顕微鏡の機能の割り当てについて、ステージ20のZ方向の座標、光源の調光量、倍率、光学素子ターレット位置の変更について述べた。しかし、機能エリアを触覚で判定するための突起物等である位置標識部に沿って連続的にドラック動作を行うことにより、連続的に顕微鏡の部位の駆動を行うという観点では上述の変更に限定されるものではない。例えば、視野絞り(FS:Field Stop)や開口絞り(AS:Aperture Stop)、その他公知の電動部位またはユニットであってもよい。
本実施形態では複数の対物レンズを有する顕微鏡装置において、その対物レンズを随時切り換えていくことについて説明したが、これに限定されない。例えばズーム機構を有する対物レンズを有する顕微鏡装置において、そのズームを随時させるようにしてもよい。
また、本実施形態では、規制枠や突起物、連続的な段差を有するタッチパネルを用いることにより、触覚によりタッチパネル上に割り当てられた機能エリアの位置を判別できるようにした。しかしながら、タッチパネル上の機能エリアを触覚で判別するといった観点では本実施形態に限定されるものではない。例えば一定間隔の突起やタッチパネル上の摩擦係数が異なるものを用いることにより、人間が指で触れてタッチパネル上の機能エリアを触覚で判別することができるようにしてもよい。また、機能エリアの判別を可能にするためのこれらの規制枠や突起物等は、顕微鏡コントローラ2から脱着可能な構成になっていてもよい。また、本実施形態ではタッチパネルを有する顕微鏡コントローラとしたが、タッチパネルと同等の機能を有するデバイスにも置き換え可能である。
1 顕微鏡装置
2 顕微鏡コントローラ
6 透過照明用光源
7 コレクタレンズ
8 透過用フィルタユニット
9 透過視野絞り
10 透過開口絞り
11 コンデンサ光学素子ユニット
12 トップレンズユニット
13 落射照明用光源
14 コレクタレンズ
15 落射用フィルタユニット
16 落射シャッタ
17 落射視野絞り
18 落射開口絞り
19 観察体
20 電動ステージ
21 ステージX−Y駆動制御部
21a X−Yモータ
22 ステージZ駆動制御部
22a Zモータ
23 対物レンズ
24 レボルバ
25 キューブターレット
26 接眼レンズ
27 ビームスプリッタ
28 ポラライザー
29 DICプリズム
30 アナライザー
31 顕微鏡制御部
35(35a,35b) 蛍光キューブ
201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 不揮発性メモリ
205 通信制御部
206 タッチパネル制御部
207 タッチパネル
209 規制枠
210 突起
211 突起枠
209a,211a 段差

Claims (10)

  1. 標本の観察状態を電動で変更可能な顕微鏡システムであって、
    前記顕微鏡システムを構成する各電動ユニットの動作を制御する顕微鏡制御部と、
    外部からの物理的接触による入力を受け付けると共に、表示機能を有するタッチパネル部と、
    前記タッチパネル部に対して行われたユーザーによる入力を検出した場合、接触動作に応じて、前記各電動ユニットを制御する前記顕微鏡制御部に制御指示信号を生成するタッチパネル制御部と、
    を有し、
    前記タッチパネル部の所定の位置に物理的な標識である、前記タッチパネル部の周縁に沿って設けられた所定の高さを有する枠状の凸部、または前記各電動ユニットを制御するための操作を行う顕微鏡コントローラの筐体の所定の表面に設けた凹部の底面に前記タッチパネル部を設置した場合のタッチパネル部の平面と該筐体の所定の表面との間に形成される段差である位置標識部を備え、
    前記タッチパネル部上でのユーザーによる接触開始位置から接触終了位置までの軌跡に応じて、前記各電動ユニットの駆動を行うことを特徴とする顕微鏡システム。
  2. 前記顕微鏡システムは、
    前記標本を照明する光源と、
    前記標本を載置するステージと、
    対物レンズと、
    を有し、かつ、
    前記光源の光量を可変させる光量可変ユニットと、
    前記対物レンズと前記ステージの観察光軸に対して水平方向の相対距離を変更させるステージZ方向駆動ユニットと、
    前記標本の観察倍率を変更する光学ズームユニットと、
    複数の前記対物レンズを切替可能に装着したレボルバユニットと、
    観察光路に光学素子を配置するターレットユニットと、
    の中から少なくとも1つの電動ユニットを有し、
    前記タッチパネル部上でのユーザーによる接触開始位置から接触終了位置までの軌跡に応じて、前記少なくとも1つの電動ユニットの状態を変更可能であ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. 前記ステージZ方向駆動ユニットは、前記タッチパネル部上でのユーザーによる接触開始位置から接触終了位置までの軌跡において、一定時間後の接触位置に比例して、前記対物レンズとステージの光軸方向の距離を連続的に変更可能であることを特徴とする請求項2に記載の顕微鏡システム。
  4. 前記顕微鏡システムは、前記ステージを前記観察光軸に対して垂直方向に移動させるステージXY方向駆動ユニットを有し、
    前記ステージXY方向駆動ユニットは、前記タッチパネル部上でのユーザーによる接触開始位置から接触終了位置までの軌跡において、一定時間後の接触位置の距離及び方向に比例して、前記ステージを前記観察光軸に対して垂直方向の距離及び方向を連続的に変更可能であることを特徴とする請求項2又は3に記載の顕微鏡システム。
  5. 前記対物レンズとステージの観察光軸に対して垂直方向の移動距離は、前記対物レンズの倍率又はズームユニットのズーム倍率に応じて可変になっていることを特徴とする請求項4に記載の顕微鏡システム。
  6. 前記タッチパネル部において、前記位置標識部に沿って所定の範囲内に前記各電動ユニットを操作する少なくとも1つの機能エリアを配置することを特徴とする請求項に記載の顕微鏡システム。
  7. 前記位置標識部の周辺にそって配置された機能エリアには、前記光量可変ユニットによる前記光源の光量の変更、前記ステージZ方向駆動ユニットによる前記対物レンズとステージの前記観察光軸に対して水平方向の相対距離の変更、前記光学ズームユニットによる前記標本の観察倍率の変更、前記レボルバユニットによる対物レンズの切替、前記ターレットユニットによる観察光路への光学素子の配置、のうち少なくとも1つ機能を割り当てることを特徴とする請求項に記載の顕微鏡システム。
  8. 前記タッチパネル部の所定の位置に物理的な標識である第1及び第2の位置標識部を備え、
    前記タッチパネル制御部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って所定の範囲に、1つ以上の前記機能エリアを連続的に設定すると共に、前記タッチパネル部の周縁に沿って設定された機能エリアに囲まれた領域に機能エリアを中央部機能エリアとして設定し、
    前記第1の位置標識部は、前記タッチパネル部の周縁に沿って設けられた所定の高さを有する第1の枠状の凸部、または前記各電動ユニットを制御するための操作を行う顕微鏡コントローラの筐体の所定の表面に設けた凹部の底面に前記タッチパネル部を設置した場合のタッチパネル部の平面と該筐体の所定の表面との間に形成される第1の段差であり、
    前記第2の位置標識部は、前記タッチパネル部上において前記中央部機能エリアと前記タッチパネル部の周縁に沿って設定された機能エリアとの境界に沿って設けられた所定の高さを有する第2の枠状の凸部、または該中央部機能エリアを含む面と前記機能エリアを含む面との間に形成される第2の段差であることを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡システム。
  9. 前記第1の枠状の凸部の内壁側または前記第1の段差の側壁に、及び前記第2の枠状の凸部または前記第2の段差のうち少なくともいずれかに、1つ以上の突起が形成されていることを特徴とする請求項に記載の顕微鏡システム。"
  10. 前記第2の枠状の凸部は、前記タッチパネル部に対して取り外し可能であることを特徴とする請求項に記載の顕微鏡システム。
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