(57)【要約】【課題】できるだけユーザ・フレンドリーで、それぞれの要求される条件に適合可能な方法でデジタル顕微鏡の操作および制御を設計する。【解決手段】本発明は、電動デジタル顕微鏡を制御するための制御装置および方法に関する。制御装置は、試料の検査中に、デジタル顕微鏡のハードウェア、ソフトウェア、および作業の流れを制御するための少なくとも１つの第１のモジュール０１を備える。本発明によると、第１のモジュール０１は、デジタル顕微鏡の機能を制御するための力覚フィードバックを有する第１の入力手段０２を備える。本発明による方法では、データ入力は、第１の入力手段を介して行われ、力覚フィードバックが入力の成功または進行によって生成される。【選択図】      図１
2014211625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動デジタル顕微鏡を制御するための制御装置であって、試料の検査中に、電動デジタル顕微鏡のハードウェア、ソフトウェア、および作業の流れを制御するための少なくとも１つの第１のモジュール（０１）を備え、該第１のモジュール（０１）がデジタル顕微鏡の機能を制御するための力覚フィードバックを有する第１の入力手段（０２、１６）を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記第１の入力手段が顕微鏡のハードウェアを制御するための回転式およびプッシュ型機能のうちの少なくとも一つを有するノブであることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ノブが同軸の回転式／プッシュ型操作ノブ（０２）であることを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１の入力手段が力覚フィードバックを有するタッチ・スクリーンまたはマルチ・タッチ・スクリーン（１６）である、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
第２の入力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記第２の入力手段がキーボード（０６）であることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記第２の入力手段が前記第１のモジュール（０１）に取り外し可能に接続されることを特徴とする請求項５または６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記第２の入力手段がタッチ・スクリーン（０４）であり、該タッチ・スクリーン（０４）の操作領域を、ソフトウェア機能を介して自由に定義することができることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
【請求項９】
ディスプレイ手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
デジタル顕微鏡を制御するための方法であって、デジタル顕微鏡のハードウェア機能、ソフトウェア機能、および作業の流れの制御が第１の入力手段を介したデータ入力によって行われ、力覚フィードバックが入力の成功または進行によって生成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動デジタル顕微鏡を制御するための制御装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用法および特定の用途に応じて、顕微鏡、具体的にはデジタル顕微鏡は、操作および制御の一部として、変更し、適合させ、監視しなければならない数多くのパラメータを有する。従来の光学顕微鏡では、例えば、観察を最適化する選択肢には、焦点の設定、倍率の変更、コントラストおよび照明手段の変更ならびに選択、光量の制御、対象物の取り替え、ならびにさらなる機能が含まれる。
【０００３】
画像表示装置および顕微鏡を制御するための多数の使用法が従来技術から知られている。
顕微鏡検査の分野では、例えば、（特許文献１）は、顕微鏡の操作パラメータおよび操作モードを操作装置によって設定することができる接眼レンズを備える顕微鏡について記載する。操作装置は、対象物の位置を調整するための同軸の調整ノブ、ランプの明るさを設定するための、および対物レンズを変更するためのスイッチを備える。操作装置は、顕微鏡とは別個に設けられている。操作インターフェイスを有する表示ユニットは、顕微鏡スタンドと一体化されている。
【０００４】
（特許文献２）は、所望のおよび実際の設定のための表示ユニット、ならびに所望の設定をあらかじめ定義するための操作要素を備えるモジュール式の顕微鏡用操作ユニットについて記載している。この目的のために、回転式のトランスデューサ、キー、スライド制御部、スクロールホイール、およびタッチ・スクリーン、ならびに音響信号出力部が使用され得る。操作ユニットは、必要に応じて個別のモジュールから組み立てられてもよい。
【０００５】
例えば、顕微鏡を制御するためのユーザ入力は、タッチ・スクリーンを介してなされる顕微鏡システムが、（特許文献３）、（特許文献４）および（特許文献５）により知られている。
【０００６】
（特許文献６）により、電動顕微鏡ステージの位置をデカルト座標系の３つの軸で制御するための制御装置が知られている。焦点および画像区画を正確に設定することができるように、ステージを、３つのノブによって、３つの自由度で制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許発明第１０３３２４６８号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２００６  ０１０  １０４号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／００１３０１０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１１／００１３０１０号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０６３  ３９２号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５５７，４５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、できるだけユーザ・フレンドリーで、それぞれの要求される条件に適合可能な方法でデジタル顕微鏡の操作および制御を設計すること、ならびにそのための制御装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本目的は、請求項１の特徴を有する電動デジタル顕微鏡を制御するための制御装置による、および請求項９によるそうした制御装置を使用してデジタル顕微鏡を制御するための方法による本発明によって達成される。
【００１０】
本発明によるデジタル顕微鏡用の制御装置は、好ましくはモジュール式の設計を有し、顕微鏡による試料の検査中に顕微鏡のハードウェア、ソフトウェア、および作業の流れを充分に制御するために使用される。ユーザが作業の流れの設定およびパラメータを変更することができる機械的または電子的要素は、顕微鏡ステージには存在しない。これは、モジュール式制御装置によってのみ可能である。
【００１１】
制御装置は、デジタル顕微鏡の機能（ソフトウェアおよびハードウェアの機能）を制御するための少なくとも１つの第１の入力手段を備える。本発明によると、第１の入力手段は、力覚フィードバックを有し、この力覚フィードバックが、例えば、停止に達したとき、設定のための速度、及びさらなる情報等の詳細な操作および設定に関する触覚情報をユーザに供給する。したがって、顕微鏡の操作中に、例えば倍率を設定するとき、ユーザは、入力手段を介して関連する力覚フィードバックの提供を受けるので、試料を観測することによりよく専念することができ、頻繁に調整をしながらこのために視覚的なモニタリングをする必要がない。
【００１２】
制御装置を使用して、光軸と試料との相対的な位置調整を含む顕微鏡ハードウェア全体を制御することができる。様々な参照座標系を選択し、コマンドを実行することができる。例えば、デカルト座標系における横方向移動として、回転として、または傾斜として移動を設定することができる。
【００１３】
また、デジタル顕微鏡のソフトウェア機能を、好ましくはユーザがダイナミックに制御装置によって規定することができる。
顕微鏡内に一体化された画像処理ユニットの制御も、制御装置によって同様に可能である。
【００１４】
制御装置は、好ましくは以下の２つの操作モードを有する。
−データ収集モード：制御装置によって、全ての顕微鏡のハードウェア機能およびデータ収集を制御することができる。このモードは、ユーザとデータ収集ソフトウェア間の対話を必要とする。
−データ表示モード：制御装置は、ソフトウェアを動作させるための入力装置として使用される。
【００１５】
顕微鏡のハードウェア機能の制御は、以下を含む。
−試料ステージのＸおよびＹ位置の制御。
−ズーム設定値（拡大率）の制御。
−対物レンズの焦点（試料ステージのＺ位置、または試料ステージと対物レンズ間の距離）の制御。
−画像もしくはビデオの記録または取得の起動、および記録のパラメータの制御。
【００１６】
制御装置は、ケーブルによって、またはコードレスでデジタル顕微鏡に接続されてもよい。コードレスの変形形態において、制御装置は、充電式電池を備えるのが好ましい。本発明の様々な実施形態において、出力手段および追加の入力の手段を制御装置に一体化することができる。
【００１７】
制御装置は、少なくとも上記の異なる機能ユニットを備え、この機能ユニットが第１のモジュール内に配置される。
第１の入力手段を使用して、少なくともデータ収集モードにおいて顕微鏡機能を制御する。
【００１８】
第一の好ましい実施形態において、第１の入力手段は、力覚フィードバックを有するデュアルの回転式／プッシュ型操作ノブであり、第１のノブおよび第２のノブが同軸状に配置される。力覚フィードバックの無いそのようなデュアルの操作ノブは、顕微鏡検査において一般的であり、当業者に知られている。
【００１９】
力覚フィードバック・ホイールは、従来技術における様々な応用分野で、例えば米国特許第８，１７５，５１２号明細書、または米国特許第８，１５４，５３７号明細書において言及されている。
【００２０】
デュアルの操作ノブに関しては、例えば、下側のホイールを使用して試料ステージのＸ位置および対物レンズの焦点のうちの少なくとも一方を設定し、上側のホイールを使用して試料ステージのＹ位置および対物レンズのズーム領域のうちの少なくとも一方を設定する。
【００２１】
力覚フィードバックは、ユーザがどの入力を行っているのかをユーザが直接感知し、したがって、画像を見ることに充分に集中することができるため、操作を著しく容易にする。
【００２２】
フィードバック機能は、ソフトウェアによって定義され、ユーザ特有のやり方で適合させることができるのが好ましい。
ＸおよびＹ位置の粗調整中に、高速で連続的に操作ノブを回転することによってわずかな力覚フィードバックが生じ、一方、低速回転を使用した微調整中に、中間のフィードバックが生じるのが好ましい。一旦位置調整境界に達すると、ノブをそれ以上回すことができないのが好ましい。力覚フィードバックのための設定は、ソフトウェアによって行うことができるのが好ましい。
【００２３】
ズームを設定する場合、例えばノブを回すとき、光学ズームまたはデジタル・ズームが段階的にまたは連続的に調整されるかどうかに応じて、段階的なまたは連続的な力覚フィードバックが生じてもよい。
【００２４】
例えば、プレビューから光学ズームに、または光学ズームからデジタル・ズームに切り替わるとき、短く、より高い力覚フィードバックが生じてもよい。最低の倍率（完全なプレビュー像）または最大の倍率が設定される場合、停止フィードバックが生じてもよい。
【００２５】
焦点を設定する場合、ノブを回すときに、ズームの設定と同様に、すなわち段階的にまたは連続的に力覚フィードバックが生じてもよい。Ｚ方向に試料ステージを調整するための境界に達した場合、力覚フィードバックは、停止機能になり、その結果、ノブをさらに回すことはできない。
【００２６】
本実施形態において、第１のモジュールは、第２のまたは追加の入力手段を備えることができる。例えば、第２の入力手段は、キーボード、タッチ・ディスプレイまたはマルチ・タッチ・パッドである。
【００２７】
代替の実施形態において、入力手段および出力手段のうちの少なくとも一方を有する第２のならびに追加のモジュールを第１のモジュールに接続して、制御装置の機能範囲をデジタル顕微鏡の特有の特性およびユーザ・ニーズに適合させるようにすることができる。この接続は、機械的手段および磁気的手段のうちの少なくとも一方を用いて行われてもよい。第１のモジュールと任意選択の追加モジュールとの間のデータ交換は、無線または有線によって行うことができる。当業者は、モジュールの機械的接続および電気的接続の両方を構成することができるであろう。
【００２８】
キーボードは、例えばデジタル顕微鏡のハードウェアおよびソフトウェアを操作する機能を提供する、具体的にはソフトウェアにおいてテキストを入力するための追加の入力手段として使用され得る。キーボードを、第２のモジュールとして第１のモジュールに結合することができる。
【００２９】
また、マルチ・タッチ・パッドを入力手段として使用することができ、その場合、この入力手段がソフトウェアのオペレーションおよび顕微鏡特有の機能の操作においてマウスの機能を担う。この点に関して実行可能な機能の選択は、設定される操作モードに依存する。また、マルチ・タッチ・パッドは、それが第１の入力手段として使用される場合は、力覚フィードバックを有することができる。
【００３０】
マルチ・タッチ・パッドを、例えば、以降に列記される機能を実行するために使用することができる。
データ収集モードにおいて、ソフトウェアオペレーションに対しては、１本指をスライドさせることによるカーソルの移動、１本指でクリックすることによる左側のマウスのクリックまたは左側のダブルクリック、２本指でのタップに加えて１本指でのタップ（２本指のうちの１本はそのままにする）による右のマウスのクリックを行うことができ、２本の指をつまむことによってズーム機能を行い、３本の指をスライドさせることによって顕微鏡ステージの移動を行い、横方向にスライドさせることによって光強度の設定を行うことができる。
【００３１】
データ表示モードにおいては、顕微鏡ハードウェアの制御は、停止していることが好ましい。マウスの移動およびマウスのクリック、画像のズームおよび様々な移動は、上記機能と同様に可能である。
【００３２】
さらなる好ましい一実施形態において、第１の入力手段は、力覚フィードバックを有するマルチ・タッチ・スクリーンである。そうしたシステムは、例えば、マーガレット  ミンスキー他（Ｍａｒｇａｒｅｔ  Ｍｉｎｓｋｙ  ｅｔ．  ａｌ．）「Ｆｅｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｅｅｉｎｇ：  Ｉｓｓｕｅｓ  ｉｎ  Ｆｏｒｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ」、１９９０年  ＡＣＭ、またはアレキサンダー  ピーター他（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ  Ｐｅｔｅｒｓ  ｅｔ．  ａｌ．）「Ｈａｐｔｉｓｃｈｅ  Ｔｏｕｃｈｐａｄ  ｚｕｒ  Ｉｎｆｏｔａｉｎｍｅｎｔｂｅｄｉｅｎｕｎｇ」（情報エンターテイメント操作のための触覚型タッチ・パッド）、ｉ−ｃｏｍ  Ｐｒａｘｉｓｂｅｒｉｃｈｔｅ  ２０１０年１月において解析されもしくは提案されている。本実施形態において、追加の入力手段および出力手段を第１のモジュールまたは追加のモジュール内に配置することがもちろん可能である。
【００３３】
同様に、単純なタッチ・スクリーンが入力手段として存在してもよい。そうしたタッチ・スクリーンによって、ユーザは、ハードウェアおよびソフトウェア機能に素早く容易にアクセスすることができ、そうした機能がアイコンのようなノブまたはタッチ・スクリーンとして表示される。ユーザは、所定のリストからそれぞれの必要な機能を選択することができるのが好ましい。この選択は、顕微鏡ソフトウェアによりアクセスされてもよい。その結果、アプリケーション・ベースのメニューも、様々な機能の一機能として設計することができる。このための典型的な機能は、スナップ撮影、ライブビデオ、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ:High Dynamic Range）モード、オートフォーカス（ＡＦ）、被写界深度（ＥＤｏＦ：Extended Depth of Field）拡大モード、実時間被写界深度（ライブＥＤｏＦ）拡大モード、３Ｄ、つなぎ合わせ、最適ショット、ＢＦ（明視野照明）、ＤＦ（暗視野照明）、ＭｉｘＦ（混合照明）、部分照明、輝度調節などであってもよい。
【００３４】
本発明および変形形態による制御装置の好ましい実施形態は、図面に基づいて、以降でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ａ）−ｃ）は、力覚フィードバックを有する回転式／プッシュ型操作ノブを備える制御装置の第１の好ましい実施形態を示す図。
【図２】ａ）及びｂ）は、力覚フィードバックを有する２つの回転式／プッシュ型操作ノブを備える制御装置の第２の好ましい実施形態を示す図。
【図３】マルチ・タッチ・スクリーンを備える制御装置の第３の好ましい実施形態を示す図。
【図４】力覚フィードバックを有するマルチ・タッチ・スクリーンを備える制御装置の第４の好ましい実施形態を示す図。
【図５】マルチ・タッチ・スクリーンの様々なゾーンに対して力覚フィードバックを有するマルチ・タッチ・スクリーンを備える制御装置の第５の好ましい実施形態を示す図。
【図６】マルチ・タッチ・スクリーンの様々なゾーンに対して力覚フィードバックを有するマルチ・タッチ・スクリーンを備える制御装置の第６の好ましい実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、本発明による制御装置の第１の好ましい実施形態の概略図を示す。制御装置は、第１の入力手段として力覚フィードバックを有する回転式／プッシュ型操作ノブ０２、第２の入力手段としてタッチ・パッド０３、および入力／出力併用手段としてタッチ・ディスプレイ０４を備える第１のモジュール０１を含む。キーボード０６は、第１のモジュール０１に取り外し可能に結合され、その結果、キーボードが必要に応じて使用され得る（図１ａ）。
【００３７】
図１ｂは、第１のモジュール０１を拡大図で示し、（点線で示す）キーボード０６の代わりに第２の操作ノブ０７を第１のモジュール０１に接続する選択肢である。第２の操作ノブ０７は、力覚フィードバックを備えていても、備えていなくてもよい。そうしたシステムを用いて、例えば、２つの手を使用してズームおよび試料ステージを設定することができる。
【００３８】
本実施形態におけるタッチ・ディスプレイ０４は、７つの領域０８を含み、それらの領域に自由に定義可能なショートカットおよび対応するアイコンを割り当てることができる。操作モードおよびアプリケーションに応じて、タッチ・ディスプレイ０４上の表示は異なる。
【００３９】
図１ｃは、回転式／プッシュ型操作ノブ０２を拡大図で示す。操作ノブ０２は、下側のホイール０９および上側のホイール１１を備える。下側のホイール０９は、好ましくはプッシュ型機能（矢印１２）を有する。このように、クリックによって入力を確認することができ、または押し下げた状態で回転させることによってある入力を行うことができる。個々の上記の力覚フィードバックの形態は、本事例からは明らかではない。操作ノブはもちろん、そうしたフィードバックを実施するためのアクチュエータを含む。
【００４０】
図２は、力覚フィードバックを有する２つの回転式／プッシュ型操作ノブ０２を備える制御装置の第２の好ましい実施形態を示す。回転式／プッシュ型操作ノブ０２は、両方とも第１のモジュール０１内に（図２ａ）、または制御装置の外側の両側に（図２ｂ）配置されてもよく、この制御装置も上記したような取り外し可能なキーボード０６を備える。操作ノブ０２は、いわゆる側部モジュール１３に配置されている。
【００４１】
図３に示す第３の好ましい実施形態において、マルチ・タッチ・スクリーン１４は、第１のモジュール０１内に設けられ、ここでマルチ・タッチ・パッド機能を提供し、必要なノブおよび制御部のうちの少なくとも一方などを用いて状況メニューを表示することができる。ここで、マルチ・タッチ・スクリーン１４は、入力／出力手段の機能を担う。ここでもモジュール０１の左側にキーボード０６が同様に設けられている。しかし、（例えば左利きのユーザ用に）、側部モジュール１３をマルチ・タッチ・スクリーン１４の左側に、およびキーボード０６をマルチ・タッチ・スクリーン１４の右側に代替的に設けることが可能である。
【００４２】
図４および５に示す実施形態において、第１のモジュール０１は、第１の入力手段としての力覚フィードバックを有するマルチ・タッチ・スクリーン１６を備える。自由に定義可能なノブが領域１７内においてこのスクリーン上に設けられ、ソフトウェアにより実施される操作ノブ１８が本例示的な実施形態において設けられている。ソフトウェアで実施するため、このノブを、例えばデュアルのスライド制御部、デュアルの回転式／プッシュ型ノブなどとしてもちろん自由に設計することができる。力覚フィードバックは、マルチ・タッチ・スクリーン上のどこででも、すなわち領域１７（仮想ノブ）内や、仮想操作ノブ１８上で、いずれの場合も、ソフトウェアによりアプリケーション・ベースで実施され得る。図４の実施形態は、マルチ・タッチ・パッド０３を含み、その機能も図５に示す実施形態のマルチ・タッチ・スクリーン１６によってソフトウェアの定義により行われる。
【００４３】
図６に示す制御装置の第６の好ましい実施形態において、第１のモジュールは、仮想キーボード１９および仮想ノブ１７、１８に対して力覚フィードバックを有するマルチ・タッチ・スクリーン１６を備える。
【００４４】
異なるモジュールをそれぞれの要求および顧客ニーズに適合させることができる。本発明による制御装置を生成するために、入力／出力手段および実施態様ならびにソフトウェアの変形形態のさらなる組み合わせがもちろん可能である。
【符号の説明】
【００４５】
０１…第１のモジュール、０２…回転式／プッシュ型操作ノブ（第１の入力手段）、０３…タッチ・パッド（第２の入力手段）、０４…タッチ・スクリーン（第１の入力手段）、０６…キーボード、０７…第２の操作ノブ、０８…領域、０９…、下側のホイール、１１…上側のホイール、１２…プッシュ型機能、１３…側部モジュール、１４…マルチ・タッチ・スクリーン（第１の入力手段）、１６…マルチ・タッチ・スクリーン（第１の入力手段）、１７…仮想ノブ、１８…仮想ノブ、１９…仮想キーボード。
【図１】
2014211625.tif 000003
【図２】
2014211625.tif 000004
【図３】
2014211625.tif 000005
【図４】
2014211625.tif 000006
【図５】
2014211625.tif 000007
【図６】
2014211625.tif 000008