(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの走査顕微鏡クライアント（１）用の動作パラメータを決定するために少なくとも１つのテストを、コンピュータ制御された中央制御サーバ（１７）で実行するためのシステムであって、
−  少なくとも１つの走査顕微鏡クライアント（１）を有し、
−  少なくとも１つの中央制御サーバ（１７）を有し、
−  前記走査顕微鏡クライアント（１）のワークステーションコンピュータ（１５）の、前記中央制御サーバ（１７）への少なくとも１つのネットワークインターフェースを備え、
−  テストの実行のために前記走査顕微鏡クライアント（１）用のアプリケーションソフトウェアの少なくとも１つの第１ソフトウェアモジュールを備え、
−  前記テストの実行に必要な、前記走査顕微鏡クライアント（１）での少なくとも１つのセンサを備え、
前記走査顕微鏡クライアント（１）の自己テストが、前記走査顕微鏡クライアント（１）の始動と共に又は特定の時間にテスト計画に従って自動的に実行され、又は複雑な自己テストが前記走査顕微鏡クライアント（１）のアイドル段階の間に実行されるシステム。
【請求項２】
前記アプリケーションソフトウェアは前記ワークステーションコンピュータ（１５）にインストールされ、テストの実行のための個別コンポーネント用の様々なソフトウェアモジュールからなり、
前記中央制御サーバ（１７）は遠隔で前記テストを実行するように設計され、
前記中央制御サーバ（１７）と前記ワークステーションコンピュータ（１５）は、前記テストを、前記アプリケーションソフトウェアにおける前記ソフトウェアモジュールのうちの１つに関連付けするように設計され、
前記中央制御サーバ（１７）と前記ワークステーションコンピュータ（１５）は、テスト結果を前記中央制御サーバ（１７）に自動的に送信し、送信された前記テスト結果を「遠隔診断データバンク」に記憶するように設計されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサとして統合光源（２５）が、検出器（１３）のテストランを実行するために使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサとして旋回可能なミラーおよび偏光フィルタ（２１）が、ＡＯＢＳ（４）のテストランを実行するために使用されることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項５】
Ｊｉｎｉ技術が、ネットワークサービスに用いられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記中央制御サーバ（１７）と前記走査顕微鏡クライアント（１）との間の通信が、ｈｔｔｐプロトコルを介して行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
テストセンサを備えた少なくとも１つの走査顕微鏡クライアント（１）用の動作パラメータを決定するために少なくとも１つのテストを、コンピュータ制御された中央制御サーバ（１７）で実行するための方法であって、
−  少なくとも１つの中央制御サーバ（１７）を用い、
−  前記走査顕微鏡クライアント（１）のワークステーションコンピュータ（１５）の、前記中央制御サーバ（１７）への少なくとも１つのネットワークインターフェースを用い、
−  テストの実行のために前記走査顕微鏡クライアント（１）用のアプリケーションソフトウェアの少なくとも１つの第１ソフトウェアモジュールを用い、
−  前記ソフトウェアモジュールが、所与のテスト手順に従って呼び出され、前記走査顕微鏡クライアント（１）の前記テストセンサが作動され、決定されたデータが、前記中央制御サーバ（１７）にて処理され、
前記走査顕微鏡クライアント（１）の自己テストが、前記走査顕微鏡クライアント（１）の始動と共に又は特定の時間にテスト計画に従って自動的に実行され、又は複雑な自己テストが前記走査顕微鏡クライアント（１）のアイドル段階の間に実行される方法。
【請求項８】
前記ソフトウェアモジュールが、前記走査顕微鏡クライアント（１）に記憶されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記テスト手順が、前記ネットワークインターフェースを介して前記ワークステーションコンピュータ（１５）に接続した前記中央制御サーバ（１７）によって遠隔で実行されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記アプリケーションソフトウェアは前記ワークステーションコンピュータ（１５）にインストールされ、テストの実行のための個別コンポーネント用の様々なソフトウェアモジュールからなり、
前記テストは前記中央制御サーバ（１７）により遠隔で実行され、
前記テストは、前記アプリケーションソフトウェアにおける前記ソフトウェアモジュールのうちの１つに関連付けられ、
テスト結果が、前記中央制御サーバ（１７）に自動的に送信され、「遠隔診断データバンク」に記憶されることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査顕微鏡、特に共焦点顕微鏡における少なくとも１つのテストランの中央コンピュータ制御された実行用の方法およびシステムであって、アプリケーションソフトウェアの少なくとも１つの第１ソフトウェアモジュールがテストされる方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走査顕微鏡検査では、顕微鏡標本のサンプルが、光ビームで点走査される。通常、レーザが光源として用いられる。混合ガスレーザ、ダイオードレーザ、固体レーザ、およびまたいわゆる白色光レーザを用いてもよい。白色光レーザは、スペクトル的に広い連続光スペクトルが得られるという利点を有する。
【０００３】
さらに、共焦点顕微鏡にはワークステーションコンピュータが設けられるが、このワークステーションコンピュータは、検出器、検出ピンホール、ＡＯＢＳなどのプログラム可能なビームスプリッタを有する音響光学コンポーネント、ＡＯＴＦなどのスキャナおよび他のコンポーネントにおいて発せられる無線周波数に応じた個別波長上で選択的に動作する音響光学コンポーネント、および他のコンポーネントなどの走査顕微鏡のコンポーネントに、様々なインターフェースを介して接続される。顕微鏡は、このワークステーションコンピュータを介してアプリケーションソフトウェアによって制御されるが、これは、分散化されたアイランドソリューション（island solution）である。機器で問題が生じた場合には、現場で問題の解決を試みるサービスエンジニアに通知しなければならない。しかしながら、これは、非常に費用がかかる。なぜなら、たとえその問題が、関連するオペレータによって解決され得たかもしれない簡単な技術的問題であると後で判明しても、技術者は移動しなければならないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、少なくとも１つのソフトウェアモジュールの遠隔テストを、アプリケーションソフトウェアにより簡単な方法で実行できるシステムおよび方法を提供することである。特に、走査顕微鏡の動作パラメータは、遠隔テストによって決定されることになる。これは、ユーザのために走査顕微鏡の最適な機能性を保証することを意図している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の特徴構成を有するシステム、および請求項７の特徴構成を有する方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属クレームに列挙される。
【０００６】
本発明は、個別走査顕微鏡クライアントおよび中央制御サーバからなるネットワークによって課題を解決する。クライアントは、ネットワークインターフェースを介してアドレス指定されることができ、中央制御サーバの中央ディレクトリにおいて管理される。走査顕微鏡の個別コンポーネント用のアプリケーションソフトウェアは、実行可能なテストにそれぞれが関連付けられた個別ソフトウェアモジュールからなる。異なるテストを実行できるようにするために、走査顕微鏡クライアントは、異なる動作パラメータを決定できるようにする追加センサおよびコンポーネントを、ハードウェア側に搭載している。
【０００７】
本発明のさらなる特徴および利点は、実施形態を例として参照することにより、添付の図面に関連してより完全な説明を提供する以下の記載から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】遠隔テストを実行するためのワークステーションコンピュータおよびインターネット接続部を有する走査顕微鏡の概略図である。
【図２】ＡＯＢＳのテストランを実行するための旋回可能なミラーおよび定電圧ダイオードを有する走査顕微鏡の概略図である。
【図３】検出器のテストランを実行するための統合光源を有する走査顕微鏡の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、共焦点走査顕微鏡１の概略的な構造を示す。レーザ２からの照明光ビーム３は、この場合にはＡＯＢＳとして具体化されたビームスプリッタ４または別の適切な偏向器によって、走査装置５へ案内される。照明光ビーム３がビームスプリッタ４に当たる前に、照明光ビーム３は、照明ピンホール６を通過する。走査装置には、光学走査装置８および光学顕微鏡装置９を介して、対象物１０上にまたは対象物１０を通して照明光ビーム３を案内する少なくとも１つの走査ミラー７が含まれる。
【００１０】
走査ミラー７は、モータ（ここでは図示せず）によって駆動される。照明光ビーム３は、不透明対象物１０の場合には、対象物の表面上を案内される。生体１０または透明対象物の場合には、照明光ビーム３はまた、対象物１０を通過してもよい。この目的のために、適切な染料を備えた非発光標本を準備してもよく、対象物１０に存在するこれらの染料は、照明光ビーム３によって励起され、それらに特有のスペクトル範囲のルミネセンス光および／または蛍光を送出する。対象物から発するこの光は、検出光ビーム１１を画定する。これは、光学顕微鏡装置９、光学走査装置８および走査モジュール５を通過して偏向手段４に至り、偏向手段４および検出ピンホール１２を通過して検出ユニット１３に至る。検出ユニットは、少なくとも１つの光電子増倍管からなってもよい。検出ユニット１３が、光電子増倍管アレイまたはＣＣＤチップ、ＥＭＣＣＤチップもしくはＡＰＤアレイからなることもまた考えられる。検出ユニットにおいて、対象物１０から発する光の出力に比例する電気検出信号が生成される。光が、ただ１つの波長で対象物１０によって発せられるのではないので、検出ユニットの前に分散素子を設けることが賢明である。分散素子は、検出光ビームをスペクトル的に分割するので、検出光の個々の波長が、空間的に分離される。レーザ２自体が複数の照明波長も含む場合、特にそれが、いわゆる白色光レーザである場合に、ＡＯＴＦ１４などの音響光学コンポーネントも設けられ、このコンポーネントを用いて、波長スペクトルから所望の波長を選択することができる。
【００１１】
個別コンポーネントのコンピュータ支援制御用に、機器の個別コンポーネント用の様々なインターフェースを有するワークステーションコンピュータ１５が設けられる。コンピュータ１５にインストールされるのは、機器の個別コンポーネント用の様々なソフトウェアモジュールからなるアプリケーションソフトウェアである。コンピュータ１５は、インターネット接続部１６を介して中央制御サーバ１７に接続される。このように、個別走査顕微鏡は、ネットワークインターフェースを介してアドレス指定し、かつ中央ディレクトリにおいて管理することができる。現在、このための最適な解決法は、Ｊｉｎｉ技術である。Ｊｉｎｉは、様々なコンポーネント間における協調のスケーラビリティおよび複雑性に対して特定の要求を負わせる分散アプリケーションをプログラムするためのフレームワークであり、既存の方法によっては動作させることができない。Ｊｉｎｉは、Sun Microsystemsによって、プログラミング言語Ｊａｖａ（登録商標）に基づいて開発された。Ｊｉｎｉには、ディレクトリサービス、すなわち、それを用いて機器が機能し、かつ他のサービスが位置決めされ得るディレクトリサービスが含まれる。また、ディレクトリサービスは、ネットワークアドレスおよび必要なインターフェース記述の両方を供給する。機器および他のサービスは、「遠隔メソッド呼び出し」によって呼び出される。
【００１２】
しかしながら、たとえこの解決法でも、分散化された機器およびサービスの構成の問題がやはり存在する。しかしながら、十分に高速なインターネット接続も十分なコンピュータ能力も今までは利用可能でなかったので、走査顕微鏡において、この技術はこれまで適用されてこなかった。ネットワークにおける異なるクライアントおよびサービスのネットワークソリューションにおける従来のソフトウェア更新とは対照的に、共焦点レーザ走査顕微鏡におけるテストランにおいては、画像データが、特に、顕微鏡の動作方法に関連するひとつの結果に達するために、評価されなければならない。しかしながら、これは、処理されるデータ量および要求される計算速度ゆえに非常に高度なので、例えば、Ｊｉｎｉ技術の使用は、今まで考えられてこなかった。さらに、今回初めて動作パラメータをハードウェア側で決定できるようにする、動作パラメータを検出するための追加コンポーネントが、従来の共焦点レーザ顕微鏡にはこれまで統合されてこなかった。
【００１３】
したがって、レーザ走査顕微鏡は、異なる動作パラメータの自動決定および検出を可能にするコンポーネントを含むように、本発明によって拡張された。
【００１４】
図２は、これを、ビームスプリッタ（ＡＯＢＳ）テスト用に示す。中間画像に導入されたミラーおよび偏光フィルタ２１、ならびに統合定電圧ダイオード２３によって、ＡＯＢＳ４を通るビーム経路をテストすることが可能になる。正確な較正は、異なる設定パラメータおよび検出器１３における結果としての強度値から決定することができる。
【００１５】
図３は、統合光源２５によって可能になる検出器テストを示す。検出器の感光面の近くにおけるＬＥＤである統合光源２５または他の光源は、信号をシミュレートすることができる。検出器１３における検出信号を用いれば、統合光源２５から検出器１３への全信号経路をテストすることができる。
【００１６】
さらに、追加テストが可能である。そのため、走査ユニット５における検流計をテストすることができる。中間画像の位置において、電動制御によってビーム経路に導入できるテスト構造を用いれば、走査フィールドのサイズ、およびしたがってスキャナ５の検流計の機能をチェックすることが可能である。
【００１７】
ＡＯＴＦの後ろの定電圧ダイオードによって、レーザまたはＡＯＴＦをテストすることが可能である。これは、ＡＯＴＦ較正およびレーザ機能をチェックするために用いることができる。さらに、レーザ性能が測定されるタイミングおよび仕様値から、レーザおよびＡＯＴＦの寿命に関する結論を引き出すことができる。さらに、いくつかのレーザに動作時間カウンタを搭載することも可能であり、このカウンタは、その後読み取られる。
【００１８】
分光計は、レーザによって放射された波長を、機器によって実際に測定された波長と比較することによってテストすることができる。
【００１９】
ピンホールテストは、中間画像の位置のミラーによって可能になる。内部検出器を用いれば、ピンホール直径に応じた光の強度が決定される。この結果から、ピンホールの正確な調整値を読み取ることができる。
【００２０】
顕微鏡におけるステッピングモータは、電子制御部を用いてテストすることができる。すなわち、ステッピングモータの電子制御部は、開接続または短絡接続を問い合わせるために用いることができる。ステップ損失は、意図的な往復運動および後続する元の位置の探索において検出することができる。
【００２１】
顕微鏡におけるビーム経路は、様々なシャッタを用いて変更するかまたは切り替えることができる。シャッタの位置は、光学的に、磁気的に、または他の検出器もしくはセンサを用いて、決定するかまたは問い合わせることができる。レーザ安全性のために、欠陥シャッタの場合に警報信号を発することも可能である。
【００２２】
本発明によれば、本明細書において例として言及するテストは、共焦点レーザ顕微鏡において、中央制御サーバから遠隔で実行される。したがって、特定のテストを、アプリケーションソフトウェアにおけるソフトウェアモジュールと関連付けてもよい。アプリケーションソフトウェアのこれらのソフトウェアモジュールは、構成ファイルにリストされるが、この構成ファイルは、今度は中央制御サーバに記憶され、そこから呼び出すことができる。したがって、特定の走査顕微鏡の異なるソフトウェアモジュールを、互いに独立して呼び出すことができる。ネットワークにおける中央制御サーバと様々な走査顕微鏡クライアントとの間の相互作用に関して、多数の変形が可能である。
【００２３】
したがって、有利なことに、走査顕微鏡クライアント用のテスト結果の実行および送信は、テスト計画に従って行われる。例えば、走査顕微鏡クライアントの各テストに関して時間間隔が定義され、その後、繰り返しが実行される。通常の使用を妨げない回数だけのテストが実行される。
【００２４】
テスト結果はその後１つの中央制御サーバ１７に自動的に送信され、「遠隔診断データバンク」に記憶される。しかしながら、テスト結果はまた、走査顕微鏡クライアント上に直接記憶してもよい。異なる走査顕微鏡クライアントについての結果は、互いに比較される。その後、例えば、現場において最大故障フリー時間および／または最大機器性能の観点から、収集されたデータの評価が行われる。これには、適切な手段の自動導入、例えば、自己診断を用いた、交換部品を注文するための助言が含まれる。レーザの予想される耐用年数を、例えば前もって見積もってもよく、または最も重要な機器用の最適化されたサービス実行計画を作成してもよい。
【００２５】
もちろんまた、「遠隔診断データバンク」は、例えば、受け入れ報告書、ＳＡＰデータ、サポート要求、基板検査などを呼び出すことが可能なように、他のデータバンクにリンクしてもよい。
【００２６】
さらに、現場で動作パラメータを用いて統計をまとめることができる。このように、機器における標準からのいかなる逸脱または弱点も検出することができ、その結果目標のサービスを実行することができる。また、ユーザの挙動の解析を実行することも可能であり、その評価は、特定のタイプの実験における典型的なプロセスの最適化につながる。
【００２７】
（共焦点）レーザ走査顕微鏡の動作パラメータの自動決定および検出によって、平均故障フリー時間を、全体的にかなり長くすることができる。これには、（例えばログファイルからの）簡単なテストおよび測定データの送信、ならびにまた特定の時間にテスト計画に従って実行される自己テスト／性能テストの両方が含まれる。
【００２８】
最も重要な態様は、第１診断が、遠隔で自動的に、すなわちサービスエンジニアによる現場訪問の必要なしに提供されることである。理想的には、パラメータにおける逸脱およびしたがって差し迫った故障は、ユーザに分かる実際の故障が発生する前に検出される。
【００２９】
機器に組み込まれた基板の全履歴は、各基板上に設けられた個別に読み取り可能な連番のチップを用いて追跡することができる。
【００３０】
例えば、機器の異なるポイントにおける温度ならびに冷却材の流速およびレベルと、一定間隔における個別コンポーネントへの供給電圧とは、直接測定値として送信される。利用可能な記憶空間、検流計の調整パラメータ、および他の較正値もまた、直接決定し送信することができる。
【００３１】
レーザ走査顕微鏡における遠隔診断の本質的な要素は、自動的に実行される自己テストである。これらは、例えば、走査顕微鏡クライアントの始動時に（好ましくは、いくつかの機器コンポーネントについての短期間のテスト）、または機器が停止されたときに実行される。しかしながら、機器はまた、長い期間にわたって測定もユーザ操作も行われないときを検出し、ひいては、これらの段階（アイドル段階）を複雑な自己テスト用に用いることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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