JP2002303796A - コンフォーカル顕微鏡システム、コントローラ、および制御プログラム - Google Patents
コンフォーカル顕微鏡システム、コントローラ、および制御プログラムInfo
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
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- G—PHYSICS
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- G02B21/00—Microscopes
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- G02B21/002—Scanning microscopes
- G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
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- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、コンフォーカル顕微鏡システムに
おいて、コンフォーカル顕微鏡の画像をキャプチャして
期間中に、画像表示や画像記録などの処理を円滑に実行
することを目的とする。 【解決手段】 本発明では、コンフォーカル顕微鏡のコ
ントローラ側に、画像キャプチャ機能と一時記憶機能を
持たせる。一方、ホストコンピュータ側に、画像表示や
画像記録の処理機能を持たせる。さらに、コントローラ
とホストコンピュータとの間は、非同期の通信インター
フェースで接続する。このようなシステム構成では、コ
ントローラとホストコンピュータとの独立性が高く保た
れる。したがって、コントローラによる画像キャプチャ
中も、ホストコンピュータ側では、別の処理を円滑に実
行できる。
おいて、コンフォーカル顕微鏡の画像をキャプチャして
期間中に、画像表示や画像記録などの処理を円滑に実行
することを目的とする。 【解決手段】 本発明では、コンフォーカル顕微鏡のコ
ントローラ側に、画像キャプチャ機能と一時記憶機能を
持たせる。一方、ホストコンピュータ側に、画像表示や
画像記録の処理機能を持たせる。さらに、コントローラ
とホストコンピュータとの間は、非同期の通信インター
フェースで接続する。このようなシステム構成では、コ
ントローラとホストコンピュータとの独立性が高く保た
れる。したがって、コントローラによる画像キャプチャ
中も、ホストコンピュータ側では、別の処理を円滑に実
行できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンフォーカル顕
微鏡、コントローラ、およびホストコンピュータを備え
たコンフォーカル顕微鏡システムに関する。
微鏡、コントローラ、およびホストコンピュータを備え
たコンフォーカル顕微鏡システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】（第１の従来例）図３は、従来例のシス
テム構成を示す図である。図３において、コンフォーカ
ル顕微鏡システム５０は、コンフォーカル顕微鏡１１、
コントローラ５１、およびホストコンピュータ６１から
概略構成される。
テム構成を示す図である。図３において、コンフォーカ
ル顕微鏡システム５０は、コンフォーカル顕微鏡１１、
コントローラ５１、およびホストコンピュータ６１から
概略構成される。
【０００３】このコントローラ５１内には、走査制御ボ
ート５２が設けられる。この走査制御ボート５２は、コ
ンフォーカル顕微鏡１１に対して走査信号を出力する。
コンフォーカル顕微鏡１１は、この走査信号に従って試
料上の観測点を走査移動して画像信号を順次に生成す
る。一方、走査制御ボート５２からは、走査信号に同期
して、同期信号（水平同期信号、垂直同期信号およびピ
クセルクロック）が出力される。
ート５２が設けられる。この走査制御ボート５２は、コ
ンフォーカル顕微鏡１１に対して走査信号を出力する。
コンフォーカル顕微鏡１１は、この走査信号に従って試
料上の観測点を走査移動して画像信号を順次に生成す
る。一方、走査制御ボート５２からは、走査信号に同期
して、同期信号（水平同期信号、垂直同期信号およびピ
クセルクロック）が出力される。
【０００４】一方、ホストコンピュータ６１内のＰＣＩ
（peripheral compornent interconnect）バス６２に
は、画像キャプチャボード６３が装着される。この画像
キャプチャボード６３には、コンフォーカル顕微鏡１１
から画像信号が与えられ、走査制御ボート５２から同期
信号が与えられる。画像キャプチャボード６３は、この
同期信号に同期して、画像信号をＡ／Ｄ変換して、画像
データを生成する。画像キャプチャボード６３は、生成
された画像データをＰＣＩバス６２を介して、ホストコ
ンピュータ６１内のメモリ６５に順次転送する。
（peripheral compornent interconnect）バス６２に
は、画像キャプチャボード６３が装着される。この画像
キャプチャボード６３には、コンフォーカル顕微鏡１１
から画像信号が与えられ、走査制御ボート５２から同期
信号が与えられる。画像キャプチャボード６３は、この
同期信号に同期して、画像信号をＡ／Ｄ変換して、画像
データを生成する。画像キャプチャボード６３は、生成
された画像データをＰＣＩバス６２を介して、ホストコ
ンピュータ６１内のメモリ６５に順次転送する。
【０００５】ホストコンピュータ６１内のＣＰＵ６４
は、メモリ６５内の画像データに対して、画像処理、画
像解析を行う。また、ＣＰＵ６４は、この画像データを
ＰＣＩバス６２等を介して記録装置６７に転送し、ファ
イル保存を行う。さらに、ＣＰＵ６４は、この画像デー
タや画像解析結果を、ＰＣＩバス６２等を介してビデオ
ボード（図示せず）に転送し、モニタ６６に表示する。
また、ＣＰＵ６４は、コンフォーカル顕微鏡１１からの
画像取り込み動作と並行して、記録装置６７内の画像フ
ァイルに対して、画像処理、画像解析、画像表示、およ
び画像比較などの処理も行う。
は、メモリ６５内の画像データに対して、画像処理、画
像解析を行う。また、ＣＰＵ６４は、この画像データを
ＰＣＩバス６２等を介して記録装置６７に転送し、ファ
イル保存を行う。さらに、ＣＰＵ６４は、この画像デー
タや画像解析結果を、ＰＣＩバス６２等を介してビデオ
ボード（図示せず）に転送し、モニタ６６に表示する。
また、ＣＰＵ６４は、コンフォーカル顕微鏡１１からの
画像取り込み動作と並行して、記録装置６７内の画像フ
ァイルに対して、画像処理、画像解析、画像表示、およ
び画像比較などの処理も行う。
【０００６】（第２の従来例）図４は、別の従来例のシ
ステム構成を示す図である。図４において、コンフォー
カル顕微鏡システム７０は、コンフォーカル顕微鏡１
１、コントローラ７１、およびホストコンピュータ９１
から概略構成される。このコントローラ７１のバス７２
には、走査制御ボート７３および画像キャプチャボード
７４が装着される。
ステム構成を示す図である。図４において、コンフォー
カル顕微鏡システム７０は、コンフォーカル顕微鏡１
１、コントローラ７１、およびホストコンピュータ９１
から概略構成される。このコントローラ７１のバス７２
には、走査制御ボート７３および画像キャプチャボード
７４が装着される。
【０００７】この走査制御ボート７３は、コンフォーカ
ル顕微鏡１１に対して走査信号を出力する。コンフォー
カル顕微鏡１１は、この走査信号に従って試料上の観測
点を走査移動して画像信号を順次に生成する。この画像
信号は、画像キャプチャボード７４に与えられる。一
方、走査制御ボート７３は、同期信号を画像キャプチャ
ボード７４に与える。
ル顕微鏡１１に対して走査信号を出力する。コンフォー
カル顕微鏡１１は、この走査信号に従って試料上の観測
点を走査移動して画像信号を順次に生成する。この画像
信号は、画像キャプチャボード７４に与えられる。一
方、走査制御ボート７３は、同期信号を画像キャプチャ
ボード７４に与える。
【０００８】画像キャプチャボード７４は、この同期信
号に同期して、画像信号をＡ／Ｄ変換して、画像データ
を生成する。画像キャプチャボード７４は、生成された
画像データをバス７２を介して、コントローラ７１内の
メモリ７６に順次転送する。コントローラ７１内のＣＰ
Ｕ７５は、メモリ７６内の画像データに対して、画像処
理、画像解析を行う。
号に同期して、画像信号をＡ／Ｄ変換して、画像データ
を生成する。画像キャプチャボード７４は、生成された
画像データをバス７２を介して、コントローラ７１内の
メモリ７６に順次転送する。コントローラ７１内のＣＰ
Ｕ７５は、メモリ７６内の画像データに対して、画像処
理、画像解析を行う。
【０００９】また、ＣＰＵ７５は、この画像データをバ
ス７２およびバスコントローラ７９を介して記録装置８
０に転送し、ファイル保存を行う。さらに、ＣＰＵ７５
は、この画像データや画像解析結果を、バス７２等を介
してビデオボード７７に転送し、モニタ７８に表示す
る。また、ＣＰＵ７５は、コンフォーカル顕微鏡１１か
らの画像取り込み動作と並行して、記録装置８０内の画
像ファイルに対して、画像処理、画像解析、画像表示、
および画像比較などの処理も行う。
ス７２およびバスコントローラ７９を介して記録装置８
０に転送し、ファイル保存を行う。さらに、ＣＰＵ７５
は、この画像データや画像解析結果を、バス７２等を介
してビデオボード７７に転送し、モニタ７８に表示す
る。また、ＣＰＵ７５は、コンフォーカル顕微鏡１１か
らの画像取り込み動作と並行して、記録装置８０内の画
像ファイルに対して、画像処理、画像解析、画像表示、
および画像比較などの処理も行う。
【００１０】上述したようなＣＰＵ７５の諸動作は、Ｇ
ＵＩ（graphical user interface）操作用のモニタ９２
と入力デバイス９３とを通して、ホストコンピュータ９
１側からコントロールされる。なお、上述したコンフォ
ーカル顕微鏡装置１１では、走査時間を短縮するため、
主走査方向の往路／復路ともに画像信号をサンプリング
する場合がある。このような場合、画像キャプチャある
いは画像処理の段階において、復路ラインを左右反転す
る処理が別途必要になる。また、上述したコンフォーカ
ル顕微鏡１１において、複数の検出光を同時使用して、
試料の走査を行う場合がある。このような場合、各検出
光ごとに画像キャプチャを行う必要がある。
ＵＩ（graphical user interface）操作用のモニタ９２
と入力デバイス９３とを通して、ホストコンピュータ９
１側からコントロールされる。なお、上述したコンフォ
ーカル顕微鏡装置１１では、走査時間を短縮するため、
主走査方向の往路／復路ともに画像信号をサンプリング
する場合がある。このような場合、画像キャプチャある
いは画像処理の段階において、復路ラインを左右反転す
る処理が別途必要になる。また、上述したコンフォーカ
ル顕微鏡１１において、複数の検出光を同時使用して、
試料の走査を行う場合がある。このような場合、各検出
光ごとに画像キャプチャを行う必要がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンフォー
カル顕微鏡１１では、試料の連続撮影も行われる。この
場合、従来の画像キャプチャボード６３，７４は、画像
信号をほぼリアルタイムにキャプチャ処理し、生成した
大量の画像データをバス６２，７２を介してメモリ６
５，７６に転送する。このような状況では、バス６２，
７２が、大量の画像データによって占有されてしまう。
カル顕微鏡１１では、試料の連続撮影も行われる。この
場合、従来の画像キャプチャボード６３，７４は、画像
信号をほぼリアルタイムにキャプチャ処理し、生成した
大量の画像データをバス６２，７２を介してメモリ６
５，７６に転送する。このような状況では、バス６２，
７２が、大量の画像データによって占有されてしまう。
【００１２】このようなバス６２，７２の占有により、
ＣＰＵ６４，７５の動作が著しく妨げられる。その結
果、画像処理、画像解析、画像表示および画像保存など
の処理が極めて遅くなるといった弊害が生じる。また、
ＣＰＵ６４，７５側と、画像キャプチャボード６３，７
４側とにおいて、バス使用の調整がつかない場合、バス
６２，７２の負荷が瞬間的に過大になり、画像キャプチ
ャに失敗（コマ落ち）するなどの弊害も心配される。
ＣＰＵ６４，７５の動作が著しく妨げられる。その結
果、画像処理、画像解析、画像表示および画像保存など
の処理が極めて遅くなるといった弊害が生じる。また、
ＣＰＵ６４，７５側と、画像キャプチャボード６３，７
４側とにおいて、バス使用の調整がつかない場合、バス
６２，７２の負荷が瞬間的に過大になり、画像キャプチ
ャに失敗（コマ落ち）するなどの弊害も心配される。
【００１３】このような問題は、上述した復路のサンプ
リングや複数光の走査などの条件が重なることにより、
より顕著に現れる。従来は、このような問題を解決する
ため、高速なＣＰＵを使用したり、高性能かつ特殊な画
像キャプチャボードを使用する必要があった。そのた
め、システム構成の自由度が必然的に低く、ユーザーが
望むコンピュータ環境（機種，使用ボード、ＯＳ）を広
くカバーできないという問題点があった。そこで、本発
明は、画像キャプチャ中においても、画像処理などの動
作を円滑に実行可能なコンフォーカル顕微鏡システムを
提供することを目的とする。
リングや複数光の走査などの条件が重なることにより、
より顕著に現れる。従来は、このような問題を解決する
ため、高速なＣＰＵを使用したり、高性能かつ特殊な画
像キャプチャボードを使用する必要があった。そのた
め、システム構成の自由度が必然的に低く、ユーザーが
望むコンピュータ環境（機種，使用ボード、ＯＳ）を広
くカバーできないという問題点があった。そこで、本発
明は、画像キャプチャ中においても、画像処理などの動
作を円滑に実行可能なコンフォーカル顕微鏡システムを
提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、各請求項に記載の発明を、下記のようなシステム構
成とする。
め、各請求項に記載の発明を、下記のようなシステム構
成とする。
【００１５】《請求項１》請求項１に記載の発明は、コ
ンフォーカル顕微鏡、コントローラ、およびホストコン
ピュータとを備えたコンフォーカル顕微鏡システムにお
いて、 (a)コンフォーカル顕微鏡は、次の構成要件を有する。 照明用の光源。 光源からの光を試料に照射する照明光学系。 試料からの反射光を集光する観測光学系。 観測光学系を介して、試料上の観測点と光学的共役位
置に配置されるピンホール。 観測点を移動させる駆動手段。 ピンホールの通過光を受光して画像信号に変換する受
光手段。 (b)コントローラは、次の構成要件を有する。 駆動手段を制御して、観測点を試料に対して走査移動
させる走査制御手段。 走査制御手段の走査移動に同期して受光手段の画像信
号を取り込み、画像信号と観測点との関係から試料の画
像データを生成する画像キャプチャ手段。 画像キャプチャ手段により生成された画像データを一
時記憶する一時記憶手段。 一時記憶手段に一時記憶された画像データを、ホスト
コンピュータからの非同期転送要求に応じて送出する非
同期送出手段。 (c)ホストコンピュータは、次の構成要件を有する。 非同期送出手段に対して非同期転送要求を送出し、一
時記憶手段に一時記憶された画像データを非同期に取り
込む非同期受信手段。 非同期受信手段によって取り込まれる画像データを、
表示および／または記録する画像処理手段。
ンフォーカル顕微鏡、コントローラ、およびホストコン
ピュータとを備えたコンフォーカル顕微鏡システムにお
いて、 (a)コンフォーカル顕微鏡は、次の構成要件を有する。 照明用の光源。 光源からの光を試料に照射する照明光学系。 試料からの反射光を集光する観測光学系。 観測光学系を介して、試料上の観測点と光学的共役位
置に配置されるピンホール。 観測点を移動させる駆動手段。 ピンホールの通過光を受光して画像信号に変換する受
光手段。 (b)コントローラは、次の構成要件を有する。 駆動手段を制御して、観測点を試料に対して走査移動
させる走査制御手段。 走査制御手段の走査移動に同期して受光手段の画像信
号を取り込み、画像信号と観測点との関係から試料の画
像データを生成する画像キャプチャ手段。 画像キャプチャ手段により生成された画像データを一
時記憶する一時記憶手段。 一時記憶手段に一時記憶された画像データを、ホスト
コンピュータからの非同期転送要求に応じて送出する非
同期送出手段。 (c)ホストコンピュータは、次の構成要件を有する。 非同期送出手段に対して非同期転送要求を送出し、一
時記憶手段に一時記憶された画像データを非同期に取り
込む非同期受信手段。 非同期受信手段によって取り込まれる画像データを、
表示および／または記録する画像処理手段。
【００１６】《請求項２》請求項２に記載のコントロー
ラは、コンフォーカル顕微鏡をコントロールして試料の
画像データを生成し、ホストコンピュータに試料の画像
データを送出するコントローラにおいて、コンフォーカ
ル顕微鏡を制御してコンフォーカル顕微鏡の観測点を試
料に対して走査移動させる走査制御手段と、走査制御手
段の走査移動に同期して受光手段の画像信号を取り込
み、画像信号と観測点との関係から試料の画像データを
生成する画像キャプチャ手段と、画像キャプチャ手段に
より生成された画像データを一時記憶する一時記憶手段
と、一時記憶手段に一時記憶された画像データを、ホス
トコンピュータからの非同期転送要求に応じて送出する
非同期送出手段とを備えたことを特徴とする。
ラは、コンフォーカル顕微鏡をコントロールして試料の
画像データを生成し、ホストコンピュータに試料の画像
データを送出するコントローラにおいて、コンフォーカ
ル顕微鏡を制御してコンフォーカル顕微鏡の観測点を試
料に対して走査移動させる走査制御手段と、走査制御手
段の走査移動に同期して受光手段の画像信号を取り込
み、画像信号と観測点との関係から試料の画像データを
生成する画像キャプチャ手段と、画像キャプチャ手段に
より生成された画像データを一時記憶する一時記憶手段
と、一時記憶手段に一時記憶された画像データを、ホス
トコンピュータからの非同期転送要求に応じて送出する
非同期送出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】《請求項３》請求項３に記載の制御プログ
ラムは、コンピュータを、請求項１に記載の非同期受信
手段および画像処理手段として機能させるためのプログ
ラムコードを含むことを特徴とする。
ラムは、コンピュータを、請求項１に記載の非同期受信
手段および画像処理手段として機能させるためのプログ
ラムコードを含むことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、請求項１
〜３に記載の発明を適用した一実施形態を説明する。図
１は、コンフォーカル顕微鏡システム１０の構成を示す
図である。このコンフォーカル顕微鏡システム１０は、
コンフォーカル顕微鏡１１、コントローラ２０、ホスト
コンピュータ３１とから概略構成される。以下、これら
各部の構成について順番に説明する。
〜３に記載の発明を適用した一実施形態を説明する。図
１は、コンフォーカル顕微鏡システム１０の構成を示す
図である。このコンフォーカル顕微鏡システム１０は、
コンフォーカル顕微鏡１１、コントローラ２０、ホスト
コンピュータ３１とから概略構成される。以下、これら
各部の構成について順番に説明する。
【００１９】（コンフォーカル顕微鏡１１の構成説明）
コンフォーカル顕微鏡１１は、次の構成要件を有して構
成される。 照明用の光源１２ 光源１２からの光を試料１６に照射する照明光学系１
３ 試料１６からの反射光を照明光路から分岐するビーム
スプリッタ１４、およびビームスプリッタ１４の分岐光
を集光する観測光学系１７ 観測光学系１７を介して、試料１６上の観測点と光学
的共役位置に配置されるピンホール１８ 可動ミラーから構成された走査ユニット１５、および
走査ユニット１５を駆動して観測点を移動させる駆動部
１５ａ（駆動手段） ピンホール１８の通過光を受光して画像信号に変換す
る受光部１９（受光手段） （コントローラ２０の構成説明）コントローラ２０は、
次の構成要件を有して構成される。 駆動部１５ａを制御して、観測点を試料１６に対して
走査移動させる走査制御ボード２１（走査制御手段） 走査制御ボード２１の走査移動に同期して受光部１９
の画像信号を取り込み、画像信号と観測点との関係から
試料１６の画像データを生成する画像キャプチャボード
２２（画像キャプチャ手段） 数百フレーム分の画像データを記憶可能な画像メモリ
２３（一時記憶手段） 画像メモリ２３内の画像データを、ホストコンピュー
タ３１からの非同期転送要求に応じて送出する１００ベ
ースＴのイーサネット（登録商標）ボード２４（非同期
送出手段） システム制御用のＣＰＵ２５ イーサネットボード２４などを装着するＰＣＩバス２
６、およびＰＣＩバス２６のバスコントロールを行うＰ
ＣＩチップセット２７ （ホストコンピュータ３１の構成説明）ホストコンピュ
ータ３１は、次の構成要件を有して構成される。 コントローラ２０に対して非同期転送要求を送出し、
画像メモリ２３に一時記憶された画像データを非同期に
取り込むイーサネットボード３２（非同期受信手段） イーサネットボード３２などを装着するＰＣＩバス３
３、画像データの処理を行うＣＰＵ３４、およびシステ
ムメモリ３５ 画像データおよび操作画面を表示するモニタ３６、お
よび入力デバイス３７ 画像データおよび制御プログラムの記録装置３８な
お、ＣＰＵ３４、システムメモリ３５、モニタ３６、入
力デバイス３７、および記録装置３８は、画像処理手段
に対応する。
コンフォーカル顕微鏡１１は、次の構成要件を有して構
成される。 照明用の光源１２ 光源１２からの光を試料１６に照射する照明光学系１
３ 試料１６からの反射光を照明光路から分岐するビーム
スプリッタ１４、およびビームスプリッタ１４の分岐光
を集光する観測光学系１７ 観測光学系１７を介して、試料１６上の観測点と光学
的共役位置に配置されるピンホール１８ 可動ミラーから構成された走査ユニット１５、および
走査ユニット１５を駆動して観測点を移動させる駆動部
１５ａ（駆動手段） ピンホール１８の通過光を受光して画像信号に変換す
る受光部１９（受光手段） （コントローラ２０の構成説明）コントローラ２０は、
次の構成要件を有して構成される。 駆動部１５ａを制御して、観測点を試料１６に対して
走査移動させる走査制御ボード２１（走査制御手段） 走査制御ボード２１の走査移動に同期して受光部１９
の画像信号を取り込み、画像信号と観測点との関係から
試料１６の画像データを生成する画像キャプチャボード
２２（画像キャプチャ手段） 数百フレーム分の画像データを記憶可能な画像メモリ
２３（一時記憶手段） 画像メモリ２３内の画像データを、ホストコンピュー
タ３１からの非同期転送要求に応じて送出する１００ベ
ースＴのイーサネット（登録商標）ボード２４（非同期
送出手段） システム制御用のＣＰＵ２５ イーサネットボード２４などを装着するＰＣＩバス２
６、およびＰＣＩバス２６のバスコントロールを行うＰ
ＣＩチップセット２７ （ホストコンピュータ３１の構成説明）ホストコンピュ
ータ３１は、次の構成要件を有して構成される。 コントローラ２０に対して非同期転送要求を送出し、
画像メモリ２３に一時記憶された画像データを非同期に
取り込むイーサネットボード３２（非同期受信手段） イーサネットボード３２などを装着するＰＣＩバス３
３、画像データの処理を行うＣＰＵ３４、およびシステ
ムメモリ３５ 画像データおよび操作画面を表示するモニタ３６、お
よび入力デバイス３７ 画像データおよび制御プログラムの記録装置３８な
お、ＣＰＵ３４、システムメモリ３５、モニタ３６、入
力デバイス３７、および記録装置３８は、画像処理手段
に対応する。
【００２０】（システムの動作説明）図２は、本実施形
態におけるシステム動作を説明する図である。以下、図
１および図２を用いて、システム全体の動作説明を行
う。まず、ホストコンピュータ３１側において、記録装
置３８内の制御プログラムが実行される。その結果、Ｃ
ＰＵ３４は、モニタ３６に操作画面を表示し、ユーザー
操作を待機する。
態におけるシステム動作を説明する図である。以下、図
１および図２を用いて、システム全体の動作説明を行
う。まず、ホストコンピュータ３１側において、記録装
置３８内の制御プログラムが実行される。その結果、Ｃ
ＰＵ３４は、モニタ３６に操作画面を表示し、ユーザー
操作を待機する。
【００２１】この状態で、ユーザーは、操作画面を見な
がら、入力デバイス３７を操作して操作命令を入力す
る。この操作命令は、イーサネットボード３２、２４を
介してコントローラ２０側に伝達される。コントローラ
２０内のＣＰＵ２５は、この操作命令を走査制御ボード
２１に出力する。走査制御ボード２１は、この操作命令
に従って、走査信号をコンフォーカル顕微鏡１１に出力
する。
がら、入力デバイス３７を操作して操作命令を入力す
る。この操作命令は、イーサネットボード３２、２４を
介してコントローラ２０側に伝達される。コントローラ
２０内のＣＰＵ２５は、この操作命令を走査制御ボード
２１に出力する。走査制御ボード２１は、この操作命令
に従って、走査信号をコンフォーカル顕微鏡１１に出力
する。
【００２２】コンフォーカル顕微鏡１１側では、この走
査信号に応じて駆動部１５ａが走査ユニット１５を駆動
し、試料１６上の観測点を走査移動させる。このような
観測点の走査移動に伴って、受光部１９からはアナログ
の画像信号が出力される。コントローラ２０内の画像キ
ャプチャボード２２は、このアナログの画像信号を、走
査制御ボード２１のピクセルクロックに従ってＡ／Ｄ変
換し、水平同期信号および垂直同期信号に従って画素配
列する。その結果、画像キャプチャボード２２のバッフ
ァ内には、画像データがリアルタイムに順次生成（画像
キャプチャ）される。
査信号に応じて駆動部１５ａが走査ユニット１５を駆動
し、試料１６上の観測点を走査移動させる。このような
観測点の走査移動に伴って、受光部１９からはアナログ
の画像信号が出力される。コントローラ２０内の画像キ
ャプチャボード２２は、このアナログの画像信号を、走
査制御ボード２１のピクセルクロックに従ってＡ／Ｄ変
換し、水平同期信号および垂直同期信号に従って画素配
列する。その結果、画像キャプチャボード２２のバッフ
ァ内には、画像データがリアルタイムに順次生成（画像
キャプチャ）される。
【００２３】画像キャプチャボード２２は、このように
画像キャプチャされた画像データを、ＰＣＩバス２６お
よびＰＣＩチップセット２７を介して、画像メモリ２３
にＤＭＡ（direct memory access）転送する。画像メモ
リ２３は、順次転送される画像データを一時記憶する。
このような状態において、ホストコンピュータ３１側で
は、ＣＰＵ３４が、制御プログラムの実行により、非同
期転送要求を発する。この非同期転送要求は、イーサネ
ットボード３２、２４を介してコントローラ２０側に伝
達される。コントローラ２０内のＣＰＵ２５は、この非
同期転送要求に従って、ＰＣＩバス２６の空き時間を待
つ。
画像キャプチャされた画像データを、ＰＣＩバス２６お
よびＰＣＩチップセット２７を介して、画像メモリ２３
にＤＭＡ（direct memory access）転送する。画像メモ
リ２３は、順次転送される画像データを一時記憶する。
このような状態において、ホストコンピュータ３１側で
は、ＣＰＵ３４が、制御プログラムの実行により、非同
期転送要求を発する。この非同期転送要求は、イーサネ
ットボード３２、２４を介してコントローラ２０側に伝
達される。コントローラ２０内のＣＰＵ２５は、この非
同期転送要求に従って、ＰＣＩバス２６の空き時間を待
つ。
【００２４】画像キャプチャの動作中、ＰＣＩバス２６
は、画像キャプチャされた画像データの転送に優先的に
使用される。したがって、走査信号の帰線期間や、画像
キャプチャボード２２の内部バッファの蓄積待ち時間な
どが、ＰＣＩバス２６の空き時間となる。ＣＰＵ２５
は、このようなＰＣＩバス２６の空き時間を利用して、
画像メモリ２３内に蓄積された画像データを、ＰＣＩバ
ス２６およびイーサネットボード２４を介して、ホスト
コンピュータ３１側へ非同期に転送する。
は、画像キャプチャされた画像データの転送に優先的に
使用される。したがって、走査信号の帰線期間や、画像
キャプチャボード２２の内部バッファの蓄積待ち時間な
どが、ＰＣＩバス２６の空き時間となる。ＣＰＵ２５
は、このようなＰＣＩバス２６の空き時間を利用して、
画像メモリ２３内に蓄積された画像データを、ＰＣＩバ
ス２６およびイーサネットボード２４を介して、ホスト
コンピュータ３１側へ非同期に転送する。
【００２５】ホストコンピュータ３１側のＣＰＵ３４
は、制御プログラムの実行により、非同期転送される画
像データをイーサネットボード３２を介して適時に受け
取る。ＣＰＵ３４は、この画像データを、モニタ３６に
表示したり、記録装置３８に記録するなどの処理を行
う。なお、この非同期転送の待ち時間を利用して、ＣＰ
Ｕ３４は、別の画像データに対する画像処理、画像解
析、画像表示および画像記録なども実行する。
は、制御プログラムの実行により、非同期転送される画
像データをイーサネットボード３２を介して適時に受け
取る。ＣＰＵ３４は、この画像データを、モニタ３６に
表示したり、記録装置３８に記録するなどの処理を行
う。なお、この非同期転送の待ち時間を利用して、ＣＰ
Ｕ３４は、別の画像データに対する画像処理、画像解
析、画像表示および画像記録なども実行する。
【００２６】以上の一連の動作により、コンフォーカル
顕微鏡システム１０の基本的なシステム動作が完了す
る。上述したように、本実施形態では、コントローラ２
０とホストコンピュータ３１との間が、イーサネットボ
ード２４，３２を介して非同期に接続される。したがっ
て、両者間におけるハードウェア独立性が高く、コント
ローラ２０側の動作が画像キャプチャに占有されても、
ホストコンピュータ３１側の動作は決して遅くならな
い。
顕微鏡システム１０の基本的なシステム動作が完了す
る。上述したように、本実施形態では、コントローラ２
０とホストコンピュータ３１との間が、イーサネットボ
ード２４，３２を介して非同期に接続される。したがっ
て、両者間におけるハードウェア独立性が高く、コント
ローラ２０側の動作が画像キャプチャに占有されても、
ホストコンピュータ３１側の動作は決して遅くならな
い。
【００２７】その結果、「往復サンプリング」や「複数
光の走査」など、画像キャプチャ動作が一層煩雑になっ
ても、ホストコンピュータ３１の動作は決して遅くなら
なくなった。また、コントローラ２０は、画像表示や画
像記録などの動作をホストコンピュータ３１に全て任せ
ることができる。また、ホストコンピュータ３１に対す
る画像転送も非同期に行えばよい。したがって、コント
ローラ２０は、画像キャプチャの動作を最優先に実行す
ることが可能になった。その結果、画像キャプチャにコ
マ落ちを生じるおそれが殆どない。
光の走査」など、画像キャプチャ動作が一層煩雑になっ
ても、ホストコンピュータ３１の動作は決して遅くなら
なくなった。また、コントローラ２０は、画像表示や画
像記録などの動作をホストコンピュータ３１に全て任せ
ることができる。また、ホストコンピュータ３１に対す
る画像転送も非同期に行えばよい。したがって、コント
ローラ２０は、画像キャプチャの動作を最優先に実行す
ることが可能になった。その結果、画像キャプチャにコ
マ落ちを生じるおそれが殆どない。
【００２８】さらに、ホストコンピュータ３１側には、
画像表示や画像記録などの処理と、操作画面を使用した
ＧＵＩ操作が集中する。したがって、ユーザーは、ホス
トコンピュータ３１を中心に操作を行えばよく、使い勝
手のよいシステム環境が構築できる。一方、ホストコン
ピュータ３１側で画像データが必要になった場合は、コ
ントローラ２０側に画像転送を要求する。この場合、コ
ントローラ２０側は、非同期に画像データを転送すれば
よい。そのため、コントローラ２０は、画像キャプチャ
の動作を優先し、その空き時間を利用して画像データを
転送することができる。したがって、コントローラ２０
側の画像キャプチャ動作が妨げられず、コマ落ちなどの
弊害は殆ど生じなくなる。
画像表示や画像記録などの処理と、操作画面を使用した
ＧＵＩ操作が集中する。したがって、ユーザーは、ホス
トコンピュータ３１を中心に操作を行えばよく、使い勝
手のよいシステム環境が構築できる。一方、ホストコン
ピュータ３１側で画像データが必要になった場合は、コ
ントローラ２０側に画像転送を要求する。この場合、コ
ントローラ２０側は、非同期に画像データを転送すれば
よい。そのため、コントローラ２０は、画像キャプチャ
の動作を優先し、その空き時間を利用して画像データを
転送することができる。したがって、コントローラ２０
側の画像キャプチャ動作が妨げられず、コマ落ちなどの
弊害は殆ど生じなくなる。
【００２９】さらに、ホストコンピュータ３１側では、
画像の非同期転送の待ち時間中も、ハードウェーア資源
は占有されない。したがって、別画像の処理などを支障
なく実行することができる。このような効果により、本
実施形態では、ホストコンピュータ３１の要求性能が従
来に比べて低くなる。また、非同期通信にしても、画像
転送に支障のない程度の回線速度を有する汎用の非同期
インターフェースが使用できる。したがって、ホストコ
ンピュータ３１や非同期通信については、既存の製品群
からほぼ自由に選択することが可能となり、ユーザーの
望むコンピュータ環境に沿って、コンフォーカル顕微鏡
システムを構築することが容易になる。
画像の非同期転送の待ち時間中も、ハードウェーア資源
は占有されない。したがって、別画像の処理などを支障
なく実行することができる。このような効果により、本
実施形態では、ホストコンピュータ３１の要求性能が従
来に比べて低くなる。また、非同期通信にしても、画像
転送に支障のない程度の回線速度を有する汎用の非同期
インターフェースが使用できる。したがって、ホストコ
ンピュータ３１や非同期通信については、既存の製品群
からほぼ自由に選択することが可能となり、ユーザーの
望むコンピュータ環境に沿って、コンフォーカル顕微鏡
システムを構築することが容易になる。
【００３０】なお、上述した実施形態では、イーサネッ
トボード３２，２４を使用して画像データの非同期転送
を実現している。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れるものではない。一般的には、画像データの転送に適
した伝送速度を有し、非同期転送を実現できる通信イン
ターフェースであればよい。例えば、このような通信イ
ンターフェースとしては、１０００ベースＴなどのギガ
ビットイーサネット、IEEE1394、USB2、Bluetoothなど
を使用することができる。
トボード３２，２４を使用して画像データの非同期転送
を実現している。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れるものではない。一般的には、画像データの転送に適
した伝送速度を有し、非同期転送を実現できる通信イン
ターフェースであればよい。例えば、このような通信イ
ンターフェースとしては、１０００ベースＴなどのギガ
ビットイーサネット、IEEE1394、USB2、Bluetoothなど
を使用することができる。
【００３１】また、上述した実施形態では、コントロー
ラ２０内においてＰＣＩバスを使用して画像データの転
送を行っている。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れるものではない。一般的には、画像データの転送に適
した伝送速度を有したバスであればよい。例えば、この
ようなバスとしては、ＶＭＥバスなどを使用することが
できる。
ラ２０内においてＰＣＩバスを使用して画像データの転
送を行っている。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れるものではない。一般的には、画像データの転送に適
した伝送速度を有したバスであればよい。例えば、この
ようなバスとしては、ＶＭＥバスなどを使用することが
できる。
【００３２】また、上述した実施形態では、画像の非同
期転送に待ち時間が発生する。そこで、ホストコンピュ
ータ３１側の非同期受信手段は、画像データが必要とな
る時点を予定し、その時点に先行して画像転送要求をコ
ントローラ側に送出することが好ましい。なお、上述し
た実施形態によって、制御プログラムやその記録媒体に
関する実施行為が限定されるものではない。例えば、通
信回線を介して制御プログラムを配送し、相手先のコン
ピュータのシステムメモリやハードディスクなどに制御
プログラムを記録してもよい。このようなプログラム配
送によって、制御プログラムの配送元は、制御プログラ
ムやその記録媒体を、相手先の地に製造することができ
る。さらに、制御プログラムが配送可能であることを通
信回線を介して公表したり、制御プログラムの格納場所
の情報を提供する仲介サービスを行うこともできる。
期転送に待ち時間が発生する。そこで、ホストコンピュ
ータ３１側の非同期受信手段は、画像データが必要とな
る時点を予定し、その時点に先行して画像転送要求をコ
ントローラ側に送出することが好ましい。なお、上述し
た実施形態によって、制御プログラムやその記録媒体に
関する実施行為が限定されるものではない。例えば、通
信回線を介して制御プログラムを配送し、相手先のコン
ピュータのシステムメモリやハードディスクなどに制御
プログラムを記録してもよい。このようなプログラム配
送によって、制御プログラムの配送元は、制御プログラ
ムやその記録媒体を、相手先の地に製造することができ
る。さらに、制御プログラムが配送可能であることを通
信回線を介して公表したり、制御プログラムの格納場所
の情報を提供する仲介サービスを行うこともできる。
【００３３】
【発明の効果】本発明のシステムは、コントローラ側に
画像キャプチャ機能と一時記憶機能を持たせる。一方、
ホストコンピュータ側には、画像表示や画像記録などの
処理機能を分担させる。さらに、コントローラとホスト
コンピュータとの間は、画像データを非同期転送するよ
うに接続される。その結果、両者間のハードウェア独立
性が高く保たれる。
画像キャプチャ機能と一時記憶機能を持たせる。一方、
ホストコンピュータ側には、画像表示や画像記録などの
処理機能を分担させる。さらに、コントローラとホスト
コンピュータとの間は、画像データを非同期転送するよ
うに接続される。その結果、両者間のハードウェア独立
性が高く保たれる。
【００３４】したがって、コントローラ側が画像キャプ
チャの動作に占有されても、ホストコンピュータ側のハ
ードウェア資源は占有されない。したがって、画像キャ
プチャの期間中においても、ホストコンピュータ側は、
殆ど影響を受けることなく、別の処理を円滑に実行でき
る。したがって、ホストコンピュータ側の動作が、画像
キャプチャによって極端に遅くなるなどの弊害が生じな
い。
チャの動作に占有されても、ホストコンピュータ側のハ
ードウェア資源は占有されない。したがって、画像キャ
プチャの期間中においても、ホストコンピュータ側は、
殆ど影響を受けることなく、別の処理を円滑に実行でき
る。したがって、ホストコンピュータ側の動作が、画像
キャプチャによって極端に遅くなるなどの弊害が生じな
い。
【図１】コンフォーカル顕微鏡システム１０の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】コンフォーカル顕微鏡システム１０のシステム
動作を説明する図である。
動作を説明する図である。
【図３】第１の従来例を示す図である。
【図４】第２の従来例を示す図である。
１０ コンフォーカル顕微鏡システム １１ コンフォーカル顕微鏡 １４ ビームスプリッタ １５ 走査ユニット １５ａ 駆動部 １６ 試料 １９ 受光部 ２０ コントローラ ２１ 走査制御ボード ２２ 画像キャプチャボード ２３ 画像メモリ ２４ イーサネットボード ２５ ＣＰＵ ２６ ＰＣＩバス ２７ ＰＣＩチップセット ３１ ホストコンピュータ ３２ イーサネットボード ３３ ＰＣＩバス ３４ ＣＰＵ ３５ システムメモリ ３６ モニタ ３７ 入力デバイス ３８ 記録装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H052 AA07 AA08 AF14 AF17 AF21 AF25 5B047 BA02 BC01 BC04 BC11 BC23 CA04 CA23 CB05 CB06 CB18 EA01 EA09 EB00 5C052 AA17 DD08 DD10 GA03 GA04 GA09 GB01 5C053 FA07 FA27 FA30 KA01 KA04 KA24
Claims (3)
- 【請求項１】 コンフォーカル顕微鏡、コントローラ、
およびホストコンピュータとを備えたコンフォーカル顕
微鏡システムにおいて、 (a) 前記コンフォーカル顕微鏡は、(1)照明用の光源，
(2)前記光源からの光を試料に照射する照明光学系，(3)
前記試料からの反射光を集光する観測光学系，(4)前記
観測光学系を介して、前記試料上の観測点と光学的共役
位置に配置されるピンホール，(5)前記観測点を移動さ
せる駆動手段，(6)前記ピンホールの通過光を受光して
画像信号に変換する受光手段，を有し； (b) 前記コントローラは、(1)前記駆動手段を制御し
て、前記観測点を前記試料に対して走査移動させる走査
制御手段，(2)前記走査制御手段の走査移動に同期して
前記受光手段の画像信号を取り込み、前記画像信号と前
記観測点との関係から前記試料の画像データを生成する
画像キャプチャ手段，(3)前記画像キャプチャ手段によ
り生成された前記画像データを一時記憶する一時記憶手
段，(4)前記一時記憶手段に一時記憶された前記画像デ
ータを、前記ホストコンピュータからの非同期転送要求
に応じて送出する非同期送出手段，を有し； (c) 前記ホストコンピュータは、(1)前記非同期送出手
段に対して前記非同期転送要求を送出し、前記一時記憶
手段に一時記憶された前記画像データを非同期に取り込
む非同期受信手段，(2)前記非同期受信手段によって取
り込まれる前記画像データを、表示および／または記録
する画像処理手段，を有する；ことを特徴とするコンフ
ォーカル顕微鏡システム。 - 【請求項２】 コンフォーカル顕微鏡をコントロールし
て試料の画像データを生成し、ホストコンピュータに前
記試料の前記画像データを送出するコントローラにおい
て、前記コントローラは、 前記コンフォーカル顕微鏡を制御して、前記コンフォー
カル顕微鏡の観測点を前記試料に対して走査移動させる
走査制御手段と、 前記走査制御手段の走査移動に同期して前記受光手段の
画像信号を取り込み、前記画像信号と前記観測点との関
係から前記試料の前記画像データを生成する画像キャプ
チャ手段と、 前記画像キャプチャ手段により生成された前記画像デー
タを一時記憶する一時記憶手段と、 前記一時記憶手段に一時記憶された前記画像データを、
前記ホストコンピュータからの非同期転送要求に応じて
送出する非同期送出手段とを備えたことを特徴とするコ
ントローラ。 - 【請求項３】 コンピュータを、請求項１に記載の前記
非同期受信手段および前記画像処理手段として機能させ
るための制御プログラム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001106798A JP2002303796A (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | コンフォーカル顕微鏡システム、コントローラ、および制御プログラム |
| US10/114,932 US6707604B2 (en) | 2001-04-05 | 2002-04-04 | Confocal microscope system and controller thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001106798A JP2002303796A (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | コンフォーカル顕微鏡システム、コントローラ、および制御プログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002303796A true JP2002303796A (ja) | 2002-10-18 |
| JP2002303796A5 JP2002303796A5 (ja) | 2008-06-05 |
Family
ID=18959245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001106798A Pending JP2002303796A (ja) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | コンフォーカル顕微鏡システム、コントローラ、および制御プログラム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6707604B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002303796A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278847A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Seiko Epson Corp | 等長配線構造、該等長配線構造を備えた記録装置及び電子機器 |
| DE102006025445A1 (de) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Laser-Scanning-Mikroskop mit Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung |
| JP4914655B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2012-04-11 | オリンパス株式会社 | 顕微鏡構成ユニット、該顕微鏡構成ユニットよりなる顕微鏡システム、及び顕微鏡システムを構築する顕微鏡構成ユニットの相対的接続関係取得方法 |
| US20190339204A1 (en) * | 2017-01-27 | 2019-11-07 | Albert Einstein College Of Medicine | Co-localization at molecular resolution of multiple fluorescence channels acquired using optical microscopy |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08160305A (ja) * | 1994-12-08 | 1996-06-21 | Nikon Corp | レーザー走査顕微鏡 |
| JPH09218355A (ja) * | 1996-02-14 | 1997-08-19 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型レーザ顕微鏡 |
| JPH11326778A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-11-26 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡画像観察装置 |
| JP2001023562A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡用画像処理装置 |
| JP2001052172A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Kirin Techno-System Corp | 自動検査装置の動作診断方法 |
| JP2001083432A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-03-30 | Olympus Optical Co Ltd | 共焦点顕微鏡 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5121436A (en) * | 1987-08-14 | 1992-06-09 | International Remote Imaging Systems, Inc. | Method and apparatus for generating a plurality of parameters of an object in a field of view |
| US5932871A (en) * | 1995-11-08 | 1999-08-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Microscope having a confocal point and a non-confocal point, and a confocal point detect method applied thereto |
| US6130967A (en) * | 1997-07-03 | 2000-10-10 | Tri Path Imaging, Inc. | Method and apparatus for a reduced instruction set architecture for multidimensional image processing |
| US6341035B1 (en) * | 1999-07-09 | 2002-01-22 | Olympus Optical Co., Ltd. | Confocal microscope |
-
2001
- 2001-04-05 JP JP2001106798A patent/JP2002303796A/ja active Pending
-
2002
- 2002-04-04 US US10/114,932 patent/US6707604B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08160305A (ja) * | 1994-12-08 | 1996-06-21 | Nikon Corp | レーザー走査顕微鏡 |
| JPH09218355A (ja) * | 1996-02-14 | 1997-08-19 | Olympus Optical Co Ltd | 走査型レーザ顕微鏡 |
| JPH11326778A (ja) * | 1998-03-19 | 1999-11-26 | Olympus Optical Co Ltd | 顕微鏡画像観察装置 |
| JP2001023562A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡用画像処理装置 |
| JP2001083432A (ja) * | 1999-07-09 | 2001-03-30 | Olympus Optical Co Ltd | 共焦点顕微鏡 |
| JP2001052172A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Kirin Techno-System Corp | 自動検査装置の動作診断方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020171926A1 (en) | 2002-11-21 |
| US6707604B2 (en) | 2004-03-16 |
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