JP7346577B2 - デジタル顕微鏡システム、デジタル顕微鏡システムを動作させるための方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、デジタル顕微鏡システム、デジタル顕微鏡システムを動作させるための方法、およびこの方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラムに関する。

デジタル顕微鏡システムは、物体のターゲット領域を表すデジタル画像データを生成するように構成された撮像デバイスを含むことで知られている。この目的で、撮像デバイスは例えばデジタルカメラを有する。かかるデジタル顕微鏡システムはさらに、撮像デバイスにより撮像されるべきターゲット領域のポジションまたはサイズを変更する目的で制御される顕微鏡構成要素を有する。これらの顕微鏡構成要素は例えば、撮像デバイスの光軸に対して横方向に動かすことのできる顕微鏡ステージ、撮像デバイス内に設けられている光学システムの倍率を変化させることによりターゲット領域のサイズを調節可能にする倍率変更システム、およびフォーカシングシステムを有する。ユーザは、撮像されるべきターゲット領域を調節する目的で、ユーザインタフェースおよび例えばキーボード、コンピュータマウスなどの入力部材を介して、上述の顕微鏡構成要素を制御することができる。ユーザインタフェースは、モニタスクリーンに一体化されたタッチスクリーンを有することもできる。

ターゲット領域のライブ画像がモニタ上に表示され、ユーザはタッチスクリーンまたは他の入力部材を操作することによって、このライブ画像を巡って見て回ることができる。ただし、ユーザ入力と、ユーザ入力に従い作動されるべき顕微鏡構成要素の動作と、の間にある程度の遅延が生じることが多い。かかる遅延または待ち時間は、ユーザ入力に従った動作に関わるそれらの顕微鏡構成要素において発生する個々の待ち時間を合計したものから成る。かかる待ち時間は、画像取得、画像転送、画像出力、電動顕微鏡機能の物理的遅延、またはソフトウェアにおける様々な遅延に関係する可能性がある。

ユーザ入力と個々の顕微鏡構成要素の動作との間の全待ち時間が過度に大きくないかぎりは、かかる待ち時間を許容することができる。したがって約８０ｍｓの待ち時間であれば、ユーザにはわからない。しかしながら全待ち時間がもっと長いケースであると、ユーザは、モニタ上に表示された画像を巡るナビゲーションを、レスポンスがないと感じてしまう。

原理的には、付加的に労力を費やすことで個々の顕微鏡構成要素の待ち時間を減らす、ということを考えることができる。ただしかかるアプローチは、余分な開発およびハードウェアコストに起因して、それなりにコストがかかってしまう。

したがって本発明の課題は、レスポンスよく動作可能なデジタル顕微鏡システムを提供することにある。

上述の課題を達成する目的で、撮像デバイスとコントローラとを有するデジタル顕微鏡システムが提供され、撮像デバイスは、物体のターゲット領域を表すデジタル画像データを生成するように構成されており、ターゲット領域は撮像デバイスの可変設定によって決定され、コントローラは、この設定に従い生成されたデジタル画像データに対応するモニタ画像データを生成するように構成されており、モニタ画像データは、モニタ画像として表示されるように構成されている。コントローラは、ユーザ入力に応答して設定を変更するように構成されている。コントローラはさらに、変更された設定に従いモニタ画像データを更新する際の遅延を、以下のことによって補償するように構成されており、すなわち、変更されていない設定に従い生成されたデジタル画像データを、ユーザ入力に応答して格納し、格納されたデジタル画像データに対し、変更された設定を考慮するデジタル画像処理を実施することにより、シミュレーションモニタ画像データを生成することによって、補償するように構成されており、シミュレーションモニタ画像データは、遅延中、シミュレーションモニタ画像として表示されるように構成されている。

撮像デバイスの上述の設定は、この撮像デバイスにより撮像されるべき物体のターゲット領域を決定するためのあらゆる設定を有する。例えばこの設定は、撮像デバイスに対するターゲット領域の横方向ポジション、ターゲット領域を撮像するための倍率、フォーカシング状態などを有することができる。特に可変設定を、例えば電動顕微鏡ステージ、電動フォーカシングシステム、電動倍率変更システムなど、ターゲット領域を決定するためのユーザ入力に応答して制御可能な、撮像デバイスのあらゆる構成要素に関連するものとすることができる。

本発明の１つの実施形態によれば、設定変更のためのユーザ入力が受信された時点と、設定変更が実際に完了した時点と、の間の遅延中に、シミュレーションモニタ画像を表示させることができる。この目的で、変更されていない設定に基づき生成されたデジタル画像データに対しデジタル画像処理が実施され、その際にデジタル画像処理は、ユーザ入力により変更された新たな設定を考慮する。かくして設定変更がまだ完了していない時点において、変更された設定を反映するモニタ画像を表示することができる。その結果、ユーザは、レスポンスがよいと感じられかつ直感的なやり方で、デジタル顕微鏡システムを操作することができる。

慣用のシステムとは対照的に、ユーザは、モニタ上でデジタル顕微鏡システムの相応のリアクションを直接観察しながら、ユーザアクションを通してこのシステムのすべての操作を直感的に実施することができる。換言すれば、ユーザアクションすなわちユーザ入力に応答するシステムのリアクションは、例えばハードウェアおよび画像転送の待ち時間に起因して、ある程度の遅延を有するので、この遅延中、モニタ画像がデジタル処理でシミュレートされる。例えばズーミングが実施される場合には第１のステップにおいて、撮像デバイスにより生成された目下のデジタル画像が凍結すなわち格納され、ズーミングがまだ完了していないかぎりは、デジタル処理により拡大または縮小された画像のバージョンがモニタ上に表示される。よって、ズーミングのための撮像デバイスの操作がまだこの時点で完了していなくても、設定変更の結果として生じるモニタ画像に類似したものを、ユーザはすでに観察することができる。特定の期間後、顕微鏡のハードウェアが、変更されたズーム設定に対応する要求された倍率を実際に達成したならば、モニタ上に表示されたシミュレーションモニタ画像が、変更された設定に対応するライブ画像によって置き換えられる。

上述の原理は、例えば撮像デバイスがフォーカシングされる物体平面を変更するために、撮像デバイスの光軸に対し相対的に顕微鏡ステージを横方向にシフトすること、または撮像デバイスに対し相対的に光軸に沿って顕微鏡ステージを軸線方向にシフトすることなど、他のいかなる設定に対しても適用される。

さらに慣用の顕微鏡システムと対比すると、システムの待ち時間を低減するためのいかなる余分な労力も回避されることに、さらなる利点を見出すことができ、それというのもかかる労力には、コストのかかる開発およびハードウェアのコストが付随することが多いからである。

本発明の１つの実施形態によれば好ましくは、コントローラはユーザ入力に応答して、リアルタイム画像データとしてシミュレーションモニタ画像データを生成するように構成されており、このリアルタイム画像データは、デジタル画像データを生成すべき対象である物体のターゲット領域を変更するために、モニタ上でリアルタイムナビゲーションを可能にするように構成されている。かくしてユーザは、レスポンスがよく直感的なやり方で、デジタル顕微鏡システムを操作することができる。

本発明の１つの実施形態によれば、撮像デバイスは、設定に従い倍率を変更するように構成された倍率変更システム、設定に従い撮像デバイスに対し相対的に物体の横方向ポジションを変更するように構成されたポジショニングデバイス、および設定に従いフォーカシング状態を変更するように構成されたフォーカシングシステムのうちの少なくとも１つを有する。

好ましくは倍率変更システムの可変設定は、連続倍率設定および非連続倍率設定のうちの少なくとも一方を有する。このようにして、撮像されるべきターゲット領域のサイズを直感的に変更することができる。

好ましくは連続倍率設定は、光学ズーム設定およびデジタルズーム設定のうちの少なくとも一方を有する。光学ズーム設定によれば、ターゲット領域を高い画像品質で撮像することができるのに対し、デジタルズーム設定によれば、倍率変更のためにさらに別の光学素子が不要なため、ターゲット領域サイズを高速かつ低コストで調節することができる。

１つの好ましい実施形態によれば、倍率を変更するためのユーザ入力が、非連続倍率設定および光学ズーム設定のうちの少なくとも一方を含むならば、コントローラは、個々の設定の変更により引き起こされたモニタ画像データの更新における遅延を補償するために、シミュレーションモニタ画像データを生成する。この実施形態の場合、倍率の変更は、特定の時間が経過するのを必要とする運動などのような、１つまたは複数の光学素子の機械的な運動をどうしても伴ってしまう可能性がある。上述の時間中、倍率変更が完了したときに予期されるべきモニタ画像を、デジタル処理によりモニタ上でシミュレートすることができる。

好ましくは、倍率変更のためのユーザ入力がデジタルズーム設定を伴うものであるならば、コントローラはいかなる遅延の補償も伴わずにモニタ画像データを更新する。この実施形態の場合には、いかなる光学素子も機械的に動かすことなく倍率を変更することができ、その結果、倍率を迅速に変更することができる。したがって撮像デバイスは、いかなるデジタルシミュレーションも伴わずにモニタ画像を更新することができるほど高速に、デジタル画像データを生成することができる。

１つの好ましい実施形態によれば、倍率変更システムは、少なくとも第１および第２の倍率変更サブシステムを有し、これらの倍率変更サブシステムによって１つの複合ズームシステムが形成される。

好ましくは、複合ズームシステムは、第１の倍率変更サブシステムにより規定される連続倍率レンジと、第２の倍率変更サブシステムにより規定される複数の非連続基本倍率と、により組み合わせられた倍率レンジを規定する。連続倍率レンジと非連続基本倍率とを組み合わせることによって、高い画像品質を保証するやり方で広い全倍率レンジを規定することができる。

上述の実施形態において撮像デバイスは、デジタルズームシステムとして動作するように構成されたデジタルカメラを有することができ、このデジタルカメラは第１の倍率変更サブシステムを成している。さらに撮像デバイスは、第２の倍率変更サブシステムを成す非連続倍率変更装置を有することができる。デジタルズームシステムを非連続倍率変更装置と組み合わせることによって、効率的なやり方で広い倍率レンジを規定することができる。

さらに非連続倍率変更装置は、複数の非連続基本倍率を規定する複数の固定倍率光学システムを有することができ、この固定倍率光学システムの各々を、デジタルカメラを含む光路内に選択的に挿入可能である。１つの好ましい実施形態によれば、複合ズームシステムは、第１の倍率変更サブシステムにより規定される第１の連続倍率サブレンジと、第２の倍率変更サブシステムにより規定される第２の連続倍率サブレンジと、から成る全倍率レンジを規定する。

上述の実施形態において、撮像デバイスは、第１のデジタルカメラおよび第１の光学倍率システムを有することができ、第１のデジタルカメラおよび第１の光学倍率システムは、第１の光軸に沿って整列されており、第１の倍率変更サブシステムを成している。さらに撮像デバイスは、第２のデジタルカメラおよび第２の光学倍率システムを有することができ、第２のデジタルカメラおよび第２の光学倍率システムは、第２の光軸に沿って整列されており、第２の倍率変更サブシステムを成している。第１の光軸および第２の光軸を互いに平行に配置することができる。第１の倍率変更サブシステムおよび第２の倍率変更サブシステムのうちの一方をターゲット領域と選択的に整列させるために、第１の光軸および第２の光軸と直交する方向で物体に対し相対的に撮像デバイスを動かすことができる。第１のデジタルカメラおよび第２のデジタルカメラのうちの少なくとも一方を、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができ、または第１の光学倍率システムおよび第２の光学倍率システムのうちの少なくとも一方を、光学ズームシステムとすることができる。この実施形態によれば、複数のサブレンジに分割された全倍率レンジを実現することができ、それらのサブレンジ各々は個々の倍率変更システムに割り当てられている。このようにして、広い倍率レンジを効率的にカバーすることができる。

第１のデジタルカメラを、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができ、第１のデジタルカメラは第１の解像度を有することができる。第１の倍率システムを、第１の倍率を規定する固定倍率光学システムとすることができる。第２のデジタルカメラを、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができ、第２のデジタルカメラは第１の解像度よりも低い第２の解像度を有することができる。第２の倍率システムを、第１の倍率よりも小さい第２の倍率を規定する固定倍率光学システムとすることができる。第１の連続倍率サブレンジを、全倍率レンジのうち上方のサブレンジとすることができる。第２の連続倍率サブレンジを、全倍率レンジのうち下方のサブレンジとすることができる。この実施形態において、第１のデジタルカメラを、ターゲット領域の高解像度画像を生成するために使用することができる一方、第２のデジタルカメラを、それよりも低い解像度を有するオーバービュー画像を生成するために使用することができる。したがってこのデジタル顕微鏡システムによれば、広い倍率レンジを通して使いやすく効率的な物体の撮像が可能となる。

第１の倍率システムを、第１の連続倍率サブレンジを規定する光学ズームシステムとすることができる。第２のデジタルカメラを、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができる。第２の倍率システムを固定倍率光学システムとすることができる。第１の連続倍率サブレンジを、全倍率レンジのうち上方のサブレンジとすることができる。第２の連続倍率サブレンジを、全倍率レンジのうち下方のサブレンジとすることができる。１つの好ましい実施形態によれば、コントローラは、倍率変更システムおよびポジショニングデバイスのうち少なくとも一方の変更された設定に基づき、シミュレーションモニタ画像のセンタが変更された設定により決定されたターゲット領域に対応するよう、シミュレーションモニタ画像データを生成するように構成されている。この実施形態によれば、ターゲット領域はシミュレーションモニタ画像において常にセンタリングされており、これによって物体を巡るデジタルナビゲーションが容易になる。

好ましくはコントローラは、倍率変更システムおよびポジショニングデバイスのうち少なくとも一方の変更された設定に基づき、シミュレーションモニタ画像がダミー部分を含むよう、シミュレーションモニタ画像データを生成するように構成されており、このダミー部分は、変更されていない設定に従って生成されたデジタル画像データによっても表されてない物体の領域に対応する。上述のダミー部分を規定することによって、シミュレーションモニタ画像が空の画像エリアを含んでしまうことを阻止することができ、さもなければ、シミュレーションモニタ画像がモニタ上に表示される時点ではデジタル画像データをまだ入手できないために、このような空の画像エリアが存在することになってしまう。かくして、デジタル顕微鏡システムのレスポンスがよく直感的な動作が促進される。

１つの好ましい実施形態によれば、デジタル顕微鏡システムは物体を載置すべき顕微鏡ステージを有する一方、ポジショニングデバイスは、設定に従い撮像デバイスに対し相対的に顕微鏡ステージの横方向ポジショニングを変更するように構成されている。この実施形態において、撮像デバイスの光軸と直交する方向に顕微鏡ステージを動かすことができる。択一的に、顕微鏡ステージに対し相対的に撮像デバイスを動かすことができる。

デジタル顕微鏡システムは、モニタ画像およびシミュレーションモニタ画像を表示するように構成されたモニタを有することができる。

さらにデジタル顕微鏡システムは、設定変更のためのユーザ入力を取得するように構成された入力デバイスを有することができる。入力デバイスは、マウス、ジョイスティック、キーボードなどの操作部材を有することができる。

さらに入力デバイスは、モニタに一体化されたタッチスクリーンを含むことができる。タッチスクリーンを使用することによりユーザは、専用のタッチペンまたは１本または複数本の指でタッチスクリーンに触れることにより、１回または複数回のタッチジェスチャを介してデジタル顕微鏡システムにユーザ入力を与えることができる。ドラッグ＆ドロップジェスチャのようなジェスチャを適用することによって、ユーザは撮像された物体を簡単に見て回ることができる。

本発明の別の態様によれば、デジタル顕微鏡システムを動作させるための方法が提供される。この方法は以下のステップを有する。すなわち、物体のターゲット領域を表すデジタル画像データを生成するステップであって、ターゲット領域は可変設定によって決定されるステップと、この設定に従い生成されたデジタル画像データに対応するモニタ画像データを生成するステップであって、モニタ画像データは、モニタ画像として表示されるように構成されているステップと、ユーザ入力に応答して設定を変更するステップと、変更された設定に従いモニタ画像データを更新する際の遅延を以下のことによって補償し、すなわち、変更されていない設定に従い生成されたデジタル画像データを、ユーザ入力に応答して格納し、格納されたデジタル画像データに対し、変更された設定を考慮するデジタル画像処理を実施することにより、シミュレーションモニタ画像データを生成することによって、補償するステップであって、シミュレーションモニタ画像データは、遅延中、シミュレーションモニタ画像として表示されるように構成されているステップと、を有する。

本発明のその他の態様によれば、コンピュータプログラムがプロセッサにおいて実行されると、上述の方法を実施するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラムが提供される。

次に、図面を参照しながら好ましい実施形態について説明する。

本発明の１つの実施形態によるデジタル顕微鏡システムの構成を示す図である。 図１に示したデジタル顕微鏡システムを動作させるための例示的なプロセスフローを示すフローチャートである。 図１に示したデジタル顕微鏡システム内に設けられている撮像デバイスの特定の実施形態を示す図である。 図１に示したデジタル顕微鏡システム内に設けられている撮像デバイスのさらに別の実施形態を示す図である。 図１に示したデジタル顕微鏡システム内に設けられている撮像デバイスのさらに別の実施形態を示す図である。 図１に示したデジタル顕微鏡システムを用いて実施されるリアルタイムナビゲーションに関する一例を示す図である。 図１に示したデジタル顕微鏡システムを用いて実施されるリアルタイムナビゲーションに関するさらに別の例を示す図である。

図１は、本発明の１つの実施形態によるデジタル顕微鏡システム１００を示す図である。

デジタル顕微鏡システム１００は、撮像デバイス１０２、顕微鏡ステージ１０４およびコンピュータシステム１０６を有する。撮像デバイス１０２は、顕微鏡ステージ１０４上に配置された物体１１０のターゲット領域１０８を表すデジタル画像データを生成するように構成されている。

コンピュータシステム１０６は、プロセッサ１１２、モニタ１１４および入力デバイスを有し、入力デバイスには例えばキーボード１１６およびコンピュータマウス１１８などのポインティングデバイスが含まれる。入力デバイスはさらに、モニタのスクリーンに一体化されたタッチスクリーン１２０を有することができる。

プロセッサ１１２は、デジタル顕微鏡システム１００の全体的な動作を制御するように構成されたコントローラ１２２を有することができる。この目的でコントローラ１２２は、デジタル顕微鏡システム１００の個々の構成要素に接続されており、特に撮像デバイス１０２、モニタ１１４、キーボード１１６およびコンピュータマウス１１８に接続されている。コントローラ１２２をさらに、顕微鏡ステージ１０４と撮像デバイス１０２との間の相対的な運動を可能にするポジショニングデバイス１２４に接続することができる。本実施形態の場合、撮像デバイス１０２の光軸Ｏと直交する方向で顕微鏡ステージ１０４を動かすように、ポジショニングデバイス１２４を構成することができる。図１に示されている３本の直交軸ｘ、ｙ、ｚを含む座標系を参照すると、顕微鏡ステージ１０４の上述の横方向運動は、ｘ軸およびｙ軸を含む平面に対し平行である。ポジショニングデバイス１２４をさらに、ｚ軸に対し平行な方向に、すなわち光軸Ｏに対し平行に、撮像デバイス１０２に対し相対的に顕微鏡ステージ１０４を動かすように構成することができる。この軸線運動によって、ポジショニングデバイス１２４をフォーカシングシステムとして用いることができ、このフォーカシングシステムによって、撮像デバイス１０２により撮像されるべきターゲット領域１０８を含む物体面が決定される。撮像デバイス１０２と顕微鏡ステージ１０４との間の上述の横方向および軸線方向の相対運動は、図１において双方向矢印によって表されている。

プロセッサ１１２はさらに、撮像デバイス１０２によって生成され物体１１０の画像ターゲット領域１０８を表すデジタル画像データを格納するために、メモリ１２６を含むことができる。

撮像デバイス１０２により撮像されるべき物体１１０のターゲット領域１０８は、撮像デバイス１０２の可変設定により決定される。かかる可変設定は、撮像デバイス１０２に対し相対的な顕微鏡ステージ１０４の横方向ｘｙポジションを決定する設定、撮像デバイス１０２に対し相対的な光軸Ｏに沿った顕微鏡ステージ１０４の軸線方向ｚポジションを決定する設定、および後でさらに詳しく説明するように、撮像デバイス１０２内に設けられている光学システム（図１には示されていない）が物体のターゲット領域１０８を撮像する際のベースとなる倍率を決定する設定のうちの少なくとも１つを有することができる。

撮像デバイス１０２の設定は、本発明では入力デバイスすなわちキーボード１１６、コンピュータマウス１１８およびタッチスクリーン１２０のうちの少なくとも１つを操作するユーザによって実施されるユーザ入力に応答して、コントローラ１２２により変更されていく。本明細書で前提とするのは、コントローラ１２２により実施される撮像デバイス１０２の設定の変更はある特定の時点に行われる、ということである。換言すれば、ここで前提とするのは、ユーザ入力がコントローラ１２２によって受信される時点と、新たな設定に従い物体１１０を撮像できるように撮像デバイス１０２の設定変更が完了する時点と、の間に遅延が存在する、ということである。上述の遅延にかかわらず、ユーザがモニタ１１４上でリアルタイムにナビゲーションを実施できるようにする目的で、本実施形態によるデジタル顕微鏡システム１００を、図２のフローチャートに表された例示的なプロセスフローに従い動作させることができる。

図２に示されているプロセスフローはステップＳ２から始まり、このステップＳ２において撮像デバイス１０２は、物体１１０のターゲット領域１０８を表すデジタル画像データを生成する。撮像デバイス１０２により撮像されるターゲット領域１０８は、撮像デバイス１０２の目下の設定により決定され、例えば撮像デバイス１０２に対し相対的な顕微鏡ステージ１０４の横方向ポジションおよび軸線方向ポジション、ならびにターゲット領域１０８の撮像が実施される際にベースとなる倍率のうちの少なくとも１つによって決定される。

ステップＳ４においてコントローラ１２２は、目下の設定に従いステップＳ２において生成されたデジタル画像データに対応するモニタ画像データを生成する。モニタ画像データは、モニタ画像の形態でモニタ１１４上に表示されるように構成されたデータを表す。

ステップＳ４において生成されたモニタ画像データに基づき、ステップＳ６においてモニタ上にライブモニタ画像が表示される。

図２に示されている実施形態に関して前提とするのは、ステップＳ８においてコントローラ１２２は、撮像デバイス１０２の設定を変更する目的で、デジタル顕微鏡システム１００のユーザにより実施されたユーザ入力を受信する、ということである。

ユーザ入力を受信したならば、ステップＳ１０においてコントローラ１２２は、変更されていない設定に従いステップＳ２において生成されたデジタル画像データを、プロセッサ１１２のメモリ１２６に格納する。換言すれば、ステップＳ１０においてコントローラ１２２は、変更されていない設定に基づくデジタル画像を凍結する。

ステップＳ１０と同時に実施可能なステップＳ１２において、コントローラ１２２は、ユーザ入力に従い撮像デバイス１０２の設定変更を開始する。本実施形態に関して前提とするのは、撮像デバイス１０２の設定変更は、ユーザ入力の受信から始まり設定の更新完了までに遅延を伴う、ということである。

ステップＳ１４においてコントローラ１２２は、ステップＳ１０において格納された画像データに対しデジタル処理を実施し、このデジタル処理によって、ステップＳ８において受信されたユーザ入力に従い生成されるべきモニタ画像の類似物を表すシミュレーションモニタ画像データを生成するように、変更された設定が考慮される。

ステップＳ１６において、シミュレーションモニタ画像がモニタ１１４上に表示され、このシミュレーションモニタ画像は、ステップＳ１４において生成されたシミュレーションモニタ画像データによって表される。ステップＳ１６は、モニタ画像データが変更された設定に従い更新されるときに発生する遅延の間に実施される。換言すれば、ステップＳ１６においてシミュレーションモニタ画像を表示することは、上述の遅延を補償する役割を果たす。

ステップＳ１８において、撮像デバイス１０２の設定変更が完了したか否かが判定される。設定変更がまだ完了していなければ、つまり遅延がまだ継続中であるならば、プロセスはステップＳ１６に戻り、シミュレーションモニタ画像がモニタ１１４上に表示され続ける。他方、ステップＳ１８において、設定変更が完了したと判定されたならば、プロセスはステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において撮像デバイス１０２は、ステップＳ８において受信されたユーザ入力に基づき変更された設定に従い、新たなデジタル画像データを生成する。

ステップＳ２２においてコントローラ１２２は、ステップＳ２０において生成されたデジタル画像データに対応する更新されたモニタ画像データを生成する。

最終的にステップＳ２４において、更新されたモニタ画像がモニタ上に表示され、この更新されたモニタ画像は、ステップＳ２２において生成されたモニタ画像データによって表される。

図２に示した例示的なプロセスを参照しながら上述の記載で説明したように、デジタル顕微鏡システム１００のコントローラ１２２はユーザ入力に応答して、リアルタイム画像データとしてシミュレーションモニタ画像データを生成するように構成されており、このリアルタイム画像データは、デジタル画像データを生成すべき対象である物体１１０のターゲット領域１０８を変更するために、モニタ１１４上でリアルタイムナビゲーションを可能にするように構成されている。

図１に示した実施形態に関して上述の記載で説明したように、撮像されるべきターゲット領域１０８を決定する撮像デバイス１０２の設定は、撮像デバイス１０２内に設けられている光学システムの倍率を決定する設定、撮像デバイス１０２に対し相対的な物体１１０の横方向ｘｙポジショニングを決定する設定、および撮像デバイス１０２に対し相対的な物体１１０の軸線方向ｚポジションを決定する設定、すなわち撮像デバイス１０２の光学システムが集束される物体面を決定する設定を有することができる。以下では、図１に示した撮像デバイス１０２の種々の実施形態について、図３～図５を参照しながら説明する。図３～図５に示されている実施形態は特に、以下で説明する種々の倍率設定を可能にするように設計されている。

図３には、図１に示したデジタル顕微鏡システム１００内に設けられている撮像デバイス１０２の特定の実施形態を表す撮像デバイス３０２が示されている。

撮像デバイス３０２は、図３では参照符号３２８で大まかに表された倍率変更システムを含む。以下で説明するように、倍率変更システム３２８の可変設定は、連続倍率設定すなわちズーム設定と、非連続倍率設定すなわち段階的倍率設定と、のうちの少なくとも一方を有する。図３に示されている実施形態の場合、上述の連続倍率設定は、デジタルズーム設定を有することができる。

特に、図３に示されている倍率変更システム３２８は、デジタルカメラによって形成可能な第１の倍率変更サブシステム３３０を有する。デジタルカメラ３３０は、デジタルズームシステムとして動作するように構成されている。倍率変更システム３２８はさらに、非連続倍率変更装置によって形成されている第２の倍率変更サブシステム３３２を有する。非連続倍率変更装置３３２は、複数の固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８を有する。固定倍率光学システムの各々は、固定倍率を規定する光学システムにより形成されている。したがって複数の固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８によって、複数の異なる非連続基本倍率が規定される。これらの基本倍率のうちの１つを選択的に設定する目的で、固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８の各々を、デジタルカメラ３３０が配置されている光路内に選択的に挿入可能である。図３の場合、上述の光路は、ターゲット領域１０８からデジタルカメラ３３０に至る光軸Ｏによって表されている。

図３に示されている実施形態の場合、倍率変更システム３２８は、デジタルカメラ３３０と光軸Ｏ上に目下ポジショニングされている固定倍率光学システム３３４との間に配置されたチューブレンズ３４０を含むことができる。さらに倍率変更システム３２８は、顕微鏡ステージ１０４に面した対物レンズ３４２を含むことができる。固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８を、光軸Ｏと直交させて動かすことができるのに対し、デジタルカメラ３３０、チューブレンズ３４０および対物レンズ３４２は、図３に示されている撮像デバイス３０２内に定置されている。

デジタルカメラ３３０を有する第１の倍率変更サブシステムと、非連続倍率変更装置３３２を有する第２の倍率変更サブシステムと、が合わさって、１つの複合ズームシステムを成している。この複合ズームシステムは、デジタルズームシステムとして動作するデジタルカメラ３３０により規定される連続倍率レンジと、撮像されるべきターゲット領域１０８からデジタルカメラ３３０に至る光路Ｏ内に選択的に挿入可能な固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８により規定される複数の種々の非連続基本倍率と、によって組み合わせられた倍率レンジを規定する。

好ましくは、デジタルカメラ３３０は高解像度画像センサを成しており、これによって、複数の固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８を含む非連続倍率変更装置３３２との組み合わせで、連続ズームシステムが提供される。具体的には非連続倍率変更装置３３２によって、複数の一連の倍率ステップを表す非連続基本倍率が規定され、この場合、デジタルカメラ３３０によって、２つの隣り合う倍率ステップ間における無段階のデジタルズームが保証される。非連続基本倍率間の切り替えは、上述のようにユーザ入力に応答して実施される。

図３に示されている実施形態の場合、２つの非連続倍率ステップ間のデジタルズーム操作をリアルタイムで実施することができる。したがってデジタルカメラ３３０は、このデジタルズーム操作を実質的にいかなる遅延も伴うことなく実施することが可能である。その結果、倍率変更のためのユーザ入力がデジタルズーム設定だけしか含まなければ、コントローラ１２２はいかなる遅延の補償も伴わずにモニタ画像データを更新する。この点に関して留意されたいのは、モニタ１１４上に表示されるライブ画像は、目下要求されている倍率に従いスケーリングされトリミングされている、ということである。高解像度画像センサであるデジタルカメラ３３０によって、最大デジタル倍率のときでさえトリミングされた画像においても必要とされる解像度が保証される。

他方、ユーザ入力に応答して、光軸Ｏと直交させて非連続倍率変更装置３３２の横方向ポジショニングを変化させる場合、モニタ１１４上のライブ画像が、対応するデジタル画像データをプロセッサ１１２のメモリ１２６に格納することによって凍結される。次いで、図２を参照しながら上述の記載で説明したように、ユーザ入力により引き起こされる倍率変更が、格納された画像データを画像処理し、その結果から得られた対応するシミュレーションモニタ画像をモニタ１１４上に表示することによって、合間にデジタル処理でシミュレートされる。ユーザ入力に対応する非連続倍率変更装置の目標倍率が達成されるとただちに、コントローラ１２２は更新されたライブ画像に戻るように切り替える。

非連続倍率変更装置３３２のステップサイズは、デジタルカメラ３３０により実現されるデジタルズームのズームレンジに合わせて調節される。他方、ズームレンジは、デジタルカメラ３３０の解像度と、モニタ１１４上に表示される画像の解像度と、に依存する。

さらに図３に示されているように、撮像デバイス３０２の設定変更は、撮像デバイス３０２内に設けられている光学システムに対し相対的に顕微鏡ステージ１０４をポジショニングするための動作を含むこともできる。この目的で、撮像デバイス３０２と顕微鏡ステージ１０４との間の相対的ポジションを、光軸Ｏと直交する方向で、または光軸に沿った方向で、または両方の方向で変更するためのユーザ入力に応答して、ポジショニングデバイス１２４を制御することができる。

図３に示されている特定の実施形態によれば、非連続倍率変更装置３３２は３つの固定倍率光学システム３３４、３３６、３３８を有する。言うまでもなく、非連続倍率変更装置３３２は他の任意の個数の固定倍率光学システムを有することができ、ただしこの個数は１よりも大きい。

図４には、図１に示したデジタル顕微鏡システム１００内に設けられている撮像デバイス１０２のさらに別の特定の実施形態である撮像デバイス４０２が示されている。

図４に示されている撮像デバイス４０２は、第１の倍率変更サブシステム４４４と第２の倍率変更サブシステム４４６とを含む倍率変更システム４２８を有する。第１の倍率変更サブシステム４４４は、第１のデジタルカメラ４４８と第１の光学倍率システム４５０とを含み、この場合、第１のデジタルカメラ４４８および第１の光学倍率システム４５０は、第１の光軸Ｏ１に沿って整列されている。同様に第２の倍率変更サブシステム４４６は、第２のデジタルカメラ４５２と第２の光学倍率システム４５４とを含む。第２のデジタルカメラ４５２および第２の光学倍率システム４５４は、第２の光軸Ｏ２に沿って整列されている。上述の第１および第２の光軸Ｏ１、Ｏ２は、互いに平行に配置されている。第１および第２の倍率変更サブシステム４４４、４４６のうちの一方をターゲット領域１０８と選択的に整列させる目的で、ポジショニングデバイス１２４を用いることで撮像デバイス４０２を、第１および第２の光軸Ｏ１、Ｏ２と直交する方向で、物体１１０に対し相対的に動かすことができる。第１および第２のデジタルカメラ４４８、４５２のうちの少なくとも一方を、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができる。択一的に、第１および第２の光学倍率システム４５０、４５４のうちの少なくとも一方を、光学ズームシステムとして動作するように構成することができる。

さらに具体的には、図４に示されている実施形態によれば、第１のデジタルカメラ４４８を、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができ、この第１のデジタルカメラ４４８は第１の解像度を有することができる。さらに第１の倍率システム４５０を、第１の固定倍率を規定する固定倍率光学システムとすることができる。さらに第２のデジタルカメラ４５２を、デジタルズームシステムとして動作するように構成することができ、この第２のデジタルカメラ４５２は、第１のデジタルカメラ４４８の第１の解像度よりも低い第２の解像度を有することができる。第２の倍率システム４５４を、第１の倍率よりも小さい第２の固定倍率を規定する固定倍率光学システムとすることができる。

図４に示されている倍率変更システム４２８は複合ズームシステムを成しており、これによれば上方のサブレンジと下方のサブレンジとから成る全倍率レンジが規定される。全倍率レンジのうち上方のサブレンジは、第１の倍率変更サブシステム４４４により規定される第１の連続倍率サブレンジによって形成される。同様に、全倍率レンジのうち下方のサブレンジは、第２の倍率変更サブシステム４４６により規定される第２の連続倍率サブレンジによって形成される。

上述の記載で説明したように、図４に示されている実施形態は２つのデジタルカメラ４４８および４５２を有し、その際に第１のデジタルカメラ４４８は高解像度画像センサを成している。よって、デジタルズーム操作を実施するように構成された第１のデジタルカメラ４４８は、第１の固定倍率光学システム４５０と共働して、全倍率レンジのうち上方のサブレンジをカバーする。これに対し第２のデジタルカメラ４５２を、オーバービューカメラとして用いることができる。さらに第２の固定倍率光学システム４５４を、広視野光学システムとして用いることができる。したがって第２のデジタルカメラ４５２および第２の固定倍率光学システム４５４は、全倍率レンジのうち下方のサブレンジをカバーするように共働することができる。

全倍率レンジの上方および下方のサブレンジのうちの一方を設定する目的で、第１および第２の倍率変更サブシステム４４４、４４６のうち対応する一方が、ターゲット領域１０８と選択的に整列される。この目的で顕微鏡ステージ１０４を、光軸Ｏ１およびＯ２と直交する方向で横方向に動かすことができる。択一的に撮像デバイス４０２を、顕微鏡ステージ１０４に対し相対的に動かすことができる。

第１および第２の倍率変更サブシステム４４４、４４６のうちの一方をターゲット領域１０８と整列させるために、撮像デバイス４０２と顕微鏡ステージ１０４とを互いに相対的に横方向に動かす場合、設定が完了する前に遅延が発生する可能性がある。モニタ１１４上に表示されるモニタ画像を更新する際の相応の遅延を、図２を参照しながら説明したようにして補償することができる。その結果、２つの倍率変更サブシステム４４４、４４６間の切り替えを、ユーザに気づかれることなく実行することができる。

言うまでもなく、図４に示されている実施形態は、２つのデジタルカメラシステムに限定されるものではない。むしろここで説明したコンセプトを、３つ以上のカメラシステムに拡張することができる。同様に全倍率レンジを、３つ以上のサブレンジに分割することができる。

図５には、図１に示したデジタル顕微鏡システム１００内に設けられている撮像デバイス１０２のさらに別の特定の実施形態である撮像デバイス５０２が示されている。

図４に示した実施形態と対比すると、図５の撮像デバイス５０２は以下の点で変更されている。すなわち、デジタルズーム操作を実施し全倍率レンジのうち上方のサブレンジをカバーする図４の高解像度カメラシステムが、一方では低解像度を有し他方では光学ズーム機能をもたらすように構成されたカメラシステムによって置き換えられている。

具体的には、図５に示されている撮像デバイス５０２は、第１の倍率変更サブシステム５４４を有する倍率変更システム５２８を含む。第１の倍率変更サブシステム５４４は、図４に示したデジタルカメラ４４８の解像度よりも低い第１の解像度を有する第１のデジタルカメラ５４８を含む。第１の倍率変更サブシステム５４４はさらに、光学ズームシステムとして動作する第１の倍率システム５６０を有する。第１の倍率システム５６０により形成された光学ズームシステムによって、第１の連続倍率サブレンジが規定される。第１の倍率システム５６０は、第１のデジタルカメラ５４８に面したチューブレンズ５６２と、顕微鏡ステージ１０４に面した対物レンズ５６４と、を有する。第１の倍率システム５６０はさらに、倍率変更のために光軸Ｏ１に沿って動かすことのできる２つのレンズ素子５６６、５６８を有する。第１の倍率システム５６０をさらに、光軸Ｏ１に沿って互いに独立して２つのレンズ素子５６６、５６８を動かすことにより、組み合わせられたズーミングおよびフォーカシングの操作を可能にするように構成することができる。第１の倍率変更サブシステム５５４の上述の構成は別として、図５に示されている撮像デバイス５０２は、図４に示した撮像デバイス４０２と同一である。特に、第１および第２の倍率変更サブシステム５４４、４４６間の切り替えは、図４に示した実施形態に関して説明したように実施される。さらに倍率変更のためのユーザ入力は、第１の倍率変更サブシステム５４４の光学ズーム設定の変更を含むことができるので、図２を参照して説明した光学ズーム設定の変更により引き起こされるモニタ画像の更新における遅延を補償するために、コントローラ１２２はシミュレーションモニタ画像データを生成することができる。

図６および図７には、モニタ１１４上のリアルタイムナビゲーションのためのそれぞれ異なる例が示されており、このリアルタイムナビゲーションは、撮像デバイス１０２により撮像されるべき物体１１０のターゲット領域１０８を調節するために適用される。具体的には、図６に示されている例によれば、モニタ画像を拡大または縮小するために実施される相応のユーザ入力に従い倍率が変更される。図７に示されている例によれば、モニタ画像を横方向にシフトするために実施されるユーザ入力に応答して、撮像デバイス１０２に対し相対的な顕微鏡ステージ１０４の横方向ｘｙポジションが変更される。ユーザアクションすなわちユーザ入力を、入力デバイスに含まれる部材のうちのいずれかを用いることによって実行することができ、例えば、コンピュータマウス１１８を用いてマウスホイールの操作により、タッチスクリーン１２０を用いて１回または複数回のタッチジェスチャの適用により、キーボード１１６を用いて、ジョイスティックを使用する３Ｄマウスを用いて、などといったようにして実行することができる。

図６には、左側の列にユーザアクションが、すなわち入力デバイスを用いることでユーザにより実施されたユーザ入力が示されており、中央の列に遅延中のモニタ上におけるリアルタイム視覚化が、すなわちシミュレーションモニタ画像６７０が示されており、さらに右側の列に遅延後の結果が、すなわち変更された設定に従って更新されたモニタ画像６７２が示されている。さらに図６には、上半分に倍率を大きくするためのズーム設定の変更（図６中の“＋”）が、下半分に倍率を小さくするためのズーム設定の変更（図６中の“－”）が示されている。

ユーザアクションに対応するズーム変更中にモニタ１１４上に視覚化を提供する目的で、ユーザアクションが始まったならば、目下のライブ画像が凍結されて、その内容が表示され、目下のターゲットポジションに従ってスケーリングされる。この視覚化手順は、ユーザがユーザアクション中に視覚的フィードバックを受け取ることができるように、リアルタイムで繰り返し実施される。ズーミングが正の方向に実施される場合には、設定の高速変更中、凍結された画像内容の個々のピクセルが可視状態となるようにすることができる。仮想的に倍率拡大または縮小された画像すなわちシミュレーションモニタ画像６７０が表示されている間に、倍率変更システムの物理的設定が、ユーザアクションに対応する要求された倍率に向かって変更される。要求された倍率に到達したならば、シミュレーションモニタ画像６７０が、変更された設定に従って更新されたモニタ画像６７２によって置き換えられ、更新されたモニタ画像６７２がモニタ上に表示される。上述の動作を、ユーザアクション中、要求されるたびに何度も繰り返すことができる。

図７による例の場合、ユーザ入力が、すなわち撮像デバイス１０２に対し相対的に顕微鏡ステージ１０４を横方向に動かすためのユーザアクションが、図６に示した例の場合のようにモニタ画像上で直接、実施される。

ユーザアクションに対応する横方向運動中にモニタ１１４上に視覚化を提供する目的で、ユーザアクションが始まったならば、目下のライブ画像が凍結され、その内容が目下のターゲットポジションに応じて横方向のオフセットを伴って表示される。この視覚化手順は、ユーザがユーザアクション中に視覚的フィードバックを受け取ることができるように、リアルタイムで繰り返し実施される。横方向運動がシミュレーションモニタ画像７７０によって表されている間に、撮像デバイス１０２の物理的設定が要求されたターゲットポジションに向かって変更される。要求されたターゲットポジションに到達したならば、シミュレーションモニタ画像７７０が、ユーザ入力により変更された設定に従い更新されたモニタ画像７７２によって置き換えられる。上述の動作を、ユーザアクション中、要求されるたびに何度も繰り返すことができる。

ここで留意されたいのは、図６および図７に示されている例において、画像情報を含まないグレー画像エリアは、撮像デバイス１０２によってもまだキャプチャされていなかった物体１１０の領域に相応する、ということである。換言すれば、上述のグレー画像エリアは、ユーザ入力によりまだ変更されていない設定に従って生成されたデジタル画像データによって表されていない物体１１０の領域に対応する。かかるグレー画像エリアは、シミュレーションモニタ画像内に生成されたダミー部分を表す。

図６および図７に示されている例示的なリアルタイムナビゲーション手順を互いに組み合わせることができる。例えば、図６に示されている例を参照すると、モニタ画像内のユーザ入力のポジションによって、ズーム操作のセンタを決定することができる。このことを、タッチスクリーン１２０上のジェスチャのポジションを通して、暗黙的に達成することができる。好ましくはこのポジションは、ズームプロセス全体を通して変更されないまま存続する。したがって撮像デバイス１０２に対し相対的な顕微鏡ステージ１０４の横方向運動を、ズーム操作と同期して行うことができる。この横方向運動もやはり、一方では仮想的にすなわちデジタル処理でモニタ画像を動かすことによって、他方では撮像デバイス１０２に対し相対的に顕微鏡ステージ１０４を物理的に動かすことによって行われる。

上述の実施形態によれば、ユーザインタフェースとデジタル顕微鏡システム１００のハードウェア構成要素との間の一時的な分離を、ユーザ入力中に行うことができる。この場合に前提となり得るのは、物体のライブ画像はユーザアクション中は重要ではない、ということである。よって、上述のように凍結された画像を提供すれば十分であるとすることができる。したがってハードウェア要求を、特に待ち時間要求に関して著しく低減することができる。換言すれば、ユーザ入力に応じた設定変更が完了した後で初めて、ライブ画像を更新すれば十分であるとすることができる。したがって好ましくは、ユーザアクション中に何らかの中間画像を生成しなくてもよい。

いくつかの態様を装置の文脈において説明してきたが、これらの態様が、対応する方法の説明も表していることが明らかであり、ここではブロックまたは装置がステップまたはステップの特徴に対応している。同様に、ステップの文脈において説明された態様は、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明も表している。

ステップの一部または全部は、例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、プログラマブルコンピュータまたは電子回路等のハードウェア装置（またはハードウェア装置を使用すること）によって実行されてもよい。いくつかの実施形態では、極めて重要なステップのいずれか１つまたは複数が、そのような装置によって実行されてもよい。

一定の実装要件に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアで実装され得る。この実装は、非一過性の記録媒体によって実行可能であり、非一過性の記録媒体は、各方法を実施するために、プログラマブルコンピュータシステムと協働する（または協働することが可能である）、電子的に読取可能な制御信号が格納されている、デジタル記録媒体等であり、これは例えば、フロッピーディスク、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭおよびＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリである。したがって、デジタル記録媒体は、コンピュータ読取可能であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法が実施されるように、プログラマブルコンピュータシステムと協働することができる、電子的に読取可能な制御信号を有するデータ担体を含んでいる。

一般的に、本発明の実施形態は、プログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品として実装可能であり、このプログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されるときにいずれかの方法を実施するように作動する。このプログラムコードは、例えば、機械可読担体に格納されていてもよい。

別の実施形態は、機械可読担体に格納されている、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのコンピュータプログラムを含んでいる。

したがって、換言すれば、本発明の実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

したがって、本発明の別の実施形態は、プロセッサによって実行されるときに本明細書に記載のいずれかの方法を実施するために、格納されているコンピュータプログラムを含んでいる記録媒体（またはデータ担体またはコンピュータ読取可能な媒体）である。データ担体、デジタル記録媒体または被記録媒体は、典型的に、有形である、かつ／または非一過性である。本発明の別の実施形態は、プロセッサと記録媒体を含んでいる、本明細書に記載されたような装置である。

したがって、本発明の別の実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは信号シーケンスである。データストリームまたは信号シーケンスは例えば、データ通信接続、例えばインターネットを介して転送されるように構成されていてもよい。

別の実施形態は、処理手段、例えば、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するように構成または適合されているコンピュータまたはプログラマブルロジックデバイスを含んでいる。

別の実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するために、インストールされたコンピュータプログラムを有しているコンピュータを含んでいる。

本発明の別の実施形態は、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためのコンピュータプログラムを（例えば、電子的にまたは光学的に）受信機に転送するように構成されている装置またはシステムを含んでいる。受信機は、例えば、コンピュータ、モバイル機器、記憶装置等であってもよい。装置またはシステムは、例えば、コンピュータプログラムを受信機に転送するために、ファイルサーバを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、プログラマブルロジックデバイス（例えばフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）が、本明細書に記載された方法の機能の一部または全部を実行するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、本明細書に記載のいずれかの方法を実施するためにマイクロプロセッサと協働してもよい。一般的に、有利には、任意のハードウェア装置によって方法が実施される。

本発明全体を通して、例えば「によってあることを行う」といった言い回しは、「含む」などのような非限定的な表現として広く解釈されるべきであって、「から成る」などのような限定的な表現として解釈されるべきではない。

１００ デジタル顕微鏡システム
１０２ 撮像デバイス
１０４ 顕微鏡ステージ
１０６ コンピュータシステム
１０８ ターゲット領域
１１０ 物体
１１２ プロセッサ
１１４ モニタ
１１６ キーボード
１１８ コンピュータマウス
１２０ タッチスクリーン
１２２ コントローラ
１２４ ポジショニングデバイス
１２６ メモリ
３０２ 撮像デバイス
３２８ 倍率変更システム
３３０ デジタルカメラ
３３２ 非連続倍率変更装置
３３４ 固定倍率光学システム
３３６ 固定倍率光学システム
３３８ 固定倍率光学システム
３４０ チューブレンズ
３４２ 対物レンズ
４０２ 撮像デバイス
４４４ 倍率変更サブシステム
４４６ 倍率変更サブシステム
４４８ デジタルカメラ
４５０ 光学倍率システム
４５２ デジタルカメラ
４５４ 光学倍率システム
５０２ 撮像デバイス
５２８ 倍率変更システム
５４４ 倍率変更サブシステム
５４８ デジタルカメラ
５６０ 倍率光学システム
５６２ チューブレンズ
５６４ 対物レンズ
５６６ レンズ素子
５６８ レンズ素子
６７０ シミュレーションモニタ画像
６７２ モニタ画像
７７０ シミュレーションモニタ画像
７７２ モニタ画像
Ｏ 光軸
Ｏ１ 光軸
Ｏ２ 光軸

Claims (12)

1. デジタル顕微鏡システム（１００）であって、前記デジタル顕微鏡システム（１００）は、
   物体（１１０）のターゲット領域（１０８）を表すデジタル画像データを生成するように構成された撮像デバイス（１０２）であって、前記ターゲット領域（１０８）は、前記撮像デバイス（１０２）の可変設定によって決定される撮像デバイス（１０２）と、
   前記設定に従い生成された前記デジタル画像データに対応するモニタ画像データを生成するように構成されたコントローラ（１２２）であって、前記モニタ画像データは、モニタ画像（６７２、７７２）として表示されるように構成されるコントローラ（１２２）と、
   を備え、
   前記コントローラ（１２２）は、ユーザ入力に応答して前記設定を変更するようにさらに構成されており、
   前記コントローラ（１２２）は、変更された前記設定に従い前記モニタ画像データを更新する際の遅延を、以下のことによって、すなわち、
   変更されていない設定に従い生成された前記デジタル画像データを、前記ユーザ入力に応答して格納し、格納された前記デジタル画像データに対し、変更された前記設定に基づいてデジタル画像処理を実施することにより、シミュレーションモニタ画像データを生成することによって、補償するようにさらに構成されており、前記シミュレーションモニタ画像データは、遅延中、シミュレーションモニタ画像（６７０、７７０）として表示されるように構成されており、
   前記撮像デバイス（３０２、４０２、５０２）は、前記設定に従い倍率を変更するように構成された倍率変更システム（３２８、４２８、５２８）を有し、
   前記倍率変更システム（３２８、４２８、５２８）は、１つの複合ズームシステムを形成する少なくとも第１および第２の倍率変更サブシステム（３３０、３３２、４４４、４４６、５４４）を有し、
   前記複合ズームシステムは、前記第１の倍率変更サブシステム（４４４、５４４）により規定される第１の連続倍率サブレンジと、前記第２の倍率変更サブシステム（４４６）により規定される第２の連続倍率サブレンジと、から成る全倍率レンジを規定し、
   前記撮像デバイス（４０２、５０２）は、第１のデジタルカメラ（４４８、５４８）および第１の光学倍率システム（４５０、５６０）を有し、前記第１のデジタルカメラ（４４８、５４８）および前記第１の光学倍率システム（４５０、５６０）は、第１の光軸（Ｏ１）に沿って整列されており、前記第１の倍率変更サブシステム（４４４、５４４）を成し、
   前記撮像デバイス（４０２、５０２）は、第２のデジタルカメラ（４５２）および第２の光学倍率システム（４５４）を有し、前記第２のデジタルカメラ（４５２）および前記第２の光学倍率システム（４５４）は、第２の光軸（Ｏ２）に沿って整列されており、前記第２の倍率変更サブシステム（４４６）を成し、
   前記第１のデジタルカメラ（４４８、５４８）および前記第２のデジタルカメラ（４５２）のうちの少なくとも一方は、デジタルズームシステムとして動作するように構成されており、または、前記第１の光学倍率システム（４５０、５６０）および前記第２の光学倍率システム（４５４）のうちの少なくとも一方は、光学ズームシステムであり、
   前記第１の光軸（Ｏ１）および前記第２の光軸（Ｏ２）は、互いに平行に配置されており、
   前記第１の倍率変更サブシステム（４４４、５４４）および前記第２の倍率変更サブシステム（４４６）のうちの一方を前記ターゲット領域（１０８）と選択的に整列させるために、前記撮像デバイス（４０２、５０２）は、前記第１の光軸（Ｏ１）および前記第２の光軸（Ｏ２）と直交する方向で、前記物体（１１０）に対し相対的に移動可能である、
   デジタル顕微鏡システム（１００）。
2. 前記コントローラ（１２２）は、前記ユーザ入力に応答して、リアルタイム画像データとして前記シミュレーションモニタ画像データを生成するように構成されており、前記リアルタイム画像データは、前記デジタル画像データを生成すべき対象である前記物体（１１０）の前記ターゲット領域（１０８）を変更するために、モニタ（１１４）上でリアルタイムナビゲーションを可能にするように構成されている、
   請求項１記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
3. 前記撮像デバイス（３０２、４０２、５０２）は、
   前記設定に従い前記撮像デバイス（３０２、４０２、５０２）に対し相対的に前記物体（１１０）の横方向ポジションを変更するように構成されたポジショニングデバイス（１２４）と、
   前記設定に従いフォーカシング状態を変更するように構成されたフォーカシングシステム（１２４）と、
   のうちの少なくとも１つを有する、
   請求項１または２記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
4. 前記倍率変更システム（３２８、４２８、５２８）の前記可変設定は、連続倍率設定および非連続倍率設定のうちの少なくとも一方を有し、
   前記連続倍率設定は、光学ズーム設定およびデジタルズーム設定のうちの少なくとも一方を有する、
   請求項３記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
5. 前記倍率を変更するための前記ユーザ入力が前記非連続倍率設定および前記光学ズーム設定のうちの少なくとも一方を含むならば、前記コントローラ（１２２）は、個々の前記設定の変更により引き起こされた前記モニタ画像データの更新における遅延を補償するために、前記シミュレーションモニタ画像データを生成する、
   請求項４記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
6. 前記複合ズームシステムは、前記第１の倍率変更サブシステム（３３０）により規定される連続倍率レンジと、前記第２の倍率変更サブシステム（３３２）により規定される複数の非連続基本倍率と、により組み合わせられた倍率レンジを規定する、
   請求項１から５までのいずれか１項記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
7. 前記第１のデジタルカメラ（４４８）は、デジタルズームシステムとして動作するように構成されており、第１の解像度を有し、
   前記第１の光学倍率システム（４５０）は、第１の倍率を規定する固定倍率光学システムであり、
   前記第２のデジタルカメラ（４５２）は、デジタルズームシステムとして動作するように構成されており、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度を有し、
   前記第２の光学倍率システム（４５４）は、前記第１の倍率よりも小さい第２の倍率を規定する固定倍率光学システムであり、
   前記第１の連続倍率サブレンジは、前記全倍率レンジのうち上方のサブレンジであり、
   前記第２の連続倍率サブレンジは、前記全倍率レンジのうち下方のサブレンジである、
   請求項１から６までのいずれか１項記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
8. 前記第１の光学倍率システム（５６０）は、前記第１の連続倍率サブレンジを規定する光学ズームシステムであり、
   前記第２のデジタルカメラ（４５２）は、デジタルズームシステムとして動作するように構成されており、
   前記第２の光学倍率システム（４５４）は、固定倍率光学システムであり、
   前記第１の連続倍率サブレンジは、前記全倍率レンジのうち上方のサブレンジであり、
   前記第２の連続倍率サブレンジは、前記全倍率レンジのうち下方のサブレンジである、
   請求項１から７までのいずれか１項記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
9. 前記ユーザ入力は、マウス、ジョイスティックまたはキーボードを介した入力である、請求項１から８までのいずれか１項記載のデジタル顕微鏡システム（１００）。
10. 請求項１記載のデジタル顕微鏡システム（１００）を動作させるための方法であって、前記方法は、
    物体（１１０）のターゲット領域（１０８）を表すデジタル画像データを生成するステップであって、前記ターゲット領域（１０８）は、可変設定によって決定されるステップと、
    前記設定に従い生成された前記デジタル画像データに対応するモニタ画像データを生成するステップであって、前記モニタ画像データは、モニタ画像（６７２、７７２）として表示されるように構成されているステップと、
    ユーザ入力に応答して前記設定を変更するステップと、
    変更された前記設定に従い前記モニタ画像データを更新する際の遅延を、以下のことによって、すなわち、
    変更されていない設定に従い生成された前記デジタル画像データを、前記ユーザ入力に応答して格納し、格納された前記デジタル画像データに対し、変更された前記設定に基づいてデジタル画像処理を実施することにより、シミュレーションモニタ画像データを生成することによって補償するステップであって、前記シミュレーションモニタ画像データは、遅延中、シミュレーションモニタ画像（６７０、７７０）として表示されるように構成されているステップと、
    を有する方法。
11. 前記ユーザ入力は、マウス、ジョイスティックまたはキーボードを介した入力である、
    請求項１０記載の方法。
12. コンピュータプログラムがプロセッサ上で実行されると、請求項１０または１１記載の方法を実施するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム。

Images