KR101185127B1 - 영상 포착의 개선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보조 장비가 예를 들면 초점을 공유하는 현미경과 같은 영상 형성 프로세스의 일부로서 제어 및 조정되어야 하는 상황들에서 영상 데이터의 신속한 수집을 허용하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치들은 장치들의 동작을 조정하고, 하나의 컴포넌트로부터의 동작의 완료를 표시하는 제 1 트리거 신호(33, 33', 37)를 수신하여 제 1 트리거 신호에 응답하여 또다른 컴포넌트에 의한 동작을 시작하기 위한 제 2 트리거 신호(27, 27')를 전송하도록 동작하는 제어 수단(20')을 포함한다. 상기 구성은 상기 장치의 동작시 생성된 지연들을 감소시키도록 동작한다.

Description

영상 포착의 개선{IMPROVEMENTS IN AND RELATING TO IMAGE CAPTURE}

본 발명은 보조(ancillary) 장비가 예를 들면 초점을 공유하는 현미경과 같은 영상 형성 프로세스의 일부로서 제어 및 조정되어야 하는 상황들에서 영상 데이터의 신속한 수집을 허용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

영상 시스템은 공동 계류중인 UK 특허 출원 번호 0324250.0(공개된 명세서 번호 GB-A-2395265)에 개시되며, 그 내용들이 본 명세서에 참조로서 통합된다. 상기 시스템은 시스템의 다양한 부분들이 동작시 동기화되도록 하는 1KHz 클럭 신호를 발생하는 로컬 마스터 클럭을 포함한다. 따라서 상기 시스템은 더 빨리 동작할 수 있는지의 여부와 관계없는 클럭 속도로 동작한다.

본 발명의 목적은 결정된 클럭 속도로 동작하도록 제한되는 것이 아니라 보조 장비, 특히 광검출기(카메라)의 제한이 주어진 경우에 가능하면 빨리 동작할 수 있는 초점 공유 현미경과 관련된 영상 포착 시스템을 제공하는 것이다.

필수적으로, 영상 포착 시스템에 의해 수행되는 동작들 중 적어도 일부의 조정이 마스터 클럭 신호를 참조하여 상기 동작들을 수행하는데 걸리는 시간에 의해 지시되도록 하는 것이 제안된다.

본 발명은 표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치에 관한 것으로서,

- 상기 표본을 마운트(mount)하기 위한 수단;

- 상기 표본을 조사(illuminate)하기 위한 광원;

- 상기 표본에 대해 상기 광원으로부터의 광을 스캐닝하여 상기 표본으로부터의 방출된 광을 전달하기 위한 스캐닝 시스템;

- 상기 스캐닝 시스템을 통해 상기 표본으로부터 방출된 광을 수신하기 위한 광검출기; 및

상기 장치의 동작을 조정하고, 하나의 컴포넌트로부터의 동작의 완료를 표시하는 제 1 트리거 신호를 수신하고 상기 제 1 트리거 신호에 응답하여 다른 컴포넌트에 의한 동작을 시작하도록 하는 제 2 트리거 신호를 전송하도록 동작하는 제어 수단을 포함한다.

모든 컴포넌트들이 마스터 클럭 신호를 참조로 하여 제어되는 공지된 장치에서, 대기시간(deadtime)은 클럭 틱들(clock ticks) 사이에서 발생할 수 있고, 시스템은 모든 컴포넌트들이 다음 동작을 위해 준비될 때까지 대기해야 한다. 본 발명을 실행하는 장치에서, 상기 지연들은 상기 장치의 동작 속도를 증가시킴으로써 실질적으로 제거될 수 있다.

본 발명은 또한 상기와 같은 장치를 제어하는 방법을 제공하며,

- 하나의 컴포넌트로부터 상기 제어 수단으로 동작의 완료를 표시하는 제 1 트리거 신호를 전송하는 단계; 및

- 상기 제어 수단으로부터 상기 제 1 트리거 신호에 응답하여 또다른 컴포넌트에 의한 동작을 시작하도록 하는 제 2 트리거 신호를 전송하는 단계를 포함한다.

부가적으로, 본원 발명에 따른 장치는 상기 장치의 일부를 형성하는데 사용될 특정 주변 장치들의 선택시 유용성이 증가되면 그들의 동작을 위한 클럭 신호에 의존하는 것이 아니라 개별 트리거 신호들을 사용하여 제어되는 보조 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 상기 장치의 상기 양상들은 "셀프-클럭(SELF-CLOCKING)"이라 고려될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 상기 장치는 클럭에 의해 구동되는 몇몇 컴포넌트들을 포함하면서 셀프 클럭되는 몇몇 보조 컴포넌트들을 포함한다.

본 발명과 관련된 형태의 시스템은 컴퓨터, 카메라 형태의 광검출기, Z-위치 드라이버를 구비한 현미경, 초점 공유 스캐닝 메커니즘, 레이저 시스템 및 제어기를 포함하며, 공동 계류중인 출원 번호 0324250.0의 도 9A를 참조로 하여 설명된다.

바람직한 실시예에서, 장치는 클럭 신호를 발생하기 위한 클럭 수단 및 광의 광검출기로의 입력 또는 광원으로부터의 광의 표본에 대한 입사(incident)를 제어하기 위한 광 제어 수단을 포함하며, 상기 광 제어 수단의 타이밍은 클럭 신호에 의해 결정된다. 상기 장치의 몇몇 컴포넌트들이 트리거 신호를 사용하여 제어될 수 있는 반면, 클럭 신호를 사용하여 광 제어 수단을 제어하는 것은 유리한 것으로 판단된다. 일반적으로, 카메라에 포함된 타이밍 메커니즘은 본 발명과 관련된 응용들에 충분히 정확한 것은 아니다. 제어 수단에 의해 발생된 클럭 신호는 각각의 노출의 타이밍 및 지속기간의 양호한 제어를 제공할 수 있다. 광 제어 수단은 예를 들면, 셔터 또는 전기적인 의사 셔터(pseudoshutter)의 형태가 될 수 있다.

몇몇 실시예들에서, 동일한 클럭 신호는 초점 공유 스캐닝 메커니즘내의 디스크 회전율을 제어하는데 사용될 수 있다.

특히, 전술된 셀프 클럭 기술은 외부 클럭의 제어 하에 있는 상태 기계의 일부로서 상태 테이블이 임시 출원 번호 0324250.0에 개시된 방식으로 동작되는 클럭된 컴포넌트들(하이브리드 시스템을 형성하기 위한)과 결합될 수 있지만, 상기 상태 테이블은 컴퓨터가 타이밍 또는 트리거 신호를 본 명세서에서 제공되는 것과 같이 발생하여 원래의 외부 클럭 및 셀프 클럭 메커니즘 모두가 유지되도록하는 셀프 클럭 동작 모드를 사용하여 각각의 프레임(또는 프레임들의 세트)에서 업데이트된다.

상기 하이브리드 장치의 장점은 카메라로의 광의 제어가 외부 클럭을 사용하는 카메라 셔터의 제어에 의해 결정되며, 카메라의 노출 타이밍 메커니즘에 의해서는 결정되지 않는다는 것이다.

일 실시예에서, 카메라는 각각의 노출 이후에 트리거 신호를 발생하도록 동작한다. 또한, 카메라는 다음 노출을 위해 준비할 때 트리거 신호를 발생하도록 동작할 수 있다. 또한, 제어 수단은 장치가 다음 노출을 위해 준비할 때 카메라에 트리거 신호를 전송하도록 동작할 수 있다.

바람직하게, 카메라(또는 영상 센서)의 픽셀들(광 엘리먼트들)은 쌍으로 배열되며, 각각의 쌍 중 하나(활성 사이트)는 광에 노출되고, 다른 하나는 저장 사이트로서 사용된다. 노출의 종료시, 각각의 쌍의 활성 사이트로부터의 전하는 상기 쌍의 저장 사이트로 전송하며, 메모리 (일반적으로 카메라 제어기 내부의 버퍼 메모리)에서 판독하기 위해 사용될 수 있다. 활성 사이트들은 리프레시되어 다음 노출을 위해 즉시 사용할 수 있으며, 그동안 저장 사이트들은 판독될 수 있고, 필요한 경우에 다음 노출의 종료시 활성 사이트로부터의 다음 전하 전송을 수신하기 위한 준비로 리프레시될 수 있다.

활성 및 저장 사이트들은 전하가 라인 기준(예를 들면 인터라인 카메라)으로 전송되거나 전체 프레임에 관련된 데이터가 한번 이동시 전송되는 프레임 기준(프레임 전송 디바이스)으로 전송되도록 배열될 수 있다.

따라서 카메라는 3가지 동작 모드를 갖는다: (1)노출, (2)전송 및 (3)판독. 각각의 노출 주기의 시작은 트리거 또는 인에이블 펄스에 의해 초기화될 수 있다. 각각의 노출의 종료시, 카메라는 다음 트리거 신호가 도달할 때 또다른 노출 주기가 시작될 수 있음을 표시하는 노출 종료 트리거(또는 플래그) 신호를 발생한다.

동시에, 카메라는 또한 저장 사이트로 픽셀 전하(영상 데이터)를 전송하며, 상기 전송은 매우 빠르게 발생할 수 있다. 이후에 카메라는 카메라 칩의 저장 사이트로부터 메모리로 판독을 시작한다. 상기 활동이 종료하면, 카메라는 상기 데이터가 컴퓨터에서 사용가능함을 나타내는 전송 종료 플래그 신호(B 플래그)를 발생한다.

선택적으로, 노출 종료 플래그 신호(A)의 발생은 전송이 발생한 이후 까지 지연될 수 있다.

플래그 신호들은 또다른 영상을 카메라로 표시하기 위해 검사중인 표본에 대한 카메라의 이동에 요구되는 시간이 데이터 전송 및 판독이 발생하는데 요구되는 시간 미만인 경우에 시스템의 동작 속도를 증가시키는데 사용될 수 있다. 상기 경우에 판독은 다음의 뒤따르는 노출 주기의 종료 이전에 종료되어야하는 것으로 제한된다.

본 발명을 수행하기 위한 바람직한 장치에서, 제어기 기능들 중 몇몇 또는 전부는 컴퓨터 내의 소프트웨어에 의해 실행될 수 있으며, 따라서 소프트웨어는 제어기에 의해 이전에 수행된 작업들 중 몇몇 또는 전부를 수행하고, 모든 기능들이 컴퓨터에 의해 수행되는 경우에 제어기는 제거될 수 있다.

컴퓨터 또는 제어기로부터 카메라에 대한 간섭은 다른 디바이스로의 출력들과는 별개일 수 있다. 바람직하게, 초점 공유 스캐닝 시스템은 스캔 클럭 회로로부터 클럭 신호를 수신하고, 상기 회로는 "자유-구동중"이며, 컴퓨터에 의해 제어될 필요가 없고, 상기 클럭 회로와 카메라에 의해 제공된 임의의 클럭 신호 사이에 동기화는 발생하지 않는다. 스캔 클럭 회로는 영상을 카메라에 표시하기 위해 요구되는 단계들을 수행하기 위해 초점 공유 스캐닝 시스템에 명령들의 시퀀스를 발생하는데 필수적인 클럭 펄스들을 제공하도록 동작할 수 있다.

필터 휠들, 현미경 제어기, 부가의 셔터들, XY 이동 테이블 및 스탠바이 전력 제어와 같은 다른 디바이스들은 시스템에 접속될 수 있고, 다른 외부 디바이스들과 동일한 방식으로 구동될 수 있다.

바람직하게, 제어 수단은 둘 또는 그이상의 독립적으로 실행가능한 스레드들로 구현된 소프트웨어를 사용하여 동작된다. 트리거 또는 플래그 신호들은 소프트웨어와 상호작용하여 다른 트리거 펄스들의 발생을 결정한다. 이를 위해 소프트웨어는 다양한 작업들을 비동기로 처리하는 3개의 스레드들을 사용할 수 있다. 상기 내용에서, 스레드는 소프트웨어 내의 독립적인 실행 경로이며, 필수적으로 스레드와 결합된 작업을 수행하기 위한 코드를 실행하는 "실행 스레드"를 포함한다. 물론 하나의 스레드가 또다른 스레드 또는 스레드들과 통신 및/또는 함께 동작하는 것이 가능할 수 있다.

필터 휠을 포함하는 추가의 하드웨어 디바이스는 공동 계류중인 출원 번호 0324250.0에 개시된 시스템에 부가될 수 있다.

둘 또는 그 이상의 시스템들이 셀프 클럭을 제어하기 위해 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어 수단은 각각의 스레드가 하나의 프로세서에 할당된 둘 또는 그이상의 프로세서들을 포함할 수 있다.

트리거 또는 스레드들의 동기는 하드웨어(전술된 것과 같은) 또는 소프트웨어에서 "콜백(callback)" 루틴으로 수행될 수 있다. 콜백은 콜백 기능이라 참조되는 특정 기능이 주요 실행 프로그램에 정보를 전송하기 위해 사용되는 소프트웨어 루틴이다.

선택적인 장치에서, 카메라를 트리거하는데 요구되는 신호는 하나 또는 그이상의 서브시스템들(예를 들면, 레이저 시스템의 음향-광학 조정 필터(AOTF)또는 현미경 제어기와 같은)로부터 획득될 수 있다.

따라서 공동 계류중인 출원 번호 0324250.0의 도 8A는 하드웨어 서브시스템이 확인 신호(카메라를 트리거하기 위한 트리거 신호로서 사용될 수 있는)를 제공할 수 있는 예를 설명한다. 하드웨어 시스템은 현미경 및 Z-위치 드라이버 또는 스테이지 드라이브를 포함하도록 고려될 수 있고, 확인 신호는 현미경 시스템 내에서의 이동으로부터 발생된다.

유사하게 공동 계류중인 출원 번호 0324250.0의 도 10A는 외부 트리거가 사용되는 또다른 경우를 도시한다.

상기 시스템과 접속된 다른 디바이스들은 다른 외부 디바이스들 또는 하나 또는 그 이상의 상기 디바이스들이 소프트웨어에 의해 직접 구동될 수 있는 동일한 방식으로 구동될 수 있다. 각각의 경우에, 상기 디바이스는 동작 사이클을 가지며, 상기 장치의 다른 부분들과 동기화되어야 한다.

종래 기술의 장치 및 본 발명의 실시예들이 하기의 도면들을 참조로 하여 예시적으로 설명될 것이다.

도 1은 공동 계류중인 출원 번호 0324250.0의 도 9A에 도시된 것과 같은 초점 공유 현미경 시스템의 블럭 다이어그램이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치의 블럭 다이어그램이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 클럭 시스템의 동작 동안 서로 다른 신호들/플래그들이 발생하는 것을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.

도 4는 도 2의 컴퓨터를 구동하기 위한 소프트웨어의 적절한 구조를 도시한다.

도 5는 도 4의 소프트웨어 스레드들의 동작을 상세히 도시한다.

도 6은 트리거가 제거되기 전에 하드웨어가 정확한 위치에 존재하도록 보장하는데 추가 지연("대기 C")이 사용되는 방법을 도시한다.

도 7은 제 1 동작에서 B 신호를 대기하는 것을 방지하기 위해 영상 전달 스레드가 수정되며, 제 1 동작에서 A 신호를 대기하는 것을 방지하기 위해 소프트웨어 타이밍 스레드가 수정되는 도 5의 변형을 도시한다.

도 8은 제 1 동작에서 B 신호를 대기하는 것을 방지하기 위해 이미지 전달 스레드가 수정되고, 제 1 동작에서 A 신호를 대기하는 것을 방지하기 위해 소프트웨어 타이밍 스레드가 수정되는 도 6의 변형을 도시한다.

도 9는 영상 전달 스레드의 개시 C 신호가 대기 B 이전에 세팅되도록 쉬프트되는 도 6의 변형이다.

도 10은 영상 전달 스레드의 개시 C 신호가 "노출 획득" 동작 이후에 세팅되도록 쉬프트되는 도 6의 변형이다.

도 11은 상태 테이블이 외부 클럭에 응답하지만 각각의 프레임(또는 프레임들의 세트)의 종료에 응답하여 업데이트되는 계류중인 UK 출원 0324250.0의 도 4를 기초로 하는 하이브리드 시스템의 블럭 다이어그램이다.

도 12는 도 5의 시스템에 다른 디바이스들이 접속될 수 있는 방법의 일 예를 도시한다.

도 13은 도 1의 일반화이며, 하나 또는 그 이상의 다른 디바이스들이 컴퓨터에 의해 직접 지시되고, 컴퓨터를 구동하는 소프트웨어에 의해 제어되는 방법을 도시한다.

시스템의 구조는 공동 계류중인 출원 번호 0324250.0에 도시되고 개시된 구 조와 유사하다.

도 1은 공동 계류중인 출원의 도 9A의 시스템에서 사용되는 것과 같은 컴퓨터(20), 디스플레이(21), 카메라(14), Z-위치 드라이버 및 샘플 스테이지를 구비한 현미경(12), 초점 공유 스캐닝 메커니즘(10), 음향-광학 조정 필터(AOTF)를 포함하는 레이저 시스템(16) 및 제어기를 도시한다. 프로젝터(17) 또한 도 1에 포함된다.

도 1에 도시된 장치의 동작에서, 제어기(18)는 라인(19)을 통한 컴퓨터(20)의 제어하에서 실험을 위해 사용될 상태 테이블을 수신한다. 컴퓨터로부터의 제어하에서, 상태 테이블의 실행이 시작된다. 제어기는 현재 상태에 대한 샘플 스테이지위의 현미경(12)의 높이를 "Z 위치" 신호를 통해 세팅한다. 제어기(18)는 "트리거/인에이블" 신호를 카메라(14)로 전송한다. 제어기는 "파장 선택" 및 "전력 레벨" 신호들을 레이저 시스템(16)으로 전송하여, 현재 상태에 대하여 상기 파라미터들을 세팅한다. 카메라(14)는 그후에 센서에 도달하는 광을 수집한다. 미리결정된 시간 이후에, 광은 스위치 오프된다. 영상 데이터는 영상 데이터 라인을 통해 카메라(14)로부터 컴퓨터(20)로 전송된다. 프로세스는 다음 상태를 위해 반복된다.

제어기(18)는 주기적인 "스캔 동기 종료" 신호를 발생해야 한다. 상기 신호는 유니트(10) 내의 스캐닝 메커니즘의 속도를 세팅하여 센서에 도달하는 광이 관심있는 전체 영역을 n번 스캐닝하기 위해 요구되는 것과 동일한 특정 시간 주기로부터 존재하도록 하며, 상기 n은 1보다 크거나 동일한 수이다.

바람직하게, 컴퓨터와 제어기 사이의 신호 경로(19)는 양방향이 될 수 있고, 상기 배치에서 컴퓨터(20)를 구동하는 소프트웨어의 분산된 스레드들을 조정하기 위한 통신 및 코드와 데이터의 전송을 허용한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 도시하며, 상기 경우에 제어 기능들은 컴퓨터(20')를 구동하는 소프트웨어(22')에 의해 실행된다. 제어 라인들은 동일하게 유지되지만, 컴퓨터내의 소프트웨어(22')는 도 1의 제어기(18)에 의해 이전에 실행된 모든 작업들을 수행한다. 이는 모든 스레드들(프로세스들)이 동일한 프로세서에서 구동하도록 하며, 영상화를 위해 요구되는 작업들을 스케줄링하는데 완전한 유용성을 제공한다.

도 2의 상기 장치에서, 컴퓨터(20')와 카메라(14) 사이의 인터페이스는 다른 디바이스들(레이저 시스템, 현미경 등등)으로의 출력 인터페이스(23)와 별개로 도시된다. 초점 공유 스캐닝 메커니즘(10)은 스캔 클럭 유니트(25)로부터 스캔 클럭 신호를 수신한다. 상기 메커니즘은 컴퓨터(20')에 의해 도 2에서 "세팅 속도"라 표시된 라인을 통해 적절한 속도를 세팅하도록 제어될 수 있거나, 이에 독립적일 수 있다. 클럭 유니트(25)와 컴퓨터(20')에 의한 카메라(14)의 클럭 사이에는 동기화가 수행되지 않는다.

도시되지는 않았으나, 다른 디바이스들이 시스템에 접속되어 도 2에 도시된 외부 디바이스들과 동일한 방식으로 구동될 수 있음이 인식될 것이다. 상기 디바이스들은 예를 들면, 필터 휠, 현미경 제어, 부가의 셔터들, XY 이동 테이블 및 스탠바이 전력 제어를 포함할 수 있다.

시스템의 바람직한 실시예에서, 카메라(14)는 영상 센서 픽셀들(포토 엘리먼트들)이 쌍으로 배열된 이른바 전하 전송 CCD 카메라이며, 노출 동안 각각의 쌍 중 하나(활성 사이트) 만이 광에 노출된다. 노출이 종료될 때, 각각의 활성 사이트로부터의 전하는 상기 쌍 중 다른 사이트(파트너인 저장 사이트)로 전송되고, 활성 사이트는 새로운 노출을 수신하기 위한 준비로 리프레시된다. 저장 사이트에 저장된 전송된 전하는 판독을 위해 사용가능하며, 모든 파트너 사이트들은 다음 전하 전송이 발생하기 전에 판독(및 필요한 경우에 리프레시) 된다.

따라서 각각의 노출은 3가지 단계들: (1)광으로의 노출, (2)전하 전송 및 리프레시, 및 (3) 판독을 포함한다. 이는 도 3을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

노출의 시작은 트리거(또는 인에이블) 펄스(27; 도 1 및 도 2)에 의해 초기화될 수 있다. 노출 주기(29)의 종료에서, 카메라는 픽셀 충전 패턴을 저장 사이트들로 전송하고, 활성 사이트들을 리프레시 한다. 상기 단계는 매우 빠르게 수행될 수 있다.

노출의 종료(도시됨) 또는 전하 전송 주기(31)의 종료에서, 카메라는 또다른 노출을 준비하고 있음을 표시하는 신호(A 플래그;33)가 사용할 수 있고, 트리거 신호를 수신할 것이다.

실제 동기화기와 관련하여, 용어 "트리거"는 소프트웨어 발생 트리거를 의미할 수 있는 반면, 하이브리드 경우에 상기 용어는 AOTF, 카메라 및 Z-스테이지를 시작 및 중단하기 위해 외부 트리거를 사용하는 준비 상태들로 동기화기를 구동하 는 것을 의미한다. 전자의 경우에, 소프트웨어 트리거는 하마마츠(Hamamatsu) SDK 시스템이 사용될 때와 같이 패키지의 일부로서 사용될 수 있다.

전송이 종료된 후에, 카메라는 판독 주기(35) 동안 저장 사이트로부터 저장된 전하 패턴의 카메라 제어기 내의 버퍼 메모리로의 판독을 시작한다. 상기 판독이 종료되면, 카메라는 상기 데이터가 컴퓨터가 판독 및 처리하는데 사용할 수 있음을 표시하는 신호(B 플래그; 37)를 전송한다.

다음 트리거(또는 인에이블) 펄스(27')는 전송(31)이 종료된 임의의 시점에 발생할 수 있고, 도 3에 도시된 트리거 타임 라인에 도시되며, 다음 A 플래그(33')는 제 2 노출 주기(29')의 종료시 A 플래그 타임 라인상에 도시된다.

영상화 시스템과 연관된 디바이스들이 표본의 서로 다른 영역을 스캐닝 시스템에 표시하기 위해 이동할 수 있는 시간은 박스(39)에 의해 표시되고, 제 2 트리거 펄스(27')의 타이밍은 이동 주기(39)의 종료에 의해 결정된다. 바람직하게, 상기와 같은 상황은 이동 주기(39)의 종료 이후에 즉시 발생한다.

도 4는 소프트웨어 구조를 개략적으로 도시한다. 이는 다양한 작업들을 비동기로 처리하는 3개의 스레드들을 사용한다.

소프트웨어 타이밍 스레드(41)는 노출 및 외부 디바이스들(현미경, 레이저 시스템, 카메라 노출 시간 등)의 제어를 처리한다.

소프트웨어 타이밍 스레드(제 1 스레드)는 노출 및 외부 디바이스들(현미경, 레이저 시스템, 카메라 노출 시간 등)의 제어를 처리한다. 상기 스레드는 상태 테이블(43; 공동 계류중인 출원의 상태 메모리(62)와 등가이나, 상기 기능이 셀프 클럭 메커니즘에 의해 수행되고 있기 때문에 상태 지속기간 필드를 가지지 않음)을 사용하며, 다양한 외부 디바이스들의 세팅을 저장한다. 부가적으로, 소프트웨어 타이밍 스레드는 A 플래그(33)가 상태 테이블(43)에서 다음 입력을 수행하기 전에 활성일 때까지 대기하며, 상기 정보를 사용하여 외부 디바이스들을 세팅한다. 이것이 완료되면, 소프트웨어 타이밍 스레드는 트리거 신호(27)를 카메라로 전송하여 노출 주기(29)를 시작한다. 소프트웨어 타이밍 스레드는 그리고나서 A 플래그(33)가 다시 활성이 되는 것을 대기하기 위해 되돌아간다.

A 플래그(33)는 제 1 스레드에 의해 폴링되거나, 신호를 제 1 스레드로 전송하는 인터럽트를 구동할 수 있다.

외부 디바이스들의 세팅은 추가의 트리거/대기 사이클을 수반할 수 있다.

제 2 스레드(45)는 이미지 전달 스레드이다. 상기 스레드는 B 플래그(37)가 활성이 되는 것을 대기하며, 그 결과 카메라로부터 카메라 제어기(또는 컴퓨터(20';도2))내의 메모리 디바이스로 판독되는 데이터를 컴퓨터로 (직접적으로 또는 하드웨어에서 실행된 전송을 감독하여 간접적으로) 판독한다. 상기 단계에서, 영상 데이터가 사용가능한(데이터 또는 데이터의 어드레스를 전송하는) 제 3 스레드, 즉 영상 저장 스레드(47)로 시그널링한다. B 플래그를 위해 대기하도록 복귀한다.

제 3 스레드(47)는 영상 전달 스레드(45)로부터의 동기 신호(49)를 위해 대기하며, 상기 신호의 수신시 영상 데이터를 하드 디스크 또는 화살표(51)에 의해 표시된 것과 같은 그래픽 사용자 인터페이스(또는 GUI)와 같은 사용자 인터페이스 로 전송한다.

상기 방식에서, 시스템의 서로 다른 부분들은 다음 단계로 이동하기 전에 이전 동작이 종료될 때까지 대기하며, 상기 시스템은 카메라가 다음 동작을 위해 준비중임을 표시하는 신호(A 및/또는 B)를 제공하기 때문에 "셀프 클럭"된다. 소프트웨어는 트리거 신호를 전송하기 전에 상기 신호를 위해 대기하며, 차례로 A/B 신호들을 변경시킨다. 따라서, 시스템은 2개의 타이밍 엘리먼트들, 즉 플래그 A 및 플래그 B를 갖는다.

도 4는 초기화시 카메라를 준비하기 위한 제 1 트리거 신호(53)가 영상 전달 스레드에 의해 제공되거나 사용자에 의해 입력될 수 있는 방법을 도시한다.

시스템은 영상 데이터를 디스크, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 및 다른 서브시스템들로 통과시키기 위해 하나 또는 그 이상의 영상 저장 스레드들을 가질 수 있고/또는 시스템은 하나 이상의 카메라를 가질 수 있고/또는 시스템은 카메라 또는 카메라들로부터 데이터를 수집하기 위해 하나 이상의 영상 전달 스레드 및 하나 이상의 소프트웨어 타이밍 스레드를 가질 수 있다.

도 1의 제어기가 컴퓨터를 포함하는 경우에, 도 4와 같이 소프트웨어의 하나 또는 그 이상의 스레드들은 제어기 내의 프로세스들로서 구동될 수 있다.

선택적으로 도 4의 모델을 기초로 하는 소프트웨어는 도 2의 컴퓨터 내에서 전체적으로 구동될 수 있고, 따라서 제어기를 필요로 하지 않는다.

대기 A 및 대기 B가 도 5 및 6 모두에 포함되지 않지만, "대기 C"는 도 5의 실시예로 통합되지 않으며, 도 6에 포함된다. 대기 C는 시스템 하드웨어 내의 시간 지연들을 고려하기 위해 요구될 것이다. 이는 트리거가 카메라가 응답할 수 있는 시간에서 다음 노출을 시작하도록 사용되도록 보장한다.

도 6 내지 10은 본 발명의 개별 실시예들에 따른 트리거(릴리즈) 신호들의 위치의 변형을 도시한다. 도 6에서, "릴리즈 C" 플래그는 이전 노출이 종료될 때까지 다음 노출이 시작되지 않도록 보장하기 위해 사용되며, 예를 들면 매우 짧은 노출 시간과 매우 긴 노출 시간의 혼합과 같다.

도 7에서, 시작 트리거가 제거된다. 스레드들은 더미 전송을 사용하여 초기화된다. 콜백 루틴은 비어있는 영상 또는 모든 스레드들이 정확하게 시작되는 것을 표시하는 영상 표시자를 통과한다. 부가적으로, '제 1 시간' 플래그는 대기 A를 방지하기 위해 소프트웨어 타이밍 스레드 내에서 세팅된다. 상기 경우의 장점은 시스템이 외부 하드웨어 디바이스의 시작에 의존하지 않는고, 대신에 소프트웨어에서 준비될 수 있다는 것이다. 만약 하드웨어 실패가 발생하면, 이는 보고될 수 있다.

도 8은 도 7(더미 전송 및 제 1 시간 플래그를 가짐)을 기초로 한다. 또한, '노출 획득' 및 '전송' 사이의 서로 다른 장소에서 이기는 하지만, 도 6에서 사용된 것과 같은 '릴리즈 C'를 사용한다.

도 9는 도 6과 유사하나 '대기 B' 이전에 선택적인 가능한 위치에 '릴리즈 C'를 배치한다.

도 10은 도 9와 유사하나 도 8에 도시된 것과 같은 위치에 '릴리즈 C'를 배치한다.

도 6 내지 10으로부터, '릴리즈 C'는 소프트웨어 타이밍 스레드에서 "대기 C"이후에 전송되는 한 다양한 위치들에 배치될 수 있고, 바람직한 선택을 도시하는 도 8에 도시된 방식에서 시작 트리거가 생략되는지 여부와 상관없는 것으로 인식될 것이다.

추가의 대기들(예를 들면, 대기 D, 대기 E 등등)은 단일 대기 C에 의해 충분히 제공될 수 없고, FRAP("광표백 이후의 형광 복원")으로부터 발생한 추가의 지연들 또는 이전의 UK 특허 출원 0324250.0에 개시된 것과 같은 원래의 시스템 하드웨어에서 제공되는 임의의 다른 현존하는 시간 지연들을 고려하여 요구될 수 있다.

공동 계류중인 출원의 도 8A는 형광등(Z-위치기 또는 스테이지 이동)이 확인 신호 - 본 발명에서 다음 노출을 위해 트리거 신호로서 사용될 수 있고 이동으로부터 유도됨 - 를 제공하는 서브 시스템인 경우를 도시한다. 상기 출원의 도 10A는 외부 트리거가 사용되는 방법을 도시한다. 셀프 클럭을 달성하기 위해, 트리거 신호는 AOTF 시스템 또는 현미경 제어와 같은 하나 또는 그 이상의 하드웨어 서브시스템들로부터 획득될 수 있다.

본 발명의 선택적인 실시예는 본 발명의 셀프 클럭 원칙들의 하이브리드 및 공동 계류중인 출원에 개시된 완전히 클럭된 시스템을 포함한다. 도 11은 전술된 출원의 도 9B에 해당하며, 상기 도면에서 상태 테이블은 이전과 같이 자신의 클럭을 가지는 상태 기계의 일부로서 동작된다. 그러나, 본 발명의 실시예에서, 상태 테이블은 업데이트되고, 즉 도 4에 도시된 것과 같이 소프트웨어를 사용하여 각각의 프레임(노출) 또는 프레임들의 세트에서 다음 상태로 이동된다. 상기 방식에서, 원래의 외부 클럭 및 셀프 클럭 메커니즘 모두가 사용되며, 광의 카메라에 대한 제어는 카메라의 노출 타이밍 메커니즘에 의해서가 아니라 여기 광 및 외부 클럭의 제어에 의해 결정된다.

도 12에 도시된 것과 같이 다른 디바이스들은 도 11의 시스템에 접속되어 동일한 방식으로 구동될 수 있다.

상기 다른 디바이스들 중 하나 또는 그 이상은 도 13에 도시된 것과 같은 제어기(18)를 구동하는 도 4에 도시된 소프트웨어에 의해 구동될 수 있거나, 도 2에 도시된 것과 같이 컴퓨터 내에서 구동될 수 있다. 도 13에 도시된 실시예에서, 소프트웨어 스레드들 중 하나, 즉 전술된 "소프트웨어 타이밍 스레드"는 제어기(18)에 의해 실행되며, 컴퓨터(20)를 구동하는 소프트웨어와 함께 동작한다.

Claims (10)

1. 표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치로서,

   상기 표본을 마운트(mount)하기 위한 수단을 구비한 현미경;

   상기 표본을 조사(illuminate)하기 위한 광원;

   상기 표본에 대해 상기 광원으로부터의 광을 스캐닝하고 상기 표본으로부터 방출된 광을 전달하기 위한 스캐닝 시스템; 및

   상기 표본의 영역의 영상을 포착하기 위해 상기 스캐닝 시스템 및 상기 현미경을 통해 상기 표본으로부터의 광에 노출하기 위한 광검출기;

   포착된 영상들을 저장하기 위한 메모리; 및

   상기 장치의 동작을 조정하기 위한 제어 수단을 포함하며,

   상기 광검출기는 각각의 노출 이후에 제 1 트리거 신호를 생성하고 이를 상기 제어 수단에 전송하고, 이전 노출 동안 포착된 영상을 상기 메모리에 판독하도록 동작하고,

   상기 제어 수단은 상기 제 1 트리거 신호에 응답하여 상기 장치가 다음 노출을 위해 준비된 때 제 2 트리거 신호를 상기 광검출기로 전송하도록 동작하며,

   상기 장치는 클럭 신호를 생성하기 위한 클럭 수단, 및 상기 광검출기로의 광의 입력 또는 상기 광원으로부터의 광의 상기 표본에 대한 입사를 제어하는 광 제어 수단을 더 포함하며,

   상기 광 제어 수단의 타이밍은 상기 클럭 신호에 의해 결정되며, 상기 스캐닝 시스템은 상기 클럭 신호를 수신하도록 배치되는,

   표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,

   상기 광검출기는 다음 노출을 위해 준비된 때 제 3 트리거 신호를 전송하도록 동작하는,

   표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 제어 수단은 소프트웨어를 사용하여 동작되며, 상기 소프트웨어는 둘 또는 그 이상의 독립적으로 실행가능한 스레드들로서 구현되는,

   표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 제어 수단은 하나의 프로세서에 할당된 각각의 스레드를 구비한 둘 또는 그 이상의 프로세서들을 포함하는,

   표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치.
8. 표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치를 제어하는 방법으로서,

   상기 장치는,

   상기 표본을 마운트하기 위한 수단을 구비한 현미경;

   상기 표본을 조사하기 위한 광원;

   상기 표본에 대해 상기 광원으로부터의 광을 스캐닝하여 상기 표본으로부터 방출된 광을 전달하기 위한 스캐닝 시스템;

   상기 표본의 영역의 영상을 포착하기 위해 상기 스캐닝 시스템 및 상기 현미경을 통해 상기 표본으로부터의 광에 노출하기 위한 광검출기;

   포착된 영상들을 저장하기 위한 메모리; 및

   상기 장치의 동작을 조정하기 위한 제어 수단을 포함하며, 상기 방법은,

   (a) 각각의 노출 이후에 상기 광검출기로부터 상기 제어 수단으로 제 1 트리거 신호를 전송하는 단계;

   (b) 상기 단계(a) 이후에 이전 노출 동안 포착된 영상을 광검출기로부터 상기 메모리에 판독하도록 동작하는 단계;

   (c) 상기 제 1 트리거 신호에 응답하여 다음 노출을 위해 상기 장치를 준비하는 단계;

   (d) 상기 장치가 상기 다음 노출에 대한 준비가 되었을 때 상기 제 1 트리거 신호에 응답하여 상기 제어 수단으로부터 상기 광검출기로 제 2 트리거 신호를 존송하는 단계;

   (e) 클럭 수단을 이용하여 클럭 신호를 생성하는 수단;

   (f) 상기 클럭 수단을 이용하여 상기 광검출기로의 광의 입력 또는 상기 광원으로부터의 광의 상기 표본에 대한 입사를 제어하기 위한 광 제어 수단의 타이밍을 결정하는 수단; 및

   (g) 상기 클럭 신호를 상기 스캐닝 시스템에 전송하는 단계를 포함하는,

   표본으로부터 방출된 광을 영상화하기 위한 장치를 제어하는 방법.
9. 삭제
10. 삭제

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