WO2004079428A1 - 顕微鏡デジタル画像取得システム - Google Patents

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WO2004079428A1
WO2004079428A1 PCT/JP2004/002528 JP2004002528W WO2004079428A1 WO 2004079428 A1 WO2004079428 A1 WO 2004079428A1 JP 2004002528 W JP2004002528 W JP 2004002528W WO 2004079428 A1 WO2004079428 A1 WO 2004079428A1
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microscope
control device
unit
camera
digital image
Prior art date
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PCT/JP2004/002528
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takashi Tanemura
Tomotaka Shinoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Priority to US11/822,385 priority patent/US7432486B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/365—Control or image processing arrangements for digital or video microscopes

Definitions

  • the present invention relates to a microscope digital image acquisition system including a microscope and an imaging device.
  • Akita
  • a microscope unit 81 that forms an optical system that forms an enlarged image of an object and an operation of the microscope unit 81 are used.
  • a microscope 83 consisting of a microscope controller 82 that controls and focuses an optical system on an object using the AF unit 95, and an enlarged image of the object attached to the microscope 83 and emitted from the optical system
  • a camera head unit 84 having an image sensor (CCD or the like) for detecting an image, and a camera controller 86 for processing a detection signal detected by the image sensor and outputting image information.
  • the microscope 83 and the imaging device 86 are each connected to an external control device such as a computer 87, and the operation is controlled from the external control device (computer 87) to perform digital processing of the object. Is configured to obtain .
  • each of the constituent devices 83, 86, 87 has a power cable 92, 93, 94, and a number of connecting cables 88, 89, 9 between each device. 0, 9 1 are connected.
  • the processing executed by the computer 87 to obtain the digital image of the microscope 83 is as follows.
  • S 16 1, S 16 2, and the computer 87 collects the device information of the imaging device 86 S 16 3, S 16 4, and the computer 87 Sends a control command to the microscope controller 82
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-19525 discloses a microscope digital image photographing system, and in this disclosed example, a microcomputer executes many processes simultaneously as in the above. .
  • the microcomputer in the image processing unit frequently communicates with the microscope control unit, the frame memory, and the camera control unit and executes the processing. Disclosure of the invention that it is necessary to reduce the responsiveness and operability and reduce the processing speed
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has a communication unit that connects a microscope control device and a camera control device to transmit and receive control commands and the like, and the microscope control device and the camera control device cooperate with each other. It is an object of the present invention to provide a microscope digital image acquisition system having a high processing speed.
  • a microscope digital image acquisition system includes a microscope unit constituting an optical system that forms an enlarged image of an object, a microscope unit connected to the microscope unit, and an operation of the microscope unit.
  • a microscope comprising: a microscope control device for controlling the microscope; a camera head unit having an image sensor attached to the microscope and detecting an enlarged image emitted from the optical system; and an image sensor connected to the camera head unit;
  • a microscope digital image acquisition system comprising: a camera control device that acquires a detection signal output from the camera and outputs image information of an object; and instructs the system to operate.
  • Operation instruction means for performing (E.g., the input / output unit 22 in the embodiment) and communication means (e.g., a communication unit connected to the microscope control device and the camera control device for performing communication between the microscope control device and the camera control device) And the connection cable 52 in the embodiment, wherein the microscope control device and the camera control device exchange control commands of the operation specified through the communication unit based on the instruction of the operation instruction unit. It is preferable to be configured to operate in a coordinated manner by transmitting and receiving data to and from other devices.
  • the microscope control device and the camera control device are configured to operate based on the control command transmitted from outside.
  • the camera control device is configured to transmit the control command to the microscope control device to control the operation of the microscope unit.
  • the microscope unit has a focusing device (for example, a sample stage moving mechanism group 14 in the embodiment) that focuses the optical system on the object, and the microscope control device is configured to perform a control based on the control command.
  • the camera control device focuses the optical system on the basis of the detection signal obtained from the camera unit. Focus information for focusing is calculated, the control command is transmitted to the microscope control device based on the focus information, and the optical system is focused on the object by the focusing function. Is preferred.
  • the microscope unit has an illumination device (for example, a light source controller 11 in the embodiment) for illuminating the object, and the microscope control device controls the illumination device based on the control command.
  • the camera control device calculates light source intensity information for adjusting the illuminance of the illuminating device from the detection signal obtained from the camera head unit; and the light source intensity information It is preferable that the control command is transmitted to the microscope control device based on the following to adjust the illuminance by the illuminance adjustment function.
  • the microscope control device transmits the control command to the camera control device. It is preferable that the detection signal is obtained from the force lens head unit and processed.
  • the microscope unit has the focusing device for focusing the optical system on the object, and the camera control device is configured to detect the detection signal obtained from the camera head unit based on the control command.
  • the microscope control device transmits the control command to the camera control device, and the focus information calculation function
  • focus information is calculated, and the operation of the focusing device is controlled based on the focus information to focus on the object.
  • the microscope unit includes the lighting device that illuminates the object, and the camera control device adjusts the illuminance of the lighting device from the detection signal obtained from the camera header based on the control command.
  • a light source intensity information calculation function for calculating the light source intensity information, wherein the microscope control device transmits the control command to the camera control device, and the light source intensity information calculation function calculates the light source intensity information; It is preferable to adjust the illuminance based on the light source intensity information.
  • the communication unit has a pair of connectors, one of the connectors is provided in the microscope, and the other is provided in the imaging device, and Preferably, the communication means is connected by the connector when an apparatus is attached to the microscope.
  • Such communication means is constituted by a USB cable.
  • the camera control device is configured to include one or both of an internal storage device and an external storage device, and the camera control device is configured to control the image information, the device information of the imaging device, and the device information.
  • the internal storage device or the external storage device is associated with the device information of the microscope obtained via communication means. It is preferably configured to be stored in a location.
  • the microscope control device firmware is stored in advance in the internal storage device or the external storage device, and the microscope control device obtains the microscope control device firmware via the communication unit, It is preferable that the firmware of the microscope is rewritten.
  • the microscope and the imaging device have an initial setting unit for exchanging the unit ID using the communication unit and performing an initial setting.
  • the imaging apparatus is configured to include a first interface unit that receives the control command from the operation instruction unit, and a second interface unit that transmits the control command to the microscope. .
  • the imaging device may be configured to control the camera head unit in response to the control command, detect an enlarged image of the object, and control the microscope via the second interface unit. preferable.
  • the microscope is configured to have a fourth interface unit that receives the control command from the operation instruction unit, and a third interface unit that sends the control command to the camera unit.
  • the microscope is configured to control an operation of the microscope in accordance with the control command, form an enlarged image of the object, and control the imaging device via the third interface unit. Is preferred.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a microscope digital image acquisition system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the microscope digital image acquisition system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of stage movement and focus information (AF value) in focus control.
  • FIG. 4 is a block diagram when the camera control device is provided with an internal storage device or an external storage device.
  • FIG. 5A is a block diagram when an external control device is connected via external connection means, and is a block diagram when an external control device is connected to the camera control device.
  • FIG. 5B is a block diagram when an external control device is connected via external connection means, and is a block diagram when an external control device is connected to the microscope control device.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration in a case where the camera head unit and the microscope control device are connected by connection means.
  • FIG. 7 is a diagram showing connectors arranged on the camera head unit and the microscope.
  • FIG. 8A is a block diagram when the power supply is provided in the camera control device, and is a block diagram showing a case where the camera control device and the microscope control device are connected by the connection unit.
  • FIG. 8B is a block diagram in the case where power supply is provided in the camera control device, and is a block diagram showing a case where the camera head unit and the microscope control device are connected by connection means.
  • FIG. 9 is a front chart showing the process according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process according to the third embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a process according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is another flowchart illustrating the process according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a conventional microscope digital image acquisition system.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the conventional processing.
  • FIG. 1 shows an overall schematic configuration diagram of a microscope digital image acquisition system according to an embodiment of the present invention.
  • a microscope digital image acquisition system 1 includes a microscope 2 described later, and an imaging device 3 described later that detects an image of an object emitted from the microscope 2 and outputs image information. Further, an external control device 60 described later for controlling operations of the microscope 2 and the imaging device 3 is provided.
  • the imaging device 3 includes a first interface unit 4a for receiving a control command from the external control device 60 and a second interface unit 4b for transmitting a control command to the microscope 2 via the imaging device 3. It is arranged.
  • a signal line (52 described later) directly connecting the second interface part 4b and the third interface part 4c is provided, and the external control device 60, the imaging device 3, and the microscope 2 are connected.
  • the second interface unit 4b and the third interface unit 4c are configured so that they can be connected in series, and the second interface unit 4b and the third interface unit 4c can transmit and receive control commands from the external control device 60 to the microscope 2 via the imaging device 3. It has a face configuration.
  • the microscope 2 is provided with a fourth interface unit 4d for receiving a control command from the external control device 60, and control signals flow in the order of the external control device 60, the microscope 2, and the imaging device 3.
  • the configuration may be such that they are connected in series as shown in FIG.
  • the microscope 2 and the imaging device 3 do not have the external control device 60. However, cooperative operation is possible. Further, as shown in FIG. 5, it is also possible to control by a control command from the external control device 60. Further, the first to fourth interface units 4a, 4b, 4c, 4cl have connectors for connecting the microscope 2, the imaging device 3, and the external control device 60 to communication means. The microscope 2 and the imaging device 3 are attached and detached using the connector of the second interface 4b (72 described later) and the connector of the third interface 4c (71 described later). It can be configured as possible.
  • a microscope digital image acquisition system 1 detects a microscope 2 that forms an enlarged image of an object (specimen) O to be observed and an image of an object ⁇ emitted from the microscope 2 to obtain image information. And an output imaging device 3.
  • the microscope 2 includes a microscope unit 10 that forms an optical system that forms an enlarged image of the object O, and a microscope control device 20 that controls the operation of the microscope unit 10.
  • the microscope unit 10 includes a light source controller 11 comprising an illumination light source 11a for observing the object O and a control device for controlling the illuminance of the illumination light source 11a, and a filter 14 for adjusting the illumination light.
  • a filter exchange device group 12 consisting of its exchange mechanism, a condenser lens group 13 that collects illumination light and irradiates it to the object O, a stage 14a on which the object ⁇ is mounted, and this stage 14a
  • a sample stage moving mechanism group 14 consisting of a drive mechanism that moves along the optical axis for focusing, a magnification changing lens group 15 for selecting the magnification of the enlarged image, and a zoom for adjusting the zoom of the enlarged image
  • the lens group 16 and the beam splitter 17 for dividing the light beam from the object O into a light beam for direct visual observation and a light beam to be output as image information by the imaging device 3 described later, and form an image for direct visual observation.
  • Eyepiece lens group 1 8 Constructed.
  • the light beam emitted from the illumination light source 11a passes through the filter 14d, is then condensed by the condenser lens group 13 and irradiates the object ⁇ placed on the stage 14a. Then, the light beam transmitted through the object ⁇ is changed into a magnification changing lens group 15 and a zoom lens.
  • the beam is expanded at group 16 and enters beam splitter 17. Some of the light rays incident on the beam splitter 17 are reflected and some are transmitted.
  • the light beam transmitted through the beam splitter 17 enters the imaging device 3. On the other hand, the light beam reflected by the beam splitter 17 is formed into an image by the eyepiece group 18 and used for observation by the observer.
  • the light source controller 11, the filter changing device group 12, the sample stage moving mechanism group 14, the magnification changing lens group 15, and the zoom lens group 16 are connected to the microscope via an internal bus provided in the microscope 2.
  • the operation is controlled from the control device 20.
  • the microscope control device 20 is provided with an input / output unit (instruction means) 22.
  • the input / output unit 22 is used for various operations of the microscope unit 10 (for example, a vertical movement instruction of the stage 1, a revolver operation). Rotation instruction etc.) can be performed.
  • the microscope unit 10 and the microscope control device 20 are usually arranged integrally in a housing 19, and the power supply unit 23 provided in the microscope control device 20 is connected via a power cable. The power is supplied from the outside, and the power is also supplied to the microscope unit 10.
  • the imaging device 3 includes a camera head unit 30 having a solid-state imaging device (CCD) for detecting an enlarged image of the object O emitted from the microscope unit 10 and a detection signal output from the duet 30 to the camera. And a camera control device 40 that acquires and outputs image information.
  • the solid-state image pickup device of the camera head unit 30 is disposed so as to be located on the optical axis of the optical system of the microscope unit 10, and the light beam transmitted through the beam splitter 17 is transmitted to an imaging lens (not shown). An image is formed on the imaging surface of the solid-state imaging device via the.
  • the camera control device 40 obtains a detection signal from the camera head unit 30 and outputs image information of the object ⁇ ⁇ whose brightness and the like have been adjusted from the detection signal.
  • the camera control device 40 includes an input / output unit (O / I) for displaying image information (for example, releasing a shirt, changing the resolution, etc.) and displaying the obtained image information (LCD monitor display).
  • Indicating means) 42 is provided, and the input / output unit 42 can be formed integrally with the camera control device 40, or can be formed separately. Since the camera head unit 30 is usually arranged above the microscope 2 (microscope unit 10), if the camera head unit 30 and the camera control unit 40 are integrally configured, a microscope digital image acquisition is performed.
  • the camera head unit 30 and the camera control device 40 are usually arranged separately. Therefore, the camera header 30 and the camera controller 40 are connected via the connection cable 51, and the detection signal detected by the solid-state image sensor of the camera head unit 30 is transmitted to the camera via the connection cable 51. Passed to controller 40.
  • the microscope control device 20 and the camera control device 40 can operate independently without an external control device such as a computer. Further, it is configured to mutually transmit and receive control commands to control the operation of the microscope unit 10 and acquire and process a detection signal from the unit 30 to the camera.
  • a connection cable 52 is provided between the microscope control device 20 and the camera control device 40 in order to mutually transmit and receive a control command and a result controlled by the control command.
  • the connection cable 52 is connected to connection connectors 21 and 41 provided in the microscope control device 20 and the camera control device 40.
  • the connector 21 is provided on the third interface 4c, and the connector 41 is provided on the second interface 4b.
  • Power for driving the camera unit 30 and the camera control device 40 can be supplied from outside by providing a separate power supply unit, but as shown in FIG. It is possible to configure so as to supply the electric power supplied to the microscope control device 20 via 51 and 52. With this configuration, since only one power cable 23 is used, it is easy to install the equipment and manage the cables.
  • a USB (Universal Serial Bus) standard cable hereinafter, referred to as a cable). "USB cable"
  • the connection cable constituting the communication means is not limited to the USB, but includes, for example, IEEE 1394, LVDS, SCS I, and LAN cables.
  • Such a cooperative operation of the microscope 2 and the imaging device 3 includes a focus control by operation control of the stage 14a and an illuminance of the illumination light source 11a using a detection signal detected by the camera head unit 30. There is exposure control by control.
  • the focus state of the optical system (hereinafter, the value indicating this focus state is referred to as “focus information (AF value)” based on the contrast of the image of the object O using the detection signal from the camera header unit 30. Then, the stage 14a (sample stage moving mechanism group 14) is controlled so that this AF value becomes the maximum as shown in Fig. 3.
  • the illuminance state of the optical system (hereinafter, referred to as “light source intensity information (AE value)”) is obtained from the luminance of the image of the object ⁇ ⁇ using the detection signal from the camera header unit 30,
  • the illuminance of the illumination light source 11a (light source controller 11) is adjusted (controlled) so that this illuminance state is optimized.
  • the device 20 and the camera control device 40 are configured such that, when the power is turned on (at startup), the device information of one device is transmitted to the other via the connection cable 52 so that the device information is mutually transmitted and received. Having means. Specifically, after turning on the power, the camera control device 40 transmits the unit ID of the unit 30 to the microscope control device 20 via the connection cable 52 to a preset camera. On the other hand, the microscope controller 20 transmits a preset unit ID of the microscope unit 10 to the camera controller 40 via the connection cable 52.
  • the microscope control device 20 and the camera control device 40 that have received the respective unit IDs initialize the respective devices in an optimal state for the connected microscope unit 10 and the camera head unit 30.
  • the device information of each of the devices 2 and 3 is transmitted and received and set at the same time as the power of each of the devices 2 and 3 is turned on. It can be omitted and operability is improved. If the unit ID cannot be obtained from the other party, it is initialized to a predetermined standard state.
  • the image information of the object ⁇ obtained as described above is stored in an internal storage device (such as a hard disk) 44 and an external storage device connecting means 45 provided in the camera control device 40. It can be stored in an external storage device (flash memory, magneto-optical disk input / output device, etc.) 47 connected via a cable 46, and the management and use of the acquired image information is facilitated.
  • the image information includes the device information of the camera head unit 30 (exposure information such as exposure and exposure time), the unit ID of the microscope unit 10 obtained via the connection cable 52, the light source, the magnification, and the filter information. Etc. By storing (packaged) information in association with each other, it is easy to manage and save image information.
  • the firmware of the microscope control device 20 is stored in advance in the internal storage device 44 or the external storage device 47 (external storage medium attached to the camera control device 40) provided in the camera control device 40, and the connection cable 5 It is also possible to configure the microscope control device 20 to update the firmware of the microscope 2 by downloading the firmware stored in the internal storage device 44 or the external storage device 47 via the communication device 2. is there. Thus, the firmware of the microscope 2 can be easily updated by downloading and updating the firmware of the microscope 2 from the camera control device 40. Further, as shown in FIG. 5, an external control device 60 such as a computer is connected to either the camera control device 40 or the microscope control device 20 via the first interface unit 4a or the fourth interface unit 4d.
  • a configuration is also possible in which a control command is transmitted from the external control device 60 to acquire image information.
  • a means for external communication with the external control device 60 there are a method using LAN cables 61, 61a and 61b, a method using USB cables 62 and 63, and the like.
  • the external control device 60 when the external control device 60 is configured to be connected to the camera control device 40 (the first interface unit 4a), the external control device 60 is connected to the camera control device 40.
  • the control command for the imaging device 3 is executed by the camera control device 40, and the control command for the microscope 2 is transmitted from the second interface unit 4b to the connection cable 52 and the third interface.
  • the information is transmitted to the microscope control device 20 via the unit 4c, and is executed by the microscope control device 20.
  • the external control device 60 when the external control device 60 is configured to be connected to the microscope control device 20 (the fourth interface unit 4d), the external control device 20 is connected to the microscope control device 20.
  • the control command from microscope 60 is accepted, and the control command for microscope 2 is executed by microscope control device 20 and the control command for imaging device 3 Is transmitted from the third interface 4c to the camera controller 40 via the connection cable 52 and the second interface 4b and executed.
  • the microscope digital image acquisition system 1 can be remotely operated, so that the range of use can be expanded.
  • the external communication means may use, for example, IEEE 1394, LVDS, and SCS I.
  • connection cable 52 connecting the microscope 2 and the imaging device 3 is connected to the microscope control device 20 and the camera control device 40
  • a connector 71 of the microscope controller 20 and a connector 72 of the camera unit 30 are provided for connection to the imaging device 3, as shown in FIG.
  • communication between the microscope control device 20 and the camera control device 40 is performed via the connection cable 51, the camera head unit 30, and the connection cable 53.
  • the connection cable 53 connecting the microscope control device 20 and the camera unit 30 to the camera is arranged in advance in the housing 19 of the microscope 2, the cable to be wired when the system 1 is installed is provided. Can be reduced, and work efficiency is improved.
  • connection cable 53 is configured so that one end of the connection cable 53 has a microscope 2 (housing 19) and a connector 70 (71, 72) disposed on the camera head unit 30.
  • the imaging device 3 camera head unit 30
  • the connectors 71 and 72 come into contact and the connection cable 53 connects the microscope control device 20 and the camera unit 30 to the camera.
  • the work efficiency at the time of installation can be further improved.
  • the connector 70 is divided into a communication connector 71a, 74d and a power supply connector 71b, 74C.
  • the microscope controller 20 In the system configuration described in FIG. 2, power is supplied from the microscope controller 20.
  • the power is supplied from the camera control device 40, and the power supply means can be flexibly designed depending on the system configuration.
  • the microscope 2 can be supplied from the camera controller 40 (FIG. 8A) or supplied from the camera head unit 30 (FIG. 8B). is there.
  • the microscope control device 20 and the camera control device 40 are configured to exchange control commands with each other to acquire image information of the object 0.
  • An embodiment of a processing configuration for acquiring image information will be described below.
  • FIG. 9 shows a flowchart according to the first embodiment.
  • a control command for transmitting a device information is transmitted from the camera control device 40 to the microscope control device 20 (S102).
  • the microscope control device 20 Upon receiving this control command, the microscope control device 20 transmits the device information of the microscope 2 to the force camera control device 40 (S103).
  • the camera control device 20 transmits a control command for starting focusing control to the microscope control device 20 (S104).
  • the microscope control device 20 starts focusing control, and moves the stage 14a along the optical axis by the sample stage moving mechanism group 14 (S105).
  • the camera control device 40 repeats the process of acquiring the detection signal from the camera unit 20 (S106), calculating the AF information from the detection signal, and transmitting the AF information to the microscope control device 20 (S107).
  • the microscope controller 20 determines from the AF information whether or not the stage 14a is in focus (S108). Is stopped (S109), and a control command for acquiring image information is transmitted to the camera control device 40 (S110).
  • the AF information is transmitted (S106, After terminating S107), the image information of the object ⁇ is output to the camera using the detection signal acquired from the unit 30 (S111).
  • the microscope control device 20 is provided with a focusing function (S105, S108, S109), and the microscope control device 20 and the camera control device 40 cooperate by transmitting a control command from the camera control device 40.
  • the operation is performed in a distributed manner, so that the processing is dispersed and the control is facilitated, and the responsiveness is improved. Therefore, the processing speed and the operability can be improved as a whole.
  • FIG. 10 shows a flowchart according to the second embodiment.
  • the processing is started from the camera control device 40.
  • the microscope control device 20 transmits a control command for transmitting a device information of the imaging device 3 to the camera control device 40 (S122).
  • the camera control device 40 transmits the device information of the imaging device 3 (S123).
  • the camera control device 40 transmits a control command for starting focusing control to the microscope control device 20 (S124).
  • the microscope control device 20 moves the stage 14a along the optical axis by the sample stage moving mechanism group 14 (S125).
  • a control command for calculating the AF information is transmitted to the camera control device 40 (S126).
  • a detection signal is acquired from the camera unit 30 (S127), the AF information is calculated from the detection signal, and transmitted to the microscope control device 20 (S128).
  • the microscope control device 20 determines whether or not the stage 14a is in a focused state (S129), and if not, repeats from S126. It is determined that stage 14a is in focus. If cut off, the stage 14a is stopped (S130), and a control command for acquiring image information is transmitted to the camera controller 40 (S131).
  • a detection signal is obtained from the duct unit 30 to the camera, and image information of the object is output (S132).
  • a focus information calculation function (S127, S128) for calculating AF information is provided in the camera control device 40, and a control command is transmitted from the microscope control device 20 to the camera control device 40 to obtain AF information.
  • a focus information calculation function (S127, S128) for calculating AF information is provided in the camera control device 40, and a control command is transmitted from the microscope control device 20 to the camera control device 40 to obtain AF information.
  • the configuration is made so that Even with such a configuration, the processing can be simplified as compared with the conventional method (Fig. 15).
  • the microscope control device 20 and the force control device 40 operate cooperatively, so that the processing is dispersed, the control is facilitated, and the responsiveness is improved. Therefore, the processing speed and the operability can be improved as a whole.
  • FIG. 11 shows a flowchart according to the third embodiment.
  • the camera control device 40 transmits a control command of a device information transmission instruction to the microscope control device 20 (S142), and the device information is transmitted from the microscope control device 20 (S143). ). Then, the camera controller 40 transmits a control command for starting the focusing control to the microscope controller 20 (S144), and based on this control command, the microscope controller 20 causes the sample stage moving mechanism group 14 to move the stage 14a. Is moved along the optical axis (S145).
  • the camera control device 40 acquires a detection signal from the camera head unit 30 (S146), calculates AF information from the detection signal, and The process of judging whether or not the subject is in focus (S147) is repeated until the subject is in focus. Then, when it is determined that focusing has been achieved, a control command for instructing stop of the stage 14a is transmitted to the microscope control device 20 (S148). Upon receiving the stop command, the microscope controller 20 stops the stage 14 a (S 149). A control command for acquiring image information is transmitted (S150). When the control command is received by the camera control device 40, a detection signal is obtained from the DU 30 to the camera, and the image information of the object 0 is output (S151).
  • the process is further simplified as compared with the first and second embodiments. Therefore, the overall processing speed is further improved, and the operability is improved.
  • an external controller 60 (for example, a PC) is configured to be connected to the first interface unit 4a of the camera controller 40, and the external control is performed by the camera controller 40.
  • the control command from the device 60 is received, the control command for the imaging device 3 is executed by the camera control device 40, and the control command for the microscope 2 is connected from the second interface unit 4b to the connection cable 5 2 Is transmitted to the microscope control unit 20 via the third interface unit 4c, and the microscope 2 is controlled by the microscope control unit 20.
  • FIG. 12 shows an example of a flowchart at that time.
  • the control command is transmitted to the camera control device 40.
  • the camera control device 40 interprets the control command (S203), and since it is a control command to the microscope control device 20, it passes through the camera control device 40, and the second interface 4b and the third
  • the information is transmitted to the microscope control device 20 via the interface 4c (S204).
  • the microscope control device 20 changes the objective lens of the microscope 2 according to the control command (S205).
  • the camera controller 40 resolves the control command for the microscope controller 20.
  • the camera controller 40 predicts that a request for focusing will be made by the user in accordance with the change of the objective lens of the microscope 2 (S206).
  • the mode is changed from 30 to a high frame rate (S207).
  • the content of the control command from the external control device 60 to the microscope control device 2 is interpreted by the camera control device 40, and the user is given a new instruction to set the status of the camera duct unit 30 to a desirable condition for the user. It can be set to none.
  • this state change information is transmitted from the microscope control device 20 to the camera via the third interface 4c and the second interface 4b. It is sent to the device 40 and transmitted to the external control device 60 through the first interface 4a.
  • the camera control device 40 may be configured to detect the state change information and adjust the camera unit 30 to a suitable state.
  • FIG. 13 shows an example of such a flowchart.
  • the user adjusts the light source of the microscope 2 (S211), for example, the fact that the light source has been adjusted is transmitted to the external control device 60 through the microscope control device 20 (S211). 2 1 2).
  • This information is detected and interpreted by the camera controller 40 (S213), and transferred as a command to the external controller 60 (S214).
  • the external control device 60 changes the display screen in accordance with the content of the command (S215).
  • the camera head unit 30 predicts that the next exposure adjustment will occur (S216), and the user observes it. Change the mode of the AE of the power head unit 30 to make it easier (S2177).
  • the camera control device 40 can be configured so that the functions are distributed and cooperatively controlled. For example, the camera control device 40 obtains a detection signal from the camera header unit 30, calculates an AE value (light source intensity information), and transmits a control command to the microscope control device 20 based on the AE value.
  • AE value light source intensity information
  • the light source controller 11 is controlled, or a control command is transmitted from the microscope control device 20, and the AE value is calculated by the light source intensity information calculation function of the camera control device 40.
  • This can be realized by a method in which the microscope control device 20 controls the light source controller 11 based on this.
  • the exposure control is performed in a distributed manner between the microscope controller 20 and the camera controller 40 in this manner, the processing is simplified, so that the processing speed can be improved.
  • finer exposure control can be performed, thereby expanding the dynamic range of image information. be able to.
  • the operation for acquiring the digital image (image information) of the microscope 2 is performed independently of the configuration of the above processing, regardless of the input / output unit 22 provided in the microscope control device 20 or the camera control. It can be configured to operate from the input / output unit 42 provided in the device 40.
  • the microscope control device and the camera control device are connected to each other by the communication means for transmitting and receiving control commands and the like by connecting the microscope control device and the camera control device.
  • the communication means for transmitting and receiving control commands and the like by connecting the microscope control device and the camera control device.

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Abstract

 物体Oの拡大像を結像する顕微鏡ユニット10と、この顕微鏡ユニット10の作動を制御する顕微鏡制御装置20とからなる顕微鏡2と、顕微鏡2に取付けられ、物体Oの拡大像を検出する撮像素子を有するカメラヘッドユニット30と、撮像素子から出力された検出信号を取得して物体Oの画像情報を出力するカメラ制御装置40とからなる撮像装置3とを有して構成される顕微鏡デジタル画像取得システム1において、顕微鏡制御装置20とカメラ制御装置40とが外部から送信された制御コマンドに基づいて動作するように構成され、両装置30,40に接続されて、両装置30,40との間の通信を行う接続ケーブル52を有し、両装置30,40が、接続ケーブル52を介して制御コマンドを相互に送受信することで協調して動作するように構成する。

Description

W
顕微鏡デジ夕 )レ画像取得システム
技術分野
本発明は、 顕微鏡と撮像装置からなる顕微鏡デジ夕ル画像取得システムに関す る。 明 田
背景技術
従来、 顕微鏡デジタル画像取得システムにおいては、 図 1 4に示すように、 物 体の拡大像を結像する光学系を形成する顕微鏡ュニッ卜 8 1と、 この顕微鏡ュニ ット 8 1の作動を制御して光学系の物体への合焦等を A Fュニット 9 5を用い て行う顕微鏡制御装置 8 2からなる顕微鏡 8 3と、 顕微鏡 8 3に取付けられて光 学系から出射した物体の拡大像を検出する撮像素子 (C C D等) を有するカメラ へッドュニット 8 4と、 撮像素子で検出された検出信号を処理して画像情報を出 力するカメラ制御装置 8 5とからなる撮像装置 8 6を有して構成されて、 顕微鏡 8 3と撮像装置 8 6がそれぞれコンピュータ 8 7のような外部制御機器に接続 されて、 この外部制御機器 (コンピュータ 8 7 ) から作動が制御されて物体のデ ジ夕ル画像を得るように構成されている。 このとき、 これらの構成装置 8 3 , 8 6 , 8 7は、 それぞれが電源ケーブル 9 2, 9 3 , 9 4を有し、 また、 各装置間 は多数の接続ケーブル 8 8, 8 9 , 9 0, 9 1で接続されている。
また、 顕微鏡 8 3のデジタル画像を得るために、 コンピュータ 8 7で実行され る処理は、 図 1 5に示すように、 電源投入 S 1 6 0した後、 コンピュータ 8 7が 顕微鏡 8 3の装置情報を収集する処理 S 1 6 1, S 1 6 2、 コンピュータ 8 7が 撮像装置 8 6の装置情報を収集する処理 S 1 6 3 , S 1 6 4、 これらの装置情報 に基づいて、 コンピュータ 8 7が顕微鏡制御装置 8 2に制御コマンドを送信して 顕微鏡ュニット 8 1を制御して物体に光学系を合焦させる処理 S 1 6 5〜S 1 7 3、 及び、 コンピュータからカメラ制御装置 8 5に制御コマンドを送信して、 物体の画像情報を得る処理 S 1 7 4, S 1 7 5等から構成され、 多数の機器との 間でデータ (制御コマンド等) の送受信等を行い、 同時に、 多数の処理を実行し ている。
また、 特開平 1 1一 9 5 1 2 5号公報には、 顕微鏡デジタル画像撮影システム が開示されており、 この開示例も上述と同様にマイクロコンピュー夕が多数の処 理を同時に実行してる。
しかしながら、 特開平 1 1— 9 5 1 2 5号公報の開示例では、 画像処理部内の マイクロコンピュータが顕微鏡制御ユニット、 フレームメモリ及びカメラ制御ュ ニットに対して頻繁な通信及びそれらの処理を実行する必要があり、 応答性、 操 作性が悪化し、 処理速度が低下するという虞があつた 発明の開示
本発明は、 上記課題に鑑みなされたものであり、 顕微鏡制御装置とカメラ制御 装置とを繋いで制御コマンド等の送受信を行う通信手段を有するように構成し、 顕微鏡制御装置とカメラ制御装置が協調して動作するようにし、 処理速度を高速 化した顕微鏡デジタル画像取得システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、 本発明に係る顕微鏡デジタル画像取得システムは、 物体の拡大像を結像する光学系を構成する顕微鏡ユニットと、 前記顕微鏡ュニッ トに接続され、 前記顕微鏡ュニットの作動を制御する顕微鏡制御装置とからなる 顕微鏡と、 この顕微鏡に取付けられ、 前記光学系から出射される拡大像を検出す る撮像素子を有するカメラヘッドユニットと、 前記カメラヘッドユニットに接続 され、 前記撮像素子から出力された検出信号を取得して物体の画像情報を出力す るカメラ制御装置からなる撮像装置とを有して構成される顕微鏡デジ夕ル画像 取得システムにおいて、 前記システムに対して動作の指示を行う動作指示手段 (例えば、 実施形態における入出力部 2 2 ) と、 前記顕微鏡制御装置と前記カメ ラ制御装置とに接続されて、 前記顕微鏡制御装置と前記カメラ制御装置との間の 通信を行う通信手段 (例えば、 実施形態における接続ケーブル 5 2 ) とを有し、 前記動作指示手段の指示に基づいて、 前記顕微鏡制御装置と前記カメラ制御装置 とが前記通信手段を介して指示された動作の制御コマンドを相互に送受信する ことで協調して動作するように構成されることが好ましい。
また、 前記顕微鏡制御装置と前記カメラ制御装置とが外部から送信された前記 制御コマンドに基づいて動作するように構成されることが好ましい。
また、 前記カメラ制御装置が、 前記顕微鏡制御装置に前記制御コマンドを送信 して前記顕微鏡ュニットの作動を制御するように構成することが好ましい。
また、前記顕微鏡ュニットが、前記光学系を前記物体に合焦させる合焦装置(例 えば、 実施形態における試料ステージ移動機構群 1 4 ) を有し、 前記顕微鏡制御 装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記合焦装置の作動を制御して前記光学系 を前記物体に合焦させる合焦機能を有し、 前記カメラ制御装置が、 前記カメラへ ッドュニットから得た前記検出信号から前記光学系を合焦させるための焦点情 報を算出し、 この焦点情報に基づいて前記制御コマンドを前記顕微鏡制御装置に 送信して前記合焦機能により前記光学系を前記物体に合焦させるように構成す ることが好ましい。
また、 前記顕微鏡ユニットが、 前記物体を照明する照明装置 (例えば、 実施形 態における光源コントローラ 1 1 ) を有し、 前記顕微鏡制御装置が、 前記制御コ マンドに基づいて前記照明装置を制御して照度を調節する照度調節機能を有し、 前記カメラ制御装置が、 前記カメラへッドュニットから得た前記検出信号から前 記照明装置の照度を調節するための光源強度情報を算出し、 この光源強度情報に 基づいて前記制御コマンドを前記顕微鏡制御装置に送信して前記照度調節機能 により照度を調節するように構成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡制御装置が、 前記カメラ制御装置に前記制御コマンドを送信 して前記力メラヘッドユニットから前記検出信号を取得して処理するように構 成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡ュニットが、 前記光学系を前記物体に合焦させる前記合焦装 置を有し、 前記カメラ制御装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記カメラへッ ドユニットから得た前記検出信号から前記光学系を合焦させるための焦点情報 を算出する焦点情報算出機能を有し、 前記顕微鏡制御装置が、 前記カメラ制御装 置に前記制御コマンドを送信して、 前記焦点情報算出機能により前記焦点情報を 算出させ、 この焦点情報に基づいて前記合焦装置の作動を制御して前記物体に合 焦させるように構成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡ユニットが、 前記物体を照明する前記照明装置を有し、 前記 カメラ制御装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記カメラへッドュニットから 得た前記検出信号から前記照明装置の照度を調節する前記光源強度情報を算出 する光源強度情報算出機能を有し、 前記顕微鏡制御装置が、 前記カメラ制御装置 に前記制御コマンドを送信して、 前記光源強度情報算出機能により前記光源強度 情報を算出させ、 この光源強度情報に基づいて照度を調節するように構成するこ とが好ましい。
また、 このように構成された顕微鏡デジタル画像取得システムにおいて、 前記 通信手段が一対のコネク夕を有し、 前記コネクタの一方が前記顕微鏡に設けられ、 他方が前記撮像装置に設けられて、 前記撮像装置が前記顕微鏡に取付けられたと きに、 前記コネクタにより前記通信手段が接続されるように構成されることが好 ましい。
また、 このような通信手段は U S Bケーブルで構成することが好ましい。
また、 前記カメラ制御装置が、 内部記憶装置若しくは外部記憶装置のいずれか 一方、 若しくは両方を有するように構成し、 前記カメラ制御装置が、 前記画像情 報と、 前記撮像装置の前記装置情報及び前記通信手段を経由して得られた前記顕 微鏡の前記装置情報とを関連付けて、 前記内部記憶装置若しくは前記外部記憶装 置に格納するように構成されることが好ましい。
また、 前記内部記憶装置若しくは前記外部記憶装置に予め顕微鏡制御装置用フ アームウェアを記憶しておき、 前記顕微鏡制御装置が、 前記通信手段を介して、 前記顕微鏡制御装置用ファームウェアを得て、 前記顕微鏡のファームウェアを書 き換えるように構成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡と前記撮像装置とが、 前記通信手段を用いてュニッ卜 I Dを 交換して初期設定をする初期設定手段を有するように構成することが好ましい。 また、 前記撮像装置は、 前記動作指示手段からの前記制御コマンドを受信する 第 1インターフェース部と、 前記顕微鏡に前記制御コマンドを送信する第 2イン ターフェース部とを有するように構成することが好ましい。
また、 前記撮像装置は、 前記制御コマンドに応じて前記カメラヘッドユニット を制御して前記物体の拡大像を検出し、 前記第 2インターフェース部を介して前 記顕微鏡を制御するように構成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡は、 前記動作指示手段からの前記制御コマンドを受信する第 4インターフェース部と、 前記カメラュニッ卜に前記制御コマンドを送信する第 3インターフェース部とを有するように構成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡は、 前記制御コマンドに応じて前記顕微鏡の動作を制御して 前記物体の拡大像を結像し、 前記第 3インタ一フェース部を介して前記撮像装置 を制御するように構成することが好ましい。
また、 前記顕微鏡は、 前記動作指示手段からの前記制御コマンドを受信する第 4インターフェース部と、 前記カメラュニットに前記制御コマンドを送信する第 3インターフェース部とを有し、 前記第 2インタ一フェース部と前記第 3インタ 一フェース部とを直結する信号線を有し、 前記撮像装置と前記顕微鏡とが協調動 作するように構成することが好ましい。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明に係る顕微鏡デジタル画像取得システムの全体概略構成を示す 図である。
図 2は、 本発明に係る顕微鏡デジタル画像取得システムの構成を示すためのブ 口ック図である。
図 3は、 合焦制御におけるステージの移動量と焦点情報 (A F値) の関係を示 す図である。
図 4は、 カメラ制御装置に内部記憶装置若しくは外部記憶装置を設けた場合の ブロック図である。
図 5 Aは、 外部接続手段を介して外部制御装置を接続した場合のプロック図で あり、 カメラ制御装置に外部制御装置を接続した場合のブロック図である。 図 5 B、 外部接続手段を介して外部制御装置を接続した場合のブロック図であ り、 顕微鏡制御装置に外部制御装置を接続した場合のプロック図である。
図 6は、 カメラへッドユニットと顕微鏡制御装置の間を接続手段で接続した場 合の構成を示すブロック図である。
図 7は、 カメラヘッドユニットと顕微鏡とに配設されたコネクタを示す図であ る。
図 8 Aは、 電源供給をカメラ制御装置に設けた場合のブロック図であり、 カメ ラ制御装置と顕微鏡制御装置とを接続手段で接続した場合を示すブロック図で ある。
図 8 Bは、 電源供給をカメラ制御装置に設けた場合のブロック図であり、 カメ ラへッドュニットと顕微鏡制御装置とを接続手段で接続した場合を示すブロッ ク図である。
図 9は、 第 1実施例に係る処理を示すフ口一チャートである。
図 1 0は、 第 2実施例に係る処理を示すフローチャートである。
図 1 1は、 第 3実施例に係る処理を示すフローチャートである。
図 1 2は、 第 4実施例に係る処理を示すフローチャートである。 図 1 3は、 第 4実施例に係る処理を示す別のフローチャートである。
図 1 4は、 従来の顕微鏡デジタル画像取得システムの構成を示すプロック図で ある。
図 1 5、 従来の処理を示すフローチヤ一トである。 発明の実施の形態
以下、 本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 図 1は、 本発明の実施の形態にかかる顕微鏡デジタル画像取得システムの全体概略構成 図を示す。
図 1において、 顕微鏡デジタル画像取得システム 1は、 後述する顕微鏡 2と、 顕微鏡 2から出射した物体の像を検出して画像情報を出力する後述する撮像装 置 3とから構成されている。 また、 顕微鏡 2および撮像装置 3の動作を制御する 後述する外部制御装置 6 0が設けられている。
撮像装置 3には、 外部制御装置 6 0からの制御コマンドを受信する第 1インタ フェース部 4 aと撮像装置 3を介して顕微鏡 2に制御コマンドを送信する第 2 イン夕一フェース部 4 bが配設されている。 また、 第 2イン夕一フェース部 4 b と第 3イン夕一フェース部 4 cを直結する信号線 (後述する 5 2 ) が設けられ、 外部制御装置 6 0と撮像装置 3と顕微鏡 2とが直列接続できるように構成され、 第 2インターフエ一ス部 4 bと第 3インタ一フェース部 4 cは、 外部制御装置 6 0からの制御コマンドを顕微鏡 2に撮像装置 3を介して送受信できるインター フェース構成となっている。
なお、 別の接続状態として、 顕微鏡 2に外部制御装置 6 0からの制御コマンド を受信する第 4インターフェース部 4 dを設け、 外部制御装置 6 0、 顕微鏡 2、 撮像装置 3の順に制御信号が流れるように直列接続する構成にしても良い (図中 破線で示す) 。
また、 図 2に示すように、 顕微鏡 2と撮像装置 3とは外部制御装置 6 0が無く ても協調動作が可能である。 また、 図 5に示すように、 外部制御装置 6 0からの 制御コマンドにより制御することも可能である。 また、 第 1から第 4インターフ エース部 4 a、 4 b , 4 c、 4 clは、 顕微鏡 2 撮像装置 3および外部制御装置 6 0をそれぞれ通信手段に接続するコネクタを有している。 また、 第 2インター フェース部 4 bのコネクタ (後述する 7 2 ) と第 3インターフエ一ス部 4 cのコ ネクタ (後述する 7 1 ) とを用いて、 顕微鏡 2と撮像装置 3とを着脱可能に構成 することが可能である。
以下、 本発明の実施の形態について詳述する。
図 2において、 顕微鏡デジタル画像取得システム 1は、 観察の対象物である物 体 (標本) Oの拡大像を形成する顕微鏡 2と、 顕微鏡 2から出射した物体〇の像 を検出して画像情報を出力する撮像装置 3とから構成される。
顕微鏡 2は、 物体 Oの拡大像を形成する光学系を構成する顕微鏡ュニット 1 0 とこの顕微鏡ュニット 1 0の作動を制御する顕微鏡制御装置 2 0とから構成さ れる。 顕微鏡ュニット 1 0は、 物体 Oの観察のための照明光源 1 1 a及びこの照 明光源 1 1 aの照度等を制御する制御装置よりなる光源コントローラ 1 1、 照明 光を調整するフィル夕 1 4 d及びその交換機構よりなるフィルタ交換装置群 1 2、 照明光を集光して物体 Oに照射するコンデンサレンズ群 1 3、 物体〇が載置 されたステージ 1 4 aとこのステージ 1 4 aを合焦のために光軸に沿って移動 させる駆動機構よりなる試料ステージ移動機構群 1 4、 拡大像の倍率を選択する ための倍率変更レンズ群 1 5、 拡大像のズームを調整するためのズームレンズ群 1 6、 物体 Oからの光線を、 直接目視で観察する光線及び、 後述する撮像装置 3 で画像情報として出力する光線とに分けるピームスプリッタ 1 7及び直接目視 で観察するために結像する接眼レンズ群 1 8とから構成される。
照明光源 1 1 aから出射した光線はフィルタ 1 4 dを通過したのちコンデン サレンズ群 1 3で集光されてステージ 1 4 a上に載置された物体〇に照射され る。 そして、 物体〇を透過した光線は、 倍率変更レンズ群 1 5及びズームレンズ 群 1 6で拡大されてビームスプリツ夕 1 7に入射する。 ビームスプリツ夕 1 7に 入射した光線の一部は反射し、 一部は透過する。 このビ一ムスプリッタ 1 7を透 過した光線は撮像装置 3に入射する。 一方ピームスプリッ夕 1 7で反射した光線 は接眼レンズ群 1 8で結像されて、 観察者の観察に供せられる。
これらの光源コントローラ 1 1、 フィルタ交換装置群 1 2、 試料ステージ移動 機構群 1 4、 倍率変更レンズ群 1 5及びズームレンズ群 1 6は、 顕微鏡 2内に配 設された内部バスを介して顕微鏡制御转置 2 0からその作動が制御される。 この 顕微鏡制御装置 2 0には、 入出力部 (指示手段) 2 2が設けられており、 入出力 部 2 2は顕微鏡ュニット 1 0の各種操作(例えば、ステージ 1の上下動動作指示、 レボルバの回転指示等) を行うことができる。 なお、 顕微鏡ユニット 1 0及び顕 微鏡制御装置 2 0は通常筐体 1 9内に一体に配置されて構成されており、 顕微鏡 制御装置 2 0に設けられた電源部 2 3が電源ケーブルを介して外部から電力供 給を受け、 その電力を顕微鏡ュニット 1 0に対しても供給している。
撮像装置 3は、 顕微鏡ュニット 1 0から出射した物体 Oの拡大像の検出を行う 固体撮像素子 (C C D ) 等を有するカメラヘッドユニット 3 0と、 このカメラへ ッドュエツト 3 0から出力される検出信号を取得して画像情報を出力するカメ ラ制御装置 4 0とから構成されている。 カメラへッドュニット 3 0の固体撮像素 子は、 顕微鏡ュニット 1 0の光学系の光軸上に位置するように配置されており、 ビームスプリッタ 1 7を透過した光線は、 図示じない結像レンズ等を介して固体 撮像素子の撮像面に結像される。
カメラ制御装置 4 0は、 カメラヘッドユニット 3 0から検出信号を取得し、 こ の検出信号から輝度等が調整された物体〇の画像情報を出力する。 このような、 カメラ制御装置 4 0には、画像情報を取得するための操作 (シャツ夕一レリーズ、 解像度の変更等) や取得した画像情報を表示 (液晶モニター表示) するために入 出力部 (指示手段) 4 2が設けられており、 この入出力部 4 2はカメラ制御装置 4 0と一体に構成することも可能であるし、 分離して構成することも可能である。 なお、 カメラへッドュニット 3 0は、 通常、 顕微鏡 2 (顕微鏡ュニット 1 0 ) の上部に配置されるため、 このカメラへッドュニット 3 0とカメラ制御装置 4 0 とを一体に構成すると、 顕微鏡デジタル画像取得システム 1の操作性が悪化する ため、 通常、 カメラへッドュニット 3 0とカメラ制御装置 4 0とは分離されて配 置されている。 そのため、 カメラへッドュニット 3 0とカメラ制御装置 4 0とは 接続ケーブル 5 1を介して接続され、 カメラヘッドユニット 3 0の固体撮像素子 で検出された検出信号は、 接続ケーブル 5 1を介してカメラ制御装置 4 0に渡さ れる。
以上のように構成された顕微鏡デジタル画像取得システム 1において、 物体〇 の画像情報を得るためには、 顕微鏡 2と撮像装置 3とが協調して動作をする必要 がある。 そこで、 本発明においては、 この顕微鏡 2と撮像装置 3が協調動作する ために、 顕微鏡制御装置 2 0及びカメラ制御装置 4 0が、 コンピュータ等の外部 制御装置が無くとも独立して動作可能とし、 さらに、 互いに制御コマンドを送受 して、 顕微鏡ュニット 1 0の作動制御及びカメラへッドュニット 3 0からの検出 信号を取得及び処理するように構成されている。
そして、 制御コマンドやその制御コマンドにより制御された結果を相互に送受 信するために、 顕微鏡制御装置 2 0とカメラ制御装置 4 0との間には接続ケープ ル 5 2が設けられている。 この接続ケーブル 5 2は、 顕微鏡制御装置 2 0とカメ ラ制御装置 4 0に設けられた接続コネクタ 2 1 , 4 1に接続される。 なお、 接続 コネクタ 2 1は第 3インタ一フェース部 4 cに設けられており、 接続コネクタ 4 1は第 2インタ一フェース部 4 bに設けられている。
また、 カメラへッドュニット 3 0やカメラ制御装置 4 0を駆動するための電力 は、 個別に電源部を設けて外部から電力を供給することも可能であるが、 図 2に 示すように、 接続ケーブル 5 1, 5 2を介して顕微鏡制御装置 2 0に供給された 電力を供給するように構成することが可能である。 このように構成すると、 電源 ケーブル 2 3が 1本となるため、 機器の設置ゃケ一ブルの取り回しが容易になる。 このような通信及び電源の供給をするための接続ケーブル 51, 52 (特に、 顕微鏡 2と撮像装置 3とを接続する接続ケーブル 5 2) としては、 U S B (Universal Serial Bus)規格のケーブル (以下、 「USBケーブル」 と呼ぶ) を 利用することができ、 汎用性を向上させることができる。 なお、 通信手段を構成 する接続ケーブルは、 US Bに限らず、 例えば、 I EEE 1394、 LVDS、 SCS I , LANケーブル等がある。
このような顕微鏡 2と撮像装置 3との協調動作としては、 カメラヘッドュニッ ト 30で検出された検出信号を用いて、 ステージ 14 aの作動制御による合焦制 御や照明光源 11 aの照度制御による露光制御等がある。
合焦制御の場合、 カメラへッドュニット 30からの検出信号を用いて物体 Oの 画像のコントラストから光学系の合焦状態 (以下、 この合焦状態を示す値を 「焦 点情報 (AF値) 」 と呼ぶ) を求め、 この AF値が図 3に示すように、 最大とな るようにステージ 14 a (試料ステージ移動機構群 14) を制御する。
一方、 露光制御の場合、 同様にカメラへッドュニット 30からの検出信号を用 いて物体〇の画像の輝度から光学系の照度状態(以下、 「光源強度情報(AE値)」 と呼ぶ) を求め、 この照度状態が最適となるように照明光源 11 a (光源コント ローラ 1 1) の照度を調節 (制御) する。
以上のように、 顕微鏡制御装置 20とカメラ制御装置 40とが協調して動作す るように構成することにより、 従来のシステムの処理において、 図 15に示すフ ローチャートのうち、 右上に三角の印を付したブロックのように装置間の通信処 理を行う部分が不要若しくは減るため、 各装置の処理が簡単になり応答性が向上 し、 全体として処理速度及び操作性を向上させることができる。 また、 顕微鏡制 御装置 20及びカメラ制御装置 40にリアルタイム処理が可能な中央演算処理 装置等を搭載するとともに、 両装置 20, 40を専用の通信ケーブル (例えば、 接続ケーブル 52) で接続することにより、 両装置 20, 40が高速通信してリ アルタイム処理が可能となるため、 上述のように、 カメラ制御装置 40で得た検 出信号からの制御情報 (A F値) に基づいて、 顕微鏡制御装置 2 0に対して制御 コマンドを送信して合焦制御を行うというような協調動作が可能となる。
さらに、 各装置間を接続するケーブルの本数が少なくなるため、 ケーブルの取 り回しが簡単になり、 設置時等の作業効率を向上させることができる。
このような構成において、 顕微鏡 2と撮像装置 3が協調動作をする場合、 両装 置 2 , 3の装置情報を相互に授受して最適な状態に設定する初期設定が必要であ り、 顕微鏡制御装置 2 0とカメラ制御装置 4 0とは、 電源投入時 (起動時) に、 接続ケーブル 5 2を介して一方の装置の装置情報が他方に送信されて、 互いに装 置情報を送受信する初期設定手段を有する。 具体的には、 電源投入後に、 カメラ 制御装置 4 0は予め設定されたカメラへッドュニット 3 0のュニット I Dを接 続ケーブル 5 2を介して顕微鏡制御装置 2 0に送信する。 一方、 顕微鏡制御装置 2 0は接続ケ一ブル 5 2を介してカメラ制御装置 4 0に予め設定された顕微鏡 ユニット 1 0のュニット I Dを送信する。 それぞれのュニット I Dを受信した顕 微鏡制御装置 2 0及びカメラ制御装置 4 0は、 接続された顕微鏡ュニット 1 0及 びカメラへッドュニット 3 0に最適な状態に各装置を初期設定する。 このような 構成によると、 各装置 2 , 3の電源投入と同時に各装置 2 , 3の装置情報が相互 に送受信されて設定されるため、 ユーザが接続された装置に合わせて設定する手 間を省くことができ、 操作性が向上する。 なお、 相手からユニット I Dが取得で きなかった場合には、 予め決められた標準の状態に初期設定される。
以上のようにして得られた物体〇の画像情報は、 図 4に示すように、 カメラ制 御装置 4 0に設けられた内部記憶装置 (ハードディスク等) 4 4や外部記憶装置 接続手段 4 5にケーブル 4 6を介して接続された外部記憶装置 (フラッシュメモ リゃ光磁気ディスク入出力装置等) 4 7に記憶することが可能であり、 取得した 画像情報の管理や利用が容易となる。 なお、 この画像情報には、 カメラヘッドュ ニット 3 0の装置情報 (露出、 露光時間等の露光情報) や、 接続ケーブル 5 2を 介して取得した顕微鏡ュニット 1 0のュニット I D、 光源、 倍率、 フィル夕等の 情報を関連付けて (パッケージされて) 格納することにより、 画像情報の管理 ' 保存等が容易になる。
また、 カメラ制御装置 4 0に設けられた内部記憶装置 4 4や外部記憶装置 4 7 (に装着される外部記憶媒体) に予め顕微鏡制御装置 2 0のファームウェアを格 納しておき、 接続ケーブル 5 2を介して顕微鏡制御装置 2 0がこの内部記憶装置 4 4若しくは外部記憶装置 4 7に格納されたファームウェアをダウン口一ドし て、 顕微鏡 2のファームウェアを更新するように構成することも可能である。 こ のように、 カメラ制御装置 4 0から顕微鏡 2のファームウェアをダウンロードし て更新可能とすることにより、 顕微鏡 2のファームウェアの更新が容易となる。 さらに、 図 5に示すように、 カメラ制御装置 4 0若しくは顕微鏡制御装置 2 0 のいずれかにコンピュータ等の外部制御装置 6 0を第 1インターフェース部 4 aまたは第 4インターフェース部 4 dを介して接続し、 この外部制御装置 6 0か ら制御コマンドを送信して画像情報を取得するように構成することも可能であ る。 この場合、 外部制御装置 6 0との外部通信手段としては、 L ANケーブル 6 1, 6 1 a , 6 1 bを用いる方法や、 U S Bケーブル 6 2, 6 3等を用いる方法 がある。
例えば、 図 5 Aに示すように、 外部制御装置 6 0がカメラ制御装置 4 0 (第 1 インターフェース部 4 a ) に接続されるように構成した場合、 カメラ制御装置 4 0で外部制御装置 6 0から制御コマンドを受け付け、 撮像装置 3に対する制御コ マンドはカメラ制御装置 4 0で実行され、 顕微鏡 2に対する制御コマンドは第 2 ィンターフェース部 4 bから接続ケーブル 5 2と第 3インタ一フエ一ス部 4 c を介して顕微鏡制御装置 2 0に送信され、 顕微鏡制御装置 2 0で実行される。 あるいは、 図 5 Bに示すように、 外部制御装置 6 0が顕微鏡制御装置 2 0 (第 4インターフェース部 4 d ) に接続されるように構成した場合は、 顕微鏡制御装 置 2 0で外部制御装置 6 0からの制御コマンドを受け付け、 顕微鏡 2に対する制 御コマンドは顕微鏡制御装置 2 0で実行され、 撮像装置 3に対する制御コマンド は第 3イン夕一フェース部 4 cから接続ケーブル 52と第 2インタ一フェース 部 4 bを介してカメラ制御装置 40に送信されて実行される。
このような構成によれば、 遠隔から顕微鏡デジタル画像取得システム 1を操作 することができるので、 利用の範囲を広げることができる。 なお、 外部通信手段 は、 例えば、 I EEE 1 394、 LVDS、 S CS Iを使用しても良い。
なお、 図 2で説明したシステム構成では、 顕微鏡 2と撮像装置 3とを接続する 接続ケ一ブル 52を顕微鏡制御装置 20とカメラ制御装置 40とに接続した場 合について説明したが、顕微鏡 2と撮像装置 3との接続には、図 6に示すように、 顕微鏡制御装置 20のコネクタ 7 1とカメラへッドュニット 30のコネクタ 7 2 (第 2インターフエ一ス部 4 b) とを設けて、 このコネクタ 7 1, 72に接続 ケーブル 5 3を介して第 3インターフェース部 4 cと接続するように構成する ことも可能である。 この場合、 顕微鏡制御装置 20とカメラ制御装置 40との通 信は、 接続ケーブル 5 1、 カメラヘッドユニット 30及び接続ケーブル 53を介 して行われる。 このとき、 顕微鏡制御装置 20とカメラへッドュニット 30を接 続する接続ケ一ブル 53を顕微鏡 2の筐体 19内に予め配設しておくと、 本シス テム 1の設置時に、 配線するケーブルを少なくすることができ、 作業効率が向上 する。
さらに、 図 7に示すように、 この接続ケーブル 53の一端に顕微鏡 2 (筐体 1 9) とカメラヘッドユニット 30に配設されたコネクタ 70 (7 1, 72) を有 するように構成し、 撮像装置 3 (カメラヘッドユニット 30) が顕微鏡 2に取付 けられたときに、 このコネクタ 7 1 , 72が接触して接続ケーブル 53が顕微鏡 制御装置 20とカメラへッドュニット 30とを接続するように構成することも でき、 さらに設置時の作業効率を向上させることができる。 なお、 図 7の場合、 コネクタ 70は、 通信用のコネクタ 7 1 a, 74 dと電源用のコネクタ 7 1 b, 74 Cとに分けて構成されている。
また、 図 2で説明したシステム構成では、 電源を顕微鏡制御装置 20から供給 する場合について説明したが、 図 8に示すように、 カメラ制御装置 40から供給 するように構成することも可能であり、 システム構成によつて電源供給手段を柔 軟に設計することができる。 この場合、 顕微鏡 2と撮像装置 3との接続方法によ つて、 顕微鏡 2にはカメラ制御装置 40から供給する場合 (図 8A) と、 カメラ へッドュニット 30から供給する場合 (図 8 B) とがある。
[実施例]
以上のように構成された顕微鏡デジタル画像取得システム 1において、 顕微鏡 制御装置 20とカメラ制御装置 40とは相互に制御コマンドをやり取りして物 体 0の画像情報を取得するように構成されている。 以下に、 画像情報を取得する ための処理構成の実施例について説明する。
(第 1実施例)
第 1実施例に係るフローチヤ一トを図 9に示す。 顕微鏡 2及び撮像装置 3に電 源が投入される (S 1 0 1) と、 カメラ制御装置 40から顕微鏡制御装置 20に 装置情報の送信指示の制御コマンドが送信される (S 1 02) 。 この制御コマン ドを受け取ると顕微鏡制御装置 20は、 顕微鏡 2の装置情報を力メラ制御装置 4 0に送信する (S 103) 。 次に、 カメラ制御装置 20は顕微鏡制御装置 20に 合焦制御開始の制御コマンドを送信する (S 104) 。 この制御コマンドを受け 取ると顕微鏡制御装置 20は合焦制御を開始し、 試料ステージ移動機構群 14に よりステージ 14 aを光軸に沿って移動させる (S 1 05) 。 そして、 カメラ制 御装置 40は、カメラへッドュニット 20から検出信号を取得して(S 106)、 この検出信号から AF情報を算出し顕微鏡制御装置 20に送信する (S 107) という処理を繰り返す。 一方、 顕微鏡制御装置 20は、 カメラ制御装置 40から AF情報を受け取る毎に、 この AF情報からステージ 14 aが合焦状態に位置し たかどうか判断し(S 1 08)、合焦したらステージ 14 aを停止し( S 109)、 カメラ制御装置 40に画像情報取得の制御コマンドを送信する (S 1 1 0) 。 こ の制御コマンドをカメラ制御装置 40が受け取ると、 AF情報の送信(S 1 06, S 107)を終了し、カメラへッドュニット 30から取得した検出信号を用いて、 物体〇の画像情報を出力する (S 1 1 1) 。
このような構成によれば、 カメラ制御装置 40から顕微鏡制御装置 20に制御 コマンドを送信して顕微鏡制御装置 20側で合焦制御を行うことができるため、 従来の方法 (図 15) に比べて処理を簡単にすることができる。 また、 顕微鏡制 御装置 20に合焦機能 (S 105, S 108, S 109) を設け、 カメラ制御装 置 40から制御コマンドを送信することにより顕微鏡制御装置 20とカメラ制 御装置 40とが協調して動作するため、処理が分散され制御が容易になり、また、 応答性が向上する。 このため、 全体として処理速度及び操作性を向上させること ができる。
(第 2実施例)
第 2実施例に係るフローチャートを図 10に示す。 第 1実施例ではカメラ制御 装置 40から処理を開始したが、 本第 2実施例では顕微鏡制御装置 20から処理 を開始する場合について説明する。 電源投入を行う (S 121) と、 顕微鏡制御 装置 20がカメラ制御装置 40に対して撮像装置 3の装置情報の送信指示の制 御コマンドを送信する (S 122) 。 すると、 カメラ制御装置 40は撮像装置 3 の装置情報を送信する (S 123) 。 次に、 カメラ制御装置 40が顕微鏡制御装 置 20に合焦制御開始の制御コマンドを送信する (S 124) 。 合焦制御開始の 制御コマンドを受け取ると、 顕微鏡制御装置 20は、 試料ステージ移動機構群 1 4によりステージ 14 aを光軸に沿って移動させる (S 125) 。 そして、 カメ ラ制御装置 40に対して、 AF情報算出の制御コマンドを送信する(S 126)。 AF情報算出の制御コマンドを受け取ると., カメラへッドュニット 30から検出 信号を取得し (S 127) 、 この検出信号から A F情報を算出して顕微鏡制御装 置 20に送信する(S 128)。 AF情報を受け取ると、顕微鏡制御装置 20は、 ステージ 14 aが合焦状態に位置したかどうか判断し (S 129) 、 合焦してい ない場合は、 S 126から繰り返す。 ステージ 14 aが合焦状態に位置したと判 断されたら、 ステージ 14 aを停止し (S 130) 、 カメラ制御装置 40に画像 情報取得の制御コマンドを送信する (S 131) 。 この制御コマンドをカメラ制 御装置 40が受け取ると、 カメラへッドュニッ卜 30から検出信号を取得し、 物 体〇の画像情報を出力する (S 132) 。
第 2実施例では、 カメラ制御装置 40に A F情報を算出する焦点情報算出機能 (S 127, S 128) を設け、 顕微鏡制御装置 20から制御コマンドをカメラ 制御装置 40に送信して AF情報を取得するように構成した場合である。 このよ うな構成によっても、 従来の方法 (図 15) に比べて処理を簡単にすることがで きる。 また、 相互に制御コマンドを送信することにより顕微鏡制御装置 20と力 メラ制御装置 40が協調して動作するため、 処理が分散され制御が容易になり、 応答性も向上する。 このため、 全体として処理速度及び操作性を向上させること ができる。
(第 3実施例)
第 3実施例に係るフロ一チャートを図 1 1に示す。電源投入を行う(S 141) と、 カメラ制御装置 40が装置情報の送信指示の制御コマンドを顕微鏡制御装置 20に送信し (S 142) 、 顕微鏡制御装置 20から装置情報が送信される (S 143) 。 そして、 カメラ制御装置 40が顕微鏡制御装置 20に合焦制御開始の 制御コマンドを送信し (S 144) 、 この制御コマンドに基づいて、 顕微鏡制御 装置 20が、 試料ステージ移動機構群 14によりステージ 14 aを光軸に沿って 移動される (S 145) 。 ステ一ジ 14 aの移動が開始されると、 カメラ制御装 置 40は、 カメラヘッドユニット 30から検出信号を取得し (S 146) 、 この 検出信号から AF情報を算出して、 ステージ 14 aが合焦状態に位置したかどう か判断する (S 147) という処理を合焦するまで繰り返す。 そして、 合焦した と判断されたら顕微鏡制御装置 20にステージ 14 aの停止指示の制御コマン ドを送信する (S 148) 。 停止指示の制御コマンドを受け取ると、 顕微鏡制御 装置 20はステージ 14 aを停止し (S 149) 、 カメラ制御装置 40に対して 画像情報取得の制御コマンドを送信する (S 1 5 0 ) 。 この制御コマンドをカメ ラ制御装置 4 0が受け取ると、 カメラへッドュニット 3 0から検出信号を取得し、 物体 0の画像情報を出力する (S 1 5 1 ) 。
第 3実施例では、 合焦制御においてステージ 1 4 aの停止判断の処理を全て力 メラ制御装置 4 0で行うため、 第 1及び第 2実施例に比べて処理がさらに簡単に なる。 そのため、 全体の処理速度をさらに向上させ、 操作性が向上する。
(第 4実施例)
図 5 Aに示すように、 外部制御装置 6 0 (例えば、 P C) がカメラ制御装置 4 0の第 1インタ一フェース部 4 aに接続されるように構成し、 カメラ制御装置 4 0で外部制御装置 6 0からの制御コマンドを受信し、 撮像装置 3に対する制御コ マンドはカメラ制御装置 4 0で実行し、 顕微鏡 2に対する制御コマンドは第 2ィ ンターフェ一ス部 4 bから接続ケ一ブル 5 2と第 3イン夕一フエ一ス部 4 cを 介して顕微鏡制御装置 2 0に送信し、 顕微鏡制御装置 2 0で顕微鏡 2を制御して いる。
この際、 カメラ制御装置 4 0は、 顕微鏡制御装置 2 0へ送信する顕微鏡 2の制 御コマンドを知ることができるので、 その制御コマンドに応じてカメラヘッドュ ニット 3 0の設定をそれに合わせて変更することができる。 図 1 2に、 その際の フローチャートの一例を示す。
図 1 2において、 ユーザが外部制御装置 6 0から、 例えば、 顕微鏡 2の対物レ ンズを変更する制御コマンドを発行 ( S 2 0 1 ) した場合、 制御コマンドはカメ ラ制御装置 4 0に伝達される (S 2 0 2 ) 。 カメラ制御装置 4 0は制御コマンド を解釈し ( S 2 0 3 ) 、 顕微鏡制御装置 2 0への制御コマンドなので、 カメラ制 御装置 4 0を通過し、 第 2イン夕一フェース 4 bと第 3インターフェース 4 cを 介して顕微鏡制御装置 2 0に伝達される (S 2 0 4 ) 。 顕微鏡制御装置 2 0は、 制御コマンドに従って顕微鏡 2の対物レンズを変更する (S 2 0 5 ) 。
この際、 カメラ制御装置 4 0は顕微鏡制御装置 2 0に対する制御コマンドを解 釈しており、 顕微鏡 2の対物レンズの変更に伴いユーザからフォーカス合わせの 要求が発生すると予測し (S 2 0 6 ) 、 カメラ制御装置 4 0は、 ユーザが焦点を 合わせやすいようにカメラへッドュニット 3 0を高フレームレ一卜にモード変 更する (S 2 0 7 ) 。
このように、 外部制御装置 6 0から顕微鏡制御装置 2への制御コマンドの内容 をカメラ制御装置 4 0で解釈して、 ユーザに好ましい状態にカメラへッドュニッ ト 3 0の状態をユーザの新たな指示なしに設定することが可能となる。
また、 本第 4実施例では、 ユーザが直接顕微鏡 2を操作した際に、 この状態変 更情報を顕微鏡制御装置 2 0から第 3インターフェース 4 cと第 2インタフエ ース 4 bを介してカメラ制御装置 4 0に送り、 第 1インターフェース 4 aを通じ て外部制御装置 6 0に伝達する。 この際、 カメラ制御装置 4 0は、 上記状態変更 情報を検出して、 カメラへッドュニット 3 0を好適な状態に合わせるように構成 することもできる。 図 1 3は、 このようなフローチャートの一例を示している。 図 1 3において、 ユーザが、 例えば顕微鏡 2の光源を調整 (S 2 1 1 ) した場 合、 顕微鏡制御装置 2 0を通じて外部制御装置 6 0に光源が調節されたことが伝 達される (S 2 1 2 ) 。 この情報をカメラ制御装置 4 0 検出、 解釈し (S 2 1 3 ) 、 外部制御装置 6 0へのコマンドとして転送する (S 2 1 4 ) 。 外部制御装 置 6 0は、 このコマンドを受信した際、 コマンドの内容に応じて表示画面を変更 する (S 2 1 5 ) 。
この際、 カメラ制御装置 4 0は、 コマンドの内容を解釈しているので、 カメラ へッドュニット 3 0には、 次に露出合わせが発生すると予測し (S 2 1 6 ) 、 ュ 一ザが観察しやすいように力メラへッドュニッ卜 3 0の A Eをモード変更する ( S 2 1 7 ) 。
このように、 ユーザが顕微鏡 2を直接操作した際、 顕微鏡制御装置 2 0から外 部制御装置 6 0へのコマンドの内容をカメラ制御装置 4 0で解釈して、 ユーザに 好ましい状態にカメラへッドュニット 3 0の状態を設定することが可能となる。 なお、 上記第 1〜第 4実施例においては、 顕微鏡ュニット 1 0のステージ 1 4 aを移動させて合焦制御を行う場合について説明を行ったが、 露光制御について も同様に顕微鏡制御装置 2 0とカメラ制御装置 4 0に機能を分散させて協調し て制御するように構成することができる。 例えば、 カメラ制御装置 4 0でカメラ へッドュニット 3 0から検出信号を取得して A E値(光源強度情報)を算出して、 この A E値に基づいて制御コマンドを顕微鏡制御装置 2 0に送信して光源コン トロ一ラ 1 1を制御したり、 あるいは、 顕微鏡制御装置 2 0から制御コマンドを 送信して、 カメラ制御装置 4 0の光源強度情報算出機能により A E値を算出させ て、 この A E値に基づいて顕微鏡制御装置 2 0が光源コントローラ 1 1を制御す るという方法で実現することができる。 このように露光制御を顕微鏡制御装置 2 0とカメラ制御装置 4 0に分散して行うと、 処理が簡単になるため処理速度を向 上させることができる。 また、 A E値による光源コントローラ 1 1の制御と、 力 メラへッドュニット 3 0における撮像素子の露光時間の制御とを合わせて行う ことにより、 より細かい露光制御ができるため、 画像情報のダイナミックレンジ を広げることができる。
また、 顕微鏡 2のデジタル画像 (画像情報) を取得するための操作は、 上記の 処理の構成とは関係なく、 顕微鏡制御装置 2 0に設けられた入出力部 2 2、 若し くはカメラ制御装置 4 0に設けられた入出力部 4 2から操作するように構成す ることができる。
以上説明したように、 本発明に係る顕微鏡デジタル画像取得システムによれば、 顕微鏡制御装置とカメラ制御装置とを繋いで制御コマンド等の送受信を行う通 信手段により、 顕微鏡制御装置とカメラ制御装置が協調して動作するように構成 することにより、 装置間で処理が分散するとともに、 装置間の通信処理が減るた め応答性が向上し、 システム全体として処理速度及び操作性が向上する。 また、 装置間を接続するケーブル等の本数が減少するため、 ケーブル類の取り回しが容 易になり、 設置時等の作業効率が向上する。

Claims

. 請 求 の 範 囲
1 . 物体の拡大像を結像する光学系を構成する顕微鏡ュニットと、 前記顕微鏡 ュニッ卜に接続され、 前記顕微鏡ュニットの作動を制御する顕微鏡制御装置とか らなる顕微鏡と、
前記顕微鏡に取付けられ、 前記光学系から出射される拡大像を検出する撮像素 子を有するカメラヘッドユニットと、 前記カメラへッドュニットに接続され、 前 記撮像素子から出力された検出信号を取得して前記物体の画像情報を出力する カメラ制御装置とからなる撮像装置とを有して構成される顕微鏡デジタル画像 取得システムにおいて、
前記システムに対して動作の指示を行う動作指示手段と、
前記顕微鏡制御装置と前記カメラ制御装置とに接続されて、 前記顕微鏡制御装 置と前記カメラ制御装置との間の通信を行う通信手段とを有し、
前記動作指示手段の指示に基づいて、 前記顕微鏡制御装置と前記カメラ制御装 置とが、 前記通信手段を介して前記指示された動作の制御コマンドを相互に送受 信することで協調して動作することを特徴とする顕微鏡デジタル画像取得シス テム。
2 . 前記顕微鏡制御装置と前記カメラ制御装置とが外部から送信された前記制 御コマンドに基づいて動作するように構成されることを特徴とする請求項 1に 記載の顕微鏡デジタル画像取得システム。
3 . 前記力メラ制御装置が、 前記顕微鏡制御装置に前記制御コマンドを送信し て前記顕微鏡ュニットの作動を制御することを特徴とする請求項 1または 2に 記載の顕微鏡デジタル画像取得:
4 . 前記顕微鏡ユニットが、 前記光学系を前記物体に合焦させる合焦装置を有 し、
前記顕微鏡制御装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記合焦装置の作動を制 御して前記光学系を前記物体に合焦させる合焦機能を有し、
前記カメラ制御装置が、 前記カメラへッドュニットから得た前記検出信号から 前記光学系を合焦させるための焦点情報を算出し、 前記焦点情報に基づいて前記 制御コマンドを前記顕微鏡制御装置に送信して前記合焦機能により前記光学系 を前記物体に合焦させることを特徴とする請求項 3に記載の顕微鏡デジタル画 像取得システム。
5 . 前記顕微鏡ユニットが、 前記物体を照明する照明装置を有し、
前記顕微鏡制御装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記照明装置を制御して 照度を調節する照度調節機能を有し、
前記カメラ制御装置が、 前記カメラへッドュニットから得た前記検出信号から 前記照明装置の照度を調節するための光源強度情報を算出し、 前記光源強度情報 に基づいて前記制御コマンドを前記顕微鏡制御装置に送信して前記照度調節機 能により照度を調節することを特徴とする請求項 3に記載の顕微鏡デジタル画 像取得システム。
6 . 前記顕微鏡制御装置が、 前記カメラ制御装置に前記制御コマンドを送信し て前記カメラへッドュニットから前記検出信号を取得して処理することを特徴 とする請求項 1または 2に記載の顕微鏡デジタル画像取得システム。
7 . 前記顕微鏡ユニットが、 前記光学系を前記物体に合焦させる合焦装置を有 し、
前記カメラ制御装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記カメラへッドュニッ トから得た前記検出信号から前記光学系を合焦させるための焦点情報を算出す る焦点情報算出機能を有し、
前記顕微鏡制御装置が、 前記カメラ制御装置に前記制御コマンドを送信して、 前記焦点情報算出機能により前記焦点情報を算出させ、 前記焦点情報に基づいて 前記合焦装置の作動を制御して前記光学系を前記物体に合焦させることを特徴 とする請求項 6に記載の顕微鏡デジタル画像取得システム。
8 . 前記顕微鏡ユニットが、 前記物体を照明する照明装置を有し、
前記カメラ制御装置が、 前記制御コマンドに基づいて前記カメラへッドュニッ 卜から得た前記検出信号から前記照明装置の照度を調節する光源強度情報を算 出する光源強度情報算出機能を有し、
前記顕微鏡制御装置が、 前記カメラ制御装置に前記制御コマンドを送信して、 前記光源強度情報算出機能により前記光源強度情報を算出させ、 前記光源強度情 報に基づいて照度を調節することを特徴とする請求項 6に記載の顕微鏡デジ夕 ル画像取得システム。
9 . 前記通信手段が一対のコネクタを有し、 前記コネクタの一方が前記顕微鏡 に設けられ、 前記コネクタの他方が前記撮像装置に設けられて、 前記撮像装置が 前記顕微鏡に取付けられたときに、 前記コネクタにより前記通信手段が接続され るように構成することを特徴とする請求項 1に記載の顕微鏡デジタル画像取得
1 0 . 前記通信手段が U S Bケ一ブルで構成されることを特徴とする請求項 に記載の顕微鏡デジ夕ル画像取得システム。
1 1 . 前記カメラ制御装置が内部記憶装置を有し、 前記カメラ制御装置が、 前記画像情報と、 前記撮像装置の装置情報及び前記通 信手段を経由して得られた前記顕微鏡の装置情報とを関連付けて、 前記内部記憶 装置に格納することを特徴とする請求項 1に記載の顕微鏡デジタル画像取得シ スアム。
1 2 . 前記顕微鏡制御装置が、 前記内部記憶装置に予め記憶された顕微鏡制御 装置用ファームウェアを、 前記通信手段を介して得て、 前記顕微鏡制御装置のフ アームウェアを書き換えるように構成することを特徴とする請求項 1 1に記載 の顕微鏡デジ夕リレ画像取得システム。
1 3 . 前記力メラ制御装置が外部記憶装置を有し、
前記カメラ制御装置が、 前記画像情報と、 前記撮像装置の装置情報及び前記通 信手段を経由して得られた前記顕微鏡の装置情報とを関連付けて、 前記外部記憶 装置に格納することを特徴とする請求項 1に記載の顕微鏡デジタル画像取得シ ステム。
1 4 . 前記顕微鏡制御装置が、 前記外部記憶装置に予め記憶された顕微鏡制御 装置用ファームウェアを、 前記通信手段を介して得て、 前記顕微鏡制御装置のフ アームウェアを書き換えるように構成することを特徴とする請求項 1 3に記載 の顕微鏡デジ夕ル画像取得システム。
1 5 . 前記顕微鏡と前記撮像装置とが、 前記通信手段を用いて互いにュニット I Dを交換して初期設定をする初期設定手段を有することを特徴とする請求項 1に記載の顕微鏡デジタル画像取得システム。
1 6 . 前記撮像装置は、 前記動作指示手段からの前記制御コマンドを受信する 第 1ィン夕ーフェース部と、 前記顕微鏡に前記制御コマンドを送信する第 2イン タ一フヱ一ス部とを有することを特徴とする請求項 1に記載の顕微鏡デジタル 画像取得システム。
1 7 . 前記撮像装置は、 前記制御コマンドに応じて前記カメラへッドュニット を制御して前記物体の拡大像を検出し、 前記第 2インターフェース部を介して前 記顕微鏡を制御することを特徴とする請求項 1 6に記載の顕微鏡デジタル画像 取得 1 8 . 前記顕微鏡は、 前記動作指示手段からの前記制御コマンドを受信する第 4インターフェース部と、 前記カメラュニットに前記制御コマンドを送信する第 3インターフェース部とを有することを特徴とする請求項 1に記載の顕微鏡デ ジタル画像取得システム。 1 9 . 前記顕微鏡は、 前記制御コマンドに応じて前記顕微鏡の動作を制御して 前記物体の拡大像を結像し、 前記第 3インターフェース部を介して前記撮像装置 を制御することを特徴とする請求項 1 8に記載の顕微鏡デジタル画像取得シス テム。 2 0 . 前記顕微鏡は、 前記動作指示手段からの前記制御コマンドを受信する第 4インタ一フェース部と、 前記カメラュニットに前記制御コマンドを送信する第 3インターフェース部とを有し、
前記第 2インターフェース部と前記第 3ィンターフェース部とを直結する信 号線を有し、 前記撮像装置と前記顕微鏡とが協調動作することを特徴とする請求 項 1 6に記載の顕微鏡デジタル画像取得システム。
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