(57)【要約】【課題】合焦位置の異なる複数の画像データを効率的に取得可能なディジタル顕微鏡装置を簡易な構成で実現し得る技術を提供する。【解決手段】検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データを取得する顕微鏡装置が、合焦位置が互いに異なる複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子から出力される撮像データから画像データを生成する複数の画像取得コンピュータと、を備える。複数の画像取得コンピュータのそれぞれは、生成した画像データを格納する記憶装置を有しており、合焦位置の異なる複数の画像データの生成、及び、各画像データの記憶装置への格納が、前記複数の画像取得コンピュータによって並列に実行される。【選択図】図１
2014010236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データを取得する顕微鏡装置であって、
合焦位置が互いに異なる複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子から出力される撮像データから画像データを生成する複数の画像取得コンピュータと、を備え、
前記複数の画像取得コンピュータのそれぞれは、生成した画像データを格納する記憶装置を有しており、
合焦位置の異なる複数の画像データの生成、及び、各画像データの記憶装置への格納が、前記複数の画像取得コンピュータによって並列に実行される
ことを特徴とする顕微鏡装置。
【請求項２】
前記複数の画像取得コンピュータに接続されたデータ伝送路をさらに有し、
合焦位置の異なる複数の画像データは、各画像取得コンピュータ内の記憶装置に一時的に格納された後、前記データ伝送路の負荷が分散するようなタイミングで、外部装置に対して伝送される
ことを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡装置。
【請求項３】
前記複数の画像取得コンピュータを制御する制御コンピュータと、
前記制御コンピュータに対して、合焦位置の異なる複数の画像データを取得する処理の開始指示を行うホストコンピュータと、をさらに有し、
前記ホストコンピュータからの開始指示を受けて、前記制御コンピュータが、前記複数の画像取得コンピュータのそれぞれに対し撮像指示を出力し、
前記制御コンピュータからの撮像指示を受けて、各画像取得コンピュータが、前記撮像素子から撮像データを取得し画像データを生成する処理を開始する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡装置。
【請求項４】
前記複数の画像取得コンピュータのうちの一つが、前記制御コンピュータを兼ねていることを特徴とする請求項３に記載の顕微鏡装置。
【請求項５】
前記複数の画像取得コンピュータのうちの一つが、前記ホストコンピュータを兼ねている
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の顕微鏡装置。
【請求項６】
撮像に使用される撮像素子の数と、前記画像取得コンピュータの数が、同じである
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項７】
前記複数の画像取得コンピュータのそれぞれは、前記画像データを、当該画像データの合焦位置を示す合焦位置情報とともに、前記記憶装置に格納する
ことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項８】
前記画像取得コンピュータに撮像データを入力するためのインターフェイスは、シリアルインターフェイスであり、
前記撮像素子と前記画像取得コンピュータのあいだに、前記撮像素子から出力される撮像データを一旦メモリに記憶し、前記画像取得コンピュータのシリアルインターフェイスに応じた速度でデータを出力する、撮像データインターフェイスが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項９】
前記撮像データインターフェイスは、前記撮像素子から出力される撮像データに、当該撮像データの合焦位置を示す合焦位置情報を付加し、前記合焦位置情報が付加された撮像
データを前記画像取得コンピュータに出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記撮像素子の数が、前記画像取得コンピュータの数よりも多く、
前記複数の撮像素子のうちいずれの撮像素子からの出力を前記画像取得コンピュータに入力するかの切り換えを行う切り換え器をさらに有する
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項１１】
前記顕微鏡装置は、検体から合焦位置の異なるＬ枚の画像データを取得するモードを有するものであり（Ｌは２以上の自然数）、
Ｍ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＮ回実行することにより、合焦位置の異なるＬ枚の画像データを取得する（Ｍ、Ｎは、Ｌ＝Ｎ×Ｍを満たす自然数）
ことを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項１２】
前記顕微鏡装置は、深い被写界深度で合焦位置の異なるＰ枚の画像データを取得する第１のモードと、浅い被写界深度で合焦位置の異なるＴ×Ｐ枚の画像データを取得する第２のモードとを有するものであり（Ｐ、Ｔは２以上の自然数）、
第１のモードでは、Ｑ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＲ回実行することにより、合焦位置の異なるＰ枚の画像データを取得し（Ｑ、Ｒは、Ｐ＝Ｒ×Ｑを満たす自然数）、
第２のモードでは、Ｑ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＴ×Ｒ回実行することにより、合焦位置の異なるＴ×Ｐ枚の画像データを取得する
ことを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項１３】
前記複数の撮像素子は、一つの半導体チップに形成された複数のラインセンサであり、
前記半導体チップを光学系の光軸に垂直な面に対し斜めに実装することにより、前記複数のラインセンサの合焦位置を互いに異ならせている
ことを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項１４】
前記複数の撮像素子は、複数のエリアセンサであり、
光学系からの光路長をエリアセンサごとに異ならせることにより、前記複数のエリアセンサの合焦位置を互いに異ならせている
ことを特徴とする請求項１〜１２のうちいずれか１項に記載の顕微鏡装置。
【請求項１５】
検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データを取得する顕微鏡装置の制御方法であって、
合焦位置が互いに異なる複数の撮像素子を用いて、前記検体の複数の合焦位置を撮像するステップと、
前記複数の撮像素子から出力される撮像データを複数の画像取得コンピュータに入力するステップと、
前記複数の画像取得コンピュータが、入力された撮像データから画像データを生成し、生成した画像データを記憶装置に格納する処理を、並列に実行するステップと、
を含むことを特徴とする顕微鏡装置の制御方法。
【請求項１６】
前記顕微鏡装置は、検体から合焦位置の異なるＬ枚の画像データを取得するモードを有するものであり（Ｌは２以上の自然数）、
前記モードでは、Ｍ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＮ回実行することにより、合焦位置の異なるＬ枚の画像データを取得する（Ｍ、Ｎは、Ｌ＝Ｎ×Ｍを満たす自然数）
ことを特徴とする請求項１５に記載の顕微鏡装置の制御方法。
【請求項１７】
前記顕微鏡装置は、深い被写界深度で合焦位置の異なるＰ枚の画像データを取得する第１のモードと、浅い被写界深度で合焦位置の異なるＴ×Ｐ枚の画像データを取得する第２のモードとを有するものであり（Ｐ、Ｔは２以上の自然数）、
第１のモードでは、Ｑ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＲ回実行することにより、合焦位置の異なるＰ枚の画像データを取得し（Ｑ、Ｒは、Ｐ＝Ｒ×Ｑを満たす自然数）、
第２のモードでは、Ｑ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＴ×Ｒ回実行することにより、合焦位置の異なるＴ×Ｐ枚の画像データを取得する
ことを特徴とする請求項１５に記載の顕微鏡装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡装置に関し、特に、検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データを取得する顕微鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、病理分野においては、光学顕微鏡の代替として、被検試料（検体）を撮像して得られたディジタル画像をディスプレイ上で観察・診断するシステムが注目を集めている。このシステムは、ディジタル顕微鏡システムやバーチャル・スライド・システムなどと呼ばれている。検体には厚みがあること、顕微鏡の被写界深度は極めて浅いことなどから、一つの検体に対して、物体側の合焦位置を少しずつ異ならせた複数枚の２次元画像データを取得する、という操作が行われることがある。かかる操作によって得られた２次元画像データ群を本明細書では「Ｚスタック画像データ」と呼び、Ｚスタック画像データを構成する各層の２次元画像データを「レイヤー画像データ」と呼ぶ。
【０００３】
Ｚスタック画像データを取得するディジタル顕微鏡システムについては、特開２００６−１１４４６号公報（特許文献１）、特表２００９−５２６２７２号公報（特許文献２）に開示されている。特開２００６−１１４４６号公報（特許文献１）では、撮像素子であるラインセンサの合焦位置を移動し、ステージを副走査方向に移動しながら撮像することにより、必要な合焦位置のＺスタック画像データを取得することが開示されている。また、特表２００９−５２６２７２号公報（特許文献２）では、合焦位置の異なる複数のラインセンサを実装し、前記複数のラインセンサの撮像出力を読み込み、高速にＺスタック画像データを取得するディジタル画像収集システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１４４６号公報
【特許文献２】特表２００９−５２６２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術のように、合焦位置の異なる複数の撮像素子を用いれば、複数レイヤーの撮像を一度に行うことが可能となる。しかしながら、複数の撮像素子から出力される大量の撮像データを処理するには、高速な画像処理回路や広帯域のデータ伝送路などが必要とされる。言い換えると、通常の画像処理回路やデータ伝送路を用いた場合には、撮像データ取得後の処理がボトルネックとなり、複数レイヤーの同時撮像による利点を活かしきれないのである。とはいえ、専用の高速な画像処理回路やデータ伝送路を用いるとなると、開発コストや装置コストの上昇をまねくという問題がある。この問題は、撮像素子の数が増えるほど（つまり一度に撮像する層数が増えるほど）顕著となる。また、専用の画像処理回路やデータ伝送路を用いると、顕微鏡装置のバリエーション展開やバージョンアップ（機能拡張）などへの柔軟な対応が難しい、という問題もある。なお、上述した特許文献１、２では、画像処理回路やデータ伝送路の具体的な構成については何ら開示されていない。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、合焦位置の異なる複数の画像データを効率的に取得可能なディジタル顕微鏡装置を簡易な構成で実現し得る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一態様は、検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データを取得する顕微鏡装置であって、合焦位置が互いに異なる複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子から出力される撮像データから画像データを生成する複数の画像取得コンピュータと、を備え、前記複数の画像取得コンピュータのそれぞれは、生成した画像データを格納する記憶装置を有しており、合焦位置の異なる複数の画像データの生成、及び、各画像データの記憶装置への格納が、前記複数の画像取得コンピュータによって並列に実行されることを特徴とする顕微鏡装置である。
【０００８】
本発明の第二態様は、検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データを取得する顕微鏡装置の制御方法であって、合焦位置が互いに異なる複数の撮像素子を用いて、前記検体の複数の合焦位置を撮像するステップと、前記複数の撮像素子から出力される撮像データを複数の画像取得コンピュータに入力するステップと、前記複数の画像取得コンピュータが、入力された撮像データから画像データを生成し、生成した画像データを記憶装置に格納する処理を、並列に実行するステップと、を含むことを特徴とする顕微鏡装置の制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合焦位置の異なる複数の画像データを効率的に取得可能なディジタル顕微鏡装置を簡易な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作フローを示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例の構成を示す図。
【図４】合焦位置情報を画像データに付加する実施形態の構成を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態の構成を示す図。
【図６】Ｚスタック画像データを簡便に説明するための模式図。
【図７】レイヤー画像データを取得する合焦位置平面を説明するための図。
【図８】従来のＺスタック画像データの取得方法を説明するための図。
【図９】本発明の第３の実施形態を説明するための図。
【図１０】本発明の第３の実施形態を説明するための図。
【図１１】本発明の第５の実施形態を説明するための図。
【図１２】本発明の第６の実施形態を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ディジタル顕微鏡システムに適用される顕微鏡装置に関するものであり、詳しくは、検体を撮像して合焦位置の異なる複数の画像データ（Ｚスタック画像データ）を取得する機能をもつ顕微鏡装置に関する。本発明の装置では、合焦位置が互いに異なる複数の撮像素子（ラインセンサ、エリアセンサなど）から出力される撮像データを高速に処理するために、画像処理回路として、複数の画像取得コンピュータを実装する。そして、合焦位置の異なる複数の画像データの生成、各画像データの記憶装置への格納などの処理を、複数の画像取得コンピュータが並列に実行することにより、高速な処理を実現する。このとき、各画像取得コンピュータ内の記憶装置に画像データを一時的に格納し、データ伝送路の負荷が分散するようなタイミングで、それらの画像データを外部装置に伝送するようにすれば、高効率なデータ伝送が可能となる。また、同一の画像取得コンピュータを複数台用いる構成とすれば、開発コスト及び装置コストを抑えることができると共に、撮像素子及び画像取得コンピュータを増減することで一度に取得可能な画像データの数を変更できるという利点もある。これにより、Ｚスタック画像データの取得速度や層数などの仕様が異なるバリエーションを開発したり、バージョンアップが容易な（すなわち拡張性
の高い）装置を提供したりするのが簡単になる。
以下に図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
（Ｚスタック画像データ）
初めに、ディジタル顕微鏡システムにより撮像されたＺスタック画像データについて説明する。
【００１３】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、Ｚスタック画像データを簡便に説明するための模式図である。図６（ａ）は３つのレイヤー画像から構成されるＺスタック画像データを模式的に示した図である。図６（ｂ）は各々のレイヤー画像が見えるように分かりやすく模式的に示した図である。もちろん、レイヤー画像の数は３つに限るものではなく、観測者の要求するレイヤー数（所望のレイヤー数）でＺスタック画像データを作成することができる。
【００１４】
図６（ａ）、図６（ｂ）において、１００ａ，１００ｂ，１００ｃは各層のレイヤー画像データを模式的に示す。各々のレイヤー画像データ１００ａ，１００ｂ，１００ｃは、焦点位置（合焦位置）を変えて撮影されたものであり、各レイヤー画像データには検体の断面に相当する検体像１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃが現れている。各レイヤー画像データ１００ａ〜１００ｃは二次元画像データであり、各々の画素は、例えばＲＧＢ、８ｂｉｔのデータにより構成される。このＺスタック画像データは、検体の三次元構造を表す三次元画像データということができる。つまり、Ｘ，Ｙ方向が各レイヤー画像の平面方向に対応し、Ｚ方向が奥行き方向（光軸方向）に対応する。なお、Ｚスタック画像データの一部のデータを抜き出して、層数の異なるＺスタック画像データや、平面方向のサイズが異なるＺスタック画像データを生成することもできる。
【００１５】
Ｚスタック画像データは、観察用ソフトウエアであるビューアによって表示する。ビューアでは、例えば観測者がマウス等のポインティングデバイスにより指定した層の画像データを表示したり、画像処理によって被写界深度（画像のボケ量）を擬似的に変えたり、あるいは検体を三次元的に表示したりすることができる。これにより、観察者が検体の三次元構造の観察を好適に行うことを可能にする。
【００１６】
更に、Ｚスタック画像データの各層を取得する合焦位置平面について、図７を用いて詳しく説明する。図７の横軸は検体の合焦位置平面方向（Ｘ，Ｙ方向）、縦軸は光学系の光軸方向（Ｚ方向：合焦位置平面に垂直な方向）である。図７では観測者の要求する所望の層数を８層（Ｚ１〜Ｚ８）として示した。もちろん８層より少ない又は多い数を指定してもかまわない。図７において、線１０２ａ、１０２ｂは検体の存在範囲を表しており、線１０２ａが存在範囲の上端（光学系に最も近い位置）、線１０２ｂが存在範囲の下端（光学系から最も遠い位置）を表す。すなわち観測すべき検体は線１０２ａと線１０２ｂに挟まれた部分に存在することを示している。図７において、縦軸の目盛は光軸方向（Ｚ方向）の位置を示しており、点線は合焦位置平面を示している。この８層の合焦位置平面の間隔は、例えば顕微鏡の光学系の被写界深度よりやや狭く選ぶと良い。合焦位置平面の間隔を被写界深度よりやや狭く選べば、線１０２ａと線１０２ｂに挟まれた範囲に存在する検体に対して、少なくとも１つの層ではピントの合った画像データを取得できる。もし合焦位置平面の間隔を被写界深度より広く選べば、どの層も検体のピントが合っていない可能性があるため、検体の撮像には不向きである。
【００１７】
（従来のＺスタック画像データの取得方法）
例えば、特開２００６−１１４４６号公報（特許文献１）では、合焦位置をＺ方向に切り換えながら撮像を繰り返すことにより、各層のレイヤー画像データを取得している。図８（ａ）を用いて、特開２００６−１１４４６号公報（特許文献１）におけるＺスタック画像データの取得方法を説明する。図８（ａ）のグラフとグラフの軸、各符号は図７で示
したものと同じ意味を示している。この方法では、Ｚ１からＺ８に合焦位置を順番に移動し、８回の撮像を実行することによって、８層のＺスタック画像データを取得する。図８（ａ）では、Ｚ１に合焦位置を移動しＺ１の画像データを取得する場合を判り易く図示するために、Ｚ１の合焦位置の点線を太線で示した。この場合、合焦位置を移動するための時間を無視しても、８層のＺスタック画像データの取得時間は、１つの層の画像データの取得時間の８倍であることが容易にわかる。
【００１８】
図８（ｂ）に、特表２００９−５２６２７２号公報（特許文献２）におけるＺスタック画像データの取得方法を示す。同文献では、合焦位置の異なる複数のラインセンサを実装し、前記複数のラインセンサの撮像出力を読み込み、高速にＺスタック画像データを取得している。図８（ｂ）を用いてＺスタック画像データの取得方法を説明する。図８（ｂ）は図８（ａ）で示したグラフとグラフの軸、各符号は同じ意味を示している。図８（ｂ）では、合焦位置の異なる８つのラインセンサの合焦位置をＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６，Ｚ７，Ｚ８になるように移動し、Ｚ１からＺ８の８つの合焦位置の画像データを並列に（略同時に）取得する。もちろん、８つのラインセンサの合焦位置の間隔はあらかじめ所望の間隔に定められており、不図示のステージの光軸方向の調節により、各ラインセンサの合焦位置を所望の位置に移動する。
【００１９】
図８（ｂ）において、画像データを取得できる合焦位置を太線の点線でわかり易く示した。特表２００９−５２６２７２号公報（特許文献２）では、Ｚ１からＺ８各々に合焦する撮像素子を複数（８つ）設け、並列に撮像を行い、Ｚスタック画像データを取得する。この場合、実質的に１回の撮像で８層の画像データを撮像できるので特許文献１の方法に比べ約８倍の速度でＺスタック画像データを得ることができる。
【００２０】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態におけるＺスタック画像データの取得方法は、図８（ｂ）に示したように、合焦位置の異なる複数の撮像素子を用いて、一つの検体の複数の合焦位置平面を並列に撮像し、所望の層数のレイヤー画像データを略同時に取得する方法である。ここで「略同時」と記載した理由は、撮像素子（ラインセンサ）の副走査方向の位置に違いがあるため、層毎に、撮像開始時刻及び撮像終了時刻に若干の時間ずれがあるからである。すなわち厳密には層毎の画像データの取得時刻は同時にはならないが、１回のスキャン（副走査、つまり、検体と撮像素子群の相対移動）で複数のレイヤー画像データが得られるため、「同じスキャンで」という意味で「略同時に」という表現を使用する。
【００２１】
第１の実施形態の特徴は、このようなＺスタック画像データの取得方法を容易に実現するためのディジタル顕微鏡装置（撮像装置）の構成上の工夫にある。詳しくは、第１の実施形態の顕微鏡装置は、撮像素子から出力される撮像データを画像データに変換し、自身の記憶装置に一時的に保持する機能をもつ画像取得コンピュータ（画像処理回路）を、撮像素子毎に設け、各層の画像データを並列に取得・処理する。
【００２２】
（顕微鏡装置の構成）
以降、図を用いて、第１の実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態の顕微鏡装置の構成を示す図である。図１において、１は対物レンズ等の光学系であり、２は撮像ユニットである。撮像ユニット２は、合焦位置の異なる複数の撮像素子（ラインセンサ）２ａ，２ｂ，２ｃから構成される。例えば、撮像ユニット２は、１つの半導体チップ（ダイ）で実現され、ダイ上に複数のラインセンサが主走査方向に平行に形成されている半導体チップであると好適である。この半導体チップを光学系１の光軸に垂直な面に対し斜めに実装することで、光学系１から各ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃまでの光路長（光学距離）を少しずつずらし、各々の合焦位置を異
ならせることができる。図１の例では、光学系１から各ラインセンサまでの光路長はラインセンサ２ｃが最も短く、ラインセンサ２ｂが最も長くなる様に実装してある。したがって、物体側の合焦位置はラインセンサ２ｃが最も深く（光学系１から最も遠く）、ラインセンサ２ｂが最も浅く（光学系１から最も近く）なっている。３はステージであり、不図示の検体を保持し、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの主走査方向に垂直な方向（副走査方向）にラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの撮像に同期して移動する。副走査に伴い、各ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃからは対応する合焦位置平面の１ライン分の撮像データが出力される。図１では、紙面に垂直な方向が主走査方向であり、紙面に平行かつ水平な方向（白抜き矢印の方向）が副走査方向である。検体の形態は任意であるが、例えば、スライドグラス上に検体を載置し、カバーグラスで固定したプレパラート（スライドとも呼ばれる）が好適である。
【００２４】
４は制御コンピュータであり、ステージ３の制御等を行う。４ａ，４ｂ，４ｃは画像取得コンピュータである。画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃはラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃと一対一になるように設けられており、各々独立にラインセンサから出力される撮像データ（ロウデータ）を受け取り、現像等の必要な画像処理を施して画像データを生成する。画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ内部に記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃを有しており、生成した画像データを記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃに一時的に保持することができる。記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃとしては、ハードディスクドライブ装置、ソリッドステートドライブ装置等の不揮発性の記憶装置が好適である。５はホストコンピュータであり、撮像の開始の指示等、顕微鏡装置全体の統括制御を行う。
【００２５】
制御コンピュータ４、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃ、ホストコンピュータ５は、もちろん、一般的なＣＰＵを用いたパーソナルコンピュータや産業用コンピュータ等をそのまま使用して実現してもかまわない。また、一部あるいは全てのコンピュータを、本発明の機能を達成できるハードウエアで構成してもよい。ハードウエアとしては、ＦＰＧＡを用いると好適である。ＦＰＧＡを用いハードウエア化する場合、全ての機能を論理回路（ハードウエア）で実現しても良いし、より好ましくは、全ての機能を論理回路（ハードウエア）で実現するのでなく、一部の機能をマイクロプログラムに展開し、マイクロコードにより論理回路を制御し必要な機能を実現すると良い。６はネットワーク（データ伝送路）、７は合焦位置情報を送る制御線である。
【００２６】
（顕微鏡装置の動作）
図２に本発明の第１の実施形態の顕微鏡装置の動作フローを示す。上記構成において、ステージ３上の検体のＺスタック画像データを得るフローを図１、図２に基づいて説明する。
【００２７】
初めに、ホストコンピュータ５は制御コンピュータ４にネットワーク６を介して開始指示を出力する（ステップＳＴ１００）。開始指示を受け取った制御コンピュータ４はステージ３の光軸方向位置の調節を行い、所望の位置に合焦位置の移動を行う（ステップＳＴ２００、ＳＴ２０１）。もちろん、光学系１の調節を行い合焦位置の移動を行っても良い。本発明では、ステージ３の光軸方向位置の調節機構や光学系１の調節機構を合焦位置調節手段とも呼ぶ。そして、制御コンピュータ４はステージ３に移動指示を出力し、以後に説明するラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの撮像に同期してステージ３（図２には不図示であるが）を副走査方向に移動させる。
【００２８】
次に制御コンピュータ４は、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃにネットワーク６を介して撮像指示を出力する（ステップＳＴ２０２）。撮像指示を受けた画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃは、例えば制御コンピュータ４より制御線７を介して各々が対応するラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの合焦位置情報を得る（ステップＳＴ３００，ＳＴ３
０１）。合焦位置情報とは、各ラインセンサで撮像される合焦位置（Ｚ位置）、つまり各ラインセンサから出力される撮像データが検体のどの深さの層に対応するか、を示す情報である。合焦位置情報の形式は問わないが、光学系からのＺ方向距離、検体の表面からの深さ（又は底面からの高さ）、あるいは層の番号（図７のＺ１〜Ｚ８のようなインデックス情報）などを用いることができる。画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃは、対応するラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの撮像データを受け取り、画像処理を行い画像データに変換する。画像データは、各々の画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃが持つ記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃに格納される（ステップＳＴ３０２，ＳＴ３０３，ＳＴ３０４）。なお、画像処理の例としてはラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの出力である撮像データのオフセット除去や、マトリクス演算によるＲＧＢデータへの変換、更にＪＰＥＧデータ等への圧縮、合焦位置情報やその他の情報の付加などがある。またラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの生データであるロウデータへの適切なファイル形式へのフォーマット変換や、ファイルやデータへの合焦位置情報の付加等の処理も広い意味で本発明の画像処理である。特に合焦位置情報を画像データに付加することは、画像データと合焦位置の対応を付けることを可能にする利点がある。例えば、画像データのヘッダーに合焦位置情報が付加されていれば、別のコンピュータや別の人がこの画像データを取り扱う際に、画像データそれ自身から正確な合焦位置情報を得ることができるので、データの利便性が高まる。
【００２９】
本実施形態では、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃの各々が、自身の記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃに画像データを一時的に記憶するようにしている。そして、各画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃの記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃに格納された各層の画像データは、データ伝送路であるネットワーク６を介し、ネットワークの伝送負荷が分散するようなタイミングで（例えば、一層ずつ順番に伝送するなど）、外部装置に伝送される。この構成は、画像取得コンピュータが外部装置（大容量ストレージや画像処理装置など）に対して、都度、画像データを伝送する構成に比べ、ネットワーク６のトラフィックをなくすことができる。そのため、本実施形態の構成は、層数が多いＺスタック画像データを取得する際（つまり、より多くのラインセンサを使用してＺスタック画像データを取得する場合）、ネットワーク６がボトルネックになることを防ぎ、高速かつ安定した処理を実現できる。言い換えると、画像取得コンピュータ毎に記憶装置を設けていない場合には、データ伝送時間や伝送エラーの発生を考慮しつつスキャン（副走査）速度を設定する必要があるが、本実施形態ではその必要がない。
【００３０】
決められた領域の撮像が終わると、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃは各々撮像終了信号を制御コンピュータ４にネットワーク６を介して出力する（ステップＳＴ３０５）。制御コンピュータ４は全ての画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃの撮像終了信号を受信すると、ホストコンピュータ５に対してネットワーク６を介して終了信号を出力する（ステップＳＴ２０６，ＳＴ２０７）。終了信号を受信したホストコンピュータ６はＺスタック画像データの撮像を終了したことを確認し、次の撮像に備える（ステップＳＴ１０１）。
【００３１】
また、ホストコンピュータ６は撮像した画像データを観察するため（画像データによる検体の観察や診断を支援するため）のソフトウエアを有してもよい。この場合、ホストコンピュータ６は、上述のステップＳＴ１０１以降に画像データを観察するソフトウエアを起動して、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃの記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃに記憶されている画像データを、ネットワーク６を介して入手し、表示すると良い。この場合、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃで行う画像処理として、ＪＰＥＧ圧縮等の非可逆圧縮や、他の可逆圧縮等を用いて画像データのサイズを低減することが望ましい。画像データのサイズを低減することによってネットワーク６の通信負荷を下げることが可能になり、ネットワーク６がボトルネックになることを防ぐことができるからである。
【００３２】
第１の実施形態では、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃと制御コンピュータ４を異なるコンピュータで実現する実施形態を示したが、制御コンピュータ４の機能をいずれかの画像取得コンピュータが兼ねることで、制御コンピュータ４を省いた構成であっても良い。例えば、図２に示したフローにおいて、制御用コンピュータ４のフローを画像取得コンピュータ４ａが行う。そして、画像取得コンピュータ４ｂ，４ｃはフロー通り動作する。画像取得コンピュータ４ａは前述した制御コンピュータ４のフローと、撮像データを取得し、画像処理を行い、記憶装置に記憶する画像取得コンピュータ４ａのフローも行う（ステップＳＴ２０３、ＳＴ２０４，ＳＴ２０５）。このようにすることで、コンピュータを少なくすることが可能となり、コストを下げることができる。さらに、同様にホストコンピュータ５の機能を画像取得コンピュータ４ａが兼ねても良い。この場合、さらにコンピュータを少なくすることができる。
【００３３】
次に、第１の実施形態の変形例を、図３に基づいて説明する。図３は第１の実施形態の変形例の構成を示す図である。図１ですでに説明した符号の説明は省略する。図１に示した顕微鏡装置では、制御コンピュータ４がステージ３もしくは光学系１を制御して光軸方向の合焦位置を調節し、その合焦位置情報を制御線７を介して画像取得コンピュータ４ａ〜４ｃに通知した。これに対し、図３に示す顕微鏡装置では合焦位置は固定であり、各ラインセンサの合焦位置は装置のアセンブル時に決められ、合焦位置情報は各画像処理コンピュータにプリセットされるものとする。
【００３４】
図３において、７ａ，７ｂ，７ｃは合焦位置情報を設定するディップスイッチである。このスイッチ７ａ，７ｂ，７ｃは、図１における制御線７の代わりに、画像取得コンピュータ各々が受信する撮像データの合焦位置情報を設定するためのものである。例えば、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれ合焦位置Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃとなるよう設置される場合、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃにそれぞれＬａ，Ｌｂ，Ｌｃを示す合焦位置情報が入力されるように、各スイッチ７ａ，７ｂ，７ｃが設定される。これにより、図１、図２で述べたのと同様の動作を行うことができる（ただし、図２のＳＴ２０１では合焦位置の移動は行わない）。
【００３５】
図３では、合焦位置をスイッチ７ａ，７ｂ，７ｃで設定したが、もちろんＲＯＭや、配線で論理を決定しても良い。このような構成によって、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの設置と同時に、合焦位置情報をハードウエア的に決定できるので、制御コンピュータのプログラムにより決定する構成に比べ、設計ミス等が少なくなる利点がある。
【００３６】
さらに、第１の実施形態の他の有効な変形例について説明する。例えば、合焦位置情報を送る制御線７やスイッチ７ａ，７ｂ，７ｃの配線と、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの撮像データと、を同一のコネクタ等に実装する形態が好ましい。このような実装を行うことによって、例えば、画像取得コンピュータの交換等の作業におけるコネクタの差し間違いがあったとしても、画像取得コンピュータは合焦位置と撮像データの対応を間違えることはない。結果として、画像取得コンピュータは合焦位置と撮像データの対応が正しい状態を保つことができる利点がある。さらに好適な実施形態として、合焦位置情報をラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの撮像データに重畳して、画像取得コンピュータに送る方法がある。この場合、例えば撮像データの同期期間やブランキング期間に撮像データの代わりに、合焦位置情報を送ったり、撮像データの先頭にヘッダー情報として付加すると良い。これらの構成によれば、コネクタの接続の間違いによる合焦位置情報と撮像データが合致しなくなるような問題を避けることができるので、顕微鏡装置のアセンブル作業の効率化、メンテナンス性の向上などを図ることができる。
【００３７】
図４に合焦位置情報をヘッダー（フッター）情報として付加する実施形態の構成を示す。図１ですでに説明した符号の説明は省略する。図４において、８ａ，８ｂ，８ｃはライ
ンセンサの撮像データの出力を一旦メモリに記憶し所望のタイミングで出力する撮像データインターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。具体的には、内部にＦＩＦＯ型等のメモリを有し、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃの撮像データの出力を一旦メモリに記憶し、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃに順番通り所望のタイミングで出力する動作を行う。図４のその他の動作は、前述した図１や図３の装置と同じであるので、説明は省略する。
【００３８】
図４は、画像取得コンピュータの撮像データの入力端子として、汎用の高速シリアルインターフェイス（Ｉ／Ｆ）を想定した場合に特に有効な構成である。汎用シリアルＩ／Ｆとして、ＩＥＥＥ１３９４ａ／ｂやＵＳＢ２．０／ＵＳＢ３．０、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ等が好適である。なお、電気信号による通信でなく、光信号による通信を利用することも好適である。このような汎用シリアルＩ／Ｆを使用したコンピュータによるデータの入力は、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃが出力する撮像データに同期して行うのは効率が悪い。そのため、ラインセンサ２ａ，２ｂ，２ｃが出力する撮像データを一旦メモリに記憶し（バッファリング）、記憶された撮像データを画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃの汎用シリアルＩ／Ｆの要求速度（仕様に応じた伝送速度）で出力すると好適である。このような構成を実現する撮像データＩ／Ｆ８ａ，８ｂ，８ｃを設けることによって、汎用シリアルＩ／Ｆを用い、好適に撮像データを画像取得コンピュータに読み込むことが可能となる。
【００３９】
さらに撮像データＩ／Ｆ８ａ，８ｂ，８ｃは、合焦位置情報を撮像データの先頭にヘッダー情報として（または撮像データの最後にフッター情報として）付加する機能を有する。また、ヘッダー情報で付加しなくとも撮像データの合焦位置情報が分かるような付加方法であればどのような構成であっても良い。例えば、汎用シリアルＩ／Ｆの別のアドレスのデータとして合焦位置情報が画像取得コンピュータから読み込みできる様にしても良い。その結果、コネクタの接続の間違いによる合焦位置情報と撮像データが合致しなくなるような問題を避けることができるので、合焦位置情報が合致した画像データを記憶装置に記憶することができる。
【００４０】
以上説明した様に、本発明の第１の実施形態の構成は、異なる合焦位置に設置した複数のラインセンサを用いて、１回のスキャンにより所望の層数からなるＺスタック画像データを取得するディジタル顕微鏡装置に好適である。このような構成のディジタル顕微鏡装置において、ラインセンサと同数の画像取得コンピュータを実装し、複数の層の撮像データの取得・画像処理・画像データの記憶を並列に行うことによって、簡単な構成で高速にＺスタック画像データを取得することができる。もちろん、層数が多くても、１層の撮像データの取得とほぼ変わらない時間で撮像を行うことができる。例えば２０層のＺスタック画像データを取得したい場合、本実施形態では、２０個のラインセンサを所望の合焦位置に実装し、ラインセンサの出力である撮像データを２０台の画像取得コンピュータを使用し画像処理する。これにより、層毎に順にスキャンする方法に比べ、２０倍の処理速度でＺスタック画像データを取得できる。このように、本実施形態で提案する手法は、同じ構成の画像取得コンピュータと撮像素子を複数実装するだけと言う簡単な構成で、Ｚスタック画像データの高速な取得を可能にする効果がある。そして、同じ構成の画像取得コンピュータを用いて装置構成をシンプルにしたことで、装置コストの低減、アセンブルやメンテナンスの容易化などの効果も得られる。
【００４１】
＜第２の実施形態＞
次に本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態は、複数のラインセンサでスキャンすることで、複数枚のレイヤー画像データを略同時に取得する方式であったのに対し、第２の実施形態は、合焦位置の異なる複数のエリアセンサを用いて複数枚のレイヤー画像データを同時に取得する方式である。
【００４２】
以降、図を用いて、第２の実施形態について詳細に説明する。
【００４３】
図５は、本発明の第２の実施形態のディジタル顕微鏡装置の構成を示す図である。図５において、第１の実施形態と同様の構成部分には図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。図５において、１ａ，１ｂはハーフミラー、９ａ，９ｂ，９ｃはエリアセンサである。ハーフミラー１ａ，１ｂは、光学系１により導かれた検体の光像を別々の光路に分けるための光学装置である。エリアセンサ９ａ，９ｂ，９ｃは、光学系１からの光路長が互いに異なるように設置されている。図５の例では、光学系１から各エリアセンサまでの光路長はエリアセンサ９ｃが最も短く，ラインセンサ９ｂが最も長くなる様に実装してある。したがって、物体側の合焦位置はラインセンサ９ｃが最も深く（光学系１から最も遠く）、ラインセンサ９ｂが最も浅く（光学系１から最も近く）なるようになっている。ハーフミラー１ａ，１ｂの光学特性は、各エリアセンサ９ａ，９ｂ，９ｃに導かれる光の強度が等しくなるように設定されているとよい。これにより各層のレイヤー画像データの品質（ＳＮ比）を揃えることができるからである。
【００４４】
第２の実施形態の顕微鏡装置の動作フローは第１の実施形態のものと概ね同じである。図２を用いて、第２実施形態の動作フローに基づいて以下に説明する。
【００４５】
初めに、ホストコンピュータ５は制御コンピュータ４にネットワーク６を介して開始指示をする（ステップＳＴ１００）。開始指示を受け取った制御コンピュータ４は合焦位置調節手段により合焦位置を移動する（ステップＳＴ２００、ＳＴ２０１）、そして、以後に説明するエリアセンサの撮像を行う。
【００４６】
次に制御コンピュータ４は、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃにネットワーク６を介して撮像指示を出力する（ステップＳＴ２０２）。撮像指示を受けた画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃは、例えば制御コンピュータ４より制御線７を介して各々が対応するエリアセンサ９ａ，９ｂ，９ｃの合焦位置情報を得る（ステップＳＴ３００，ＳＴ３０１）。もちろん前述したように、スイッチにより合焦位置情報を指定したり、同期期間や撮像データに合焦位置情報を付加する方法も好適である。画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃは、対応するエリアセンサ９ａ，９ｂ，９ｃの撮像データを受け取り、画像処理を行い画像データに変換し、各々の画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃが持つ記憶装置４０ａ，４０ｂ，４０ｃに記憶する（ステップＳＴ３０２，ＳＴ３０３，ＳＴ３０４）。前述したように、本実施形態の構成は、層数が多いＺスタック画像データを取得する際（多くの層数のエリアセンサを使用する場合）、ネットワーク６がボトルネックになることを防ぐことができる。
【００４７】
撮像が終わると、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃは各々撮像終了信号を各々制御コンピュータ４にネットワーク６を介して出力する（ステップＳＴ３０５）。制御コンピュータ４は全ての画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃの撮像終了信号を受信すると、ホストコンピュータ５に対して、ネットワーク６を介して終了信号を出力する（ステップＳＴ２０６，ＳＴ２０７）。終了信号を受信したホストコンピュータ６はＺスタック画像データの撮像を終了したことを確認し、次の撮像に備える（ステップＳＴ１０１）。
【００４８】
第１の実施形態同様、第２の実施形態においても、画像取得コンピュータ４ａ，４ｂ，４ｃと制御コンピュータ４を異なるコンピュータで実現する実施形態を示した。しかし制御コンピュータ４の機能をいずれかの画像取得コンピュータ（例えば４ａ）が実現し、制御コンピュータ４を省いた構成であっても良い。さらに、同様にホストコンピュータ５の機能を画像取得コンピュータ４ａが兼ねても良い。この場合、さらにコンピュータを少なくすることができる。
【００４９】
以上説明した様に、本発明の第２の実施形態の構成は、異なる合焦位置に設置した複数のエリアセンサを用いて、１ショットにより所望の層数からなるＺスタック画像データを取得するディジタル顕微鏡装置に好適である。このような構成のディジタル顕微鏡装置において、エリアセンサと同数の画像取得コンピュータを実装し、複数の層の撮像データの取得・画像処理・画像データの記憶を並列に行うことによって、簡単な構成で高速にＺスタック画像データを取得することができる。層数が多くても、１層の撮像データの取得とほぼ変わらない時間で撮像を行うことができることは、第１の実施形態で説明したとおりである。このように、本実施形態で提案する手法は、同じ構成の画像取得コンピュータと撮像素子を複数実装するだけと言う簡単な構成で、Ｚスタック画像データの高速な取得を可能にする効果がある。そして、同じ構成の画像取得コンピュータを用いて装置構成をシンプルにしたことで、装置コストの低減、アセンブルやメンテナンスの容易化などの効果も得られる。
【００５０】
＜第３の実施形態＞
上述した第１及び第２の実施形態の顕微鏡装置では、Ｚスタック画像データに必要な層数（所望の層数）と同数の撮像素子及び画像取得コンピュータが設けられていた。つまり、２０層のＺスタック画像データを取得する装置の場合は、２０個の撮像素子及び画像取得コンピュータを実装していた。これに対し、次に述べる第３の実施形態は、撮像素子の数が所望の層数より少ない場合の実施形態である。第３の実施形態の顕微鏡装置で使用する撮像素子はエリアセンサであっても、ラインセンサであっても良い。以下、ラインセンサを例に挙げて説明を行う。
【００５１】
第３の実施形態の装置構成は、第１の実施形態のものと実質的に同じである。第１の実施形態と大きく異なる点は、ラインセンサの数である。すなわち所望の層数よりもラインセンサの数が少ない点である。
【００５２】
例えば、図８（ｂ）に示した様に、所望の層数が８層（Ｚ１〜Ｚ８）であると仮定する。第１の実施形態の場合は、８層のレイヤー画像データを略同時に取得するために合焦位置Ｚ１〜Ｚ８に対応する８つのラインセンサ及び画像取得コンピュータを実装する。このように、Ｚスタック画像データの層数とラインセンサ及び画像取得コンピュータの数を一致させることができれば、高速に且つ効率的にＺスタック画像データを撮像できる。
【００５３】
ところが、コスト、装置サイズ、その他の制約により、Ｚスタック画像データの層数と同じ数の撮像素子及び画像取得コンピュータを実装できない場合が想定される。第３の実施形態はそのような場合に好適な実施形態である。
【００５４】
初めに、観測者の要求するＺスタック画像データの層数が８層で、ラインセンサを２つ用いる場合の好適な例を図９（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図９（ａ），（ｂ），（ｃ）において、横軸は検体の合焦位置平面方向（Ｘ，Ｙ方向）、縦軸は光学系の光軸方向（Ｚ方向：合焦位置平面に垂直な方向）、線１０２ａと線１０２ｂは検体の存在範囲の上端と下端である。図９（ａ），（ｂ），（ｃ）において、縦軸の目盛は光軸方向（Ｚ方向）の位置を示しており、点線は各位置における合焦位置平面を示している。図９（ａ），（ｂ），（ｃ）における点線の内、太い点線は対応する合焦位置を持つラインセンサが実装され、略同時にレイヤー画像データを取得できるＺ位置を示す。
【００５５】
図９（ａ）は、所望の層数（８層）に対して２つのラインセンサでＺスタック画像データを取得するのに好適な形態の１つを示している。図９（ａ）に示すように、所望の層数（８層）に対して、自然数（４）分の１の関係である複数（２つ）のラインセンサの合焦位置を合焦位置調節手段により移動し、合焦位置Ｚ１，Ｚ２の撮像データを画像取得コンピュータは入力する。そして、それぞれの画像取得コンピュータは画像処理を行い、記憶
装置に画像データを記憶する。所望の層数（８層）の取得が１回ではできないため、合焦位置調節手段により合焦位置を移動して、Ｚ３，Ｚ４の合焦位置のレイヤー画像データを次に取得する。さらに合焦位置調節手段により合焦位置を移動して、Ｚ５，Ｚ６の合焦位置のレイヤー画像データを次に取得する。最後に合焦位置調節手段により合焦位置を移動して、Ｚ７，Ｚ８の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。４回の合焦位置の移動によって、所望の層数（８層）のＺスタック画像データを取得するものである。この場合、合焦位置情報は、合焦位置調節手段により移動された合焦位置の情報とすると良い。より具体的に説明すれば、１回目の撮像では合焦位置情報はＺ１，Ｚ２であるが、合焦位置調節手段により合焦位置を移動することによって、２回目の撮像ではＺ３，Ｚ４、３回目の撮像ではＺ５，Ｚ６、４回目の撮像ではＺ７，Ｚ８を合焦位置情報として画像取得コンピュータに出力する。
【００５６】
このように、所望の層数に対して、その自然数分の１の数のラインセンサを用い合焦位置を適時移動し撮像することによって、撮像したデータを捨てることなく（すなわち無駄な撮像を行うことなく）効率よく所望の層数のＺスタック画像データを取得することができる。
【００５７】
図９（ｂ），９（ｃ）にも、所望の層数が８層でラインセンサが２つの場合の、前述した例とは異なる各ラインセンサの合焦位置を示している。図９（ｂ）において、初めに図に示したように、合焦位置を移動しＺ１，Ｚ５の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。次に、合焦位置を移動しＺ２，Ｚ６の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。そして、順次、Ｚ３，Ｚ７、そしてＺ４，Ｚ８の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。図９（ａ）同様、４回の合焦位置の移動によって、所望の８層のＺスタック画像データを取得するものである。図９（ｃ）において、初めに図に示したように、合焦位置を移動しＺ１，Ｚ３の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。次に、合焦位置を移動しＺ２，Ｚ４の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。そして、順次、Ｚ５，Ｚ７、そしてＺ６，Ｚ８の合焦位置のレイヤー画像データを取得する。図９（ａ）同様、４回の合焦位置の移動によって、所望の８層のＺスタック画像データを取得するものである。合焦位置情報はもちろん出力する撮像データに対応するＺ１からＺ８である。
【００５８】
次に、所望の層数が８層で、ラインセンサを４つ用いる場合の好適な例を図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）で示したグラフとグラフの軸、各符号は図９と同じ意味を示している。合焦位置の太線は、対応する合焦位置にラインセンサが実装されており、略同時に複数（この場合４つの）の画像データを取得できるＺ位置を意味している。図１０（ａ）は所望の層数（８層）に対して自然数（２）分の１である４つのラインセンサでＺスタック画像データを取得するのに好適な形態の一例である。図１０（ａ）において、初めに、合焦位置調節手段によりラインセンサの合焦位置をＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４に移動し、略同時に４枚のレイヤー画像データを撮像する。次に、合焦位置調節手段によりラインセンサの合焦位置をＺ５，Ｚ６，Ｚ７，Ｚ８に移動し、４枚のレイヤー画像データを撮像する。２回の合焦位置の移動によって、所望の層数（８層）のＺスタック画像データを取得するものである。この場合、１回目の撮像では合焦位置情報はＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４であるが、合焦位置調節手段により合焦位置を移動することによって、２回目の撮像ではＺ５，Ｚ６，Ｚ７，Ｚ８を合焦位置情報として画像取得コンピュータに出力する。
【００５９】
また、図１０（ｂ）も所望の層数（８層）に対して自然数（２）分の１である４つのラインセンサでＺスタック画像データを取得する別の形態の一例である。図１０（ｂ）において、初めに、合焦位置調節手段によりラインセンサの合焦位置をＺ１，Ｚ２，Ｚ５，Ｚ６に移動し、略同時に４枚のレイヤー画像データを撮像する。次に、合焦位置調節手段によりラインセンサの合焦位置をＺ３、Ｚ４，Ｚ７，Ｚ８に移動し、４枚のレイヤー画像デ
ータを撮像する。２回の合焦位置の移動によって、所望の８層のＺスタック画像データを取得するものである。さらに、図１０（ｃ）に所望の層数（８層）に対して自然数（２）分の１である４つのラインセンサでＺスタック画像データを取得する別の形態を示す。図１０（ｃ）において、初めに、合焦位置調節手段によりラインセンサの合焦位置をＺ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７に移動し、略同時に４枚のレイヤー画像データを撮像する。次に、合焦位置調節手段によりラインセンサの合焦位置をＺ２、Ｚ４，Ｚ６，Ｚ８に移動し、４枚のレイヤー画像データを撮像する。２回の合焦位置の移動によって、所望の８層のＺスタック画像データを取得するものである。もちろん、対応する合焦位置情報も撮像データとともに画像取得コンピュータに対して出力するのは言うまでもない。
【００６０】
以上、説明した様に、所望の層数のＺスタック画像データを取得するために以下に示す関係を満たすことが必要であることが分かった。この条件により、必要の無い層の画像データを取得することなく（つまり効率よく）Ｚスタック画像データを取得することが可能になる。
【００６１】
所望の層数（Ｚスタック画像データを構成するレイヤー画像の枚数）がＬの場合、Ｌの自然数（Ｎ）分の１であるＭ個の撮像素子（ラインセンサ）を実装し、略同時にＭ層分のレイヤー画像データの撮像を行う。そして、Ｍ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を変えながらＮ回実行することによって、所望の層数Ｌ枚のＺスタック画像データを撮像する。
【００６２】
すなわち、
Ｌ＝Ｎ×Ｍ        ・・・・・・・・・・式１）
なる関係により、効率よくＺスタック画像データの撮像が行える。
【００６３】
例えば、所望の層数Ｌが８の時、撮像素子の数が３の（すなわち所望の層数の自然数分の１の関係で無い）場合は、合焦位置を３回移動し、合計９層分のレイヤー画像データの取得を行い、必要の無い１層を捨てる。そのため、Ｚスタック画像データの取得を行う際、取得したレイヤー画像データのうちの１つを破棄するという無駄が発生する。すなわち、効率が悪くなってしまう。
【００６４】
更に、複数の撮像素子（ラインセンサ）の合焦位置の間隔は、合焦位置をＮ回移動することで、必要なＬ層のレイヤー画像データを重複なく取得可能であるように設定されていることが望ましい。
【００６５】
以上説明した様に、第３の実施形態では、所望の層数（Ｌ）の自然数（Ｎ）分の１の数（Ｍ）の撮像素子を使用して、Ｎ回の合焦位置の移動及び撮像によって所望の層数（Ｌ）のＺスタック画像データを効率よく取得できるディジタル顕微鏡システムを提供できる。この場合、前出の実施形態に比べ、画像取得時間がＮ倍以上かかるが、必要な撮像素子や画像取得コンピュータの数を１／Ｎ倍に少なくすることができる利点がある。もちろん、第３の実施形態の装置も前出の実施形態と同様な利点を持つ。すなわち、同じ構成の画像取得コンピュータと撮像素子を複数実装するだけと言う簡単な構成で、Ｚスタック画像データの取得を可能にできる効果がある。
【００６６】
＜第４の実施形態＞
本発明の第１の実施形態、第２の実施形態では、Ｚスタック画像データに必要な層数（所望の層数）と同数の撮像素子及び画像取得コンピュータを実装し、高速にＺスタック画像データの取得を行う例について説明した。しかしながら、この構成は、処理速度の高速化のためにハードウエアの量が増加し、コストが増加するという不利がある。一方、ディジタル顕微鏡システムの商品としての要求仕様から、スピードは遅くても良いがコストが
安い方が望まれる場合もある。
【００６７】
本発明の第４の実施形態は、このような商品としてのコスト要求から、ディジタル顕微鏡システムのバリエーション展開を容易に得る方法、及びディジタル顕微鏡システムのバージョンアップ（拡張性）を容易にする方法について示す。
【００６８】
第３の実施形態の顕微鏡装置では、所望の層数（Ｌ）の自然数（Ｎ）分の１の数（Ｍ）の撮像素子でＮ回撮像を行うことによって、効率よくＬ層から構成されるＺスタック画像データを取得できることを示した。
【００６９】
この条件から、撮像素子の数（Ｍ）が所望の層数（Ｌ）の自然数（Ｎ：１，２，・・・）分の１となるように、顕微鏡装置のバリエーション展開をするのが効率的であることがわかった。言い換えると、撮像素子の数（Ｍ）を異ならせた複数機種の顕微鏡装置を用意する場合は、いずれの機種の撮像素子の数（Ｍ）も所望の層数（Ｌ）の自然数（Ｎ）分の１になるように、撮像素子の数を設定するとよい。
【００７０】
例えば、前出した例のように、所望の層数（Ｌ）が８の場合、以下のようにバリエーション展開すると、各々の顕微鏡装置の効率を良くできる（Ｚスタック画像データを取得する際の無駄を省ける）。
Ｌ＝８、Ｎ＝１、Ｍ＝８    ・・・・・・・・・・式２）
Ｌ＝８、Ｎ＝２、Ｍ＝４    ・・・・・・・・・・式３）
Ｌ＝８、Ｎ＝４、Ｍ＝２    ・・・・・・・・・・式４）
【００７１】
上記に示した以外の自然数（Ｎ）では、撮像素子の数Ｍが自然数にならないので、効率が悪くなる（レイヤー画像データの破棄が発生する）。
【００７２】
そのため、ハイエンド機、すなわち高速機では、式２）に示した様に、所望の層数８に対して、撮像素子の数を８個として、１回の合焦位置の移動により全レイヤー画像データを取得する。ミドルエンド機では、式３）に示した様に、所望の層数８に対して、撮像素子の数を４個として、２回の合焦位置の移動により全レイヤー画像データを取得する。この場合、ハイエンド機に比べミドルエンド機は２倍以上の撮像時間がかかるが、撮像素子及び画像取得コンピュータの数を半分にできるのでコストを下げることが可能となる。
【００７３】
更にローエンド機では、式４）に示した様に、所望の層数８に対して、撮像素子の数を２個として、４回の合焦位置の移動により全レイヤー画像データを取得する。この場合、ハイエンド機に比べローエンド機は４倍以上の撮像時間がかかるが、撮像素子及び画像取得コンピュータの数を１／４にできるのでコストを更に下げることが可能となる。一般的に、ディジタル顕微鏡装置においては、光学倍率の高い光学系を使用するため、撮像素子側のＸＹＺ方向の調整はラフであり、撮像素子の調整の手間は比較的容易である。そのため、ローエンド機に単純に撮像素子と画像取得コンピュータを追加することによって容易にミドルエンド機、ハイエンド機に拡張できる構成であるといえる。
【００７４】
第１の実施形態において、複数のラインセンサを１枚の半導体チップ（ダイ）に作りこんだ撮像ユニットを用い、各々のラインセンサの合焦位置が互いに異なる様に、撮像ユニットを光軸と垂直な平面に対して斜めに実装する構成について説明した。第４の実施形態の他の例として、このような撮像ユニットを用いディジタル顕微鏡システムのバリエーション展開や拡張性を容易に行える構成について示す。
【００７５】
撮像ユニットとして、所望の層数（Ｌ）と同じ数のラインセンサを半導体チップ（ダイ）に作りこんでおく。そして、撮像ユニットと撮像データＩ／Ｆをディジタル顕微鏡装置
の光学系近傍の筺体に実装する。そして、バリエーション展開は、画像取得コンピュータの数を変えることにより対応する。撮像データＩ／Ｆは、前述したメモリによる撮像データの読み出し速度調整や合焦位置情報を作成し出力する。ラインセンサの出力（撮像データＩ／Ｆの出力）である撮像データを受ける画像取得コンピュータのインターフェイスは、前述したように汎用シリアルＩ／Ｆを利用すると好適である。
【００７６】
このように複数のラインセンサを１つの半導体チップ（ダイ）に作りこむことによって、複数のラインセンサを持つ半導体素子の値段は高くなるが、別々のラインセンサの合焦位置を調整して実装するコストが発生しない利点がある。つまり実装作業（組立作業）の簡易化によるコストダウンが期待できる。特に層数が多くなる場合、顕著にコストダウンが図れる。バリエーション展開や、拡張性を持たせる場合、あらかじめ、所望の数のラインセンサをひとつの半導体チップ（ダイ）に作りこみ、合焦位置を調節し実装しておくと良い。
【００７７】
撮像ユニットのラインセンサの数が所望の数を実装できない場合は、第３の実施形態で示した様に、所望の層数（Ｌ）の自然数（Ｎ）分の１の数（Ｍ）のラインセンサをひとつの半導体チップ（ダイ）に作りこむと良い。また、所望の層数の異なるディジタル顕微鏡システムに共通に使用できる撮像ユニットを設計する際には、より多い所望の層数を撮像ユニットに実装すると良い。つまりＬ＝８の機種とＬ＝１２の機種を予定している場合には、１２個のラインセンサを実装した撮像ユニットを設計するとよい。この場合、Ｌ＝８の顕微鏡装置においては、使用しないラインセンサが発生するが、複数の撮像ユニットを開発する場合に比べ、開発コストがかからない利点がある。
【００７８】
このような撮像ユニットを使用する場合、前述した第１から第３の実施形態において説明した撮像素子の数（Ｍ）はダイ上に物理的に存在する撮像素子の数ではなく、実際に使用する（出力される撮像データを使用する）撮像素子の数を意味する。
【００７９】
本発明の第４の実施形態によれば、ディジタル顕微鏡システムのバリエーション展開及び拡張性を容易にすることができる。特に、複数のラインセンサを１つのダイに作りこんだ撮像ユニットを顕微鏡装置にあらかじめ実装することによって、ラインセンサの合焦位置の追加調整を行うことなく、単に画像取得コンピュータの追加のみによって、ディジタル顕微鏡システムのバリエーション展開、及び拡張性を容易にすることができる。
【００８０】
もちろん、このような、バリエーションの展開や、バージョンアップの方法においても、単に使用する撮像素子を多くすると性能の向上が一般的に望める。しかし、説明してきたようにＬ＝Ｎ×Ｍの関係を満たすように使用する撮像素子の数を設定することにより、Ｚスタック画像データの取得を効率的に行える。
【００８１】
＜第５の実施形態＞
一般に、顕微鏡では光学系のＮＡや絞りにより被写界深度が変化する。本発明の第５の実施形態では、このような被写界深度を制御できるディジタル顕微鏡システムにおけるＺスタック画像データの取得方法について図１１を用いて説明する。
【００８２】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のグラフとグラフの軸、各符号は、図７のものと同じ意味を示している。図１１（ａ）は、ＮＡや絞りが変わった場合の被写界深度に応じた所望の層数を模式的に示すためのグラフである。図１１（ａ）において、ＮＡが大きく（絞り値が小さく）被写界深度が浅い場合に必要なレイヤー画像データの合焦位置は、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６，Ｚ７，Ｚ８である。レイヤー画像データの間隔は、被写界深度以下になるよう設定される。一方、ＮＡが小さく（絞り値が大きく）被写界深度が深い場合に必要なレイヤー画像データの合焦位置は、Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７（ま
たはＺ２，Ｚ４，Ｚ６，Ｚ８）の４つである。この間隔も被写界深度以下になるように設定される。これは、例えば絞りを絞ったことにより被写界深度が２倍に深くなった場合の例である。
【００８３】
被写界深度が深い場合と浅い場合とで、データを取得する（つまり使用する）撮像素子の数を変えてもよい。あるいは、いずれの場合も所望の層数分のレイヤー画像データを取得し、被写界深度が浅い場合はすべてのデータを使用し、被写界深度が深い場合は一部のデータを破棄することで、同じ処理を実現してもよい。図１１（ａ）で説明すれば、所望の層数を８層と定める。そして、被写界深度が浅い場合には全てのレイヤー画像データを取得し、被写界深度が深い場合には、例えば、取得したデータのうち合焦位置Ｚ２，Ｚ４，Ｚ６，Ｚ８のデータを破棄し、Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７のデータのみをレイヤー画像データとして残す。この場合、一旦取得したデータの一部を破棄する無駄が生じる。もちろん、被写界深度が深い場合に、破棄することなく全てのＺスタック画像データを記憶装置に記憶しても良いが、データ量の増加により記憶装置の記憶領域を多く必要とする問題が生じる。
【００８４】
本発明の第５の実施形態では、図１１（ａ）に示したＮＡや絞りにより被写界深度を可変できる顕微鏡のＺスタック画像データを取得するために、より効率的な方法について以下に説明する。被写界深度の切り換えは、例えば、モード選択などのユーザ操作によって行うこともできるし、あるいは、検体の種類等の情報に基づいて装置が自動で最適なモードを判断するようにしてもよい。
【００８５】
本発明の第５の実施形態の好適な方法の１つを、図１１（ｂ）を用いて説明する。図１１（ｂ）に示したように、４つの撮像素子の合焦位置（間隔）をＺ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７になるように実装する。被写界深度が深いモードの場合には、１回の撮像で必要とする合焦位置Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７のレイヤー画像データを取得することができる。一方、被写界深度が浅いモードの場合には、合焦位置Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７のレイヤー画像データを取得した後、合焦位置調節手段により合焦位置を移動しＺ２，Ｚ４，Ｚ６，Ｚ８のレイヤー画像データを取得する。この２回の合焦位置の移動により、必要とする８層の合焦位置のレイヤー画像データを取得することができる。もちろん、前述しているように、対応する合焦位置情報も撮像データとともに画像取得コンピュータに対して出力する。
【００８６】
このようにして、被写界深度が変化しても取得した画像データを破棄することなく効率の良いＺスタック画像データの取得が行える。上記の例では、被写界深度が深い場合の場合の層数（少ない方の数）に合わせて撮像素子の数を設定したので、被写界深度が浅い場合は被写界深度が深い場合に比べてＺスタック画像データの取得時間が倍かかる。しかし、撮像素子の数を減らしたことで、ハードウエアコストを下げる利点、無駄な画像データを取得しないという利点がある。
【００８７】
本発明の第５の実施形態の変形例を図１１（ｃ），図１１（ｄ）を用いて説明する。図１１（ｃ），図１１（ｄ）に示した実施形態では、２つの撮像素子が実装された撮像ユニットが用いられる。
【００８８】
図１１（ｃ）は撮像素子をＺ１，Ｚ５の合焦位置（間隔）に実装した構成である。被写界深度が深い場合には、初めに合焦位置をＺ１，Ｚ５に合わせ、Ｚ１，Ｚ５のレイヤー画像データを取得する。次に合焦位置を移動しＺ３，Ｚ７のレイヤー画像データを取得する。２回の合焦位置の移動及び撮像により、必要とする合焦位置Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７のレイヤー画像データを取得することができる。一方、被写界深度が浅い場合には、さらに合焦位置を移動しＺ２，Ｚ６及びＺ４，Ｚ８各々のレイヤー画像データを取得する。４回の合焦位置の移動及び撮像により、必要とする８層の合焦位置のレイヤー画像データを取
得することができる。これにより、被写界深度が変化しても、取得した画像データを破棄することなく効率の良いＺスタック画像データの取得が行える。この場合、２つの撮像素子しか実装されていないため、８層を一括で撮像する方法に比べてＺスタック画像データ取得時間が４倍かかるが、ハードウエアコストを下げる利点がある。
【００８９】
図１１（ｄ）は２つの撮像素子をＺ１，Ｚ３の合焦位置（間隔）に実装した撮像ユニットを用いた例である。被写界深度が深い場合には、初めに合焦位置をＺ１，Ｚ３に合わせ、Ｚ１，Ｚ３のレイヤー画像データを取得する。次に合焦位置を移動しＺ５，Ｚ７のレイヤー画像データを取得する。２回の合焦位置の移動及び撮像により、必要とする合焦位置Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７のレイヤー画像データを取得することができる。一方、被写界深度が浅い場合には、さらに合焦位置を移動しＺ２，Ｚ４及びＺ６，Ｚ８各々のレイヤー画像データを取得する。４回の合焦位置の移動及び撮像により、必要とする８層の合焦位置のレイヤー画像データを取得することができる。この構成によれば、図１１（ｃ）の構成同様に、被写界深度が変化しても取得した画像データを破棄することなく効率の良いＺスタック画像データの取得が行える。この構成でも、撮像素子の数を２つに減らしたことで、ハードウエアコストを下げる利点がある。なお、第５の実施形態の変形例においても、対応する合焦位置情報を撮像データとともに画像取得コンピュータに対して出力するとよい。
【００９０】
以上説明した様に、被写界深度が変更できるディジタル顕微鏡装置においては、以下に示す関係を満たすことが必要であることが分かった。この条件により、必要の無い層の画像データを取得することなく、すなわち効率よくＺスタック画像データを取得することが可能になる。
【００９１】
深い被写界深度設定で合焦位置の異なるＰ枚のレイヤー画像データを取得する第１のモード（被写界深度の深いモード）と、浅い被写界深度設定で合焦位置の異なるＳ枚のレイヤー画像データを取得する第２のモード（被写界深度の浅いモード）を想定する。ここで、ＰとＳの関係が、
Ｓ＝Ｐ×Ｔ      ・・・・・・・・・・式５）
（ここで、Ｔは２以上の自然数）
である場合に本発明の第５の実施形態は有効である。
【００９２】
そして、被写界深度が深いモードの場合の所望の層数（Ｐ）の自然数（Ｒ）分の１の撮像素子の数（Ｑ）を使用して、Ｚスタック画像データを同時に取得する。すなわち、
Ｑ＝Ｐ／Ｒ      ・・・・・・・・・・式６）
の関係の撮像素子を用い複数層のレイヤー画像データを同時に取得する。そして、Ｑ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を適宜変えながらＲ回実行することにより、所望の層数Ｐ枚の画像データを取得する。
【００９３】
被写界深度が浅いモードの場合の所望の層数（Ｓ）を取得するためには、合焦位置の移動及び撮像をＴ倍繰り返す。すなわち、Ｑ個の撮像素子による撮像を、合焦位置を適宜変えながらＴ×Ｒ回実行することにより、所望の層数Ｓ枚（Ｔ×Ｐ枚）の画像データを取得する。
【００９４】
上記のような関係である場合、取得した画像データを破棄することなく、すなわち効率よくＺスタック画像データを取得できる。
【００９５】
ここで、複数の撮像素子（ラインセンサ）の合焦位置の間隔は、被写界深度の深いモードの場合の間隔と同じか、その自然数倍の間隔となるように設定されているとよい。更に、撮像素子の合焦位置をＲ回移動することで、必要なＰ層のレイヤー画像データを重複な
く取得可能であり、且つ、Ｒ×Ｔ回移動することで、必要なＳ層のレイヤー画像データを重複なく取得可能であるように、撮像素子の間隔が設定されているとよい。「重複なく」とは撮像素子を移動させたときに、別の撮像素子によって既に撮像が済んでいる合焦位置に、再び合焦位置が合わないように、という意味である。
【００９６】
具体的には、被写界深度の浅いモードの場合の所望の層数Ｓが１０、被写界深度が深いモードの場合の所望の層数Ｐが５の様な場合は、本発明の第５の実施形態による効率の良いＺスタック画像データの取得が可能である。しかし、被写界深度の浅いモードの場合の所望の層数Ｓが１０、被写界深度が深いモードの場合の所望の層数Ｐが７の様な場合は、本発明の第５の実施形態による効率の良いＺスタック画像データの取得ができないと言うことである。
【００９７】
以上説明した様に、本実施形態の構成は、被写界深度の浅いモードの場合の所望の層数Ｓと、被写界深度の深いモードの場合の所望の層数Ｐの関係が、Ｓ＝Ｐ×Ｔなる関係であって、更に、使用する撮像素子の数（Ｑ）がＱ＝Ｐ／Ｒなる関係である場合に、特に有効である。Ｔは２以上の自然数、Ｒは１以上の自然数である。
【００９８】
本発明の第５の実施形態では、被写界深度の深いモードの場合は、Ｑ個の撮像素子を用いて、合焦位置の移動と撮像をＲ回繰り返し、所望の層数Ｐ枚（Ｐ＝Ｒ×Ｑ）のレイヤー画像データを取得する。そして、被写界深度が浅いモードの場合は、同数の撮像素子を用いて、合焦位置の移動と撮像をＴ×Ｒ回繰り返すことで、所望の層数Ｓ枚（Ｓ＝Ｔ×Ｒ×Ｑ＝Ｔ×Ｐ）のレイヤー画像データを取得する。
【００９９】
以上のＺスタック画像データの取得方法によって、無駄なＺスタック画像データを取得することもなく、所望の層数が異なる被写界深度が浅い場合と深い場合についてＺスタック画像データを効率よく取得できるディジタル顕微鏡システムを提供できる。もちろん、前出の実施形態と同様な利点を持つ、すなわち、同じ構成の画像取得コンピュータと撮像素子を複数実装するだけと言う簡単な構成で、Ｚスタック画像データの取得を可能にできる効果がある。
【０１００】
＜第６の実施形態＞
第５の実施形態で示した様に、顕微鏡では光学系のＮＡや絞りにより被写界深度が変化する。第５の実施形態では、被写界深度に応じた層数のレイヤー画像データを取得する実施形態を示した。第６の実施形態では、被写界深度の深いモードと浅いモードとで、撮像素子と画像取得コンピュータの接続を切り替える方法を示す。
【０１０１】
ここでは、８つの撮像素子が実装された撮像ユニット、４台の画像取得コンピュータ、画像取得コンピュータの接続先を切り換える切り換え器、を備える顕微鏡装置の例を、図１２（ａ），図１２（ｂ）を用いて説明する。切り換え器によって、８つの撮像素子のうちどの組合せの撮像素子に４台の画像取得コンピュータを接続するかを、適宜選択できる。
【０１０２】
初めに、被写界深度の深いモードでＺスタック画像データを取得する。図１２（ａ）に示すように８つの撮像素子の内Ｚ１，Ｚ３，Ｚ５，Ｚ７の合焦位置の撮像素子に画像取得コンピュータが接続され、４層分のレイヤー画像データを取得する。そして得られたレイヤー画像データを解析し、検体がＺ方向の中央部分（例えば、Ｚ２からＺ５の範囲）にのみ分布していることが分かったとする。このような場合、第６の実施形態では、被写界深度の浅いモードでの撮像時に、図１２（ｂ）の様に、撮像素子と画像取得コンピュータの接続を適宜切り換え、検体のあるＺ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５のレイヤー画像データを取得する。このように、撮像素子と画像取得コンピュータの接続を適宜切り換えることで、必要
な層のみレイヤー画像データを取得する。
【０１０３】
上記の例では、被写界深度の深いモードで取得したレイヤー画像データを解析して、被写界深度の浅いモードで撮像すべき合焦位置を決めていたが、この方法に限られない。例えば、撮像すべき合焦位置だけでなく、層数を決めてもよい。すなわち、被写界深度の深いモードで取得したレイヤー画像データを解析することで、検体のＺ方向の分布範囲が非常に狭いことが分かった場合は、層数を減らしてもよい。あるいは、レイヤー画像データの解析を行わず、単に被写界深度が浅いか深いかで、撮像すべき合焦位置や層数を決めてもよい。この方法の場合、過去に撮像した多くのサンプルでの検体分布の傾向に基づいて、検体が存在する確率の高い合焦位置から画像データを取得するように、切り換え器を制御するとよい。検体分布の傾向情報はあらかじめ顕微鏡装置内の記憶装置に格納されていてもよいし、ユーザが用意したサンプルを使って検体分布を解析し、その傾向を学習できるようにしてもよい。
【０１０４】
本発明の第６の実施形態によれば、必要の無いレイヤー画像データの取得を行うことなく、すなわち効率よくＺスタック画像データの取得が行える。
【０１０５】
＜その他の実施形態＞
第１〜第５の実施形態では、撮像素子の数と画像取得コンピュータの数が同じであるとして説明してきた。しかし、本発明の構成はこれに限られず、並列に（略同時に）複数の合焦位置のレイヤー画像データの取得を行うことができれば、撮像素子の数と画像取得コンピュータの数の対応関係は問わない。画像取得コンピュータの処理速度が早ければ、画像取得コンピュータ１台に対して複数の撮像素子を接続して画像処理してもかまわない。この場合、画像取得コンピュータの複数の汎用シリアルＩ／Ｆ各々に撮像素子（撮像データＩ／Ｆ）の出力を接続し、撮像データを取得できるようにすると好適である。もちろん、前述したように撮像データのヘッダーやフッターに合焦位置情報を重畳すると、画像取得コンピュータが取得する撮像データと合焦位置の関係を間違えることが無いので好適である。このような構成により、撮像素子の数に比べ少ない数の画像取得コンピュータでディジタル顕微鏡システムを構築できるので、コストを下げることが可能となる。
【０１０６】
前述した様に、本発明のディジタル顕微鏡装置では、同じ構成の画像処理コンピュータを追加するだけで、バリエーション展開やバージョンアップに対応できる。また画像取得コンピュータも特別にディジタル顕微鏡装置に特化したものではなく、汎用シリアルＩ／ＦやＬＡＮＩ／Ｆやハードディスクドライブ装置やソリッドステートドライブ装置等の記憶装置を有する汎用のパーソナルコンピュータをそのまま使用できる。そのため、低コストで高拡張性を持ったディジタル顕微鏡装置を構築できる。
【符号の説明】
【０１０７】
２：撮像ユニット、２ａ，２ｂ，２ｃ：撮像素子、４ａ，４ｂ，４ｃ：画像取得コンピュータ、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ：記憶装置
【図１】
2014010236.tif 000003
【図２】
2014010236.tif 000004
【図３】
2014010236.tif 000005
【図４】
2014010236.tif 000006
【図５】
2014010236.tif 000007
【図６】
2014010236.tif 000008
【図７】
2014010236.tif 000009
【図８】
2014010236.tif 000010
【図９】
2014010236.tif 000011
【図１０】
2014010236.tif 000012
【図１１】
2014010236.tif 000013
【図１２】
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