(57)【要約】  本方法および装置は、ラインスキャンカメラによる顕微鏡スライドのスキャン前に、焦点情報を計算するために提供される。本方法は、所望の測定位置へスライドを移動し、事前に定義された一組の高さ値にわたって対物レンズを移動し、各高さでイメージデータを取得し、さらに最大コントラストの高さを決定する、ポイント焦点処理手順を含んでいる。また、本方法は、スライドおよび対物レンズが移動している間に、イメージデータを間断なく取得するリボン焦点処理手順を含んでいる。両方の方法は、静的インプリメンテーション、動的インプリメンテーションを問わず適用可能である。
2007525689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーチャル顕微鏡検査システムのラインスキャンカメラに結合された対物レンズ用の、顕微鏡スライドをスキャンする前に最適焦点高さを決定するための、以下を含むことを特徴とするコンピュータにより実行される方法：
顕微鏡スライド上の複数の焦点ポイントを特定すること；
ラインスキャンカメラに結合した対物レンズを第１焦点ポイント上に位置決めすること；
複数の対物レンズ高さで、第１焦点ポイントの画像をスキャンすること；
スキャンされた画像内で、最大コントラストを有する対物レンズ高さを決定すること。
【請求項２】
さらに以下を含むことを特徴とする請求項１の方法：
複数の対物レンズ高さを統合して焦点曲面にすること；および、
その後の顕微鏡スライドのスキャン中に、焦点曲面に従って対物レンズ高さを調整すること。
【請求項３】
焦点曲面が、顕微鏡スライド全体をカバーすることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
焦点曲面が、顕微鏡スライドの副領域をカバーすることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項５】
副領域が、標本を含む顕微鏡スライドの領域に実質的に一致していることを特徴とする請求項４の方法。
【請求項６】
副領域が、画像ストライプに実質的に一致していることを特徴とする請求項４の方法。
【請求項７】
顕微鏡スライドをスキャンする前に、ラインスキャンカメラに結合された対物レンズと顕微鏡スライドを支持するためのステージとを有するバーチャル顕微鏡検査システムにおいて最適焦点高さを決定するための、以下を含むことを特徴とするコンピュータにより実行される方法：
ステージを対物レンズに直交する方向に移動させること；
ステージが移動している間、対物レンズの高さを間断なく調整すること；
ステージが移動し、対物レンズの高さが間断なく調整されている間、顕微鏡スライド上の領域の画像をスキャンすること；
スキャンされた画像内で、最大コントラストを有する対物レンズ位置を決定すること。
【請求項８】
対物レンズ位置が、顕微鏡スライド上の平面位置および対物レンズの高さを含んでいることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
さらに以下を含むことを特徴とする請求項８の方法：
複数の対物レンズ位置を統合して焦点曲面にすること；および、
その後の顕微鏡スライドのスキャン中に、焦点曲面に従って対物レンズの高さを調整すること。
【請求項１０】
焦点曲面が、顕微鏡スライド全体をカバーすることを特徴とする請求項９の方法。
【請求項１１】
焦点曲面が、顕微鏡スライドの副領域をカバーすることを特徴とする請求項９の方法。
【請求項１２】
副領域が、標本を含む顕微鏡スライドの領域に実質的に一致していることを特徴とする請求項１１の方法。
【請求項１３】
副領域が、画像ストライプに実質的に一致していることを特徴とする請求項１１の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００４年３月１１日に出願された米国特許出願第１０／７９８，４５７号の一部継続出願であり、さらに、２００３年４月１７日に出願された米国仮特許出願第６０／４６３，９０９号（参照によりその全体が本願明細書に組み込まれる）に対する優先権を主張するものである。
（技術分野）
【０００２】
本発明は、概略的にはバーチャル顕微鏡法の分野に関し、特に、顕微鏡スライド上の標本からのイメージデータの捕捉（キャプチャ：capture）前、およびキャプチャ中に、ラインスキャンカメラ（line scan camera）の焦点合わせを行うことに関する。
（関連技術）
【０００３】
従来のバーチャル顕微鏡検査システムでは、画像タイリング（tiling）技術により作成された個々の画像タイル（tile）は、多くの画像で大幅に焦点を外したものとなりかねない。画像タイリングシステムは、そのカメラで撮影される個々の各スナップに対して、単一の焦点距離に制限されるので、スキャンされる対象標本が均一な表面を有してない場合は、この各「視野」は焦点を外した領域を有することになってしまう。バーチャル顕微鏡で使われる高倍率レベルでは、均一な表面を有する標本は非常にまれである。
【０００４】
従来の画像タイリング解決策は、この制限により、大幅にハンディキャップをつけられ、唯一の行使として、焦点が外れたかなりの量の画像データを捨てることとなり、結果的に、スキャンが必要な画像タイル数の増加、さらに、それに対応して、顕微鏡スライドのスキャン時間の増加がもたらされてしまう。たとえこれを実行しても、結果的に得られる画像データは、各画像タイル上に焦点を外した領域が残ったままである。焦点を著しく外した周辺画像データを捨てても、固有の円形光学歪みから生じる焦点を外した画像データは、画像タイル内に残ったままである。
【０００５】
近年、アペリオテクノロジーズ社（Ａｐｅｒｉｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ．）により作成された、ＳｃａｎＳｃｏｐｅ（登録商標）スキャナなどの新規のラインスキャンカメラシステムが、バーチャル顕微鏡検査業界に導入されている。この画期的なＳｃａｎＳｃｏｐｅ（登録商標）スキャナシステムは、そのラインスキャンカメラを使用することにより、円形の光学歪みの被害を受けないものである。加えて、このラインスキャンカメラは、顕微鏡スライドをスキャンする際、キャプチャされる各ピクセルラインに対して、その焦点を調整可能である。従って、結果的にラインスキャンカメラシステムから得られる画像の品質は、ラインスキャンカメラによりキャプチャされる各ピクセルラインの鮮明な焦点に起因して、かなり良好である。
【０００６】
従って、バーチャル顕微鏡業界へのこれらの重要な進出により、従来の画像タイリングシステムに固有の重要な焦点合わせ問題を克服し、この画期的なラインスキャンカメラシステムの焦点合わせ能力を利用するシステムおよび方法の必要性が現出されている。
（発明の概要）
【０００７】
システムおよび方法は、顕微鏡スライドをスキャンする前に、バーチャル顕微鏡法システムに基づくラインスキャンカメラで焦点情報を計算するために提供されている。ポイント焦点処理手順（ｐｏｉｎｔ−ｆｏｃｕｓ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）では、ラインスキャンカメラシステムは、最初に、所望の測定位置にスライドを位置決めし、事前に定義された一組の高さ値にわたって対物レンズを移動し、各高さでイメージデータを取得し、その後、コントラストが最大となる高さ（Ｚ軸設定）を決定する。その後、最大コントラスト高さは、最適焦点高さとして確定される。リボン焦点処理手順（ｒｉｂｂｏｎ−ｆｏｃｕｓ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）では、スライドおよび対物レンズが移動している間、ラインスキャンカメラシステムは間断なくイメージデータを取得する。このスライドは、スキャン経路を通って移動し、対物レンズは正弦曲線形式で焦点高さを変化させる。キャプチャされたイメージデータが分析され、（スキャン経路に沿った最適の焦点高さを確立する）最大コントラストの高さが決定される。双方の方法とも、静的インプリメンテーション（implementation）、動的インプリメンテーションを問わず適用可能である。
（発明の詳細な説明）
【０００８】
その構造および動作の双方についての本発明の詳細は、類似した参照数字が類似した部分を有する添付図面を研究することにより、部分的に収集されてもよい。
【０００９】
本願明細書に開示された特定の実施例は、バーチャル顕微鏡検査システムのラインスキャンカメラで標本をスキャンする前に、顕微鏡スライド上の標本に一致する焦点曲面の規定方法を提供する。例えば、本願明細書に開示された１つの方法は、各焦点ポイントが複数の対物レンズの高さでスキャンされる形で、ラインスキャンカメラが、標本の複数の焦点ポイントでイメージデータをスキャン可能にする。結果として得られるイメージデータは、イメージデータのどのフレームに最大コントラストがあるかを決定するよう分析される。その後、焦点ポイント位置の最大コントラストを有する対物レンズの高さが、顕微鏡スライド上の当該位置に対する焦点高さとして確定される。その後、複数の焦点高さから、焦点曲面が計算される。顕微鏡スライド上の標本のその後スキャンにおいては、ラインスキャンカメラは、最適焦点を有するバーチャルスライド画像をもたらす、この焦点曲面に従って、対物レンズ高さを調整する。
【００１０】
この記述を読んだ後、当業者には、様々な代替的実施例および代替的アプリケーションにおける本発明の実行方法は、明白になる。しかしながら、本願明細書では本発明の様々な実施例が説明されているが、これらの実施例は、制限ではなく、例のみとして提示されているのみであることが理解される。このように、様々な代替的実施例についてのこの詳述は、特許請求の範囲で詳しく説明されるように、本発明の範囲または広さを制限するものと解釈すべきではない。
【００１１】
ＳｃａｎＳｃｏｐｅ（登録商標）スキャナは、顕微鏡スライドを支持するステージを、等速で移動させる動作制御システム（モーションコントロールシステム）に結合されたラインスキャンカメラを利用している。このスライドは、ラインスキャンカメラに結合された対物レンズに対して、直交方向に移動する。その結果、ラインスキャンカメラは、スライドがレンズの下を移動するとき、イメージデータの固定幅ストライプ（stripe）を取得可能である。重なり合った多くのストライプを取得することにより、非常に広い領域がスキャン可能であり、その後、それらは結合されて、単一合成画像（バーチャルスライドとも呼ばれる）になる。従来の画像タイリングアプローチと比較すると、ＳｃａｎＳｃｏｐｅ（登録商標）スキャナは、特に改善された焦点プロフィールを有し、さらに高速かつ優れた撮像結果をもたらすものである。適切な較正により、各ストライプの中央に沿って、完璧に近い焦点が達成可能である。その後、幅全体にわたって許容可能な焦点を維持するよう、ストライプ幅が調整され、一様に良好に焦点合わせされた合成画像がもたらされる。
【００１２】
有利なことに、特定の予備焦点合わせ較正処理手順は、スキャンする前に、スキャン速度、および結果として得られるバーチャルスライド画像の全体的な焦点を改善するために実行可能である。予備焦点合わせ較正が、対物レンズに対する焦点高さは、スキャン処理と同時発生するよう決定された、特定の自動焦点合わせ方法と同じでないことに留意すべきである。
【００１３】
予備焦点合わせ較正処理手順は、スライド上のポイントを適切に焦点合わせするよう、対物レンズの適切な高さの決定を伴っている（図１参照）。最も鮮明な焦点は、ラインスキャンカメラの中点と整列される光軸に沿って取得される。概して、スライド上の各ポイントは、可能な限り最も鮮明な画像を作成するよう、異なる焦点高さを必要とする場合もある。焦点高さに影響するファクターは以下を含んでいるが、これらに限定されない：傾斜および機械的移動アセンブリ（例えば、ステージ）の可変性、スライドガラスの厚みおよびカバースリップの厚みの変化、標本（例えば、組織）の厚みの変化、および熱膨張。最初のものを除いて、これらの変化の全てが各スライドで異なっており、画像獲得中に較正データが正確なままで残るよう、スキャン前に、できるだけ高速に予備焦点合わせ較正を実行する必要がある。
【００１４】
予備焦点合わせ較正中に、スライド上の固定数のポイント（「焦点ポイント」）で最良焦点レンズ高さが測定される。その後、これらのポイント測定値は、スライドのあらゆる場所の最良焦点高さを推定するのに用いられる、焦点曲面を計算するのに使用される。ストライプのスキャン中に、対物レンズ高さは、この事前に決定された焦点曲面に従うよう制約を受ける（図１参照）。焦点曲面の精度により測定される予備焦点合わせサンプルポイント数が向上されるのに従い、スキャンされたイメージデータの焦点プロフィールも向上される。十分なサンプルポイントが取得されると、各ストライプは、その中点に沿って完璧に近い焦点を有することになる。必要な場合は、ストライプ幅は、最良焦点プロフィールを有するストライプの中央部分のみを保有するために、減少される。
【００１５】
図１は、本発明の実施例に従う、スライドスキャン処理中の顕微鏡スライドおよび対物レンズの例を示す側面図である。図示された実施例では、対物レンズは、固定焦点距離を維持するよう、組織表面に平行な経路に従うのが好ましい。スキャン中に、対物レンズは、最良焦点高さに従うよう上下に移動する。この高さプロフィールは、スキャンされる各ストライプに対して異なっていてもよい。
【００１６】
高速かつ正確な焦点ポイント測定値のための、代替的かつ補足的な処理手順が存在している。ポイント焦点およびリボン焦点は、２つのこうした処理手順である。双方の処理手順は、画像が焦点合わせされているときには、そのコントラスト（隣接したピクセル強度の差）が最大になっているという原理に基づいている。したがって、イメージデータは、異なる対物レンズ高さで取得され、最大コントラストとなるところの高さを決定するよう分析される。この２つの処理手順は、画像獲得中に、対物レンズの上下移動が、スライドの水平移動といかに同期しているかで異なっている。
【００１７】
ポイント焦点処理手順は、スライドを所望の測定位置へ移動させ、事前に決定された一組の高さ値にわたって対物レンズを移動させ、各高さでイメージデータを取得し、かつ最大コントラスト高さを決定することにより機能する。このストップアンドゴー処理（測定が続く移動）は、一組の事前に決定された焦点ポイントに対して繰り返される。移動および画像獲得が連続して起こるので、ポイント焦点処理手順に必要な時間は、移動時間および画像獲得時間の合計である。実際には、この合計時間は、モーションコントロールシステムおよびカメラフレームキャプチャの双方の開始／停止に関連する遅れ時間により増加される。これらの遅れ時間は、あらゆる焦点ポイントにおける各高さ値に対して生ずる。
【００１８】
リボン焦点処理手順では、スライドおよび対物レンズが移動している間、イメージデータは間断なく取得される。イメージデータを取得する前に、スライド／対象物が特定の位置／高さに達するのを待つことはない；代わりに、イメージデータにおける最大コントラストの回数は、所定の移動プロフィールを用いる位置および高さに関連している。リボン焦点処理手順が移動と画像獲得を並行して実行するので、必要とされる時間は、２つの処理よりも遅く（合計ではなく）決定されることになる。また、ポイント焦点処理手順で生じる遅れ時間は排除される。これらのファクターにより、多数の焦点ポイント測定値の作成では、本来、ポイント焦点よりもリボン焦点が速くなる。
【００１９】
これらの処理手順の２つのインプリメンテーションがある：（１）静的；および、（２）動的である。静的インプリメンテーションでは、実際のスキャンが始まる前に、スライド全体（または、スライド上の標本領域全体）の全焦点ポイントが側定される。動的インプリメンテーションでは、焦点ポイント測定値がストライプスキャン間に挟み込まれる。動的インプリメンテーションは、ストライプスキャンシーケンス中に、必要とあれば焦点値が測定されるので、潜在的ドリフトエラーを最小にする。動的インプリメンテーションはまた、焦点合わせタスクを他のスキャンタスクと並行して実行可能であるため、コンピュータリソースをより効率的に使うことができる。
【００２０】
予備焦点合わせ較正処理手順には多くの利点が存在する。ポイント焦点処理手順の利点は、選択された個数の最適に配置されたポイントを焦点合わせするよう、使用可能であることである。各ポイントの焦点合わせは、スライド上の他の場所での焦点高さについて何らの情報もないまま、独立して進行する。これにより、焦点合わせは、必要な場所（例えば、標本）で実行可能となり、スライドの未使用のクリア領域に時間を浪費することがない。有利なことに、スライド上の組織を含む領域の場所を決定し、ポイント焦点処理手順に対する焦点ポイントの位置を決定する、特定のソフトウェアルーチンが利用可能である。
【００２１】
１つの実施例では、焦点高さのサンプリングのために、ポイント焦点処理手順を最適化することができる。例えば、最初に、画像データを取得および分析する範囲を狭くするために、広い垂直範囲にわたる粗い高さサンプリングが用いられる。その後、特定の焦点ポイントに対する異なる高さでの最少数の画像獲得での高精度を達成するために、この範囲内のさらに微細な増加量が、連続して範囲を狭めて使用される。現在のハードウェアは、最適化されたポイント焦点処理手順を用いて、焦点ポイント当りおよそ１．０秒を必要とする。
【００２２】
リボン焦点処理手順での時間は、焦点ポイントあたりおよそ０．１秒である。この時間は、１０Ｈｚピークトゥピークサイクリングに制限される、既存の垂直モーションコントロールにより決定される―垂直位置決めシステムを改善することにより、さらに高速な焦点合わせ時間が可能となる。この速度では、０．５ｍｍの増加量で１５ｍｍ×１５ｍｍのスキャン領域が、９０秒（１．５分）で、合計３０×３０＝９００サンプルポイントに対してサンプリング可能である。この時間は、このサイズの領域に対して５分であるスキャン時間と比較して、遜色がない。
【００２３】
測定された焦点ポイントのリストから、焦点曲面を生成するために使われる方法は、かなり一般的であり、不規則に区切られた位置にある非常に多くのポイントを処理することができる。これは、事実として、スライド上の検体の位置がかなり不規則になりかねないので、必要である。したがって、組織スライドにおいて、スライド上の焦点ポイントが一様に分布していることは想定し難い。また、リボン焦点処理手順は、サンプルポイントの不均等な分布を引き起こす。
【００２４】
動的インプリメンテーションは、焦点ポイントの測定とこれらの焦点値に応じた実際のストライプスキャンとの間の時間を短縮する。焦点ポイントは、熱ドリフトの影響を最小にし、スライド全体にわたり正確な焦点を維持可能にし、次にスキャンされるストライプに必要となるので、特定され、かつ測定される。加えて、焦点合わせは、異なる一組のハードウェアリソースを利用する他のスキャンタスク（圧縮やディスク入出力など）と並行して実行可能なので、動的インプリメンテーションによって全体的なスキャン時間に直ちに加えることはない。
【００２５】
有利なことに、ポイント焦点処理手順およびリボン焦点処理手順の双方は、組織、細胞、およびＴＭＡを含む、様々なスライドタイプで良好に作動する。焦点高さにおける可変性を得るために、多くの焦点値を測定しなければならない細胞スライドおよびＴＭＡスライドでは、リボン焦点は、さらに高速な、好適な方法である。少数の孤立した組織グループなど、さらに少ないポイントが必要であるならば、ポイント焦点法をより速くすることも可能であろう。必要な焦点ポイント数が事前に判明していない場合は、最短時間内に多くの焦点ポイントが提供可能なので、リボン焦点処理手順が好ましい。
【００２６】
図２は、本発明の実施例に従う、組織標本、スキャンされる領域、および複数の焦点ポイント位置を有する、顕微鏡スライドの例を示す平面図である。ポイント焦点処理手順を実行する前に、スキャン領域および潜在的焦点ポイントの位置が決定される（図２参照）。１つの実施例では、焦点ポイントは、例えば、１つ以上の組織標本の周辺縁、および組織標本内の複数の焦点ポイントを囲む多角形などを決定する、組織ファインダー処理手順により識別可能である。組織スライドについては、多くの場合、スキャン領域はスライドの小さな副領域であり、一方、細胞については、スキャン領域は可視スライド領域全体を含んでいてもよい。焦点ポイントの密度および個数は、組織ファインダー処理手順の動作パラメータにより決定可能である。
【００２７】
所与の焦点ポイントに対する最適焦点高さを決定する、簡単な（必ずしも最速である必要はない）処理手順は、以下の通りである：
１．対物レンズを、焦点合わせするポイント上の中心となるまで、水平移動（ｘおよびｙ）させることによる、スライドの配置。
２．垂直移動の極限（例えば、底部）での対物レンズの配置。
３．各高さ値に対して、
ｉ．対物レンズを現在高さ値に配置する
ｉｉ．イメージデータのフレームをキャプチャする
ｉｉｉ．現在高さでのコントラストを計算する
ｉｖ．高さ値をインクリメントする
４．全ての高さ値に対するコントラスト値を比較する。
【００２８】
代替的に、処理手順は、最初の計算されたコントラスト値を格納し、その後、各新たなコントラスト値を格納された値と比較して、より大きなコントラストを示す場合は、新たな値を格納することができる。また、当業者により理解されるように、代替的方法が採用可能である。加えて、有利なことに、キャプチャされたイメージデータフレームは、コントラスト値を計算後に破棄される。
【００２９】
典型的な高さのサンプリングは、１００μｍの範囲にわたって、０．２μｍの増加量で、１焦点ポイントあたり計５００個の高さ標本である。このアプローチは、高さのサンプリングが、それぞれ移動完了の限界時間（例えば、各高さ値当りおよそ２０ミリセカンド、焦点ポイント当り１０秒）を要する、離散的なステップで行われるので、非常に時間がかかる。したがって、画像データがキャプチャされ、コントラスト値が計算される、高さ値の個数を減少させることにより、全体的なポイント焦点処理手順の効率を向上させることができる。
【００３０】
図３Ａ〜図３Ｂは、本発明の実施例に従う、スキャンされるストライプに対する高さプロフィールを決定するための、進路および微細な増加量について示したグラフ図である。実行時間の劇的な改善は、初期高さのサンプリングに対して粗い増加量を使い、その後、前のサンプリングで見出された最大コントラストのポイントを囲んで、より微細な増加量でサンプリングする、インターバル微調整処理手順により達成可能である。初期進路測定（例えば、シーケンス１）でのサンプル高さの間隔は、高コントラスト領域の全てを見落としてしまうことがない程度に小さいのが好ましい。病理スライドにおいて、５μｍ以下の間隔では、２０×の対物レンズの使用が合理的である。さらに高い倍率では、焦点深度の減少に起因して、この間隔を、より小さくする必要があるかもしれない。
【００３１】
図３Ａでは、シーケンス１は、全部で１００μｍの範囲にわたって、５μｍの増加量で、２０個の高さサンプルを含んでいる。図示された実施例では、シーケンス１に対する最大コントラストは、６０μｍで見出された。適宜に、シーケンス２は、５０〜７０μｍの範囲に、２０個の高さサンプルを含んでいる。シーケンス２に対する最大コントラストは、６４μｍで見出された。従って、図３Ｂに示されるように、シーケンス３は、６２〜６６μｍの範囲に、２０個の高さサンプルを含んでいる。サンプルのこの最後のシーケンスは、サンプル高さ間は、０．２μｍの間隔で行われる。図示したように、シーケンス３に対する最大コントラストは、６４．４μｍで見出された。有利なことに、この例では、特定の焦点ポイントに対する最適の焦点高さは、６０個のサンプル高さにより特定された。均一なサンプリング処理手順は、６４．４μｍの最大コントラスト高さを特定するために、５００個のサンプル高さを必要とすることになろう。１つの実施例では、間隔アプローチは、１００μｍの高さ間隔全体にわたって、０．２μｍの増加量で、均一なサンプリング処理手順より１０倍速くすることができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施例に従う、リボン焦点処理中の顕微鏡スライドおよび対物レンズの例を示す側面図である。リボン焦点処理手順では、イメージデータのストライプは、図に示したように、振動高さプロフィールに沿って移動する対物レンズにより収集される。連続する振動を通してレンズが上下に動くにつれ、レンズは実際の最良焦点高さを幾度か横断する。各々の横断において、イメージデータは鮮明に焦点合わせされ、イメージデータフレームに対する、対応するコントラスト値が高くなる。このようにして、平面位置および垂直高さ値が、焦点ポイント測定値として記録される。ハードウェア移動制御は、カメラフレームの読み出しと連動していなければならならず、それにより、イメージデータの各フレームに対して、対物レンズの位置（ｘ、ｙ）および高さ（ｚ）が判明する。この同期は、高コントラスト画像フレームと焦点ポイント座標を関係づけるために必要である。
【００３３】
リボン焦点処理手順は、ストライプに対する最適焦点経路に沿い、一組の焦点ポイントを有利にもたらす。サンプルポイントは等しく間隔をあけられていないが、対物レンズがその軌道の一端から他端へ移動する度に、結果として焦点ポイント測定値がもたらされるという意味で、それらは全く通常である。これに対して考えられる例外は、透明ガラス上に軌道がある場合、または標本コントラストが測定不能な程度にまで低い場合である。このような場合には、最適焦点経路に沿う焦点ポイントのシーケンスに、ギャップがあってもよい。
【００３４】
焦点合わせ処理手順の動的インプリメンテーションのために、各ストライプは二度スキャンされる。第１スキャンは、焦点ポイント値を取得し、対物レンズの最適経路を明確にするためにリボン焦点処理手順を用い、さらに、第２スキャンは、最適経路に続き、実際にイメージデータをスキャンスして、良好に焦点合わせされたイメージデータのストライプをもたらす。
【００３５】
図５は、本発明の実施例に従う、顕微鏡スライドのためのイメージデータおよび焦点ポイント計算の例を示すマルチグラフ図である。図示した実施例では、イメージデータの各縦線（ａ）は、水平位置および対物レンズ高さが既知である特定の時間に対応している。レンズが上下に動く（ｃ）に従って、イメージデータ（ａ）は、ぼやけたものと焦点合わせされたものとの間で交替する。コントラスト関数（ｂ）は、イメージデータの各フレーム（コラム）に隣接するピクセル値における二乗された差を合計することにより、イメージデータから計算される。有利なことに、イメージデータが焦点合わせされたとき、コントラスト関数は最大となる。縦線は、コントラスト関数でのピーク位置に留意するよう、（ｂ）に描かれている。同じピーク位置は、対応するレンズ高さ値が留意される、（ｃ）に示されている。その都度、イメージデータは焦点合わせされ、コントラスト関数でのピークが起こり、焦点ポイント測定がなされる。特定の大きさを超えるピークのみが焦点ポイントとして用いられるよう、閾値が設定可能であり、それにより、不十分なプロフィール測定値が破棄される。
【００３６】
正弦曲線のレンズ高さの関数は、図４および図５に示されているが、三角関数および鋸歯関数を含む、他の多くの関数であってもよい。選択される特定の関数は、モーションコントロールシステムの能力にそれを合致させることにより決定される。リボン焦点処理手順を用いることにより、焦点ポイントが取得される速度は、垂直モーションコントロールサブシステムの周波数能力、カメラフレーム速度、およびスキャン速度により制限される。これらの中で最も遅い構成要素は、焦点ポイント獲得速度の測定に際して、制限ファクターになる。１つの実施例では、高さ位置決めに使用される圧電制御は、結果として焦点ポイントあたり０．１０秒となる１０Ｈｚに制限される。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の実施例に従う、リボン焦点処理手順およびポイント焦点処理手順からの、焦点ポイント測定の例を示すグラフ図である。ポイント焦点処理手順およびリボン焦点処理手順は、同じ測定を実行する代替方法である。これが念頭にある場合、他方の精度を確認するために、各々が使用可能となる。図５に示したテストデータに対して、リボン焦点測定値は、同じスライド領域でポイント焦点測定値と比較された。各処理手順では、およそ１００焦点ポイントが測定された。リボン焦点処理手順の結果のグラフは、図６Ａに示されている。ポイント焦点処理手順の結果のグラフは、図６Ｂに示されている。図６Ｃのグラフ（単一のグラフ形式で２組の結果を示す）に示したように、双方の処理手順は、ほとんど同じ結果をもたらしている。
【００３８】
図７は、本発明の実施例に従う、複数の三角形に分割されたスキャン領域の例を示すブロック図である。イメージデータのストライプをスキャンする際は、対物レンズは最良焦点の高さに沿う経路に従う。焦点高さは焦点ポイント位置のみで判明しているので、スライド上の他の場所の焦点高さは推定される。焦点ポイントが実際にスキャン経路上にあるときには、最も簡単な場合では、高さは線形補間を用いて推定可能である。例えば、測定高さ値間の直線ランプを用いて高さを推定可能である。
【００３９】
大部分の場合、さらに一般的な、二次補間法が必要である。１つの実施例では、スキャン領域は、各焦点ポイントを、１対の隣接する焦点ポイントと結ぶことにより一組の三角形に分割されている。例えば、ドローネ三角分割法は、他の三角分割法より大きな内角を有する三角形の生成法を利用するのに、有利に使用可能である。
【００４０】
スライド上の所与のポイントの焦点高さ計算のために、そのポイントの座標を囲む三角形が特定される。その三角形の頂点に対する高さ値を接続する平面が構築される。所望の焦点高さは、所与のポイントをその平面上へ投影することにより取得される。したがって、焦点曲面は、図８（本発明の実施例に従う、焦点曲面の例を示すグラフ図）に示したように、測定焦点ポイントの高さ値で連結された一組の三角形小平面である。
【００４１】
補間に対する代替手段は、サンプリングされた高さ測定値に対する、関数形式にフィットする。関数フィッティングアプローチは、スライド上の１つのポイントの変則的高さ値が、他の場所での高さ推定に影響しかねないという望ましくない影響がある。加えて、関数フィッティングは、高さ関数の実際の形式が前もって判明していることが必要である。この関数形式の不正確な仕様は、高さ推定エラーをもたらすことになる。焦点ポイントの測定値が良好な精度で判明している実施例では、補間は、関数フィッティングより好適である。
【００４２】
図９は、本発明の実施例に従う、予備焦点合わせ処理の例を示したフローチャートである。最初に、ステップ２００では、スライドはラインスキャンカメラシステムへ最初にロードされ、組織を含む領域の位置を見つける目的で、低解像度写真が撮影される。全ての組織領域を囲む長方形領域が計算され、スキャンされる領域が決定される。非組織スライド（細胞）については、スキャン領域は、スライド全体を含んでいてもよい。スキャン領域および焦点ポイントの配置は、また、手動によりなされ、またはスライドラベル上のバーコードにより示されてもよい。スキャン領域を、組織を含むスライドのその部分に制限することにより、全体的なスキャン時間が短縮される。これは、システム性能に対する重要な利点である。
【００４３】
次に、ステップ２１０では、潜在的焦点高さのサンプリングのために、各領域に１つ以上のポイントが配置される。これらの焦点ポイントは、予備焦点合わせ処理が画像内の空間的コントラストの細部を利用するので、実際に組織を含む位置に対応しているのが好ましい。通常、所与の組織領域内での焦点ポイントの密度は、スキャン領域全体に対する実際のポイント数をもたらす値に事前に設定されている。非組織（細胞）スライドについては、焦点ポイントは、スキャン領域にわたって一様に分布されていてもよい。
【００４４】
次に、ステップ２２０では、対物レンズは、焦点ポイントより上に位置決めされ、次いで、スキャンされる領域の中心でのおよその焦点にもたらされる。１つの実施例では、オペレータが手動で初期焦点を調整するようにうながされてもよい。代替的に、コンピュータ制御により、自動的になされるマクロ焦点調整を可能にする、位置決めシステムが使用可能である。
【００４５】
ステップ２３０では、焦点曲面への近似は、すでに定義された焦点ポイントの３つを通る平面により計算される。可能な全ての３ポイントの組み合わせが考慮され、最も広い領域三角形をもたらす組合せが、平面計算のために選択される。この選択方法により、遠く離れており、かつ、スキャン領域の中心から異なる方位に配置されたポイントが提供される。３ポイントの各々での焦点高さは、このポイント方法を用いて決定される。代替的アプローチは、全焦点ポイントのための焦点値に対する平面に最小２乗フィットするものである。３ポイントのみを使用する利点は、遥かに高速に実行可能となることである。
【００４６】
平面近似は、２つの主な目的を有する。第１に、ステップ２４０でピクセルゲイン較正を実行する際、それは、大体の焦点を得るのに使用される。第２に、それは、予備焦点合わせ中に、名目上の焦点高さの推定に使用される。大体の焦点高さが判明することにより、検索範囲が狭められ、さらに高速な予備焦点合わせをもたらすことが可能である。
【００４７】
ステップ２４０でのピクセルゲイン較正の目的は、ピクセル感度の変化（固定パターンノイズ）と同様に、光学イルミネーションにおける非一様性を修正することである。１つの実施例では、スライドのクリア領域（ガラスおよびカバースリップのみ）は、特定され、スキャンされ、各カメラピクセルのための多くのサンプルをもたらす。その後、これらのサンプルは、ピクセル応答と呼ばれる、各ピクセルのための１つの数をもたらすよう平均される。最大ピクセル応答が、８ビットＡ／Ｄ変換による最大許容値である２５５カウントを超えることがないよう、ハードウェアカメラゲイン、積分時間、および光源強度は、全て調整されている。各々一意のピクセル応答値を有する、赤色、緑色、青色のピクセルが存在することに留意されたい。
【００４８】
ピクセルゲインは、ピクセル応答により２４０という数を割ることにより計算される。光軸の中央の近くのピクセル（ラインアレイの中央）は、このポイントでの照明が最も明るいので、さらに大きなピクセル感度を有している。したがって、一般に、ピクセルゲインは、この照明の減少を補うために、アレイの中心から遠くで増加される。画像データは、対応するピクセルゲインを、記録された各ピクセル値に掛けることにより修正される。この修正は、ガラスのみを含んだ領域が一様に白い、８ビット画像データをもたらす。その後、組織または他の細胞物質を含む領域内の空間的コントラストの細部は、真像ばらつきに起因しており、固定パターンノイズの影響は、実質的に減少する。これは、焦点高さを測定する際に、空間的コントラストを分析する、焦点合わせアルゴリズムの性能を向上させる。
【００４９】
ピクセルゲインを測定する代替的アプローチは、スライドの非クリア領域で実行可能である。これは、クリア領域が存在しないことがある細胞スライドにとり特に重要である。このアプローチでは、スキャン方向は、ラインスキャン探知器アレイの長さに平行である（通常のスキャニングはラインアレイに垂直である）。スキャンの始めおよび終わりに近い少数の値を除いて、この代替的スキャニングジオメトリは、画像値の同じシーケンスを記録する各ピクセルをもたらす。終わりは、各ピクセルのための真のオーバラップ領域の範囲を定めるよう、相互相関技術を使用して適切に整えることができる。ピクセル応答は、これまでのように、各カラーチャンネルに対してピクセル値の整えられたシーケンスを平均することにより計算される。これまでのようにピクセル応答を２４０に分割するより、むしろ、それは、対応するカラーチャンネルに対する平均ピクセル応答に分割される。追加較正は、スライド画像のクリア領域を確実に白くするために必要である。
【００５０】
静的予備焦点合わせ処理手順により、スライドのスキャンの前に、全ての焦点合わせが実行される。焦点合わせ方法のタイプは、すでに説明したように、リボン焦点またはポイント焦点のいずれかが選択される。選択された方法を用いて、焦点高さは、スライド上の固定された一組のサンプルポイントのために計算される。そして、これらの焦点値は、スライドのスキャン前に、焦点プロフィール計算への入力として使用される。
【００５１】
動的予備焦点合わせ処理手順では、焦点合わせは、スキャンへ挟み込まれる。静的アプローチのように、リボン焦点法またはポイント焦点法のいずれかが使用される。特定のストライプのスキャン前に、そのストライプに対する焦点プロフィール計算に直接影響するサンプルポイントのみが焦点合わせされる。隣接するストライプをスキャンする目的で、最近焦点合わせされたサンプルポイントは、再び焦点合わせされる必要はない。
【００５２】
動的アプローチにより、２つの利点が得られる。第１に、焦点合わせは、ディスクの読出や書込など、他のスキャニングタスクと並行して実行可能である。さらに、スキャンタイムにさほど付け加えることなく、十分に活用されていないプロセッサとモーションコントロールリソースが使用可能である。そのうえ、焦点合わせと獲得との間の時間が短縮されるので、焦点ドリフトは、大幅に減少する。
【００５３】
ステップ２５０では、システムは、静的方法または動的方法が使われるべきかを決定する。静的方法の場合は、システムは、ステップ２６０に示したように、全てのストライプ（スキャン領域全体）に対して焦点値を得る。動的方法の場合は、システムは、ステップ２７０に示したように、スキャンされる次のストライプに対する焦点値を得るよう進む。
【００５４】
ポイント焦点法は、ステップ２１０で説明した焦点ポイント配置から生じる、一組のポイントを利用する。各焦点ポイントに対して、光軸が、したがってラインスキャンカメラの中央が、そのポイント上の中心に置かれるよう、スライドが位置決めされる。対物レンズの高さは、前定義された範囲を進むことにより、小さなステップで調整される。各ステップでは、イメージデータのフレームはラインスキャンカメラから集められ、隣接するピクセル値間の二乗差を合計することにより、コントラスト測定基準が計算される。最大コントラスト値を有する高さは、正しい焦点高さになるよう取得される。考慮されるべきステップ数を減少させるために、ステップ２３０で説明した、近似焦点曲面から計算された平面が、範囲の中点の設定に使用される。
【００５５】
リボン焦点法では、カメラデータの連続フレームは、通常のスキャンによく似ているように、スライドが移動している間に収集される。スキャン中に、対物レンズは、スライド位置に同期する振動高さプロフィールに従う。スキャンにおける各ポイントでは、対物レンズの高さおよびその平面位置の双方が判明しているが、しかしながら、全てのポイントの画像データが焦点合わせされているとは限らない。コントラスト値は、カメラデータの各フレームに対して計算される。コントラスト値は、対象が最適の焦点高さでスキャンされる対物レンズの経路に沿うそれらの位置で、最大値に達する。これらのピークは特定され、平面位置および高さは、有効な焦点ポイントとして記録される。
【００５６】
振動高さプロフィールの正確な性質は、スライド位置との同期ほど重要ではない。鋸歯、三角形、および正弦曲線を含む、かなり多数のプロフィールが使用可能である。正弦曲線プロフィールは、移動限界での滑らかな加速および減速の利点を有しているが、プログラムの作成はより複雑となる。鋸歯プロフィールは、簡便である利点がある。
【００５７】
ステップ２５０において、静的予備焦点合わせの使用が決定される場合は、スキャン領域を通して分配される、焦点ポイント値を生成させるよう、多くのリボン焦点スキャンが実行可能である。ステップ２５０において、動的予備焦点合わせの使用が決定される場合は、リボン焦点スキャン用の経路として次のストライプの軌道を使用するのが好ましい。このように、焦点値は、次にスキャンされるスライドのその部分に正確に存在する。また、その幅を横切る焦点高さの変化を推定するために、カメラピクセルアレイの異なるセグメントに対するコントラスト値を分析することも可能である。この追加情報は、スライドのローカル傾斜の推定、および傾斜補償のための機械装置への入力として使用可能である。
【００５８】
画像データのストライプを収集する際、対物レンズは、ステップ２８０に示したように、サンプリングされた焦点ポイントから抽出され、焦点プロフィールへと計算された、高さプロフィールに従う。焦点プロフィールは、動的予備焦点合わせの場合のように、単一ストライプに対するものになり得、または焦点プロフィールは、スライド全体（または、その副領域を占める標本）に対するものになり得る。焦点プロフィールを計算する好適な方法は、ドローネ三角分割法に基づく補間を使用することである。従って、一組の三角形小平面から成る表面は、各焦点ポイントを１対の隣接する焦点ポイントで接続することにより生成される。ドローネ三角分割法を用いる利点は、それは、最も小さい平均二乗角合計を有する一組の三角形を生成することである。さらに簡単な用語では、ドローネ三角分割法は、他の三角分割法より大きな内角を有する三角形小平面を生成する。
【００５９】
スライド上の所与のポイントで焦点高さを計算するために、そのポイント用の座標を囲む三角形が配置される。その三角形の頂点に対する高さ値を結ぶ平面が構成される。所望の焦点高さは、所与のポイントをその平面上に投影することにより取得される。その後、表面関数は、測定された焦点ポイントの高さ値で結ばれた一組の平面三角形小平面である。
【００６０】
焦点プロフィールがいったん計算されると、ステップ２９０では、ラインスキャンシステムは、画像データの次のストライプをスキャンする。さらに多くのストライプがスキャンされる必要がある場合は、ステップ３００で決定されたように、システムはステップ２７０へ戻り、動的予備焦点合わせ（ステップ３１０で決定）の場合は次のストライプに対する焦点ポイント値を取得し、または静的予備焦点合わせの場合は、次のストライプに対する焦点プロフィールの計算に戻る。ストライプの全てがいったんスキャンされると、ステップ３２０に示したように、処理は終了する。
【００６１】
図１０は、本願明細書で説明された様々な実施例に関連して使用可能な、典型的コンピュータシステム５５０を示すブロック図である。例えば、コンピュータシステム５５０は、ＳｃａｎＳｃｏｐｅ（登録商標）スキャナマシンと関連して使用可能である。しかしながら、他のコンピュータシステム、および／または、アーキテクチャは、当業者に明確であるように使用可能である。
【００６２】
コンピュータシステム５５０は、プロセッサ５５２など、１台以上のプロセッサを含んでいるのが好ましい。入力／出力を管理する補助プロセッサ、浮動小数点数学演算を実行する補助プロセッサ、信号処理アルゴリズムの高速な実行に適するアーキテクチャを有する専用マイクロプロセッサ（例えば、ディジタル信号プロセッサ）、メイン処理システムへのスレイブプロセッサ従属物（例えば、バックエンドプロセッサ）、追加マイクロプロセッサ、または、デュアルまたはマルチプルプロセッサシステム用のコントローラ、またはコプロセッサなどの追加プロセッサを提供してもよい。こうした補助プロセッサは、別のプロセッサであってもよいし、プロセッサ５５２と一体化されたものでもよい。
【００６３】
プロセッサ５５２は、通信バス５５４に接続されているのが好ましい。通信バス５５４は、コンピュータシステム５５０の記憶装置と他の周囲構成要素との間の情報転送を容易にする、データチャンネルを含んでいてもよい。通信バス５５４は、さらに、データバス、アドレスバス、および制御バス（図示せず）を含み、プロセッサ５５２との通信に使用される一組の信号を提供してもよい。通信バス５５４は、例えば、業界標準アーキテクチャ（「ＩＳＡ」）、拡張業界標準アーキテクチャ（「ＥＩＳＡ」）、マイクロチャネルアーキテクチャ（”ＭＣＡ”）、周辺構成要素接続（「ＰＣＩ」）ローカルバス、または、ＩＥＥＥ  ４８８汎用インターフェースバス（「ＧＰＩＢ」）を含む米国電気電子技術者協会（「ＩＥＥＥ」）により公表された規格、ＩＥＥＥ  ６９６／Ｓ−１００、およびそれに類するものなどの、任意の標準または非標準バスアーキテクチャを含んでもよい。
【００６４】
コンピュータシステム５５０は、主記憶装置５５６を含んでいるのが好ましく、さらに、補助記憶装置５５８を含んでいてもよい。主記憶装置５５６は、プロセッサ５５２上で実行されるプログラムに対するインストラクションおよびデータの記憶装置を提供する。主記憶装置５５６は、通常、ダイナミックランダムアクセスメモリ（「ＤＲＡＭ」）、および／または、スタティックランダムアクセスメモリ（「ＳＲＡＭ」）などの半導体ベースメモリである。他の半導体ベースメモリのタイプは、例えば、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（「ＳＤＲＡＭ」）、ラムバスダイナミックランダムアクセスメモリ（「ＲＤＲＡＭ」）、強誘電性ラランダムアクセスメモリ（「ＦＲＡＭ」）、および、読出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）を含む、それに類するものなどを含んでいる。
【００６５】
補助記憶装置５５８は、任意にハードディスクドライブ５６０、および／または、例えば、フロッピーディスクドライブ（登録商標）、磁気テープドライブ、コンパクトディスク（「ＣＤ」）ドライブ、デジタルバーサタイルディスク（「ＤＶＤ」）ドライブなどの、リムーバブルストレージドライブ５６２を含んでいてもよい。リムーバブルストレージドライブ５６２は、周知の方法で、リムーバブルストレージメディア５６４から読出し、および／または、書込む。リムーバブルストレージメディア５６４は、例えば、フロッピーディスク、磁気テープ、ＣＤ、ＤＶＤなどであってもよい。
【００６６】
リムーバブルストレージメディア５６４は、その上にコンピュータが実行可能なコード（すなわち、ソフトウェア）、および／または、データを格納した、コンピュータ読取可能メディアであることが好ましい。リムーバブルストレージメディア５６４に格納されるコンピュータソフトウェアまたはデータは、電気通信信号５７８としてコンピュータシステム５５０へ読み込まれる。
【００６７】
代替的実施例では、補助記憶装置５５８は、コンピュータプログラムまたは他のデータまたはインストラクションをコンピュータシステム５５０にロードすることを可能にする、他の同様の手段を含んでいてもよい。こうした手段は、例えば外部ストレージメディア５７２、およびインターフェース５７０を含んでいてもよい。外部ストレージメディア５７２の例は、外部ハードディスクドライブ、または外部光学ドライブ、または外部磁気光学ドライブを含んでいてもよい。
【００６８】
補助記憶装置５５８の他の例は、プログラム可能読出し専用記憶装置（「ＰＲＯＭ」）、消去可能プログラム可能読出し専用記憶装置（「ＥＰＲＯＭ」）、電気的消去可能読出し専用記憶装置（「ＥＥＰＲＯＭ」）、またはフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭと同様の記憶装置指向のブロック）などの、半導体ベース記憶装置を含んでいてもよい。また、ソフトウェアおよびデータを、リムーバブルストレージユニット５７２からコンピュータシステム５５０へ転送可能にする、他の任意のリムーバブルストレージユニット５７２およびインターフェース５７０が含まれている。
【００６９】
また、コンピュータシステム５５０は、通信インターフェース５７４を含んでいてもよい。通信インターフェース５７４は、ソフトウェアおよびデータを、コンピュータシステム５５０と、外部装置（例えば、プリンタ）、ネットワーク、または情報ソースとの間で転送可能にする。例えば、通信インターフェース５７４を通して、コンピュータソフトウェアまたは実行可能なコードが、ネットワークサーバからコンピュータシステム５５０へ転送可能である。通信インターフェース５７４の例には、少数例に留めるが、モデム、ネットワークインターフェースカード（”ＮＩＣ”）、通信ポート、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカード、赤外線インターフェース、およびＩＥＥＥ  １３９４ファイヤワイヤがある。
【００７０】
通信インターフェース５７４は、イーサネット（登録商標）ＩＥＥＥ  ８０２規格、ファイバチャンネル、デジタル加入者回線（「ＤＳＬ」）、非同期デジタル加入者回線（「ＡＤＳＬ」）、フレームリレー、非同期転送モード（「ＡＭＴ」）、統合デジタルサービスネットワーク（「ＩＳＤＮ」）、パーソナル通信サービス（「ＰＣＳ」）、通信制御プロトコル／インターネットプロトコル（「ＴＣＰ／ＩＰ」）、シリアルラインインターネットプロトコル／ポイントトゥポイントプロトコル（「ＳＬＩＰ／ＰＰＰ」）などの、業界公表プロトコル規格を実装するのが好ましいが、特別注文の、または非標準のインターフェースプロトコルを実装していてもよい。
【００７１】
通信インターフェース５７４を通して転送されるソフトウェアおよびデータは、一般に、電気通信信号５７８のフォームである。これらの信号５７８は、通信チャネル５７６を通して、通信インターフェース５７４へ提供されるのが好ましい。通信チャネル５７６は信号５７８を担持し、さらに、少数例に留めるが、ワイヤ、またはケーブル、光ファイバー、従来の電話回線、携帯電話リンク、無線周波数（ＲＦ）リンク、または赤外線リンクを含む様々な通信手段を用いて実装可能である。
【００７２】
コンピュータが実行可能なコード（すなわち、コンピュータプログラム、またはソフトウェア）は、主記憶装置５５６、および／または、補助記憶装置５５８に格納される。また、コンピュータプログラムは、通信インターフェース５７４を通して受信され、主記憶装置５５６、および／または、補助記憶装置５５８へ格納可能である。こうしたコンピュータプログラムは、実行されると、すでに説明したような、本発明の様々な機能が、コンピュータシステム５５０で実行可能となる。
【００７３】
この説明では、「コンピュータ読取可能メディア」という用語は、コンピュータが実行可能なコード（例えば、ソフトウェアやコンピュータプログラム）をコンピュータシステム５５０へ提供するために使われる、任意のメディアを指すために使われる。これらのメディアの例には、主記憶装置５５６、補助記憶装置５５８（ハードディスクドライブ５６０、リムーバブルストレージメディア５６４、および外部ストレージメディア５７２を含む）、および通信インターフェース５７４に通信可能な形で接続された任意の周辺装置（ネットワークインフォメーションサーバ、または他のネットワーク装置を含む）を含んでいる。これらのコンピュータ読取可能メディアは、実行可能なコード、およびプログラミングインストラクション、およびソフトウェアを、コンピュータシステム５５０へ提供するための手段である。
【００７４】
ソフトウェアを用いて実行される実施例では、ソフトウェアは、リムーバブルストレージドライブ５６２、インターフェース５７０、または通信インターフェース５７４を通して、コンピュータ読取可能メディアに格納され、コンピュータシステム５５０へロードされてもよい。こうした実施例では、ソフトウェアは、電気通信信号５７８のフォームでコンピュータシステム５５０へロードされる。プロセッサ５５２により実行されると、ソフトウェアは、プロセッサ５５２に、すでに本願明細書で説明した発明の機構と機能を実行させるのが好ましい。
【００７５】
様々な実施例は、また、主として、例えば、特定用途向集積回路（「ＡＳＩＣ」）、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）などの構成要素を用いるハードウェアで実行されてもよい。また、本願明細書に説明した関数が実行可能な、ハードウェア状態機械の実装は、当業者にとり明白であろう。また、様々な実施例は、ハードウェアおよびソフトウェア双方の組合せを用いて実行可能である。
【００７６】
本願明細書に詳細に示され、かつ説明された、特定のシステムおよび方法は、上述した本発明の目的を完全に達成することができる一方で、本願明細書に提示された説明および図面が、本発明の現在好適な実施例を表すものであり、したがって、本発明により広く考慮される対象を代表するものであることを理解すべきである。さらに、本発明の範囲が当業者に明白となる他の実施例を完全に包含しており、本発明の範囲が請求項以外により、制限されないことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施例に従う、スライドスキャン処理中の顕微鏡スライドおよび対物レンズの例を示す側面図である。
【図２】本発明の実施例に従う、組織標本、スキャンされる領域、および複数の焦点ポイント位置を有する、顕微鏡スライドの例を示す平面図である。
【図３Ａ】本発明の実施例に従う、スキャンされるストライプに対する高さプロフィールを決定するための、コースおよび微細な増加量を示すグラフである。
【図３Ｂ】本発明の実施例に従う、スキャンされるストライプに対する高さプロフィールを決定するための、コースおよび微細な増加量を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例に従う、リボン焦点処理中の顕微鏡スライドおよび対物レンズの例を示す側面図である。
【図５】本発明の実施例に従う、顕微鏡スライドのためのイメージデータおよび焦点ポイントの計算の例を示す、マルチグラフ図である。
【図６Ａ】本発明の実施例に従う、リボン焦点処理手順の、焦点ポイント測定の例を示すグラフ図である。
【図６Ｂ】本発明の実施例に従う、点焦点処理手順の、焦点ポイント測定の例を示すグラフ図である。
【図６Ｃ】本発明の実施例に従う、リボン焦点処理手順および点焦点処理手順の、焦点ポイント測定の例を示すグラフ図である。
【図７】本発明の実施例に従う、複数の三角形に分割されたスキャン領域の例を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例に従う、焦点曲面の例を示すグラフ図である。
【図９】本発明の実施例に従う、予備焦点合わせ処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】本願明細書で説明された様々な実施例に関連して使用可能な、典型的コンピュータシステムを示すブロック図である。
【図１】
2007525689.tif 000003
【図２】
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2007525689.tif 000005
【図４】
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【図５】
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2007525689.tif 000009
【図７】
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【図８】
2007525689.tif 000011
【図９】
2007525689.tif 000012
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月18日(2005.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーチャル顕微鏡検査システムのラインスキャンカメラに結合された対物レンズ用の、顕微鏡スライドをスキャンする前に最適焦点高さを決定するための、以下を含むことを特徴とするコンピュータにより実行される方法：
顕微鏡スライド上の、各々が別々の平面位置を有する複数の焦点ポイントを特定すること；
ラインスキャンカメラに結合した対物レンズを第１焦点ポイント上に位置決めすること；
複数の対物レンズ高さで、第１焦点ポイントの画像をスキャンすること；
スキャンされた画像内で、最大コントラストを有する対物レンズ高さ、および平面位置を含む、対物レンズ位置を決定すること；および、
複数の対物レンズ位置を統合して焦点曲面にすること。
【請求項２】
ラインスキャンカメラで顕微鏡スライドをスキャンすることをさらに含み、スキャンすることは、焦点曲面に従って対物レンズの高さを調整することを含んでいることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
焦点曲面が、顕微鏡スライド全体をカバーすることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
焦点曲面が、顕微鏡スライドの副領域をカバーすることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項５】
副領域が、標本を含む顕微鏡スライドの領域に実質的に一致していることを特徴とする請求項４の方法。
【請求項６】
副領域が、画像ストライプに実質的に一致していることを特徴とする請求項４の方法。
【請求項７】
顕微鏡スライドをスキャンする前に、ラインスキャンカメラに結合された対物レンズと顕微鏡スライドを支持するためのステージとを有するバーチャル顕微鏡検査システムにおいて最適焦点高さを決定するための、以下を含むことを特徴とするコンピュータにより実行される方法：
ステージを対物レンズに直交する方向に移動させること；
ステージが対物レンズに直交する方向へ移動している間、対物レンズの高さを間断なく調整すること；
ステージが対物レンズに直交する方向へ移動し、かつ、対物レンズの高さが間断なく調整されている間、顕微鏡スライド上の領域の画像をスキャンすること；
スキャンされた画像内で、最大コントラストを有する対物レンズ位置を決定すること。
【請求項８】
対物レンズ位置が、顕微鏡スライド上の平面位置および対物レンズの高さを含んでいることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
さらに以下を含むことを特徴とする請求項８の方法：
各々が別々の平面位置を有している複数の対物レンズ位置を統合して焦点曲面にすること；および、
その後の顕微鏡スライドのスキャン中に、焦点曲面に従って対物レンズの高さを調整すること。
【請求項１０】
焦点曲面が、顕微鏡スライド全体をカバーすることを特徴とする請求項９の方法。
【請求項１１】
焦点曲面が、顕微鏡スライドの副領域をカバーすることを特徴とする請求項９の方法。
【請求項１２】
副領域が、標本を含む顕微鏡スライドの領域に実質的に一致していることを特徴とする請求項１１の方法。
【請求項１３】
副領域が、画像ストライプに実質的に一致していることを特徴とする請求項１１の方法。
【国際調査報告】
2007525689.tif 000014