特許 7060739 システムの動作のための制御システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-18

(45)【発行日】2022-04-26

(54)【発明の名称】システムの動作のための制御システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 21/36 20060101AFI20220419BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20220419BHJP

【ＦＩ】

G02B21/36

G02B21/00

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021041260

(22)【出願日】2021-03-15

(65)【公開番号】P2021149105

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2021-03-15

(31)【優先権主張番号】20163361

(32)【優先日】2020-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】511079735

【氏名又は名称】ライカ マイクロシステムズ シーエムエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｉｃａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ ＣＭＳ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｅｒｎｓｔ－Ｌｅｉｔｚ－Ｓｔｒａｓｓｅ １７－３７， Ｄ－３５５７８ Ｗｅｔｚｌａｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス ヘック

【審査官】殿岡 雅仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１２１３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４３７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２１５４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１７５５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１３８５６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２３０５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２５０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１１９９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２３５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１８０２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２１／００ － ２１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タスクを実行するための操作可能なコンポーネント（２２０，２３０）を含んでいるシステム（２００）の動作のための制御システム（１００）であって、
前記制御システム（１００）は、マスターユニット（１１０）と、前記コンポーネント（２２０，２３０）に割り当てられているスレーブユニット（１２０，１３０）と、を含んでおり、
前記マスターユニット（１１０）および前記スレーブユニット（１２０，１３０）は、それぞれ、ソフトウェア処理部分（１１１，１２１，１３１）とプログラマブルロジック部分（１１２，１２２，１３２）とを含んでおり、
前記マスターユニット（１１０）は、自身のソフトウェア処理部分（１１１）によって、
前記システム（２００）の動作のために、外部処理ユニット（３００）から、ジョブデータを受け取り、
前記システム（２００）の前記コンポーネント（２２０，２３０）の操作のために、前記ジョブデータをコンポーネントジョブデータに変換し、
前記コンポーネントジョブデータを、前記コンポーネント（２２０，２３０）に割り当てられている前記スレーブユニット（１２０，１３０）に送る、
ように配置されており、
前記スレーブユニット（１２０，１３０）は、自身のソフトウェア処理部分（１２１，１３１）によって、前記コンポーネントジョブデータを前記マスターユニット（１１０）から受け取るように配置されており、
前記マスターユニット（１１０）は、自身のプログラマブルロジック部分（１１２）によって、前記ジョブデータに対応するジョブを実行するように配置されており、現下のジョブ状況に関する情報を前記スレーブユニット（１２０，１３０）に送るように配置されており、
前記スレーブユニット（１２０，１３０）は、自身のプログラマブルロジック部分（１２２，１３２）によって、前記マスターユニット（１１０）から、前記現下のジョブ状況に関する前記情報を受け取るように配置されており、前記現下のジョブ状況に関する情報を、前記スレーブユニット（１２０，１３０）の前記ソフトウェア処理部分（１２１，１３１）に送るように配置されており、
前記スレーブユニット（１２０，１３０）は、自身のソフトウェア処理部分（１２１，１３１）によって、前記現下のジョブ状況を使用して、前記コンポーネントジョブデータに対応する前記ジョブを実行するように配置されている、
制御システム（１００）。

【請求項2】

前記スレーブユニット（１２０，１３０）は、自身のソフトウェア処理部分（１２１，１３１）によって、自身のプログラマブルロジック部分（１２２，１３２）から受け取った前記現下のジョブ状況に関する前記情報に応答するように配置されている、
請求項１記載の制御システム（１００）。

【請求項3】

自身のプログラマブルロジック部分（１２２，１３２）から受け取った前記現下のジョブ状況に関する前記情報への応答は、前記コンポーネントジョブデータに対応する、前記コンポーネント（２２０，２３０）に対する操作コマンドの作成を含んでいる、
請求項２記載の制御システム（１００）。

【請求項4】

前記制御システム（１００）は、第１の通信線路（１４１）を含んでおり、前記第１の通信線路は、前記マスターユニットの前記ソフトウェア処理部分（１１１）を前記スレーブユニットの前記ソフトウェア処理部分（１２１，１３１）に接続し、
前記制御システム（１００）は、第２の通信線路（１４２）を含んでおり、前記第２の通信線路は、前記マスターユニットの前記プログラマブルロジック部分（１１２）を前記スレーブユニットのプログラマブルロジック部分（１２２，１３２）に接続する、
請求項１から３までのいずれか１項記載の制御システム（１００）。

【請求項5】

前記ソフトウェア処理部分（１１１，１２１，１３１）の各々は、ソフトウェアを実行するマイクロプロセッサを含んでおり、かつ／または、前記プログラマブルロジック部分（１１２，１２２，１３２）の各々は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル・ロジック・デバイスまたは特定用途向け集積回路を含んでいる、
請求項１から４までのいずれか１項記載の制御システム（１００）。

【請求項6】

前記ソフトウェア処理部分（１１１，１２１，１３１）と前記プログラマブルロジック部分（１１２，１２２，１３２）とは、異なるレベルのプロトコルを使用するように配置されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の制御システム（１００）。

【請求項7】

前記ソフトウェア処理部分（１１１，１２１，１３１）は、ネットワークプロトコル、特にＴＣＰプロトコルを使用するように配置されており、かつ／または、前記プログラマブルロジック部分（１１２，１２２，１３２）は、コマンド用のビットまたはバイトシーケンスを含んでいるプロトコルを使用するように配置されている、
請求項６記載の制御システム（１００）。

【請求項8】

前記システム（２００）は、タスクを実行するための少なくとも１つの操作可能なコンポーネント（２２０，２３０）を含んでおり、請求項１から７までのいずれか１項記載の制御システム（１００）を含んでいる、
システム（２００）。

【請求項9】

前記システム（２００）は、対象物の分析に関するタスクを実行するための少なくとも１つの操作可能なコンポーネント（２２０，２３０）を含んでいる顕微鏡システムである、
請求項８記載のシステム（２００）。

【請求項10】

前記少なくとも１つのコンポーネントは、検出器（２２０）、光源（２３０）、例えば音響光学コンポーネント用の周波数生成器、ミラーガルバノメータおよびモーターから選択されており、前記モーターは、例えば、フィルタ、ミラー、アパーチャ、レンズ、対物レンズおよび対象物テーブルのうちの少なくとも１つを移動させるためのモーターである、
請求項９記載のシステム（２００）。

【請求項11】

請求項１から７までのいずれか１項記載の制御システム（１００）を使用する、タスクを実行するための操作可能なコンポーネントを含んでいるシステム（２００）の動作のための方法であって、前記方法は、
前記システム（２００）の動作のために、ジョブデータを、前記マスターユニットの前記ソフトウェア処理部分（１１１）に送るステップと（Ｓ１０２）、
前記システムの前記コンポーネント（２２０，２３０）の操作のために、前記ジョブデータを、前記マスターユニットの前記ソフトウェア処理部分（１１１）によって、コンポーネントジョブデータに変換するステップと（Ｓ１０４）、
前記マスターユニットの前記ソフトウェア処理部分（１１１）から前記コンポーネントジョブデータを前記スレーブユニット（１２０，１３０）の前記ソフトウェア処理部分（１２１，１３１）に送るステップと（Ｓ１０６）、
前記マスターユニット（１１０）によって、前記ジョブデータに対応する前記ジョブを実行するステップと（Ｓ１１６）、
前記マスターユニットの前記プログラマブルロジック部分（１１２）によって、現下のジョブ状況に関する情報を前記スレーブユニット（１２０，１３０）の前記プログラマブルロジック部分（１２２，１３２）に送るステップと（Ｓ１１８）、
前記スレーブユニットの前記プログラマブルロジック部分（１２２，１３２）によって、前記現下のジョブ状況に関する情報を前記スレーブユニットの前記ソフトウェア処理部分（１２１，１３１）に送るステップと（Ｓ１２０）、
前記スレーブユニット（１２０，１３０）の前記ソフトウェア処理部分（１２１，１３１）によって、前記現下のジョブ状況を使用して、前記コンポーネントジョブデータに対応する前記ジョブを実行するステップと、
を含んでいる方法。

【請求項12】

前記方法は、前記スレーブユニットの前記ソフトウェア処理部分（１２１，１３１）によって、自身のプログラマブルロジック部分（１２２，１３２）から受け取った前記コンポーネントのジョブ状況に関する前記情報に応答するステップをさらに含んでいる、
請求項１１記載の方法。

【請求項13】

コンピュータプログラムがプロセッサ上で実行されるときに請求項１１または１２記載の方法を実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、本質的に、タスクを実行するための操作可能なコンポーネントを含んでいるシステム、例えば顕微鏡システムの動作のための制御システム、そのような制御システムを含んでいるシステムおよびそのようなシステムの動作のための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

顕微鏡システム等のシステムは典型的に、例えば対象物の分析に関するタスクを実行するためのいくつかの操作可能なコンポーネントを含んでいる。典型的な例は顕微鏡システムであり、これは検出器と光源とを含んでおり、これら両方は、調整されて操作される必要がある。例えば、光源は対象物（またはサンプル）を特定の様式で、かつ特定の時間に照明すべきであり、検出器は、その特定の時間に対象物から反射された光を検出すべきである。

【0003】

システムの動作のための、そのような操作可能なコンポーネントを、制御システムによって制御することができ、この制御システムはネットワークまたはネットワーク接続によって、操作可能なコンポーネントに通信接続されている。しかし、そのような制御システムは、時間的に同期する必要があるプロセスは実行できないという欠点を有している。なぜなら、ネットワーク接続は典型的に、非常に多数の（通信）サービスおよびデータを管理する必要があり、典型的に、多くのソフトウェアスタックが実行される必要があるからである。

【0004】

いわゆるｔｉｍｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ （ＴＳＮ）の使用は、リアルタイム通信におけるいくつかの改善を提供することができるが、これは依然として、ネットワーク接続に基づいており、そのうえ、すべてのコンポーネントはこの特定のタイプのネットワーキングをサポートしなければならない。

【0005】

したがって、本発明の課題は、特に、タイムセンシティブな動作に関して、１つまたはいくつかの（個別の）操作可能なコンポーネントを含んでいるシステムの制御または動作を改善することである。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明では、独立請求項の特徴を有する制御システム、システムおよび方法が提示される。有利なさらなる発展は、従属請求項および以降の記載の主題を形成する。

【0007】

本発明は、タスクを実行するための操作可能なコンポーネントを含んでいる、システムの動作のための制御システムに関する。本発明の概念は単一の操作可能な構成要素でも機能するが、２つまたは２つより多くのそのようなコンポーネントが同じように関与していてよい。いくつかの操作可能なコンポーネットがある場合には、以降に記載される特徴をそれらの各々に適用することができる。したがって、制御システムは、特定のジョブ、すなわち、多数の（部分的に異なる）ステップおよび／またはタスクを実行するために使用される。

【0008】

制御システムが使用される有利な種類のシステムは、顕微鏡システムである。これは対象物（またはサンプル）の分析に関するタスクを実行するための少なくとも１つのコンポーネントを含んでいる。この少なくとも１つのコンポーネントは、例えば検出器、光源、例えば音響光学コンポーネント用の周波数生成器、ミラーガルバノメータおよびモーターから選択されてよく、このモーターは例えば、フィルタ、ミラー、アパーチャ、レンズ、対物レンズおよび対象物テーブルのうちの少なくとも１つを移動させるためのモーターである。また、モーターによって移動可能なこれらのコンポーネントの各々は、操作可能なコンポーネントとして使用可能である。典型的に、そのような顕微鏡システムは、これらの操作可能なコンポーネントのうちのいくつかを含んでいる。本発明を顕微鏡システムおよびいくつかの特定の操作可能なコンポーネントに関連して記載するが、本発明はそのような顕微鏡システムに制限されないということに留意されたい。

【0009】

制御システムはマスターユニットと、コンポーネントに割り当てられているスレーブユニットと、を含んでいる。マスターユニットおよびスレーブユニットはそれぞれ、ソフトウェア処理部分とプログラマブルロジック部分とを含んでいる。特に、各ソフトウェア処理部分は、ソフトウェアを実行するマイクロプロセッサを含んでおり、各プログラマブルロジック部分は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでいる。

【0010】

フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）は、製造後に顧客または設計者が構成するように設計された集積回路である。ＦＰＧＡ構成は、全般的に、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に使用されるものと同様のハードウェア記述言語（ＨＤＬ）を使用して指定される。以前は回路図を使用して構成を指定していたが、電子設計自動化ツールの登場により、これはますますまれになっている。プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）は、再構成可能なデジタル回路を構築するために使用される電子コンポーネントである。論理ゲートで構成され、機能が固定されている集積回路（ＩＣまたはＡＳＩＣ）とは異なり、ＰＬＤは製造時に機能が定義されていない。ＰＬＤを回路で使用する前に、これは、専用のプログラムを使用してプログラム（再構成）される必要がある。

【0011】

特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は汎用のために意図されたのではなく、特定の使用に向けてカスタマイズされた集積回路（ＩＣ）チップである。ＡＳＩＣチップは典型的に、金属酸化物半導体（ＭＯＳ）技術を使用して、ＭＯＳ集積回路チップとして製造される。ＦＰＧＡ、ＰＬＤおよびＡＳＩＣは全般的に知られており、したがって、本明細書ではこれ以上説明しない。

【0012】

上述したソフトウェア処理部分のプロセッサまたはマイクロプロセッサがＦＰＧＡ（またはＰＬＤまたはＡＳＩＣ）によって形成されても、またはＦＰＧＡ（またはＰＬＤまたはＡＳＩＣ）として提供されてもよいということに留意されたい。したがって、ソフトウェア処理部分もプログラマブルロジック部分も共通の、単一の物理的なユニット、例えばＦＰＧＡにおいて提供可能である。

【0013】

有利には、制御システムは第１の通信線路を含んでおり、これは、マスターユニットのソフトウェア処理部分をスレーブユニットのソフトウェア処理部分に接続する。制御システムは、さらに第２の通信線路を含んでおり、これはマスターユニットのプログラマブルロジック部分をスレーブユニットのプログラマブルロジック部分に接続する。（マスターユニットおよびスレーブユニットの）ソフトウェア処理部分と、（マスターユニットおよびスレーブユニットの）プログラマブルロジック部分と、が異なるレベルのプロトコルを使用するように配置（または構成）されているのも有利である。特に、ソフトウェア処理部分をネットワークプロトコル（これは有利にはハイレベルプロトコルである）、特にＴＣＰプロトコル等を使用するように配置（または構成）することができ、かつ／またはプログラマブルロジック部分は、コマンド等用のビットまたはバイトシーケンスを含んでいるプロトコル（これは有利にはローレベルプロトコルである）を使用するように配置されている。これによって、一方でのソフトウェア処理部分間の別個の通信と、他方でのプログラマブルロジック部分間の別個の通信と、が可能になる。ネットワーク（またはハイレベル）プロトコルは容易かつ効率的な、（ソフトウェア処理部分においてジョブデータを受け取る）スレーブユニットの構成を可能にし、ローレベルプロトコルは、（プログラマブルロジックレベルでの）時間同期処理を可能にする。このようなジョブデータは、有利には、実行される異なるステップおよび／またはタスクを定め、例えば、そのようなステップおよび／またはタスクを実行するために実行される命令を含むデータである（例えば、実行されるステップおよび／またはタスクによってジョブが定められるとき）。

【0014】

さらに、マスターユニットは、自身のソフトウェア処理部分によって、システムの動作のために、外部処理ユニットから、ジョブデータを受け取るように配置（または構成）されている。外部処理ユニットは、（ホスト）ＰＣまたは他のコンピュータまたは計算ユニット等であり、システムのコンポーネントの操作のために、ジョブデータをコンポーネントジョブデータに変換し、コンポーネントジョブデータを、コンポーネントに割り当てられているスレーブユニットに送る。換言すれば、特定のジョブ（例えば、対象物またはサンプルのスキャン、サンプルの操作および／またはブリーチング）に関与するすべての操作可能なコンポーネントの情報が含まれる、外部ソースからのジョブデータが受け取られ、特定の操作可能なコンポーネントに関するまたは特定の操作可能なコンポーネントに必要な情報だけが選択され、各スレーブユニットに転送される。スレーブユニットは、自身のソフトウェア処理部分によって、コンポーネントジョブデータをマスターユニットから受け取るように配置（または構成）されている。スレーブユニットのソフトウェア処理部分内では、次に、コンポーネントジョブデータを各コンポーネントの（コンポーネント）ジョブに構成することができる。このジョブは後で処理されるだろう。

【0015】

さらに、マスターユニットは、自身のプログラマブルロジック部分によって、このジョブデータに対応するジョブを実行するように配置されており、現下のジョブ状況に関する情報をスレーブユニットに送るように配置（または構成）されている。換言すれば、ジョブを実行するための関連する行動は、マスターユニットによって初期化される、または引き起こされ、マスターユニットは、スレーブユニットに、スキャンの現下の線の番号または線の終端部分への到達等の現下の状況を通知する（これはジョブが、サンプルの対象物のスキャンを含んでいる場合である。）。

【0016】

スレーブユニットは、自身のプログラマブルロジック部分によって、マスターユニットから、現下のジョブ状況（例えば、スキャンの現下の線の番号または線の終端部分への到達）に関する情報を受け取るように配置（または構成）されている。さらに、スレーブユニットは、自身のプログラマブルロジック部分によって、現下のジョブ状況に関する情報を、スレーブユニットのソフトウェア処理部分に送るように配置（または構成）されている。そのようなジョブ状況は、例えば、線の終端部分に到達したことに関する情報を含むことができる（これはジョブが、サンプルの対象物のスキャンを含んでいる場合である。）。さらに、スレーブユニットは、自身のソフトウェア処理部分によって、現下のジョブ状況を使用して、コンポーネントジョブデータに対応するジョブを実行するように配置（または構成）されている。

【0017】

これによって、スレーブユニットでの、またはスレーブユニット内でのジョブの自律的なプロセスが可能になる。例えば、スレーブユニットは、スキャンの間、光強度の設定を担当してよい。この場合には、ソフトウェア処理部分に、プログラマブルロジック部分によって、線の終端部分に到達したことが伝えられると、ソフトウェア処理部分は、光強度を変える（これは例えば、次の線が奇数の線である場合である）か否かを決めることができる。すなわち、スレーブユニットは、自身のソフトウェア処理部分によって、有利には、自身のプログラマブルロジック部分から受け取った現下のジョブ状況に関する情報に応答するように配置（または構成）されている。自身のプログラマブルロジック部分から受け取った現下のジョブ状況に関する情報へのこの応答は、異なる光強度の設定等の、コンポーネントジョブデータに対応する、コンポーネントに対する操作コマンドの作成を含むことができる。

【0018】

プログラマブルロジック部分レベルで取得された、現下のジョブ状況に関する情報は、スレーブユニット内でのみ転送されるので、時間遅延等を導入し得るネットワーク接続等のステージは存在しない。ネットワークプロトコルまたはハイレベルプロトコルは、マスターユニットおよびスレーブユニットの構成のためだけに使用され、また、ジョブの処理中の、時間に関するあらゆる変化は、ローレベルの接続およびプロトコルによって開始される。

【0019】

したがって、制御システムは、（場合によってはいくつかのスキャン線を含んでいる）単一の画像を捕捉するためだけに構成可能なのではなく、特に、個々の操作可能なコンポーネントに対する異なるパラメーターを伴う複数の画像のために構成可能であるということに留意されたい。そのような異なる構築に対するすべての必要なパラメーターは、ジョブの開始前に、個々のスレーブユニットに分配される。処理中に、構成におけるあらゆる変化は、プログラマブルロジック部分から各ソフトウェア処理部分への通信、すなわち割り込みによってのみ開始される。

【0020】

本発明は、タスクを実行するための少なくとも１つの操作可能なコンポーネントを含んでいるシステムにも関する。このシステムは有利にはそのような操作可能なコンポーネントを２つまたは２つより多く含んでいる。このシステムは、本発明に相応する、上記の制御システムも含んでいる。有利には、このシステムは顕微鏡システムであって、ここでは、少なくとも１つの操作可能なコンポーネントは、対象物の分析に関するタスクを実行するためのものである。上述のように、この少なくとも１つの操作可能なコンポーネントは、例えば検出器、光源、例えば音響光学コンポーネント用の周波数生成器、ミラーガルバノメータおよびモーターから選択されてよく、このモーターは例えば、フィルタ、ミラー、アパーチャ、レンズ、対物レンズおよび対象物テーブルのうちの少なくとも１つを移動させるためのモーターである。

【0021】

本発明は、顕微鏡システム等のシステムの動作のための方法にも関し、このシステムは、タスクを実行するための操作可能なコンポーネントを含んでおり、本発明に相応する制御システムを使用する。この方法は、システムの動作のために、ジョブデータを、マスターユニットのソフトウェア処理部分に送ること、システムのコンポーネントの操作のために、このジョブデータを、マスターユニットのソフトウェア処理部分によって、コンポーネントジョブデータに変換すること、マスターユニットのソフトウェア処理部分からコンポーネントジョブデータをスレーブユニットのソフトウェア処理部分に送ること、マスターユニットによって、ジョブデータに対応するジョブを実行すること、マスターユニットのプログラマブルロジック部分によって、現下のジョブ状況に関する情報をスレーブユニットのプログラマブルロジック部分に送ること、スレーブユニットのプログラマブルロジック部分によって、現下のジョブ状況に関する情報をスレーブユニットのソフトウェア処理部分に送ること、およびスレーブユニットのソフトウェア処理部分によって、現下のジョブ状況を使用して、コンポーネントジョブデータに対応するジョブを実行することを含んでいる。有利には、この方法はさらに、スレーブユニットのソフトウェア処理部分によって、自身のプログラマブルロジック部分から受け取ったコンポーネントジョブ状況に関する情報に応答することを含んでいる。

【0022】

システムおよび方法の別の実施形態および利点に関して、相応に適用される上記の記載を参照されたい。

【0023】

本発明は、コンピュータプログラムがプロセッサ上で実行されるときに本発明による方法を実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラムにも関する。

【0024】

本発明のさらなる利点および実施形態は、説明および添付の図から明らかになるであろう。

【0025】

前述の特徴および以下でさらに説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ示された組み合わせだけでなく、さらなる組み合わせにおいても、または単独で使用することもできるということに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】有利な実施形態における、本発明によるシステムの概略図を示している。

【図2】有利な実施形態における、本発明による方法を記述する概略的なフロースキームを示している。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１には、有利な実施形態における、本発明によるシステム２００の概略図が示されている。システム２００は、例えば、顕微鏡システムであり、制御システム１００を含んでいる。制御システム１００は、ここで、有利な実施形態における、本発明による制御システムである。

【0028】

制御システム１００は、マスターユニット１１０と、例えば２つのスレーブユニット１２０、１３０と、を含んでいる。スレーブユニット１２０、１３０の各々は、システム２００のコンポーネント２２０および２３０にそれぞれ割り当てられている。コンポーネント２２０および２３０の各々は、顕微鏡システム２００内で（特定の）タスクを実行するように配置されている。例えば、コンポーネント２００は検出器であり、コンポーネント２３０は光源である。したがって、顕微鏡システムは、対象物またはサンプルを光源２３０によってスキャンし、検出器２２０によって反射光を検出するために使用可能である。

【0029】

マスターユニット１１０は、ソフトウェア処理部分１１１とプログラマブルロジック部分（例えばＦＰＧＡ）１１２とを含んでいる。スレーブユニット１２０、１３０の各々もソフトウェア処理部分１２１、１３１とプログラマブルロジック部分（例えばＦＰＧＡ）１２２、１３２とを含んでいる。マスターユニット１１０のソフトウェア処理部分１１１は、第１の通信線路１４１によって、スレーブユニット１２０、１３０のソフトウェア処理部分１２１、１３１の各々に接続されている。第１の通信線路は、双方向通信を可能にし、例えば、ハイレベルプロトコル、特にＴＣＰプロトコル用に構成されている。マスターユニット１１０のプログラマブルロジック部分１１２は、第２の通信線路１４２によって、スレーブユニット１２０、１３０のプログラマブルロジック部分１２２、１３２の各々に接続されている。第２の通信線路は、コマンド用のビットまたはバイトシーケンスを使用するローレベルプロトコル用に構成されている。

【0030】

マスターユニット１１０のソフトウェア処理部分１１１は、第３の通信線路１４３によって外部処理ユニット３００、例えば（ホスト）ＰＣまたはコンピュータ等に接続されており、第３の通信線路は双方向通信を可能にし、例えばＴＣＰプロトコル用に構成されている。スレーブユニット１２０は、検出器２２０に割り当てられており、したがって、検出器２２０を制御するようにも構成されている。これは特に、検出器から画像データを受け取ること、および／または検出器がいつ画像を取得するのかを制御すること、および／または検出器の特定のパラメーター、例えば露光時間等を設定することを含んでいる。スレーブユニット１３０は、光源２３０に割り当てられており、したがって、光源２３０を制御するようにも構成されている。これは特に、光強度の設定および／または光源のオンオフ切り替えおよび／またはｘ方向および／またはｙ方向におけるライトスポットの移動を含んでいる。

【0031】

図２のフロー図に関連して、制御システム１００の操作可能なコンポーネントの特定の特徴およびタスクを記載する。

【0032】

図２には、フロースキームが示されており、これは、有利な実施形態における、本発明による方法を概略的に記載している。少なくとも部分的に、この方法に関連して記載された特徴は、制御システムにも適用されるということに留意されたい。なぜなら特に、制御システムは、ステップに対応する特定のタスクを実行するように配置されているからである。例えば、対象物またはサンプルは、いくつかの線における対象物のスキャンのために光源を使用して、顕微鏡システムによって分析されるべきである。

【0033】

この方法またはこの制御システム内で実行されるタスクは、図２におけるステップまたはブロックによって示されている。異なるエンティティ（マスターユニットおよびスレーブユニットのソフトウェア処理部分およびプログラマブルロジック部分）および実行されるタスクに関連しては、以降の点に留意されたい。図２では、マスターユニットのソフトウェア処理部分で、またはソフトウェア処理部分によって実行されるタスクが、長方形のブロックとして示されており、スレーブユニットのソフトウェア処理部分で、またはソフトウェア処理部分によって実行されるタスクが、角が丸い長方形のブロックとして示されており、マスターユニットのプログラマブルロジック部分で、またはプログラマブルロジック部分によって実行されるタスクが、台形のブロックとして示されており、スレーブユニットのプログラマブルロジック部分で、またはプログラマブルロジック部分によって実行されるタスクが、菱形のブロックとして示されている。

【0034】

ステップＳ１００では、（顕微鏡）システムによって実行されるジョブが、ホストＰＣによって規定される。この例に関して、このジョブは、対象物スキャンの様式、例えばスキャンされる線の数、線の長さ、スキャンおよび線のｘ次元および／またはｙ次元、検出器の露光時間および特定の線に対して使用される光強度を含み、かつ規定することができる。ジョブは、異なる画像に対する異なるパラメーターを伴う、取得されるいくつかの画像を含むこともできる。

【0035】

ステップＳ１０２では、ホストＰＣ上で作成されたジョブデータが、マスターユニットのソフトウェア処理部分に転送され、または送られ、マスターユニットのソフトウェア処理部分は、このジョブデータを受け取る。

【0036】

ステップＳ１０４では、マスターユニットのソフトウェア処理部分によって、受け取られたジョブデータが分析され、コンポーネントジョブデータに変換される。つまり、スレーブユニットの各々に関するまたはスレーブユニットの各々に必要な情報および／またはデータは（全般的な）ジョブデータから選択される。この例に関して、このステップは、光強度に関するすべてのジョブデータを選択すること、およびこれを光源に対するコンポーネントジョブデータに入れることを含んでいてよい。

【0037】

ステップＳ１０６では、コンポーネントジョブデータは、マスターユニットのソフトウェア処理部分から、スレーブユニットのソフトウェア処理部分へ送られ、または転送される。ステップＳ１０８では、マスターユニットから受け取られたコンポーネントジョブデータが各スレーブユニットで、または各スレーブユニットにおいて、各ソフトウェア処理部分によって分析される。ステップＳ１１０では、コンポーネントジョブデータから各スレーブユニットに対してジョブが作成される。つまり、例えば、光源の制御に対するパラメーターを含んでいる特定の計画等が準備されて、リクエストに応じてジョブが開始され得る。ステップＳ１１２において、各スレーブユニットは、スキャナーイベント等の関連イベントに申し込む（適用可能である場合）。これは、処理の間、プログラマブルロジック部分から受け取られるだろう（以降のステップＳ１２０も参照）。そのようなイベントは、例えばスキャンの間、線の終端部分に到達することを含んでいてよい。ステップＳ１１４で、スレーブユニットは、ジョブの開始に対して準備できている（または準備されている）。

【0038】

ステップＳ１１６において、ジョブデータに対応するジョブが、マスターユニットによって実行され、ステップＳ１１８において、マスターユニットのプログラマブルロジック部分によって、現下のジョブ状況に関する情報が各スレーブユニットのプログラマブルロジック部分に送られる。このステップＳ１１８は、ジョブが必要とする限り実行され、ジョブが終了すると終わる。このようにして、マスターユニットは、スレーブユニットに、現下のジョブ状況を通知する。これは例えば、現下のスキャン状態である。例えば、マスターユニットはスレーブユニットに（特にプログラマブルロジックレベルで）スキャンする新たな線への変更を通知する。

【0039】

ステップＳ１１８の間（これは上述のように、ジョブの終わりまで続く）、ステップＳ１２０において、各スレーブユニットのプログラマブルロジック部分は、マスターユニットからイベント（上記を参照）を受け取り、付加的に、現下のジョブ状況に関する情報を（同じ）スレーブユニットのソフトウェア処理部分に送る。これは、一種の割り込みに相応するまたは一種の割り込みである。現下のジョブ状況に関するそのような情報は、例えば、線の開始部分（に到達すること）、線の終端部分（に到達すること）、捕捉される画像の開始部分（に到達すること）、捕捉される画像の終端（に到達すること）、（スキャンの間に）新たな線を開始すること、ジョブの開始およびジョブの終了を含むことができる。

【0040】

現下のジョブ状況に関するこの情報、すなわち光源等の各コンポーネントに関するジョブの処理の間のあらゆる変化に基づいて、スレーブユニットのソフトウェア処理部分によって、コンポーネントジョブに対応するジョブが実行される。

【0041】

特定のスレーブユニットによって実行される、以前に作成された（ステップＳ１０８～Ｓ１１４を参照）ジョブは基本的に、スレーブユニットのソフトウェア処理部分に存在する。しかし、ジョブによって要求されるあらゆるアクションは、各プログラマブルロジック部分から受け取った現下のジョブ状況に関する情報によってトリガされる。次のいくつかのステップによって、例を示す。

【0042】

ステップＳ１２２において、スレーブユニットのソフトウェア処理部分は（繰り返しまたは継続的に）、スキャンされる線の終端部分に到達したか否かのチェックを実行する。ステップＳ１２０に関連して上述したように、線の終端部分に到達したという情報はプログラマブルロジック部分から受け取られる。線の終端部分に到達すると、次に、ステップＳ１２４において、スレーブユニットのソフトウェア処理部分が、スキャンされる次の線が奇数の線の番号を有しているか否かをチェックする（スレーブユニットのソフトウェア処理部分内に存在しているコンポーネントジョブデータがこの情報を含んでいるので、これが可能である）。

【0043】

スキャンされる次の線が奇数の線の番号を有していない場合（すなわち、これは偶数の線の番号を有している）、ステップＳ１２６において、光源の強度が１００％に設定される。スキャンされる次の線が奇数の線の番号を有している場合、ステップＳ１２８において、光源の強度が５０％に設定される。換言すれば、ソフトウェア処理部分は、プログラマブルロジック部分から受け取った、現下のジョブ状況に関する情報に応答するので、プログラマブルロジック部分からの割り込みを取り扱うことができる。

【0044】

同様に、プログラマブルロジック部分は、各ソフトウェア処理部分に、ジョブの開始に関して、さらに線の終端部分、ジョブの終了、新たなジョブの開始に関して通知することができ、これには、例えば取得される別の種類の画像等が伴う。

【0045】

そのようなジョブデータは、取得する２次元画像に加えて、スキャンされる、球体等の空間内の特定のジオメトリを定義することも含み得る。線の終端部分または画像の終端部分に到達する場合には、ジョブデータは、画像データの収集も含み得る。ジョブデータは、例えば次の線の開始時にスキャニング光をリセットする間、通常のイメージングの範囲外の画像を取得するタスクも含み得る。

【0046】

総括すると、本発明は、ホストＰＣ等によって、光源および検出器等の適切な操作可能なコンポーネントを備える（顕微鏡）システムによって実行される特定のジョブを規定すること、このジョブ（データ）をマスターユニットに転送すること、関連するコンポーネントジョブデータを、操作可能なコンポーネントに割り当てられている各スレーブユニットに分配すること、およびこれが完全に分配されると、自律的にジョブを実行することを可能にする。処理の間のあらゆる通信は、制御システムからホストＰＣへの通信に制限されるが、個々のコンポーネントまたは各制御ユニット（スレーブユニット）間の（リアルタイム）通信は不要である。

【0047】

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

【0048】

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

【0049】

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

【0050】

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

【0051】

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

【0052】

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

【0053】

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

【0054】

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

【0055】

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

【0056】

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

【0057】

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

【0058】

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

【図1】

【図2】