JPH07509819A - Low-light color imager with cooled integrating camera - Google Patents
Low-light color imager with cooled integrating cameraInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 冷却型積分カメラを備えた低光量カラー撮像装置発明の分野 本発明はカラー撮像装置に関し、より詳しくは、生物学的試料の多色画像を得る ための低光量積分カラーカメラを用いてカラー画像を作る技術に関する。[Detailed description of the invention] FIELD OF THE INVENTION Low-light color imaging device with cooled integrating camera The present invention relates to a color imaging device, and more particularly, to obtain multicolor images of biological samples. This paper relates to a technology for creating color images using a low-light integral color camera.
発明の背景 カラー撮像装置を用いて生物学的試料を分析することに大きな興味が集まってい る。例えば、Bacosの米国特許第5.008.185号には、PAP染色( PAP−stain−ing)技術を用いて光増強因子でマーキングした人の肺 ガン標本を、撮像装置を使用して視覚的に分析することが開示されている。染色 細胞中の特定タンパク質の量は、標本細胞のデジタルグレースケール画像から決 定される。グレースケール分析の重大な制限は、一度に単一色しか分析できない ことである。分析が2色以上の色を用いる場合には、各色は、染色し且つその後 に撮像するコンバウント工程を必要とする。Background of the invention There is great interest in analyzing biological samples using color imaging devices. Ru. For example, U.S. Pat. No. 5.008.185 to Bacos describes PAP staining ( Human lungs marked with photoenhancer using PAP-stain-ing technique Visually analyzing cancer specimens using an imaging device is disclosed. staining The amount of specific proteins in cells can be determined from digital grayscale images of sample cells. determined. A significant limitation of grayscale analysis is that it can only analyze a single color at a time. That's true. If the analysis uses more than one color, each color must be stained and then requires a conbount process to image the image.
細胞画像分析には、分光情報並びにグレースケール情報を得るための電位が存在 する。慣用的な染色技術を用いて、細胞標本に多数の色を付すことができる。For cell image analysis, there are potentials to obtain spectral and gray scale information. do. A number of colors can be applied to cell specimens using conventional staining techniques.
例えば細胞標本は、種々の着色マーカを用いて染色され、次に顕微鏡を用いて視 覚的に検査される。染色標本の多色単一画像を捉えることにより重要な利益が得 られる。画像分析技術は単一画像の分析に使用でき、これにより、複数の画像を 得るための従来の装置は不要になる。For example, cell specimens are stained with various colored markers and then viewed using a microscope. visually inspected. Significant benefits can be obtained by capturing a single multicolor image of a stained specimen. It will be done. Image analysis techniques can be used to analyze a single image, which allows multiple images to be analyzed. Conventional equipment for obtaining is no longer required.
既知のDNAプローブ技術を用いて、「蛍光染料jと呼ばれる新しい種類のマー カを、人の生物学的標本中の非常に小さな構造内に運び込むことができる。実際 、蛍光マーカは、プローブにより、細胞の分子レベルまで運ばれる。通常の染料 ではこのように小さな構造を染色することはできない。Using known DNA probe technology, researchers have discovered a new class of markers called fluorescent dyes. Mosquitoes can be transported into very small structures in human biological specimens. actual , fluorescent markers are delivered to the molecular level of cells by probes. normal dye However, it is not possible to stain such small structures.
しかしながら、蛍光マーカのサイズが小さいこと及び蛍光マーカの発光プロセス から、蛍光染料で染色された標本の画像は非常に暗い。However, the small size of fluorescent markers and the luminescence process of fluorescent markers Because of this, images of specimens stained with fluorescent dyes are very dark.
今日まで、着色細胞画像を表示し且つ分析するのにカラーカメラを用いていた。To date, color cameras have been used to display and analyze colored cell images.
しかしながら、蛍光材料で染色された細胞のカラー画像を得るのにカラーカメラ は用いられていない。これは、カメラの感度が低いこと、及び染色技術により得 られる色強度が低レベルであることによる。蛍光染料でマーキングされた標本を イメージ増強管を用いて撮像する提案がなされている。しかしながら、この方法 は、単色画像になってしまい且つカラー画像から得られる大きな利益を放棄して しまう結果をもたらす。However, color cameras are required to obtain color images of cells stained with fluorescent materials. is not used. This is due to the low sensitivity of the camera and the staining technique. This is due to the low level of color intensity. Specimens marked with fluorescent dye Proposals have been made to capture images using an image intensifier tube. However, this method results in a monochromatic image and forgoes the great benefits gained from color images. It brings about a bad result.
したがって、低光量カラー画像のディスレイ、分析及び記録が行える撮像装置を 提供することが要望されている。この要望は、特に、分析すべき画像が細胞標本 の拡大目視化されたものである場合に大きい。Therefore, we need an imaging device that can display, analyze, and record low-light color images. It is requested that it be provided. This request is particularly important if the images to be analyzed are cell specimens. It is large when it is visualized in an enlarged manner.
開示の要約 本発明は、顕微鏡検査又はマクロ検査のための低光量カラー画像のディスレイ及 び分析を行う手段及び方法に関する。Disclosure summary The present invention provides a low-light color image display for microscopic or macroscopic inspection. and methods for conducting analysis.
より詳しくは、本発明の目的は、低光量カラー画像を得るためのカラーカメラを 提供することにある。More specifically, it is an object of the present invention to provide a color camera for obtaining low-light color images. It is about providing.
本発明の上記及び他の目的及び特別な利益は、低光量カラー撮像が可能な電子カ メラを備えた撮像装置に実現される。このカメラは、積分光電子撮像組立体(i ntegrating opto−electronic imaging a ssembly)と、冷却手段と、レンズアダプタフレームとを有している。積 分光電子撮像組立体は、画像を走査し且つ該走査画像の色強度分布を表す画像信 号を作る。冷却手段は、撮像組立体と熱接触して、画像信号における撮像組立体 のノイズを低減させる。冷却手段はカメラフレームの開放端部に取り付けられる 。レンズアダプタフレームは、撮像組立体に隣接してレンズを取り付ける。レン ズアダプタフレームは、冷却手段と熱接触して取り付けられる。また、カメラは 、撮像組立体とレンズアダプタフレームとの間で作動して、撮像組立体上の結露 形成を防止する手段を有する。These and other objects and special advantages of the present invention include an electronic camera capable of low-light color imaging; This is realized in an imaging device equipped with a camera. This camera uses an integral optoelectronic imaging assembly (i integrating opto-electronic imaging a ssembly), a cooling means, and a lens adapter frame. product The spectroelectronic imaging assembly scans the image and generates an image signal representative of the color intensity distribution of the scanned image. make a number. The cooling means is in thermal contact with the imaging assembly to cool the imaging assembly in the image signal. reduce noise. The cooling means is attached to the open end of the camera frame . A lens adapter frame attaches the lens adjacent to the imaging assembly. Len The adapter frame is mounted in thermal contact with the cooling means. Also, the camera , operates between the imaging assembly and the lens adapter frame to prevent condensation on the imaging assembly. It has means to prevent formation.
電子的に冷却される積分カメラは、低光量カラー撮像装置の主要構成部品を形成 する。低光量カラー撮像装置は、生物学的試料を保持する手段と、フィルタ型光 源と、積分電子カラーカメラと、画像分析装置とを有している。フィルタ型光源 は、染色された試料を照明するように配置されている。積分電子isウラ−Jメ ラは生物学的試料から光を受けるように配置されており、且つ積分光電撮像装置 と、冷却手段と、変換手段とを有している。積分光電子撮像装置は、試料の画像 を走査し且つ走査画像の色強度分布に応答する画像信号を作る。冷却手段(よ撮 像装置と熱接触して該撮像装置を冷却し且つ(i号における撮像装置のノイズを 低減させる。変換手段はカメラに接続されていて、画像信号を、相互に区別でき る複数のカラー成分信号に変換する。最後に、画像分析装置は、カラー要素手段 と、画像再構成手段とを有している。カラー要素手段(該カラー要素手段はカラ ー成分信号を受けるように接続されており且つ少なくとも2つの色を識別するカ ラー選択信号に応答する)は、走査された画像中の色と色とを区別する識別信号 を作る。Electronically cooled integrating camera forms the main component of the low-light color imager do. Low-light color imaging devices include a means of holding biological samples and filtered light. an integral electronic color camera, and an image analysis device. filter type light source is arranged to illuminate the stained sample. Integral electron is back The laser is positioned to receive light from the biological sample, and the integrating photoelectric imaging device is arranged to receive light from the biological sample. , a cooling means, and a conversion means. Integral photoelectronic imager images the sample and produce an image signal responsive to the color intensity distribution of the scanned image. Cooling means (photo) The image pickup device is cooled by thermal contact with the image pickup device, and the noise of the image pickup device in item i is reduced. reduce The conversion means is connected to the camera and makes the image signals distinguishable from each other. into multiple color component signals. Finally, the image analyzer means color elements and an image reconstruction means. Color element means (the color element means is a color element means) - a camera connected to receive the component signals and to identify at least two colors; (responsive to the color selection signal) is an identification signal that distinguishes between colors in the scanned image. make.
画像再構成手段は、カラー識別信号を受け且つ画像中に含まれる複数色の画像表 示を作る。The image reconstruction means receives the color identification signal and reconstructs an image table of multiple colors included in the image. make a mark.
本発明の上記及び他の目的の達成及び特徴は、添付図面に関連して述べる以下の 説明から明らかになるであろう。The achievement of the above and other objects and features of the present invention will be further described below with reference to the accompanying drawings. It will become clear from the explanation.
図面の簡単な説明 第1図は、本発明による冷却Δツ低光量カラーカメラを示す分解図である。Brief description of the drawing FIG. 1 is an exploded view showing a cooled delta low-light color camera according to the present invention.
第2図は、第1図に示したカメラの冷却車撮像組立体を示す分解図である。FIG. 2 is an exploded view of the cooling vehicle imaging assembly of the camera shown in FIG.
第3図は、第1図に示したカメラの前端部を示す拡大部分側断面図である。FIG. 3 is an enlarged partial side sectional view showing the front end of the camera shown in FIG. 1. FIG.
第」図は、第1図のカメラの電子式冷却器を制御するための、本発明に使用する 回路を示す概略図である。Fig. 1 shows the use of the present invention for controlling the electronic cooler of the camera of Fig. 1. FIG. 2 is a schematic diagram showing a circuit.
第5Uは、第1図のカメラを備えた低光量カラー撮像装置を示すプロ・ツク図で ある。5U is a professional drawing showing a low-light color imaging device equipped with the camera of FIG. be.
第6図は、第5図の装置に含まれる多色画像分析器をより詳細に示すブロック好 ましい実施例の詳細な説明 感度か不充分であることが、蛍光染料でマーキングされた生物学的標本の顕微鏡 撮像へのカラーカメラの適用を制限している。本発明者は、このような用途のカ ラーカメラの感度は、例えば、書込み型伝達荷電結合素子(interline d tran−sfer charge−coupler device (C CD) (以下、「積分光電子装置(integrati−ng opto−e lectronic device」又は簡単にFCCD」と呼ぶ)のような撮 像装置により得られる光積分を用いることにより高められる。FIG. 6 is a block diagram showing in more detail the multicolor image analyzer included in the apparatus of FIG. Detailed description of preferred embodiments Sensitivity or insufficient microscopy of biological specimens marked with fluorescent dyes The application of color cameras to imaging is restricted. The inventor has proposed a model for such applications. For example, the sensitivity of a color camera is determined by a write-in transfer charge-coupled device (interline). d tran-sfer charge-coupler device (C CD) (hereinafter referred to as "integrating opto-electronic device") ``electronic device'' or simply called ``FCCD''). It is enhanced by using the light integral obtained by the imaging device.
積分光電子装置の使用は、より多量の光子を収集すべ(画像獲得時間を延長する ことによりカメラの感度を高める。しかしながら、CCDのような積分光電子装 置は、暗電流(io)の形態をなす特別なノイズ特性を有し、暗電流は、画素ノ イズの形態をなす画像中に軌跡([アーチファクト)を残す。このアーチファク トは、画像を横切るカラートッドのランダム散乱(該ランダム散乱は、画像の特 徴により作られるものではなく、周囲の熱に対するCODの応答により作られる )として眼で見ることかできる。The use of integrating optoelectronic devices should collect a larger number of photons (extending image acquisition time). This increases the sensitivity of the camera. However, integrating optoelectronic devices such as CCDs The device has special noise characteristics in the form of dark current (io), which Leaves a trajectory (artifact) in the image in the form of an image. This artifact random scattering of color tods across the image (the random scattering is caused by produced by the COD's response to ambient heat, rather than by the ) can be seen with the naked eye.
一般に、顕微鏡を介して拡大される細胞標本の拡大目視化は、積分カラーカメラ で、比較的長い積分時間をかけて得るべきものである。画像中の画素ノイズは、 積分時間に比例する。したがって、積分時間と、必要なS/N比との間には固在 のトレードオフが存在する。Generally, magnified visualization of cell specimens magnified through a microscope is performed using an integral color camera. Therefore, it should be obtained by taking a relatively long integration time. Pixel noise in the image is Proportional to integration time. Therefore, there is a fixed relationship between the integration time and the required S/N ratio. There is a trade-off.
本発明は、蛍光マーカにより着色された低光量細胞画像を得るためのカラーカメ ラに使用される積分光電子装置の熱ノイズ効果は、積分期間中に装置を冷却する ことにより大幅に低下されるであろうとの本発明者の重要な認識に基づくもので ある。装置を冷却すると、その熱的活性、したがって装置により得られる画像中 の熱的に誘起されるアーチファクトが低減される。本発明者は、カメラの作動を 妨げず且つ得られる画像の品質を低下させることがない撮像装置の冷却手段及び 方法を案出することにおいて大きなチャレンジに遭遇した。第1図、第2図及び 第3図には、本発明により得られるカラーカメラが示されている。The present invention is a color camera for obtaining low-light cell images colored with fluorescent markers. Thermal noise effects of the integrating optoelectronic device used in the integration process cool the device during the integration period. This is based on the inventor's important recognition that the be. Cooling the device reduces its thermal activity and therefore the image obtained by the device. thermally induced artifacts are reduced. The inventor has determined that the operation of the camera is Cooling means for the imaging device that does not impede or reduce the quality of the images obtained; and A major challenge was encountered in devising a method. Figure 1, Figure 2 and FIG. 3 shows a color camera obtained according to the invention.
第1図は、本発明に使用すべき冷却型低光量積分カラーカメラの分解図である。FIG. 1 is an exploded view of a cooled low-light integral color camera to be used in the present invention.
全体を参照番号10で示すカメラ組立体はカメラフレーム12を有し、該カメラ フレーム12は、全体として矩形断面をもつ5つの閉鎖側面と、1つの開放前端 部14とを存する。カラーカメランヤーシI6がカメラフレームI2内に受け入 れられ且つ該カメラフレーム12内に取り付けられる。カメラシャーシ16は、 CCDからの信号を受け且つ好ましくは別々のRGB成分をなす電子出力(図示 せず)を発生する慣用的な回路を備えた複数の回路基板(例えば、積分コネクタ 12P−02を備えたPu1nix Model TMC−74)を収容する。A camera assembly, generally designated by the reference numeral 10, has a camera frame 12 and includes a camera frame 12. The frame 12 has five closed sides of generally rectangular cross section and one open front end. There is a section 14. Color camera frame I6 is received into camera frame I2 and mounted within the camera frame 12. The camera chassis 16 is An electronic output (not shown) receives the signal from the CCD and preferably has separate RGB components. Multiple circuit boards (e.g., integral connectors) with conventional circuits that generate Accommodates the Pu1nix Model TMC-74) equipped with 12P-02.
しかしながら、本発明は、このような信号を発生する回路に限定されるものでは な(、当業者には、他の形式の信号も首尾よく使用できることは明らかであろう 。カメラフレーム12の前端部には、冷却型撮像組立体20が取り付けられる。However, the present invention is not limited to circuits that generate such signals. It will be obvious to one skilled in the art that other forms of signals can also be used successfully. . Attached to the front end of camera frame 12 is a cooled imaging assembly 20 .
第2図には、冷却型撮像組立体20が分解図で示されている。第1図及び第2図 を参照して、カメラIOを以下に説明する。In FIG. 2, cooled imaging assembly 20 is shown in an exploded view. Figures 1 and 2 Camera IO will be described below with reference to .
カメラフレーム12の前端部14には標準型電子プラグすなわちレセプタクル1 8が取り付けられ、該レセプタタルは、チップキャリヤ24の金属コネクタを受 け入れる。チップキャリヤ24の凹部には積分光電子装置(CCD)28が取り 付けられ、該CODは透明材料(図示せず)の薄いシートで覆われる。本発明の この実施例では、単一のCODチップを用いて画像を記録する。The front end 14 of the camera frame 12 includes a standard electronic plug or receptacle 1. 8 is attached, the receptor receiving the metal connector of the chip carrier 24. Put it in. A integrating optoelectronic device (CCD) 28 is mounted in the recess of the chip carrier 24. and the COD is covered with a thin sheet of transparent material (not shown). of the present invention In this example, a single COD chip is used to record the image.
チップキャリヤの金属コネクタは、C0D28上Aために普通に延長される。以 下、延長器を備えたコネクタを「ピン」と呼び且つ参照番号26で示す。カバー 組立体36は、CCD28上の透明ブロック34をチップキャリヤ24に取り付 けるベゼル40を備えている。チップキャリヤ24のピンがプラグ18内に受け 入れられると、レンズアダプタフレーム44が撮像装置28上に配置される。レ ンズアダプタフレーム44は、慣用的な撮像レンズ48(破線輪郭で示す)を受 け入れるねじ部46を有している。The metal connector of the chip carrier is normally extended for A on C0D28. Below Below, the connector with the extender is referred to as a "pin" and designated by the reference numeral 26. cover Assembly 36 attaches transparent block 34 on CCD 28 to chip carrier 24. It is equipped with a bezel 40 that can be The pins of the chip carrier 24 are received within the plug 18. Once inserted, lens adapter frame 44 is placed over imaging device 28 . Re Lens adapter frame 44 receives a conventional imaging lens 48 (shown in dashed outline). It has a threaded portion 46 for insertion.
積分光電子装置28は、電子熱冷却器組立体30との直接接触により冷却される 。例えば、電子熱冷却器組立体30として、Melcor ModelのThe rmoelectricModule Pe1tier冷却器FCO−6−66 −05Lがある。電子熱冷却器組立体は、C0D28からヒートシンク50に熱 を伝達すへく慣用的に作動する。組立てのため、ヒートシンク50は2つの平行 な長いスロット58を存しており、チップキャリヤ24がプラグレセプタクル1 8内に受け入れられるときに、チップキャリヤ24のピン26がスロット58に 通される。第2図に示すように、電子熱冷却器組立体30は、チップギヤリヤ2 4とヒートシンク50との間にサンドイッチされる。Integrating optoelectronic device 28 is cooled by direct contact with electrothermal cooler assembly 30 . For example, as the electronic thermal cooler assembly 30, Melcor Model's The rmoelectricModule Pe1tier cooler FCO-6-66 -05L is available. The electronic thermal cooler assembly transfers heat from C0D 28 to heat sink 50. It operates in a very conventional manner. For assembly, the heat sink 50 is placed in two parallel A long slot 58 is provided in which the chip carrier 24 is inserted into the plug receptacle 1. 8, the pins 26 of the chip carrier 24 fit into the slots 58. Passed. As shown in FIG. 2, the electronic thermal cooler assembly 30 includes a tip gear rear 2. 4 and a heat sink 50.
好ましくは、ヒートシンク50はアルミニウム又は銅で作られ且つカメラケース 12の矩形断面形状に一致する実質的に矩形の形状を有している。ヒートシンク は、レンズアダプタフレーム44を受け入れる形状を有する中央凹部54を有し 、該凹部54内に2つのスロット58が設けられている。対流による熱冷却を高 めるため、凹部54の両側に対流ボート56が配置されている。対流ボート56 の近傍でヒートシンク50に隣接して、ファン22(第1図)がカメラケース1 2内に取り付けられている。ファン22は、対流ボート56を通る空気の流れを 増大させ且つヒートシンク50の冷却速度を増大させるべく機能する。Preferably, the heat sink 50 is made of aluminum or copper and is attached to the camera case. It has a substantially rectangular shape that corresponds to the rectangular cross-sectional shape of No. 12. heat sink has a central recess 54 shaped to receive the lens adapter frame 44. , two slots 58 are provided within the recess 54 . High heat cooling by convection Convection boats 56 are disposed on both sides of the recess 54 to increase the temperature. Convection boat 56 A fan 22 (FIG. 1) is mounted adjacent to the heat sink 50 in the vicinity of the camera case 1. It is installed within 2. Fan 22 directs air flow through convection boat 56. and serves to increase the cooling rate of the heat sink 50.
カメラケース12の内部へのカメラシャーシ1Bの取付け、カメラケース12の 前端部14へのヒートシンク50の取付け、カメラケース12へのファン22の 取付け、ヒートシンク50へのレンズアダプタフレーム44の取付け、及びチッ プキャリヤ24へのベゼル40には、慣用的なねじ(図示せず)が使用される。Attaching the camera chassis 1B to the inside of the camera case 12, Attaching the heat sink 50 to the front end 14 and attaching the fan 22 to the camera case 12 mounting, attaching the lens adapter frame 44 to the heat sink 50, and attaching the chip. The bezel 40 to the carrier 24 uses conventional screws (not shown).
第3図は、ヒートシンク50から前方に向かってレンズアダプタフレーム44に 至る本発明の冷却型カメラの断面図である。これは、チップキャリヤ24の側面 に直ぐ隣接した部分の断面である。FIG. 3 shows the lens adapter frame 44 from the heat sink 50 toward the front. FIG. 2 is a sectional view of a cooled camera according to the present invention. This is the side surface of the chip carrier 24. This is a cross section of the part immediately adjacent to .
当業者ならば、チップキャリヤ24及びCCD28の冷却により装置上又は上方 に結露が生じ、このため、CCD28により作られる画像の品質に重大な欠陥を もたらし、最終的には装置を故障させることになることが理解されよう。また、 チップキャリヤ24も冷却されるため、チップキャリヤ24及びそのピン26上 にも結露が生じ、これがカメラの作動を妨げる原因となることがある。CCD2 8及びビン26上の結露を防止するため、本発明は、CCD28及びピン26の ために乾燥雰囲気の維持を行う。この乾燥雰囲気維持手段が第3図に示されてい る。Those skilled in the art will appreciate that cooling the chip carrier 24 and CCD 28 can condensation can occur on the image, which can seriously impair the quality of the image produced by the CCD 28. It will be appreciated that this could lead to a failure of the device. Also, Since the chip carrier 24 is also cooled, the temperature on the chip carrier 24 and its pins 26 is Condensation may also form on the camera, which may interfere with camera operation. CCD2 In order to prevent condensation on the CCD 28 and the pin 26, the present invention Therefore, maintain a dry atmosphere. This dry atmosphere maintaining means is shown in Figure 3. Ru.
第1図〜第3図に示すように、ベゼル40及び透明ブロック34は、これらがチ ップキャリヤ24に取り付けられると、CCD28の上方に空間60を形成する 。この構成は、通常、汚染及び損傷からC0D28を保護するために設けられる 。本発明は、この構成を利用して、ベゼル40とチップキャリヤ24との間でベ ゼル40の周囲に配置されるガスケット32により空間60内に保持されるCC D28のための乾燥雰囲気を得ている。乾燥雰囲気は水蒸気を全く含んでおらず 、したがって、CCD28か冷却されるときに該C0D28上又は上方での結露 を防止する。As shown in FIGS. 1 to 3, the bezel 40 and the transparent block 34 are When attached to the cap carrier 24, it forms a space 60 above the CCD 28. . This configuration is typically provided to protect the C0D28 from contamination and damage. . The present invention utilizes this configuration to provide a bezel between the bezel 40 and the chip carrier 24. CC held within space 60 by gasket 32 disposed around cell 40 A dry atmosphere for D28 is obtained. The dry atmosphere does not contain any water vapor. , thus condensation on or above the CCD 28 when the CCD 28 is cooled. prevent.
ピン26は、レンズアダプタフレーム44の内周部と、ガスケット32により形 成される周囲のほぼ上方のベゼル40の外周部との間で接触し且つ作用する連続 シール62を設けることにより、同様に保護される。シール62は、例えばシリ コーンゴムセメントのような接着剤の形態にすることができる。ピン26と、ヒ ートシンク50のスロット58の内面との間には、接着剤からなる別のシール6 4が設けられている。シール62.64は、レンズアダプタフレーム44、ヒー トシンク50及びスロット58の内面により形成される空間をシールする。空間 66は、金属コネクタ26の大部分の長さを収容する。空間66には、チップキ ャリヤ24か電子熱冷却器30により冷却されるときに金属コネクタ26上に結 露することを防止する乾燥窒素が充填されている。The pin 26 is shaped by the inner circumference of the lens adapter frame 44 and the gasket 32. a continuum that contacts and acts between the outer periphery of the bezel 40 substantially above the periphery formed by the The provision of seal 62 provides similar protection. The seal 62 is, for example, It can be in the form of an adhesive such as cone rubber cement. Pin 26 and Another seal 6 made of adhesive is placed between the slot 58 of the seat sink 50 and the inner surface of the slot 58. 4 are provided. Seals 62, 64 are attached to the lens adapter frame 44, heater The space formed by the sink 50 and the inner surface of the slot 58 is sealed. space 66 accommodates most of the length of metal connector 26. In the space 66, there is a chip Connected onto metal connector 26 when cooled by carrier 24 or electronic thermal cooler 30. Filled with dry nitrogen to prevent exposure.
レンズアダプタフレーム44はヒートシンク50と直接熱接触をなして取り付け られており、レンズアダプタ44とヒートシンク50との間の熱伝導率は、シリ コーンゴム及びこれらの両者を高トルクねして螺着することにより得られる非常 に強い接触により高めることが好ましい。同様に、きつい接触により及び必要な らばシリコーングリースを用いて、チップキャリヤ24から電子熱冷却器30を 通ってヒートシンク50に至る高熱伝導性通路が形成される。The lens adapter frame 44 is mounted in direct thermal contact with the heat sink 50. The thermal conductivity between the lens adapter 44 and the heat sink 50 is Cone rubber and emergency It is preferable to increase the temperature by strong contact. Similarly, tight contact and necessary Using rubber silicone grease, remove the electronic thermal cooler 30 from the chip carrier 24. A high thermal conductivity path is formed therethrough to the heat sink 50.
第1図〜第3図に示すカメラは、密閉され且つ制御された環境、例えば乾燥窒素 の雰囲気を収容するグローブボックス内で組み立てるのが好ましい。このような 密閉され且つ制御された環境内でカメラを組み立てることにより、第3図に示す 空間60.66内に乾燥窒素が捕捉され、乾燥窒素は、カメラをグローブボック スから取り出し且つ本発明により考えられる方法で作動するときにも、これらの 空間60.66内に残留される。The cameras shown in Figures 1-3 are operated in a closed and controlled environment, such as dry nitrogen. Preferably, it is assembled in a glove box containing an atmosphere of like this By assembling the camera in a closed and controlled environment, as shown in Figure 3. Dry nitrogen is trapped in the space 60.66, and the dry nitrogen moves the camera into the glove box. These also occur when removed from the storage and operated in the manner contemplated by the invention. It remains in space 60.66.
第3図の断面図は、CCD28とヒートシンク50との間及びヒートシンク50 とレンズアダプタフレーム44との間の高熱伝導性通路を示している。カメラを 作動してCCD28上に画像を得るとき、電子熱冷却器組立体30が作動され、 CCD28から熱を奪取するすなわちC0D28を冷却する。ヒートシンク50 は、熱を、対流ボート56の組に向かって第2図で見て左及び右へと横方向に伝 導する。ファン22の作動により、熱かヒートシンク50から対流される。The cross-sectional view in FIG. 3 shows the space between the CCD 28 and the heat sink 50, and the The high thermal conductivity path between the lens adapter frame 44 and the lens adapter frame 44 is shown. camera When activated to obtain an image on CCD 28, electronic thermal cooler assembly 30 is activated; The heat is removed from the CCD 28, that is, the C0D 28 is cooled. heat sink 50 transfers heat laterally toward the set of convection boats 56 to the left and right as viewed in FIG. guide Operation of fan 22 causes heat to be convected from heat sink 50 .
再び第3図を参照すると、チップキャリヤ24及びCCD28から伝導される幾 分かの熱か、レンズアダプタフレーム44を通ってベゼル40の透明窓38の外 面に戻され且つ該外面から放射される。この熱通路は比較的長いので、放射され る熱量は比較的少ないけれども、透明窓38の外面を露点より高い温度に維持し 、したがって窓38上の結露を防止するのに充分な大きさである。Referring again to FIG. 3, the geometry conducted from chip carrier 24 and CCD 28 is The heat may pass through the lens adapter frame 44 to the outside of the transparent window 38 of the bezel 40. is returned to the surface and radiated from the outer surface. This heat path is relatively long, so the radiated Although the amount of heat generated is relatively small, it maintains the outer surface of the transparent window 38 at a temperature higher than the dew point. , and is therefore large enough to prevent condensation on the window 38.
本発明の他の実施例では、3つのCCDチップ構成を用いて画像を記録する。In another embodiment of the invention, a three CCD chip configuration is used to record images.
この3−CCDチップ構成か第7図に示されている。画像を特定カラー成分に分 離するため、CCDチップ132.134.136の前方にはフィルタ130を 配置することができる。次に、特定カラー成分がそれぞれのCODチップに送ら れる。一実施例では、可視光スペクトルを3つの領域に分割するのに、単一フィ ルタ又は3フイルタ構造を使用てきる。また、本発明は、必ずしもスペクトルの 可視部分のみに限定されるものではな(、スペクトルの紫外及び赤外部分におけ る電磁放射をも含むものである。用語「光」は、これらの全てのスペクトル部分 を含むものとして使用される。This 3-CCD chip configuration is shown in FIG. Separate an image into specific color components A filter 130 is installed in front of the CCD chip 132, 134, 136 to separate can be placed. Next, specific color components are sent to each COD chip. It will be done. In one embodiment, a single filter is used to divide the visible light spectrum into three regions. A filter or three-filter structure can be used. In addition, the present invention does not necessarily require the spectral It is not limited only to the visible part (but also in the ultraviolet and infrared parts of the spectrum). It also includes electromagnetic radiation. The term "light" includes all these spectral parts used as including.
第4図は、冷却要素の作動制御を行う電源回路をブロック図の態様で示すもので ある。スイッチ72を閉しると、プラグ70がAC入力を受け入れ、該AC入力 はACソケット74に導かれる。ACソケット74には、第1図に示すカメラシ ャーシの主電源(図示せず)が差し込まれる。ソケット74に供給されるAC電 力は、第1図〜第3図に示すファン22及び電子熱冷却器組立体30への電力を 制御する第2スイツチ76にも供給される。スイッチ76を閉じると、対流のだ めのACK力が線型電源78により供給される。ランプ75は、電源表示ランプ である。電源78は、Act力を変換及び濾過して+6vのDC出力を与える。Figure 4 shows the power supply circuit that controls the operation of the cooling element in the form of a block diagram. be. When switch 72 is closed, plug 70 accepts the AC input and is led to the AC socket 74. The AC socket 74 has a camera system shown in Fig. 1. The chassis main power supply (not shown) is plugged in. AC power supplied to socket 74 power to the fan 22 and electronic thermal cooler assembly 30 shown in FIGS. 1-3. It is also supplied to a second switch 76 for control. When switch 76 is closed, the convection The second ACK force is provided by a linear power supply 78. Lamp 75 is a power indicator lamp It is. Power supply 78 converts and filters the Act power to provide a +6v DC output.
DC出力は、出カブラグ82の複数の接続部84.86.88に供給される。こ れらの接続部は、次に、カメラの電子部品に電力を供給するのに使用される。例 えば、接続部84は第1図に示す冷却ファン22に電力を供給でき、一方、接続 部88は第2図に示す電子熱冷却器30に電力を供給できる。スイッチ80を開 くと、ファン22に供給される電力か遮断されるけれとも、電子熱冷却器組立体 30に供給される電力は遮断されない。かくして、スイッチ80は、非常に高倍 率の画像を得る場合に、CCD28の熱−電気冷却(thermo−elect ric cooling)を遮断することなく、ファン22により引き起こされ る振動を無くすことかてきる。スイッチ76は、冷却型カメラの活性冷却要素を 遮断すると同時に、カメラシャーシの電子部品のウオーミングアツプを可能にす る。The DC output is provided to a plurality of connections 84, 86, 88 of the output lug 82. child These connections are then used to power the camera's electronics. example For example, connection 84 can provide power to cooling fan 22 shown in FIG. Section 88 can supply power to electronic thermal cooler 30 shown in FIG. Open switch 80 Even if the power supplied to the fan 22 is cut off, the electronic thermal cooler assembly The power supplied to 30 is not interrupted. Thus, switch 80 has a very high When obtaining a rate image, thermo-electro cooling of the CCD 28 is required. caused by the fan 22 without blocking the ric cooling). It is possible to eliminate the vibration caused by Switch 76 switches the active cooling element of the cooled camera. At the same time, it allows the electronic components of the camera chassis to warm up. Ru.
第5図は、上記冷却型低光量カラーカメラを用いた、蛍光染料で染色された標本 のa微鏡目視化に対応する多色単一電子画像を作るための画像分析装置の機能的 ブロック図である。第5図の装置の機器制御及び機械化に関する全体的詳細、及 び画像獲得及び制御の特別な詳細は、例えば前述のBacosの米国特許を参照 することにより理解されよう。第5図では、試験スライド上の生物学的標本が、 当該技術分野で知られた方法を用いて、標本の細胞特性を蛍光分子で選択的にマ ーキングする手法により染色されているものと想定している。標本の染色には、 既知の多くの蛍光色素が使用され、これらの幾つかの例として、(5)6カルボ キシフルオレセインーN−ヒドロキシスクシンイミドエステル及び5(6)カル ホキローダミン−N−ヒドロキシスクシンイミドエステルがある。Figure 5 shows a sample stained with fluorescent dye using the above-mentioned cooled low-light color camera. Functional analysis of image analysis equipment for creating multicolor single electron images corresponding to a microscopic visualization of It is a block diagram. General details regarding the equipment control and mechanization of the apparatus of Figure 5; For specific details of image acquisition and control, see, e.g., the aforementioned Bacos US patent. It can be understood by doing. In Figure 5, the biological specimen on the test slide is Cellular properties of the specimen can be selectively mapped with fluorescent molecules using methods known in the art. It is assumed that the color is dyed using a dyeing method. For specimen staining, Many known fluorescent dyes are used, some examples of these include (5) 6-carboxylic xifluorescein-N-hydroxysuccinimide ester and 5(6)cal Hoquirhodamine-N-hydroxysuccinimide ester.
第5図の装置は、フィルタ付き光源90を存し、該光源90は、標本の生物学的 構造の染色に使用される蛍光染料の励起に必要な周波数のみをもつ光を放射する 。集光レンズ92は、励起光(stimulating light)を、分析 すべき生物学的標本96を支持する試験スライド94上に合焦させる。生物学的 標本96は、光源90により作られる適当な周波数の光により励起されると種々 の色の蛍光を発するように選択された1つ以上の蛍光染料で染色するのが好まし い。The apparatus of FIG. 5 includes a filtered light source 90 that is adapted to provide biological information to the specimen. Emit light with only the frequencies needed to excite fluorescent dyes used to stain structures . The condensing lens 92 analyzes the stimulating light. The focus is placed on a test slide 94 supporting a biological specimen 96 to be examined. biological When the specimen 96 is excited by light of an appropriate frequency produced by the light source 90, various Preferably, the dye is dyed with one or more fluorescent dyes selected to fluoresce in the color of stomach.
染色フンパウンドは、広範囲の既知の染料(スティン)又は発見されるへき染料 から選択することができる。染料は、当該技術分野で知られた方法を用いて、蛍 光分子にリンクされる。染料は、例えば、細胞の核、細胞質又は他の構造を優先 的に染色する既知の染料、又は最近発見された、意図する特定の一構造に結合す るモノクロナール抗体に基づく染料、又は最近発見された、特定の1つのDNA 配列と結合して既知の生物であるか既知の遺伝子壓であるかをユニークに識別す るアンチセンスDNA染料でよい。Dyeing powder can be produced using a wide range of known dyes (stains) or discovered dyes. You can choose from. The dye can be fluorescently dyed using methods known in the art. Linked to light molecules. The dye favors the cell's nucleus, cytoplasm or other structures, e.g. known staining dyes, or recently discovered dyes that bind to a specific structure of interest. dyes based on monoclonal antibodies, or recently discovered, one specific DNA Combined with the sequence, it uniquely identifies whether it is a known organism or a known gene array. Any antisense DNA dye may be used.
本発明の1つの長所は、種々の異なるマーカの組合せを同時に使用することを可 能にすることである。また、プローブ(遺伝子)に2種類の色を付すことができ る。例えば、細胞の位置は、細胞の細胞質を成る蛍光色に結合する細胞質染料で 染色し、次に、特定の一構造(例えば所与のホルモンの受容体)を異なる蛍光色 に結合する抗体染料で染色することにより識別することができる。このように染 色された標本が照明されて画像が得られると、画像の分析により、2色の接触に よる受容体をもつ細胞が識別され、これに対し、受容体をもたない細胞は基本色 を存し且つ受容体色をもたないであろう。或いは、染色体は、異なる色に結合し たDNAプローブで種々の染色体を染色することにより検出することができる。One advantage of the present invention is that it allows a variety of different marker combinations to be used simultaneously. It is to make it possible. Also, probes (genes) can be colored in two different colors. Ru. For example, cell location can be determined using cytoplasmic dyes that bind to fluorescent colors that make up the cell's cytoplasm. Then stain one particular structure (e.g. a receptor for a given hormone) with a different fluorescent color. It can be identified by staining with an antibody dye that binds to. Dyed like this Once the colored specimen is illuminated and an image obtained, analysis of the image reveals the contact between the two colors. cells with receptors are identified, whereas cells without receptors are identified by the basic color. and will have no receptor color. Alternatively, chromosomes combine in different colors. It can be detected by staining various chromosomes with a DNA probe.
染色体の交差型は、変色部分のストランドとして画像分析に表れるであろう。Chromosomal cross-overs will appear in image analysis as strands of discoloration.
これらの2つの例は、標本の多色蛍光染色により得られるスペクトル情報を単一 画像で得るのか好ましいことを示している。Bacosの装置では、複数回の露 出(各色について1回)が必要である。また、各画像に対して別々のフィルタを 使用しなければならない。一般に、異なるフィルタの表面は一致せず、露出毎の 画像に変位が生じる。本発明の上記撮像装置の出現前には、第5図の装置で意図 する形式の多色単一画像が得られる装置は全く存在しなかった。These two examples combine spectral information obtained by multicolor fluorescent staining of specimens into a single The image shows what you get and what you like. Bacos equipment allows for multiple exposures. (once for each color) is required. You can also use separate filters for each image. must be used. In general, the surfaces of different filters do not match and each exposure Displacement occurs in the image. Before the advent of the above-mentioned imaging device of the present invention, the device shown in FIG. No device existed that could produce a single multicolor image of this type.
第5図の説明を続けると、レンズ98は、染色された標本96の拡大画像を、上 記のように構成された冷却型積分低光量カラーカメラIOのレンズ48上に合焦 させる。レンズ98はIj1微鏡又はマクロレンズで構成することができる。Continuing the explanation of FIG. 5, the lens 98 displays an enlarged image of the stained specimen 96 on the top. Focused on the lens 48 of the cooled integral low-light color camera IO configured as shown below. let The lens 98 can be composed of an Ij1 microscopic lens or a macrolens.
前述のように、冷却梨カラーカメラlOは、RGB信号100及び同期信号10 2からなる映像出力を作る。RGB信号により表される画像の好ましいフォーマ ットは、良く知られた525本のR3170標準タイミング走査型フオーマツト であり、将来は、このフォーマットを例えば標準HDTV (高品位TV)フォ ーマットにすることもできる。As mentioned above, the cooled pear color camera lO has an RGB signal 100 and a synchronization signal 10 Create a video output consisting of 2. Preferred former for images represented by RGB signals The cut is based on the well-known 525 R3170 standard timing scan format. In the future, this format will be used, for example, as a standard HDTV (high definition TV) format. - Can also be made matte.
画像信号100及び同期信号102は、利用可能な色識別技術からなる多チヤン ネルカラー画像分析器104に入力される。画像分析器104は、走査した画像 の色を認識すなわち識別するように作動するのが好ましい。画像分析器104は 、色の選択的決定ができるようにプログラムするのが好ましい。色識別装置の一 例が、本願の誼受入に譲渡された米国特許第5.087.965号(本願に援用 する)に詳細に説明されている。The image signal 100 and the synchronization signal 102 are generated using multiple channels of available color identification technology. input to a color image analyzer 104. Image analyzer 104 analyzes the scanned image Preferably, the device is operative to recognize or identify the color of the image. The image analyzer 104 , is preferably programmed to allow selective determination of color. A color identification device An example is U.S. Patent No. 5.087.965, incorporated herein by reference. ) is explained in detail in
画像分析器104は、カメラ10により作られた画像を記憶するカラーフレーム 記憶装置を備えている。分析器は、カメラの積分時間を決定するタイミング電子 装置を備えている。画像分析器104の色識別要素は、上記米国特許第5.08 7゜965号に開示された形式の多チヤンネル装置であって、各チャンネルか、 標本96の生物学的構造における異なる蛍光染料から生しるそれぞれの蛍光色を 認識するようにトレーニングされた多チヤンネル装置が好ましい。The image analyzer 104 stores a color frame image produced by the camera 10. Equipped with a storage device. The analyzer uses electronic timing to determine the camera's integration time. Equipped with equipment. The color discrimination elements of image analyzer 104 are described in U.S. Pat. No. 5.08, supra. A multi-channel device of the type disclosed in No. 7°965, wherein each channel The respective fluorescent colors resulting from different fluorescent dyes in the biological structure of specimen 96 are Multi-channel devices trained to recognize are preferred.
第6図は、画像認識チャンネルの[トレーニングJを行う画像分析器を示してい る。第6図において、RGB信号lOOが、同期信号102と一緒に慣用的なA /D変換器+10に供給され、該A/D変換器110は、これらの信号の瞬間ア ナログ値をデジタル値に変換する。最初に、カメラlOにより作られるデジタル 化された画像が、スイッチ11.2によりフレームバッファ+14に切り換えら れ、ここで、標本96の走査された表示が慣用的なフォーマットに記憶され且つ インターフェース116を介して慣用的な多チヤンネルディスレイ118に供給 される。Figure 6 shows an image analyzer performing training on the image recognition channel. Ru. In FIG. 6, the RGB signal lOO is added to the conventional A A/D converter +10 is supplied, and the A/D converter 110 converts the instantaneous Convert analog values to digital values. First, the digital image created by the camera lO The converted image is switched to frame buffer +14 by switch 11.2. , where the scanned representation of specimen 96 is stored in a conventional format and Supplied via interface 116 to conventional multi-channel display 118 be done.
この時点て、フレームバッファ114は、染色された標本の多色画像を保有して おり、オペレータはここに存在する色を観察することができる。次に、オペレー タは信号ライン122を介して色選択信号を色選択装置120(該装置は、例え ば上記米国特許第5.087.965号の第6図に示されたものと同じである) に入力する。色選択信号122は、フンバウンドの色成分情報を、色選択装置1 20にとって重要な色を決定するメモリに記憶するのに使用される。これらのメ モリは第6図には示されていないけれども、上記米国特許第5.087.965 号において詳細に説明されている。関心のある色は、例えば、ディスレイされた 画像を横切ってポインタを移動させ且つ画像から種々の色を選択することにより 、ユーザにより選択される。次に、選択スイッチ+12を設定して、変換され、 デジタル化され且つ走査された画像を、今プログラムされた色選択装置120に 入力する。色選択装置120は、色選択信号により表示された色のみを保存する 冷却堅カメラ10により得られる画像の画素表示の形態をなす出力を発生する。At this point, frame buffer 114 contains a multicolor image of the stained specimen. The operator can observe the colors present here. Next, the operator The color selector transmits the color selection signal via signal line 122 to color selection device 120 (which device may e.g. (This is the same as that shown in FIG. 6 of the above-mentioned U.S. Pat. No. 5,087,965.) Enter. The color selection signal 122 transmits the color component information of the bound color to the color selection device 1. 20 is used to store in memory determining the colors that are important to 20. These methods Although the harpoon is not shown in FIG. It is explained in detail in the issue. The color of interest can be displayed e.g. By moving the pointer across the image and selecting different colors from the image , selected by the user. Next, set the selection switch +12 and it will be converted, The digitized and scanned image is transferred to the now programmed color selection device 120. input. The color selection device 120 stores only the colors displayed by the color selection signal. An output in the form of a pixel representation of the image obtained by the cooled camera 10 is produced.
色選択回路120て選択された色のみを保存する画像は、フレームバッファ11 4に供給され且つインターフェース+16を介してディスレイ118に出力され る。An image in which only the colors selected by the color selection circuit 120 are stored is stored in the frame buffer 11. 4 and output to display 118 via interface +16. Ru.
試料を染色し且つ多色単一画像を作る1つの例を以下に詳細に説明する。この例 は、慢性骨髄性白血病(Chronic Myelogeneous Leuk emia 、 CML)を論じるものてあり、ここてCMLとは、bcr遺伝子 が染色体22上に融合し且つablオンコジーン(がん遺伝子)が染色体9上に 融合しているという特徴を有する。One example of staining a sample and creating a multicolor single image is described in detail below. This example is chronic myeloid leukemia (chronic myeloid leukemia). emia, CML), where CML refers to the bcr gene. is fused on chromosome 22 and the abl oncogene (oncogene) is fused on chromosome 9. It has the characteristic of being fused.
相互転座(よくフィラデルフィア染色体と呼ばれている)がCMLの約90%に 見られる。人の境界核(interphase nucleus)が相互転座を 保有するか否かを決定するため、bcr/ab1転座プローブを核内に導入する ことができる。bcr/ab1転座DNAプローブは、ローダミン(赤)で類別 されたハイブリッド化されたbcrプローブ、フルオレセイン(緑)で類別され たハイブリッド化されたablプローブ、及びDNAの残部を対抗染色(cou nterstaining)するためのカウンタ染料DAPI(青)を保有して いる。核が相互転座を保有しない場合には、装置は、ランダムに配置された複数 の赤い点及び緑の点を保有する多色単一画像を作る。しかしながら、核が相互転 座を保有する場合には、装置は相互転座の位置を表示する黄色の点又は赤/緑の 結合点を保有する多色単一画像を作る。Reciprocal translocations (often referred to as the Philadelphia chromosome) account for approximately 90% of CML cases. Can be seen. The human interphase nucleus undergoes mutual translocation. In order to determine whether or not the bcr/ab1 translocation probe is introduced into the nucleus be able to. bcr/ab1 translocation DNA probe labeled with rhodamine (red) Hybridized bcr probe labeled with fluorescein (green) The hybridized abl probe and the remainder of the DNA were counterstained (cou Holding counter dye DAPI (blue) for interstaining There is. If the nucleus does not possess reciprocal translocations, the device can Create a single multicolor image containing red and green dots. However, if the nucleus is reciprocally If a translocation is present, the device displays a yellow dot or a red/green dot indicating the position of the reciprocal translocation. Create a multicolor single image containing join points.
当業者には、本発明は、その精神及び本質的な特徴から逸脱することなく他の特 定な形態に具現できることが理解されよう。したがって、ここに開示した実施例 はあらゆる点において例示的なものであり、制限的なものではないと考えられる 。本発明の範囲は上記説明ではなく請求の範囲の記載により定められ、本発明の 意味及び均等物の範囲内に含まれる全ての変更は本発明の範囲内に含まれるもの である。Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified with other features without departing from its spirit or essential characteristics. It will be understood that it can be embodied in a fixed form. Accordingly, the embodiments disclosed herein is considered to be illustrative in all respects and not restrictive. . The scope of the present invention is determined by the claims rather than the above description, and All changes that come within the meaning and range of equivalents are intended to be included within the scope of this invention. It is.
フロントページの続き (51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号GOIN 21/64 E 9118−2JHOIR13152Z 7354−5EHO4N 5/22 5 F 7205−5C5/228 Z 7205−5C (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。Continuation of front page (51) Int, C1, 6 identification symbol Internal reference number GOIN 21/64 E 9118-2JHOIR13152Z 7354-5EHO4N 5/22 5 F 7205-5C5/228 Z 7205-5C (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE.
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| US5008185A (en) * | 1985-11-04 | 1991-04-16 | Cell Analysis Systems, Inc. | Methods and apparatus for the quantitation of nuclear proteins |
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| US5221964A (en) * | 1991-08-05 | 1993-06-22 | Dalsa Inc | Electronically expandable modular ccd camera |
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