JP2000275541A - レーザ顕微鏡 - Google Patents
レーザ顕微鏡Info
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- JP2000275541A JP2000275541A JP11080029A JP8002999A JP2000275541A JP 2000275541 A JP2000275541 A JP 2000275541A JP 11080029 A JP11080029 A JP 11080029A JP 8002999 A JP8002999 A JP 8002999A JP 2000275541 A JP2000275541 A JP 2000275541A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】走査型レーザ顕微鏡において、Ｚ方向の輝度変
化を補正する。 【解決手段】得られた画像に対して信号処理を行う信号
処理部１１０が、得られた各画像データの平均輝度を算
出する平均輝度算出部１２１と、この平均輝度算出部１
２１によって算出された画像データの平均輝度から、取
得された複数の画像データから選ばれた基準となる画像
データに対する補正係数を算出する補正係数算出部１２
２と、各画像データに対してそれぞれ算出された補正係
数をもとに輝度補正を行なう輝度変換部１２３とを具備
する。
化を補正する。 【解決手段】得られた画像に対して信号処理を行う信号
処理部１１０が、得られた各画像データの平均輝度を算
出する平均輝度算出部１２１と、この平均輝度算出部１
２１によって算出された画像データの平均輝度から、取
得された複数の画像データから選ばれた基準となる画像
データに対する補正係数を算出する補正係数算出部１２
２と、各画像データに対してそれぞれ算出された補正係
数をもとに輝度補正を行なう輝度変換部１２３とを具備
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ顕微鏡に関
し、特に試料のＺ方向の媒質の差を補正するために、３
次元画像の深さ方向の輝度を補正し、観察者の見易い画
像を表示するレーザ顕微鏡に関する。
し、特に試料のＺ方向の媒質の差を補正するために、３
次元画像の深さ方向の輝度を補正し、観察者の見易い画
像を表示するレーザ顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学顕微鏡は、ステージ上に搭載したプ
レパラート上の試料を、対物レンズで拡大し観察する構
成であり、一般に、試料に対する照明系として、ランプ
などの光源からの光をコンデンサレンズを用いて試料の
観察領域全体に均等になるようにあてる構造を採用して
いた。
レパラート上の試料を、対物レンズで拡大し観察する構
成であり、一般に、試料に対する照明系として、ランプ
などの光源からの光をコンデンサレンズを用いて試料の
観察領域全体に均等になるようにあてる構造を採用して
いた。
【０００３】しかしながら、照明系としてこのような構
造を採用した場合、フレア等の問題、また低コントラス
トの試料を観察するにあたっては大変見づらいという問
題があった。このような問題を改善するものとして点状
光投射型（スポット光投射型）の光学顕微鏡である走査
型光学顕微鏡が提案された。
造を採用した場合、フレア等の問題、また低コントラス
トの試料を観察するにあたっては大変見づらいという問
題があった。このような問題を改善するものとして点状
光投射型（スポット光投射型）の光学顕微鏡である走査
型光学顕微鏡が提案された。
【０００４】走査型光学顕微鏡は、点光源からの光を対
物レンズを介して点状にして被観察試料に照射し、これ
により被観察試料を透過した光（透過光）、或いは反射
光もしくは点状の光を照射したことにより試料から発生
した蛍光を再び対物レンズ等の、光学系を介して点状に
結像し、これをピンホールを介して検出器で検出して像
の濃淡情報を得るようにしたものである。
物レンズを介して点状にして被観察試料に照射し、これ
により被観察試料を透過した光（透過光）、或いは反射
光もしくは点状の光を照射したことにより試料から発生
した蛍光を再び対物レンズ等の、光学系を介して点状に
結像し、これをピンホールを介して検出器で検出して像
の濃淡情報を得るようにしたものである。
【０００５】ただし、これだけでは点光源から照射され
た光が点状となる一点の濃淡情報しか得られない。そこ
で、点光源からの光は、光軸を固定した状態でステージ
をＸ軸、Ｙ軸の方向に移動したり、ステージ上の試料に
対して点光源からの光をＸ軸、Ｙ軸の方向へ偏向する走
査機構を用いることによって、試料上（焦点面上）で２
次元走査される。試料からの光から得た濃淡情報は、試
料上の２次元走査に同期してＣＲＴディスプレイなどの
画像表示装置に表示させることにより、試料の２次元画
像を観察できるようにしている。以上が走査型光学顕微
鏡の原理的構成要素である。
た光が点状となる一点の濃淡情報しか得られない。そこ
で、点光源からの光は、光軸を固定した状態でステージ
をＸ軸、Ｙ軸の方向に移動したり、ステージ上の試料に
対して点光源からの光をＸ軸、Ｙ軸の方向へ偏向する走
査機構を用いることによって、試料上（焦点面上）で２
次元走査される。試料からの光から得た濃淡情報は、試
料上の２次元走査に同期してＣＲＴディスプレイなどの
画像表示装置に表示させることにより、試料の２次元画
像を観察できるようにしている。以上が走査型光学顕微
鏡の原理的構成要素である。
【０００６】また、点光源としてはレーザ光を用いると
画像の解像度が向上することが広く知られており、走査
型レーザ顕微鏡と呼ばれている。走査型レーザ顕微鏡
は、レーザ走査されている試料からの透過光（反射光）
を検出器である光電子増倍管やフォトダイオードなどで
光電変換することにより電気信号に変換し、変換された
信号を画像データとして保存、加工、表示をする構成を
通常備えている。
画像の解像度が向上することが広く知られており、走査
型レーザ顕微鏡と呼ばれている。走査型レーザ顕微鏡
は、レーザ走査されている試料からの透過光（反射光）
を検出器である光電子増倍管やフォトダイオードなどで
光電変換することにより電気信号に変換し、変換された
信号を画像データとして保存、加工、表示をする構成を
通常備えている。
【０００７】一般例として、従来の走査型レーザ顕微鏡
の基本構成を図１２を用いて説明する。１０１は光学顕
微鏡本体で、レーザ光源１０２により、光学顕微鏡１０
１に設けられている顕微鏡ステージ上の試料表面上にス
ポット光を発生させる。実際には、試料面上をＸＹ走査
するため、光学顕微鏡１０１内に導かれたレーザ光は２
次元走査機構部１０３にて、対物レンズに対するスポッ
ト光の光路をＸＹ光路に振らせることになる。
の基本構成を図１２を用いて説明する。１０１は光学顕
微鏡本体で、レーザ光源１０２により、光学顕微鏡１０
１に設けられている顕微鏡ステージ上の試料表面上にス
ポット光を発生させる。実際には、試料面上をＸＹ走査
するため、光学顕微鏡１０１内に導かれたレーザ光は２
次元走査機構部１０３にて、対物レンズに対するスポッ
ト光の光路をＸＹ光路に振らせることになる。
【０００８】試料に対してスポット光を照射した結果、
試料からの反射光、又は蛍光の情報を対物レンズを通
し、２次元走査機構部１０３を介してピンホール板１０
４を通過後、光検出部１０５で受光し電気信号に光電変
換する。ピンホール板１０４は、所定径のピンホールを
開けたもので、光検出部１０５の前面の結像位置に配置
され、そこを通過した光は試料面上の観察点で焦点にあ
った情報のみが検出でき、共焦点効果が得られる。尚、
２次元走査機構部１０３を駆動するには、２次元走査駆
動部１１９により、走査制御信号を発生させて行い、ま
た信号処理部１１０でも、そこからの信号を基準にデー
タ処理を行う。
試料からの反射光、又は蛍光の情報を対物レンズを通
し、２次元走査機構部１０３を介してピンホール板１０
４を通過後、光検出部１０５で受光し電気信号に光電変
換する。ピンホール板１０４は、所定径のピンホールを
開けたもので、光検出部１０５の前面の結像位置に配置
され、そこを通過した光は試料面上の観察点で焦点にあ
った情報のみが検出でき、共焦点効果が得られる。尚、
２次元走査機構部１０３を駆動するには、２次元走査駆
動部１１９により、走査制御信号を発生させて行い、ま
た信号処理部１１０でも、そこからの信号を基準にデー
タ処理を行う。
【０００９】検出された電気信号は、信号処理部１１０
にて処理され表示部１３１に表示される、まず、利得可
変部１１１にて所望の信号増幅を行い、次にオフセット
調整部１１２にて所望の信号の増減を設定する。その設
定量はＣＰＵ１１６により、それぞれＤ／Ａコンバータ
１１７，１１８に所望の値を設定する。次に、オフセッ
ト調整部１１２から出た信号はＡ／Ｄコンバータ１１３
にてアナログ／デジタル変換された後、記憶部１１４に
て画像データとして一時記憶される。
にて処理され表示部１３１に表示される、まず、利得可
変部１１１にて所望の信号増幅を行い、次にオフセット
調整部１１２にて所望の信号の増減を設定する。その設
定量はＣＰＵ１１６により、それぞれＤ／Ａコンバータ
１１７，１１８に所望の値を設定する。次に、オフセッ
ト調整部１１２から出た信号はＡ／Ｄコンバータ１１３
にてアナログ／デジタル変換された後、記憶部１１４に
て画像データとして一時記憶される。
【００１０】記憶された画像データは、その後加工、表
示、保存される。加工とはＣＰＵ１１６にて所望の画像
処理を行うことであり、また、表示とは記憶部１１４か
ら画像データを出力し、Ｄ／Ａコンバータ１１５を通し
て、表示部１３１に表示され、画像を観察することがで
きる状態にすることである。
示、保存される。加工とはＣＰＵ１１６にて所望の画像
処理を行うことであり、また、表示とは記憶部１１４か
ら画像データを出力し、Ｄ／Ａコンバータ１１５を通し
て、表示部１３１に表示され、画像を観察することがで
きる状態にすることである。
【００１１】また、深さ方向つまり３次元情報が必要な
場合は、Ｚ走査駆動部１２０により、所望のＺ位置へ移
動させ、必要な画像を順次記憶部１１４に構築させる。
これにより、３次元画像の表示、観察も可能となる。
場合は、Ｚ走査駆動部１２０により、所望のＺ位置へ移
動させ、必要な画像を順次記憶部１１４に構築させる。
これにより、３次元画像の表示、観察も可能となる。
【００１２】このように、レーザ顕微鏡は３次元の生物
及び金属の立体試料の画像観察、その他計測などを扱う
ことができる。レーザ顕微鏡を使った３次元試料の測定
の応用例に特開平６−２６５３１７号公法がある。これ
は、反射試料からのレーザ反射光をもとに、試料の厚み
を計測する例である。
及び金属の立体試料の画像観察、その他計測などを扱う
ことができる。レーザ顕微鏡を使った３次元試料の測定
の応用例に特開平６−２６５３１７号公法がある。これ
は、反射試料からのレーザ反射光をもとに、試料の厚み
を計測する例である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、レーザ顕微鏡
を用いて生物等の３次元の立体画像を構築した場合、構
築された３次元画像には観察深さに応じて蛍光輝度に違
いが生じる。例えば、図１３に示すように、厚みのある
均質な観察標本（試料）１３０１を観察する場合を考え
ると、対物レンズ１３０２から試料１３０１までの距離
が近いところを浅い観察位置といいＡ面とする。また距
離が遠いところを深い観察位置といいＢ面とする。Ｂ面
での輝度は、Ａ面での輝度より低い。これはＡ面の位置
でのレーザ光及び蛍光に比べ、Ｂ面では反射、散乱、吸
収により、入遮光及び反射光（透過光）が試料内で損失
してしまうためである。
を用いて生物等の３次元の立体画像を構築した場合、構
築された３次元画像には観察深さに応じて蛍光輝度に違
いが生じる。例えば、図１３に示すように、厚みのある
均質な観察標本（試料）１３０１を観察する場合を考え
ると、対物レンズ１３０２から試料１３０１までの距離
が近いところを浅い観察位置といいＡ面とする。また距
離が遠いところを深い観察位置といいＢ面とする。Ｂ面
での輝度は、Ａ面での輝度より低い。これはＡ面の位置
でのレーザ光及び蛍光に比べ、Ｂ面では反射、散乱、吸
収により、入遮光及び反射光（透過光）が試料内で損失
してしまうためである。
【００１４】従って、得られた複数枚のスライス画像か
ら３次元画像を構築した場合、ＸＹ平面の画像はＺ軸が
深くなるに従い輝度が低くなってしまう現象が現れる。
このように試料によっては通常生物試料の３次元画像構
築を行った結果、Ｚ方向に均一な明るさというわけでは
なく、観察深さが深くなると輝度が低下し、Ｚ方向の全
容が視覚的に掴み難く、また見難い画像が表示され、観
察に支障を来す。従って、より見やすい画像にするため
に、Ｚ方向の明るさを見やすいように輝度変換して表示
を行えることが望ましい。
ら３次元画像を構築した場合、ＸＹ平面の画像はＺ軸が
深くなるに従い輝度が低くなってしまう現象が現れる。
このように試料によっては通常生物試料の３次元画像構
築を行った結果、Ｚ方向に均一な明るさというわけでは
なく、観察深さが深くなると輝度が低下し、Ｚ方向の全
容が視覚的に掴み難く、また見難い画像が表示され、観
察に支障を来す。従って、より見やすい画像にするため
に、Ｚ方向の明るさを見やすいように輝度変換して表示
を行えることが望ましい。
【００１５】ところが、一般的に試料内からの反射光
（透過光）は、試料内での光の吸収、散乱の影響を多く
受け、Ｚ方向の輝度変化は観察試料、試薬に依存する。
従って、蛍光の深さ方向に関する光の変化を見極めるこ
とが難しいという問題があった。
（透過光）は、試料内での光の吸収、散乱の影響を多く
受け、Ｚ方向の輝度変化は観察試料、試薬に依存する。
従って、蛍光の深さ方向に関する光の変化を見極めるこ
とが難しいという問題があった。
【００１６】特開平６−２６５３１７号公報には、金属
反射試料についての深さ方向の厚さの測定ができる観察
方法が開示されているが、蛍光観察の生物試料に関して
は適用できない。従って、従来例の構成ではＺ方向の明
るさの補正はできない。
反射試料についての深さ方向の厚さの測定ができる観察
方法が開示されているが、蛍光観察の生物試料に関して
は適用できない。従って、従来例の構成ではＺ方向の明
るさの補正はできない。
【００１７】本発明の目的は、試料の観察深さに応じた
輝度変化を補正し、試料の観察を容易に行い得るレーザ
顕微鏡を提供することにある。
輝度変化を補正し、試料の観察を容易に行い得るレーザ
顕微鏡を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】［構成］本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。
目的を達成するために以下のように構成されている。
【００１９】（１）本発明（請求項１）のレーザ顕微鏡
は、試料に対してレーザ光を出射するためのレーザ光源
と、前記試料の焦点位置に前記レーザ光を照射するため
の光学系と、前記試料の焦点位置からの光を検出するた
めの検出手段と、この検出手段で検出したデータを出力
する出力手段と、前記試料に対して前記レーザ光の焦点
位置を相対的に変化させる手段とを具備してなるレーザ
顕微鏡において、各焦点位置毎に得られた各データの輝
度を補正する手段を具備してなることを特徴とする。
は、試料に対してレーザ光を出射するためのレーザ光源
と、前記試料の焦点位置に前記レーザ光を照射するため
の光学系と、前記試料の焦点位置からの光を検出するた
めの検出手段と、この検出手段で検出したデータを出力
する出力手段と、前記試料に対して前記レーザ光の焦点
位置を相対的に変化させる手段とを具備してなるレーザ
顕微鏡において、各焦点位置毎に得られた各データの輝
度を補正する手段を具備してなることを特徴とする。
【００２０】（２）本発明（請求項２）のレーザ顕微鏡
は、試料のＸＹ方向の２次元平面に対してスポット光を
走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検出するこ
とによってＸＹ方向の２次元平面の画像データを取得
し、該スポット光の焦点位置をＺ方向に変化させること
によって複数の異なる観察位置の前記画像データを取得
するレーザ顕微鏡において、得られた各画像データの平
均輝度を算出する平均輝度算出手段と、この平均輝度算
出手段によって算出された画像データの平均輝度から、
取得された複数の画像データから選ばれた基準となる画
像データに対する補正係数を算出する手段と、各画像デ
ータに対してそれぞれ算出された補正係数をもとに輝度
補正を行なう手段とを具備してなることを特徴とする。
は、試料のＸＹ方向の２次元平面に対してスポット光を
走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検出するこ
とによってＸＹ方向の２次元平面の画像データを取得
し、該スポット光の焦点位置をＺ方向に変化させること
によって複数の異なる観察位置の前記画像データを取得
するレーザ顕微鏡において、得られた各画像データの平
均輝度を算出する平均輝度算出手段と、この平均輝度算
出手段によって算出された画像データの平均輝度から、
取得された複数の画像データから選ばれた基準となる画
像データに対する補正係数を算出する手段と、各画像デ
ータに対してそれぞれ算出された補正係数をもとに輝度
補正を行なう手段とを具備してなることを特徴とする。
【００２１】（３）本発明（請求項３）のレーザ顕微鏡
は、蛍光物質で染色された蛍光試料を含む試料のＸＹ方
向の２次元平面に対してスポット光を走査しつつ該試料
からの反射光又は透過光を検出することによってＸＹ方
向の２次元平面の画像データを取得し、該スポット光の
焦点位置をＺ方向に変化させることによって複数の異な
る観察位置の前記画像データを取得するレーザ顕微鏡に
おいて、前記画像データから蛍光部分を抽出する手段
と、抽出された蛍光部分の平均輝度を算出する平均輝度
算出手段と、この平均輝度算出手段によって算出された
平均輝度から、取得された複数の画像データから選ばれ
た基準となる画像データに対する補正係数を算出する手
段と、各画像データに対してそれぞれ算出された補正係
数をもとに輝度補正を行なう手段とを具備してなること
を特徴とする。
は、蛍光物質で染色された蛍光試料を含む試料のＸＹ方
向の２次元平面に対してスポット光を走査しつつ該試料
からの反射光又は透過光を検出することによってＸＹ方
向の２次元平面の画像データを取得し、該スポット光の
焦点位置をＺ方向に変化させることによって複数の異な
る観察位置の前記画像データを取得するレーザ顕微鏡に
おいて、前記画像データから蛍光部分を抽出する手段
と、抽出された蛍光部分の平均輝度を算出する平均輝度
算出手段と、この平均輝度算出手段によって算出された
平均輝度から、取得された複数の画像データから選ばれ
た基準となる画像データに対する補正係数を算出する手
段と、各画像データに対してそれぞれ算出された補正係
数をもとに輝度補正を行なう手段とを具備してなること
を特徴とする。
【００２２】（４）本発明（請求項４）のレーザ顕微鏡
は、試料に対してスポット光の焦点位置を変化させて走
査し、該試料からの反射光又は透過光から、複数の異な
るＸＹ平面内の画像データを取得するレーザ顕微鏡にお
いて、前記画像データが取得された焦点位置の情報に応
じて、該画像データに対して前記スポット光及び，前記
反射光又は透過光の減衰による前記画像データの輝度の
変化を補正する手段を具備してなることを特徴とする。
は、試料に対してスポット光の焦点位置を変化させて走
査し、該試料からの反射光又は透過光から、複数の異な
るＸＹ平面内の画像データを取得するレーザ顕微鏡にお
いて、前記画像データが取得された焦点位置の情報に応
じて、該画像データに対して前記スポット光及び，前記
反射光又は透過光の減衰による前記画像データの輝度の
変化を補正する手段を具備してなることを特徴とする。
【００２３】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。
【００２４】補正された画像データを基づいて３次元画
像又はを表示する手段を具備する。
像又はを表示する手段を具備する。
【００２５】前記反射光又は透過光を検出し電気信号と
して得る光電変換手段と、変換された電気信号に対して
利得調整を行う手段と、オフセット調整を行う手段と、
その信号をアナログデジタル変換する手段と、画像を記
憶する手段と、試料のＺ方向（深さ）を移動する手段と
を具備する。
して得る光電変換手段と、変換された電気信号に対して
利得調整を行う手段と、オフセット調整を行う手段と、
その信号をアナログデジタル変換する手段と、画像を記
憶する手段と、試料のＺ方向（深さ）を移動する手段と
を具備する。
【００２６】試料のＸＹ方向の２次元平面に対してスポ
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってＸＹ方向の２次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をＺ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、前記画像データが取
得された焦点位置の情報に応じて、該画像データに対し
て前記スポット光及び，前記反射光又は透過光の減衰に
よる前記画像データの輝度の変化を補正する手段を具備
してなることを特徴とする。
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってＸＹ方向の２次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をＺ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、前記画像データが取
得された焦点位置の情報に応じて、該画像データに対し
て前記スポット光及び，前記反射光又は透過光の減衰に
よる前記画像データの輝度の変化を補正する手段を具備
してなることを特徴とする。
【００２７】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。
の作用・効果を有する。
【００２８】第１の構成では、各焦点位置毎に得られた
各データの輝度を補正するようにしたので、Ｚ方向の媒
質の差を補正することができ、補正前の画像に比べＺ方
向に対する輝度差をなくすことができる。
各データの輝度を補正するようにしたので、Ｚ方向の媒
質の差を補正することができ、補正前の画像に比べＺ方
向に対する輝度差をなくすことができる。
【００２９】第２の構成では、画像データの平均輝度を
算出し、該平均輝度から基準となる画像データの平均輝
度に対する補正係数を算出して画像データを補正するこ
とによって、ＸＹＺ画像又はＹＺ画像又はＸＺ画像のデ
ーター取得から表示までの処理時間を遅らさずに、Ｚ方
向の媒質の差を補正することができ、補正前の画像に比
べＺ方向に対する輝度差が無くなり、深さ方向にも観察
し易いＸＺ，ＹＺ，ＸＹＺ画像が得られる。
算出し、該平均輝度から基準となる画像データの平均輝
度に対する補正係数を算出して画像データを補正するこ
とによって、ＸＹＺ画像又はＹＺ画像又はＸＺ画像のデ
ーター取得から表示までの処理時間を遅らさずに、Ｚ方
向の媒質の差を補正することができ、補正前の画像に比
べＺ方向に対する輝度差が無くなり、深さ方向にも観察
し易いＸＺ，ＹＺ，ＸＹＺ画像が得られる。
【００３０】また、画像データの中から蛍光部分を抽出
することによって、平均値算出の際の背景の影響を少な
くし、見易い輝度変換画像が実現できる。また蛍光画像
部分と背景部分を分離する閾値を調整できるので、観察
の際の試料に合わせた最適な最終画像を表示できる。
することによって、平均値算出の際の背景の影響を少な
くし、見易い輝度変換画像が実現できる。また蛍光画像
部分と背景部分を分離する閾値を調整できるので、観察
の際の試料に合わせた最適な最終画像を表示できる。
【００３１】第４の構成では、Ｚ方向に暗い輝度の画像
を自然現象に則って輝度変換し、見易い画像に変換で
き、深さ方向にも観察し易いＸＺ，ＹＺ，ＸＹＺ画像が
得られる。
を自然現象に則って輝度変換し、見易い画像に変換で
き、深さ方向にも観察し易いＸＺ，ＹＺ，ＸＹＺ画像が
得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３３】［第１実施形態］図１は、本発明の第１実
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。
【００３４】１０１は光学顕微鏡本体で、レーザ光源１
０２から２次元走査機構部１０３に、ファイバー或いは
ファイバーを使わず直接にレーザ光を導き、導かれたレ
ーザ光を対物レンズを介して顕微鏡ステージ上の試料上
（焦点面上）にスポット光を照射する。なお、２次元走
査駆動制御部１１９により発生する走査制御信号にて、
２次元走査機構部１０３を駆動させることによって、ス
ポット光を試料に対してＸＹ走査させる。
０２から２次元走査機構部１０３に、ファイバー或いは
ファイバーを使わず直接にレーザ光を導き、導かれたレ
ーザ光を対物レンズを介して顕微鏡ステージ上の試料上
（焦点面上）にスポット光を照射する。なお、２次元走
査駆動制御部１１９により発生する走査制御信号にて、
２次元走査機構部１０３を駆動させることによって、ス
ポット光を試料に対してＸＹ走査させる。
【００３５】試料に対するスポット光のＸＹ走査は、例
えば図２に示すように、２枚のガルバノミラー（Ｘガル
バノミラー２０１，Ｙガルバノミラー２０２）を用いる
ことによって、スポット光を試料表面に対してＸ方向と
Ｙ方向とに走査させる。このＸＹ方向の走査に必要な信
号は、Ｘ，Ｙまたは水平（Ｈ）、垂直（Ｖ）の同期信号
という。結果としてスポット光を試料面上でＸＹ走査す
ることになる。
えば図２に示すように、２枚のガルバノミラー（Ｘガル
バノミラー２０１，Ｙガルバノミラー２０２）を用いる
ことによって、スポット光を試料表面に対してＸ方向と
Ｙ方向とに走査させる。このＸＹ方向の走査に必要な信
号は、Ｘ，Ｙまたは水平（Ｈ）、垂直（Ｖ）の同期信号
という。結果としてスポット光を試料面上でＸＹ走査す
ることになる。
【００３６】スポット光を照射した結果、試料からの光
情報、例えば蛍光情報は対物レンズを通った後，２次元
走査機構部１０３及びピンホール板１０４を通過し、光
検出部１０５にて電気信号に光電変換される。なお、光
検出部１０５の光電変換素子としては、光電子増倍管
（ＰＭＴ）がよく使われる。
情報、例えば蛍光情報は対物レンズを通った後，２次元
走査機構部１０３及びピンホール板１０４を通過し、光
検出部１０５にて電気信号に光電変換される。なお、光
検出部１０５の光電変換素子としては、光電子増倍管
（ＰＭＴ）がよく使われる。
【００３７】ピンホール板１０４は、所定径のピンホー
ルが開けられた板で、光検出部１０５の前面の結像位置
に配置される。ピンホール板１０４を通過した光からは
試料面上の観察点で焦点のあった一点の情報のみを検出
することができ、共焦点効果が得られる。
ルが開けられた板で、光検出部１０５の前面の結像位置
に配置される。ピンホール板１０４を通過した光からは
試料面上の観察点で焦点のあった一点の情報のみを検出
することができ、共焦点効果が得られる。
【００３８】検出された電気信号は、信号処理部１１０
にて処理され表示部１３１に表示される。信号処理部１
１０内での信号処理について説明する。先ず、利得可変
部１１１にて所望の信号増幅を行い、次にオフセット調
整部１１２にて所望の信号量となるように信号の増減が
設定される。信号増幅量及びオフセット量の設定値は、
ＣＰＵ１１６からそれぞれＤ／Ａコンバータ１１７，１
１８に対してそれぞれの設定値を命令する。
にて処理され表示部１３１に表示される。信号処理部１
１０内での信号処理について説明する。先ず、利得可変
部１１１にて所望の信号増幅を行い、次にオフセット調
整部１１２にて所望の信号量となるように信号の増減が
設定される。信号増幅量及びオフセット量の設定値は、
ＣＰＵ１１６からそれぞれＤ／Ａコンバータ１１７，１
１８に対してそれぞれの設定値を命令する。
【００３９】次に、オフセット調整部１１２から出力さ
れた信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１３にてアナログ／デ
ジタル変換された後、記憶部１１４に記憶される。通
常、ＸＹ画像を取得した場合、平均輝度算出部１２１で
は何も処理を行なわず、Ｄ／Ａコンバータ１１５にてデ
ジタル／アナログ変換され、変換された信号が信号処理
部１１０から出力手段としての表示部１３１伝達され、
２次元画像が表示される。
れた信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１３にてアナログ／デ
ジタル変換された後、記憶部１１４に記憶される。通
常、ＸＹ画像を取得した場合、平均輝度算出部１２１で
は何も処理を行なわず、Ｄ／Ａコンバータ１１５にてデ
ジタル／アナログ変換され、変換された信号が信号処理
部１１０から出力手段としての表示部１３１伝達され、
２次元画像が表示される。
【００４０】一方、ＸＹＺ方向の３次元画像を取得した
い場合、Ｚ走査駆動部１２０にて顕微鏡ステージの位置
（高さ）Ｚを所望のステップで移動させ、各観察位置ご
とにＸＹ画像を取得し、最終的に３次元画像を構築す
る。構築された３次元画像は、記憶部１１４にて記憶さ
れる。
い場合、Ｚ走査駆動部１２０にて顕微鏡ステージの位置
（高さ）Ｚを所望のステップで移動させ、各観察位置ご
とにＸＹ画像を取得し、最終的に３次元画像を構築す
る。構築された３次元画像は、記憶部１１４にて記憶さ
れる。
【００４１】このまま、３次元画像を表示すると、Ｚ方
向の輝度変換が行われない画像となる。従って、平均輝
度算出部１２１，補正係数算出部１２２，輝度変換部１
２３にてＺ方向の輝度変換を行ない、新たな画像データ
ーとして表示を行なう。
向の輝度変換が行われない画像となる。従って、平均輝
度算出部１２１，補正係数算出部１２２，輝度変換部１
２３にてＺ方向の輝度変換を行ない、新たな画像データ
ーとして表示を行なう。
【００４２】Ｚ方向の輝度変換方法は、一般的傾向とし
てＺの深い位置での光の減衰、散乱を補い表示できるよ
うに、輝度変換を行なう。以下、その手法について述べ
る。３次元画像を取得する場合、取り始めの試料の観察
位置Ｚ1 と取り終わりの観察位置Ｚn を決める。通常、
対物レンズから試料が遠くなる方向に顕微鏡ステージを
駆動する。従って、取り初めの観察位置をＺ1 とする
と、その観察位置は浅い位置なので明るい２次元画像と
なる。まず、初めに観察位置Ｚ1 での２次元画像を取得
する。
てＺの深い位置での光の減衰、散乱を補い表示できるよ
うに、輝度変換を行なう。以下、その手法について述べ
る。３次元画像を取得する場合、取り始めの試料の観察
位置Ｚ1 と取り終わりの観察位置Ｚn を決める。通常、
対物レンズから試料が遠くなる方向に顕微鏡ステージを
駆動する。従って、取り初めの観察位置をＺ1 とする
と、その観察位置は浅い位置なので明るい２次元画像と
なる。まず、初めに観察位置Ｚ1 での２次元画像を取得
する。
【００４３】次に、取得した観察位置Ｚ1 での２次元画
像の全画面の平均輝度を平均輝度算出部１２１で算出
し、それを観察位置Ｚ1 での平均輝度Ｉ1 とする。観察
位置Ｚ 1 での平均輝度Ｉ1 を、基準（補正後）となる平
均輝度値とする。
像の全画面の平均輝度を平均輝度算出部１２１で算出
し、それを観察位置Ｚ1 での平均輝度Ｉ1 とする。観察
位置Ｚ 1 での平均輝度Ｉ1 を、基準（補正後）となる平
均輝度値とする。
【００４４】次いで、顕微鏡ステージを次の観察位置Ｚ
2 へ駆動し、観察位置Ｚ2 でのＸＹ画像を取得する。そ
して、取得した観察位置Ｚ2 でのＸＹ画像の平均輝度Ｉ
2 を算出する（図３）。観察位置Ｚ2 での平均輝度Ｉ2
が、観察位置Ｚ1 での平均輝度Ｉ1 の値になるように、
補正係数算出部１２２で補正係数を求める。補正係数算
出部１２２にて、観察位置Ｚ2 での補正係数ｋ2 は、基
準となる観察位置Ｚ1での平均輝度Ｉ2 から、 ｋ2 ＝Ｉ1 ／Ｉ2 （１） として算出される。
2 へ駆動し、観察位置Ｚ2 でのＸＹ画像を取得する。そ
して、取得した観察位置Ｚ2 でのＸＹ画像の平均輝度Ｉ
2 を算出する（図３）。観察位置Ｚ2 での平均輝度Ｉ2
が、観察位置Ｚ1 での平均輝度Ｉ1 の値になるように、
補正係数算出部１２２で補正係数を求める。補正係数算
出部１２２にて、観察位置Ｚ2 での補正係数ｋ2 は、基
準となる観察位置Ｚ1での平均輝度Ｉ2 から、 ｋ2 ＝Ｉ1 ／Ｉ2 （１） として算出される。
【００４５】そして、輝度変換部１２３にて、観察位置
Ｚ2 での画像に対して補正係数ｋ2を乗算することによ
って輝度補正を行なう（図４）。そして、次の他の観察
位置Ｚi での２次元画像についても同様に補正を行な
う。これにより、観察位置Ｚを移動させる毎に得られる
２次元画像の輝度変換を、データ取得から表示までの処
理時間を遅らすことなく行なうことができる。
Ｚ2 での画像に対して補正係数ｋ2を乗算することによ
って輝度補正を行なう（図４）。そして、次の他の観察
位置Ｚi での２次元画像についても同様に補正を行な
う。これにより、観察位置Ｚを移動させる毎に得られる
２次元画像の輝度変換を、データ取得から表示までの処
理時間を遅らすことなく行なうことができる。
【００４６】また、ＸＺ（ＹＺ）方向の断面画像につい
ては、平均輝度値として２次元画像を対象にしていたも
のから、Ｘ（Ｙ）方向のラインの画素について平均輝度
値を算出することで行っていく。また、平均輝度を算出
する画像領域は全画面に限らず、場合によっては画像の
中心を含んだ任意の領域としても良い。
ては、平均輝度値として２次元画像を対象にしていたも
のから、Ｘ（Ｙ）方向のラインの画素について平均輝度
値を算出することで行っていく。また、平均輝度を算出
する画像領域は全画面に限らず、場合によっては画像の
中心を含んだ任意の領域としても良い。
【００４７】本実施形態によれば、ＸＹＺ画像又はＹＺ
画像又はＸＺ画像のデータの取得から表示までの処理時
間を遅らさずに、Ｚ方向の媒質の差を補正するために、
補正前の画像に比べＺ方向に対する輝度差をなくすよう
輝度変換を行ない、深さ方向にも観察し易いＸＺ，Ｙ
Ｚ，ＸＹＺ画像が得られる。
画像又はＸＺ画像のデータの取得から表示までの処理時
間を遅らさずに、Ｚ方向の媒質の差を補正するために、
補正前の画像に比べＺ方向に対する輝度差をなくすよう
輝度変換を行ない、深さ方向にも観察し易いＸＺ，Ｙ
Ｚ，ＸＹＺ画像が得られる。
【００４８】［第２実施形態］図５は、本発明の第２実
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、図１と同一な部位には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、図１と同一な部位には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】第１実施形態においては、ＸＹ画像の全画
面又はＸラインの全画素またはＹラインの全画像につい
ての平均輝度値を算出した。ところが、一般に蛍光物質
で染色された蛍光試料を含む試料を観察した場合、図３
に示すように、例えばＸＹ画像上には蛍光を発する細胞
（蛍光試料）の部分と蛍光のない背景部分が存在する。
そのため、輝度変換を行なうときに計算対象とするもの
は蛍光部分のみの画像が望ましく、蛍光部分のない背景
部分を含めて算出をすることは望ましくない。
面又はＸラインの全画素またはＹラインの全画像につい
ての平均輝度値を算出した。ところが、一般に蛍光物質
で染色された蛍光試料を含む試料を観察した場合、図３
に示すように、例えばＸＹ画像上には蛍光を発する細胞
（蛍光試料）の部分と蛍光のない背景部分が存在する。
そのため、輝度変換を行なうときに計算対象とするもの
は蛍光部分のみの画像が望ましく、蛍光部分のない背景
部分を含めて算出をすることは望ましくない。
【００５０】もし、背景部分を入れて計算すると、平均
輝度値が低くなるので、輝度補正後の画像においては、
基準とした平均輝度値Ｉ1 よりも蛍光部分が明るい画像
となってしまう。従って、第１実施形態の場合、平均値
算出の際に背景部分が含まれると、観察者が所望した画
像にならない場合がある。
輝度値が低くなるので、輝度補正後の画像においては、
基準とした平均輝度値Ｉ1 よりも蛍光部分が明るい画像
となってしまう。従って、第１実施形態の場合、平均値
算出の際に背景部分が含まれると、観察者が所望した画
像にならない場合がある。
【００５１】そこで、本実施形態では、ＸＹ画像から蛍
光部分を抽出する蛍光部分抽出部１２４を設け、背景を
含まない蛍光画像のみの平均輝度値を用いることで、第
１実施形態の欠点を補うことができる。
光部分を抽出する蛍光部分抽出部１２４を設け、背景を
含まない蛍光画像のみの平均輝度値を用いることで、第
１実施形態の欠点を補うことができる。
【００５２】具体的には、取得したＸＹ画像において蛍
光部分抽出部１２４にて予め設定した輝度レベルを超え
たもののみ、蛍光画像のデータと判断し、平均輝度値を
算出する。輝度レベルは、不図示の外部入力装置等で観
察者が好みで設定できるので、実際の試料の画像や装置
の電気系ノイズの状態を見て適切な値を閾値として決め
ることができる。その後の処理は、ＸＹＺ及びＸＺ及び
ＹＺ画像とも第１実施形態と同様であるので説明を省略
する。
光部分抽出部１２４にて予め設定した輝度レベルを超え
たもののみ、蛍光画像のデータと判断し、平均輝度値を
算出する。輝度レベルは、不図示の外部入力装置等で観
察者が好みで設定できるので、実際の試料の画像や装置
の電気系ノイズの状態を見て適切な値を閾値として決め
ることができる。その後の処理は、ＸＹＺ及びＸＺ及び
ＹＺ画像とも第１実施形態と同様であるので説明を省略
する。
【００５３】本実施形態の構成によれば、平均値算出の
際の背景の影響を少なくし、見易い輝度変換画像が実現
できる。また蛍光画像部分と背景部分を分離する閾値を
調整できるので、観察の際の試料に合わせた最適な最終
画像を表示できる。
際の背景の影響を少なくし、見易い輝度変換画像が実現
できる。また蛍光画像部分と背景部分を分離する閾値を
調整できるので、観察の際の試料に合わせた最適な最終
画像を表示できる。
【００５４】［第３実施形態］図６は、本発明の第３実
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、図１と同一な部位には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。
施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、図１と同一な部位には同一符号
を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５５】本実施形態では、取得後のＸＹＺ画像を用
いて、観察者がＸＺ又はＹＺ画像を見ながらＺ方向の輝
度変換を行なう。得られたＸＹＺ画像から、ＸＺ，ＹＺ
切り出し部１２５にて細胞の輝度がＺ方向に分布してい
るＸＺ又はＹＺ断面を切り出し、その断面上の細胞につ
いてＺ方向の輝度分布を求める。
いて、観察者がＸＺ又はＹＺ画像を見ながらＺ方向の輝
度変換を行なう。得られたＸＹＺ画像から、ＸＺ，ＹＺ
切り出し部１２５にて細胞の輝度がＺ方向に分布してい
るＸＺ又はＹＺ断面を切り出し、その断面上の細胞につ
いてＺ方向の輝度分布を求める。
【００５６】例えば、図７に示すように浅い観察位置Ｚ
1 から、深い観察位置Ｚ2 へのラインに関して輝度分布
を算出する（図８）。この輝度変化を用いて、観察位置
Ｚ1の明るい輝度に他の観察位置Ｚi の輝度を補正する
為の補正係数を第１実施形態と同じように求め、各観察
位置での補正を行なう。これにより、第１実施形態の背
景を考慮しない場合より、観察者の所望の観察位置での
輝度変換を行なうことが可能である。
1 から、深い観察位置Ｚ2 へのラインに関して輝度分布
を算出する（図８）。この輝度変化を用いて、観察位置
Ｚ1の明るい輝度に他の観察位置Ｚi の輝度を補正する
為の補正係数を第１実施形態と同じように求め、各観察
位置での補正を行なう。これにより、第１実施形態の背
景を考慮しない場合より、観察者の所望の観察位置での
輝度変換を行なうことが可能である。
【００５７】本実施形態の構成によれば、ＸＺ又はＹＺ
切り出し画像からの変換データをもとに、深さ方向の輝
度分布を算出するので、背景の画像の影響もなく、補正
後に良好な画像が得られる。
切り出し画像からの変換データをもとに、深さ方向の輝
度分布を算出するので、背景の画像の影響もなく、補正
後に良好な画像が得られる。
【００５８】［第４実施形態］本実施形態では、近似式
を用いて輝度補正を行なう例について説明する。条件と
して均質な試料で、かつ蛍光の退色を無視できるものと
する。このような条件下では、試料内での光の増減は以
下のように考えられる。一般に、光が物質（媒質）中を
進む場合、元の光の強度をＩとすると、物質中での光の
強度の減衰係数Ｇは、光が微少距離ｄｚ進む時の変化率
として、 Ｇ＝−（ｄＩ／Ｉ）（１／ｄｚ） （２） と定義される。
を用いて輝度補正を行なう例について説明する。条件と
して均質な試料で、かつ蛍光の退色を無視できるものと
する。このような条件下では、試料内での光の増減は以
下のように考えられる。一般に、光が物質（媒質）中を
進む場合、元の光の強度をＩとすると、物質中での光の
強度の減衰係数Ｇは、光が微少距離ｄｚ進む時の変化率
として、 Ｇ＝−（ｄＩ／Ｉ）（１／ｄｚ） （２） と定義される。
【００５９】従って、物質に入る直前のレーザ光の強度
がＩ0 である場合、観察位置Ｚでの光強度Ｉ(Z) は、 Ｉ(Z) ＝Ｉ0 × exp（−ＧＺ） （３） になり、レーザ光は試料内で吸収され減衰することが分
かる。つまり、試料内のレーザ光の強度は、試料の深い
ところに行くに従い、指数関数的に減衰する（図９）。
がＩ0 である場合、観察位置Ｚでの光強度Ｉ(Z) は、 Ｉ(Z) ＝Ｉ0 × exp（−ＧＺ） （３） になり、レーザ光は試料内で吸収され減衰することが分
かる。つまり、試料内のレーザ光の強度は、試料の深い
ところに行くに従い、指数関数的に減衰する（図９）。
【００６０】また、試薬（蛍光物質）が発する蛍光強度
についても同様な考えが適用でき、蛍光を発してから検
出器に到達するまでに光強度は減衰する。ある観察位置
Ｚから発生する蛍光量をＦ0 とし、そのときの減衰係数
Ｂとすると、物質中を通った蛍光が検出器にて検出され
る蛍光量ＦはＺの関数として、 Ｆ(Z) ＝Ｆ0 × exp（−ＢＺ） （４） と表される。
についても同様な考えが適用でき、蛍光を発してから検
出器に到達するまでに光強度は減衰する。ある観察位置
Ｚから発生する蛍光量をＦ0 とし、そのときの減衰係数
Ｂとすると、物質中を通った蛍光が検出器にて検出され
る蛍光量ＦはＺの関数として、 Ｆ(Z) ＝Ｆ0 × exp（−ＢＺ） （４） と表される。
【００６１】また、蛍光量Ｆ0 は、レーザ光の強度Ｉ
(Z) に比例し、試薬（蛍光物質）の自然放出係数Ａ0 と
すると、 Ｆ0 ＝Ａ0 ×Ｉ0 × exp（−ＧＺ） （５） となる。従って、観察位置が深さＺの場合、光検出部に
よって検出される蛍光量Ｆ(Z) は、 Ｆ(Z) ＝Ａ0 ×ＩZ ×Ｆ0 ×exp（−（Ｂ＋Ｇ）Ｚ） （６） となる。
(Z) に比例し、試薬（蛍光物質）の自然放出係数Ａ0 と
すると、 Ｆ0 ＝Ａ0 ×Ｉ0 × exp（−ＧＺ） （５） となる。従って、観察位置が深さＺの場合、光検出部に
よって検出される蛍光量Ｆ(Z) は、 Ｆ(Z) ＝Ａ0 ×ＩZ ×Ｆ0 ×exp（−（Ｂ＋Ｇ）Ｚ） （６） となる。
【００６２】従って、光検出部が検出する蛍光量は、試
料の深い部分を観察するのに従い指数関数的に減少して
いく。このように、観察深さＺに応じて光の強度が変る
ので、検出される蛍光輝度を（６）式に当てはめること
ができる（図１０）。
料の深い部分を観察するのに従い指数関数的に減少して
いく。このように、観察深さＺに応じて光の強度が変る
ので、検出される蛍光輝度を（６）式に当てはめること
ができる（図１０）。
【００６３】蛍光強度Ｆ(z) が平均輝度であると仮定
し、（６）式においてトータルの初期値（Ａ0 ×Ｉ0 ×
Ｆ0 ）をＣ0 、減衰係数（Ｂ＋Ｇ）をｋとすると（図１
１）、 Ｆ＝Ｃ0 × exp（−ｋＺ） （７） と取り扱うことができる。
し、（６）式においてトータルの初期値（Ａ0 ×Ｉ0 ×
Ｆ0 ）をＣ0 、減衰係数（Ｂ＋Ｇ）をｋとすると（図１
１）、 Ｆ＝Ｃ0 × exp（−ｋＺ） （７） と取り扱うことができる。
【００６４】観察されたＸＹＺ画像の各Ｚ位置と平均輝
度との分布から、最小二乗法によって誤差が少ない
（７）式の係数Ｃ0 ，ｋを求める。そのときの平均輝度
値は、第１〜３実施形態にて求められた値を使う。
度との分布から、最小二乗法によって誤差が少ない
（７）式の係数Ｃ0 ，ｋを求める。そのときの平均輝度
値は、第１〜３実施形態にて求められた値を使う。
【００６５】そして、観察された輝度値に対して補正を
行なう。観察された輝度に、補正係数を掛けることによ
ってＺ方向の輝度変換を行ない、試料内での入射光及び
蛍光の減衰が無いときとした場合に検出される輝度を求
める。そして、補正された輝度ＦH は、各観察位置Ｚで
の輝度をＦz とすると、 ＦH ＝Ｆz ×Ｃ0 （１−exp〔−ｋＺ〕） （８） と算出される。
行なう。観察された輝度に、補正係数を掛けることによ
ってＺ方向の輝度変換を行ない、試料内での入射光及び
蛍光の減衰が無いときとした場合に検出される輝度を求
める。そして、補正された輝度ＦH は、各観察位置Ｚで
の輝度をＦz とすると、 ＦH ＝Ｆz ×Ｃ0 （１−exp〔−ｋＺ〕） （８） と算出される。
【００６６】これらの補正処理はＣＰＵ１１６にて行な
う。これにより、各観察位置Ｚについて、ＸＹ画像また
はＸラインまたはＹラインの輝度値を変換して補正を行
なう。補正後のデータは再度取得画像とは別に、記憶部
１１４に記憶され、Ｄ／Ａコンバータ１１５を通して表
示される。
う。これにより、各観察位置Ｚについて、ＸＹ画像また
はＸラインまたはＹラインの輝度値を変換して補正を行
なう。補正後のデータは再度取得画像とは別に、記憶部
１１４に記憶され、Ｄ／Ａコンバータ１１５を通して表
示される。
【００６７】従って、一律な輝度値合わせではなく、自
然現象にそった輝度変換画像を得ることができる。Ｘ
Ｚ，ＹＺ画像に対しても、各Ｘラインを対象として同様
な処理が可能である。
然現象にそった輝度変換画像を得ることができる。Ｘ
Ｚ，ＹＺ画像に対しても、各Ｘラインを対象として同様
な処理が可能である。
【００６８】以上、これらの処理は、ハードウェアで
も、ソフトウェアどちらも実現可能である。
も、ソフトウェアどちらも実現可能である。
【００６９】本実施形態の構成によれば、Ｚ方向に暗い
輝度の画像を自然現象に則り輝度変換し、見易い画像に
変換でき、深さ方向にも観察し易いＸＺ，ＹＺ，ＸＹＺ
画像が得られる。以上の方法により、輝度変換し見易い
画像を表示することで、操作者、観察者の所望の画像を
提供することができる。
輝度の画像を自然現象に則り輝度変換し、見易い画像に
変換でき、深さ方向にも観察し易いＸＺ，ＹＺ，ＸＹＺ
画像が得られる。以上の方法により、輝度変換し見易い
画像を表示することで、操作者、観察者の所望の画像を
提供することができる。
【００７０】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、本発明は一般的にＸＹＺ画像
を取得できるシステムに適用でき、例えば、検出器がＰ
ＭＴではなく、ＴＶカメラ等の検出器を用いたシステム
でも可能である。この場合、カメラサイズ、信号方式に
は制限はない。また、これらの処理は、入力の信号を、
１系統だけでなく複数入力にて並列処理を行っても適用
可能できる。また、１０５の光検出部は、フォトダイオ
ード（ＰＤ）、ＣＣＤ，ＣＭＤ等の光電変換が効率よく
できれぱＰＭＴに限らなくてもよい。
るものではない。例えば、本発明は一般的にＸＹＺ画像
を取得できるシステムに適用でき、例えば、検出器がＰ
ＭＴではなく、ＴＶカメラ等の検出器を用いたシステム
でも可能である。この場合、カメラサイズ、信号方式に
は制限はない。また、これらの処理は、入力の信号を、
１系統だけでなく複数入力にて並列処理を行っても適用
可能できる。また、１０５の光検出部は、フォトダイオ
ード（ＰＤ）、ＣＣＤ，ＣＭＤ等の光電変換が効率よく
できれぱＰＭＴに限らなくてもよい。
【００７１】また、２次元走査機構部１０３は、ガルバ
ノミラーや、共振ガルバノミラー、ポリゴンミラー、Ａ
ＯＤ、でもよく、ＸＹの走査が制御できればよい。
ノミラーや、共振ガルバノミラー、ポリゴンミラー、Ａ
ＯＤ、でもよく、ＸＹの走査が制御できればよい。
【００７２】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
料の観察深さに応じた輝度変化を補正し、試料の観察を
容易に行うことができる。
料の観察深さに応じた輝度変化を補正し、試料の観察を
容易に行うことができる。
【図１】第１実施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概
略構成を示すブロック図。
略構成を示すブロック図。
【図２】ガルバノミラーを用いたレーザ光のＸＹ走査を
示す図。
示す図。
【図３】観察位置毎の試料の概略を示す図。
【図４】輝度の補正の概念を説明するための図。
【図５】第２実施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概
略構成を示すブロック図。
略構成を示すブロック図。
【図６】第３実施形態に係わる走査型レーザ顕微鏡の概
略構成を示すブロック図。
略構成を示すブロック図。
【図７】第３実施形態の補正方法を説明するための図。
【図８】第３実施形態の補正方法を説明するための図。
【図９】第４実施形態の補正方法を説明するための図。
【図１０】第４実施形態の補正方法を説明するための
図。
図。
【図１１】第４実施形態の補正方法を説明するための
図。
図。
【図１２】従来の走査型レーザ顕微鏡の概略構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図１３】観察標本（試料）を観察する場合を説明する
ための図。
ための図。
１０１…光学顕微鏡 １０２…レーザ光源 １０３…２次元走査機構部 １０４…ピンホール板 １０５…光検出部 １１０…信号処理部 １１１…利得可変部 １１２…オフセット調整部 １１３…Ａ／Ｄコンバータ １１４…記憶部 １１５，１１７，１１８…Ｄ／Ａコンバータ １１６…ＣＰＵ １１９…２次元走査駆動制御部 １２０…Ｚ走査駆動部 １２１…平均輝度算出部 １２２…補正係数算出部 １２３…輝度変換部 １２４…蛍光部分抽出部 １３１…表示部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA03 DA02 EA01 FA01 FA02 GA02 GA08 GA21 GB03 GB19 GB21 KA09 LA02 MA01 NA01 NA06 NA13 2G059 AA05 BB08 EE01 EE02 EE07 FF03 GG01 JJ11 JJ17 KK02 MM03 MM05 MM09 MM10 PP04 2H052 AA08 AA09 AC04 AC15 AC34 AF13 AF14 AF21 AF25
Claims (4)
- 【請求項１】試料に対してレーザ光を出射するためのレ
ーザ光源と、 前記試料の焦点位置に前記レーザ光を照射するための光
学系と、 前記試料の焦点位置からの光を検出するための検出手段
と、 この検出手段で検出したデータを出力する出力手段と、 前記試料に対して前記レーザ光の焦点位置を相対的に変
化させる手段とを具備してなるレーザ顕微鏡において、 各焦点位置毎に得られた各データの輝度を補正する手段
を具備してなることを特徴とするレーザ顕微鏡。 - 【請求項２】試料のＸＹ方向の２次元平面に対してスポ
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってＸＹ方向の２次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をＺ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、 得られた各画像データの平均輝度を算出する平均輝度算
出手段と、 この平均輝度算出手段によって算出された画像データの
平均輝度から、取得された複数の画像データから選ばれ
た基準となる画像データに対する補正係数を算出する手
段と、 各画像データに対してそれぞれ算出された補正係数をも
とに輝度補正を行なう手段とを具備してなることを特徴
とするレーザ顕微鏡。 - 【請求項３】蛍光物質で染色された蛍光試料を含む試料
のＸＹ方向の２次元平面に対してスポット光を走査しつ
つ該試料からの反射光又は透過光を検出することによっ
てＸＹ方向の２次元平面の画像データを取得し、該スポ
ット光の焦点位置をＺ方向に変化させることによって複
数の異なる観察位置の前記画像データを取得するレーザ
顕微鏡において、 前記画像データから蛍光部分を抽出する手段と、 抽出された蛍光部分の平均輝度を算出する平均輝度算出
手段と、 この平均輝度算出手段によって算出された平均輝度か
ら、取得された複数の画像データから選ばれた基準とな
る画像データに対する補正係数を算出する手段と、 各画像データに対してそれぞれ算出された補正係数をも
とに輝度補正を行なう手段とを具備してなることを特徴
とするレーザ顕微鏡。 - 【請求項４】試料のＸＹ方向の２次元平面に対してスポ
ット光を走査しつつ該試料からの反射光又は透過光を検
出することによってＸＹ方向の２次元平面の画像データ
を取得し、該スポット光の焦点位置をＺ方向に変化させ
ることによって複数の異なる観察位置の前記画像データ
を取得するレーザ顕微鏡において、 前記画像データが取得された焦点位置の情報に応じて、
該画像データに対して前記スポット光及び，前記反射光
又は透過光の減衰による前記画像データの輝度の変化を
補正する手段を具備してなることを特徴とするレーザ顕
微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080029A JP2000275541A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | レーザ顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11080029A JP2000275541A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | レーザ顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275541A true JP2000275541A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13706859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11080029A Withdrawn JP2000275541A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | レーザ顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000275541A (ja) |
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- 1999-03-24 JP JP11080029A patent/JP2000275541A/ja not_active Withdrawn
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