JP2000267011A - Scanning laser microscope - Google Patents

Scanning laser microscope

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JP2000267011A
JP2000267011A JP11073575A JP7357599A JP2000267011A JP 2000267011 A JP2000267011 A JP 2000267011A JP 11073575 A JP11073575 A JP 11073575A JP 7357599 A JP7357599 A JP 7357599A JP 2000267011 A JP2000267011 A JP 2000267011A
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JP
Japan
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sampling clock
scanning position
scanning
memory
phase
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JP11073575A
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Japanese (ja)
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Yuko Yagi
優子 八木
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the phases of an optical scanning position and a sampling clock for every line in real time, to realize it with a simple constitution and to obtain an image without distortion and deterioration. SOLUTION: A laser light beam Q is used for scanning a sample 4 by a deflection means 2. Besides, reflected light or fluorescence R from the sample 4 is detected and the image signal thereof is obtained by a photodetector 6. Then, the image processing of the image signal obtained by the photodetector 6 is executed by an image processing system 7 according to the sampling clock (p) and a trigger pattern (k). In this case, the scanning position of the beam Q on the sample 4 by the deflection means 2 is detected by a sensor 8. Based on the scanning position of the beam Q detected by the sensor 8, the phases of the clock (p) given to the processing system 7 and the scanning position of the beam Q are made to coincide with each other by a phase correction means 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光を標本
上に走査し、この標本からの反射光又は蛍光を検出して
画像処理により標本の画像を得る走査型レーザー顕微鏡
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning laser microscope that scans a sample with a laser beam, detects reflected light or fluorescence from the sample, and obtains an image of the sample by image processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査型レーザー顕微鏡は、点光源である
レーザービームを対物レンズを介して標本のX軸及びY
軸方向に走査しながら照射し、標本からの反射光又は蛍
光を再び対物レンズ等の光学系を介して検出器で検出
し、2次元画像の濃淡情報を得るようにしたもので、こ
の濃淡情報の2次元分布をX−Y走査位置に対応させて
CRTモニタ、カラープリンタ等の画像出力装置に輝点
の分布として表示することで画像化し、観察できるよう
にしている。
2. Description of the Related Art In a scanning laser microscope, a laser beam, which is a point light source, is applied to an X-axis and a Y-axis of a sample through an objective lens.
Irradiation is performed while scanning in the axial direction, and reflected light or fluorescence from the sample is detected again by a detector via an optical system such as an objective lens to obtain density information of a two-dimensional image. Is displayed on an image output device such as a CRT monitor or a color printer as a distribution of bright spots in correspondence with the X-Y scanning position, thereby forming an image for observation.

【0003】さらに、検出光学系の標本と共役な位置に
照明光あるいは、被測定光の回折限界程度の直径を持つ
絞りを設けることにより、焦点の合っている面の情報の
みを検出するようにしたものが、共焦点走査型レーザー
顕微鏡である。
Further, by providing a stop having a diameter approximately equal to the diffraction limit of the illumination light or the light to be measured at a position conjugate with the sample of the detection optical system, it is possible to detect only the information of the focused plane. The result is a confocal scanning laser microscope.

【0004】このような走査型レーザー顕微鏡におい
て、光源からのレーザー光を2次元走査する手段として
は、主にガルバノメータミラーが用いられている。ガル
バノメータミラーを2次元走査手段として用いる場合、
例えば特公平6−27905号公報などに開示されてい
るように、駆動信号波形を三角波あるいは鋸歯状波と
し、ミラーの変位が時間とともに直線的に移動する部分
で一定周期のサンプリングクロックでデータをサンプリ
ングするようにしたものがあり、これによって歪みのな
い画像を取り込むようにしていた。
In such a scanning laser microscope, a galvanometer mirror is mainly used as means for two-dimensionally scanning a laser beam from a light source. When using a galvanometer mirror as two-dimensional scanning means,
For example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 6-27905, a driving signal waveform is a triangular wave or a sawtooth wave, and data is sampled by a sampling clock having a constant period in a portion where the displacement of the mirror moves linearly with time. In some cases, images without distortion were captured.

【0005】また、三角波や鋸歯状波のように、波形中
の山や谷の頂点部分に高周波成分を持った波形の駆動信
号でガルバノメータミラーを駆動するよりも、駆動信号
を単一の周波数、例えば正弦波にして、該ミラーの走査
速度の変動を補償するように上記サンプリングクロック
の周期を変調することで、得られる画像の歪みを抑えな
がら高速で画像を取得することが実現できることも公知
である。
[0005] In addition, rather than driving a galvanometer mirror with a drive signal having a high-frequency component at the apex of a peak or a valley in a waveform, such as a triangular wave or a sawtooth wave, a drive signal having a single frequency, For example, it is also known that an image can be acquired at high speed while suppressing distortion of an obtained image by modulating the period of the sampling clock so as to compensate for the fluctuation of the scanning speed of the mirror by making the mirror a sinusoidal wave. is there.

【0006】しかして、上述したミラーの走査速度の変
動を補償するようにサンプリングクロックの周期を変調
して発生させる方法としては、以下に述べる2つの方法
が一般的に知られている。
The following two methods are generally known as methods for modulating and generating the period of the sampling clock so as to compensate for the above-mentioned fluctuation in the scanning speed of the mirror.

【0007】第1の方法は、例えば特開平5−2135
号公報、特開平5−136954号公報、特開平6−1
48525号公報などに開示されているものであり、レ
ーザー光により標本を走査し、それと同時にリニアスケ
ールパターン上を走査し、このパターンからの反射光あ
るいは透過光の強度から、サンプリングクロックを生成
するようにした方法である。
The first method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-2135.
JP-A-5-136954, JP-A-5-136954
For example, a sample is scanned by a laser beam, and at the same time, a linear scale pattern is scanned, and a sampling clock is generated from the intensity of reflected light or transmitted light from the pattern. This is the method that was used.

【0008】第2の方法は、駆動信号波形の正弦波に対
して、直線的な走査位置でデータをサンプリングできる
ようにサンプリングクロックのパターンをメモリ上に作
成しておく方法である。
The second method is a method in which a sampling clock pattern is created on a memory so that data can be sampled at a linear scanning position for a sine wave of a drive signal waveform.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の補償方法には、以下に述べるような問題点があった。
However, these compensation methods have the following problems.

【0010】すなわち上記第1の方法では、標本を走査
する光学系とは別に、リニアスケールを走査する光学系
を設置する必要があり、さらに標本を走査する光学系の
中にそのリニアスケールを走査する光学系を設置するよ
うにしているため、光量の損失が大きいという問題があ
った。
That is, in the first method, it is necessary to install an optical system for scanning a linear scale, separately from the optical system for scanning the sample, and further scan the linear scale in the optical system for scanning the sample. However, there is a problem that the loss of the light amount is large because the optical system is installed.

【0011】また上記第2の方法では、駆動信号波形と
実際のミラーによる走査位置との間に、ミラー自体およ
びドライブ回路の位相特性などによって位相遅延が生じ
てしまうという問題があった。
In the second method, there is a problem that a phase delay occurs between the drive signal waveform and the actual scanning position of the mirror due to the phase characteristics of the mirror itself and the drive circuit.

【0012】このような位相遅延は、図10にその変化
特性を示すように駆動周波数の変更に伴って変化し、さ
らに振幅の変更に対してもその量が変化していた。
As shown in FIG. 10, the phase delay changes with the change of the driving frequency, and the amount of the phase delay changes with the change of the amplitude.

【0013】このような位相遅延の変化に対して、駆動
信号波形とサンプリングクロックとの位相遅延量を適宜
変化させなければ、得られる画像に歪みが生じてしまう
という問題があった。
If the phase delay amount between the drive signal waveform and the sampling clock is not changed appropriately for such a change in the phase delay, there is a problem that an obtained image is distorted.

【0014】さらに、往路と復路の双方でデータをサン
プリングする場合には、サンプリング開始位置を示す同
期信号のタイミングを微妙に調整しなければならないた
め、往路と復路で同じ位置をサンプリングすることは極
めて困難であるという問題もあった。
Further, when data is sampled in both the forward path and the return path, since the timing of the synchronization signal indicating the sampling start position must be finely adjusted, it is extremely difficult to sample the same position in the forward path and the return path. There was also a problem that it was difficult.

【0015】又、任意に発生する駆動信号波形とサンプ
リングクロックとの位相遅延、例えば電気的、機械的特
性、環境などの要因により発生するレーザー光の走査位
置とサンプリングクロックとの位相ずれ、具体的には温
度による遅延量の変化やレーザー光を標本上に走査する
偏向手段の特性からライン毎に周期や位相が変化する場
合には、それに対応することができない。
Also, a phase delay between a drive signal waveform arbitrarily generated and a sampling clock, for example, a phase shift between a scanning position of a laser beam and a sampling clock generated due to factors such as electrical, mechanical characteristics, and environment. However, when the delay or the phase changes for each line due to the change in the delay amount due to the temperature or the characteristics of the deflecting means that scans the sample with the laser beam, it cannot be dealt with.

【0016】そこで本発明は、光学的走査位置とサンプ
リングパターンの位相補正をライン毎に、リアルタイム
に行い、且つ簡単な構成でこれを実現し、歪みや劣化の
ない画像を得る走査型レーザー顕微鏡を提供することを
目的とする。
Accordingly, the present invention provides a scanning laser microscope which performs real-time correction of the optical scanning position and the phase of a sampling pattern line by line in a real-time manner and realizes an image free from distortion and deterioration. The purpose is to provide.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、レーザー光を標本上に走査する偏向手段と、標本か
らの光を検出してその画像信号を得る光検出手段と、こ
の光検出手段により得られる画像信号をサンプリングク
ロック及びトリガパターンに従って画像処理する画像処
理手段と、偏向手段によるレーザー光の標本上での走査
位置を検出する走査位置検出手段と、この走査位置検出
手段により検出されたレーザー光の走査位置に基づいて
画像処理手段に与えるサンプリングクロックとレーザー
光の走査位置の位相とを合致させる位相補正手段と、を
備えた走査型レーザー顕微鏡である。
According to the first aspect of the present invention, a deflecting means for scanning a sample with a laser beam, a light detecting means for detecting light from the sample and obtaining an image signal thereof, Image processing means for performing image processing on an image signal obtained by the detection means in accordance with a sampling clock and a trigger pattern; scanning position detection means for detecting a scanning position of the laser beam on the sample by the deflection means; and detection by the scanning position detection means A scanning laser microscope comprising: a sampling clock provided to an image processing unit based on the scanning position of the laser beam; and a phase correction unit for matching the phase of the scanning position of the laser beam.

【0018】請求項2記載の本発明は、請求項1記載の
走査型レーザー顕微鏡において、位相補正手段は、サン
プリングクロック及びトリガパターンを記憶し、走査位
置検出手段により検出されたレーザー光の走査位置とト
リガパターンとの位相差を検知し、この位相差に従って
サンプリングクロックを画像処理手段に与える機能を有
するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the scanning laser microscope according to the first aspect, the phase correction means stores a sampling clock and a trigger pattern, and scans the scanning position of the laser light detected by the scanning position detection means. It has a function of detecting a phase difference between the trigger pattern and the trigger pattern, and providing a sampling clock to the image processing means according to the phase difference.

【0019】請求項3記載の本発明は、請求項1記載の
走査型レーザー顕微鏡において、位相補正手段は、サン
プリングクロックを記憶し、走査位置検出手段により検
出されたレーザー光の走査位置に合致するようにサンプ
リングクロックを読み出して画像処理手段に与える機能
を有するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the scanning laser microscope according to the first aspect, the phase correction means stores a sampling clock and matches the scanning position of the laser beam detected by the scanning position detection means. As described above, the sampling clock is read and provided to the image processing means.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第1の実施の
形態について図面を参照して説明する。
(1) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0021】図1は走査型レーザー顕微鏡の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning laser microscope.

【0022】光源1は、レーザー光Qを発するもので、
このレーザー光Qは偏向手段2に送られている。この偏
向手段2は、駆動回路3からの正弦波の駆動信号dを受
けてレーザー光Qを標本4上にXY方向に走査する機能
を有している。この場合、駆動回路3は、図2に示すよ
うな正弦波の駆動信号dの駆動波形パターンをメモリ等
の記憶手段5に記憶しており、この駆動信号dの1周期
で図3に示すように標本4上を往復走査するものとなっ
ている。すなわち、駆動信号dのメモリデータがP1、
P2間の期間t1、t2において標本4上の走査の往路
t1、復路t2を繰り返すようになっている。
The light source 1 emits a laser beam Q.
This laser light Q is sent to the deflection means 2. The deflecting means 2 has a function of receiving the sine wave drive signal d from the drive circuit 3 and scanning the sample 4 with the laser light Q in the XY directions. In this case, the drive circuit 3 stores the drive waveform pattern of the sine wave drive signal d as shown in FIG. 2 in the storage means 5 such as a memory, and one cycle of the drive signal d as shown in FIG. The sample 4 is reciprocally scanned on the sample 4. That is, the memory data of the drive signal d is P1,
In periods t1 and t2 between P2, the forward path t1 and the backward path t2 of scanning on the sample 4 are repeated.

【0023】光検出器6は、標本4からの反射光又は蛍
光Rを検出し、その画像信号を得る機能を有するもの
で、その画像信号は画像処理系7に送られている。
The photodetector 6 has a function of detecting reflected light or fluorescence R from the specimen 4 and obtaining an image signal of the reflected light or the fluorescence R. The image signal is sent to an image processing system 7.

【0024】この画像処理系7は、光検出器6により得
られる画像信号を入力し、この画像信号を画像処理して
標本4の画像データを得てモニターなどに顕微鏡画像と
して表示する機能を有している。この場合、画像処理系
7は、光検出器6により得られる画像信号を、この画像
処理を行うためのサンプリングクロックpに従って画像
処理している。
The image processing system 7 has a function of inputting an image signal obtained by the photodetector 6, processing the image signal to obtain image data of the specimen 4, and displaying the image data on a monitor or the like as a microscope image. are doing. In this case, the image processing system 7 processes the image signal obtained by the photodetector 6 according to the sampling clock p for performing the image processing.

【0025】前記駆動回路3の記憶手段5には、正弦波
の駆動信号dの他に、画像処理を行うためのサンプリン
グクロックp及びこのサンプリングクロックpとレーザ
ー光の走査位置の位相とを合致させるためにその位相差
を検出するためのトリガパターンkが記憶されている。
これらサンプリングクロックpとトリガパターンkと
は、駆動信号dの位相に対応するように同じアドレスに
書き込まれており、記憶手段5から同時に読み出すだけ
で、駆動信号dと位相の合ったサンプリングクロックp
及びトリガパターンkを得ることができるものとなって
いる。
In the storage means 5 of the drive circuit 3, in addition to the sine wave drive signal d, a sampling clock p for performing image processing and the phase of the sampling clock p coincide with the phase of the scanning position of the laser beam. Therefore, a trigger pattern k for detecting the phase difference is stored.
The sampling clock p and the trigger pattern k are written at the same address so as to correspond to the phase of the drive signal d.
And the trigger pattern k can be obtained.

【0026】一方、センサ8は、標本4上でのレーザー
光の光学的位置を検出してその光学的走査位置の電気信
号を位相補正手段9に送るものとなっている。
On the other hand, the sensor 8 detects the optical position of the laser beam on the specimen 4 and sends an electric signal of the optical scanning position to the phase correcting means 9.

【0027】この位相補正手段9は、駆動回路3の記憶
手段5に記憶されているサンプリングクロックp及びト
リガパターンkを受け取って不図示の記憶装置に記憶
し、センサ8から出力される光学的走査位置の電気信号
により検出されるレーザー光の走査位置とトリガパター
ンとの位相差を検知し、この位相差に従って位相補正し
たサンプリングクロックPわ記憶装置から読み出して画
像処理系7に与える機能を有するものである。なお、位
相補正手段9の記憶装置としては、FIFO等の一時的
なバッファとなる記憶装置が好適である。
The phase correction means 9 receives the sampling clock p and the trigger pattern k stored in the storage means 5 of the drive circuit 3 and stores them in a storage device (not shown). A device having a function of detecting a phase difference between a scanning position of a laser beam detected by an electric signal of a position and a trigger pattern, reading the sampling clock P whose phase has been corrected according to the phase difference from a storage device, and providing the read clock to an image processing system 7. It is. Note that a storage device serving as a temporary buffer, such as a FIFO, is preferable as the storage device of the phase correction unit 9.

【0028】次に上記の如く構成され走査型レーザー顕
微鏡の作用について説明する。
Next, the operation of the scanning laser microscope configured as described above will be described.

【0029】光源1により発せられたレーザー光Qは、
偏向手段2に入射される。
The laser light Q emitted from the light source 1 is
The light is incident on the deflection means 2.

【0030】この偏向手段2は、駆動回路3から駆動信
号dが供給されることにより動作し、標本4に照射され
るレーザー光Qの位置を移動させることで、駆動信号d
に応じた所望する領域を走査する。この駆動信号dは、
上記の如く駆動回路3内においてメモリ等の記憶手段5
に波形パターンとして記憶されており、走査が開始する
と、そのパターンを繰り返し読み出すことによって周期
的な駆動信号を得ている。偏向手段2に入射したレーザ
ー光は、前述のように、駆動回路3から出力された駆動
信号dによって偏向手段2で走査され、標本4上へと導
かれる。
The deflecting means 2 operates when a driving signal d is supplied from a driving circuit 3, and moves the position of the laser beam Q applied to the sample 4 to thereby generate the driving signal d.
Is scanned in a desired area corresponding to. This drive signal d is
As described above, the storage means 5 such as a memory in the drive circuit 3
Is stored as a waveform pattern, and when scanning starts, a periodic drive signal is obtained by repeatedly reading out the pattern. The laser beam incident on the deflecting means 2 is scanned by the deflecting means 2 by the drive signal d output from the drive circuit 3 and guided onto the sample 4 as described above.

【0031】一方、駆動信号dと同時に記憶手段5から
はサンプリングクロックpとトリガパターンkとが読み
出され、これらサンプリングクロックpとトリガパター
ンkは、位相補正手段9に送出される。
On the other hand, the sampling clock p and the trigger pattern k are read from the storage means 5 simultaneously with the drive signal d, and these sampling clock p and trigger pattern k are sent to the phase correction means 9.

【0032】この位相補正手段9は、駆動回路3から出
力したサンプリングクロックpの位相を、標本4上を走
査するレーザー光Qの光学的走査位置の位相と合致する
ように補正する。すなわち、駆動回路3の出力では、記
憶手段5に記憶されたサンプリングクロックpを同時に
読み出しているため、駆動信号dとサンプリングクロッ
クp及びトリガパターンkの位相は合っているが、駆動
信号dと標本4上のレーザー光Qの光学的走査位置に
は、電気的、機械的特性や、環境により、位相差が生じ
る。
The phase correcting means 9 corrects the phase of the sampling clock p output from the drive circuit 3 so as to match the phase of the optical scanning position of the laser beam Q for scanning the sample 4. That is, since the sampling clock p stored in the storage means 5 is simultaneously read from the output of the driving circuit 3, the driving signal d, the sampling clock p and the trigger pattern k are in phase, but the driving signal d and the sample At the optical scanning position of the laser light Q on 4, a phase difference occurs due to electrical and mechanical characteristics and the environment.

【0033】このため、当然の如く、サンプリングクロ
ックpやトリガパターンkも、レーザー光Qの光学的走
査位置とは位相差を生じているため、標本4の走査によ
り得られた画像信号を処理するためには、サンプリング
クロックpの位相補正する必要がある。
As a matter of course, since the sampling clock p and the trigger pattern k also have a phase difference from the optical scanning position of the laser beam Q, the image signal obtained by scanning the sample 4 is processed. Therefore, it is necessary to correct the phase of the sampling clock p.

【0034】そこで、センサ8は、レーザー光Qの光学
的走査位置を検出してその電気信号を出力する。
Therefore, the sensor 8 detects the optical scanning position of the laser beam Q and outputs an electric signal.

【0035】位相補正手段9は、センサ8から出力され
る電気信号を受け、これを駆動回路3にて発生したトリ
ガパターンkと比較し、位相差を検知する。そして、位
相補正手段9は、走査が始まった時点、もしくは、駆動
回路3により出力されたトリガパターンkのタイミング
により、同駆動回路3により出力されたサンプリングク
ロックpをFIFOなどの一時的なバッファとなる記憶
装置に順次記憶していく。
The phase correction means 9 receives the electric signal output from the sensor 8 and compares it with the trigger pattern k generated by the drive circuit 3 to detect a phase difference. Then, the phase correction means 9 converts the sampling clock p output by the drive circuit 3 into a temporary buffer such as a FIFO at the time when scanning starts or at the timing of the trigger pattern k output by the drive circuit 3. Are sequentially stored in a storage device.

【0036】そうして位相補正手段9は、センサ8から
の電気信号を受けると、記憶装置から一時記憶したサン
プリングクロックPの読み出しを開始し、画像処理系7
に送出する。つまり、駆動回路3からサンプリングクロ
ックpを読み出しても、直接、それを画像処理系7に送
出するのではなく、FIFO等の記憶装置に一時的に蓄
え、標本4を走査している光学的位置信号、つまりセン
サ8の出力信号のタイミングに合わせて読み出すことで
位相補正をし、画像処理系7に送出する。
When the phase correction means 9 receives the electric signal from the sensor 8, the phase correction means 9 starts reading the sampling clock P temporarily stored from the storage device.
To send to. That is, even if the sampling clock p is read from the drive circuit 3, it is not directly sent to the image processing system 7, but is temporarily stored in a storage device such as a FIFO and the optical position at which the sample 4 is scanned. The phase is corrected by reading the signal in accordance with the timing of the signal, that is, the output signal of the sensor 8, and is sent to the image processing system 7.

【0037】これにより、画像処理系7は、光検出器6
により得られた標本4の画像信号に対して、光学的走査
位置の位相に合うように補正されたサンプリングクロッ
クPの供給を受けて、正常なタイミングで画像処理を行
う。
As a result, the image processing system 7 includes the light detector 6
The sampling signal P corrected to match the phase of the optical scanning position is supplied to the image signal of the sample 4 obtained by the above, and the image processing is performed at a normal timing.

【0038】このように上記第1の実施の形態において
は、レーザー光Qの標本4上での光学的走査位置を検出
し、この光学的走査位置に基づいて画像処理系7に与え
るサンプリングクロックPとレーザー光Qの走査位置と
の位相を合致するようにしたので、電気的、機械的特
性、環境などの要因により発生するレーザー光Qの光学
的走査位置と画像処理するためのサンプリングクロック
pとの位相差に対し、それを検知、補正することがで
き、光学的走査位置と位相の合致したサンプリングクロ
ックPを即時に得ることができる。また、ライン毎に異
なる位相ずれにも、各ずれ量に合った補正を行うことが
でき、しかも、簡単な構成で実現できる。
As described above, in the first embodiment, the optical scanning position of the laser beam Q on the sample 4 is detected, and the sampling clock P applied to the image processing system 7 based on the optical scanning position is detected. And the scanning position of the laser light Q are made to coincide with each other, so that the optical scanning position of the laser light Q generated by factors such as electrical, mechanical characteristics, and environment and the sampling clock p for image processing. Can be detected and corrected for the phase difference, and a sampling clock P in phase with the optical scanning position can be immediately obtained. Further, even for a phase shift different for each line, it is possible to perform a correction corresponding to each shift amount, and furthermore, it is possible to realize with a simple configuration.

【0039】(2) 次に、本発明の第2の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上記図1と同一部
分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
(2) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0040】図4は走査型レーザー顕微鏡の構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a scanning laser microscope.

【0041】光源1は、レーザー光Qを発するもので、
このレーザー光Qは水平方向(X方向)の偏向手段10
と垂直方向(Y方向)の偏向手段11に送られている。
このうち偏向手段10としてはX方向ガルバノミラーを
用いるとともに、偏向手段11としてはY方向ガルバノ
ミラーを用い、これらX方向ガルバノミラー10及びY
方向ガルバノミラー11によりレーザー光Qを水平方
向、垂直方向の2次元に偏向するものとなっている。そ
して、これら偏向手段10、11は、それぞれX方向駆
動回路12、Y方向駆動回路13により駆動されるもの
となっている。
The light source 1 emits a laser beam Q.
The laser light Q is applied to a deflection means 10 in a horizontal direction (X direction).
To the deflection means 11 in the vertical direction (Y direction).
Among these, an X-direction galvanometer mirror is used as the deflecting means 10, and a Y-direction galvanometer mirror is used as the deflecting means 11, and these X-direction galvanometer mirrors 10 and Y
The direction galvanomirror 11 deflects the laser beam Q two-dimensionally in the horizontal and vertical directions. These deflecting means 10 and 11 are driven by an X-direction drive circuit 12 and a Y-direction drive circuit 13, respectively.

【0042】一方、CPU14からの指令によりメモリ
読み出し制御回路15及びメモリ16は制御されるもの
となっている。メモリ読み出し制御回路15は、CLK
信号を受けてメモリ16の読み出し動作を制御する機能
を有している。
On the other hand, the memory read control circuit 15 and the memory 16 are controlled by a command from the CPU 14. The memory read control circuit 15 receives the CLK
It has a function of controlling a read operation of the memory 16 in response to a signal.

【0043】メモリ16には、X方向駆動回路12及び
Y方向駆動回路13の正弦波の駆動信号dの駆動波形パ
ターン、サンブリングクロックp及びトリガパターンk
がCPU14によって書き込まれるようになっている。
これら駆動信号d、サンプリングクロックp及びトリガ
パターンkは、同時に読み出され、このうち駆動信号d
は、D/A変換器17によりアナログ変換されてX方向
駆動回路12及びY方向駆動回路13に送られ、サンプ
リングクロックp及びトリガパターンkは位相補正回路
9に送られるようになっている。
The memory 16 has a driving waveform pattern of a sine wave driving signal d of the X-direction driving circuit 12 and the Y-direction driving circuit 13, a sampling clock p and a trigger pattern k.
Is written by the CPU 14.
The drive signal d, the sampling clock p and the trigger pattern k are read out simultaneously, and the drive signal d
Are analog-converted by a D / A converter 17 and sent to the X-direction drive circuit 12 and the Y-direction drive circuit 13, and the sampling clock p and the trigger pattern k are sent to the phase correction circuit 9.

【0044】この位相補正回路9は、メモリ16に記憶
されているサンプリングクロックp及びトリガパターン
kを受け取って一時的に記憶し、センサ8から出力され
る光学的走査位置の電気信号により検出されるレーザー
光の走査位置とトリガパターンkとの位相差を検知し、
この位相差に従って一時記憶したサンプリングクロック
Pの読み出しを開始して画像処理系7に与える機能を有
するものである。
The phase correction circuit 9 receives the sampling clock p and the trigger pattern k stored in the memory 16 and temporarily stores them, and is detected by the electric signal of the optical scanning position output from the sensor 8. Detects the phase difference between the scanning position of the laser beam and the trigger pattern k,
It has a function of starting reading of the sampling clock P temporarily stored according to this phase difference and giving it to the image processing system 7.

【0045】図5はかかる位相補正回路9の具体的な構
成図である。
FIG. 5 is a specific configuration diagram of the phase correction circuit 9.

【0046】電圧比較回路18は、センサ8からの光学
的走査位置の電気信号と基準電圧レジスタ19に設定さ
れている基準電圧すなわち図6に示すような駆動信号d
に対する電圧値P1、P2とを比較し、センサ8の出力
信号が電圧値P1以下のときと電圧値P2以上のときに
ローレベル(Lレベル)を出力し、電圧値P1以上で電
圧値P2以下のときにハイレベル(Hレベル)を出力す
る機能を有している。
The voltage comparison circuit 18 receives the electric signal of the optical scanning position from the sensor 8 and the reference voltage set in the reference voltage register 19, that is, the drive signal d as shown in FIG.
And outputs a low level (L level) when the output signal of the sensor 8 is equal to or lower than the voltage value P1 and equal to or higher than the voltage value P2, and is equal to or lower than the voltage value P1 and equal to or lower than the voltage value P2. Has a function of outputting a high level (H level) when.

【0047】FIFO(ファーストイン−ファーストア
ウト)制御回路20は、メモリ16から読み出されたト
リガパターンkの立上がりを受けてFIFO21への書
き込み動作を開始して、メモリ16から読み出されたサ
ンプリングクロックpを順次FIFO21へ書き込み、
かつ電圧比較回路18の出力信号がHレベルになるタイ
ミングでFIFO21を読み出し、位相補正されたサン
プリングクロックPを得て画像処理系7に送出させる機
能を有している。
The FIFO (first-in-first-out) control circuit 20 starts the write operation to the FIFO 21 in response to the rise of the trigger pattern k read from the memory 16, and starts the sampling clock read from the memory 16. p is sequentially written to the FIFO 21,
In addition, it has a function of reading out the FIFO 21 at the timing when the output signal of the voltage comparison circuit 18 becomes H level, obtaining the sampling clock P with the phase corrected, and sending it to the image processing system 7.

【0048】上記FIFO21は、ファースト・イン−
ファースト・アウトの記憶装置であって、サンプリング
クロックpを順次書き込み、かつ書き込んだ順序で読み
出しを行うものである。
The FIFO 21 has a first-in-
This is a first-out storage device in which the sampling clock p is sequentially written and read out in the writing order.

【0049】なお、上記センサ8は、X方向ガルバノミ
ラー10とY方向ガルバノミラー11との間に配置され
たハーフミラー22で分割されたレーザー光Qの光学的
走査位置を検出するものとなっているが、このセンサ8
については、図中破線内に示すように検出用の光源22
を設け、この光源22から出力されるレーザー光をX方
向ガルバノミラー10に照射し、このX方向ガルバノミ
ラー10からの反射光をセンサ8に入射するようにして
もよい。
The sensor 8 detects the optical scanning position of the laser beam Q split by the half mirror 22 disposed between the X-direction galvanometer mirror 10 and the Y-direction galvanometer mirror 11. But this sensor 8
Of the light source 22 for detection as shown in the broken line in the figure.
May be provided, and the laser light output from the light source 22 may be applied to the X-direction galvanometer mirror 10, and the reflected light from the X-direction galvanometer mirror 10 may enter the sensor 8.

【0050】次に、上記の如く構成された走査型レーザ
ー顕微鏡の作用について説明する。
Next, the operation of the scanning laser microscope configured as described above will be described.

【0051】CPU14は、予めメモり16に駆動信号
dとサンプリングクロックp及びトリガパターンkを書
き込む。
The CPU 14 writes the drive signal d, the sampling clock p and the trigger pattern k in the memory 16 in advance.

【0052】ここで、X方向ガルバノミラー10の駆動
信号dと、サンプリングクロックp及びトリガパターン
kを記憶したメモリ16のイメージを図6に示す。横方
向にはメモリ16のアドレスを示し、縦方向にはデータ
の値を示している。これは、正弦波(sin波)を用い
て往復走査を行う例で、アドレスA1からA2までの往
路において1ラインを走査し10画素を取得、A3から
A4までの復路において同じく1ライン走査し10画素
を得るものである。sin波の1周期で示されるのが、
Xガルバノミラー10の駆動信号dであり、20個のパ
ルスを有しているのがサンプリングクロックp、2個の
パルスを有しているのがトリガパターンkである。サン
プリング領域A1〜A2、A3〜A4では駆動信号dの
sin波がリニアに変化しないため一定周期でないサン
プリングクロックとなる。トリガパターンkは、ここで
はラインのサンプリング開始位置とサンプリング終了位
置を示すパターンとしてメモリ16に記憶されている。
つまり駆動信号dのデータ値が、往路ではP1になるア
ドレスA1、及び復路ではP2になるアドレスA3で立
ち上がり、往路ではP2になるアドレスA2、及び復路
ではP1になるアドレスA4で立ち下がるような信号で
ある。
FIG. 6 shows an image of the memory 16 storing the drive signal d of the X-direction galvanometer mirror 10, the sampling clock p and the trigger pattern k. The addresses in the memory 16 are shown in the horizontal direction, and the data values are shown in the vertical direction. This is an example in which reciprocal scanning is performed using a sine wave (sin wave). One line is scanned in the forward path from addresses A1 to A2 to acquire 10 pixels, and one line is scanned in the backward path from A3 to A4. Get the pixels. One cycle of a sine wave shows
The drive signal d of the X galvanometer mirror 10 is a sampling clock p having 20 pulses and a trigger pattern k having two pulses. In the sampling areas A1 to A2 and A3 to A4, the sine wave of the drive signal d does not change linearly, so that the sampling clock is not a fixed cycle. Here, the trigger pattern k is stored in the memory 16 as a pattern indicating the sampling start position and the sampling end position of the line.
That is, a signal in which the data value of the drive signal d rises at the address A1 which becomes P1 on the outward path and the address A3 which becomes P2 on the return path, and falls at the address A2 which becomes P2 on the outward path and at the address A4 which becomes P1 on the return path. It is.

【0053】これらサンプリングクロックpとトリガパ
ターンkは、HレベルとLレベルの2値しかとらないた
め、メモリ16のデータとしては、それぞれ1ビットを
割り当て、Hレベルを1、Lレベルを0としてデータを
書き込んでいる。また、sin波は、その分解能に応じ
て数ビットを割り当てている。
Since these sampling clock p and trigger pattern k can take only two values of H level and L level, 1 bit is assigned to the data of the memory 16 and the H level is set to 1 and the L level is set to 0. Is written. The sine wave is assigned several bits according to the resolution.

【0054】走査が開始すると、CPU14は、走査が
開始されたというタイミングをメモリ読み出し制御回路
15に出力し、これを受けてメモリ読み出し制御回路1
5は、内部に備えたカウンタにてCLK信号を計数し、
走査の終了タイミングが入力されるまで計数を続ける。
前記カウンタの出力は、メモリアドレスとしてメモリ1
6に供給される。ここで、CLK信号とは、メモリを読
み出すための、均一周期のクロックであり、位相補正回
路9にも供給される。
When the scanning is started, the CPU 14 outputs the timing at which the scanning is started to the memory read control circuit 15, and in response thereto, the memory read control circuit 1
5 counts the CLK signal with a counter provided therein,
The counting is continued until the scan end timing is input.
The output of the counter is stored in memory 1 as a memory address.
6. Here, the CLK signal is a clock of a uniform cycle for reading out the memory, and is also supplied to the phase correction circuit 9.

【0055】メモリ16は、メモリ読み出し制御回路1
5のアドレス出力を受けて、該当するアドレスのデー
タ、つまり、駆動信号d、サンプリングクロックp、ト
リガパターンkを同時に出力する。このうち、駆動信号
dのパターンは、D/A変換器17に送られてアナログ
信号に変換され、X方向駆動回路12及びY方向駆動回
路13に送られ、この駆動信号dに基づきX,Y方向ガ
ルバノミラー10,11をそれぞれ駆動する。
The memory 16 includes a memory read control circuit 1
5, the data of the corresponding address, that is, the drive signal d, the sampling clock p, and the trigger pattern k are simultaneously output. Of these, the pattern of the drive signal d is sent to the D / A converter 17 to be converted into an analog signal, sent to the X-direction drive circuit 12 and the Y-direction drive circuit 13, and based on the drive signal d, X, Y The directional galvanometer mirrors 10 and 11 are respectively driven.

【0056】これと同時に、メモリ16から読み出され
たサンプリングクロックpとトリガパターンkは、位相
補正回路9に送出され、レーザー光Qの光学的走査位置
を検出するために設けられたセンサ8の出力信号と比較
されてサンプリングクロックpの位相を光学的走査位置
と合致するよう補正する。この補正されたサンプリング
クロックPは、画像処理系7に出力され、光検出器6か
ら得られた画像信号を処理する。
At the same time, the sampling clock p and the trigger pattern k read from the memory 16 are sent to the phase correction circuit 9 and are output from the sensor 8 provided for detecting the optical scanning position of the laser light Q. It is compared with the output signal to correct the phase of the sampling clock p so as to match the optical scanning position. The corrected sampling clock P is output to the image processing system 7 and processes the image signal obtained from the photodetector 6.

【0057】ここで、位相補正回路16の動作の詳細を
説明する。
Here, the operation of the phase correction circuit 16 will be described in detail.

【0058】FIFO制御回路20は、メモリ16より
読み出されたトリガパターンkの立ち上がり(図6に示
すA1)により、FIFO21の書き込み動作を開始
し、メモリ16から出力されるサンプリングクロックp
を順次FIFO21に書込んでいく。
The FIFO control circuit 20 starts the write operation of the FIFO 21 at the rise of the trigger pattern k read from the memory 16 (A1 shown in FIG. 6), and the sampling clock p output from the memory 16
Are sequentially written to the FIFO 21.

【0059】一方、FIFO21に記憶されたサンプリ
ングクロックpの読み出しは、電圧比較回路18の出力
タイミングを受けて開始する。この電圧比較回路18
は、センサ8の出力信号と基準電圧レジスタ19に設定
されている電圧とを比較し、その結果を出力する。
On the other hand, the reading of the sampling clock p stored in the FIFO 21 starts upon receiving the output timing of the voltage comparison circuit 18. This voltage comparison circuit 18
Compares the output signal of the sensor 8 with the voltage set in the reference voltage register 19 and outputs the result.

【0060】例えば、基準電圧レジスタ19には、図6
に示す駆動信号dにおけるP1とP2の電圧値が設定さ
れている。
For example, in the reference voltage register 19, FIG.
The voltage values of P1 and P2 in the drive signal d shown in FIG.

【0061】そして、電圧比較回路18は、センサ8か
らの出力信号が基準電圧P1を下回るとき、及び基準電
圧P2を上回るときにLレベルを出力し、それ以外はH
レベルを出力する。これにより、電圧比較回路18の出
力には、メモリ16に記憶されたトリガパターンkと同
じ波形で且つ時間的に遅延したものが得られる。
The voltage comparison circuit 18 outputs the L level when the output signal from the sensor 8 is lower than the reference voltage P1 and when the output signal is higher than the reference voltage P2, and otherwise outputs the H level.
Output level. Thus, the output of the voltage comparison circuit 18 has the same waveform as the trigger pattern k stored in the memory 16 and is delayed in time.

【0062】図7を参照して具体的に説明すると、実線
で示すsin波と矩形波は、メモリ16より読み出され
た駆動信号dとトリガパターンkを示しており、破線で
示すsin波は、センサ8により検出した光学的走査位
置を表す信号、破線の矩形波は、上述のように回路構成
した場合の電圧比較回路18の出力信号を示している。
Referring specifically to FIG. 7, the sine wave and the rectangular wave indicated by the solid line indicate the drive signal d and the trigger pattern k read from the memory 16, and the sine wave indicated by the broken line indicates , The signal indicating the optical scanning position detected by the sensor 8 and the dashed rectangular wave indicate the output signal of the voltage comparison circuit 18 when the circuit is configured as described above.

【0063】メモリ16より出力された駆動信号dと、
センサ8により検出された光学的走査位置とは、装置の
特性、環境などの要因により、遅延が発生しており、位
相差を生じている。
The drive signal d output from the memory 16 and
The optical scanning position detected by the sensor 8 is delayed due to factors such as the characteristics of the apparatus and the environment, and a phase difference is generated.

【0064】そこで、駆動信号dと同時に読み出したト
リガパターンkを使用する。
Therefore, the trigger pattern k read simultaneously with the drive signal d is used.

【0065】まず、FIFO制御回路20は、トリガパ
ターンkの立ち上がりを検出して、FIFO21に対し
て書き込み動作を開始する。このFIFO21には、メ
モリ16より出力されたサンプリングクロックpが順次
書き込まれていく。
First, the FIFO control circuit 20 detects a rising edge of the trigger pattern k and starts a write operation to the FIFO 21. The sampling clock p output from the memory 16 is sequentially written into the FIFO 21.

【0066】一方、FIFO21からのサンプリングク
ロックpの読み出しは、センサ8の出力信号より電圧比
較回路18にて得られた出力信号の立ち上がりをFIF
O制御回路20が検出することにより開始される。FI
FO21は、読み出し動作が開始すると、書き込んだサ
ンプリングクロックPの先頭のデータから順次出力して
いく。書き込み動作は、その間も継続されている。
On the other hand, the reading of the sampling clock p from the FIFO 21 is performed by using the rising edge of the output signal obtained by the voltage comparing circuit 18 based on the output signal of the sensor 8 as the FIFO.
The operation is started by the detection by the O control circuit 20. FI
When the read operation is started, the FO 21 sequentially outputs data from the head of the written sampling clock P. The write operation is continued during that time.

【0067】そして、電圧比較回路18の出力信号の立
ち下がりを受けると、FIFO制御回路20は、FIF
O21をクリアし、書き込み動作、読み出し動作とも停
止する。これ以後、次のトリガパターンの立ち上がりま
で、待機状態となり、以後この動作を繰り返す。
When the falling of the output signal of the voltage comparing circuit 18 is received, the FIFO control circuit 20
O21 is cleared, and both the write operation and the read operation are stopped. Thereafter, the apparatus is in a standby state until the next trigger pattern rises, and this operation is repeated thereafter.

【0068】従って、メモリ16から出力された駆動信
号dと、センサ8による光学的走査位置との位相差は、
FIFO21の書き込みが開始されてから、読み出しが
開始されるまでの間、つまり図7に示す遅延量Δt1と
なり、この間FIFO21に、サンプリングクロックp
をバッファリングしておくことによって、その遅延量Δ
t1を吸収、補正できる。
Therefore, the phase difference between the drive signal d output from the memory 16 and the optical scanning position by the sensor 8 is:
A period from the start of writing to the FIFO 21 to the start of reading, that is, the delay amount Δt1 shown in FIG.
, The delay amount Δ
t1 can be absorbed and corrected.

【0069】更に、例えば、次のラインの遅延量(図7
で遅延量Δt2)が前のラインの遅延量(遅延量Δt
1)と異なっている場合でも、トリガパターンkと電圧
比較回路18の出力信号を用いることで、任意の遅延量
が容易に補正できる。
Further, for example, the delay amount of the next line (FIG. 7)
, The delay amount Δt2) of the previous line (the delay amount Δt)
Even in the case different from 1), an arbitrary delay amount can be easily corrected by using the trigger pattern k and the output signal of the voltage comparison circuit 18.

【0070】しかるに、画像処理系7は、標本4へのレ
ーザー光Qの光学的走査位置に対して合致した画像処理
のためのサンプリングクロックPを用いて光検出器6か
らの画像信号を処理して標本4の観察画像を得る。
However, the image processing system 7 processes the image signal from the photodetector 6 using the sampling clock P for image processing that matches the optical scanning position of the laser beam Q on the sample 4. To obtain an observation image of the specimen 4.

【0071】このように上記第2の実施の形態によれ
ば、上記第1の実施の形態と同様に、電気的、機械的特
性、環境などの要因により発生するレーザー光Qの光学
的走査位置と画像処理するためのサンプリングクロック
pとの位相差に対し、それを検知、補正することがで
き、光学的走査位置と位相の合致したサンプリングクロ
ックPを即時に得ることができる。また、ライン毎に異
なる位相ずれにも、各ずれ量に合った補正を行うことが
でき、しかも、簡単な構成で実現できる。
As described above, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the optical scanning position of the laser beam Q generated by factors such as electrical, mechanical characteristics, and environment. And the sampling clock p for image processing can be detected and corrected, and a sampling clock P in phase with the optical scanning position can be immediately obtained. Further, even for a phase shift different for each line, it is possible to perform a correction corresponding to each shift amount, and furthermore, it is possible to realize with a simple configuration.

【0072】なお、基準電圧レジスタ19での基準電圧
の設定は、CPU14により行ったが、メモリ16の駆
動信号dより演算で求める構成にすることも可能であ
る。その場合、ズーム機能やオフセット機能の値を考慮
して演算を行い、電圧比較回路18の出力を得る。
Although the setting of the reference voltage in the reference voltage register 19 is performed by the CPU 14, a configuration in which the reference voltage is obtained by calculation from the drive signal d of the memory 16 is also possible. In that case, the calculation is performed in consideration of the values of the zoom function and the offset function, and the output of the voltage comparison circuit 18 is obtained.

【0073】更に、上記第2の実施の形態では2次元走
査を例に挙げたが、これに限定されるものではなく、ま
たラスタ走査、往復走査にかかわらず、光学的走査位置
とサンプリングクロックの位相補正を可能にするもので
ある。
Further, in the above-described second embodiment, two-dimensional scanning has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. In addition, regardless of raster scanning or reciprocating scanning, the optical scanning position and the sampling clock of the sampling clock are determined. This enables phase correction.

【0074】(3) 次に、本発明の第3の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、上記図4及び図5
と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略
する。
(3) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 4 and 5 described above.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0075】図8は走査型レーザー顕微鏡の構成図であ
り、図9は位相補正回路30の具体的な構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of the scanning laser microscope, and FIG. 9 is a specific configuration diagram of the phase correction circuit 30.

【0076】メモリ30には、X方向駆動回路12及び
Y方向駆動回路13に対する駆動信号dとトリガパター
ンkのみが記憶され、画像処理に用いるサンプリングク
ロックpは位相補正回路31内に記憶されている。
The memory 30 stores only the drive signal d and the trigger pattern k for the X-direction drive circuit 12 and the Y-direction drive circuit 13, and the sampling clock p used for image processing is stored in the phase correction circuit 31. .

【0077】この位相補正回路31は、図8に示すよう
に基準電圧レジスタ19及び電圧比較回路32、メモリ
33、このメモリ33に対して読み出し制御を行うメモ
リ読み出し制御回路34、さらに位相差検出回路35が
備えられている。
As shown in FIG. 8, the phase correction circuit 31 includes a reference voltage register 19, a voltage comparison circuit 32, a memory 33, a memory read control circuit 34 for performing read control on the memory 33, and a phase difference detection circuit. 35 are provided.

【0078】このうちメモリ33には、予めCPU等に
よりサンプリングクロックpが記憶されるようになって
いる。
The sampling clock p is previously stored in the memory 33 by a CPU or the like.

【0079】電圧比較回路32は、センサ8から出力さ
れる電気信号と基準電圧とを比較し、予め定められた条
件に適合した場合、例えばX方向ガルバノミラー10及
びY方向ガルバノミラー12によりレーザー光Qを標本
4上に走査する往路、復路の期間に有効信号をメモリ読
み出し制御回路34に送出するような機能を有してい
る。
The voltage comparison circuit 32 compares the electric signal output from the sensor 8 with a reference voltage, and when a predetermined condition is met, for example, the laser beam is emitted by the X-direction galvanometer mirror 10 and the Y-direction galvanometer mirror 12. It has a function of sending an effective signal to the memory readout control circuit 34 during the forward and backward passes when Q is scanned on the sample 4.

【0080】このメモリ読み出し制御回路34は、電圧
比較回路32からの有効信号を受けると、内部のメモリ
アドレスカウンタを動作させてCLK信号を計数し、こ
の計数の出力によってメモリ33の該当するアドレスの
データすなわちサンプリングクロックpを順次読み出す
機能を有している。
When the memory read control circuit 34 receives the valid signal from the voltage comparison circuit 32, it operates an internal memory address counter to count the CLK signal. It has a function of sequentially reading data, that is, the sampling clock p.

【0081】次に上記の如く構成された走査型レーザー
顕微鏡の作用について説明する。
Next, the operation of the scanning laser microscope configured as described above will be described.

【0082】CPU14は、予めメモり30に、X方向
ガルバノミラー10、Y方向ガルバノミラー11を駆動
する駆動信号dの波形及びトリガパターンkを書き込ん
でおく。又CPU14は、位相補正回路31内のメモリ
33に対して、駆動信号dに対応するサンプリングクロ
ックpを書き込んでおく。
The CPU 14 writes the waveform of the drive signal d for driving the X-direction galvanometer mirror 10 and the Y-direction galvanometer mirror 11 and the trigger pattern k in the memory 30 in advance. Further, the CPU 14 writes a sampling clock p corresponding to the drive signal d in the memory 33 in the phase correction circuit 31.

【0083】走査が開始されるとCPU14から走査の
開始タイミングがメモリ読み出し制御回路15に出力さ
れる。このメモリ読み出し制御回路15は、メモリ読み
出しの基準となるCLKを内部のカウンタにて計数し、
その結果をメモリアドレスとしてメモリ30に出力す
る。
When the scan is started, the start timing of the scan is output from the CPU 14 to the memory read control circuit 15. The memory read control circuit 15 counts the CLK that is a reference for memory read by an internal counter,
The result is output to the memory 30 as a memory address.

【0084】このメモリ30は、入力されるメモリアド
レスにしたがって該当するアドレスの駆動信号dとトリ
ガパターンkのデータを順次出力する。この出力された
駆動信号dは、D/A変換器17に入力され、アナログ
信号に変換された後、X,Y方向駆動回路12,13を
経て、X,Y方向ガルバノミラー10,11を駆動す
る。これらX,Y方向ガルバノミラー10,11により
偏向されたレーザー光Qは標本4に照射され、その反射
光又は蛍光Rを光検出器6により検出して、画像処理系
7に送出する。
The memory 30 sequentially outputs the drive signal d and the data of the trigger pattern k of the corresponding address in accordance with the input memory address. The output drive signal d is input to the D / A converter 17 and converted into an analog signal, and then drives the X and Y direction galvanometer mirrors 10 and 11 through the X and Y direction drive circuits 12 and 13. I do. The sample 4 is irradiated with the laser light Q deflected by the X and Y direction galvanometer mirrors 10 and 11, and the reflected light or the fluorescence R is detected by the photodetector 6 and transmitted to the image processing system 7.

【0085】一方、センサ8はレーザー光Qの光学的走
査位置を検出し、その電気信号を位相補正回路31に送
出する。この位相補正回路31の位相差検出回路35
は、メモリ30から読み出されたトリガパターンkと比
較して位相差を検出する。なお、本実施の形態の場合、
検出した位相差を後段の処理で使用しないので位相差検
知回路35の出力は省略した。
On the other hand, the sensor 8 detects the optical scanning position of the laser beam Q and sends out the electric signal to the phase correction circuit 31. The phase difference detection circuit 35 of the phase correction circuit 31
Detects the phase difference by comparing with the trigger pattern k read from the memory 30. In the case of the present embodiment,
Since the detected phase difference is not used in the subsequent processing, the output of the phase difference detection circuit 35 is omitted.

【0086】なお、上述のように位相差検出が必要な場
合には、トリガパターンkそのものも必要ないためメモ
リには、駆動波形のみ記憶すればよく、構成は更に簡素
化する。
When the phase difference detection is required as described above, the trigger pattern k itself is not required, so that only the drive waveform needs to be stored in the memory, and the configuration is further simplified.

【0087】また、センサ8の出力信号は、位相補正回
路31内のメモリ35の読み出しを開始するタイミング
を与え、サンプリングクロックpを発生させる。
The output signal of the sensor 8 gives a timing to start reading from the memory 35 in the phase correction circuit 31 and generates a sampling clock p.

【0088】ここで、位相補正回路31内におけるメモ
リ35の読み出し動作を詳述する。
Here, the read operation of the memory 35 in the phase correction circuit 31 will be described in detail.

【0089】又、センサ8の出力信号が入力されると、
電圧比較回路32は、予め設定してある基準電圧レジス
タ19の基準電圧の値と比較し、条件に適合した場合に
有効な信号を出力してメモり読み出し制御回路34に伝
える。
When the output signal of the sensor 8 is input,
The voltage comparison circuit 32 compares the value with a preset reference voltage value of the reference voltage register 19, outputs a valid signal when the condition is satisfied, and transmits the signal to the memory read control circuit 34.

【0090】このメモリ読み出し制御回路34は、電圧
比較回路32からの有効信号を受けると、メモリアドレ
スカウンタを動作させ、CLK信号を計数する。
When receiving the valid signal from voltage comparison circuit 32, memory read control circuit 34 operates the memory address counter and counts the CLK signal.

【0091】メモリ33は、メモリアドレスカウンタの
出力を受け、該当するアドレスのデータを順次読み出し
ていく。つまり、メモリ33からは、レーザー光Qの光
学的走査位置を示すセンサ8の出力信号に同期してサン
プリングクロックpを読み出すので、このサンプリング
クロックpは、標本4上のレーザー光Qの光学的走査位
置と位相が合っていることになる。
The memory 33 receives the output of the memory address counter and sequentially reads out the data at the corresponding address. That is, since the sampling clock p is read from the memory 33 in synchronization with the output signal of the sensor 8 indicating the optical scanning position of the laser light Q, this sampling clock p The position and the phase match.

【0092】このように上記第3の実施の形態において
は、位相補正回路31内のメモリ33にサンプリングク
ロックpを記憶し、レーザー光Qの走査位置を検出する
センサ8の出力信号が予め定められた条件に適合した場
合に、電圧比較回路32から有効信号を出力してメモリ
33からサンプリングクロックpを順次読み出して画像
処理系7に送出するようにしたので、上記第1及び第2
の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもな
く、さらに位相差検出回路35を備えてはいるものの位
相差を検出しなくても、光学的走査位置を示すセンサ8
の出力信号に同期して、サンプリングクロックpのパタ
ーンを記憶したメモリ33を読み出すだけで、光学的走
査位置と位相の合ったサンプリングクロックpを得るこ
とが出来る。これは、駆動信号dの波形パターンとサン
プリングクロックpのパターンを別々のメモリ30,3
3に記憶して読み出す構成で実現するものである。
As described above, in the third embodiment, the sampling clock p is stored in the memory 33 in the phase correction circuit 31, and the output signal of the sensor 8 for detecting the scanning position of the laser light Q is predetermined. When the above condition is satisfied, the validity signal is output from the voltage comparison circuit 32, the sampling clock p is sequentially read from the memory 33, and is sent to the image processing system 7.
Needless to say, the same effect as that of the embodiment can be obtained, and the sensor 8 indicating the optical scanning position can be provided even if the phase difference detecting circuit 35 is provided but the phase difference is not detected.
By simply reading out the memory 33 storing the pattern of the sampling clock p in synchronization with the output signal, the sampling clock p in phase with the optical scanning position can be obtained. This is because the waveform pattern of the drive signal d and the pattern of the sampling clock p are stored in separate memories 30 and 3.
3 and read out.

【0093】また、電圧比較回路32の比較条件の設定
により、サンプリングクロックpだけでなく、光学的走
査位置と同期させるべき動作や処理に必要な信号を、光
学的走査位置に対し、任意のタイミングで発生すること
ができる。
By setting the comparison conditions of the voltage comparison circuit 32, not only the sampling clock p but also signals necessary for operations and processing to be synchronized with the optical scanning position can be set at arbitrary timing with respect to the optical scanning position. Can occur in.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、光
学的走査位置とサンプリングクロックとの位相補正をラ
イン毎にリアルタイムで行い、かつ簡単な構成でこれを
実現し、歪みや劣化のない画像を得ることができる走査
型レーザー顕微鏡を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, the phase correction between the optical scanning position and the sampling clock is performed in real time for each line, and this can be realized with a simple configuration to reduce distortion and deterioration. It is possible to provide a scanning laser microscope capable of obtaining a non-image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる走査型レーザー顕微鏡の第1の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a scanning laser microscope according to the present invention.

【図2】標本上にレーザー光を走査するときの正弦波の
駆動信号の波形を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a waveform of a sine-wave drive signal when scanning a sample with laser light.

【図3】標本上のレーザー光の往復走査を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing reciprocal scanning of laser light on a sample.

【図4】本発明に係わる走査型レーザー顕微鏡の第2の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the scanning laser microscope according to the present invention.

【図5】同走査型レーザー顕微鏡における位相補正回路
の具体的な構成図。
FIG. 5 is a specific configuration diagram of a phase correction circuit in the scanning laser microscope.

【図6】標本上にレーザー光を走査するときの正弦波の
駆動信号に対応するサンプリングクロック及びトリガパ
ターンの波形を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing waveforms of a sampling clock and a trigger pattern corresponding to a sine wave driving signal when scanning a sample with laser light.

【図7】レーザー光を走査するときの正弦波の駆動信号
に対応するサンプリングクロックの補正作用を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a correction operation of a sampling clock corresponding to a sine wave drive signal when scanning with laser light.

【図8】本発明に係わる走査型レーザー顕微鏡の第3の
実施の形態を示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a scanning laser microscope according to a third embodiment of the present invention.

【図9】同走査型レーザー顕微鏡における位相補正回路
の具体的な構成図。
FIG. 9 is a specific configuration diagram of a phase correction circuit in the scanning laser microscope.

【図10】従来の技術を説明するための図。FIG. 10 is a diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:光源、 2:偏向手段、 3:駆動回路、 4:標本、 5:記憶手段、 6:光検出器、 7:画像処理系、 8:センサ、 9:位相補正手段、 10:偏向手段(X方向ガルバノミラー)、 11:偏向手段(Y方向ガルバノミラー)、 12:X方向駆動回路、 13:Y方向駆動回路、 14:CPU、 15:メモリ読み出し制御回路、 16:メモリ、 17:A/D変換器、 18:電圧比較回路、 19:基準電圧レジスタ、 20:FIFO(ファーストイン−ファーストアウト)
制御回路、 21:FIFO、 22:ハーフミラー、 30:メモリ、 31:位相補正回路、 32:電圧比較回路、 33:メモリ、 34:メモリ読み出し制御回路、 35:位相差検出回路。
1: light source, 2: deflection means, 3: drive circuit, 4: specimen, 5: storage means, 6: photodetector, 7: image processing system, 8: sensor, 9: phase correction means, 10: deflection means ( X-direction galvanometer mirror, 11: deflection means (Y-direction galvanometer mirror), 12: X-direction drive circuit, 13: Y-direction drive circuit, 14: CPU, 15: memory read control circuit, 16: memory, 17: A / D converter, 18: voltage comparison circuit, 19: reference voltage register, 20: FIFO (first in-first out)
Control circuit, 21: FIFO, 22: half mirror, 30: memory, 31: phase correction circuit, 32: voltage comparison circuit, 33: memory, 34: memory read control circuit, 35: phase difference detection circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G043 AA03 EA01 FA02 HA02 KA09 LA03 NA06 2G059 AA05 EE02 EE07 FF03 GG01 JJ13 JJ15 KK04 MM10 MM14 PP04 2H045 AB54 AB62 BA13 CA72 CA97 DA31 2H052 AA07 AA09 AC04 AC15 AF25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G043 AA03 EA01 FA02 HA02 KA09 LA03 NA06 2G059 AA05 EE02 EE07 FF03 GG01 JJ13 JJ15 KK04 MM10 MM14 PP04 2H045 AB54 AB62 BA13 CA72 CA97 DA31 2H052 AA07 AA09 AC

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー光を標本上に走査する偏向手段
と、 前記標本からの光を検出してその画像信号を得る光検出
手段と、 この光検出手段により得られる画像信号をサンプリング
クロック及びトリガパターンに従って画像処理する画像
処理手段と、 前記偏向手段による前記レーザー光の前記標本上での走
査位置を検出する走査位置検出手段と、 この走査位置検出手段により検出された前記レーザー光
の走査位置に基づいて前記画像処理手段に与える前記サ
ンプリングクロックと前記レーザー光の走査位置の位相
とを合致させる位相補正手段と、を具備したことを特徴
とする走査型レーザー顕微鏡。
1. A deflecting means for scanning a sample with laser light, a light detecting means for detecting light from the sample to obtain an image signal, a sampling clock and a trigger for outputting an image signal obtained by the light detecting means Image processing means for performing image processing according to a pattern; scanning position detecting means for detecting a scanning position of the laser light on the sample by the deflecting means; and a scanning position of the laser light detected by the scanning position detecting means. A scanning laser microscope comprising: a phase correction unit that matches a phase of the scanning position of the laser light with the sampling clock supplied to the image processing unit based on the sampling clock.
【請求項2】 前記位相補正手段は、前記サンプリング
クロック及び前記トリガパターンを記憶し、前記走査位
置検出手段により検出された前記レーザー光の走査位置
とトリガパターンとの位相差を検知し、この位相差に従
って前記サンプリングクロックを前記画像処理手段に与
える機能を有することを特徴とする請求項1記載の走査
型レーザー顕微鏡。
2. The phase correction means stores the sampling clock and the trigger pattern, detects a phase difference between a scanning position of the laser beam detected by the scanning position detection means and a trigger pattern, and detects the phase difference. 2. The scanning laser microscope according to claim 1, wherein the scanning laser microscope has a function of giving the sampling clock to the image processing means according to a phase difference.
【請求項3】 前記位相補正手段は、前記サンプリング
クロックを記憶し、前記走査位置検出手段により検出さ
れた前記レーザー光の走査位置に合致するように前記サ
ンプリングクロックを読み出して前記画像処理手段に与
える機能を有することを特徴とする請求項1記載の走査
型レーザー顕微鏡。
3. The phase correction means stores the sampling clock, reads out the sampling clock so as to match the scanning position of the laser beam detected by the scanning position detection means, and gives the sampling clock to the image processing means. The scanning laser microscope according to claim 1, having a function.
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