JP2001125035A - レーザー走査画像入力装置 - Google Patents

レーザー走査画像入力装置

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JP2001125035A
JP2001125035A JP30700499A JP30700499A JP2001125035A JP 2001125035 A JP2001125035 A JP 2001125035A JP 30700499 A JP30700499 A JP 30700499A JP 30700499 A JP30700499 A JP 30700499A JP 2001125035 A JP2001125035 A JP 2001125035A
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JP
Japan
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sample
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laser scanning
stage
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JP30700499A
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Inventor
Yoshinori Kuroiwa
義典 黒岩
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 標本に対するレーザー光の照射量を必要最小
限にして必要とする標本画像を入力する。 【解決手段】 ステージ8上に設置された標本7をレー
ザー光で2次元走査照明し、標本7から発する光を検出
して画像化するレーザー走査画像入力装置に、ステージ
8の移動量を検出する検出手段21,22と、検出手段
21,22で所定の移動量が検出されるたびに、レーザ
ー走査照明による画像入力動作を実行させる制御手段2
3,24,11とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザー走査画像入
力装置に関し、特に、画像の入力タイミングを最適化す
るものである。
【0002】
【従来の技術】レーザー光を点光源としてスキャナーで
標本を二次元走査照明し、標本から発せられた光を光検
出器で光電変換して画像化するレーザー走査画像入力装
置が知られている。一般に標本は3次元(X,Y,Z)
方向に移動可能なステージに載せられており、ステージ
を手動で移動させて画像化したい場所を探し、焦点を合
わせて観察する。そのため、標本には連続的にレーザー
走査照明がなされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、標本に対し
て連続的にレーザー走査照明を行うと、標本に悪影響を
与えることがある。例えば生物標本に強いレーザー光を
照射したり、比較的弱いレーザー光でも長時間にわたっ
て照射すると、標本自体にダメージを与えてしまうこと
がある。また、蛍光標本では、褪色が発生することがあ
る。
【0004】このようなレーザー光照射により影響を受
けやすい標本を映像化する場合には、レーザーパワーを
できるだけ弱くするか、照明時間をできるだけ短くする
必要がある。ただし、レーザーパワーを落とし過ぎると
画像のS/N比が悪くなるため、何回も同一画像を入力
してそれらを積算しなければならず、かえってレーザー
光のトータル照射量が増えてしまう。
【0005】観察時に画像の入力開始と停止を頻繁に行
うことによってレーザー光の照射量を減らすことができ
るが、操作が煩雑になる。また、1画面の入力時間が1
秒以下のように速い場合には、手動で画像の入力開始と
停止を操作するのは不可能であり、結局、何画像分か余
分に画像を入力する、つまり余計に標本をレーザー走査
照明することになってしまう。
【0006】本発明の目的は、標本に対するレーザー光
の照射量を必要最小限にして必要とする標本画像を入力
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】一実施の形態の構成を示
す図1に対応づけて本発明を説明すると、 (1) 請求項1の発明は、ステージ8上に設置された
標本7をレーザー光で2次元走査照明し、標本7から発
する光を検出して画像化するレーザー走査画像入力装置
に適用される。そして、ステージ8の移動量を検出する
検出手段21,22と、検出手段21,22で所定の移
動量が検出されるたびに、レーザー走査照明による画像
入力動作を実行させる制御手段23,24,11とを備
える。 (2) 請求項2のレーザー走査画像入力装置は、所定
の移動量を手動で任意に設定するようにしたものであ
る。 (3) 請求項3のレーザー走査画像入力装置は、所定
の移動量を、対物レンズ6の倍率とレーザー光の走査角
とに基づいて自動設定するようにしたものである。
【0008】上述した課題を解決するための手段の項で
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明を2個のガルバノ
ミラー・スキャナーを用いたレーザー走査顕微鏡に適用
した一実施の形態の構成を示す。なお、図1では画像を
拡大または縮小するための光学部材の図示と説明を省略
する。レーザー光源1から射出されたレーザー光はシャ
ッター2を通過し、標本7の照明光として2次光分離ミ
ラー3で反射され、水平スキャナー4および垂直スキャ
ナー5へ導かれる。そして、水平スキャナー4と垂直ス
キャナー5によりX軸方向とY軸方向へレーザー光を偏
向し、対物レンズ6によりXYステージ8上に搭載され
た標本7の微少な点をスポット照明する。2次光分離ミ
ラー3は、例えば標本7の蛍光を検出する場合にはダイ
クロイックミラーを用い、標本7の反射光を検出する場
合にはハーフミラーや偏光ビームスプリッターを用い
る。また、水平スキャナー4と垂直スキャナー5にはガ
ルバノミラー・スキャナーを用いる。XYステージ8
は、オペレーターによる手動操作でX軸方向とY軸方向
に移動可能である。
【0010】通常、レーザー光源1から射出されたレー
ザー光は、標本7の画像を入力する時以外はシャッター
2により遮光されており、標本7にレーザー光が当たら
ないようになっている。標本7の画像を入力する時は、
シャッター2を開放して水平スキャナー4と垂直スキャ
ナー5を2次元にラスター走査し、レーザーの点光源で
標本7を走査して照明する。
【0011】レーザー走査照明により発生する標本7か
らの2次光、すなわち蛍光標本の場合は蛍光、反射標本
の場合は反射光は、照明光の経路を逆行して対物レンズ
6を通過後、垂直スキャナー5と水平スキャナー4によ
りデ・スキャンニングされ、さらに2次光分離ミラー3
を透過し、照明光と分離される。2次光分離ミラー3を
透過した2次光は光検出器9へ入射し、画像信号として
電気信号に変換される。
【0012】標本7を搭載しているXYステージ8に
は、X軸方向の移動量を検出するX軸エンコーダー21
と、Y軸方向の移動量を検出するY軸エンコーダー22
が設置されており、それぞれ移動した距離と方向に応じ
たパルス信号を発生する。X軸アップ/ダウンカウンタ
ー(以下、U/Dカウンターと呼ぶ)23は、X軸エン
コーダー21の発生パルスをカウントし、カウント値が
予めプリセットされた値に達すると同期信号発生回路1
1へキャリー信号を出力する。同様に、Y軸U/Dカウ
ンター24は、Y軸エンコーダー22の発生パルス数を
カウントし、カウント値が予めプリセットされた値に達
すると同期信号発生回路11へキャリー信号を出力す
る。このキャリー信号は、同期信号発生回路11に対し
て画像の入力を指令する信号となる。
【0013】CPU10には、オペレーターによりXY
ステージ8のX軸方向とY軸方向の画像を入力する距離
間隔が予め設定されている。この画像入力距離間隔はX
Yステージ8の移動量で設定され、例えば視野の1/1
0など、任意の値を設定することができる。上述したX
軸およびY軸U/Dカウンター23、24のプリセット
値は、CPU10によりX軸方向とY軸方向の画像入力
距離間隔に応じた値に設定される。なお、画像入力距離
間隔は、X軸方向とY軸方向で同一の値を設定してもよ
いし、別の値を設定してもよい。
【0014】オペレーターの手動操作でXYステージ8
が移動されると、X軸エンコーダー21とY軸エンコー
ダー22からそれぞれ移動距離と移動方向に応じたパル
ス信号が出力され、X軸U/Dカウンター23とY軸U
/Dカウンター24によりカウントされる。X軸または
Y軸のカウント値がプリセット値に達すると、つまりX
Yステージ8のX軸方向またはY軸方向の移動量が予め
設定された画像入力距離間隔に達すると、同期信号発生
回路11へキャリー信号すなわち画像入力指令が出力さ
れる。なお、X軸およびY軸U/Dカウンター23、2
4はそれぞれ、キャリー信号を出力すると同時にカウン
ト値をリセットする。
【0015】同期信号発生回路11は、X軸U/Dカウ
ンター23およびY軸U/Dカウンター24から画像入
力指令を受信すると、鋸波発生回路12とフレームメモ
リ15へ垂直同期信号VD、水平同期信号HDおよびピ
クセルクロックPCLKを出力し、画像入力動作を開始
させる。なお、予めCPU10によって入力画像の枚数
が設定されており、入力画像枚数分だけ垂直同期信号V
D、水平同期信号HDおよびピクセルクロックPCLK
が出力される。鋸波発生回路12は、垂直同期信号VD
をトリガーとして垂直スキャナー5を駆動する鋸波を発
生するとともに、水平同期信号HDをトリガーとして水
平スキャナー4を駆動する鋸波を発生する。
【0016】一方、光検出器9で電気信号に変換された
2次光の輝度信号は、演算増幅器13で増幅された後、
A/D変換器14でピクセルクロックPCLKに同期し
てデジタル輝度データに変換される。フレームメモリ1
5は、デジタル輝度データを垂直同期信号VD、水平同
期信号HDおよびピクセルクロックPCLKに同期して
フレーム単位で記憶する。画像をモニター18に表示す
る場合は、フレームメモリ15から輝度データを順に読
み出してD/A変換器16でアナログ輝度信号に変換
し、加算器17で垂直同期信号VDと水平同期信号HD
を加えてモニター18へ出力し、画像を表示する。
【0017】このように、オペレーターがXYステージ
8をX軸方向またはY軸方向へ移動すると、予め設定し
た移動量ごとにレーザー走査照明がなされて画像が入力
される。つまり、レーザー走査照明による画像入力をX
Yステージ8の所定の移動量ごとに行うので、XYステ
ージ8の移動速度によらず、必要最少限のレーザー光の
照射量で必要な標本画像を入力でき、標本7にレーザー
光照射による影響を与えずに、標本7の位置合わせを効
率よく行うことができる。
【0018】なお、上述した一実施の形態では、XYス
テージ8の所定の移動量ごとにレーザー走査照明を行っ
て画像を入力する一連の動作を、CPU10を介さずに
ハードウエアーにより行う例を示したが、X軸およびY
軸U/Dカウンター23、24からのキャリー信号によ
りCPU10に割込をかけ、CPU10による制御で同
期信号発生回路11へ画像入力指令を送るようにしても
よい。
【0019】また、上述した一実施の形態では、XYス
テージ8を手動で移動する場合について説明したが、X
Yステージ8をX軸方向とY軸方向へ移動するためのモ
ーターを設置し、これらのモーターをCPU10により
駆動制御して自動でXYステージ8を移動し、X軸およ
びY軸エンコーダー21、22により検出された所定の
移動量ごと、あるいは最終移動位置に達してからレーザ
ー走査照明による画像入力を行うようにしてもよい。
【0020】上述した一実施の形態では、画像入力距離
間隔をオペレーターが手動で設定する例を示したが、対
物レンズ6の倍率と、水平スキャナー4および垂直スキ
ャナー5によるレーザー光のスキャンニング角(走査
角)とに基づいて視野が決まるので、視野を逆算して視
野の例えば1/10を画像入力距離間隔としてCPU1
0により自動的に設定するようにしてもよい。
【0021】
【発明の効果】(1) 以上説明したように請求項1の
発明によれば、ステージの移動量を検出し、所定のステ
ージ移動量が検出されるたびにレーザー走査照明による
画像入力動作を実行させるようにしたので、ステージの
移動速度によらず、必要最少限のレーザー光の照射量で
必要な標本画像を入力でき、標本にレーザー光照射によ
る影響を与えずに、標本の位置合わせを効率よく行うこ
とができる。 (2) 請求項2の発明によれば、レーザー走査照明に
よる画像入力動作を実行させるステージの所定の移動量
を手動で任意に設定するようにしたので、標本の種類や
撮像倍率などに応じた最適な移動量を設定することがで
きる。 (3) 請求項3の発明によれば、レーザー走査照明に
よる画像入力動作を実行させるステージの所定の移動量
を、対物レンズの倍率とレーザー光の走査角とに基づい
て自動設定するようにしたので、視野に応じた最適な移
動量が自動的に設定され、操作性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施の形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 レーザー光源 2 シャッター 3 2次光分離ミラー 4 水平スキャナー 5 垂直スキャナー 6 対物レンズ 7 標本 8 XYステージ 9 光検出器 10 CPU 11 同期信号発生回路 12 鋸波発生回路 13 演算増幅器 14 A/D変換器 15 フレームメモリ 16 D/A変換器 17 加算器 18 モニター 21 X軸エンコーダー 22 Y軸エンコーダー 23 X軸アップ/ダウンカウンター 24 Y軸アップ/ダウンカウンター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 3/08 G06F 15/64 340A 5/225 H04N 1/04 104Z Fターム(参考) 2H045 AB13 AB25 AB54 DA02 DA04 2H052 AA07 AC04 AC22 AC34 AD16 AF21 5B047 AA01 AB01 BA01 BB10 BC05 BC09 BC16 BC18 CA08 CA12 CA23 CB07 CB16 CB23 5C022 AA00 AB15 AC41 AC51 AC54 AC69 AC74 5C072 AA01 BA05 BA11 CA06 CA14 DA04 HA02 HB04 HB08 HB11 LA12 RA10 UA06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステージ上に設置された標本をレーザー光
    で2次元走査照明し、標本から発する光を検出して画像
    化するレーザー走査画像入力装置において、 前記ステージの移動量を検出する検出手段と、 前記検出手段で所定の移動量が検出されるたびに、レー
    ザー走査照明による画像入力動作を実行させる制御手段
    とを備えることを特徴とするレーザー走査画像入力装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載のレーザー走査画像入力装
    置において、 前記所定の移動量を手動で任意に設定することを特徴と
    するレーザー走査画像入力装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載のレーザー走査画像入力装
    置において、 前記所定の移動量を、対物レンズの倍率とレーザー光の
    走査角とに基づいて自動設定することを特徴とするレー
    ザー走査画像入力装置。
JP30700499A 1999-10-28 1999-10-28 レーザー走査画像入力装置 Pending JP2001125035A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020050103A (ko) * 2000-12-19 2002-06-26 헤레우스 메드 게엠베하 조광된 영상면의 비디오 녹화 방법 및 장치
KR100452397B1 (ko) * 2001-11-20 2004-10-08 주식회사 아이너스기술 삼차원 입체 생성 시스템 및 방법

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