JP2003177323A - 走査型レーザ顕微鏡、駆動波形データ生成方法、及びその制御プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】走査機構の機種変更に伴う駆動波形データの変
更登録を不要にし、構成を簡素化し部品コストの低減を
可能にする。 【解決手段】まず、走査機構取得手段８２を介して走査
機構２の機種に対応する機種データを取得する。次に、
その機種データに対応する特性データファイル８２３か
ら特性データを特性データ取得手段８４を介して取得す
る。次に、走査条件取得手段８３を介して走査範囲に対
応する走査条件データと走査スピードに対応する走査ス
ピードデータを取得する。次に、取得した特性データと
走査範囲データと走査スピードデータとに基づいて、走
査機構２に最適化されたスキャナ駆動波形データを生成
し、該スキャナ駆動波形データをＤ／Ａ変換器７を介し
て走査機構２へ出力する。これにより、上記課題を解決
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型レーザ顕微
鏡に搭載された走査機構を駆動するための駆動波形デー
タを、その走査機構の動作特性データ等に基づいて自動
生成する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ビームを標本面において二次元
的に走査させ、標本からの蛍光、透過光、或いは反射光
等を光電変換により電気信号に変換し、その標本に応じ
た画像データを取得する走査型レーザ顕微鏡が知られて
いる。

【０００３】この走査型レーザ顕微鏡に搭載される走査
機構としては、ガルパノメータスキャナが広く用いられ
ている。このガルバノメータスキャナは、システム（シ
ステムコントローラ）内に登録（記録）されている駆動
波形データに基づいて駆動され、その駆動波形データ
は、搭載されているガルバノメータスキャナの周波数特
性、電流特性、及び遅延特性等の動作特性と走査範囲や
走査スピード等の走査条件等に基づいて作成されたもの
である。そのため、搭載されるガルバノメータスキャナ
の機種が変更されると、それまでシステム内に登録され
ていた駆動波形データを全て破棄し、新たに搭載された
ガルバノメータスキャナの動作特性等に基づいて新たに
駆動波形データを作成し直し、そのシステム内に再び登
録させる必要があった。従って、搭載されるガルバノメ
ータスキャナの機種が変更される毎に、駆動波形データ
の作成及びその登録に係る負担（例えばユーザ等の負
担）が生じることになった。

【０００４】そこで、このような負担を無くすために、
例えば特開平１１−２３１２５３号公報では、予め基準
となる駆動波形データを登録させておき、この基準とな
る駆動波形データを用いてガルバノメータスキャナを駆
動し、そのときの各ポイントにおけるガルバノメータス
キャナの偏向位置に対応する偏向位置データをＡ／Ｄ変
換器を介してデジタルデータとして取得し、すなわちガ
ルバノメータスキャナの偏向位置をフィードバックし、
その取得したガルバノメータスキャナの偏向位置データ
について、デジタルシグナルプロセッサによるフーリエ
変換を用いた周波数解析を行い、該解析結果を基に、基
準となる駆動波形データを、搭載されているガルバノメ
ータスキャナに最適化させる技術が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案では、基準となる駆動波形データを予め記録させてお
くための記録領域を確保しなければならず、搭載される
記録媒体の記録容量が増大するという問題があった。ま
た、この提案では、フィードバックした偏向位置に対応
する偏向位置データについてフーリエ変換を用いた周波
数解析を行っているために制御処理が複雑になると共
に、またそのフーリエ変換を行わせるためにデジタルシ
グナルプロセッサを実装しなければならず、構成が複雑
になり部品コストが増大するという問題があった。

【０００６】また、このような上記提案に係る問題と、
上述した、ガルバノメータスキャナの機種が変更される
毎に駆動波形データの作成及びその登録に係る負担が生
じる問題を同時に解決する技術は提案されていなかっ
た。本発明の課題は、上記実情に鑑み、走査機構の機種
変更に伴う駆動波形データの変更登録を不要にし、構成
を簡素化し部品コストの低減を可能にする、走査型レー
ザ顕微鏡、駆動波形データ生成方法、及びその制御プロ
グラムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源からの光ビームを標本に照射し、搭載される走査機
構により前記標本面を前記光ビームで二次元走査し、前
記標本からの少なくとも蛍光、反射光、又は透過光を光
電変換により電気信号に変換して画像データを取得する
走査型レーザ顕微鏡における前記走査機構の駆動波形デ
ータ生成方法であって、前記走査機構の機種を検出する
検出ステップと、前記走査機構の特性データを取得する
特性データ取得ステップと、前記標本面を二次元走査す
る際の少なくとも走査範囲又は走査スピードを含む走査
条件を取得する走査条件取得ステップと、前記特性デー
タ取得ステップにて取得された特性データと前記走査条
件取得ステップにて取得された走査条件とに基づいて前
記走査機構の駆動波形データを生成する生成ステップ
と、を含む、走査型レーザ顕微鏡における走査機構の駆
動波形データ生成方法である。

【０００８】上記の方法によれば、走査機構の特性デー
タ（例えば周波数特性、電流特性、遅延特性等）とユー
ザ（観察者等）の意図する走査条件とに基づいて、その
走査機構に最適な駆動波形データが自動的に生成される
ようになるので、駆動波形データの変更登録が不要にな
る。また、駆動波形データを予め記録させておくための
記録領域を設ける必要もないので、記録媒体の記録容量
を削減することもできる。また、走査機構の偏向位置を
フィードバックして解析する等といった複雑な制御処理
を行う必要もないので、構成を簡素化でき、またその複
雑な制御処理の為の部品等を実装する必要もないので部
品コストを削減することもできる。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記特性データ取得ステップでは、少なく
とも前記走査型レーザ顕微鏡の起動時、初期化時、又は
走査開始時に、前記走査型レーザ顕微鏡に備えられた記
録媒体に記録されている前記走査機構の特性データを取
得する、方法である。

【００１０】この方法によれば、特性データは、走査型
レーザ顕微鏡の起動時、初期化時、又は走査開始時等に
記録媒体から取得され、走査型レーザ顕微鏡の動作を制
御するコンピュータ等に必要に応じて読み出されること
が可能になる。請求項３記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記生成ステップでは、生成される駆動
波形データの中心が標本画像取得用周期信号の中心に一
致するように、前記走査機構の偏向角の偏向範囲の中心
を基準にして前記駆動波形データの生成を行う、方法で
ある。

【００１１】この方法によれば、生成された駆動波形デ
ータの中心と標本画像取得用周期信号の中心が一致され
るようになるので、適正な標本画像の取得が可能にな
る。請求項４記載の発明は、光源からの光ビームを標本
に照射し、搭載される走査機構により前記標本面を前記
光ビームで二次元走査し、前記標本からの少なくとも蛍
光、反射光、又は透過光を光電変換により電気信号に変
換して画像データを取得する走査型レーザ顕微鏡であっ
て、前記走査機構の機種を検出する検出手段と、前記走
査機構の特性データを取得する特性データ取得手段と、
前記標本面を二次元走査する際の少なくとも走査範囲又
は走査スピードを含む走査条件を取得する走査条件取得
手段と、前記特性データ取得手段により取得された特性
データと前記走査条件取得手段により取得された走査条
件とに基づいて前記走査機構の駆動波形データを生成す
る生成手段と、を含む走査型レーザ顕微鏡である。

【００１２】上記の構成によれば、走査機構の特性デー
タ（例えば周波数特性、電流特性、遅延特性等）とユー
ザ（観察者等）の意図する走査条件とに基づいて、その
走査機構に最適な駆動波形データが自動的に生成される
ようになるので、駆動波形データの変更登録が不要にな
る。また、駆動波形データを予め記録させておくための
記録領域を設ける必要もないので、記録媒体の記録容量
を削減することもできる。また、走査機構の偏向位置を
フィードバックして解析する等といった複雑な制御処理
を行う必要もないので、構成を簡素化でき、またその複
雑な制御処理の為の部品等を実装する必要もないので部
品コストを削減することもできる。

【００１３】請求項５記載の発明は、光源からの光ビー
ムを標本に照射し、搭載される走査機構により前記標本
面を前記光ビームで二次元走査し、前記標本からの少な
くとも蛍光、反射光、又は透過光を光電変換により電気
信号に変換して画像データを取得する走査型レーザ顕微
鏡における前記走査機構の駆動波形データの生成制御を
コンピュータに実行させる制御プログラムであって、前
記走査機構の機種を検出する検出ステップと、前記走査
機構の特性データを取得する特性データ取得ステップ
と、前記標本面を二次元走査する際の少なくとも走査範
囲又は走査スピードを含む走査条件を取得する走査条件
取得ステップと、前記特性データ取得ステップにて取得
された特性データと前記走査条件取得ステップにて取得
された走査条件とに基づいて前記走査機構の駆動波形デ
ータを生成する生成ステップと、を前記コンピュータに
実行させる制御プログラムである。

【００１４】上記の制御プログラムをコンピュータに実
行させることにより、走査機構の特性データ（例えば周
波数特性、電流特性、遅延特性等）とユーザ（観察者
等）の意図する走査条件とに基づいて、その走査機構に
最適な駆動波形データが自動的に生成されるようになる
ので、駆動波形データの変更登録が不要になる。また、
駆動波形データを予め記録させておくための記録領域を
設ける必要もないので、記録媒体の記録容量を削減する
こともできる。また、走査機構の偏向位置をフィードバ
ックして解析する等といった複雑な制御処理を行う必要
もないので、構成を簡素化でき、またその複雑な制御処
理の為の部品等を実装する必要もないので部品コストを
削減することもできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１(a) は、本発明の第一の
実施の形態に係る走査型レーザ顕微鏡の構成例、、同図
(b) は、その構成に含まれる記録媒体のデータ構造例を
示した図である。

【００１６】同図(a) において、本実施形態に係る走査
型レーザ顕微鏡は、光源１、走査機構２、対物レンズ
３、ステージ４、光検出器５、Ａ／Ｄ変換器６、Ｄ／Ａ
変換器７、ＰＣ（ Personal Computer ）８、フレーム
メモリ９、表示装置１０等を備えている。

【００１７】光源１は、光ビームを照射する。走査機構
２は、例えばガルバノメータスキャナ等の共焦点用スキ
ャナであり、Ｄ／Ａ変換器７から出力された駆動波形デ
ータ（スキャナ駆動波形データ）に従って、光源１から
照射された光ビームをＸＹ方向の二次元に振る。

【００１８】対物レンズ３は、走査機構２により振られ
た光ビームを集光する。ステージ４は、試料（標本）が
載置される。光検出器５は、試料からの透過光（又は反
射光、蛍光等）を検出し、その検出した光を電気信号
（アナログデータ）に変換する。

【００１９】Ａ／Ｄ変換器６は、光検出器５により検出
された、試料に応じたアナログデータを、デジタルデー
タに変換する。Ｄ／Ａ変換器７は、ＰＣ８により生成さ
れた、走査機構２のスキャナ駆動波形データ（アナログ
データ）を、デジタルデータに変換する。

【００２０】ＰＣ８は、内部にＣＰＵ（中央演算処理装
置）８１、記録媒体８２、走査機構取得手段８３、特性
データ取得手段８４、及び走査条件取得手段８５等を備
え、この走査型レーザ顕微鏡全体の動作を制御する。記
録媒体８２には、同図(b) に示したように、制御プログ
ラム８２１及びスキャナ駆動波形生成プログラム８２２
等の制御プログラムが記録されていると共に、走査機構
２の周波数特性、電流特性、遅延特性等の動作特性に関
する特性データファイル８２３等が記録されている。
尚、この記録媒体８２としては、例えば、フロッピー
（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ＭＯ（ magneto-optic ）等を適用可能である。ま
た、この記録媒体８２に記録されている各プログラム
は、不図示のネットワークを介して別のサーバーコンピ
ュータ等からダウンロードされて実行されるものであっ
ても良い。

【００２１】ＣＰＵ８１は、前述の記録媒体８２に記録
されている制御プログラム８２１に従ってこの走査型レ
ーザ顕微鏡の動作を制御すると共に、記録媒体８２に記
録されているスキャナ駆動波形生成プログラム８２２に
従って走査機構２のスキャナ駆動波形データを自動生成
する処理等を行う。

【００２２】走査機構取得手段８３は、ＣＰＵ８１の制
御の基に、この走査型レーザ顕微鏡に搭載されている走
査機構２の機種を検出（取得）し、該検出結果（検出し
た機種に対応する機種データ）をＣＰＵ８１へ通知す
る。尚、機種の検出は、例えば、機種の対応テーブル
（定義ファイル）等を予め記録手段８２に記録させてお
き、その対応テーブルを必要に応じて参照しながら、搭
載されている走査機構２との電気的接続の有無や、走査
機構２から送られる識別データ等に基づいて、対応する
走査機構２の機種を検出するようにして行われる。

【００２３】特性データ取得手段８４は、ＣＰＵ８１の
制御の基に、記録媒体８２に記録されている特性データ
ファイル８２３から特性データを取得し、該取得した特
性データをＣＰＵ８１へ通知する。走査条件取得手段８
５は、ＣＰＵ８１の制御の基に、ユーザ（観察者等）か
らの指示である走査範囲や走査スピード等の走査条件を
取得し、該取得した走査条件に対応する走査条件データ
をＣＰＵ８１へ通知する。尚、ユーザからの指示は、例
えばＧＵＩ（ Graphical User Interface ）を介して行
われる。

【００２４】フレームメモリ９には、ＣＰＵ８１から出
力された、試料に応じたデジタルデータ（画像データ）
等が格納される。表示装置１０は、フレームメモリ９に
格納されたデジタルデータに応じた標本像等を表示す
る。

【００２５】このような構成により、光源１より照射さ
れた光ビームは、生成されたスキャナ駆動波形データに
従って走査機構２により二次元方向（平面方向）に振ら
れ、対物レンズ３により集光されて、ステージ４上の試
料面を走査する。そして試料面からの透過光（又は反射
光、蛍光等）は、光検出器５により電気信号に変換さ
れ、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタルデータに変換されて
ＣＰＵ８１へ入力され、フレームメモリ９を介して、そ
のデジタルデータに応じた標本像が表示装置１０に表示
される。

【００２６】次に、上述した構成の走査型レーザ顕微鏡
において、ＰＣ８のＣＰＵ８１によって行われる制御処
理について説明する。尚、この制御処理は、ＣＰＵ８１
が記録媒体８２に記録されている制御プログラム８２１
やスキャナ駆動波形生成プログラム８２２を読み込んで
実行することによって実現される。

【００２７】図２は、本発明の第一の実施の形態に係
る、走査機構２による走査開始時の走査処理の処理内容
を示すフローチャートである。同図において、まずＳ２
０１では、搭載されている走査機構２の機種に対応する
機種データが、前述の走査機構取得手段８２を介して取
得される。

【００２８】Ｓ２０２では、前ステップで取得された機
種データに対応する特性データファイルが記録手段８２
に記録されているか否かが判定される。尚、この判定
は、前述の特性データ取得手段８４により、前ステップ
で取得された機種データに対応する特性データファイル
が取得可能か否かに応じて行われる。この判定におい
て、その判定結果がＹＥＳの場合にはＳ２０３へ処理が
進み、ＮＯの場合にはＳ２０８へ処理が進む。

【００２９】Ｓ２０３では、特性データ取得手段８４を
介して、対応する特性データファイル８２３から特性デ
ータが取得され、この特性データがＣＰＵ８１の内部レ
ジスタに格納される。Ｓ２０４では、前述の走査条件取
得手段８５を介して、ＸＹ方向（二次元方向）の走査範
囲に対応する走査範囲データが取得され、該走査範囲デ
ータがＣＰＵ８１の内部レジスタに格納される。例え
ば、Ｘ方向（水平方向）の走査範囲が５１２ピクセル、
Ｙ方向（垂直方向）の走査範囲が５１２ピクセル、等と
いった走査範囲に対応するデータが格納される。

【００３０】Ｓ２０５では、前述の走査条件取得手段８
５を介して、走査スピードに対応する走査スピードデー
タが取得され、該走査スピードデータがＣＰＵ８１の内
部レジスタに格納される。Ｓ２０６では、前述のＳ２０
３でＣＰＵ８１の内部レジスタに格納された走査機構２
に対応する特性データと、Ｓ２０４でＣＰＵ８１の内部
レジスタに格納された走査範囲データと、Ｓ２０５でＣ
ＰＵ８１の内部レジスタに格納された走査スピードデー
タに基づいて、搭載されている走査機構２に最適化され
たスキャナ駆動波形データ、すなわち光ビームをＸ方向
（水平方向）に振るためのＸ方向のスキャナ駆動波形デ
ータと、その光ビームをＹ方向（垂直方向）に振るため
のＹ方向のスキャナ駆動波形データ、を生成するスキャ
ナ駆動波形生成処理が行われる。尚、このスキャナ駆動
波形生成処理については後述する。

【００３１】Ｓ２０７では、前ステップで生成された、
Ｘ方向とＹ方向のスキャナ駆動波形データ（デジタルデ
ータ）がＤ／Ａ変換器７へ出力され、該Ｄ／Ａ変換器７
によりアナログデータに変換されて走査機構２へ出力さ
れ、そのアナログデータに変換されたスキャナ駆動波形
データに従って走査機構２が駆動される。その後、本フ
ローは終了する。

【００３２】Ｓ２０８では、エラー処理が行われる。こ
のエラー処理では、例えば、搭載されている走査機構２
に対応する特性データファイルが記録媒体８２に記録さ
れていない旨をユーザに通知するための表示等が表示装
置１０に行われる。その後、本フローは終了する。

【００３３】続いて、前述のＳ２０６の処理である、ス
キャナ駆動波形生成処理について、図３及び図４を用い
て説明する。図３は、そのスキャナ駆動波形生成処理の
処理内容を示すフローチャート、図４は、生成されたＸ
方向（又はＹ方向）のスキャナ駆動波形データの一例で
ある。尚、図４において、横軸は時間、縦軸は走査機構
２の偏向角を示している。

【００３４】図３において、まず、Ｓ３０１では、生成
されるスキャナ駆動波形データの対象がＸ軸方向（Ｘ方
向，水平方向）に設定される（ Axis=X ）。Ｓ３０２で
は、前述の図２のＳ２０４でＣＰＵ８１の内部レジスタ
に格納された走査範囲データから、生成されるスキャナ
駆動波形データの対象となる方向（このときはＸ軸方
向）の走査範囲（ ScanSize ）が取得される。

【００３５】Ｓ３０３では、前述の図２のＳ２０３でＣ
ＰＵ８１の内部レジスタに格納された、走査機構２に対
応する特性データファイル８２３から、走査機構２の対
象となる方向（このときはＸ軸方向）における、振るこ
とのできる最大偏向角を読み出す。

【００３６】Ｓ３０４では、図４に示したサンプリング
対象となる区間Ｔ１における、スキャナ駆動波形データ
数をカウントするカウンタの値を初期化する（ ActiveD
ataNum=0 ）。Ｓ３０５では、スキャナ駆動波形データ
の傾きが求められる。すなわち、サンプリング対象とな
る区間Ｔ１における、対象となる方向（このときはＸ軸
方向）の傾きである偏向角の増分が、次式（１）により
求められる。

【００３７】偏向角の増分＝最大偏向角÷（サンプリン
グ対象となる区間Ｔ１におけるスキャナ駆動波形データ
総数×サンプリング周期） 式（１）尚、式（１）
において、最大偏向角は、前述のＳ３０３にて求められ
た、対象となる方向（このときはＸ軸方向）における、
振ることのできる最大偏向角である。また、サンプリン
グ対象となる区間Ｔ１におけるスキャナ駆動波形データ
総数は、例えば、走査範囲が前述の５１２×５１２ピク
セルである場合に、対象となる方向がＸ軸方向であると
きは、５１２になる。また、サンプリング周期は、前述
の図２のＳ２０５にてＣＰＵ８１の内部レジスタに格納
された走査スピードデータに基づくものである。

【００３８】Ｓ３０６では、図４に示した、走査機構２
の対象となる方向（このときはＸ軸方向）の偏向角が最
小になるポイントＰから猶予区間Ｔ２における、スキャ
ナ駆動波形データが生成される。尚、猶予区間とは、入
力信号に対し走査機構２が追従するのに必要な時間を確
保するための区間である。本ステップでは、前述の図２
のＳ２０３でＣＰＵ８１の内部レジスタに格納された特
性データから遅延特性データが読み出され、該遅延特性
データ基づいて、その猶予区間Ｔ２に必要なスキャナ駆
動波形データ数が算出され、該算出されたスキャナ駆動
波形データ数に基づいて、猶予区間Ｔ２におけるスキャ
ナ駆動波形データが生成される。

【００３９】Ｓ３０７及びＳ３０８では、猶予区間Ｔ２
の後の、サンプリング対象となる区間Ｔ１におけるスキ
ャナ駆動波形データが、その猶予区間Ｔ２側から順に１
つづつ追加生成される。すなわち、Ｓ３０７では、前述
のＳ３０５で算出した偏向角の増分に基づいて、１つの
スキャナ駆動波形データが追加生成され、カウンタの値
がインクリメントされる（ ActiveDataNum+=1 ）。

【００４０】Ｓ３０８では、カウンタの値が、対象とな
る方向（このときはＸ軸方向）の走査範囲、すなわちサ
ンプリング対象となる区間Ｔ１におけるスキャナ駆動波
形データ総数、と等しいか否かが判定され（ ActiveDat
aNum = ScanSize ？）、この判定結果がＹＥＳの場合に
は３０９へ処理が進み、ＮＯの場合にはＳ３０７へ処理
が戻る。このように、ActiveDataNum = ScanSize にな
るまで、Ｓ３０７及びＳ３０８の処理が繰り返され、対
象となる方向（このときはＸ軸方向）の、サンプリング
対象となる区間Ｔ１におけるスキャナ駆動波形データが
追加生成される。

【００４１】Ｓ３０９では、生成されるスキャナ駆動波
形データの対象がＹ軸方向（Ｙ方向，垂直方向）である
か否かが判定され、この判定結果がＹＥＳの場合にはＳ
３１１へ処理が進み、ＮＯの場合には３１０へ処理が進
む。Ｓ３１０では、生成されるスキャナ駆動波形データ
の対象がＹ軸方向に設定され（ Axis=Y ）、Ｓ３０２へ
処理が戻る。これにより、対象がＹ軸方向に設定されて
前述の処理が繰り返され、猶予区間Ｔ２及びサンプリン
グ対象となる区間Ｔ１における、Ｙ軸方向のスキャナ駆
動波形データが生成される。

【００４２】Ｓ３１１では、図４に示したサンプリング
対象となる区間Ｔ１の後の、猶予区間Ｔ２´における、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向のスキャナ駆動波形データが追加
生成される。すなわち、本ステップでは、前述の図２の
Ｓ２０３でＣＰＵ８１の内部レジスタに格納された特性
データから遅延特性データが読み出され、該遅延特性デ
ータ基づいて、その猶予区間Ｔ２´に必要なスキャナ駆
動波形データ数が算出され、該算出されたスキャナ駆動
波形データ数に基づいて、猶予区間Ｔ２´におけるスキ
ャナ駆動波形データが追加生成される。

【００４３】Ｓ３１２では、前ステップまでに生成され
たＸ軸方向及びＹ軸方向のスキャナ駆動波形データに追
加生成される、図４に示した帰線区間Ｔ３及びＴ３´に
おける、スキャナ駆動波形データが生成される。尚、帰
線区間とは、走査機構２が１回の走査、すなわちＸ軸方
向の場合には１ラインの走査、又はＹ軸方向の場合には
１フレームの走査、を終え、最大偏向角に到達した後、
元の偏向角（最小偏向角等）へ戻るための区間である。
本ステップでは、前述の図２のＳ２０３でＣＰＵ８１の
内部レジスタに格納された特性データから電流特性デー
タが読み出され、該電流特性データ基づいて、帰線区間
Ｔ３及びＴ３´におけるスキャナ駆動波形データとし
て、最大の周波数で走査機構２を元の偏向角へ戻す、１
／４周期の正弦波形データが追加生成される。その後、
本フローは終了する。

【００４４】以上までの処理が第一の実施の形態に係
る、走査機構２による走査開始時の走査処理であり、こ
の処理をＰＣ８のＣＰＵ８１が行うことによって、走査
開始時に、搭載されている走査機構２に対応する特性デ
ータファイル８２３とユーザから指示された走査条件と
に基づいて、走査機構２に最適化された、Ｘ軸方向及び
Ｙ軸方向のスキャナ駆動波形データが自動生成され、そ
のスキャナ駆動波形データに従って走査機構２が駆動さ
れる。

【００４５】以上、本第一の実施の形態によれば、特性
データファイル８２３と走査条件とに基づいて、搭載さ
れている走査機構２に最適化されたスキャナ駆動波形デ
ータが自動生成されるようになるので、走査型レーザ顕
微鏡が備える記録媒体に、予めスキャナ駆動波形データ
を記録させておく必要は無く、記録媒体の記録容量を削
減することが可能になる。

【００４６】また、異なる機種の走査機構が搭載された
場合には、記録媒体８２に記録されている特性データフ
ァイル８２３の内容を、新たに搭載された走査機構２に
対応する特性データファイルの内容に書き換えるだけ
で、新たに搭載された走査機構２に最適化されたスキャ
ナ駆動波形データが自動生成されるようになるので、従
来のように、新たに搭載された走査機構の特性データ等
に基づくスキャナ駆動波形データの作成やその登録等と
いった負担を無くすことができる。

【００４７】また、上述した制御処理を、この走査型レ
ーザ顕微鏡全体の動作を制御するＰＣ８のＣＰＵ８１が
行うことによって、走査型レーザ顕微鏡自体の構成を簡
素化することが可能になり、その走査型レーザ顕微鏡に
係るコストを削減することも可能になる。

【００４８】次に、本発明の第二の実施の形態について
説明する。本実施形態は、前述の第一の実施の形態と
は、スキャナ駆動波形生成処理が異なる。そこで、ここ
では、そのスキャナ駆動波形生成処理について説明す
る。図５は、本発明の第二の実施の形態に係るスキャナ
駆動波形生成処理の処理内容を示すフローチャートであ
る。尚、本実施形態に係るスキャナ駆動波形生成処理
も、前述のＰＣ８のＣＰＵ８１が記録手段８２に記録さ
れている制御プログラム８２１やスキャナ駆動波形生成
プログラム８２２を読み込んで実行することによって実
現される。

【００４９】同図において、まずＳ５０１乃至Ｓ５０５
では、図３に示したＳ３０１乃至Ｓ３０５の処理と同様
の処理が行われる。続くＳ５０６乃至Ｓ５０９の処理で
は、サンプリング対象となる区間Ｔ１におけるスキャナ
駆動波形データが生成される。まず、Ｓ５０６及びＳ５
０７の処理では、サンプリング対象となる区間Ｔ１の最
大偏向角側の半分の区間におけるスキャナ駆動波形デー
タが、最大偏向角側へ向けて順に１つづつ生成され、続
くＳ５０８及びＳ５０９の処理では、サンプリング対象
となる区間Ｔ１の最小偏向角側の半分の区間におけるス
キャナ駆動波形データが、最小偏向角側へ向けて順に１
つづつ生成される。

【００５０】すなわち、まずＳ５０６では、対象となる
方向（このときはＸ軸方向）の偏向角の偏向範囲の中心
を基準に、偏向角が増加する方向へ、１つのスキャナ駆
動波形データが生成され、カウンタの値がインクリメン
トされる（ ActiveDataNum+=1 ）。

【００５１】Ｓ５０７では、対象となる方向（このとき
はＸ軸方向）の偏向角の偏向範囲の中心から偏向角が増
加する方向へ向けて生成されたスキャナ駆動波形データ
数が、前述のＳ５０２で取得された走査範囲の半分であ
るか否かが判定され（ ActiveDataNum = ScanSize/2
？）、この判定結果がＹＥＳの場合にはカウンタが初期
化されて（ ActiveDataNum=0 ）Ｓ５０９へ処理が進
み、ＮＯの場合にはＳ５０６へ処理が戻り、前述の処理
が繰り返される。このように、ActiveDataNum = ScanSi
ze/2 になるまで、Ｓ５０６及びＳ５０７の処理が繰り
返され、サンプリング対象となる区間Ｔ１の最大偏向角
側の半分の区間におけるスキャナ駆動波形データが生成
される。

【００５２】Ｓ５０８では、対象となる方向（このとき
はＸ軸方向）の偏向角の偏向範囲の中心を基準に、偏向
角が減少する方向へ、１つのスキャナ駆動波形データが
生成され、カウンタの値がインクリメントされる（ Act
iveDataNum+=1 ）。Ｓ５０９では、対象となる方向（こ
のときはＸ軸方向）の偏向角の偏向範囲の中心から偏向
角が減少する方向へ生成されたスキャナ駆動波形データ
の数が、前述のＳ５０２で取得された走査範囲の半分で
あるか否かが判定され（ ActiveDataNum = ScanSize/2
？）、この判定結果がＹＥＳの場合にはＳ５１０へ処理
が進み、ＮＯの場合にはＳ５０８へ処理が戻り、前述の
処理が繰り返される。このように、ActiveDataNum = Sc
anSize/2 になるまで、Ｓ５０８及びＳ５０９の処理が
繰り返され、サンプリング対象となる区間Ｔ１の最小偏
向角側の半分の区間におけるスキャナ駆動波形データが
生成される。

【００５３】Ｓ５１０及びＳ５１１では、図３に示した
Ｓ３０９及びＳ３１０と同様の処理が行われる。Ｓ５１
２では、これまでに生成されたＸ軸方向及びＹ軸方向の
スキャナ駆動波形データ（サンプリング対象となる区間
Ｔ１におけるスキャナ駆動波形データ）に、猶予区間Ｔ
２及びＴ２´におけるスキャナ駆動波形データがそれぞ
れ追加生成される。すなわち、前述の図２のＳ２０３で
ＣＰＵ８１の内部レジスタに格納された特性データファ
イル８２３から遅延特性データが読み出され、該遅延特
性データ基づいて、その猶予区間Ｔ２及びＴ２´に必要
なスキャナ駆動波形データ数が算出され、該算出された
スキャナ駆動波形データ数に基づいて、猶予区間Ｔ２及
びＴ２´におけるスキャナ駆動波形データが、サンプリ
ング対象となる区間Ｔ１の延長線上に追加生成される。

【００５４】Ｓ５１３では、図３に示したＳ３１２の処
理と同様の処理が行われる。その後、本フローは終了す
る。以上までの処理が第二の実施の形態に係るスキャナ
駆動波形生成処理であり、この処理をＰＣ８のＣＰＵ８
１が行うことによって、搭載されている走査機構２に対
応する特性データファイル８２３とユーザから指示され
た走査条件とに基づいて、その走査機構２に最適化され
た、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のスキャナ駆動波形データ
が、その走査機構２の偏向角の偏向範囲の中心を基準に
して生成される。

【００５５】以上、本第二の実施の形態によれば、偏向
角の偏向範囲の中心を基準にしてＸ軸方向及びＹ軸方向
のスキャナ駆動波形データが生成されるので、そのスキ
ャナ駆動波形データの中心を、Ｘ軸方向の１走査（１ラ
インの走査）又はＹ軸方向の１走査（１フレームの走
査）に対応する標本画像取得用周期信号の中心に一致さ
せることが可能になり、適正な標本画像の取得が可能に
なる。

【００５６】次に、本発明の第三の実施の形態について
説明する。本実施形態は、前述の第一の実施の形態と
は、予め記録手段８２に複数種類の走査機構２に対応す
る複数の特性データファイルが記録されている点が異な
り、また、それに伴って走査機構２による走査開始時の
走査処理が異なる。そこで、ここでは、その走査機構２
による走査開始時の走査処理について説明する。

【００５７】図６は、本発明の第三の実施の形態に係
る、走査機構２による走査開始時の走査処理の処理内容
を示すフローチャートである。尚、本実施形態に係る走
査機構２による走査開始時の走査処理も、前述のＰＣ８
のＣＰＵ８１が記録手段８２に記録されている制御プロ
グラム８２１やスキャナ駆動波形生成プログラム８２２
を読み込んで実行することによって実現される。

【００５８】同図において、Ｓ６０１では、前述の図２
に示したＳ２０１の処理と同様に、搭載されている走査
機構２の機種に対応する機種データが取得される。Ｓ６
０２では、前ステップで取得された機種データと、予め
記録手段８２に記録されている複数の特性データファイ
ルの中の、対応する特性データファイルとの関連付けが
行われる。

【００５９】Ｓ６０３では、前述のＳ６０１で取得され
た機種データに対応する特性データファイルが記録手段
８２に記録されているか否かが判定される。尚、この判
定は、前ステップで、前述のＳ６０１で取得された機種
データとそれに対応する特性データファイルとが関連付
けされたか否かに応じて行われる。この判定において、
その判定結果がＹＥＳの場合にはＳ６０４へ処理が進
み、ＮＯの場合にはＳ６０９へ処理が進む。

【００６０】Ｓ６０４乃至Ｓ６０９では、前述の図２に
示したＳ２０３乃至Ｓ２０８の処理と同様の処理が行わ
れ、本フローが終了する。以上までの処理が第三の実施
の形態に係る、走査機構２による走査開始時の走査処理
であり、この処理をＰＣ８のＣＰＵ８１が行うことによ
って、走査開始時に、予め記録手段８２に記録されてい
る複数種類の特性データファイルの中から、搭載されて
いる走査機構２に対応する特性データファイルが読み出
され、該読み出された特性データファイルとユーザから
指示された走査条件とに基づいて、その走査機構２に最
適化された、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のスキャナ駆動波形
データが生成され、そのスキャナ駆動波形データに従っ
て走査機構２が駆動される。

【００６１】以上、本第三の実施の形態によれば、予め
記録媒体８２に複数種類の走査機構に対応する複数の特
性データファイルが記録されているので、機種の異なる
走査機構に交換されたときに、特性データファイルの書
き換えを行う必要はなく、より効率的に、最適化された
スキャナ駆動波形データの生成が可能になる。

【００６２】尚、本第一乃至第三の実施の形態では、走
査機構２による走査開始時に、スキャナ駆動波形生成処
理が行われるものであったが、走査開始前に行われるよ
うにしても良い。また、本第一乃至第三の実施の形態で
は、走査機構２による走査開始時に、特性データ取得手
段８４を介して、対応する特性データファイルが取得さ
れ、該特性データファイルがＣＰＵ８１の内部レジスタ
に格納されるものであったが、これが走査型レーザ顕微
鏡の起動時、又は初期化時等に行われるようにしても良
い。

【００６３】また、本第一乃至第三の実施の形態におい
て、生成されたスキャナ駆動波形データは、図４に示し
たような正弦波と鋸形波からなるものであったが、その
他の形状の波形からなるものであっても良い。また、本
第一乃至第三の実施の形態において、前述のＣＰＵ８１
によって行われる処理を、例えば、ワークステーション
等のＣＰＵに行わせるようにしても良い。

【００６４】また、本第一乃至第三の実施の形態におい
て、走査機構取得手段８３、特性データ取得手段８４、
走査条件取得手段８５により行われる処理を、ＣＰＵ８
１が直接行うようにしても良い。また、本第一乃至第三
の実施の形態において、走査機構２とＣＰＵ８１との間
に、新たにＡ／Ｄ変換器を設け、該Ａ／Ｄ変換器を介し
て、走査機構２の実際の偏向角の応答に応じたデータを
取得し、すなわち実際の偏向角の応答をフィードバック
し、該取得した実際の偏向角の応答に応じたデータと生
成したスキャナ駆動波形データとを比較して、搭載され
る走査機構２の機差（個体差）による動作特性の違いを
検出するように構成しても良い。このように構成するこ
とで、検出された動作特性の違いに基づいて、特性デー
タファイル８２３の内容を補正することが可能になり、
搭載されている走査機構２の機差をも加味した、より最
適化されたスキャナ駆動波形データの生成が可能にな
る。

【００６５】また、本第一乃至第三の実施の形態におい
て、走査型レーザ顕微鏡のＰＣ８のＣＰＵ８１によって
行われる制御処理を、例えば図７に示したようなコンピ
ュータに実行させることも可能である。この場合、走査
型レーザ顕微鏡のＰＣ８の記録媒体８２に記録されてい
る制御プログラム（制御プログラム８２１やスキャナ駆
動波形生成プログラム８２２等）を、同図に示したよう
に、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク
（或いはＭＯ、ＤＶＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、リムー
バブルハードディスク等であっても良い）等の可搬記録
媒体２１に記録しておき、その可搬記録媒体２１をコン
ピュータ２２の媒体駆動装置２３により読み取り、読み
取ったプログラムをコンピュータ２２の内部のメモリ
（ＲＡＭ又はハードディスク等）２４に格納し、そのプ
ログラムをコンピュータ２２が実行するようにしても良
い。或いは、そのプログラムを情報提供者の外部の装置
（サーバー等）内の記録手段（データベース等）２５に
記録しておき、通信によりコンピュータ２２に転送して
内部のメモリ２４に記録し、そのプログラムをコンピュ
ータ２２が実行するようにしても良い。尚、これらに記
録されるプログラムは、前述の走査型レーザ顕微鏡のＰ
Ｃ８のＣＰＵ８１によって行われる制御処理の一部の処
理のみを実行するものであっても良い。

【００６６】以上、本発明の走査型レーザ顕微鏡、駆動
波形データ生成方法、及びその制御プログラムについて
詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改
良及び変更を行っても良いのはもちろんである。 ＜付記＞ （付記１） 前記生成ステップでは、前記特性データ取
得ステップにて取得された特性データと前記走査条件取
得ステップにて取得された走査条件とに基づいて、前記
走査機構に最適化された正弦波、鋸形波、又はその他形
状の波形による駆動波形データを生成する、ことを特徴
とする走査型レーザ顕微鏡における走査機構の駆動波形
データ生成方法。 （付記２） 前記生成ステップにて行われる前記走査機
構の駆動波形データの生成は、前記走査型レーザ顕微鏡
の動作を制御するコンピュータ又はワークステーション
のＣＰＵにより行われる、ことを特徴とする走査型レー
ザ顕微鏡における走査機構の駆動波形データ生成方法。

【００６７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、走査機構の動作特性に関する特性データとユー
ザの意図する走査条件とに基づいて、その走査機構に最
適な駆動波形データが自動的に生成されるので、駆動波
形データの変更登録が不要になる。また、駆動波形デー
タを予め記録させておくための記録領域を設ける必要も
ないので、搭載される記録媒体の記録容量を削減するこ
ともできる。また、複雑な制御処理を行う必要もないの
で、構成を簡素化でき、またその複雑な制御処理の為の
部品等を実装する必要もないので部品コストを削減する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の第一の実施の形態に係る走査型
レーザ顕微鏡の構成例、(b) はその構成に含まれる記録
媒体のデータ構造例を示した図である。

【図２】本発明の第一の実施の形態に係る、走査機構に
よる走査開始時の走査処理の処理内容を示すフローチャ
ートである。

【図３】スキャナ駆動波形生成処理の処理内容を示すフ
ローチャートである。

【図４】Ｘ方向（又はＹ方向）のスキャナ駆動波形デー
タの一例である。

【図５】本発明の第二の実施の形態に係るスキャナ駆動
波形生成処理の処理内容を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第三の実施の形態に係る、走査機構に
よる走査開始時の走査処理の処理内容を示すフローチャ
ートである。

【図７】制御プログラムが記録される記録媒体の例を示
す図である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 走査機構 ３ 対物レンズ ４ ステージ ５ 光検出器 ６ Ａ／Ｄ変換器変換器 ７ Ｄ／Ａ変換器変換器 ８ ＰＣ ９ フレームメモリ １０ 表示装置 ２１ 可搬記憶媒体 ２２ コンピュータ ２３ 媒体駆動装置 ２４ メモリ ２５ 記憶手段 ８１ ＣＰＵ ８２ 記録手段 ８３ 走査機構取得手段 ８４ 特性データ取得手段 ８５ 走査条件取得手段 ８２１ 制御プログラム ８２２ スキャナ駆動制御プログラム ８２３ 特性データファイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光ビームを標本に照射し、搭
   載される走査機構により前記標本面を前記光ビームで二
   次元走査し、前記標本からの少なくとも蛍光、反射光、
   又は透過光を光電変換により電気信号に変換して画像デ
   ータを取得する走査型レーザ顕微鏡における前記走査機
   構の駆動波形データ生成方法であって、 前記走査機構の機種を検出する検出ステップと、 前記走査機構の特性データを取得する特性データ取得ス
   テップと、 前記標本面を二次元走査する際の少なくとも走査範囲又
   は走査スピードを含む走査条件を取得する走査条件取得
   ステップと、 前記特性データ取得ステップにて取得された特性データ
   と前記走査条件取得ステップにて取得された走査条件と
   に基づいて前記走査機構の駆動波形データを生成する生
   成ステップと、 を含むことを特徴とする走査型レーザ顕微鏡における走
   査機構の駆動波形データ生成方法。
2. 【請求項２】 前記特性データ取得ステップでは、 少なくとも前記走査型レーザ顕微鏡の起動時、初期化
   時、又は走査開始時に、前記走査型レーザ顕微鏡に備え
   られた記録媒体に記録されている前記走査機構の特性デ
   ータを取得する、 ことを特徴とする請求項１記載の走査型レーザ顕微鏡に
   おける走査機構の駆動波形データ生成方法。
3. 【請求項３】 前記生成ステップでは、 生成される駆動波形データの中心が標本画像取得用周期
   信号の中心に一致するように、前記走査機構の偏向角の
   偏向範囲の中心を基準にして前記駆動波形データの生成
   を行う、 ことを特徴とする請求項１記載の走査型レーザ顕微鏡に
   おける走査機構の駆動波形データ生成方法。
4. 【請求項４】 光源からの光ビームを標本に照射し、搭
   載される走査機構により前記標本面を前記光ビームで二
   次元走査し、前記標本からの少なくとも蛍光、反射光、
   又は透過光を光電変換により電気信号に変換して画像デ
   ータを取得する走査型レーザ顕微鏡であって、 前記走査機構の機種を検出する検出手段と、 前記走査機構の特性データを取得する特性データ取得手
   段と、 前記標本面を二次元走査する際の少なくとも走査範囲又
   は走査スピードを含む走査条件を取得する走査条件取得
   手段と、 前記特性データ取得手段により取得された特性データと
   前記走査条件取得手段により取得された走査条件とに基
   づいて前記走査機構の駆動波形データを生成する生成手
   段と、 を含むことを特徴とする走査型レーザ顕微鏡。
5. 【請求項５】 光源からの光ビームを標本に照射し、搭
   載される走査機構により前記標本面を前記光ビームで二
   次元走査し、前記標本からの少なくとも蛍光、反射光、
   又は透過光を光電変換により電気信号に変換して画像デ
   ータを取得する走査型レーザ顕微鏡における前記走査機
   構の駆動波形データの生成制御をコンピュータに実行さ
   せる制御プログラムであって、 前記走査機構の機種を検出する検出ステップと、 前記走査機構の特性データを取得する特性データ取得ス
   テップと、 前記標本面を二次元走査する際の少なくとも走査範囲又
   は走査スピードを含む走査条件を取得する走査条件取得
   ステップと、 前記特性データ取得ステップにて取得された特性データ
   と前記走査条件取得ステップにて取得された走査条件と
   に基づいて前記走査機構の駆動波形データを生成する生
   成ステップと、 を前記コンピュータに実行させる制御プログラム。