JP2006053096A - レーザー顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 クロック信号PIXCLKにしたがって光検出器11の輝度信号を画素単位に積分する積分回路12において、光検出器11の輝度信号を入力して積分する積分器を複数個備えるとともに、複数個の積分器A122、B123の出力を加算する加算器124とを備え、クロックの1周期を複数の期間に区分した各期間に相当する時間を、積分器A122、B123の積分期間として積分動作をさせ、各期間において積分器A122、B123を順に切り換えながら輝度信号を積分するとともに、積分期間の次の期間において積分器A122、B123を順にリセットし、加算器124によりクロック1周期の全積分器の出力を加算する。
【選択図】 図2
Description
このような蛍光レーザー走査顕微鏡で標本を観察する場合、観察する標本にダメージを与えないために、照射(励起)する光をできるだけ弱くして蛍光画像を得ることが望ましい。そのため、蛍光の検出効率を高めて弱い蛍光でも画像化できるようにしている。
換言すれば、一方の積分器Aの積分期間に続くリセット期間を他方の積分器Bの積分期間とすることによって、ピクセルクロック1周期の全区間を積分期間に割り当てる。
さらに、換言すれば、ピクセルクロック1周期を2つの区間に分割して、第一区間を一方の積分器Aの積分期間に割り当て、第二区間において一方の積分器Aをリセットするとともに第二区間を他方の積分器Bの積分期間に割り当て、次のピクセルクロック1周期の第一区間において他方の積分器Bをリセットするとともに第一区間を一方の積分器Aの積分期間に割り当てる動作を繰り返し実行する。
これにより、ピクセルクロックPIXCLK1周期において積分器A、Bのリセット時間により輝度信号の積分時間が短縮されず、ピクセルクロックPIXCLK1周期の間、光検出器の輝度信号を積分することができるため、積分によるS/N比の改善効果が最大になり、標本から発せられる蛍光の検出効率を向上させることができる。
図6は一実施の形態の変形例の積分増幅回路12Aの詳細回路図である。また、図7は、図6に示す変形例の積分増幅回路12Aのタイミングチャートを示す。なお、図6において、図2に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。この変形例の積分増幅回路12Aでは、図2に示すアナログ加算器124の代わりにマルチプレクサ141を用いる。マルチプレクサ141は、タイミング生成回路131から出力される切換信号SWにしたがって積分器A122とB123の出力を切り換える。すなわち、切換信号SWが“H”のときは積分器A122の出力を選択し、“L”のときは積分器B123の出力を選択する。それ以外の動作は図2に示す積分増幅回路12の動作と同様であり、説明を省略する。
図8は一実施の形態の他の変形例の積分増幅回路12Bの詳細回路図である。また、図9は、図8に示す他の変形例の積分増幅回路12Bのタイミングチャートを示す。なお、図8において、図2に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。図2に示す積分増幅回路12では、積分器A122の出力と積分器B123の出力をデジタル信号に変換した後に加算する例を示した。この変形例の積分増幅回路12Bでは、積分器A122とB123の出力をそれぞれサンプルホールド回路S/HA151とS/HB152でサンプルホールドし、それらをアナログ加算器124で加算する。この加算値は1画素分を積分した出力になり、それをサンプルホールド回路S/HC153でサンプルホールドしてA/Dコンバーター126でA/D変換すると、1画素分の積分データ、すなわち光検出器11の1画素分の輝度の積分データになる。それ以外の動作は図2に示す積分増幅回路12の動作と同様であり、説明を省略する。
また、ピクセルクロックPIXCLKの1周期を等分せずに、各期間の長さがそれぞれ異なるようにしてもかまわない。
2 コリメーターレンズ
3 1stダイクロイックミラー
4 二次元走査光学系
5 対物レンズ
6 XYステージ
7 蛍光標本
8 スキャナードライバー
9 集光レンズ
10 蛍光フィルター
11 光検出器
12 積分増幅回路
13 同期信号発生回路
14 フレームメモリ
15 D/Aコンバーター
16 モニター
121 電圧電流変換器
122 リセット付き積分器A
123 リセット付き積分器B
124 アナログ加算器
125 サンプルホールド回路S/H
126 A/Dコンバーター
127 DフリップフロップDFF1
128 DフリップフロップDFF2
129 加算器
130 DフリップフロップDFF3
131 タイミング生成回路
132 インバーター
141 マルチプレクサ
151、152、153 サンプルホールド回路S/H
Claims (5)
- レーザー光を発する光源と、
前記光源から発せられたレーザー光を二次元に走査させながら標本に照射するとともに、前記標本から発せられた蛍光または反射光を集光する光学系と、
前記光学系により集光された前記標本からの蛍光または反射光を受光して輝度信号に変換する光検出器と、
クロック信号にしたがって前記光検出器の輝度信号を画素単位に積分する積分回路と、
前記積分回路により積分した画素ごとの輝度信号により前記標本の画像を生成する画像生成回路とを備えたレーザー顕微鏡において、
前記積分回路は、前記光検出器の輝度信号を入力して積分する積分器を複数個備えるとともに、前記複数個の積分器の出力を加算する加算器とを備え、前記クロックの1周期を複数の期間に区分した各期間に相当する時間を、前記積分器の積分期間として積分動作をさせ、前記各期間において前記積分器を順に切り換えながら前記輝度信号を積分するとともに、前記積分期間の次の期間において前記積分器を順にリセットし、前記加算器により前記クロック1周期の前記全積分器の出力を加算することを特徴とするレーザー顕微鏡。 - 請求項1に記載のレーザー顕微鏡において、
前記クロック1周期における各期間の前記積分器の積分期間を互いにオーバーラップさせることを特徴とするレーザー顕微鏡。 - 請求項1に記載のレーザー顕微鏡において、
前記加算器をデジタル加算器とすることを特徴とするレーザー顕微鏡。 - 標本にレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記レーザー光源を二次元に走査し、前記標本から発せられた蛍光または反射光を集光する光学系と、
前記光学系により集光された前記蛍光または反射光を受光して光電信号に変換する光検出器と、
クロック信号にしたがって前記光検出器の光電信号を、前記二次元走査した前記標本の画像の画素単位に積分する積分回路と、
前記積分回路により積分された光電信号により、前記二次元走査した前記標本の画像を生成する画像生成回路とを備えたレーザー顕微鏡において、
前記積分回路は、少なくとも2つの積分器と、前記2つの積分器の出力を加算する加算器とからなり、
前記積分回路は、前記一方の積分器の積分期間に続くリセット期間において、前記他方の積分器の積分期間を設定することで、前記クロック1周期の全区間を積分期間に割り当てることを特徴とするレーザー顕微鏡。 - 標本にレーザー光を照射するレーザー光源と、
前記レーザー光源を二次元に走査し、前記標本から発せられた蛍光または反射光を集光する光学系と、
前記光学系により集光された前記蛍光または反射光を受光して光電信号に変換する光検出器と、
クロック信号にしたがって前記光検出器の光電信号を、前記二次元走査した前記標本の画像の画素単位に積分する積分回路と、
前記積分回路により積分された光電信号により、前記二次元走査した前記標本の画像を生成する画像生成回路とを備えたレーザー顕微鏡において、
前記積分回路は、前記光検出器の光電信号を積分する少なくとも2つの積分器と、前記2つの積分器の出力を加算する加算器とからなり、
前記積分回路は、前記クロック1周期を少なくとも2つの区間に分割して、前記第一区間を前記一方の積分器の積分期間に割り当て、前記第二区間において前記一方の積分器をリセットするとともに前記第二区間を前記他方の積分器の積分期間に割り当て、次の前記クロック1周期の第一区間において前記他方の積分器をリセットするとともに前記第一区間を前記一方の積分器の積分期間に割り当てる動作を繰り返し実行することを特徴とするレーザー顕微鏡。
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