JP2006243604A

JP2006243604A - 顕微鏡

Info

Publication number: JP2006243604A
Application number: JP2005062147A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tanaka; 慎一田中; Shigeru Aoki; 滋青木
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】オフセット値の調整のための手間を軽減する顕微鏡を提供する。
【解決手段】レーザ１から射出された光を標本９の走査領域に走査する走査手段６を有し、走査手段６により走査された光により標本９が発した光を検出し電気信号に変換し、変換した電気信号を用いて画像処理を行う顕微鏡に、走査領域の一部の領域に対する光の走査を遮光する遮光板２２と、遮光板２２がレーザ光を遮光している際に検出された電気信号を用いてオフセット値を算出し、算出したオフセット値を用いて標本９から発せられた光を変換した電気信号を補正する手段と、を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、顕微鏡の技術に関する。

光源からの光を標本に照射し、その標本から発せられた光を光検出器で検出して電気信号に変換し、変換した電気信号を用いて画像処理を行うレーザ走査顕微鏡が知られている。レーザ走査顕微鏡では、コントラストの良好な画像を得るために電気信号上に発生するオフセットをキャンセル必要がある。このオフセットの要因には、光検出器（例えば、光電子増倍管）の暗電流や、光検出器が出力した電気信号に対する処理（電流電圧変換、増幅処理）を行う電子回路で発生するオフセット電圧等がある。なお、光検出器の暗電流は、光検出器への印加電圧の値により変化する。

従来のレーザ走査顕微鏡には、オフセット値を予め算出しておいて、その算出したオフセット値を用いて検出したデータを補正するものがある（例えば、特許文献１）。具体的には、特許文献１では、オフセット値を求めるために、光源と標本との間にシャッタを設けている。そして、特許文献１は、シャッタを閉じ標本に照射する光を遮断した状態での複数画面の画素の輝度の平均値を求め、その平均値をオフセット値として利用している。

特開平９−２４３９２９号公報

ところで、レーザ走査顕微鏡では、コントラストの良好な画像を得るために光検出器への印加電圧の調整、レーザ光の照射量の調整、或いは電子回路内の積分器の積分時間の設定等の作業が行なわれる。

しかしながら、特許文献１を用いて良好な画像を得ようとした場合、以下の問題が生じる。具体的には、上述した電気信号上に発生するオフセットは、レーザ光の照射量、光検出器への印加電圧、積分器に設定する積分時間等により変化する。したがって、特許文献１のようにオフセット値を予め調整し設定しておいても、レーザ光の照射量、印加電圧、積分器の積分時間等の変更等を行なった場合、設定したオフセット値と発生するオフセットとの誤差が大きくなり良好な画像を得られないことがある。

そのため、特許文献１を用いて良好な画像を得ようとした場合、レーザ光の照射量、印加電圧、或いは積分器の積分時間等を変更するたびにシャッタを閉じてオフセット値を算出する作業が必要になり、レーザ走査顕微鏡の画像調整に長時間を費やしてしまう。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、画像調整の作業負担を軽減する顕微鏡を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明の顕微鏡は、光を走査して標本を照明する走査手段と、前記走査手段の走査により当該標本が発した光を検出して電気信号に変換する光電変換手段と、該変換した電気信号を用いて画像処理を行う画像処理手段とを備えた顕微鏡において、前記走査手段の光の走査領域の一部の領域に対して前記走査手段が走査する光を遮光する遮光部と、前記走査手段が走査する光を前記遮光部が遮光している際に前記光電変換手段が光電変換した電気信号を用いてオフセット値を算出し、前記算出したオフセット値を用いて前記標本から発せられた光を光電変換した前記光電変換手段の電気信号を補正する手段と、を有する。

請求項２に係る顕微鏡は、請求項１に記載の顕微鏡であって、前記遮光部は、前記走査手段と前記標本との間の光路に設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る顕微鏡は、請求項１に記載の顕微鏡であって、前記走査領域の一部の領域には、前記走査手段が走査する各走査ラインの一部の走査位置が含まれていて、前記補正する手段は、前記走査ライン毎にオフセット値を算出し、当該走査ライン毎に前記算出したオフセット値を用いて前記標本から発せられた光を変換した電気信号を補正することを特徴とする。

このように、本発明によれば、標本の走査領域の一部の領域への光の入射を遮光する遮光部を設け、遮光部が光を遮光している際に検出された電気信号を用いてオフセット値を算出し、そのオフセット値により標本から発せられた光を変換した電気信号を補正するようにしている。

そのため、本発明によれば、オフセット値を算出するための調整作業を行う必要がなく、顕微鏡の調整作業の負担を軽減することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

最初に、本発明の第１実施形態が適用された蛍光スペクトル検出に応用した顕微鏡システムの概略について説明する。

図１は、本発明の実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。図示するように、本実施形態の顕微鏡システムは、レーザ走査顕微鏡１０１と、スペクトルディテクタ１０２と、コントローラ１０３と、を有する。なお、コントローラ１０３には、モニタ２１が接続されている。

スペクトルディテクタ１０２とコントローラ１０３とは、信号線１０４ａ、ｂで接続されていて、必要な信号を信号線１０４ａ、ｂを介して通信する。レーザ走査顕微鏡１０１とコントローラ１０３とは、信号線３ａ、ｂにより接続されていて、必要な信号をこの信号線３０を介して通信する。また、レーザ走査顕微鏡１０１とスペクトルディテクタ１０２との間は光ファイバー１３により接続されていて、レーザ走査顕微鏡１０１が集光した光は、光ファイバー１３を経由してスペクトルディテクタ１０２に導かれる。

レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を標本９の面上のエリア（以下「光源走査エリア」という）に照射し、その標本９から発した光を集光し、集光した光を光ファイバー１３を介してスペクトルディテクタ１０２に伝送する。具体的には、レーザ走査顕微鏡１０１は、レーザ光を照射するレーザ１、シャッタ２、レーザ１から照射された光を伝送する光ファイバー３、レンズ４、1stダイクロイックミラー５、２次元走査手段６（例えば２つのガルバノミラースキャナ）、リレー光学系（レンズ７ａおよびレンズ７ｂ）、対物レンズ８、ステージ１０、集光レンズ１１、およびピンホール１２を有する。なお、ステージ１０には標本９が載置されている。

また、レーザ走査顕微鏡１０１には、標本９の光源走査エリアの一部の領域に２次元走査手段６からのレーザ光が入射しないように、光を遮光するための遮光板２２が設けられている。なお、以下では、遮光板２２を対物レンズ８と標本９との間の光路上に配置する場合を例にして説明するが、これは、例示に過ぎない。遮光板２２の設置位置を、２次元走査手段６と標本９との間のレーザ光の光路上の位置であって、かつ共焦点を形成する面上の位置に配置してもよい。例えば、図１において、遮光板２２をレンズ７ａおよびレンズ７ｂの間の光路上の共焦点５１が位置する面上に配置するようにしてもよい。

そして、レーザ１から射出されたレーザ光は、シャッタ２が開かれている場合、光ファイバー３でレンズ４に伝送される。光ファイバー３を経由して伝送された光は、レンズ４で平行光になり、1stダイクロイックミラー５で反射され２次元走査手段６に導かれる。２次元走査手段６は、コントローラ１０３のＸＹスキャナ駆動回路２０に制御されていて、ステージ９に搭載された標本９をリレー光学系７（レンズ７ａおよびレンズ７ｂ）および対物レンズ８を介して点で照明する。より具体的には、２次元走査手段６に導かれた光は、リレー光学系７（レンズ７ａおよびレンズ７ｂ）で１次像面（標本９と共役な位置）を形成し、ステージ１０に搭載された標本９を照明する。

なお、照明光は、２次元走査手段６によってＸ-Ｙ方向に２次元に走査される。対物レンズ８で点に照明された標本９からは、蛍光が発生し、戻り光として光路を逆行し、２次元走査手段６でデスキャニングされた後、１stダイクロイックミラー５を透過し、集光レンズ１１で集光されてピンホール１２を通過する。レーザ走査顕微鏡１０１で得られた蛍光は、光ファイバー１３を通じてスペクトルディテクタ１０２に導かれる。

スペクトルディテクタ１０２は、遮光を兼ねた筐体で囲まれていている。スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１３を通過して導かれた蛍光を分光し、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換してコントローラ１０３に出力する。

具体的には、スペクトルディテクタ１０２は、光ファイバー１３を通じて導かれた光を平行光にするレンズ１４と、レンズ１４からの平行光を分光する分光素子（例えば回折格子、プリズムなど）１５と、分光されたスペクトル光を検出して電気信号に変換して出力する光検出部１０５とを有する。

光検出部１０５は、マルチチャンネル型光検出器１６と、光信号サンプリング回路１７とを有する。そして、分光素子１５が分光したスペクトル光は、マルチチャンネル型光検出器１６に入射される。マルチチャンネル型光検出器１６に入射されたスペクトル光は、スペクトル光の回折幅とマルチチャンネル光検出器１６の検出チャンネルのピッチによる波長分解能で検出されて電気信号（電流）に変換される。

マルチチャンネル型光検出器１６からの各チャンネルの電気信号（電流）は、光信号サンプリング回路１７に入力される。光信号サンプリング回路１７は、各チャンネル毎にそれぞれ輝度データをサンプリングし、サンプリングしたアナログの輝度データをデジタルの輝度データに変換してコントローラ１０３に出力する。

コントローラ１０３は、顕微鏡システム全体の動作を制御する。また、コントローラ１０３は、スペクトルディテクタ１０２から出力されたデジタルの輝度データを用いて各種情報処理を行なう。

具体的には、コントローラ１０３は、画像処理回路１８、装置制御回路１９、およびＸＹスキャナ駆動回路２０を有する。

装置制御回路１９は、利用者からの各種要求を入力装置（図示しない）を介して受付け、受付けた各種要求に対応する処理を行う。例えば、装置制御回路１９は、利用者からの光検出器１６の感度調整の要求を受付け、受付けた要求にしたがいマルチチャンネル光検出器１６の感度調整を行う（例えば、装置制御回路１９は、利用者からの要求にしたがい、マルチチャンネル光検出器１６に対する印加電圧を変更する）。

装置制御回路１９は、同期信号Ｓ１（ＨＤ信号、ＶＤ信号、ＣＬＫ信号）を生成し、その同期信号Ｓ１を用いてレーザ走査顕微鏡１０１の２次元走査手段６の動作をＸＹスキャナ駆動回路２０を介して制御する。また、装置制御回路１９は、画像処理回路１８に画像処理を実行させる。

画像処理回路１８は、光信号サンプリング回路１７から出力されるデジタルデータを受信する。そして、画像処理回路１８は、受信したデジタルデータを画像化して、モニタ２１に画像表示する。なお、画像処理回路１８は、画像処理を行う際、後述するオフセット補正値を算出し、その算出したオフセット補正値を用いて受信したデジタルデータを補正する。

続いて、本実施形態の顕微鏡システムの標本９の走査領域について図２を用いて説明する。

図２は、本実施形態の走査エリアと遮光板２２により遮光されるエリアとを説明するための図である。図２は、（ａ）図にステージ１０に載置された標本９を上面から見た図を示し、（b）図に光源走査エリアを説明するための図を示している。

（ａ）図示するように、ステージ１０上には、プレパラート２０２に固定された標本９が載置されている。光源走査エリア２００は、２次元走査手段６がレーザ光を走査するエリアを示している。２次元走査手段６は、走査エリア２００に対してレーザ光を一定方向（例えば、図示する矢印方向）の水平走査ライン３００で走査する。

本実施形態では、上述したように、２次元走査手段６と標本９との光路間に遮光板２２が設けられている（図1参照）。遮光板２２により、２次元走査手段６からのレーザ光が遮光されるため、標本９の光源走査エリア２００の一部の領域に光が入射しない。本実施形態では、遮光板２２が光源走査エリア２００の左側端部へのレーザ光の入射を遮光する。その結果、標本９の光源走査エリア２００は、レーザ光が入射する画像取得エリア２００ａと、レーザ光が入射しないで遮光エリア２００ｂとに分けられる。そして、２次元走査手段６が遮光エリア２００ｂを走査している際、すなわち、遮光板２２がレーザ光を遮光している際には、標本９からの発光は帰ってこない。そのため、遮光エリア２００ｂを走査している際、光検出部１０５ではオフセット電圧だけが発生する。

また、本実施形態によれば、遮光板２２が光源走査エリア２００の左側端部へのレーザ光の入射を遮光するため、水平走査ライン３００毎にオフセット電圧の値を得ることが出来る。そして、顕微鏡システムは、取得したオフセット電圧を利用して、水平走査ライン毎にオフセット補正値を算出する。コントローラ１０３の画像処理回路１８は、２次元走査手段６が画像取得エリア２００ａを走査している際にスペクトルディテクタ１０２が検出した輝度データを、上記の算出したオフセット補正値を用いて補正する。なお、オフセット補正値の算出手順および輝度データの補正手順については、後述する。

続いて、本実施形態の光検出系（マルチチャンネル光検出器１６、光信号サンプリング回路１７、画像処理回路１８）が行う処理を、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の光検出系のブロック図である。

マルチチャンネル光検出器１６は、検出チャンネル毎に検出した光を電流信号（光電流）に変換し、変換した電流信号（光電流）を光信号サンプリング回路１７に出力する。

光信号サンプリング回路１７は、マルチチャンネル光検出器１６の検出チャンネル毎に対応付けられた複数の検出回路１７０を有する。検出回路１７０は、各々、マルチチャンネル光検出器１６のチャンネル毎に対応付けられた電流信号（光電流）の入力を受付ける。そして、検出回路１７０は、各々、入力された電流信号をデジタルの電気信号（輝度データ）に変換し、デジタルの電気信号（輝度データ）を画像処理回路１８に出力する。

画像処理回路１８は、制御装置回路１９が出力する２次元操作手段６を制御するための同期信号Ｓ１（ＨＤ信号、ＶＤ信号、ＣＬＫ信号）を受信する。画像処理回路１８は、受信した同期信号Ｓ１を用いて制御信号（Ａ/Ｄ変換開始信号Ｓ２、積分器リセット信号Ｓ３）を生成し、光信号サンプリング回路１７に出力する。また、画像処理回路１８は、光信号サンプリング回路１７が出力したデジタルの輝度データを用いて画像処理を行う。

ここで、検出回路１７０の構成例を図４に示す。検出回路１７０は、電流―電圧変換器１７１、積分器１７２、反転アンプ１７３、およびＡ/Ｄコンバータ１７４を有する。

電流―電圧変換器１７１は、マルチチャンネル光検出器１６からの電流信号（光電流）を電圧信号に変換する。積分器１７２は、変換された電圧信号に対して積分増幅処理を行う。積分器１７２が積分増幅処理を行うタイミングは、画像処理回路１８からの積分器リセット信号Ｓ３により制御される。具体的には、積分器１７２は、画像処理回路１８が積分器リセット信号Ｓ３の出力を「Ｌｏｗ」にしている場合、スイッチＳＷをオフにして積分増幅処理を行う。一方、積分器１７２は、画像処理回路１８が積分器リセット信号Ｓ３の出力を「Ｈｉｇｈ」にしている場合、スイッチＳＷをオンにして積分値をリセットする。

反転アンプ１７３は、積分器１７２が出力する電圧信号の極性調整を行う。Ａ/Ｄコンバータ１７４は、反転アンプ１７３からのアナログの電圧信号をデジタルデータに変換し、デジタルの輝度データとして画像処理回路１８に出力する。具体的には、Ａ/Ｄコンバータ１７４は、図示しないホールド回路を有する。ホールド回路は、画像処理回路１８が出力するＡ/Ｄ変換開始信号Ｓ２にしたがい反転アンプ１７３からの電圧信号を保持（ホールド）する。Ａ/Ｄコンバータ１７４は、ホールドされたアナログの電圧信号をデジタルデータに変換して画像処理回路１８に出力する。

続いて、本実施形態の画像処理回路１８が行うオフセット補正値の算出処理および光信号サンプリング回路１７が出力するデジタルデータに対する補正処理について、図５および図７を用いて説明する。

図５は、本実施形態の顕微鏡システムが光源走査エリア２００を走査している際の同期信号と輝度データ取得処理とのタイミングを例示した図である。なお、図示する例は、２次元走査手段が光源走査エリア２００の任意の水平走査ライン３００を走査している場合を示している。また、「Ｎ」チャンネルの輝度データ（ＣＨ−Ｎデータ）を取り込む場合を例示している。

さて、本実施形態の顕微鏡システムは、２次元走査手段６が同期信号Ｓ１にしたがい光源走査エリア２００の中の走査位置にレーザ光を走査する。そして、顕微鏡システムは、走査位置毎の輝度データを取り込む。なお、図５に示す操作位置は、図７に示すように、走査ライン３００の「１番目」の走査位置から「３番目」の走査位置が遮光エリア２００ｂに在り、「４番目」以降の走査位置が画像取得エリア２００ａに在る場合を例にしている。

画像処理回路１８は、遮光エリア２００ｂ（図示する例では、「１番目」の走査位置から「３番目」の走査位置）を走査した際に取得した輝度データ（図示する例では、ＤＡＴＡ１〜３）の平均値を算出する。画像処理回路１８は、算出した平均値をオフセット補正値（Ｄｄａｒｋ）として保持する。例えば、画像処理回路１８は、遮光エリア２００ｂを走査している際に「ｎ」個の輝度データを取得した場合、（式１）を用いてオフセット補正値（Ｄｄａｒｋ）を算出する。

画像処理回路１８は、画像取得エリアａ（図示する例では、「４番目」以降の走査位置）を走査した際に取得したデジタルの輝度データの各々を、保持しているオフセット補正値を用いて補正する。例えば、画像処理回路１８は、以下の（式２）を用いて走査位置毎に取得した輝度データを補正する。
ＤＣｍｐｋ＝ＤＡＴＡｋ―オフセット補正値（Ｄｄａｒｋ）…（式２）
このように、画像処理回路１８は、画像取得エリア２００ａを走査した際に取得した輝度データとオフセット補正値（Ｄｄａｒｋ）との差分を取ることによりオフセットをキャンセルする。

なお、２次元走査手段６が次の水平走査ライン３００に走査位置を移動させた場合（例えば、「ｋ」番目の水平走査ライン３００から「ｋ＋１」番目の水平走査ライン３００に操作位置を移動させた場合）、画像処理回路１８は、上記と同様の手順で新たなオフセット補正値（Ｄｄａｒｋ）を算出する。

続いて、２次元走査手段６がレーザ光を画像取得エリア２００ａの任意の走査位置に走査した際のＡ/Ｄコンバータ１７４および画像処理回路１８の動作を説明する。図６は、本実施形態の顕微鏡システムがレーザ光を標本９に照射してから画像を表示するまでの処理の流れを説明するための図である。なお、画像処理回路１８は、遮光エリア２００ｂを走査した際に得られた輝度データからオフセット補正値を算出し、そのオフセット補正値を保持しているものとする。

さて、装置制御回路１９が同期信号Ｓ１の出力を「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」にした場合、画像処理回路１８は、積分器リセット信号Ｓ３の出力を「Ｌｏｗ」にする。なお、２次元走査手段６は、同期信号Ｓ１に同期して光源走査エリア２００の走査位置にレーザ光を走査する。

そして、光信号サンプリング回路１７の積分器１７２は、積分器リセット信号が「Ｌｏｗ」の場合、スイッチＳＷをオフにして、積分増幅処理を開始する。なお、この段階では、Ａ/Ｄコンバータ１７４および画像処理回路１８は、待機している（Ｓ１００、Ｓ２００）。

続いて、装置制御回路１９が同期信号の出力を「Ｈｉｇｈ」から「Ｌｏｗ」に切り替えた場合、画像処理回路１８は、Ａ/Ｄ変換開始信号Ｓ２の出力を「Ｈｉｇｈ」にする。光信号サンプリング回路１７のＡ/Ｄコンバータ１７４は、Ａ/Ｄ変換開始信号の出力が「Ｈｉｇｈ」の場合、反転アンプ１７３からの電圧信号をホールドし、Ａ/Ｄ変換処理を行う（Ｓ１１０）。その後、Ａ/Ｄコンバータ１７４は、Ａ/Ｄ変換したデジタルの輝度データを画像処理回路１８に転送する（Ｓ１２０）。Ａ/Ｄコンバータ１７４は、転送処理が終了した後は、次の走査位置を走査した際に検出されたデータに対するＡ/Ｄ変換処理まで待機する（Ｓ１００）。

また、画像処理回路１８は、Ａ/Ｄ変換開始信号の出力を「Ｈｉｇｈ」にしてから所定の時間を経過した場合、Ａ/Ｄ変換開始信号の出力を「Ｌｏｗ」に切り替える。画像処理回路１８は、Ａ/Ｄ変換開始信号の出力を「Ｌｏｗ」に切り替える際、積分器リセット信号Ｓ３の出力を「Ｌｏｗ」から「Ｈｉｇｈ」にする。

そして、光信号サンプリング回路１７の積分器１７２は、積分器リセット信号が「Ｈｉｇｈ」に変更した場合、スイッチＳＷをオンにして、積分値をリセットする。

画像処理回路１８は、Ａ/Ｄコンバータ１７４からのデジタルの輝度データを受信し（Ｓ２１０）、受信した輝度データと保持しているオフセット補正値とを用いてオフセット減算処理を行う（Ｓ２２０）。具体的には、画像処理回路１８は、上述した（式２）により、保持しているオフセット補正値を用いて受信した輝度データを補正する。画像処理回路１８は、次の操作位置で検出された輝度データに対する処理まで待機する（Ｓ２００）。画像処理回路１８は、補正した各走査位置の輝度データを画像化してモニタ２１に表示する。

このように、本実施形態では、遮光板２２を設けて、標本９の光源走査エリア２００の一部にレーザ光が走査されない遮光エリア２００ｂができるようにしている。本実施形態は、２次元走査手段６が遮光エリア２００ｂを走査している際に検出されたオフセット電圧値を利用して、オフセット補正値を算出する。そして、本実施形態は、算出したオフセット値により標本から発せられた光を変換した電気信号を補正するようにしている。

すなわち、本実施形態によれば、自動的にオフセット値が調整されるため、顕微鏡システムの調整作業の負担を軽減することができる。例えば、本実施形態では、光検出部１０５の感度調整（印加電圧の調整、レーザ光の照射量の調整、或いは電子回路内の積分器の積分時間の設定等）を行った場合でも、オフセット補正値を算出するための調整作業（シャッタを閉じて行うオフセット補正値の算出処理等）を行う必要がない。

なお、複数の光検出器を有するマルチチャンネル型光検出器１６を用いる場合、本実施形態は特に有効である。検出誤差に固体差がある光検出器毎にオフセット補正値を求めるための調整作業を行う必要がないからである。

また、本実施形態では、予め設定しておいたオフセット値を利用するのではなく、標本９からのデータを取得する際、水平走査ライン毎にオフセット値を算出するようにしている。

そのため、本実施形態によれば、感度調整等の顕微鏡システムの設定変更を行っても、設定変更により変化するオフセットにリアルタイムで対応することができる。その結果、本実施形態によれば、コントラストが良好な画像データを得る可能性を高めることができる。

なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、遮光板２２により、標本９の光源走査エリアの左側端部へのレーザ光の入射を遮光するようにしたがこれは例示に過ぎない。遮光板２２は、標本９の光源走査エリアの一部に対して、レーザ光を遮光できるように構成されていればよい。

例えば、遮光板２２は、図７に示した水平走査ラインの１ライン目の「１番目」の走査位置から「３番目」の走査位置だけを遮光する形状にしてもよい。また、例えば、遮光板２２は、標本９の光源走査エリアの１ライン目の走査位置だけを遮光する形状にしてもよい。これらの場合、水平走査ライン毎にオフセット補正値を算出するのではなく、１フレーム毎にオフセット補正値を算出する。具体的には、画像処理回路１８は、１ライン目の遮光エリア２００ｂを走査している際に光信号サンプリング回路１７から取得した輝度データを用いてオフセット補正値を算出する。画像処理回路１８は、算出したオフセット補正値を用いて、画像取得エリア２００ａを走査している際に取得した輝度データを補正する。

また、上記の説明では、２次元走査手段６は、レーザ光を一定方向の水平走査ライン３００で走査する場合を例示したが、特にこれに限定するものではない。例えば、２次元走査手段６は、レーザ光を往復でスキャンするように構成されていてもよい。なお、この場合、遮光板２２は、光源走査エリア２００の左右両端部への光の入射を遮光する形状に構成するとよい。そして、２次元走査手段６が左から右に向けてスキャンする水平走査ラインでは、画像処理回路１８は、左端部の遮光エリア２００ｂを走査している際に検出した輝度データからオフセット補正値を算出する。また、右から左に向けてスキャンする水平走査ラインでは、画像処理回路１８は、右端部の遮光エリア２００ｂを走査している際に検出した輝度データからオフセット補正値を算出する。

また、本実施形態では、顕微鏡システムが画像処理を行う場合、その都度、オフセット補正値を算出するようにしたが、特にこれに限定するものではない。予め設定されている感度から所定値以上感度が変化した場合、顕微鏡システムが自動的のオフセット補正値を変更するようにしてもよい。

例えば、レーザ走査顕微鏡１０１のピンホール１２（或いは、スペクトルディテクタ１０２の光入力部）の手前の光路に標本９からの蛍光を遮断できるシャッタを設ける。シャッタの開閉は、画像処理回路１８が制御する。画像処理回路１８は、スペクトルディテクタ１０２が出力する輝度データを用いて、検出感度が設定されている感度から所定値以上変化しているか否かを判定する。そして、画像処理回路１８は、感度が所定値以上変更していると判定した場合、シャッタを閉じ、光検出部１０５への光の入力を遮断した上で、オフセット補正値を算出するようにしてもよい。画像処理回路１８は、算出したオフセット補正値を新たなオフセット補正値に設定する。その後、画像処理回路１８は、シャッタを開けて、設定したオフセット補正値を用いて輝度データの補正を行う。

また、例えば、上述したシャッタに代えて、遮光板２２を画像処理回路１８からの制御にしたがい移動可能な構成にしてもよい。この場合、遮光板２２を２次元走査手段６が走査するレーザ光を遮断しない位置に配置しておく。そして、画像処理回路１８は、検出感度が設定値に比べて所定値以上変化した場合、遮光板２２を上述した実施形態の位置に移動させ、オフセット補正値を算出する。画像処理回路１８は、算出したオフセット補正値を新たなオフセット補正値に設定する。その後、画像処理回路１８は、遮光板２２をレーザ光の光路を遮光しない位置に戻し、設定したオフセット補正値を用いて画像データの補正を行う。このように感度が所定値以上変更した場合にだけ、オフセット補正値を設定し直すように構成することで、簡単に適正なオフセット値を設定でき、かつ２次元走査手段６が走査する走査領域を有効に利用することができる。

本実施形態では、複数の光検出器を有するマルチチャンネル型光検出器１６を用いる場合を例にしたが、光検出器にシングルディテクタを用いるようにしてもよい。

また、本実施形態では、光信号サンプリング回路１７の中でＡ/Ｄ変換するようにしているが、Ａ/Ｄ変換をコントローラ１０３側で行うようにしてもよい。

本発明の実施形態が適用された顕微鏡システムの概略を示す図である。本発明の実施形態の光源走査エリア２００を説明するための図である。本発明の実施形態の光検出系のブロック図である。本発明の実施形態の検出回路のブロック図である。本発明の実施形態の顕微鏡システムが光源走査エリア２００を走査している際の同期信号と画像データ取得処理とのタイミングを例示した図である。本発明の実施形態の顕微鏡システムがレーザ光を標本に照射してから画像を表示するまでの処理の流れを説明するための図である。本発明の実施形態の顕微鏡システムの走査位置を説明するための図である。

符号の説明

１…レーザ、２…シャッタ、３…光ファイバー、４…レンズ、５…1stダイクロイックミラー、６…２次元走査手段、７…リレー光学系、８…対物レンズ、９…標本、１０…ステージ、１１…集光レンズ、１２…ピンホール、１３…光ファイバー、１４…レンズ、１５…分光素子、１６…マルチチャンネル光検出器、１７…光信号サンプリング回路、１８…画像処理回路、１９…装置制御回路、２０…ＸＹスキャナ駆動回路、２１…モニタ、２２…遮光板、３０…信号線、１０１…レーザ走査顕微鏡、１０２…スペクトルディテクタ、１０３…コントローラ、１０４…信号線、１０５…光検出部、１０６…画像処理部、１７０…検出回路、２００…光源走査エリア

Claims

光を走査して標本を照明する走査手段と、前記走査手段の走査により当該標本が発した光を検出して電気信号に変換する光電変換手段と、該変換した電気信号を用いて画像処理を行う画像処理手段とを備えた顕微鏡において、
前記走査手段の光の走査領域の一部の領域に対して前記走査手段が走査する光を遮光する遮光部と、
前記走査手段が走査する光を前記遮光部が遮光している際に前記光電変換手段が光電変換した電気信号を用いてオフセット値を算出し、前記算出したオフセット値を用いて前記標本から発せられた光を光電変換した前記光電変換手段の電気信号を補正する手段と、を有すること
を特徴とする顕微鏡。
請求項１に記載の顕微鏡であって、
前記遮光部は、前記走査手段と前記標本との間の光路に設けられていること
を特徴とする顕微鏡。
請求項１に記載の顕微鏡であって、
前記走査領域の一部の領域には、前記走査手段が走査する各走査ラインの一部の走査位置が含まれていて、
前記補正する手段は、
前記走査ライン毎にオフセット値を算出し、当該走査ライン毎に前記算出したオフセット値を用いて前記標本から発せられた光を変換した電気信号を補正すること
を特徴とする顕微鏡。