JP2008164834A - 顕微鏡及び顕微鏡の明るさ調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】観察画像の明るさを簡単に調整できる顕微鏡を提供することである。
【解決手段】表示部３００の輝度プロファイルウィンドウ３２には、輝度プロファイル３２ａと基準ライン３２ｂが表示され、基準ライン３２ｂは、輝度プロファイル３２ａの最大値の位置に表示される。カーソル３２ｃを基準ライン３２ａの位置に合わせ、カーソル３２ｃを上方向に移動させると、基準ライン３２ｃが上方向に移動し、それに伴って輝度プロファイル３２ａの最大値が上方向に移動する。これにより、観察画像３１の明るさを明るくする方向に調整できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、顕微鏡とその顕微鏡の観察画像の明るさ調整方法に関する。

観察試料から反射及び透過された照明光を光検出器などを介して電子画像として表示させる顕微鏡では、観察画像の明るさを調整するために、光検出器の出力信号を増幅する増幅器のゲインを調整する、あるいは照明光の光量を調整することが行われている。例えば、光検出器として光電子倍増管を用いる場合には、光電子倍増管に印加する電圧を制御して出力信号のレベルを調整している。また、ＣＣＤカメラやフォトダイオードなどを用いる場合には、増幅回路のゲインを制御して出力信号のレベルを調整している。また、照明光の光源としてハロゲンランプ、レーザダイオード、ＬＥＤなどを用いる場合には、光源の駆動電流を調整し、あるいはＮＤ（Neutral Density）フィルタなどで照明光の遮光量を調整することが行われている。

観察画像の明るさを調整する方法として、マニュアルで調整する方法と自動調整する方法がある。ここで、マニュアルで調整する場合と、自動で調整する場合の従来の調整方法について図１３（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

図１３（Ａ）に示すように、表示部３００には、観察画像３１が表示される領域と輝度プロファイル３２ａが表示される輝度プロファイルウィンドウ３２と、照明光調整スライダ３４と、ゲイン調整スライダ３５等が表示される制御パネル３３が設けられている。

各調整スライダには、図１３（Ｂ）に示すようにＵＰボタン３４ａとＤＯＷＮボタン３４ｂとスライダバー３４ｃが設けられている。ＵＰボタン３４ａとＤＯＷＮボタン３４ｂをマウスでクリックすると、１回クリックする毎に一定量だけ照明光の光量や検出信号のゲインが増加または減少する。ＵＰボタン３４ａまたはＤＯＷＮボタン３４ｂが操作されると、スライダバー３４ｃの位置も同時に変化し、そのときの調整状態が指示値３４ｄとして照明光調整スライダ３４の上部に表示される。また、スライダバー３４ｃを直接マウスで操作して光量やゲインを調整することもできる。

自動で調整する場合には、制御パネル３３に表示されるオートゲインボタン４１を操作する。オートゲインボタン４１が操作されると、自動調整機構が起動し最適な明るさとなるように自動的に照明光の光量や増幅率が調整される。

特許文献１には、オートゲイン調整機能を有する走査形レーザ顕微鏡において、自動調整の基礎となる調整条件の設定を可能にすることが記載されている。
特許文献２には、共焦点顕微鏡システムにおいて、任意の直線に沿う画素の受光量の分布を示すグラフをピークホールド画像に重ねてリアルタイムで表示する光量プロファイル表示機能について記載されている。

特許文献３には、レーザ変調共焦点顕微鏡システムにおいて、レーザ光の照射光量を設定可能にすることが記載されている。
ところで、マニュアル操作により観察画像３１の明るさを調整する場合、明るさの調整量が大きいときには、ＵＰボタン３４ａまたはＤＯＷＮボタン３４ｂを何度も操作する必要があり調整作業が煩わしかった。これに対して、スライダバー３４ｃをドラックアンドドロップなどの操作で動かす調整方法は、１回の操作で大きな調整量を得ることができるが、微妙な位置の調整が難しいので目標とする明るさに対して明るすぎたり、暗すぎたりすることがある。従って、スライダバー３４ｃで明るさを粗調整し、その後、ＵＰボタン３４ａまたはＤＯＷＮボタン３４ｂを操作して微調整することが行われていた。しかしながら、この調整方法は調整に２段階の手間がかかり煩雑である。

さらに、従来のスライダバー３４ｃをマウス等で操作する方法は、スライダバー３４ｃの操作量が大き過ぎて明るさのダイナミックレンジをオーバーした場合、フォトマルチプライヤー等の受光素子が損傷する可能性があった。そのため、受光素子の損傷を防ぐために照明光の光量や検出信号の増幅率を制限する自動保護回路を設ける必要があった。自動保護回路を設けると、観察画像３１の明るさを調整するときに、自動保護回路が動作して明るさの調整に支障がでる可能性がある。

また、明るさを自動調整する方法は、観察画像３１上に輝度ノイズが乗っている場合、最大輝度として輝度ノイズが検出され、その輝度ノイズを基準にして明るさが自動調整されるので、観察したい箇所が最適な明るさに調整されないという問題点があった。

さらに、照明光の反射率が大きく異なる場合には、反射率の低い箇所や高い箇所に対してユーザの希望する明るさに調整にすることが困難であった。また、顕微鏡で観察する観察試料は多種多様であり、そのような観察試料に対して最適な明るさの観察画像３１を得るためには、試料に応じて自動調整機構の設定を変える必要があった。
特開２００６−１２６３７５号公報 特開２００４−１５７４１０号公報 特開２００５−１８９７７４号公報

本発明の課題は、観察画像の明るさを簡単に調整できる顕微鏡を提供することである。

本発明の顕微鏡は、観察試料の照明となる光源と、前記観察試料からの反射光を検出し、検出した光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、前記受光手段の前記検出信号に基づいて前記観察試料の観察画像を作成して表示部に表示させる画像作成手段と、前記画像作成手段により作成される前記観察画像の輝度情報を取得して、前記観察画像の輝度変化を示す輝度プロファイルを前記表示部の輝度プロファイルウィンドウに表示させる表示制御手段と、前記輝度プロファイルウィンドウ上で所望する位置を指示する指示手段と、前記指示手段による前記輝度プロファイルウィンドウ上での指示に基づいて前記観察画像の明るさを調整する制御手段とを備える。

上記の発明の顕微鏡において、前記表示制御手段は、前記輝度プロファイルウィンドウに前記輝度プロファイルと基準ラインを表示させ、前記制御手段は、前記指示手段により前記基準ライン上の任意の位置が指示され、かつ前記基準ラインの移動が指示されたとき、指示された移動の量に基づいて、前記観察画像の明るさを調整する。

上記の発明の顕微鏡において、前記制御手段は、前記指示手段により前記輝度プロファイル上の任意の位置が指示され、かつ前記輝度プロファイルの移動が指示されたとき、指示された移動の量に基づいて、前記観察画像の明るさを調整する。

上記の発明の顕微鏡において、前記表示制御手段は、前記観察画像の明るさの調整に基づいて変化する前記輝度プロファイルを、前記指示手段による前記観察画像の明るさの調整に連動して、前記輝度プロファイルウィンドウに表示させる。

上記の発明の顕微鏡において、前記画像作成手段は、前記観察画像上に、前記表示ラインを複数表示させ、前記表示制御手段は、複数表示された前記表示ライン毎で指定される位置の前記輝度情報をそれぞれ取得し、取得された前記輝度プロファイルを前記輝度プロファイルウィンドウ上に表示する。

本発明によれば、簡単な操作で顕微鏡の観察画像の明るさを調整することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、実施の形態の顕微鏡５００の全体構成を示す図である。この実施の形態は、共焦点走査型レーザ顕微鏡に関するものである。

図１において、顕微鏡５００は、光学系からなる顕微鏡本体１００とコントローラ部２００と表示部３００と指示部４００とからなる。コントローラ部２００としてはパーソナルコンピュータや専用のコントローラユニット、表示部３００としては液晶ディスプレイ、指示部４００としてはマウス、キーボード、スタイラスなどが用いられる。

顕微鏡本体１００は、レーザ光２を出力するレーザ光源１と、レーザ光２を反射または透過させる偏光ビームスプリッタ３と、レーザ光２を２次元走査する２次元走査機構４と、瞳投影レンズ５と、１／４波長板６と、結像レンズ７と、対物レンズ８と、対物レンズ８で集光されるレーザ光２と観察試料９の相対位置を調整するステージ１０と、対物レンズ移動機構１１とを有する。また、顕微鏡本体１００は、観察試料９からの反射レーザ光を結像させる結像レンズ１２と、共焦点絞り１３と、反射レーザ光を受光する受光部１４とを有する。

２次元走査機構４としては、例えば、ガルバノミラー、受光部１４としては光電子倍増管やフォトダイオードなどを用いることができる。対物レンズ８は複数使用可能であり、それらの対物レンズ８が対物レンズ移動機構１１に搭載され、対物レンズ８をレーザ光２の光軸上に移動させてピント調整を行うことも可能である。ステージ１０は、手動で調整するマニュアルステージ、あるいは電動ステージの何れでも良い。

ここで、顕微鏡本体１００の光学系の原理を説明する。レーザ光源１から放射されたレーザ光２は、偏光ビームスプリッタ３を通過して２次元走査機構４により２次元方向に偏向される。２次元方向に偏向されたレーザ光２は瞳投影レンズ５で一度結像され、１／４波長板６を通過して偏光状態が１／４波長分変化する。そして、結像レンズ７を通過し、対物レンズ８に導かれて集光され、集光されたレーザ光２は観察試料９上で反射される。対物レンズ８の瞳位置と２次元走査機構４のレーザ光２の反射位置とが共役な位置に配置されているため、観察試料９で反射されて戻ってきたレーザ光２は、それまで通過してきた光路と同じ光路を戻る。また、レーザ光２は１／４波長板６を２度通過することになり、偏光ビームスプリッタ３に到達した反射レーザ光２は偏光状態が１／２波長分異なる。従って、反射レーザ光２は偏光ビームスプリッタ３により結像レンズ１２の方向に反射される。結像レンズ１２に入射したレーザ光２は共焦点絞り１３の絞り穴を通過した後、受光部１４で検出され、受光したレーザ光２の強度に応じた出力信号に変換される。この出力信号の大きさを明るさとしてコントローラ部２００が観察画像を生成する。

ここで、共焦点絞り１３は対物レンズ８の集光位置と共役な位置に配置されているので、対物レンズ８により観察試料９上で集光されたレーザ光２のみ共焦点絞り１３の絞り穴を通過することが可能となる。従って、受光部１４によって検出されたレーザ光２に基づいて構築される観察画像は、焦点深度が浅くコントラストの高い画像を得ることができる。

コントローラ部２００は、制御部２１と第１演算部２２と第２演算部２３とを有する。制御部２１は、指示部４００からの指示に従ってレーザ光源１の発光光量や受光部１４の出力信号のゲインの制御を行う。具体的には、レーザ光源１のレーザダイオードへの指示電圧を変化させ、あるいはレーザ光源１に遮光率が一様でないＮＤフィルタを搭載しておき、そのＮＤフィルタを動かすことによりレーザ光２の光量を調整する。また、制御部２１は、受光部１４に光電子倍増管を使用している場合には印加電圧の大きさを調整し、あるいはフォトダイオードを使用している場合には増幅回路のゲインを調整する。

第１演算部２２は、受光部１４の出力信号（検出信号）の輝度情報に基づいて観察画像を生成し、その観察画像を表示部３００に表示する。
第２演算部２３は、第１演算部２２から観察画像の輝度情報を取得し、観察画像の特定のラインの輝度変化を示す輝度プロファイルを生成し、その輝度プロファイルを表示部３００に表示する。第１演算部２２と第２演算部２３は、画像作成手段と表示制御手段に対応する。

図２は、表示部３００の構成を示す図である。表示部３００の右側には、観察画像３１がリアルタイムで表示される画像ウィンドウ３０と、輝度プロファイル３２ａが表示される輝度プロファイルウィンドウ３２が表示され、表示部３００の左側には、光量、ゲイン等を調整するための制御パネル３３が表示される。

画像ウィンドウ３０には、観察画像３１と表示ライン３１ａが表示され、その下側の輝度プロファイルウィンドウ３２には、表示ライン３１ａ上の観察画像３１の輝度変化を示す輝度プロファイル３２ａが表示される。

制御パネル３３には、照明光調整スライダ３４と、ゲイン調整スライダ３５と、プロファイル調整スライダ３６と、輝度プロファイルウィンドウ３２に輝度プロファイルを表示させるか否かを決めるプロファイルチェックボックス３６ｅが表示される。

光量調整スライダ３４は、レーザ光源１から放射されるレーザ光の光量を調整するためのものである。ゲイン調整スライダ３５は、受光部１４の出力信号を増幅する図示しない増幅回路のゲインを調整するためのものである。

プロファイル調整スライダ３６は、観察画像３１の輝度プロファイルを表示させる位置（表示ライン３１ａの指す位置）を調整するためのものである。
プロファイル調整スライダ３６は、図２（Ｂ）に示すように、ＵＰボタン３６ａとＤＯＷＮボタン３６ｂとスライダバー３６ｃを有している。これらのボタンまたはバーを操作して表示ライン３１ａを上方向または下方向に移動させることで観察画像３１の輝度プロファイル３２を表示する位置を任意に指定できる。

スライダバー３６ｃは、表示ライン３１ａの位置を調整するためのものであり、スライダバー３６ｃをマウスでクリックして左右に移動させることで、表示ライン３１ａを上下に任意量移動させることができる。また、ＵＰボタン３６ａとＤＯＷＮボタン３６ｂをマウスでクリックすることで、１クリック毎に表示ライン３１ａを上方向または下方向に一定量移動させ、観察画像３１の輝度プロファイルを表示させる位置を任意に変更することができる。設定された表示ライン３１ａの位置は、プロファイル調整スライダ３６の上部に指示値（例えば、「Profile 250」）３６ｄとして表示される。

次に、本発明の第１の実施の形態の観察画像３１の明るさの調整方法について、図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
この第１の実施の形態では、図３（Ａ）に示すように、輝度プロファイルウィンドウ３２には、輝度プロファイル３２ａと基準ライン３２ｂが同時に表示される。基準ライン３２ｂは、輝度プロファイル３２ａの最大値の位置に表示される。輝度プロファイルウィンドウ３２内にカーソル３２ｃを移動させると、カーソル３２ｃは斜め方向を指す矢印で表示される。なお、基準ライン３２ｂを表示する位置は、輝度プロファイル３２ａの最大値の位置に限らず、輝度プロファイル３２ａと水平方向で交差または接する任意の位置に表示させても良い。

図３（Ｂ）は、カーソルを基準ライン３２ｂ上に移動させたときの表示状態を示している。カーソル３２ｃを基準ライン３２ｂ上に移動させると、カーソル３２ｃの形状は、斜め方向を指す矢印から上下方向を指す矢印に変化する。カーソル３２ｃが上下方向を指す矢印で表示される状態は、基準ライン３２ｃを上下方向に移動可能な状態である。

図３（Ｃ）は、基準ライン３２ｃを上方向に移動させたときの表示状態を示している。図３（Ｂ）の状態で基準ライン３２ｂ上にあるカーソル３２ｃを上方向に移動させると、基準ライン３２ｃが上方向に移動し、基準ライン３２ｃの移動に応じてレーザ光２の光量または受光部１４のゲインが大きくなると、それに伴って輝度プロファイル３２ａの最大値も大きくなり、表示ライン３１ａ上の観察画像３１の明るさが明るくなる。また、輝度プロファイル３２ａの波形の振幅も大きくなる。

輝度プロファイルウィンドウ３２の枠の上限３２ｄ及び下限３２ｅは、観察画像３１の明るさのダイナミックレンジの上限及び下限と対応するので、基準ライン３２ｃを上方向に移動させて輝度プロファイル３２ａの最大値を輝度プロファイルウィンドウ３２の上限３２ｄに近づけることで、観察画像３１の明るさを明るくすることができる。同様に、基準ライン３２ｃを下方向に移動させて輝度プロファイル３２ａの最大値を上限３２ｄから遠ざけることで、観察画像３１の明るさを暗くすることができる。

このように、輝度プロファイルウィンドウ３２上で基準ライン３２ｂを移動させることで、観察画像３１の明るさを任意に調整することができる。このとき、輝度プロファイル３２ａの最大値が輝度プロファイルウィンドウ３２の上限３２ｄを超えないように輝度を調整することで、観察画像３１の明るさが予め決められているダイナミックレンジを超えないように制御し、かつ特定の表示ライン３１ａ上の観察画像３１の明るさを操作者の望む明るさに調整することができる。

図４は、上述した本発明の第１の実施の形態の観察画像３１の明るさの調整方法を示すフローチャートである。
操作者は、観察画像３１をリアルタイムで表示部３００に表示させる（図４，Ｓ１１）。次に、輝度プロファイル３２ａのプロファイルチェックボックス３６ｅをオンして、輝度プロファイルウィンドウ３２に、観察画像３１の表示ライン３１ａ上の輝度変化を示す輝度プロファイル３２ａを表示させる（Ｓ１２）。

次に、プロファイル調整スライダ３６を操作して表示ライン３１ａを上下に移動させ、表示させたい位置の輝度プロファイル３２ａを輝度プロファイルウィンドウ３２上に表示させる（Ｓ１３）。

次に、輝度プロファイルウィンドウ３２上の基準ライン３２ｂ上にカーソル３２ｃを合わせる（Ｓ１４）。
次に、マウスなどを操作して基準ライン３２ｂを上方向または下方向に移動させ、観察画像３１の明るさを調整する（Ｓ１５）。

コントローラ部２００の第１演算部２２は、指示部４００の指示により基準ライン３２ｂ上にカーソル３２ｃが移動され、基準ライン３２ｂが選択状態となったことを検出し、さらにカーソル３２ｃの位置が変更されたことを検出すると、カーソル３２ｃの移動先の位置を第２演算部２３に通知する。第２演算部２３は、カーソル３２ｃの移動先の位置に基準ライン３２ｂを移動させるとともに、制御部２１による基準ライン３２ｂの移動量に基づくレーザ光源１の光量の調整または受光部１４のゲインの調整によって変化する輝度プロファイル３２ａを表示する。

上述した第１の実施の形態によれば、輝度プロファイルウィンドウ３２に表示される基準ライン３２ｂを上下方向に移動させることで、観察画像３１の特定の位置の明るさを操作者の望む明るさに調整することができる。このとき、輝度プロファイルウィンドウ３２の上限３２ｄと下限３２ｅを、観察画像３１の明るさのダイナミックレンジの上限値及び下限値と等しく設定しておくことで、輝度プロファイル３２ａの輝度の最大値が、観察画像３１の明るさのダイナミックレンジの上限値を超えない範囲で、かつ最適な明るさになるように調整することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態の観察画像の明るさの調整方法について、図５〜図７を参照して説明する。この第２の実施の形態は、観察画像３１上に複数の表示ラインを設定可能にし、表示ライン毎に輝度プロファイル表示させ、観察画像３１の複数の箇所により明るさを調整できるようにしたものである。この第２の実施の形態の顕微鏡５００の基本的構成は、図１と同じである。

この第２の実施の形態においては、制御パネル３３には、観察画像３１上に表示される２本の表示ライン（図６に示す第１表示ライン３８ａと第２表示ライン３８ｂ）の選択を切り換えるための第１表示ライン表示ボタン３７ａと第２表示ライン表示ボタン３７ｂが表示される。この第１表示ライン表示ボタン３７ａと第２表示ライン表示ボタン３７ｂの一方を選択すると、選択した方の表示ボタンに対応する表示ラインが選択状態となり、選択された表示ラインの位置が変更可能となる。

図５は、輝度プロファイルウィンドウ３２に、第１表示ライン３８ａに対応する第１輝度プロファイル３９ａを表示させたときの表示状態を示している。図６は、第１表示ライン３８ａと第２表示ライン３８ｂに対応する第１輝度プロファイル３９ａと第２輝度プロファイル３９ｂを表示させたときの表示状態を示している。

表示部３００に観察画像がリアルタイムで表示されている状態で、操作者が、プロファイルチェックボックス３６ｅをオン（プロファイルチェックボックス３６ｅの表示が×印の状態）にすると、初期状態では、第１表示ライン３８ａがアクティブな状態（選択された状態）となり、プロファイル調整スライダ３６により第１表示ライン３８ａの位置を任意に設定することができる。このとき、コントローラ部２００の第２演算部２３（図１参照）は、観察画像３１の輝度情報を第１演算部２２から取得し、第１表示ライン３８ａ上の観察画像３１の輝度変化を示す第１輝度プロファイル３９ａを輝度プロファイルウィンドウ３２にリアルタイムで表示させる（図５の表示状態）。

操作者が、第２表示ライン表示ボタン３７ｂを操作すると、第２表示ライン３８ｂが選択された状態となり、プロファイル調整スライダ３６を操作して第２表示ライン３８ｂの位置を任意に設定できる。このとき、第２演算部２３は、第１演算部２２から取得した輝度情報に基づいて第２表示ライン３８ｂ上の観察画像３１の輝度変化を示す第２輝度プロファイル３９ｃを輝度プロファイルウィンドウ３２にリアルタイムで表示させる（図６の表示状態）。

次に、上記の第２の実施の形態の観察画像３１の明るさの調整方法を図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
輝度プロファイルウィンドウ３２には、図７（Ａ）に示すように、第１表示ライン３８ａ上の観察画像３１の輝度変化を示す第１輝度プロファイル３９ａと、第２表示ライン３８ｂ上の輝度変化を示す第２輝度プロファイル３９ｃが表示され、さらに、第１輝度プロファイル３８ａの最大値の位置に第１基準ライン３９ｂが表示され、第２輝度プロファイル３８ｃの最大値の位置に第２基準ライン３８ｄが表示される。

操作者が、指示部４００を操作してカーソル３２ｃを輝度プロファイルウィンドウ３２内に移動させると、カーソル３２ｃは、図７（Ａ）に示すように斜め方向を向いた矢印で表示される。この状態でカーソル３２ｃを第１基準ライン３９ｂ上に移動させカーソルをクリックすると、カーソル３２ｃの形状が、斜め方向を指す矢印から上下方向を指す矢印に変化する。この状態は第１基準ライン３９ｂを上下方向に移動可能な状態である（図７（Ｂ）の状態）。

次に、指示部４００を操作してカーソル３２ｃを上方向または下方向に移動させると、第１基準ライン３９ｂが上方向または下方向に移動し、制御部２１により、その移動量に基づくレーザ光源１の光量の調整または受光部１４のゲインの調整が行われる。そして、この調整により、第１輝度プロファイル３９ａの最大値が大きくなり輝度プロファイルウィンドウ３２の上限３２ｄに近づく、あるいは最大値が小さくなり、上限３２ｄから離れる。この時、輝度プロファイル３９ａの最大値が輝度プロファイルウィンドウ３２の上限３２ｄに近づくと観察画像３１の明るさが明るくなり、輝度プロファイル３９ａの最大値が上限３９ｄから遠ざかると観察画像３１の明るさが暗くなる。このようにして観察画像３１の明るさを任意に調整できる。なお、この調整時、第２輝度プロファイル３９ｃも、制御部２１によるレーザ光源１の光量の調整または受光部１４のゲインの調整に伴って変化する。

次に、カーソル３２ｃを第２基準ライン３９ｄ上に移動させ、同様の操作を行うと、カーソル３２ｃの形状が上下方向を指す矢印に変化し、第２基準ライン３９ｄの位置が調整可能となる（図７（Ｃ）の状態）。第２基準ライン３９ｄを上方向または下方向に移動させることで観察画像３１の明るさを任意に調整できる。

上述した第２の実施の形態によれば、観察画像３１の複数の箇所の輝度プロファイル３９ａ、３９ｃの波形の最大値が、輝度プロファイルウィンドウ３２の上限３２ｄ未満となるように調整することで、観察画像３１の複数の箇所の明るさが決められたダイナミックレンジの範囲に入り、かつ観察画像３１の複数の箇所の明るさを操作者の望む明るさに調整することができる。これにより、例えば、観察画像３１内の最高輝度の部分と、最低輝度の部分の輝度プロファイル３９ａ、３９ｃを輝度プロファイルウィンドウ３２に同時に表示させて、お互いの明るさが最適になるように調整することができる。また、反射率の異なる複数箇所の輝度プロファイルを同時に表示させることによって、それら複数箇所の明るさが決められたダイナミックレンジに入るように簡易に調整することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態の観察画像３１の明るさの調整方法について図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
第３の実施の形態は、基準ライン３２ｂを用いずに観察画像３１の明るさ変更できるようにしたものである。第３の実施の形態の顕微鏡５００の基本的構成は図１と同じである。

輝度プロファイルウィンドウ３２には、観察画像３１の特定のラインの輝度プロファイル３２ａが表示される。輝度プロファイルウィンドウ３２にカーソル３２ｃを移動させると、斜めの方向を指す矢印でカーソル３２ｃが表示される（図８、（Ａ）の表示状態）。

次に、カーソル３２ｃを輝度プロファイル３２ａ上の任意の位置に移動させた後、指示部４００のマウスをクリックすると、カーソル３２ｃの形状が斜め方向を指す矢印から上下方向を指す矢印に変化する。この状態は、カーソル３２ｃを上下に移動させることで、カーソル３２ｃのある位置の輝度プロファイル３２ａの輝度を任意に調整できる状態である（図８、（Ｂ）の表示状態）。

図８（Ｂ）の状態でカーソル３２ｃを上方向に移動させると、カーソル３２ｃで指定される位置に応じて、制御部２１はレーザ光源１の光量または受光部１４のゲインが増加するような制御を行い、観察画像３１の明るさが明るくなるように調整される。この時、輝度プロファイル３２ａの波形全体も上方向に移動する（図８，（Ｃ）の表示状態）。

上述した第３の実施の形態によれば、輝度プロファイル３２ａ上の任意の位置の輝度に基づいて調整することができるので、観察画像３１の特定の位置の明るさを輝度プロファイル３２ａの最大値がダイナミックレンジの上限値を超えないように調整することができる。

また、第３の実施の形態は、輝度プロファイル３２ａ上の任意の位置の輝度に基づいて調整することができるので、例えば、観察画像３１の最大輝度がノイズの影響を受けている場合でも、輝度プロファイル３２ａのノイズの影響を受けていない部分の輝度に基づいて変化させ、観察画像３１を最適な明るさに調整することができる。これにより輝度ノイズの影響を受けずに観察画像３１の明るさを調整することができる。

次に、上述した第１〜第３の実施の形態の変形例について説明する。以下の変形例は、輝度プロファイルウィンドウ３２上で観察画像３１の明るさを調整する場合の実現方法の１つであり、上述した第１〜第３の実施の形態の何れにも適用できる。
<変形例１>
変形例１は、上述した第１〜第３の実施の形態における観察画像３１の明るさを調整する具体的方法の一例である。この変形例１においては、輝度プロファイルウィンドウ３２上で観察画像３１の明るさを調整する場合、制御部２１が、レーザ光源１の発光光量を制御する。レーザ光源１の光量の調整方法としては、レーザダイオードに印加する電圧を変化させる、あるいはレーザ光源１から放射されるレーザ光２を遮光率が一様でないＮＤフィルによりレーザ光２の透過率を変化させて光量を制御する。これにより、受光部１４の検出感度を上げると、受光部１４から出力される出力信号のＳ／Ｎが悪くなるような場合でも、Ｓ／Ｎを劣化させずに観察画像３１の明るさを調整することができる。
<変形例２>
変形例２は、輝度プロファイルウィンドウ３２上で観察画像３１の明るさを調整する場合、第１演算部２２が受光部１４の出力信号に対してオフセットを加算または減算して観察画像３１を構築するものである。これにより、レーザ光源１からのレーザ光２の出射光量及び受光部１４の検出感度が共に調整範囲の最大値に達している場合でも、オフセット値を変化させることで観察画像３１の明るさを上げることができる。
<変形例３>
この変形例３は、輝度プロファイルウィンドウ３２上で観察画像３１の明るさを上げたい場合に、先ず、制御部２１がレーザ光源１から出射するレーザ光２の光量を上げ、出射光量が調整範囲の最大値に達したなら、次に、受光部１４の検出感度を上げる。逆に、観察画像３１の明るさを下げたい場合には、先ず、制御部２１が受光部１４の検出感度を下げ、受光部１４の検出感度が調整範囲の下限に達したなら、次に、制御部２１がレーザ光源１の出射光量を減らす。このように構成することで、受光部１４の検出感度を上げると出力信号のＳ／Ｎが悪化する場合でも、Ｓ／Ｎの良い条件で観察画像３１の明るさを調整できる。
<変形例４>
変形例４は、輝度プロファイルウィンドウ３２に表示される基準ライン３２ｂ、３９ｂ、３９ｄの表示に関するものである。変形例４では、カーソル３２ｃが輝度プロファイル３２ａ、３９ａ、３９ｃ上にあるときのみ基準ラインを表示する。このように構成することで、観察画像３１の明るさを調整しないときには、基準ラインが表示されないので輝度プロファイル３２ａ、３９ａ、３９ｃ等が見易くなる。
<変形例５>
変形例５は、輝度プロファイルに対する基準ライン３２ｂ、３９ｂ、３９ｄを、最大輝度値から最小輝度値の間で任意に設定できるようにしたものである。

制御パネル３３内に、図９（Ａ）に示すような基準ライン表示位置設定ウィンドウ４０を表示し、その基準ライン表示位置設定ウィンドウ４０内の入力ボックス４０ａの数値を書き換えることで基準ライン３２ｂの位置を任意に変えることができる。

例えば、入力ボックス４０ａに数値「７０」を設定すると、図９（Ｂ）に示すように、輝度プロファイル３２の最大輝度値の７０％の位置に基準ライン３２ｂが表示される。なお、基準ライン３２ｂの表示位置の設定方法は、図９（Ａ）に示すような入力ボックス４０ａに限らず、図２に示す光量調整スライダ３４等の表示形式でも良い。

このように構成することで、輝度プロファイル３２ａ、３９ａ、３９ｃの任意の位置に基準ライン３２ｂ、３９ｂ、３９ｄを表示させることができるので、輝度プロファイル３２ａ、３９ｂ、３９ｄに輝度ノイズが乗って、これらの輝度ノイズが最大輝度値として表示されている場合でも、基準ラインを最大輝度値より若干下げた位置に設定することで、輝度ノイズの影響を受けずに観察画像３１の明るさを調整することができる。
<変形例６>
変形例６は、輝度プロファイルウィンドウ３２に表示される基準ライン３２ｂ、３９ｂ、３９ｄの表示方法に関するものである。図１０及び図１１は、変形例６の基準ラインの表示方法の説明図である。

変形例６においては、カーソル３２ｃを基準ライン３２ｂ上に移動すると、カーソル３２ｃの形状が上下方向を指す矢印に変化する（図１０（Ａ）の表示状態）。この状態でカーソル３２ｃを移動させて、指示部４００のマウスをダブルクリックすると、基準ライン３２ｂの表示が消え（図１０，（Ｂ）の表示状態）、代わりに十字ラインＬ１、Ｌ２の交点がカーソル３２ｃとして表示される（図１０，（Ｃ）の表示状態）。

この状態で、操作者がカーソル３２ｃを移動させると、十字ラインＬ１、Ｌ２がカーソル３２ｃと共に移動する。カーソル３２ｃの移動方法としては、指示部４００としてマウスを使用している場合には、マウスを移動させるか、ダブルクリックしたままの状態でドラッグアンドドロップによりカーソル３２ｃを移動させる。

十字ラインＬ１、Ｌ２の交点のカーソル２１ｃを輝度プロファイル３２ａ上の目的の位置に移動させる。
十字ラインＬ１、Ｌ２の交点のカーソル２１ｃを輝度プロファイル３２ａ上の所望の位置に移動させたなら、指示部４００を操作して基準ライン３２ａの位置を確定する操作を行う。カーソル３２ｃの位置を確定する操作としては、指示部４００のマウスボタンを１回クリックする操作、あるいはマウスボタンを押したままドラッグアンドドロップで移動させた場合には、マウスボタンを離す等の操作を行う。この操作を行うと、十字ラインＬ１、Ｌ２の交点の位置の輝度プロファイル３２ａの輝度が基準ライン３２ｂの輝度として設定される。

指示部４００を操作して基準ライン３２ｂの位置を確定する操作を行うと、十字ラインＬ１、Ｌ２の表示が消え、指定した位置に基準ライン３２ｂが表示され、その基準ライン３２ｂ上に上下方向を指す矢印の形状のカーソル３２ｃが表示される（図１１，（Ａ）の表示状態）。

この状態でカーソル３２ｃを上方向に移動させると、基準ライン３２ｂが上方向に移動し、同時に輝度プロファイル３２ａの波形全体が上方向に移動し（図１１，（Ｂ）の状態）、観察画像３１の明るさが明るくなる。

ここで、変形例６の観察画像３１の明るさの調整方法について、図１２のフローチャートを参照して説明する。
操作者は、指示部４００を操作してリアルタイムの観察画像３１を表示部３００に表示させる（図１２，Ｓ２１）。

次に、輝度プロファイルウィンドウ３２に、表示ライン３１ａの位置の観察画像３１の輝度変化を示す輝度プロファイル３２ａを表示させる（Ｓ２２）。
次に、指示部４００を操作して表示ライン３１ａを移動させ、表示させたい位置の輝度プロファイル３２ａを輝度プロファイルウィンドウ３２に表示させる（Ｓ２３）。

次に、輝度プロファイルウィンドウ３２の基準ライン３２ｂ上にカーソル３２ｃを合わせ（Ｓ２４）、基準ライン３２ｂの位置を変更するか否かを決める（Ｓ２５）。
基準ライン３２ｂの位置を変更する場合には、マウス（指示部４００）のボタンをダブルクリックする（Ｓ２６）。マウスをダブルクリックすると、基準ライン３２ｂが十字ラインの表示に変更される（Ｓ２７）。

次に、マウス（指示部４００）を操作して基準ライン３２ｂを表示させたい位置まで十字ラインを移動させる（Ｓ２８）。
次に、移動先の位置でマウス（指示部４００）をクリックすると（Ｓ２９）、カーソル３２ｃと基準ライン３２ｂが元の表示状態に戻る（Ｓ３０）。

すなわち、コントロール部２００の第２演算部２３は、十字状の基準ライン３２ｂが輝度プロファイル３２ａ上の任意の位置まで移動された後、基準ライン３２ｂの位置を確定する操作（例えば、マウスをクリックする操作）が行われたか否かを検出する。そして、基準ライン３２ｂの位置を確定する操作が行われた場合には、基準ライン３２ｂを十字ラインから通常の水平方向に延びる基準ライン３２ｂに変更し、カーソル３２ｃの形状を上下方向を指す矢印に戻す。これにより、基準ライン３２ａがそのときカーソル３２ｃがある位置に設定される。

ステップＳ３０の次、または、ステップＳ２５において基準ライン３２ｂの位置を変更しなかった場合には、マウス（指示部４００）をドラッグアンドドロップさせてカーソル３２ｃを動かし、基準ライン３２ｂを上下方向に移動させる（Ｓ３１）。基準ライン３２ｂを上下方向に移動させると、輝度プロファイル３２ａの波形全体が上下に移動する。輝度プロファイル３２ａの位置が上下に移動することで観察画像３１の明るさが変化する（Ｓ３２）。

第２演算部２３は、基準ライン３２ｂが確定された後、基準ライン３２ｂを垂直方向に移動させる操作が行われたことを検出すると、制御部２１は、基準ライン３２ｂの移動量に基づいて、レーザ光源１の光量を変化させる、あるいは受光部１４の出力信号を増幅する増幅器のゲインを変化させ、これにより、観察画像３１の明るさが調整され、同時に輝度プロファイル２３ａも、基準ライン３２ｂの移動量分だけ垂直方向に移動する。

上述した変形例６によれば、輝度プロファイル３２ａまたは３９ａ、３９ｃの任意の位置に基準ライン３２ｂまたは３９ｂ、３９ｄを設定することができるので、観察画像３１で特に注目したい箇所がある場合に、十字状の基準ラインの交点を輝度プロファイル３２ａ（または３９ａ、３９ｃ）上で移動させて、その箇所の輝度プロファイル３２ａの輝度値を輝度プロファイルウィンドウ３２上で確認しながら、観察画像３１の特定の位置の明るさが最適な明るさとなるように調整することができる。

本発明は上述した実施の形態及び変形例に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）実施の形態では、輝度プロファイルウィンドウ３２の枠の上限３２ｄが観察画像３１の明るさのダイナミックレンジの上限値と等しくなるようにしたが、これに限らず、例えば、ダイナミックレンジの上限値を示すラインを輝度プロファイルウィンドウ３２内に基準ライン３２ｂと別に表示しても良い。そして、輝度プロファイル３２ａの最大値がその上限値を超えないように観察画像３１の明るさを調整すれば良い。
（２）上述した実施の形態では、顕微鏡５００が、顕微鏡本体１００とコントローラ部２００と表示部３００と指示部４００とからなるものとして説明したが、顕微鏡５００がそれらの一部のもので構成され、別に販売されている光学系の機器等と組み合わせて使用する場合にも本発明を適用できる。
（３）上記の実施の形態では、第１演算部２２と第２演算部２３の２つの演算部が、観察画像３１の作成及び表示機能と、輝度プロファイル３２ａと基準ライン３２ｂの表示機能を分担しているが、これらの機能を１つの演算部で実現しても良い。さらに、制御部２１と第１演算部２２と第２演算部２３の機能を１つの演算部で実現しても良い。
（４）上記の実施の形態では、表示ライン３１ａの位置を調整する方法として、プロファイル調整スライダ３６を用いて行っているが、マウス等の指示部４００により、観察画像３１上で直接指示して位置を調整してもよい。
（５）本発明は走査型レーザ顕微鏡に限らず他の光源を用いる顕微鏡にも適用できる。

実施の形態の顕微鏡の構成を示す図である。 第１の実施の形態の表示部の構成を示す図である。 第１の実施の形態の観察画像の明るさの調整方法の説明図である。 第１の実施の形態の観察画像の明るさの調整方法を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の表示部の構成と表示状態を示す図である。 第２の実施の形態の表示状態を示す図である。 第２の実施の形態の観察画像の明るさの調整方法の説明図である。 第３の実施の形態の観察画像の明るさの調整方法の説明図である。 変形例１の基準ライン表示位置設定ウィンドウと輝度プロファイルウィンドウの表示状態を示す図である。 変形例６の基準ラインの表示方法の説明図（１）である。 変形例６の基準ラインの表示方法の説明図（２）である。 変形例６の観察画像の明るさの調整方法を示すフローチャートである。 従来の表示部の構成と表示状態を示す図である。

符号の説明

１ レーザ光源
３ ビームスプリッタ
４ ２次元操作機構
５ 瞳投影レンズ
６ １／４波長板
７ 結像レンズ
８ 対物レンズ
９ 観察試料
１０ ステージ
２１ 制御部
２２ 第１演算部
２３ 第２演算部
３２ 輝度プロファイルウィンドウ
３２ａ 輝度プロファイル
３２ｂ 基準ライン
１００ 顕微鏡本体
２００ コントローラ部
３００ 表示部
４００ 指示部
５００ 顕微鏡

Claims (10)

1. 観察試料の照明となる光源と、
   前記観察試料からの反射光を検出し、検出した光量に応じた検出信号を出力する受光手段と、
   前記受光手段の前記検出信号に基づいて前記観察試料の観察画像を作成して表示部に表示させる画像作成手段と、
   前記画像作成手段により作成される前記観察画像の輝度情報を取得して、前記観察画像の輝度変化を示す輝度プロファイルを前記表示部の輝度プロファイルウィンドウに表示させる表示制御手段と、
   前記輝度プロファイルウィンドウ上で所望する位置を指示する指示手段と、
   前記指示手段による前記輝度プロファイルウィンドウ上での指示に基づいて前記観察画像の明るさを調整する制御手段と、
   を備える顕微鏡。
2. 前記表示制御手段は、前記輝度プロファイルウィンドウに前記輝度プロファイルと基準ラインを表示させ、
   前記制御手段は、前記指示手段により前記基準ライン上の任意の位置が指示され、かつ前記基準ラインの移動が指示されたとき、指示された移動の量に基づいて、前記観察画像の明るさを調整する請求項１記載の顕微鏡。
3. 前記制御手段は、前記指示手段により前記輝度プロファイル上の任意の位置が指示され、かつ前記輝度プロファイルの移動が指示されたとき、指示された移動の量に基づいて、前記観察画像の明るさを調整する請求項１記載の顕微鏡。
4. 前記表示制御手段は、前記観察画像の明るさの調整に基づいて変化する前記輝度プロファイルを、前記指示手段による前記観察画像の明るさの調整に連動して、前記輝度プロファイルウィンドウに表示させる請求項２または３記載の顕微鏡。
5. 前記画像作成手段は、前記観察画像の前記輝度プロファイルを表示させる位置を指定する表示ラインを前記観察画像上に表示させ、
   前記表示制御手段は、前記観察画像の前記表示ラインで指定される位置の輝度情報を取得し、
   取得された前記輝度プロファイルを前記輝度プロファイルウィンドウ上に表示する請求項１記載の顕微鏡。
6. 前記画像作成手段は、前記観察画像上に、前記表示ラインを複数表示させ、
   前記表示制御手段は、複数表示された前記表示ライン毎で指定される位置の前記輝度情報をそれぞれ取得し、取得された前記輝度プロファイルを前記輝度プロファイルウィンドウ上に表示する請求項５記載の顕微鏡。
7. 観察試料からの反射光を受光手段で検出し、前記受光手段で検出される検出信号に基づいて前記観察試料の観察画像を作成して表示部に表示する顕微鏡の観察画像の明るさ調整方法であって、
   前記観察画像の輝度情報を取得して前記観察画像の輝度変化を示す輝度プロファイルを前記表示部の輝度プロファイルウィンドウに表示させ、
   前記輝度プロファイルウィンドウ上で所望する位置を指示し、
   前記指示に基づいて前記観察画像の明るさを調整する顕微鏡の観察画像の明るさ調整方法。
8. 前記輝度プロファイルウィンドウに前記輝度プロファイルと基準ラインを表示させ、
   前記基準ライン上の任意の位置が指示され、かつ前記基準ラインの移動が指示されたとき、指示された移動の量に基づいて、前記観察画像の明るさを調整する請求項７記載の顕微鏡の観察画像の明るさ調整方法。
9. 前記輝度プロファイルの上の任意の位置が指示され、かつ前記輝度プロファイルの移動が指示されたとき、指示された移動の量に基づいて、前記観察画像の明るさを調整する請求項８記載の顕微鏡の観察画像の明るさ調整方法。
10. 前記観察画像の明るさの調整に基づいて変化する前記輝度プロファイルを、前記観察画像の明るさの調整に連動して、前記輝度プロファイルウィンドウに表示させる請求項８または９記載の顕微鏡の観察画像の明るさ調整方法。