JPH08160304A - 走査型光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、簡易な構成でありながら、画
面内の所望部分領域についての画像強調や画像補正を行
うことができる走査型光学顕微鏡を提供することにあ
る。 【構成】標本に対してスポット光を走査してその光を検
出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡において、前
記検出された光対応の信号を増幅する利得可変増幅手段
2と、前記検出された光対応の信号に所望オフセット値
を付与するためのオフセット量設定可能なオフセット付
与手段3 とを用いると共に、前記利得可変増幅手段の利
得と前記オフセット付与手段のオフセット量をサンプリ
ングパルスに同期して可変する可変手段6,7A,9,10A,11
A,12Aを設ける構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば走査型光学顕微
鏡にかかわり、特にその光電変換回路に利用され、サン
プリングパルスに同期して可変利得増幅回路の利得とオ
フセット回路のオフセット量とを両方同時にまたは片方
のみ可変することにより画像の特定部位を強調表示した
り、画像補正したりするサンプリング回路系の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】光学顕微鏡は、ステージ上に載置したプ
レパラート上の試料を、対物レンズで拡大して観察する
構造であり、一般に、試料の照明はランプなどの光源か
らの光をコンデンサレンズを用いて試料の観察領域全体
に、均等になるようにして当てる構造を採用していた。

【０００３】しかしながら、照明系としてこのような構
造を採用した場合、フレア等の問題があり、また、低コ
ントラストの試料を観察するにあたっては大変見ずらい
と云う問題があり、これを改善するものとして点状光投
射型（スポット光投射型）の光学顕微鏡である走査型光
学顕微鏡が提案された。

【０００４】この光学顕微鏡は点光源を対物レンズを介
して観察試料に点状に照射し、これにより観察試料を透
過した光（透過光）もしくは反射光もしくは点状の光を
照射したことにより試料から発生した蛍光を再び対物レ
ンズ、光学系を介して点状に結像し、これをピンホール
開口を有する検出器で検出して像の濃度情報を得るよう
にしたものである。

【０００５】但し、これだけでは点状光源が照射された
点の濃度しか得られないので、試料をＸ軸およびＹ軸の
方向に移動して二次元面内で機械的に移動させるＸ‐Ｙ
走査方式や光路をスキャン操作する光学系などを採用
し、これらによるＸ‐Ｙ走査に同期してＣＲＴディスプ
レイなどの画像表示装置により、Ｘ‐Ｙ走査対応に前記
濃度情報の信号対応の輝点を表示することで画像として
観察できるようにしている。

【０００６】これは走査型光学顕微鏡の原理的構成であ
り、一般に、走査型顕微鏡は、レーザ走査されている標
本の透過光または反射光を検出器である光電子増倍管や
フォトダイオードなどの光電変換器により電気信号に変
換したものを画像データとして保存するために、さらに
Ａ／Ｄ変換回路によって量子化した後、これを記憶する
ための光電信号処理回路を備えている。

【０００７】図５はこの種の光電信号処理回路の代表的
な構成を示す構成図である。光電信号処理回路は入射光
対応の電気信号に変換する光電変換回路１、この光電変
換回路１出力を増幅して出力する利得可変型の可変利得
増幅回路２、この可変利得増幅回路２の出力に所要の直
流電圧を加算してオフセット調整するオフセット回路
３、このオフセット調整された信号を後述するサンプリ
ングパルスに同期してディジタルデータに変換動作する
Ａ／Ｄ変換回路４、このディジタルデータを後述するサ
ンプリングパルスに同期して記憶し、また、読出す記憶
回路５、この記憶回路５に記憶されたデータを表示制御
する表示回路２０、所定レートのサンプリングパルスを
発生するサンプリングパルス発生回路１１、利得データ
やオフセット電圧値の設定などを含めシステムの制御の
中枢を担うＣＰＵ １２、このＣＰＵ １２より与えら
れる利得設定データを保持するメモリ７、このメモリ７
の保持データをデータ対応のアナログ信号に変換して利
得設定値として可変利得増幅回路２に与えるＤ／Ａ変換
回路６、ＣＰＵ １２より与えられるオフセット電圧設
定データを保持するメモリ１０、このメモリ１０の保持
データをデータ対応のアナログ信号に変換してオフセッ
ト電圧設定値としてオフセット回路３に与えるＤ／Ａ変
換回路９とより構成される。そして、可変利得増幅回路
２は利得設定値対応の利得で入力信号を増幅して出力
し、オフセット回路３はオフセット電圧設定値分のオフ
セット電圧を入力信号に加算または減算して出力する構
成である。また、上記オフセット電圧設定データは図示
しない入力操作手段の手動操作により（オフセット量調
整操作）、また、利得設定値はこれも図示しない入力操
作手段の手動操作により、その操作量対応にＣＰＵ １
２が設定動作する。

【０００８】そして、このような構成において光電変換
回路１に入射した光はここで光電変換され、電気信号化
され、該電気信号は可変利得増幅回路２で増幅された
後、オフセット回路３で直流電気信号が加算もしくは減
算され、さらに、Ａ／Ｄ変換回路３に与えられる。Ａ／
Ｄ変換回路３は、サンプリングパルス発生回路１１で生
成されたサンプリングパルスに同期して動作し、オフセ
ット回路３から入力されるアナログの電気信号をディジ
タル変換する。

【０００９】このようにしてオフセット回路３から入力
されるアナログの電気信号はＡ／Ｄ変換回路４により量
子化される。この量子化により得たディジタルデータは
記憶回路５に記憶される。記憶回路５はフレームメモリ
となっており、一方、光電変換回路１に入射される光
は、レーザ光源から出射され所定の走査速度でＸＹ走査
制御されて標本に照射されてこの標本から得られたスポ
ット状の光であって刻一刻の入射光は標本の表面の走査
位置に密接に関係する。従って、記憶回路５にはレーザ
光の走査位置対応の画素位置にＡ／Ｄ変換回路４からの
データを記憶するように制御することで、記憶回路５上
には上記走査により得られた顕微鏡画像が記憶されるこ
とになる。従って、上述のサンプリングパルスはこのよ
うなレーザ光源から出射光の上記所定の走査速度でのＸ
Ｙ走査のタイミングに対応したレートのパルスとなる必
要がある。画像記憶回路５の記憶内容（記憶画像）は必
要に応じて表示回路２０に転送され画像化される。

【００１０】ここで上述の構成において、可変利得増幅
回路２の利得の設定はＣＰＵ １２がメモリ７に書き込
んだディジタルデータに基づき、Ｄ／Ａ変換回路６がこ
のデータに１対１対応の電気信号に変換して可変利得増
幅回路２に印加することでなされる。

【００１１】また、オフセット回路３のオフセット量の
設定はＣＰＵ １２がメモリ１０に書き込んだディジタ
ルデータに基づき、Ｄ／Ａ変換回路９がこのデータに１
対１対応の電気信号に変換し、オフセット回路３に印加
することによりなされる。

【００１２】そして、顕微鏡観察者は表示回路を介して
ディスプレイに表示された画像の状態を見て、表示画像
が最適状態になるようにオフセット回路３のオフセット
量の調整や、可変利得増幅回路２の増幅度の手動調整を
実施することになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】標本をスポット状のレ
ーザ光で走査すると共にその走査に同期して標本像を画
像化する装置として走査型顕微鏡が知られているが、従
来の走査型光学顕微鏡においては、標本に対するレーザ
光の走査により得られた光信号を画像データに変換する
光電信号処理回路においては可変利得増幅回路の利得設
定及びオフセット回路のオフセット量の設定機能は観察
者が所望の画像状態になるように表示画面の状態を見な
がら手動調整する手動調整機構的な機能にとどめてお
り、サンプリングパルスと同期して利得やオフセット量
を順次設定するといった能力は持っていない。

【００１４】すなわち、調整操作があればレーザ光の標
本走査位置に無関係に、調整動作に入ってしまうことか
ら、画面内の所望部分領域についてのみ特別に別枠で設
定できる機能、つまり、１枚の画面内の特定部分につい
ての利得やオフセット量の調整することや、各画像別の
設定機能、つまり、連続して取り込む複数画像の１枚毎
の利得やオフセット量を個別に設定するといったことが
できない。

【００１５】そのため、利得やオフセットが可変である
というせっかくの機能をリアルタイムの画像強調や画像
補正といった目的には使用できないため、従来の回路構
成でリアルタイムの画像強調や画像補正を行う場合には
そのためのディジタル画像処理回路を別に設ける構成と
するのが一般的である。例えば、図６に示す如きであ
り、この例では記憶回路５と表示回路２０との間にＤＳ
Ｐ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）回路２１を設
けてこのＤＳＰ回路２１により画像強調や画像補正を施
すようにしていた。ＤＳＰ回路は画像強調や画像補正を
自在に行える反面、上記サンプリングパルスの周波数の
５乃至１０倍の駆動クロックが必要であり、また、回路
規模が大きくなるという問題を抱える。

【００１６】そのため、走査型光学顕微鏡のシステム構
成が複雑化し、また、大型化するばかりでなく、システ
ムコストも高くなるという問題があった。そこで本発明
の目的とするところは、簡易な構成でリアルタイムに画
像強調や画像補正を行うことができると共に、これを画
面内の所望部分領域について所望のように画像強調や画
像補正を行うことができるようにした省スペース、低コ
ストの光電信号処理回路を備えた走査型光学顕微鏡を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下のような手段を講じた。標本に対してス
ポット光を走査してその光を検出し、画像データを得る
走査型光学顕微鏡において、前記検出した光を画像デー
タとして得る光電信号処理手段に、第１には、前記検出
された光対応の信号を増幅する利得可変増幅手段を設け
ると共に、この利得可変増幅手段の利得をサンプリング
パルスに同期して可変する可変手段を設ける構成とし
た。

【００１８】また、第２には、前記検出された光対応の
信号に所望オフセット値を付与するためのオフセット量
設定可能なオフセット付与手段を用いると共に、オフセ
ット回路のオフセット量をサンプリングパルスに同期し
て可変する可変手段を設ける構成とした。

【００１９】第３には、前記検出された光対応の信号を
増幅する利得可変増幅手段と、前記検出された光対応の
信号に所望オフセット値を付与するためのオフセット量
設定可能なオフセット付与手段とを用いると共に、前記
利得可変増幅手段の利得と前記オフセット付与手段のオ
フセット量をサンプリングパルスに同期して可変する可
変手段を設ける構成とした。

【００２０】また、第４には、上記各構成において、上
記可変手段は１画面の画素対応の容量を有し、画素単位
でデータを保持する記憶手段と、この記憶手段の読出し
データを対応する利得可変増幅手段またはオフセット付
与手段に与えるＤ／Ａ変換手段とより構成とより構成す
る。

【００２１】

【作用】第１の構成の場合、増幅率をサンプリングパル
スに同期して可変することができ、リアルタイムに画像
補正が可能でこれを画素位置対応、あるいは領域対応に
行うことができ、所望の状態の画像を得ることができる
ようになる走査型光学顕微鏡が得られる。

【００２２】また、第２の構成の場合、オフセット量を
サンプリングパルスに同期して可変することができ、リ
アルタイムに画像強調が可能でこれを画素位置対応、あ
るいは領域対応に行うことができ、所望の状態の画像を
得ることができるようになる走査型光学顕微鏡が得ら
る。

【００２３】また、第３の構成の場合、増幅率やオフセ
ット量をサンプリングパルスに同期して可変することが
でき、リアルタイムに画像補正や画像強調ができると共
にこれを画素位置対応、あるいは領域対応に行うことが
でき、所望の状態の画像を得ることができるようにな
る。

【００２４】また、第４の構成の場合、記憶手段に画素
位置対応に利得データやオフセット量を記憶させてお
き、サンプリングパルスに同期してこれを読出すこと
で、各画素位置での光検出信号に対する増幅度や付与す
るオフセット量を各別に変えることができ、得られる画
像は画面の各位置で所望の状態に調整することができる
ようになる。

【００２５】しかも、本発明装置は従来の走査型光学顕
微鏡の光電信号処理回路においてもともと設けられてい
る利得可変増幅手段の利得とオフセット付与手段のオフ
セット量を画像データを取得する際に用いるサンプリン
グパルスに同期して、可変できる回路構成を採用すると
いった簡易な構成で実現しており、従って、従来の走査
型顕微鏡の光電変換回路のように、加算器や乗算器とい
った大規模なディジタル回路を付加して画像強調や画像
補正処理をすることなく、これらの処理実施して画像の
特定部位をリアルタイムに強調または補正して表示する
ことができる。

【００２６】

【実施例】本発明は、光源により標本に照射された光の
反射光または透過光を光電変換回路で電気信号に変換
し、該電気信号を可変利得増幅回路で増幅し、オフセッ
ト付与手段で直流成分を付与し、ディジタルデータに変
換することで画像データを得るが、その際、前記可変利
得増幅手段の利得と前記オフセット付与手段のオフセッ
ト量の少なくとも一方を画像データのサンプリングタイ
ミングに同期して切り替えてゆくことを可能にすること
によって、画像をその所望領域について所望の画像強調
をしたり、画像補正をしたりすることができるもので、
これをサンプリング時に行えることでリアルタイムで実
施できるようにするものであり、従来の走査型光学顕微
鏡の光電信号処理回路において、利得可変増幅器の利得
とオフセット回路のオフセット量をサンプリングパルス
に同期して、可変できる回路構成を採用するといった簡
易な構成で、リアルタイムに画像強調または画像補正が
可能な光電信号処理回路を得るものである。以下、本発
明の実施例についてその詳細を図面を参照して説明す
る。

【００２７】（第１実施例）図１は、本発明を走査型レ
ーザ顕微鏡に適用したアナログ画像強調処理回路の構成
を示す図である。

【００２８】第１実施例における処理回路は、光電変換
回路１、可変利得増幅回路２、オフセット回路３、Ａ／
Ｄ変換回路４Ａ、記憶回路５Ａ、Ｄ／Ａ変換回路６、メ
モリ７Ａ、Ｄ／Ａ変換回路９、メモリ１０Ａ、サンプリ
ングパルス発生回路１１Ａ、ＣＰＵ １２Ａ、表示回路
２０、設定操作器３０、マーカ発生器３１より構成され
る。

【００２９】これらのうち、光電変換回路１は入射光対
応の電気信号に変換するものであり、可変利得増幅回路
２はこの光電変換回路１出力を増幅して出力する利得可
変型の増幅回路である。オフセット回路３はこの可変利
得増幅回路２の出力に所要の直流電圧を加算もしくは減
算してオフセット調整する回路であり、Ａ／Ｄ変換回路
４はこのオフセット調整された信号を後述するサンプリ
ングパルスに同期してディジタルデータに変換動作する
回路である。

【００３０】記憶回路５Ａは少なくとも１フレーム分の
画像を記憶することができるフレームメモリであり、Ａ
／Ｄ変換回路４の出力するディジタルデータをサンプリ
ングパルス発生回路１１Ａの出力する画像サンプリング
レートのサンプリングパルスに同期して記憶し、また、
サンプリングパルス発生回路１１Ａの出力する画像表示
スキャン速度対応のサンプリングパルスで読出すもの
で、表示回路２０はこの記憶回路５Ａに記憶されたデー
タをディスプレイに表示制御する回路である。

【００３１】ＣＰＵ １２Ａは、利得データやオフセッ
ト電圧値の設定制御などを含めシステムの制御の中枢を
担うものであり、サンプリングパルス発生回路１１Ａは
このＣＰＵ １２Ａの制御のもとに所定レートのサンプ
リングパルスを発生するサンプリングパルス発生する回
路である。サンプリングパルス発生回路１１Ａはディス
プレイの画像表示の走査速度に適合する速度（画像表示
スキャン速度）で記憶回路５の画像データを読出すこと
のできるレートのパルスと、レーザ光の走査に伴う画像
サンプリングレートに適合した速度のパルスをそれぞれ
サンプリングパルスとして発生することができる。

【００３２】また、メモリ７Ａは１フレーム分の画像の
画素対応の容量を持ち、サンプリングパルス発生回路１
１Ａの出力する画像サンプリングレート対応のサンプリ
ングパルスに同期してアドレスを進めて記憶装置５に記
憶されている画像の画素位置対応に利得設定値を読出す
メモリであり、各画素位置対応の利得設定値データはＣ
ＰＵ １２Ａにより与えられて記憶保持する構成であ
る。

【００３３】また、Ｄ／Ａ変換回路６はこのメモリ７Ａ
よりサンプリングパルスに同期して読み出されるデータ
を受けて、当該データ対応のアナログ信号に変換して利
得設定値として可変利得増幅回路２に与える回路であ
る。

【００３４】メモリ１０Ａは１フレーム分の画像の画素
対応の容量を持ち、サンプリングパルス発生回路１１Ａ
の出力する画像サンプリングレート対応のサンプリング
パルスに同期してアドレスを進めて記憶装置５Ａに記憶
されている画像の画素位置対応のオフセット量を読出す
メモリであり、各画素位置対応にオフセット量の設定デ
ータはＣＰＵ １２Ａにより与えられて記憶保持する構
成である。

【００３５】また、Ｄ／Ａ変換回路６はこのメモリ７Ａ
よりサンプリングパルスに同期して読み出されるデータ
を受けて、当該データ対応のアナログ信号に変換して利
得設定値として可変利得増幅回路２に与える回路であ
る。

【００３６】本装置においては、設定操作器３０を操作
することでＣＰＵ １２Ａがマーカ発生器３１に利得や
オフセットを可変する領域のマーカ、例えば、方形枠画
像や四隅の位置を示すかぎ括弧マーカ、円形枠画像等を
操作量対応に発生し、これを表示回路２０に与えること
で画像上に上記領域をマーカにより観察者にわかるよう
に表示することができる。表示することのできるマーカ
の位置、数、大きさ、形状は設定操作器３０の操作によ
り任意であり、これはＣＰＵ １２Ａの制御プログラム
により可能である。また、設定操作器３０の操作により
各マーカ位置領域内はもとより、マーカ位置領域外につ
いても、それぞれ個別に任意の利得値やオフセット量の
設定ができるようにＣＰＵ １２Ａの制御プログラムが
設定されている。

【００３７】このような構成において光電変換回路１に
入射した光はここで光電変換され、電気信号化され、該
電気信号は可変利得増幅回路２で増幅された後、オフセ
ット回路３で直流電気信号が加算もしくは減算され、さ
らに、Ａ／Ｄ変換回路３に与えられる。Ａ／Ｄ変換回路
３は、サンプリングパルス発生回路１１Ａで生成された
画像サンプリングレートのサンプリングパルスに同期し
て動作し、オフセット回路３から入力されるアナログの
電気信号をディジタル変換する。

【００３８】このようにしてオフセット回路３から入力
されるアナログの電気信号はＡ／Ｄ変換回路４により量
子化される。この量子化により得たディジタルデータは
サンプリングパルス発生回路１１Ａで生成された画像サ
ンプリングレートのサンプリングパルスに同期して記憶
回路５Ａが書き込み動作されることにより、この記憶回
路５Ａに記憶される。記憶回路５Ａはフレームメモリと
なっており、一方、光電変換回路１に入射される光は、
レーザ光源から出射され所定の走査速度でＸＹ走査制御
されて標本に照射されてこの標本から得られたスポット
状の光であって刻一刻の入射光は標本の表面の走査位置
に密接に関係する。従って、記憶回路５にはレーザ光の
走査位置対応の画素位置にＡ／Ｄ変換回路４Ａからのデ
ータを記憶するように制御することで、記憶回路５Ａ上
には上記走査により得られた顕微鏡画像が記憶されるこ
とになる。従って、上述のサンプリングパルスはこのよ
うなレーザ光源から出射光の上記所定の走査速度でのＸ
Ｙ走査のタイミングに対応したレートのパルスとなる必
要がある。画像記憶回路５Ａの記憶内容（記憶画像）は
必要に応じて表示回路２０に転送され画像化される。こ
の場合の画像記憶回路５Ａの読出しパルスとしてサンプ
リングパルス発生回路１１Ａから与えられるサンプリン
グパルスは画像表示スキャン速度対応のパルスであり、
画像記憶回路５Ａはこのパルスに同期して順に１画素分
づつ読出し動作してその読出したデータを表示回路２０
に与え、表示回路２０はこれを輝度信号化してディスプ
レイに画像として表示させる。

【００３９】ここで、本装置では設定操作器３０の操作
により、画面の所望の領域について画像強調したり、輝
度調整したりすることができる。そのためには、設定操
作器３０の操作により、画面の領域を指定し、その領域
においてとるべき利得やオフセットの値を設定操作す
る。これによって、ＣＰＵ １２Ａに当該指令と操作量
を入力する。

【００４０】また、可変利得増幅回路２の利得と、オフ
セット回路３のオフセット量はこのように設定操作器３
０の操作に対応して、ＣＰＵ １２Ａがメモリ７Ａ、メ
モリ１０Ａにそれぞれ画面の上記指定された領域対応ア
ドレス内に、上記指定された値を設定制御することで画
素位置対応に与えることが可能になる。

【００４１】そして、ＣＰＵ １２Ａによるサンプリン
グパルス発生回路１１Ａに対する設定によってサンプリ
ングパルスに同期してアドレスが更新されてメモリ７
Ａ、メモリ１０Ａよりそのアドレス対応のデータが読み
出され、それぞれのメモリに対応するＤ／Ａ変換回路
６、Ｄ／Ａ変換回路９に与えられることにより、可変利
得増幅回路２の利得とオフセット回路３のオフセット量
が決定される。そして、サンプリングされるデータはそ
の決定された利得で増幅され、その決定されたオフセッ
ト量分のオフセットが与えられることとなる。

【００４２】サンプリングパルスに同期している場合、
サンプリングされる画像データの画素位置対応にメモリ
７Ａ、メモリ１０Ａのアドレスが更新されるようにでき
るから、このようにすると領域指定した部分ではその部
分での利得やオフセット量の値を読出すことができ、領
域位置に応じた設定利得で増幅し、設定オフセット量を
付加したかたちで画像データを得ることが可能になる。

【００４３】ゆえに、設定操作器３０の操作により、画
面の所望の領域について画像強調したり、輝度調整した
りすることができるようになり、また、設定操作器３０
の操作による画面の所望の領域はＣＰＵ １２Ａがマー
カ発生器３１に対して設定操作器３０の操作内容対応の
情報を与えることでマーカ発生器３１が、ディスプレイ
の画面における対応位置にマーカ像を描画できるような
タイミングでマーカ像信号を発生し、表示回路２０に与
えることから、観察者はディスプレイの画面上で所望の
領域を指定したり、その領域内での利得やオフセット量
を設定したりすることができ、また、その結果、画像が
どのようになるかも確認できるようになる。

【００４４】なお、メモリ７Ａ、メモリ１０Ａの記憶容
量は最小１画素分から最大全画素分に対応する。そのた
め、画像中の指定した領域について、それぞれの画素位
置の画像データを、サンプリング時において利得調整し
たり、オフセット調整して収集することができ、その部
分の濃度変化の強調や輝度調整をすることができる他、
１画面ずつ、それぞれの画面毎に増幅度やオフセットを
変えた画像を得るようにしたりするなど、種々の応用が
可能となる。

【００４５】例えば、本装置ではサンプリングパルス発
生回路１１Ａに対するＣＰＵ １２Ａからの設定によ
り、メモリ７Ａ、メモリ１０Ａに対するサンプリングパ
ルスの入力周期を画面毎とすることができる。これによ
り例えば、サンプリングする１画面分の像の全体をある
特定アドレス対応のデータ値で増幅、オフセット量加算
して取得するといったことができるようになるので、例
えば、ＣＰＵ １２Ａからの設定により、メモリ７Ａ、
メモリ１０Ａのアドレスに、順に異なる利得とオフセッ
ト量のデータを設定しておき、画素位置単位ではなく画
面単位でアドレスを進めることで、一画面ずつ順に異な
る利得とオフセット量で画像データ収集して、利得とオ
フセット量を順次替えた画像を観察するといったことが
可能になる。

【００４６】本装置により、オフセット回路のオフセッ
ト量と可変利得増幅回路の利得の両方または片方をサン
プリングタイミングに同期して可変することによる効果
をつぎに具体例を参照して説明する。

【００４７】図２（ａ）は画面１枚分のサンプリング期
間中の利得とオフセット量を一定に設定した状態で、光
の反射量または透過量が一定な試料（標本）を走査型レ
ーザ顕微鏡で観察した場合の画像の例を示しており、光
学系の特性により画像の左右端で光電変換回路１の受光
量が減少し、画像が暗くなった場合を示している。

【００４８】また、図２（ａ）の画像においては、サン
プリングは画面左上から右下にかけてＸＹ走査により行
われている。すなわち、１ライン内のサンプリングは画
面の矢印Ａ -->Ｂで示されるように左から右に行われ、
さらに１ライン毎のサンプリングが矢印Ｃ -->Ｄで示さ
れるように上から下方向に繰り返されている。

【００４９】そこで、図２（ａ）の試料（標本）を観測
する場合に、可変利得増幅回路２の利得がＡからＢの方
向に図２（ｂ）の特性曲線１４で示す如く連続的に変化
するような利得値列を、メモリ７にそのアドレス順に予
め設定しておき、サンプリング位置対応にアドレス更新
して読出してゆけば、図３（ｃ）のような均質な画像が
得られ、光学系の特性を補正することが可能である。

【００５０】つぎに図３（ａ）は画面１枚分のサンプリ
ング期間中の利得とオフセット量を一定に設定した状態
において、ある試料を走査型レーザ顕微鏡で観察した画
像を示している。このケースはバックグランド１６と観
察対象部１７の輝度の差が少ない例を示している。バッ
クグランド１６と観察対象部１７の輝度の差が少ないと
いうことは全体的に同じような状態に見えることを意味
するから、観察がしにくいということになる。

【００５１】そこで、注目部位として観察対象部１７を
強調表示したいとする要求が起きる。この場合には、図
３（ｂ）に示すように注目部位を含むその近傍の所望と
する領域を画像強調部１９として指定し、この画像強調
部１９のオフセット量として他の領域部分より大きな値
を設定するようにメモリ１０Ａにデータ記憶したうえで
画素位置対応にメモリ１０Ａのアドレスを更新しつつ、
そのアドレス内のデータを読出してオフセット回路３の
オフセット値を変えながら試料観測すれば、画像強調部
１９では画像が明るくなり、注目部位である図３（ａ）
での観察対象部１７は図３（ｂ）に示すようにより明る
い観察対象部１８となって注目部位が明瞭となった画像
を観察することができる。

【００５２】（第２実施例）図４は図１の可変利得増幅
回路２とオフセット回路３を入れ換えたものであり、第
１の実施例において利得調整を行ったのちの信号につい
てオフセット調整を行う構成としたものに対して、先に
オフセット調整を行い、そののちに利得調整を行う構成
としたものである。利得調整を先に施すと、オフセット
量の調整の自由度が狭められるが、第２実施例ではオフ
セット量の自由度を高くすることができる。もちろん、
どちらを先に設定変更するかでどちらの自由度が狭めら
れるかは決まるものであるから、いちがいにこのような
ことがいえるわけではないが、オフセット回路３を前段
にすると観察対象部の強調表示の範囲の自由度をより高
くする装置構成がとりやすくなる。反面、可変利得増幅
回路２は入力信号レベルの範囲が大きくなり、それ相応
の入力特性、増幅率可変範囲の増幅器が必要となる。し
かし、基本的な動作ならびに図６や図８の画像が観測で
きる効果は上述の第１実施例と同じである。

【００５３】以上、種々の実施例を説明したが、本明細
書中には以下の発明が含まれる。 ［１］ 標本に対してスポット光を走査してその光を検
出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡において、前
記検出した光を画像データとして得る光電信号処理回路
に、前記検出された光対応の信号を増幅する利得可変増
幅器を設けると共に、この利得可変増幅器の利得をサン
プリングパルスに同期して可変する回路を設ける構成と
した。

【００５４】この構成を採用することにより、増幅率を
サンプリングパルスに同期して可変することができ、リ
アルタイムに画像補正が可能でこれを画素位置対応、あ
るいは領域対応に行うことができ、所望の状態の画像を
得ることができるようになる光電信号処理回路を有した
走査型光学顕微鏡を得ることができる。

【００５５】［２］ 標本に対してスポット光を走査し
てその光を検出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡
において、前記検出した光を画像データとして得る光電
信号処理回路に、前記検出された光対応の信号に所望オ
フセット値を付与するためのオフセット量設定可能なオ
フセット回路を用いると共に、オフセット回路のオフセ
ット量をサンプリングパルスに同期して可変する回路を
設ける構成とした。

【００５６】この構成を採用することにより、オフセッ
ト量をサンプリングパルスに同期して可変することがで
き、リアルタイムに画像強調が可能でこれを画素位置対
応、あるいは領域対応に行うことができ、所望の状態の
画像を得ることができるようになる光電信号処理回路を
有した走査型光学顕微鏡を得ることができる。

【００５７】［３］ 標本に対してスポット光を走査し
てその光を検出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡
において、前記検出した光を画像データとして得る光電
信号処理回路に、前記検出された光対応の信号を増幅す
る利得可変増幅器と、前記検出された光対応の信号に所
望オフセット値を付与するためのオフセット量設定可能
なオフセット回路を用いると共に、前記利得可変増幅器
の利得と前記オフセット回路のオフセット量をサンプリ
ングパルスに同期して可変する回路を設ける構成とし
た。

【００５８】この構成を採用することにより、増幅率や
オフセット量をサンプリングパルスに同期して可変する
ことができ、リアルタイムに画像補正や画像強調ができ
ると共にこれを画素位置対応、あるいは領域対応に行う
ことができ、所望の状態の画像を得ることができるよう
になる光電信号処理回路を有した走査型光学顕微鏡を得
ることができる。

【００５９】［４］ 上記［１］乃至［３］の構成にお
いて、利得可変増幅器の利得やオフセット回路のオフセ
ット量をサンプリングパルスに同期して可変する回路は
１画面の画素対応の容量を有し、画素単位でデータを保
持するメモリと、そのメモリの読出しデータを対応する
利得可変増幅器またはオフセット回路に与えるＤ／Ａ変
換手段とより構成する。

【００６０】メモリに画素位置対応に利得データやオフ
セット量を記憶させておき、サンプリングパルスに同期
してこれを読出すことで、各画素位置での光検出信号に
対する増幅度や付与するオフセット量を各別に変えるこ
とができ、得られる画像は画面の各位置で所望の状態に
調整することができるようになる。

【００６１】［５］ 上記［４］の装置において、領域
を設定すると共にその設定した領域での増幅度もしくは
オフセット値の少なくとも一方の情報を設定する操作手
段と、その操作入力に基づいて上記領域を示す情報を画
面に付与する手段と、上記操作入力に基づいてその領域
対応に上記メモリに上記情報を記憶設定する制御手段と
を設けた。

【００６２】操作手段による領域設定は画面に表示され
ることから領域を把握してその領域での増幅度やオフセ
ット量を設定することが可能になり、しかも、その増幅
度やオフセット量は制御手段により操作手段による設定
領域対応にメモリに記憶させることができる。そのた
め、画像の目的領域を所望の増幅度やオフセット量とし
た画像を得ることができ、しかもリアルタイムに画像強
調または画像補正が可能となる。

【００６３】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、種々変形して実施可能である。例え
ば、上記実施例は走査型光学顕微鏡の光電信号処理回路
に適用した例を示したが、光電変換回路の後段以降の構
成を見る限り、画像をＸＹスキャンして表示する映像信
号、例えば、テレビジョンの映像信号等のような信号に
ついてサンプリングして画像データ化するシステム一般
にそのサンプリング系の回路として適用することができ
るものである。従って、つぎのようなものも本発明の実
施例に含まれる。

【００６４】[i] 映像信号をＸＹスキャンして画像表
示する映像信号をサンプリングして画像データを得るサ
ンプリング回路として、映像信号を増幅する利得可変増
幅器を設けると共に、この利得可変増幅器の利得をサン
プリングパルスに同期して可変する可変回路を設ける構
成とする。

【００６５】この構成を採用することにより、増幅率を
サンプリングパルスに同期して可変することができ、リ
アルタイムに画像補正が可能でこれを画素位置対応、あ
るいは領域対応に行うことができ、所望の状態の画像と
なる画像データをサンプリンッグできるようになるサン
プリング回路を得ることができる。

【００６６】[ii] 映像信号をＸＹスキャンして画像表
示する映像信号をサンプリングして画像データを得るサ
ンプリング回路として、前記映像信号に所望オフセット
値を付与するためのオフセット量設定可能なオフセット
回路を用いると共に、オフセット回路のオフセット量を
サンプリングパルスに同期して可変する可変回路を設け
る構成とした。

【００６７】この構成を採用することにより、オフセッ
ト量をサンプリングパルスに同期して可変することがで
き、リアルタイムに画像強調が可能でこれを画素位置対
応、あるいは領域対応に行うことができ、所望の状態の
画像を得ることができるようになる。

【００６８】[iii] 映像信号をＸＹスキャンして画像
表示する映像信号をサンプリングして画像データを得る
サンプリング回路として、前記映像信号を増幅する利得
可変増幅器と、前記検出された光対応の信号に所望オフ
セット値を付与するためのオフセット量設定可能なオフ
セット回路を用いると共に、前記利得可変増幅器の利得
と前記オフセット回路のオフセット量をサンプリングパ
ルスに同期して可変する可変回路を設ける構成とした。

【００６９】この構成を採用することにより、増幅率や
オフセット量をサンプリングパルスに同期して可変する
ことができ、リアルタイムに画像補正や画像強調ができ
ると共にこれを画素位置対応、あるいは領域対応に行う
ことができ、所望の状態の画像を得ることができるよう
になる。

【００７０】[iv] 上記[i] 乃至[iii] の構成におい
て、利得可変増幅器の利得やオフセット回路のオフセッ
ト量をサンプリングパルスに同期して可変する回路は１
画面の画素対応の容量を有し、画素単位でデータを保持
するメモリと、そのメモリの読出しデータを対応する利
得可変増幅器またはオフセット回路に与えるＤ／Ａ変換
手段とより構成する。

【００７１】メモリに画素位置対応に利得データやオフ
セット量を記憶させておき、サンプリングパルスに同期
してこれを読出すことで、各画素位置での光検出信号に
対する増幅度や付与するオフセット量を各別に変えるこ
とができ、得られる画像は画面の各位置で所望の状態に
調整することができるようになる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
源により標本に照射された光の反射光または透過光を光
電変換回路で電気信号に変換し、該電気信号を所定のサ
ンプリングパルスでサンプリングして画像データを得る
走査型光学顕微鏡において、前記電気信号を可変利得増
幅回路で増幅し、さらにオフセット回路で直流成分を加
算もしくは減算し、さらにＡ／Ｄ変換回路でディジタル
データに変換して画像データを得るにあたり、可変利得
増幅回路の利得とオフセット回路のオフセット量の少な
くとも一方を、サンプリングタイミングに同期して可変
する構成としたものであり、更には可変量を画素位置対
応に設定して画素毎に所要の調整を行いながら画像デー
タを得ることができるようにしたものであるから、従来
のように、ディジタル回路で構成される加算器や乗算器
といった大規模で複雑な回路を付加することなく画像の
特定部分の補正や強調がリアルタイムに実施でき、安価
なシステム構成でしかも、回路を大型化することなく実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の装置の効果を説明するための図。

【図３】本発明の装置の効果を説明するための図。

【図４】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図。

【図５】従来例を説明するためのブロック図。

【図６】従来例を説明するためのブロック図。

【符号の説明】

１…光電変換回路 ２…可変利得増幅回路 ３…オフセット回路 ４Ａ…Ａ／Ｄ変換回路 ５Ａ…記憶回路 ６，９…Ｄ／Ａ変換回路 ７Ａ，１０Ａ…メモリ １１Ａ…サンプリングパルス発生回路 １２Ａ…ＣＰＵ ２０…表示回路 ３０…設定操作器 ３１…マーカ発生器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標本に対してスポット光を走査してその
   光を検出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡におい
   て、 前記検出した光を画像データとして得る光電信号処理手
   段に、前記検出された光対応の信号を増幅する利得可変
   増幅手段を設けると共に、この利得可変増幅手段の利得
   をサンプリングパルスに同期して可変する可変手段を設
   ける構成としたことを特徴とする走査型光学顕微鏡。
2. 【請求項２】 標本に対してスポット光を走査してその
   光を検出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡におい
   て、 前記検出した光を画像データとして得る光電信号処理手
   段に、前記検出された光対応の信号に所望オフセット値
   を付与するためのオフセット量設定可能なオフセット付
   与手段を用いると共に、オフセット付与手段のオフセッ
   ト量をサンプリングパルスに同期して可変する可変手段
   を設ける構成としたことを特徴とする走査型光学顕微
   鏡。
3. 【請求項３】 標本に対してスポット光を走査してその
   光を検出し、画像データを得る走査型光学顕微鏡におい
   て、 前記検出した光を画像データとして得る光電信号処理手
   段に、前記検出された光対応の信号を増幅する利得可変
   増幅手段と、前記検出された光対応の信号に所望オフセ
   ット値を付与するためのオフセット量設定可能なオフセ
   ット付与手段とを用いると共に、前記利得可変増幅手段
   の利得と前記オフセット付与手段のオフセット量をサン
   プリングパルスに同期して可変する可変手段を設ける構
   成としたことを特徴とする走査型光学顕微鏡。
4. 【請求項４】 可変手段は１画面の画素対応の容量を有
   し、画素単位でデータを保持するメモリと、そのメモリ
   の読出しデータを対応する利得可変増幅手段またはオフ
   セット付与手段に与えるＤ／Ａ変換手段とより構成する
   ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の走
   査型光学顕微鏡。