JPH085332A - Signal processor having noise decreasing function - Google Patents

Signal processor having noise decreasing function

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JPH085332A
JPH085332A JP6134173A JP13417394A JPH085332A JP H085332 A JPH085332 A JP H085332A JP 6134173 A JP6134173 A JP 6134173A JP 13417394 A JP13417394 A JP 13417394A JP H085332 A JPH085332 A JP H085332A
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shutter
noise
clock
digital data
closing
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Akira Matsushita
朗 松下
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Abstract

PURPOSE:To speed up the opening and closing of a shutter, and to remove the noise component, which is fluctuated during scanning. CONSTITUTION:The transmitted light or the reflected light through a sample S illuminated with the light emitted from a light source part 1 is converted into the photoelectric converted signal with a photoelectric conversion part 3, the photoelectric converted signal is converted into the digital data with an A/D converting part 5 in synchronization with an A/D conversion clock and the noise component is removed from the digital data. A shutter 20 is arranged on the optical path from the light source part 1 to the sample S. A shutter control means 21 accepts the A/D conversion clock and controls the opening and closing of the shutter 20 in synchronization with the clock. A noise removing means 22 subtracts the digital data when the shutter 20 is closed from the digital data when the shutter 20 is opened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走査型光学顕微鏡等に
おける雑音除去用の信号処理回路に係り、さらに詳しく
は標本画像データから信号経路の雑音や外乱光による雑
音を除去する雑音低減機能を備えた信号処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing circuit for removing noise in a scanning optical microscope or the like, and more particularly to a noise reducing function for removing noise in a signal path or noise due to ambient light from sample image data. The present invention relates to a signal processing device provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】標本を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。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又は反射光を光電子増倍管や
フォトダイオード等の光電変換器で光電変換信号に変換
し、その光電変換信号をA/D変換回路で量子化した
後、メモリに記憶する信号処理回路を備えている。この
種の信号処理回路には、光電変換信号に含まれるシステ
ムの雑音を除去するために雑音低減回路を備えたものが
考えられており、特開昭55−30635号等に開示さ
れている。
2. Description of the Related Art A scanning microscope is known as an apparatus for scanning a sample with a laser beam and imaging a sample image in synchronization with the scanning. Generally, a scanning microscope converts transmitted light or reflected light of a laser-scanned sample into a photoelectric conversion signal by a photoelectric converter such as a photomultiplier tube or a photodiode, and converts the photoelectric conversion signal into an A / D conversion circuit. A signal processing circuit for storing in a memory after being quantized by. A signal processing circuit of this type is considered to be provided with a noise reduction circuit for removing system noise contained in the photoelectric conversion signal, and is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 30635/1988.

【0003】従来より在る雑音低減機能付き信号処理装
置の構成例を図6に示す。この信号処理装置は、光源1
から出射した光を標本Sへ導く光路上にメカニカルシャ
ッター2を配置し、標本Sを透過した透過光を光電変換
部3で光電変換信号に変換する。光電変換信号を増幅器
4で増幅してからA/D変換器5に入力し、クロック発
生回路6から発生するA/D変換クロックに同期して量
子化する。このデジタルデータをメモリ制御回路7がA
/D変換クロックに同期してメモリ8に記録する。上記
メカニカルシャッター2をCPU10から開閉指令を受
けたシャッタ開閉回路9が開閉駆動する。
FIG. 6 shows an example of the configuration of a conventional signal processing device with a noise reduction function. This signal processing device includes a light source 1
The mechanical shutter 2 is arranged on the optical path for guiding the light emitted from the sample S to the sample S, and the transmitted light transmitted through the sample S is converted into a photoelectric conversion signal by the photoelectric conversion unit 3. The photoelectric conversion signal is amplified by the amplifier 4 and then input to the A / D converter 5, and is quantized in synchronization with the A / D conversion clock generated from the clock generation circuit 6. The memory control circuit 7 sends this digital data to A
The data is recorded in the memory 8 in synchronization with the / D conversion clock. A shutter opening / closing circuit 9 which receives an opening / closing command from the CPU 10 opens / closes the mechanical shutter 2.

【0004】以上の信号処理装置では、走査開始前若し
くは走査終了後にCPU10からシャッタ開閉制御回路
9に対して閉指令を送出すると共に、メモリ制御回路7
に対してA/D変換出力の書込み指令を送出する。この
結果、メカニカルシャッター2が閉じられ光電変換部3
には外乱光のみが入射し、メモリ8には光電変換部3,
増幅器4及びA/D変換器5で発生する電気的な雑音
と、光電変換部3に入射する外乱光に起因する雑音とが
記憶される。以下、シャッターを閉じている時に記録さ
れたデータ(雑音のみからなる)をD1とする。
In the signal processing apparatus described above, the CPU 10 sends a close command to the shutter opening / closing control circuit 9 before or after the scanning is completed, and the memory control circuit 7 is operated.
To the A / D conversion output write command. As a result, the mechanical shutter 2 is closed and the photoelectric conversion unit 3 is closed.
Only ambient light is incident on the memory 8, and the photoelectric conversion units 3, 3 enter the memory 8.
The electrical noise generated in the amplifier 4 and the A / D converter 5 and the noise caused by the ambient light incident on the photoelectric conversion unit 3 are stored. Hereinafter, the data recorded when the shutter is closed (consisting of only noise) is D1.

【0005】次に、CPU10からシャッタ開閉制御回
路9に対して開指令を送出すると共に、メモリ制御回路
7に対してA/D変換出力の書込み指令を送出する。こ
の結果、メカニカルシャッター2が開けられ光電変換部
3には外乱光及び標本Sの透過光が入射する。従って、
メモリ8には上記雑音を含んだ標本Sのイメージデータ
が記憶される。以下、シャッターを開いているときに記
録したデータをD2とする。CPU10は、メモリ8か
らデータD1,D2を読出し、D2からD1を減算する
ことにより雑音の除去されたデータを得る。
Next, the CPU 10 sends an open command to the shutter opening / closing control circuit 9 and a write command of the A / D conversion output to the memory control circuit 7. As a result, the mechanical shutter 2 is opened, and the ambient light and the transmitted light of the sample S enter the photoelectric conversion unit 3. Therefore,
The image data of the sample S containing the noise is stored in the memory 8. Hereinafter, the data recorded when the shutter is open will be referred to as D2. The CPU 10 reads the data D1 and D2 from the memory 8 and subtracts D1 from D2 to obtain noise-free data.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た雑音低減機能付き信号処理装置は、走査開始直前又は
直後に雑音データD1の取込みを実行することを前提に
設計されているため、走査期間中に変動する雑音成分を
除去することができないという問題がある。走査期間中
に変動する雑音成分を除去するためには、雑音データD
1を走査期間中においても短い周期で取り込まなければ
ならない。ところが、CPU10がシャッターの開閉を
開閉検出センサからの信号で確認したり、CPU10が
タイマーの計時出力に基づいてシャッタ開閉制御回路9
に開閉指令を与えるシステム構成では、センサの反応時
間やタイマーの設定時間との関係で、シャッター開閉速
度を高速化するのは困難であった。
However, the above-described signal processing device with a noise reduction function is designed on the premise that the noise data D1 is taken in immediately before or immediately after the start of scanning, and therefore, during the scanning period. There is a problem that the fluctuating noise component cannot be removed. In order to remove the noise component that fluctuates during the scanning period, the noise data D
1 must be captured in a short cycle even during the scanning period. However, the CPU 10 confirms the opening / closing of the shutter by a signal from the opening / closing detection sensor, and the CPU 10 opens / closes the shutter opening / closing control circuit 9 based on the timing output of the timer.
It was difficult to increase the shutter opening / closing speed in the system configuration that gives the opening / closing command to the shutter because of the reaction time of the sensor and the set time of the timer.

【0007】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたもので、シャッターの開閉速度を高速化することが
でき、走査中に変動する雑音成分を除去可能で雑音低減
効果の高い雑音低減機能付き信号処理装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to increase the opening / closing speed of the shutter, remove noise components that fluctuate during scanning, and reduce noise with a high noise reduction effect. An object is to provide a signal processing device with a function.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために以下のような手段を講じた。請求項1に対
応する本発明は、光源部から入射する光が照射された標
本の透過光又は反射光を光電変換部で光電変換信号に変
換し該光電変換信号をA/D変換部でA/D変換クロッ
クに同期してデジタルデータに変換し該デジタルデータ
から雑音成分を除去する雑音低減機能付き信号処理装置
において、前記光源部から前記標本に至るまでの光路上
に配置されたシャッターと、前記A/D変換クロックと
同じクロックが入力され該クロックに同期して前記シャ
ッターを開閉制御するシャッター制御手段と、前記シャ
ッターが開状態のとき得られたデジタルデータから前記
シャッターが閉状態のとき得られたデジタルデータを減
算する雑音除去手段とを具備する構成とした。
The present invention has taken the following means in order to achieve the above object. According to the present invention corresponding to claim 1, transmitted light or reflected light of a sample irradiated with light incident from a light source unit is converted into a photoelectric conversion signal by a photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion signal is converted into an A / D conversion unit by A / D conversion unit. In a signal processing device with a noise reduction function for converting digital data in synchronism with a / D conversion clock and removing a noise component from the digital data, a shutter arranged on an optical path from the light source unit to the sample, A shutter control means for inputting and receiving the same clock as the A / D conversion clock and controlling opening and closing of the shutter in synchronization with the clock; and digital data obtained when the shutter is in the open state, obtained when the shutter is in the closed state. And a noise removing means for subtracting the obtained digital data.

【0009】[0009]

【作用】本発明は、以上のような手段を講じたことによ
り次のような作用を奏する。請求項1に対応する本発明
によれば、光電変換信号を量子化するA/D変換クロッ
クと同じクロックがシャッター制御手段に入力され該ク
ロックに同期してシャッターが開閉制御される。A/D
変換クロックに同期してシャッター閉時及びシャッター
開時の光電変換信号が夫々A/D変換部でデジタルデー
タに変換される。A/D変換部で変換されたデジタルデ
ータは雑音除去手段に入力する。雑音除去手段において
シャッターが開状態のとき得られたデジタルデータから
シャッターが閉状態のとき得られたデジタルデータが減
算され、雑音が除去されたデジタルデータが得られるも
のとなる。従って、A/D変換クロックを開閉命令とし
てシャッター制御手段へ直接入力するので、CPUが介
在して開閉命令を発生する場合に比べて、シャッター開
閉速度を高速化できる。
The present invention has the following effects by taking the above measures. According to the present invention corresponding to claim 1, the same clock as the A / D conversion clock for quantizing the photoelectric conversion signal is input to the shutter control means, and the opening and closing of the shutter is controlled in synchronization with the clock. A / D
The photoelectric conversion signals when the shutter is closed and when the shutter is opened are converted into digital data by the A / D conversion unit in synchronization with the conversion clock. The digital data converted by the A / D converter is input to the noise removing means. The noise removing means subtracts the digital data obtained when the shutter is closed from the digital data obtained when the shutter is open to obtain noise-free digital data. Therefore, since the A / D conversion clock is directly input to the shutter control means as the opening / closing instruction, the shutter opening / closing speed can be increased as compared with the case where the CPU intervenes to issue the opening / closing instruction.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明を走査型レーザ顕微鏡に適用した雑音低減
機能付き信号処理装置の構成を示す図である。なお、前
述した図6に示す信号処理装置と同一部分には同一符号
を付している。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a signal processing device with a noise reduction function, in which the present invention is applied to a scanning laser microscope. The same parts as those of the signal processing device shown in FIG. 6 described above are designated by the same reference numerals.

【0011】本実施例の信号処理装置は、光源1から出
射した光を標本Sへ導く光路上にシャッター20を配置
し、このシャッター20をシャッタ開閉制御回路21で
開閉駆動する。シャッタ開閉制御回路21はクロック発
生回路6に接続されており、クロック発生回路6からA
/D変換クロックがシャッタ開閉命令として直接入力す
る。クロック発生回路6,メモリ制御回路7及びシャッ
タ開閉制御回路21に内部バス11を介してCPU22
を接続している。CPU22は、それら接続されている
構成要素に対して所定の設定を行うと共に、予め記憶さ
れた制御プログラムに基づいて動作開始,中断,終了等
のタイミング信号を与えるものとする。また、CPU2
2はメモリ8に記録されたデジタルデータから雑音を除
去する雑音除去手段としての機能を有する。
In the signal processing apparatus of this embodiment, a shutter 20 is arranged on the optical path for guiding the light emitted from the light source 1 to the sample S, and the shutter 20 is opened / closed by a shutter opening / closing control circuit 21. The shutter opening / closing control circuit 21 is connected to the clock generation circuit 6, and the clock generation circuit 6 outputs
The / D conversion clock is directly input as a shutter opening / closing command. The CPU 22 via the internal bus 11 to the clock generation circuit 6, the memory control circuit 7, and the shutter opening / closing control circuit 21.
Are connected. It is assumed that the CPU 22 sets predetermined settings for those connected components and gives timing signals such as operation start, interruption, and end based on a control program stored in advance. Also, CPU2
Reference numeral 2 has a function as a noise removing means for removing noise from the digital data recorded in the memory 8.

【0012】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について図2のタイムチャートを参照して説明す
る。クロック発生回路6で発生した図2(a)に示すA
/D変換クロックがA/D変換器5及びメモリ制御回路
7へ入力すると共に、シャッタ開閉制御回路9に入力す
る。シャッタ開閉制御回路9は、図2(b)に示すよう
に、A/D変換クロックに同期してその最初の立上がり
でシャッター20が開状態となるように駆動し、同クロ
ックの次の立上りでシャッター20が閉状態となるよう
に駆動する。以下、同様にA/D変換クロックの立上が
りに同期して開閉駆動を繰り返す。
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described with reference to the time chart of FIG. A generated by the clock generation circuit 6 as shown in FIG.
The / D conversion clock is input to the A / D converter 5 and the memory control circuit 7, and also to the shutter opening / closing control circuit 9. As shown in FIG. 2B, the shutter opening / closing control circuit 9 is driven so that the shutter 20 is opened at the first rising edge thereof in synchronization with the A / D conversion clock, and at the next rising edge of the same clock. The shutter 20 is driven so as to be in a closed state. Thereafter, similarly, the open / close drive is repeated in synchronization with the rising edge of the A / D conversion clock.

【0013】シャッター20が開状態では、光路が開放
されるため光源1からの光がシャッター20を通過して
標本Sに照射される。標本Sを透過した光は光電変換部
3で光電変換信号に変換され増幅器4で増幅された後、
A/D変換器5に入力する。A/D変換器5はクロック
発生回路6から発生した同じクロックで動作し光電変換
信号をデジタルデータに変換する。このデジタルデータ
のメモリ8への書き込みはメモリ制御回路7により制御
される。すなわち、図2(c)に示すようにシャッター
開期間中及びシャッター閉期間中のA/D変換クロック
の立下がりに同期してメモリ8に記憶される。この結
果、メモリ8にはシャッター2が開状態の時のデータD
n ,Dn+2 ,Dn+4 と、シャッター2が閉状態の時のデ
ータDn+1,Dn+3 ,Dn+5 とが記憶される。シャッタ
ー2が開状態の時のデータDn ,Dn+2 ,Dn+4 は、外
乱光による雑音を含まない透過光の光電変換信号に、光
電変換部3,増幅器4及びA/D変換器5の電気的な雑
音と光電変換部3で受光される外乱光による雑音とが含
まれたデータとなる。またシャッター2が閉状態の時の
データDn+1 ,Dn+3 ,Dn+5 は、光電変換部3,増幅
器4及びA/D変換器5の電気的な雑音と光電変換部3
で受光される外乱光による雑音とからなるデータとな
る。
When the shutter 20 is in the open state, the light path is opened, so that the light from the light source 1 passes through the shutter 20 and is applied to the sample S. The light transmitted through the sample S is converted into a photoelectric conversion signal by the photoelectric conversion unit 3 and amplified by the amplifier 4,
Input to the A / D converter 5. The A / D converter 5 operates with the same clock generated by the clock generation circuit 6 and converts the photoelectric conversion signal into digital data. The writing of this digital data into the memory 8 is controlled by the memory control circuit 7. That is, as shown in FIG. 2C, it is stored in the memory 8 in synchronization with the fall of the A / D conversion clock during the shutter opening period and the shutter closing period. As a result, the data D when the shutter 2 is open is stored in the memory 8.
n , D n + 2 , D n + 4 and data D n + 1 , D n + 3 , D n + 5 when the shutter 2 is closed are stored. The data D n , D n + 2 , and D n + 4 when the shutter 2 is in the open state are converted into a photoelectric conversion signal of transmitted light that does not include noise due to ambient light, the photoelectric conversion unit 3, the amplifier 4, and the A / D conversion. The data includes electrical noise of the device 5 and noise due to ambient light received by the photoelectric conversion unit 3. The data D n + 1 , D n + 3 , D n + 5 when the shutter 2 is closed are the electrical noise of the photoelectric conversion unit 3, the amplifier 4 and the A / D converter 5 and the photoelectric conversion unit 3.
The data consists of noise due to the ambient light received at.

【0014】CPU22は、このようにしてメモリ8に
記憶されたシャッター開状態時のデータ及びシャッター
閉状態時のデータを読出し、シャッター開状態時のデー
タから次のシャッター閉状態時のデータを減算する。す
なわち、(Dn −Dn+1 )、(Dn+2 −Dn+3 )、(D
n+4 −Dn+5 )…なる演算を実施する。この演算結果を
雑音の除去されたデータとしてメモリ8に記憶する。
The CPU 22 reads the data in the shutter open state and the data in the shutter closed state thus stored in the memory 8 and subtracts the data in the next shutter closed state from the data in the shutter open state. . That, (D n -D n + 1 ), (D n + 2 -D n + 3), (D
n + 4− D n + 5 ) ... The calculation result is stored in the memory 8 as noise-free data.

【0015】CPU22では、シャッター開閉が1回実
施された後、1ライン走査が終了した時、又は1フレー
ム走査が終了した時のいずれかの時点でメモリ8からデ
ータを読出して上記減算処理を行う。
The CPU 22 reads the data from the memory 8 and performs the above subtraction processing either when one line scanning is completed or one frame scanning is completed after the shutter is opened and closed once. .

【0016】このように本実施例によれば、クロック発
生回路6から発生するA/D変換クロックをシャッタ開
閉制御回路21に開閉命令として入力し、シャッターが
開かれている状態のデータからシャッターが閉じられて
いる状態のデータを減算するようにしたので、シャッタ
ー20を光電変換信号のA/D変換周期と同じ速度で開
閉させることができ、走査期間中に雑音成分の変動があ
ったとしても雑音成分の十分に除去されたデータを得る
ことができる。
As described above, according to this embodiment, the A / D conversion clock generated from the clock generation circuit 6 is input to the shutter opening / closing control circuit 21 as an opening / closing command, and the shutter is opened from the data in the state where the shutter is opened. Since the data in the closed state is subtracted, the shutter 20 can be opened and closed at the same speed as the A / D conversion cycle of the photoelectric conversion signal, and even if the noise component varies during the scanning period. It is possible to obtain data in which the noise component is sufficiently removed.

【0017】なお、上記実施例ではシャッター20の開
閉をトグル動作させていたが、A/D変換に同期してシ
ャッター20が開閉駆動されれば良く、必ずしもシャッ
ター開閉をトグル動作させる必要はない。
In the above embodiment, the opening and closing of the shutter 20 is toggled. However, the opening and closing of the shutter 20 need only be driven in synchronization with the A / D conversion, and it is not always necessary to toggle the opening and closing of the shutter.

【0018】また、上記実施例ではCPU22の演算機
能を使って雑音除去手段を実現しているが、ハードウエ
ア回路で同様の減算機能を実現することもできる。図3
は、上記実施例におけるシャッターをステッピングモー
タと櫛歯状円盤とから構成した実施例を示している。な
お、同図において前述した図1に示す実施例と同一部分
には同一符号を付している。
Further, in the above embodiment, the noise removing means is realized by using the arithmetic function of the CPU 22, but a similar subtracting function can be realized by a hardware circuit. FIG.
Shows an embodiment in which the shutter in the above embodiment is composed of a stepping motor and a comb-shaped disk. In the figure, the same parts as those in the embodiment shown in FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals.

【0019】本実施例は、光源1と標本Sとの間の光路
近傍にステッピングモータ23を備え、そのステッピン
グモータ23の回転軸に櫛歯状円盤24の中心軸を固定
し、円盤24の櫛歯状をなす外周部が光路を遮るように
している。ステッピングモータ23を駆動するモータ駆
動回路25に、クロック発生回路6で発生させるA/D
変換クロックを入力する。モータ駆動回路25はA/D
変換クロックに同期して櫛歯状円盤24を回転させる。
なお、櫛歯状円盤24は、一定幅を有する櫛歯が一定間
隔で円盤外周に形成されている。
In this embodiment, a stepping motor 23 is provided in the vicinity of the optical path between the light source 1 and the sample S, and the central axis of the comb-shaped disk 24 is fixed to the rotation axis of the stepping motor 23 so that the disk 24 is comb-shaped. The tooth-shaped outer periphery blocks the optical path. A / D generated by the clock generation circuit 6 in the motor drive circuit 25 that drives the stepping motor 23
Input the conversion clock. Motor drive circuit 25 is A / D
The comb-shaped disk 24 is rotated in synchronization with the conversion clock.
In the comb-toothed disk 24, comb teeth having a constant width are formed on the outer circumference of the disk at regular intervals.

【0020】この実施例では、モータ駆動回路25にA
/D変換クロックが入力すると、モータ駆動回路25が
そのクロックパルスに基づいてステッピングモータ23
を駆動する。従って、櫛歯状円盤24がA/D変換クロ
ックに同期して回転することにより、その回転する櫛歯
状円盤24の櫛歯により入射光が一定の周期で遮光さ
れ、櫛歯状円盤24の櫛歯の間を通過した光が標本Sへ
入射する。このような光路の開放/遮断によりに標本S
にA/D変換クロックに同期して点滅する光が照射さ
れ、その透過光が光電変換部3で次々と光電変換信号に
変換される。さらに光電変換信号は増幅器4,A/D変
換器5を介してメモリ8に記憶される。CPU22は、
光路開放時及び光路遮断時のA/D変換データをメモリ
8から読み出し、上述した減算処理により光電変換信号
から雑音を除去する。
In this embodiment, the motor drive circuit 25 has an A
When the D / D conversion clock is input, the motor drive circuit 25 receives the stepping motor 23 based on the clock pulse.
Drive. Therefore, when the comb-teeth disk 24 rotates in synchronization with the A / D conversion clock, the comb teeth of the rotating comb-teeth disk 24 block the incident light at a constant cycle, and the comb-teeth disk 24 of the comb-teeth disk 24 rotates. The light passing between the comb teeth is incident on the sample S. By opening / closing such an optical path, the sample S
Is irradiated with light that blinks in synchronization with the A / D conversion clock, and the transmitted light is converted into photoelectric conversion signals one after another by the photoelectric conversion unit 3. Further, the photoelectric conversion signal is stored in the memory 8 via the amplifier 4 and the A / D converter 5. CPU22,
The A / D conversion data when the optical path is opened and when the optical path is blocked is read from the memory 8 and noise is removed from the photoelectric conversion signal by the above-described subtraction processing.

【0021】図5は、上記実施例におけるシャッターを
サーボモータ、櫛歯状円盤、回転センサ、位相比較器等
から構成した実施例を示している。なお、前述した図1
に示す実施例と同一部分には同一符号を付している。
FIG. 5 shows an embodiment in which the shutter in the above embodiment is composed of a servo motor, a comb-shaped disk, a rotation sensor, a phase comparator and the like. Note that FIG.
The same parts as those in the embodiment shown in FIG.

【0022】本実施例は、光源1と標本Sとの間の光路
近傍にサーボモータ26を備え、そのサーボモータ26
の回転軸に櫛歯状円盤27の中心軸を固定する。櫛歯状
円盤27の回転を回転センサ28で検出して回転検出信
号に変換し、位相比較器29に入力する。位相比較器2
9がクロック発生回路6から発生したA/D変換クロッ
クと回転検出信号を比較し、回転検出信号と同期させる
制御信号(偏差分)をモータ駆動回路30へ入力する。
モータ駆動回路30が制御信号に基づいてサーボモータ
26を駆動する。なお、櫛歯状円盤24は、一定幅を有
する櫛歯が一定間隔で円盤外周に形成され、サーボモー
タ26の回転軸に円盤外周部が光路を遮るように固定さ
れている。
In this embodiment, a servo motor 26 is provided near the optical path between the light source 1 and the sample S, and the servo motor 26 is provided.
The central axis of the comb-shaped disk 27 is fixed to the rotation axis of the. The rotation of the comb-shaped disk 27 is detected by the rotation sensor 28, converted into a rotation detection signal, and input to the phase comparator 29. Phase comparator 2
Reference numeral 9 compares the A / D conversion clock generated from the clock generation circuit 6 with the rotation detection signal, and inputs a control signal (deviation) for synchronizing with the rotation detection signal to the motor drive circuit 30.
The motor drive circuit 30 drives the servo motor 26 based on the control signal. The comb-toothed disc 24 has comb teeth having a constant width formed on the outer periphery of the disc at regular intervals, and is fixed to the rotation shaft of the servomotor 26 so that the outer periphery of the disc blocks the optical path.

【0023】この実施例では、CPU22から駆動命令
を受信したモータ駆動回路30によりサーボモータ26
が駆動され櫛歯状円盤27が回転する。櫛歯状円盤27
の回転に伴い光路の開放及び遮断が繰り返される。一方
で、位相比較器29にはクロック発生回路6からA/D
変換クロックが入力し、且つ回転センサ28から櫛歯状
円盤27の回転に応じた回転検出信号が入力する。回転
検出信号は光路の開放及び遮断の繰り返し周期を表して
いるので、この回転検出信号とA/D変換クロックとを
比較することにより光路の開放及び遮断がA/D変換動
作と同期しているか否か判断できる。両者が同期してい
なければ、その同期ずれに応じた制御信号を位相比較器
29から受けたモータ駆動回路30がサーボモータ26
の回転速度を制御する。なお、メモリ8に記憶された光
路開放時及び遮断時のデータから雑音成分が除去される
のは前述した各実施例と同様である。
In this embodiment, the servo motor 26 is driven by the motor drive circuit 30 which receives a drive command from the CPU 22.
Is driven to rotate the comb-toothed disk 27. Comb-shaped disk 27
With the rotation of, the optical path is repeatedly opened and closed. On the other hand, the phase comparator 29 uses the A / D from the clock generation circuit 6.
The conversion clock is input, and the rotation detection signal corresponding to the rotation of the comb-shaped disk 27 is input from the rotation sensor 28. Since the rotation detection signal represents the repetition cycle of opening and closing of the optical path, whether the opening and closing of the optical path is synchronized with the A / D conversion operation by comparing this rotation detection signal with the A / D conversion clock. You can judge whether or not. If the two are not synchronized, the motor drive circuit 30 which receives the control signal from the phase comparator 29 according to the synchronization deviation is the servo motor 26.
Control the rotation speed of. The noise components are removed from the data stored in the memory 8 when the optical path is opened and when the optical path is blocked, as in the above-described embodiments.

【0024】このように本実施例によれば、光路を高速
に開閉できると共に、その光路開閉動作とA/D変換動
作を常に確実に同期させることができる。図5は、標本
Sの反射光を光電変換して記憶する走査型レーザ顕微鏡
の実施例を示している。なお、同図において前述した図
1に示す信号処理装置と同一部分には同一符号を付して
いる。
As described above, according to this embodiment, the optical path can be opened and closed at high speed, and the optical path opening / closing operation and the A / D conversion operation can always be reliably synchronized. FIG. 5 shows an embodiment of a scanning laser microscope which photoelectrically converts the reflected light of the sample S and stores it. In the figure, the same parts as those of the signal processing apparatus shown in FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals.

【0025】この本実施例は、シャッター20と標本S
との間の光路上にビームスプリッター40を配置し、標
本Sの反射光をビームスプリッター40で反射させて光
電変換部3に入射するように構成している。
In this embodiment, the shutter 20 and the sample S
The beam splitter 40 is arranged on the optical path between the two, and the reflected light of the sample S is reflected by the beam splitter 40 and is incident on the photoelectric conversion unit 3.

【0026】本実施例によれば、反射型の走査型レーザ
顕微鏡に適用することができる。なお、上述した各実施
例ではステッピングモータ,サーボモータで櫛歯状円盤
を回転させる高速メカニカルシャッターを使用している
が、液晶シャッター、AOMを用いることもできる。本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施可能である。
According to this embodiment, it can be applied to a reflection type scanning laser microscope. In each of the above-described embodiments, the high-speed mechanical shutter that rotates the comb-shaped disk by the stepping motor and the servo motor is used, but a liquid crystal shutter and AOM can also be used. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、シ
ャッターの開閉速度を高速化することができ、走査中に
変動する雑音成分を除去可能で雑音低減効果の高い雑音
低減機能付き信号処理装置を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to increase the opening / closing speed of the shutter, remove the noise component fluctuating during scanning, and obtain a signal with a noise reducing function having a high noise reducing effect. A processing device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を走査型顕微鏡に適用した信号処理装置
の実施例の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a signal processing device in which the present invention is applied to a scanning microscope.

【図2】図1に示す信号処理装置の動作を説明するため
のタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of the signal processing device shown in FIG.

【図3】高速シャッターにステッピングモータと櫛歯状
円盤を用いた他の実施例の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of another embodiment in which a stepping motor and a comb-shaped disc are used for a high-speed shutter.

【図4】高速シャッターにサーボモータ,櫛歯状円盤,
位相比較器を用いた他の実施例の構成図である
[Fig. 4] High-speed shutter, servo motor, comb-shaped disk,
It is a block diagram of another embodiment using a phase comparator.

【図5】本発明を反射型の走査型レーザ顕微鏡に適用し
た信号処理装置の実施例の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of a signal processing device in which the present invention is applied to a reflective scanning laser microscope.

【図6】従来より在る雑音低減機能付き信号処理装置の
構成図である。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional signal processing device with a noise reduction function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、3…光電変換部、4…増幅器、5…A/D変
換器、6…クロック発生回路、7…メモリ制御回路、8
…メモリ、11…内部バス、20…高速メカニカルシャ
ッター、21…シャッタ開閉制御回路、23…ステッピ
ングモータ、24…櫛歯状円盤、25…モータ駆動回
路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 3 ... Photoelectric conversion part, 4 ... Amplifier, 5 ... A / D converter, 6 ... Clock generation circuit, 7 ... Memory control circuit, 8
... memory, 11 ... internal bus, 20 ... high-speed mechanical shutter, 21 ... shutter opening / closing control circuit, 23 ... stepping motor, 24 ... comb-shaped disc, 25 ... motor drive circuit.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/18 C Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area H04N 7/18 C

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源部から入射する光が照射された標本
の透過光又は反射光を光電変換部で光電変換信号に変換
し該光電変換信号をA/D変換部でA/D変換クロック
に同期してデジタルデータに変換し該デジタルデータか
ら雑音成分を除去する雑音低減機能付き信号処理装置に
おいて、 前記光源部から前記標本に至るまでの光路上に配置され
たシャッターと、前記A/D変換クロックと同じクロッ
クが入力され該クロックに同期して前記シャッターを開
閉制御するシャッター制御手段と、前記シャッターが開
状態のとき得られたデジタルデータから前記シャッター
が閉状態のとき得られたデジタルデータを減算する雑音
除去手段とを具備することを特徴とする雑音低減機能付
き信号処理装置。
1. A photoelectric conversion unit converts the transmitted light or reflected light of a sample irradiated with light incident from a light source unit into a photoelectric conversion signal, and the photoelectric conversion signal is converted into an A / D conversion clock in the A / D conversion unit. A signal processing device with a noise reduction function for synchronously converting to digital data and removing a noise component from the digital data, comprising: a shutter arranged on an optical path from the light source unit to the sample; and the A / D conversion. The same clock as the clock is input, shutter control means for opening and closing the shutter in synchronization with the clock, and digital data obtained when the shutter is closed from digital data obtained when the shutter is open A signal processing device with a noise reducing function, comprising: a noise removing means for subtracting.
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