JPH09127419A - Image processing circuit for scan type microscope - Google Patents

Image processing circuit for scan type microscope

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Publication number
JPH09127419A
JPH09127419A JP28609095A JP28609095A JPH09127419A JP H09127419 A JPH09127419 A JP H09127419A JP 28609095 A JP28609095 A JP 28609095A JP 28609095 A JP28609095 A JP 28609095A JP H09127419 A JPH09127419 A JP H09127419A
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JP
Japan
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channels
sample
channel
signal
signals
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Withdrawn
Application number
JP28609095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eriko Tsuji
恵理子 辻
Akira Matsushita
朗 松下
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09127419A publication Critical patent/JPH09127419A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a circuit scale and to make possible quantizing an optical signal of plural channels much by photoelectrically converting sample light, amplifying at every plural channels, circularly selecting in time division and controlling the distributing timing. SOLUTION: Photoelectric conversion circuits 31a-31c photoelectric convert sample light at every channel to amplify, and sample-and-hold circuits 33a, 33b hold respectively signals of other channels excepting one channel among the amplified signals. Then, a data selector 34 selects circularly the signals of the held channels and the signal of the not held channel in time division to quantize by an A/D converter 35. The data selector 36 distributes and selects the quantized signals according to the channels to store the distributed signals in memories 37a-37c at every channel. At this time, a sample clock generation circuit 38 supplies an operation clock to the sample-and-hold circuits 33a, 33b, the data selectors 34, 36 and the A/D converter 35 to control the timing.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、標本上を光ビーム
で2次元走査して得られる該標本からの光を検出して標
本画像を得る走査型顕微鏡に適用される画像処理回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing circuit applied to a scanning microscope for detecting a light from a sample obtained by two-dimensionally scanning a sample with a light beam to obtain a sample image.

【0002】[0002]

【従来の技術】光学顕微鏡は、ステージに載置したプレ
パラート上の標本を対物レンズで拡大して観測する構造
となっており、一般に標本に対する照明はランプ等の光
源からの光をコンデンサレンズを用いて標本の観察領域
全体に、均等になるようにして照射する構造を採用して
いた。
2. Description of the Related Art An optical microscope has a structure in which a sample on a slide placed on a stage is magnified and observed with an objective lens. Generally, for illumination of a sample, light from a light source such as a lamp is used with a condenser lens. Therefore, the entire observation area of the specimen is uniformly illuminated.

【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
ントラストの標本を観察するにあたっては大変見ずらい
ものとなってしまうという問題がある。これらの問題を
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。
However, when such a structure is adopted as the illumination system, there are problems such as flare and it is very difficult to observe a low-contrast sample. In order to improve these problems, a scanning optical microscope which is a point light projection type (spot light projection type) optical microscope has been proposed.

【0004】この光学顕微鏡は、レーザ光源等の点光源
を対物レンズを介して観察標本に点状に照射し、これに
より観察標本の透過光または反射光もしくは点状の光を
照射したことにより標本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、これを検出器で
検出して像の濃淡情報を得るようにしたものである。
This optical microscope irradiates a point light source such as a laser light source on an observation sample through an objective lens in a point-like manner, thereby irradiating transmitted light or reflected light of the observation specimen or point-like light to the specimen. The fluorescent light generated from the above is again imaged in a point shape via the objective lens and the optical system, and this is detected by the detector to obtain the grayscale information of the image.

【0005】ただし、これだけでは点状光源が照射され
た点位置のみの濃淡情報しか得られないので、標本をX
軸及びY軸の方向に移動して2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、標本と照射点位置とを相対的に2次元走査し、
このX−Y走査に同期してCRTディスプレイ等の表示
装置により、X−Y走査位置に対応した各点位置に前記
濃度情報の信号と対応する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。
However, with this alone, only the grayscale information of only the point position illuminated by the point light source can be obtained.
The sample and the irradiation point position are relatively two-dimensionally scanned, such as an XY scanning method of moving in the two-dimensional plane by moving in the directions of the axis and the Y-axis, and an optical system for scanning the optical path. ,
By displaying a bright point corresponding to the signal of the density information at each point position corresponding to the XY scanning position by a display device such as a CRT display in synchronization with the XY scanning, an image can be observed. I have to.

【0006】以上は走査型顕微鏡の原理構成であり、具
体的には、一般的に走査型顕微鏡はレーザ光で走査され
ている標本からの透過光、反射光あるいは蛍光を検出器
である光電子増倍管やフォトダイオード等の光電変換器
により電気信号に変換したものを画像データとして保持
するために、さらにA/D変換回路によって量子化して
メモリに記憶する光電信号処理回路を備えている。
The above is the principle configuration of the scanning microscope. Specifically, in general, the scanning microscope generally detects transmitted light, reflected light, or fluorescence from a sample scanned with a laser beam as a photoelectron multiplier. A photoelectric signal processing circuit that further quantizes by an A / D conversion circuit and stores it in a memory is provided in order to hold image data converted into an electric signal by a photoelectric converter such as a double tube or a photodiode.

【0007】上記走査型顕微鏡における光電変換された
アナログ信号を量子化するまでの過程における従来の代
表的な構成例を図4に示す。同図は、電子通信学会技術
研究報告会SSD79−56「レーザ走査型デバイス解
析システム」を参照したもので、ここでは3チャンネル
を2チャンネルに省略して説明する。これは、例えば2
種類の蛍光色素を使用して波長の異なる2種の蛍光を同
時に検出できるように、受光部を複数チャンネル備える
ようにしたものである。
FIG. 4 shows an example of a typical conventional configuration in the process of quantizing the photoelectrically converted analog signal in the scanning microscope. This drawing refers to the Institute of Electronics and Communication Engineers Technical Research Report Meeting SSD 79-56 "Laser Scanning Device Analysis System", and here, explanation will be made by omitting 3 channels into 2 channels. This is, for example, 2
A plurality of light receiving sections are provided so that two types of fluorescence having different wavelengths can be simultaneously detected by using different types of fluorescent dyes.

【0008】図中、分光された2チャンネル(CH1,
CH2)の光を各光電変換回路1a,1bで光電変換
し、得たアナログの電気信号を増幅回路2a,2bでそ
れぞれ増幅する。これら各増幅した信号を、サンプルク
ロック回路4のクロックに同期したタイミングで各A/
D変換器3a,3bで量子化し、デジタル値とした後に
メモリ5a,5bに記憶する。
In the figure, the separated two channels (CH1,
The light of CH2) is photoelectrically converted by the photoelectric conversion circuits 1a and 1b, and the obtained analog electric signals are amplified by the amplifier circuits 2a and 2b, respectively. Each of these amplified signals is supplied to A / A at a timing synchronized with the clock of the sample clock circuit 4.
It is quantized by the D converters 3a and 3b, converted into digital values, and then stored in the memories 5a and 5b.

【0009】したがって、この図4に示したような回路
構成では、チャンネル数と同数のA/D変換器を有し、
複数のチャンネルを同じタイミングで量子化するように
している。
Therefore, the circuit configuration as shown in FIG. 4 has the same number of A / D converters as the number of channels,
It quantizes multiple channels at the same timing.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記図4
に示したような回路構成では、上述した如く各チャンネ
ル毎に個別のA/D変換器を用いているため、チャンネ
ル数分だけA/D変換器が必要となり、全体の回路規模
が大きく、高価なものとなってしまう。
However, FIG.
In the circuit configuration as shown in FIG. 3, since individual A / D converters are used for each channel as described above, A / D converters are required for the number of channels, and the overall circuit scale is large and expensive. It will be something like.

【0011】さらにA/D変換器は、厳密にはA/D変
換に際してそれぞれ固有の特性誤差を有するものであ
り、複数のA/D変換器を並列に用いる場合にはその特
性誤差等も考慮しなければならない。
Strictly speaking, each A / D converter has its own characteristic error in A / D conversion. When a plurality of A / D converters are used in parallel, the characteristic error and the like are also taken into consideration. Must.

【0012】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、A/D変換器の使
用個数を極力少なくして回路規模を縮小し、またA/D
変換器の特性誤差に影響を受けずに複数チャンネル分の
光信号を量子化して各チャンネル分毎に記憶させること
が可能な走査型顕微鏡用画像処理回路を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the number of A / D converters used as much as possible to reduce the circuit scale and to reduce the A / D converter.
An object of the present invention is to provide an image processing circuit for a scanning microscope capable of quantizing optical signals for a plurality of channels and storing the signals for each channel without being affected by the characteristic error of the converter.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
標本上を光ビームで2次元走査して得られる該標本から
の光を検出し、この光を画像処理して標本画像を得る走
査型光学顕微鏡において、該標本からの光を光電変換す
る複数チャンネル毎に設けられた光電変換手段と、これ
ら光電変換手段で得られるアナログ値の各信号を複数チ
ャンネル毎に増幅する増幅手段と、これら増幅手段で増
幅された信号のうち、1つのチャンネルを除く他のチャ
ンネルの信号をそれぞれ保持する保持手段と、上記保持
手段で保持されたチャンネルの信号及び上記保持手段で
保持しなかったチャンネルの信号を時分割で循環的に選
択する第1の信号選択手段と、この第1の信号選択手段
を介して送られてきたアナログ値の信号をデジタル値に
変換する変換手段と、この変換手段でデジタル値に変換
された信号をそのチャンネルに応じて振分選択する第2
の信号選択手段と、この第2の信号選択手段で振分選択
された各チャンネルの信号をチャンネル毎に記憶する記
憶手段と、上記保持手段、第1の信号選択手段、変換手
段及び第2の信号選択手段に動作クロックを供給してタ
イミング制御を行なう制御手段とを具備するようにして
いる。
According to the first aspect of the present invention,
In a scanning optical microscope, which detects light from the sample obtained by two-dimensionally scanning the sample with a light beam and processes the light to obtain a sample image, a plurality of channels for photoelectrically converting the light from the sample A photoelectric conversion unit provided for each of the units, an amplification unit that amplifies each signal of an analog value obtained by the photoelectric conversion unit for each of a plurality of channels, and one of the signals amplified by the amplification unit except one channel Holding means for respectively holding the signals of the respective channels, and first signal selecting means for cyclically selecting, in a time division manner, the signals of the channels held by the holding means and the signals of the channels not held by the holding means. , A converting means for converting an analog value signal sent via the first signal selecting means into a digital value, and a signal converted by the converting means into a digital value, Second selecting sorting according to Yan'neru
Signal selecting means, storage means for storing the signal of each channel distributed and selected by the second signal selecting means for each channel, the holding means, the first signal selecting means, the converting means and the second means. The signal selecting means is provided with a control means for supplying an operation clock to perform timing control.

【0014】この結果、上記変換手段を構成する1つの
A/D変換器を時分割駆動して複数チャンネル分の光信
号を量子化し、チャンネル毎に記憶させることができる
ため、複数チャンネル分の光信号に対してこれを量子化
するA/D変換器は1つのみでよく、全体の回路規模を
大幅に縮小することができると共に、複数チャンネル分
の光信号に対する量子化時の特性の誤差が同様であり、
各チャンネル間での信号の特性を統一することができ
る。
As a result, one A / D converter constituting the above conversion means is time-division driven to quantize optical signals for a plurality of channels, which can be stored for each channel. Only one A / D converter is required to quantize a signal, and the overall circuit scale can be significantly reduced, and at the same time, the error in the characteristics at the time of quantization with respect to optical signals for a plurality of channels can be reduced. Is similar,
It is possible to unify the signal characteristics among the channels.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下本発明を走査型光学顕微鏡装
置に適用した場合の実施の一形態について図面を参照し
て説明する。図1はその機械的、光学的な構成を示すも
のである。レーザ光源11から出射されたレーザビーム
は、スポット投影レンズ12で適宜集光された後、ダイ
クロイックミラー13で反射され、さらにこの図の紙面
に直交する方向の回転軸を中心にして回動するガルバノ
ミラー14で反射された後、瞳投射レンズ15で対物像
面に結像し、その後、光路切換ミラー16へ入射され
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a scanning optical microscope apparatus will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows its mechanical and optical structure. The laser beam emitted from the laser light source 11 is appropriately focused by the spot projection lens 12, reflected by the dichroic mirror 13, and further rotated by a galvanometer rotating about a rotation axis in a direction orthogonal to the plane of the drawing. After being reflected by the mirror 14, an image is formed on the objective image plane by the pupil projection lens 15, and thereafter, it is incident on the optical path switching mirror 16.

【0016】したがって、レーザビームは回動するガル
バノミラー14によって光路切換ミラー16の位置で図
中の上下方向に走査される。光路切換ミラー16で反射
されたレーザビームは、対物レンズ17に入射して標本
18上に結像される。よって、標本18上に結像された
レーザビームは、この標本18面で図中の左右方向に走
査される。
Therefore, the laser beam is scanned by the rotating galvanometer mirror 14 at the position of the optical path switching mirror 16 in the vertical direction in the figure. The laser beam reflected by the optical path switching mirror 16 enters the objective lens 17 and is imaged on the sample 18. Therefore, the laser beam imaged on the sample 18 is scanned on the surface of the sample 18 in the left-right direction in the drawing.

【0017】レーザビームをガルバノミラー14による
光学偏向照射で左右方向に走査すると同時に、標本18
を載置した走査ステージ19を図の紙面と直交する方向
に移動走査させることにより、標本18面をレーザビー
ムにて2次元走査することができるものである。
The laser beam is scanned in the left-right direction by the optical deflection irradiation by the galvanometer mirror 14, and at the same time, the specimen 18 is scanned.
By moving and scanning the scanning stage 19 on which is mounted in the direction orthogonal to the paper surface of the drawing, the surface of the sample 18 can be two-dimensionally scanned with a laser beam.

【0018】しかして、標本18上の細胞に予め生化学
的に標識された蛍光色素は、このレーザビームにより励
起されて蛍光を放射する。標本18から放射される蛍光
は、前述した光路を逆に遡り、対物レンズ17、光路切
換ミラー16、瞳投射レンズ15、ガルバノミラー14
を経てダイクロイックミラー13を図中の上方へ透過す
る。
The fluorescent dye pre-biochemically labeled on the cells on the specimen 18 is excited by this laser beam to emit fluorescence. The fluorescence emitted from the sample 18 traces back the above-mentioned optical path in reverse, and the objective lens 17, the optical path switching mirror 16, the pupil projection lens 15, and the galvanometer mirror 14 are taken.
After that, the light is transmitted through the dichroic mirror 13 upward in the drawing.

【0019】ダイクロイックミラー13を透過した蛍光
は、第2のダイクロイックミラー20によりその波長成
分によって分光される。分光された蛍光はそれぞれバリ
アフィルタ21a,21bを透過し、集光レンズ22
a,22bで光電子増倍管23a,23bの受光面に集
光される。
The fluorescence transmitted through the dichroic mirror 13 is separated by the second dichroic mirror 20 into its wavelength components. The separated fluorescent light passes through the barrier filters 21a and 21b, respectively, and the condenser lens 22
The light is condensed on the light receiving surfaces of the photomultiplier tubes 23a and 23b by a and 22b.

【0020】一方、標本18上の細胞によって散乱され
た散乱光は、この標本18を下方へ透過した光と共にコ
ンデンサレンズ24で集光され、ビームスプリッタ25
で反射された後にリングスリット26に入射する。
On the other hand, the scattered light scattered by the cells on the specimen 18 is condensed by the condenser lens 24 together with the light transmitted downward through the specimen 18, and the beam splitter 25
It is incident on the ring slit 26 after being reflected by.

【0021】このリングスリット26は、標本18から
の透過光を遮光し、散乱光のみを透過させて、フォトダ
イオード27の受光面へ入射させる。なお、上記光路切
換ミラー16は顕微鏡本体に対して挿脱自在に設けられ
るもので、この光路切換ミラー16を取外すことで標本
18の画像を観察光学系28へ導くことが可能であり、
透過照明光学系29や同軸落射照明光学系30による照
明を用いて観察者に供することで、標本18の透過像や
落射像を肉眼で顕微鏡観察したり、テレビカメラや写真
撮影装置で顕微鏡撮影することができる。
The ring slit 26 blocks the transmitted light from the sample 18, transmits only the scattered light, and makes it incident on the light receiving surface of the photodiode 27. The optical path switching mirror 16 is provided so that it can be inserted into and removed from the microscope body. By removing the optical path switching mirror 16, the image of the sample 18 can be guided to the observation optical system 28.
By providing the observer with illumination by the transmitted illumination optical system 29 and the coaxial incident illumination optical system 30, the transmitted image and the reflected image of the specimen 18 can be observed with the naked eye with a microscope, or can be photographed with a television camera or a photographing device. be able to.

【0022】このような機械的、光学的構成を有する走
査型光学顕微鏡装置においては、標本18上をレーザビ
ームで2次元走査することで、この標本18から得られ
た蛍光及び散乱光を、光電子増倍管23a,23b及び
フォトダイオード27の計3(チャンネル)系統の光電
変換素子により検出するものである。
In the scanning optical microscope apparatus having such a mechanical and optical structure, the specimen 18 is two-dimensionally scanned with a laser beam, and the fluorescence and scattered light obtained from the specimen 18 are converted into photoelectrons. This is detected by the photoelectric conversion elements of a total of 3 (channel) systems, which are the multipliers 23a and 23b and the photodiode 27.

【0023】なお、上記図1においては、標本18から
の蛍光をダイクロイックミラー20でその波長により分
光して2種類の蛍光色素を用いる場合を例示したが、さ
らにダイクロイックミラー、バリアフィルタ、光電子増
倍管を追加することによって、複数の蛍光色素からの波
長の異なる蛍光を同時検出できることは言うまでもな
い。
In FIG. 1, the fluorescence from the sample 18 is dispersed by the dichroic mirror 20 according to its wavelength, and two kinds of fluorescent dyes are used. However, the dichroic mirror, the barrier filter, and the photomultiplier are further used. It goes without saying that fluorescence can be simultaneously detected from different fluorescent dyes by adding a tube.

【0024】次に、上記光電子増倍管23a,23b及
びフォトダイオード27で得た輝度信号を量子化して記
憶する電子回路の構成について図2により説明する。同
図で上記光電子増倍管23aで受光した蛍光に対する輝
度信号の系統を第1のチャンネル(CH1)、フォトダ
イオード27で受光した散乱光に対する輝度信号の系統
を第2のチャンネル(CH2)、上記光電子増倍管23
bで受光した蛍光に対する輝度信号の系統を第3のチャ
ンネル(CH3)とする。
Next, the structure of an electronic circuit for quantizing and storing the luminance signal obtained by the photomultiplier tubes 23a, 23b and the photodiode 27 will be described with reference to FIG. In the figure, the system of the luminance signal for the fluorescence received by the photomultiplier tube 23a is the first channel (CH1), the system of the luminance signal for the scattered light received by the photodiode 27 is the second channel (CH2), Photomultiplier tube 23
The system of the luminance signal for the fluorescence received in b is the third channel (CH3).

【0025】光電子増倍管23aでなる光電変換回路3
1a、フォトダイオード27でなる光電変換回路31
b、光電子増倍管23bでなる光電変換回路31cで受
光された光は、それぞれ光電変換によりその輝度値に応
じた電圧を有するアナログ値の輝度信号に変換される。
Photoelectric conversion circuit 3 comprising a photomultiplier tube 23a
1a, a photoelectric conversion circuit 31 including a photodiode 27
b, the light received by the photoelectric conversion circuit 31c including the photomultiplier tube 23b is converted by photoelectric conversion into a luminance signal of an analog value having a voltage corresponding to the luminance value.

【0026】これら光電変換回路31a〜31cで得た
輝度信号はそれぞれ増幅回路32a〜32cでチャンネ
ル毎に個別に一定の増幅率をもって増幅されるもので、
増幅回路32aにより増幅された第1のチャンネルの輝
度信号はデータセレクタ34へ直接、増幅回路32b,
32cにより増幅された第2、第3のチャンネルの輝度
信号はそれぞれサンプルホールド回路33a,33bに
て保持された後にデータセレクタ34へ送られる。
The luminance signals obtained by the photoelectric conversion circuits 31a to 31c are amplified by the amplification circuits 32a to 32c individually for each channel with a constant amplification factor.
The luminance signal of the first channel amplified by the amplifier circuit 32a is directly fed to the data selector 34, and then the amplifier circuit 32b,
The luminance signals of the second and third channels amplified by 32c are respectively held by sample and hold circuits 33a and 33b and then sent to the data selector 34.

【0027】サンプルホールド回路33a,33b、デ
ータセレクタ34と、後述するA/D変換器35及びデ
ータセレクタ36はいずれも、サンプルクロック発生回
路38から送られてくるサンプルクロックに従って動作
するもので、サンプルホールド回路33a,33bは増
幅回路32aから第1のチャンネルの輝度信号が出力さ
れるのと同時に増幅回路32b,32cから出力される
第2、第3のチャンネルの輝度信号を同時にサンプルホ
ールドし、次の走査位置に対応した新たな第1のチャン
ネルの輝度信号が増幅回路32aから出力されるまでの
間に、サンプルホールドしている第2、第3のチャンネ
ルの輝度信号を適宜時間差を設けて順次データセレクタ
34に出力するものである。
The sample and hold circuits 33a and 33b, the data selector 34, and the A / D converter 35 and the data selector 36, which will be described later, all operate in accordance with the sample clock sent from the sample clock generation circuit 38. The hold circuits 33a and 33b simultaneously sample and hold the luminance signals of the first channel from the amplifier circuit 32a and simultaneously hold the luminance signals of the second and third channels output from the amplifier circuits 32b and 32c. The luminance signals of the second and third channels which are sample-held are sequentially provided with an appropriate time lag until the new luminance signal of the first channel corresponding to the scanning position is output from the amplifier circuit 32a. The data is output to the data selector 34.

【0028】上記データセレクタ34では、増幅回路3
2aからの第1のチャンネルの輝度信号、サンプルホー
ルド回路33aからの第2のチャンネルの輝度信号及び
サンプルホールド回路33bからの第3のチャンネルの
輝度信号を順次時分割で循環的に選択し、A/D変換器
35へ送出する。
In the data selector 34, the amplifier circuit 3
The luminance signal of the first channel from 2a, the luminance signal of the second channel from the sample and hold circuit 33a, and the luminance signal of the third channel from the sample and hold circuit 33b are sequentially and cyclically selected by time division, and A It is sent to the / D converter 35.

【0029】A/D変換器35は、データセレクタ34
から順次送られてくる輝度信号をサンプルクロック発生
回路38からのサンプルクロックに同期して順次所定の
量子化ビット数で量子化し、得たデジタル値の輝度信号
をデータセレクタ36へ送出する。
The A / D converter 35 includes a data selector 34.
The luminance signals sequentially transmitted from the are synchronized with the sample clock from the sample clock generation circuit 38 are sequentially quantized with a predetermined number of quantization bits, and the obtained luminance signals of digital values are transmitted to the data selector 36.

【0030】データセレクタ36は、上記データセレク
タ34とは逆に、A/D変換器35から時分割で送られ
てくるデジタル値の第1乃至第3のチャンネルの輝度信
号をサンプルクロック発生回路38からのクロックに同
期して選択的に振分けるもので、振分けた第1のチャン
ネルの輝度信号をメモリ37aへ、第2のチャンネルの
輝度信号をメモリ37bへ、そして第3のチャンネルの
輝度信号をメモリ37cへそれぞれ送出し、各チャンネ
ル分毎にまとめて記憶させる。
Contrary to the data selector 34, the data selector 36 samples the luminance signals of the first to third channels of the digital value sent from the A / D converter 35 in a time division manner, and the sample clock generating circuit 38. Selectively distributes the brightness signal of the first channel to the memory 37a, the brightness signal of the second channel to the memory 37b, and the brightness signal of the third channel. The data is sent to the memory 37c and stored for each channel collectively.

【0031】次いで、上記第1乃至第3のチャンネルそ
れぞれにおける信号の流れについて図3を用いて説明す
る。同図では、上記第1乃至第3のチャンネルのうちの
1つのチャンネルだけを取出して示すものである。
Next, the signal flow in each of the first to third channels will be described with reference to FIG. In the figure, only one of the first to third channels is taken out and shown.

【0032】標本18より得られた光を光電変換回路3
1a(31b,31c)でアナログ値の輝度信号に変換
する。変換された輝度信号は増幅回路32a(32b,
32c)で増幅し、(サンプルホールド回路33a,3
3b及び)データセレクタ34を介して、サンプルクロ
ック発生回路38からのサンプルクロックによりA/D
変換器35で所定ビット数の輝度信号に量子化される。
The light obtained from the sample 18 is converted into the photoelectric conversion circuit 3
1a (31b, 31c) converts into an analog luminance signal. The converted luminance signal is amplified by the amplifier circuit 32a (32b,
32c) to amplify (sample and hold circuits 33a, 3a
3b and) via the data selector 34, an A / D signal is generated by the sample clock from the sample clock generation circuit 38.
The converter 35 quantizes the luminance signal into a predetermined number of bits.

【0033】量子化された輝度信号は、データセレクタ
36を介して振分けられてメモリ37a(37b,37
c)にチャンネル毎に記憶される。このメモリ37a
(37b,37c)に記憶された輝度信号は、そのまま
例えばCRT及びその駆動回路で構成される画像表示部
39に直接送られて画像表示されるか、あるいは、より
詳細な画像データを得るため、演算回路40に送られて
画像の数値化、グラフ化等の変換処理により画像処理さ
れた後に画像表示部39に送られて画像表示される。
The quantized luminance signal is distributed through the data selector 36 and stored in the memory 37a (37b, 37b).
It is stored in c) for each channel. This memory 37a
The luminance signal stored in (37b, 37c) is directly sent to the image display unit 39 composed of, for example, a CRT and its drive circuit for image display as it is, or to obtain more detailed image data, The image is sent to the arithmetic circuit 40 and subjected to image processing by conversion processing such as digitization and graphing of the image, and then sent to the image display unit 39 for image display.

【0034】しかるに、上記サンプルクロック発生回路
38及び増幅回路32a(32b,32c)、A/D変
換器35及びメモリ37a(37b,37c)によるサ
ンプリングの開始と終了、画像表示部39による画像表
示設定、及び演算回路40による演算設定はいずれも、
この走査型光学顕微鏡装置のシステム中枢を担う制御回
路41からの制御指令によって統括制御される。
Accordingly, the sampling clock generation circuit 38, the amplification circuit 32a (32b, 32c), the A / D converter 35 and the memory 37a (37b, 37c) start and end the sampling, and the image display setting by the image display unit 39. , And the arithmetic setting by the arithmetic circuit 40 are
The scanning optical microscope apparatus is comprehensively controlled by a control command from a control circuit 41 which is the center of the system.

【0035】以上のような構成を有する走査型光学顕微
鏡装置において、標本18より放射された蛍光あるいは
散乱光を光電変換し、量子化するまでの過程を主として
上記図2により説明する。
In the scanning optical microscope apparatus having the above structure, the process of photoelectrically converting the fluorescent light or scattered light emitted from the sample 18 and quantizing the fluorescent light or scattered light will be mainly described with reference to FIG.

【0036】同図で、第1乃至第3の3チャンネル分の
光信号が光電変換回路31a〜31c(光電子増倍管2
3a、フォトダイオード27及び光電子増倍管23b)
でアナログ値の輝度信号に変換され、各チャンネル毎に
設けられた増幅回路32a〜32cでその振幅が増幅さ
れる。
In the figure, the optical signals for the first to third channels are converted into photoelectric conversion circuits 31a to 31c (photomultiplier tube 2).
3a, photodiode 27 and photomultiplier tube 23b)
Is converted into a luminance signal of an analog value, and its amplitude is amplified by the amplifier circuits 32a to 32c provided for each channel.

【0037】第2のチャンネル側に設けられたサンプル
ホールド回路33及び第3のチャンネル側に設けられた
サンプルホールド回路33bでは、増幅回路32aの出
力をそのままデータセレクタ34へ送出する第1のチャ
ンネルの量子化タイミングに合わせそれぞれ第2,第3
のチャンネルの輝度信号をサンプルホールドする。
In the sample-hold circuit 33 provided on the second channel side and the sample-hold circuit 33b provided on the third channel side, the output of the amplifier circuit 32a is sent to the data selector 34 as it is. Second and third according to the quantization timing
Sample and hold the luminance signal of the channel.

【0038】データセレクタ34では、第1のサンプル
クロック入力のタイミングで増幅回路32aから直接送
られてくる第1のチャンネルの輝度信号を選択してA/
D変換器35へ送出させ、量子化させた後、第2のサン
プルクロック入力のタイミングでサンプルホールド回路
33aに保持される第2のチャンネルの輝度信号を選択
してA/D変換器35へ送出し、量子化させる。
The data selector 34 selects the luminance signal of the first channel sent directly from the amplifier circuit 32a at the timing of the input of the first sample clock to A / A.
After being sent to the D converter 35 and quantized, the luminance signal of the second channel held in the sample hold circuit 33a at the timing of the second sample clock input is selected and sent to the A / D converter 35. And quantize.

【0039】その後、第3のサンプルクロック入力のタ
イミングでサンプルホールド回路33bに保持される第
3のチャンネルの輝度信号を選択してA/D変換器35
へ送出し、量子化させる。
After that, the luminance signal of the third channel held in the sample hold circuit 33b is selected at the timing of inputting the third sample clock, and the A / D converter 35 is selected.
And quantize it.

【0040】データセレクタ34では以上の動作を循環
的に行なうことにより、順次第1乃至第3のチャンネル
の輝度信号を時分割でA/D変換器35へ送出するもの
である。
The data selector 34 cyclically performs the above-mentioned operations to sequentially output the luminance signals of the first to third channels to the A / D converter 35 in a time division manner.

【0041】A/D変換器35で量子化されたデジタル
値の第1乃至第3のチャンネルの輝度信号は、上記同じ
くサンプルクロック発生回路38からのサンプルクロッ
クの入力により上記データセレクタ34とは反対に輝度
信号を選択的に振分ける動作を行なうデータセレクタ3
6により、元の各チャンネル毎にメモリ37a〜37c
のいずれかに振分けて送出され、記憶させるものであ
る。
The luminance signals of the first to third channels of the digital value quantized by the A / D converter 35 are opposite to those of the data selector 34 due to the input of the sample clock from the sample clock generating circuit 38. Data selector 3 for selectively distributing luminance signals to
6, the memories 37a to 37c for each original channel
It is distributed to any one of the above and transmitted and stored.

【0042】1つのA/D変換器35を用いて時分割で
3チャンネル分の輝度信号の量子化を行わうため、A/
D変換機器をチャンネルの数分だけ設ける必要がなく、
回路規模を縮小して、コストダウンを図ることができ
る。
Since one channel A / D converter 35 is used to quantize luminance signals for three channels in a time division manner,
It is not necessary to install D conversion equipment for each channel,
The cost can be reduced by reducing the circuit scale.

【0043】これは特に、A/D変換器の量子化ビット
数が大きければ大きいほど顕著な効果となる。また、各
チャンネルの輝度信号がいずれも同じ1つのA/D変換
器35にて量子化されるため、複数のA/D変換器を用
いる場合のチャンネル間での特性誤差を考慮した設計な
ども不要となる。
This is particularly remarkable as the number of quantization bits of the A / D converter increases. Further, since the luminance signal of each channel is quantized by the same single A / D converter 35, it is possible to design in consideration of characteristic error between channels when using a plurality of A / D converters. It becomes unnecessary.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上に述べた如く本発明によれば、A/
D変換器の使用個数を極力少なくして回路規模を縮小
し、またA/D変換器の特性誤差に影響を受けずに複数
チャンネル分の光信号を量子化して各チャンネル分毎に
記憶させることが可能な走査型顕微鏡用画像処理回路を
提供することができる。
As described above, according to the present invention, A /
To reduce the circuit scale by reducing the number of D converters used as much as possible, and to quantize optical signals for multiple channels and store them for each channel without being affected by the characteristic error of the A / D converter. It is possible to provide an image processing circuit for a scanning microscope.

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

【図1】本発明の実施の一形態に係る走査型光学顕微鏡
装置の機械的、光学的構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a mechanical and optical configuration of a scanning optical microscope apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態に係る複数チャンネルの輝度信号
の処理回路の構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a processing circuit for a plurality of channels of luminance signals according to the same embodiment.

【図3】同実施の形態に係る1チャンネルの輝度信号の
処理の流れを示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a flow of processing a 1-channel luminance signal according to the same embodiment;

【図4】従来の走査型光学顕微鏡装置に用いられる複数
チャンネルの輝度信号の処理回路の構成を示すブロック
図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a plurality of channels of luminance signal processing circuits used in a conventional scanning optical microscope apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,31a〜31c…光電変換回路 2a,2b,32a〜32c…増幅回路 3a,3b,35…A/D変換器 4,38…サンプルクロック発生回路 5a,5b,37a〜37c…メモリ 11…レーザ光源 12…スポット投影レンズ 13,20…ダイクロイックミラー 14…ガルバノミラー 15…瞳投射レンズ 16…光路切換ミラー 17…対物レンズ 18…標本 19…走査ステージ 21a,21b…バリアフィルタ 22a,22b…集光レンズ 23a,23b…光電子増倍管 24…コンデンサレンズ 25…ビームスプリッタ 26…リングスリット 27…フォトダイオード 28…観察光学系 29…透過光源 33a,33b…サンプルホールド回路 34,36…データセレクタ 39…画像表示部 40…演算回路 41…制御回路 1a, 1b, 31a to 31c ... Photoelectric conversion circuit 2a, 2b, 32a to 32c ... Amplification circuit 3a, 3b, 35 ... A / D converter 4, 38 ... Sample clock generation circuit 5a, 5b, 37a to 37c ... Memory 11 ... laser light source 12 ... spot projection lens 13, 20 ... dichroic mirror 14 ... galvano mirror 15 ... pupil projection lens 16 ... optical path switching mirror 17 ... objective lens 18 ... sample 19 ... scanning stage 21a, 21b ... barrier filter 22a, 22b ... collection Optical lens 23a, 23b ... Photomultiplier tube 24 ... Condenser lens 25 ... Beam splitter 26 ... Ring slit 27 ... Photodiode 28 ... Observation optical system 29 ... Transmission light source 33a, 33b ... Sample hold circuit 34, 36 ... Data selector 39 ... Image display unit 40 ... Arithmetic circuit 41 ... Control Circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 標本上を光ビームで2次元走査して得ら
れる該標本からの光を検出し、この光を画像処理して標
本画像を得る走査型光学顕微鏡において、 該標本からの光を光電変換する複数チャンネル毎に設け
られた光電変換手段と、 これら光電変換手段で得られるアナログ値の各信号を複
数チャンネル毎に増幅する増幅手段と、 これら増幅手段で増幅された信号のうち、1つのチャン
ネルを除く他のチャンネルの信号をそれぞれ保持する保
持手段と、 上記保持手段で保持されたチャンネルの信号及び上記保
持手段で保持しなかったチャンネルの信号を時分割で循
環的に選択する第1の信号選択手段と、 この第1の信号選択手段を介して送られてきたアナログ
値の信号をデジタル値に変換する変換手段と、 この変換手段でデジタル値に変換された信号をそのチャ
ンネルに応じて振分選択する第2の信号選択手段と、 この第2の信号選択手段で振分選択された各チャンネル
の信号をチャンネル毎に記憶する記憶手段と、 上記保持手段、第1の信号選択手段、変換手段及び第2
の信号選択手段に動作クロックを供給してタイミング制
御を行なう制御手段とを具備したことを特徴とする走査
型顕微鏡用画像処理回路。
1. A scanning optical microscope that detects light from a sample obtained by two-dimensionally scanning a sample with a light beam, and processes the light to obtain a sample image. A photoelectric conversion means provided for each of a plurality of channels for photoelectric conversion, an amplification means for amplifying each analog value signal obtained by the photoelectric conversion means for each of a plurality of channels, and one of the signals amplified by these amplification means Holding means for respectively holding signals of other channels except one channel, and a signal for channels held by the holding means and signals for channels not held by the holding means are cyclically selected in a time division manner. Signal selecting means, converting means for converting an analog value signal sent via the first signal selecting means into a digital value, and this converting means for converting into a digital value Second signal selecting means for distributingly selecting the selected signal according to the channel, storage means for storing the signal of each channel distribution-selected by the second signal selecting means for each channel, and the above-mentioned holding Means, first signal selecting means, converting means and second
And a control means for performing timing control by supplying an operation clock to the signal selection means of.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006195076A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Olympus Corp Scanning type optical apparatus

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