JPH09138353A - レーザー顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー顕微鏡において、明るく且つ鮮明な
画像を容易に調整し得るようにする。 【解決手段】 レーザー照射手段11と、前記レーザー照
射手段から照射されたレーザービームを振ることにより
標本を走査するスキャナー17と、標本21から出た光を受
光して輝度信号に変換する光電変換手段27と、前記光電
変換手段27が出力する輝度信号により映像信号を形成す
る画像処理装置31と、を備えたレーザー顕微鏡であっ
て、前記輝度信号から所定の値又は所定の範囲内となる
ように前記映像信号の輝度情報に基づいて前記レーザー
照射手段11にビーム強度と、前記光電変換手段27に輝度
信号の増幅率とを調整する自動調光装置35を有する顕微
鏡とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームを
標本に照射してスキャニングを行い、標本からの光をコ
ンピュータ処理して標本の映像をモニターするレーザー
顕微鏡に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、レーザー出力装置からのレーザー
ビームを標本などの試料に照射し、標本からの光を光電
子増倍管などの光電変換手段により輝度信号とし、この
輝度信号をレーザービームのスキャニングタイミングと
合わせて映像信号を形成し、この映像信号によりモニタ
ー装置のテレビ画面などに標本の映像を映し出すレーザ
ー顕微鏡が使用されている。

【０００３】このレーザー顕微鏡は、図１０に示すよう
に、レーザー照射手段11とするレーザー出力装置12から
のレーザービームを調光フィルタ部13のフィルタを通す
ことによりレーザービームのビーム強度を調整してレー
ザー照射手段11から出力するレーザービームの強度を設
定し、このレーザー照射手段11から出力されたレーザー
ビームをビームスプリッタ15を通した後、スキャナー17
によりＸ方向及びＹ方向に振動させて標本21を走査する
ようにレーザービームの方向を制御しつつ対物レンズ19
を通してレーザービームを標本21に照射するものであ
る。そして、標本21からの光は、前記対物レンズ19及び
スキャナー17を通してビームスプリッタ15に戻し、ビー
ムスプリッタ15により照射光であるレーザービームと分
離して光電子増倍管28に標本21からの光を送り、光電変
換手段27としての光電子増倍管28で受光量に応じた輝度
信号に変換し、画像処理装置31によりこの輝度信号をレ
ーザービームの標本21への照射位置に合わせたＸＹ座標
の各点の輝度として映像信号を形成してモニター装置33
の画面に標本21の映像を映し出すものである。

【０００４】尚、前記ＸＹスキャナー17は、スキャナー
制御装置18により一定周期でＸ軸ミラーやＹ軸ミラーの
各振動が制御されるものであり、スキャナー制御装置18
は、ＸＹスキャナー17にＸ軸ミラー制御信号及びＹ軸ミ
ラー制御信号を出力すると共に、このＸ軸ミラー制御信
号とＹ軸ミラー制御信号とにあわせた座標基準信号を画
像処理装置31に出力するものである。そして、画像処理
装置31は、スキャナー制御装置18からの座標基準信号に
より標本21を走査するレーザービームのＸ座標及びＹ座
標を算出し、光電変換手段27としての光電子増倍管28か
らの輝度信号をＸＹ座標に合わせてフレームメモリなど
に記録することにより２次元の映像を形成する画像デー
タとし、この画像データをＮＴＳＣ規格などに合わせて
読み出すことにより映像信号を形成しているものであ
る。

【０００５】そして、このレーザー顕微鏡では、前述の
ように調光フィルタ部13のうちの使用するフィルタを切
り換えることにより透過率の異なるフィルタを組み合わ
せて通過するレーザービームの強度を定め、レーザー出
力装置12から照射される一定強度のレーザービームの強
度を調光フィルタ部13を通過させることによりその強度
を多段階に調整して標本21に照射するものである。又、
近年では、レーザー出力装置12から照射するレーザービ
ームの強度を調整可能としたものがある。

【０００６】このように、レーザー出力装置12からの出
力調整及び調光フィルタ部13による透過率の調整によ
り、レーザー照射手段11から出力するレーザービームの
ビーム強度を調整して標本21とした試料の受光量を決定
し、レーザービームの照射により標本21の変質や劣化を
少なくしつつ、極力多くのレーザービームを照射して試
料から多くの光を発光させ、明るい映像を得るようにし
ている。

【０００７】更に、標本21からの光をビームスプリッタ
15によりレーザービームと分離した後、光電子増倍管28
に入力するに際して、ピンホール25を通過させることに
より余分な光を遮断して鮮明な画像を得るようにすると
共に、増倍管用電源装置29により光電子増倍管28に印加
する印加電圧を調整し、光電子増倍管28の増幅率を調整
して明るい画像を得るようにしている。

【０００８】尚、調光フィルタ部13は、透過率の異なる
フィルタに切り換えるようにしてレーザー照射手段11が
出力するレーザービームのビーム強度を定めるに際し、
手動によりフィルタを切り換えてレーザービームのビー
ム強度を調整するもののほか、フィルタ切換え制御装置
14に設けたスイッチの操作などにより、調光フィルタ部
13おけるフィルタの切り換えを電動モーターにより行う
電動式の調光フィルタが用いられることもある。又、ピ
ンホール25も、その径を切り換えることを可能とし、ピ
ンホール25の径を異なる径に変更するに際して手動式と
するものと電動式とするものとがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、レーザ
ー顕微鏡では、主としてレーザー照射手段に組み込む調
光フィルタ部により標本へのレーザービームの強度を調
整し、ピンホールにより光電変換手段とした光電子増倍
管への入射光量を調整し、光電子増倍管への印加電圧に
より光電子増倍管の増幅率を調整している。

【００１０】そして、標本を観察するには、具体的な標
本や試料によって個々にその像のコントラストが異な
り、特に蛍光標本では、使用する蛍光色素や試料への染
色方法の違いによって像コントラストが大きく異なるも
のである。従って、標本に応じてレーザー照射手段にお
けるフィルタの選択や光電変換手段とした光電子増倍管
に印加する電圧の決定、及び、使用するピンホールの径
の決定を行わなければならず、標本に応じて明るく鮮明
な画像得るための調整に手数や労力を要する欠点があっ
た。

【００１１】又、手動式又は電動式の調光フィルタを調
整して強いレーザービームを標本に照射すれば、標本か
ら多くの蛍光など光を発光させることができるも、標本
にダメージを与える危険性があり、標本によっては強い
レーザービームの照射を避けなければならない場合があ
る。そして、光電子増倍管への印加電圧による増幅率の
調整は、印加電圧を大きくすると画像を明るくできる
も、ノイズが発生して画像が見辛くなる欠点がある。更
に、手動式又は電動式のピンホールを用いることにより
ピンホール径を可変としたレーザー顕微鏡において、ピ
ンホールの径を調整するに際しては、ピンホール径を小
さくすると鮮明な画像をモニター装置の画面に映し出す
ことができるも、ピンホール径が小さくなると画像が暗
くなり、又、ピンホール径を大きくすると画面を明るく
できるも、画像が不鮮明になる欠点がある。従って、標
本からの光量及び増幅率に合わせてピンホール径の調整
を行わなければならなかった。

【００１２】このため、標本の耐久性や染色方法に合わ
せてレーザー照射手段におけるフィルタの選択によるビ
ーム強度の設定や、光電子増倍管への印加電圧の決定に
よる光電変換手段における増幅率の設定、更にピンホー
ル径の決定による光電変換手段の受光量調整など、複数
の設定調整を行って標本の映像データを得るに際し、標
本の損傷を極力少なくしつつ鮮明な画像を得るように配
慮してフィルタの選択や印加電圧などの調整を行わなけ
ればならず、レーザー顕微鏡の調整設定に慣れていなけ
ればこの調整に手数と時間とを要することとなり、標本
の分析を行うに際して顕微鏡の操作に多大な労力と時間
とを費やすことになる欠点があった。

【００１３】又、レーザー顕微鏡によっては、試料にレ
ーザービームを照射して１回の走査を行い、１フレーム
の画像データをフレームメモリに記憶するのに数十秒乃
至数分の時間を要するものがあり、ビーム強度の変更や
光電変換手段の増幅率の修正を行って新たに画像データ
を形成するには多くの時間を必要とし、更に、試料にレ
ーザービームを照射することを繰り返すために、試料に
よっては変質や劣化などのダメージを与え、正確な検査
の判断を行うことが困難となることもあった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザー照射
手段と、レーザー照射手段から出力されたレーザービー
ムを振ることにより標本を走査するスキャナーと、標本
から出た光を受光して輝度信号に変換する光電変換手段
と、光電変換手段が出力する輝度信号により映像信号を
形成する画像処理装置とを備えたレーザー顕微鏡におい
て、輝度信号が所定の値又は所定の範囲内となるよう
に、映像信号の輝度情報に基づいてレーザー照射手段が
出力するレーザービームのビーム強度と、光電変換手段
が出力する輝度信号の増幅率と、を調整する自動調光装
置を設けることとする。

【００１５】このように、レーザー照射手段や光電変換
手段を調整する自動調光装置を設ける故、レーザービー
ムの強度設定や光電変換手段における増幅率の決定制御
などを自動化することができ、標準的な標本像を自動的
に形成して標本の分析調査を容易に行うことを可能とす
ることができる。又、請求項２に記載した発明のは、標
本により異なる発光率について、発光率が異なる場合に
も一定の輝度信号とするためのビーム強度と増幅率との
関数テーブルを記憶させ、この関数テーブルにより輝度
信号の値が設定値となるように標本の発光率に応じてビ
ーム強度と増幅率とを算出して強度制御信号及び増幅制
御信号を出力させる自動調光装置を設けるレーザー顕微
鏡とするものである。

【００１６】このように、発光率の異なる標本において
も一定の輝度の標本像を得るための発光率とビーム強度
と増幅率との関数テーブルを記憶した自動調光装置とす
れば、一定の輝度の画像を形成するためのレーザー照射
手段が出力するレーザービームの強度の決定と光電変換
手段における増幅率の決定とを容易に自動化でき、標準
的な明るさと鮮明度とを有する画像を容易に得ることが
できる。又、標準的な明るさの画像に基づき、レーザー
ビームの照射強度の修正、又は、光電変換手段における
増幅率の修正変更などを行うことにより、容易に標本の
検査に最適な画像データをも容易に得ることができる。

【００１７】更に、請求項３に記載した発明は、自動調
光装置に記憶させる関数テーブルとして、標準設定の関
数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブルや
ノイズ防止優先モードの関数テーブルなど、複数の関数
テーブルを記憶させるものである。このように、複数の
関数テーブルを記憶させておけば、試料に合わせた関数
テーブルを使用することにより、試料に与えるダメージ
を少なくしつつ明るく比較的鮮明な標準画像を得ること
ができる。

【００１８】又、請求項４に記載した発明は、退色防止
優先モードの関数テーブルとして、標準設定の関数テー
ブルに比較して、同一の発光率の標本に関して同一の値
となる輝度信号を得るための増幅率とビーム強度につ
き、光電変換手段の増幅率を大きくしてレーザービーム
の照射強度を低くした関数の関数テーブルとするもので
あり、又、ノイズ防止優先モードの関数テーブルは、標
準設定の関数テーブルに比較して、同一の発光率の標本
に関して同一の値となる輝度信号を得るための光電変換
手段の増幅率を小さくしてレーザービームの照射強度を
強くした関数の関数テーブルとするものである。

【００１９】このように、予め標準設定の関数テーブル
の他、退色防止優先モードの関数テーブルやノイズ防止
優先モードの関数テーブルなどを記憶させておけば、関
数テーブルを切り換えることによりレーザービームによ
り変質劣化しやすい試料では退色防止優先モードを選択
して試料に損傷を余り与えることなく標準的な明るさの
映像を得ることができ、又、レーザービームにより劣化
し難い試料は、ノイズ防止優先モードを選択して比較的
鮮明な映像の画像データを標準的に得ることができる。

【００２０】そして、請求項５に記載した発明は、レー
ザー照射手段としてレーザー出力装置と電動式調光フィ
ルタとを有し、強度制御信号により調光フィルタ部のフ
ィルタを切り換えることとするものである。このよう
に、フィルタを切り換えることによりビーム強度を調整
するレーザー顕微鏡は、容易にビーム強度を調整するこ
とができる。

【００２１】又、請求項６に記載した発明は、光電変換
手段として光電子増倍管及び増倍管用電源装置を有し、
増幅制御信号により光電子増倍管に印加する電圧を制御
して増幅率を調整するものである。このように、光電子
増倍管を用いれば、標本からの光が微弱であっても光量
に応じた出力信号を容易に得ることができ、印加電圧に
より増幅率を調整して容易に明るい輝度信号を得ること
ができる。

【００２２】更に、請求項７に記載した発明は、電動式
ピンホールを用い、映像信号に基づく輝度が設定値と大
きく異なるときに自動調光装置によりピンホール径を変
更するものである。このように、輝度平均値が大きく変
動しているときにピンホール径を変更する故、ビーム強
度や増幅率の調整範囲の幅を設定し、ビーム強度を強く
して多量のレーザービームを標本に照射することなく所
定の明るさの画像を形成し、又、発光率の高い試料では
ピンホール径を小さくして鮮明な画像を形成することが
できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係るレーザー顕微鏡は、
図１に示すように、調光フィルタ部13やフィルタ切換え
制御装置14で構成した電動式調光フィルタとレーザー出
力装置12とを組み合わせたレーザー照射手段11からのレ
ーザービームをビームスプリッタ15やＸＹスキャナー1
7、及び、対物レンズ19を介して標本21に照射し、標本2
1から発せられた光を対物レンズ19及びＸＹスキャナー1
7を介してビームスプリッタ15に戻し、更にこの光をピ
ンホール25を介して光電変換手段27とした光電子増倍管
28に入力し、光電子増倍管28から出力される輝度信号と
スキャナー制御装置18からの座標基準信号とに基づいて
画像処理装置31により映像信号を形成することは従来の
レーザー顕微鏡と同様である。

【００２４】尚、光電変換手段27は、光電子増倍管28及
び増倍管用電源装置29で構成し、増倍管用電源装置29に
より光電子増倍管28に印加する電圧を調整して光電子増
倍管28の増幅率を調整することや、画像処理装置31によ
りフレームメモリなどを用いて形成した映像信号の基づ
いて、適宜、モニター装置33により標本21の映像を観察
し得るようにすることも従来と同様である。

【００２５】又、この顕微鏡の電動式調光フィルタは、
フィルタ切換え制御装置14により使用するフィルタをセ
ンサーで検出しつつフィルタ切換信号を調光フィルタ部
13に出力してフィルタを切り換えるものとしている。即
ち、フィルタを切り換えることによりビーム透過率を選
択決定し、使用するフィルタの確認を行いつつフィルタ
の切り換え制御を行ってレーザー照射手段11が出力する
レーザービームのビーム強度を調整し得る顕微鏡として
いるものである。更に、ピンホール25も電動式とし、ホ
ール径制御装置26により光電子増倍管28に入射する光量
を調整するピンホール25の径を切り換えることのできる
顕微鏡としているものである。

【００２６】そして、このレーザー顕微鏡は、レーザー
照射手段11におけるフィルタ切換え制御装置14を制御
し、又、ピンホール25のホール径制御装置26、及び、光
電変換手段27における増倍管用電源装置29を制御する自
動調光装置35を更に有するものである。この自動調光装
置35は、コンピュータを使用し、画像処理装置31から映
像信号をサンプル信号として読み込み、このサンプル信
号の輝度平均値である検出輝度が所定値となるように、
輝度情報とするサンプル信号に基づいてレーザー照射手
段11のフィルタ切換え制御装置14に強度制御信号を出力
して調光フィルタ部13のフィルタを切り換えさせ、且
つ、光電変換手段27の増倍管用電源装置29に増幅制御信
号を出力して増倍管用電源装置29を制御し、以て光電子
増倍管28に印加する電圧を定めるものである。又、ホー
ル径制御装置26にピンホール制御信号を出力してホール
径制御装置26も制御し、ピンホール25の径を決定するこ
とも可能としているものである。

【００２７】尚、この自動調光装置35に輝度情報を画像
処理装置31から入力するに際しては、フレームメモリな
どに記憶され、モニター装置33の画面に映し出す画像全
体の映像信号を入力し、この映像信号の全平均値を求め
て検出輝度とする場合の他、画面中央部分の輝度平均値
を検出輝度とする場合や、得られた映像信号の内の最大
値を検出輝度とする場合、更に、画面中央部分や又は画
面上の輝度の高い部分などに重みを加重して画面全体の
平均値を算出して検出輝度とする場合などがある。

【００２８】そしてこの自動調光装置35は、予め一定の
検出輝度が得られる条件を登録しておくものであり、一
定強度のレーザービームが照射されたときの発光量、即
ち発光率の異なる複数の試験標本（例えば、レーザービ
ームの照射により蛍光を発するガラスプレートなど）を
用い、図２に示すように、発光率が１５の試験標本で光
電子増倍管28から出力される輝度信号が一定の輝度とな
るレーザービームの照射強度と光電子増倍管28への印加
電圧との関係を記憶させ、同様に発光率が２０や２５な
ど、種々の発光率により一定の輝度となる標本へのレー
ザービームの照射強度と光電子増倍管28への印加電圧と
の関係を記憶させるものである。

【００２９】この関係としては、発光率の低い標本21で
は、所定の検出輝度、即ち光電変換手段27とした光電子
増倍管28が一定の値の輝度信号を出力するためには、標
本21に照射するレーザービームのビーム強度を強くし、
且つ、光電子増倍管28に印加する電圧として高い印加電
圧が必要となり、又、発光率の高い標本21では、低いビ
ーム強度と光電子増倍管28への低い印加電圧で足りるも
のである。従って、光電子増倍管28などの顕微鏡装置全
体としての特性により多少異なるも、図２に示したよう
に、縦軸にレーザー照射手段11が出力するレーザービー
ムのビーム強度を取り、横軸を光電子増倍管28への印加
電圧としつつ印加電圧を順次低くするようにグラフを形
成すると、発光率は右上がりの曲線としてその特性を表
すことができる。

【００３０】そして、このように一定強度の輝度信号が
得られるレーザー照射手段11が出力するレーザービーム
のビーム強度と光電子増倍管28に印加する電圧との関係
において、標準設定として、光電子増倍管28の暗電流な
どのノイズが比較的少なく且つ増幅率が比較的大きくな
る最適使用範囲を中心にレーザービームの強度を大きく
変化させる関数を設定し（図３参照）、図４に示すよう
に、調光フィルタ部13のフィルタを順次切り換えてレー
ザービームの出力を１００％から順次低下させた際に一
定のビーム強度において発光率が異なっても一定の輝度
が得られる印加電圧の値の範囲を各々定め、このビーム
強度と印加電圧との関係を関数テーブルとして自動調光
装置35に記憶させておくものである。

【００３１】従って、この関数テーブルを用いれば、標
本21を顕微鏡の視野に入れて観察を行う際し、標本21に
用いた蛍光色素や標本21の染色方法、及び、標本21の状
態などにより、標本21毎に発光率が異なっている場合で
も、先ず、レーザービームを３０％出力などの所定の照
射強度とし、且つ、光電子増倍管28への印加電圧を一定
の電圧として撮像を行い、このときの検出輝度により標
本21とした検査すべき試料の発光率を知り、この発光率
に応じて一定の輝度を得るためのレーザービームの強
度、即ち所定の透過率とするための調光フィルタ部13で
使用するフィルタの選択決定を行うと共に、光電子増倍
管28への必要な印加電圧を決定するように、この自動調
光装置35により関数テーブルから演算して容易に決定す
ることができる。

【００３２】即ち、この演算結果に基づいた強度制御信
号をレーザー照射手段11に出力して強度制御信号により
使用すべき所定のフィルタの指示をフィルタ切換え制御
装置14に出力させ、且つ、増幅制御信号を光電変換手段
27における増倍管用電源装置29に出力して光電子増倍管
28に印加する電圧を決定し、レーザー照射手段11におい
てフィルタ切換え制御装置14に所定のフィルタに切り換
えさせてレーザー照射手段11が出力するレーザービーム
のビーム強度を調整し、光電子増倍管28に印加する電圧
により光電子増倍管28の増幅率を調整して光電変換手段
27とした光電子増倍管28が出力する輝度信号の大きさを
調整することにより、一定の明るさの映像を自動的に決
定することができる。

【００３３】又、レーザービームのビーム強度及び光電
子増倍管28への印加電圧の調整方法は、上述した以外
に、以下に説明するような図３に示すビーム強度と印加
電圧との関数に沿って各々の値を調整することもある。
即ち、先ず、自動調光装置35は図３に示す関数上のＡ点
（ビーム強度が小さく印加電圧が小さい点）にビーム強
度と印加電圧とを設定して標本21を撮像する。このと
き、標本21の発光率が例えば８０であれば、光電子増倍
管28から得られる輝度信号はほぼ所定値となり、ビーム
強度と印加電圧との調整は終了する。しかし、標本21の
発光率が３０程度の小さいものであれば、光電子増倍管
28から得られる輝度信号は所定値よりも小さい値とな
る。自動調光装置35は光電子増倍管28から得られる輝度
信号を常時モニタし、輝度信号が所定値よりも小さい場
合、ビーム強度と印加電圧との関数上を沿うように徐々
に上げていく。そして、光電子増倍管28から得られる輝
度信号が所定値となったときにビーム強度と印加電圧と
の調整を終了させる。このような調整により、種々の発
光率の標本21を一定の輝度で観察することが可能とな
る。ここで、調光フィルタ部13は連続的にレーザービー
ムの透過率を変更することができる装置を使用すること
が望ましい。

【００３４】又、所定の照射強度及び所定の印加電圧で
得たサンプル信号による検出輝度が特定の値よりも低い
場合、ホール径制御装置26にピンホール制御信号を出力
し、ホール径制御装置26からピンホール切換信号を出力
させてピンホール25の径を大きくするようにピンホール
25を切り換えさせる。又、検出輝度が前記特定の値と異
なる特定の値よりも高い場合には、ピンホール制御信号
を出力してピンホール25の径を小さくするようにホール
径制御装置26からピンホール切換信号を出力させること
がある。

【００３５】このように、ピンホール25の径を変更する
ことにより検出輝度を変更換算して試料の発光率を求
め、前記関数テーブルによりフィルタ係数即ち使用する
フィルタの決定と光電子増倍管28に印加する電圧とを定
めることもできる。更に、この関数テーブルの使用に際
し、キーボード36からの操作により使用可能なフィルタ
を制限し、図５に示すように、標本21に照射するレーザ
ービームの使用強度範囲Ａを制限しておき、検出輝度が
低く、発光率が小さいと判断された場合にも、レーザー
ビームのビーム強度を強くすることや印加電圧を高くし
て増幅率を大きくすることを制限し、ピンホール25の径
を大きくするように切り換えて光電子増倍管28への受光
量を増加させ、この受光量の増加率に基づいてビーム強
度と印加電圧とを修正換算して一定の値の輝度信号が得
られるビーム強度と印加電圧とを算出し、試料に照射す
るレーザービームのビーム強度を大きくすることのない
設定として標本21の変質劣化を防止することもある。

【００３６】そして、関数テーブルとしては、前記標準
設定の関数テーブルの他、退色防止優先の関数テーブル
や、ノイズ防止優先の関数テーブルもこの自動調光装置
35に記憶させておくものである。この退色防止優先の関
数テーブルは、図３に示した関数と比較して、標本21の
発光率が同一の試験標本につき、レーザービームの強度
を低くすると共に光電子増倍管28の印加電圧を高くする
ことによって同一の値の輝度信号が得られる関数（図６
参照）に基づいて定めるものである。従って、図７に示
すように、印加電圧の高い範囲でフィルタを切り換える
ようにしてレーザービームのビーム強度を変化させ、こ
の各ビーム強度において光電子増倍管28に印加する電圧
の関係を定めてビーム強度と増幅率との関係を関数テー
ブルとするものである。

【００３７】又、ノイズ防止優先の関数テーブルは、図
８に示すように印加電圧の低い範囲で照射強度を変更し
て同一の輝度が得られる関数に基づき、図９に示すよう
に、比較的光電子増倍管28への印加電圧の低い範囲でフ
ィルタ係数を切り換えるようにするものである。このよ
うに、退色防止優先の関数テーブルやノイズ防止優先の
関数テーブルをも記憶させた自動調光装置35は、キーボ
ード36から退色防止優先モードとして退色防止優先の関
数テーブルの使用を指示することにより、レーザービー
ムにより変質し易い標本21を検査するとき、レーザービ
ームの照射強度を低く抑えつつ一定の明るさの映像を得
ることができる。又、レーザービームによって余り変質
しない標本21を検査する場合には、ノイズ防止優先の関
数テーブルを選択すれば、レーザービームのビーム強度
を比較的高くし、ノイズの少ない鮮明な映像をモニター
に映し出して標本21を検査することができる。

【００３８】尚、レーザー出力装置12から出力されるレ
ーザービームの強度調整が可能なレーザー出力装置12と
多段に透過率を調整することのできる電動式調光フィル
タとを組み合わせたレーザー照射手段11など、レーザー
照射手段11が出力するレーザービームの強度を連続的に
調整可能としたレーザー照射手段11を用いる場合は、関
数テーブルとして、図３及び図６や図８に示した関数を
そのまま関数テーブルとすることもできる。

【００３９】又、光電変換手段27には光電子増倍管28を
用いる場合のみでなく、所定の波長帯に適した出力特性
を有する固体撮像素子と増幅率の調整可能な増幅器とを
組み合わせて用いることもある。上述のように、コンピ
ュータを用いてレーザー照射手段11が出力するレーザー
ビームのビーム強度と光電変換手段27の増幅率とを自動
設定する自動調光装置35を使用すれば、１回の試験的レ
ーザーの照射で標本21とした試料の発光率を知ることが
でき、標準的な明るさと鮮明度の画像データを得るため
に必要なビーム強度と増幅率とを算出してこの画像デー
タを形成することができるゆえ、試料にダメージを与え
ることなく迅速に標本21の映像をモニター装置33に映し
出すことができる。

【００４０】そして、レーザー照射手段11における調光
フィルタ部13のフィルタを透過するレーザービームの強
度、及び、光電変換手段27とした光電子増倍管28の増幅
率を定める印加電圧を主として調整し、必要に応じてピ
ンホール25の径を調整して画像の明るさを一定とするよ
うにしておけば、所定の明るさの比較的鮮明な映像を容
易に得ることができる。

【００４１】又、明るさの標準値を予め設定しておき、
この明るさを基準としてキーボード36から標準値よりも
大きな値を自動調光装置35に基準値として入力すること
ができるようにすることにより、モニターに映し出され
た映像の明るさの変更も容易に可能となる。そして、キ
ーボード36を使用することによりノイズ防止優先モード
を選択して鮮明な映像の観察を行うことや、退色防止優
先モードを選択することにより標本21の劣化を防止する
観察も容易に行うことができる。

【００４２】更に、レーザービームを標本21に照射して
複数回の走査を行うことにより１フレームの画像データ
を形成する累積加算を行う場合でも、検出輝度の値を走
査回数に応じて乗じるように変換すれば、同一の関数テ
ーブルにより適切なビーム強度と増幅率とを容易に算出
できる。そして、ビーム強度と増幅率との関係特性や関
数テーブルを予め設定記憶させておくことにより、ピン
ホール25の径を手動操作により設定して鮮明度を優先し
つつ所定の明るさの映像を得ることも容易であり、又、
ビーム強度の上限値を設定して標本21の保護を優先しつ
つ増幅率とピンホール25径とを自動制御して所定の明る
さの映像を得るなど、標本21に適した検査を容易に行う
ことができることになる。

【００４３】

【発明の効果】本願発明は、映像信号の輝度平均値に基
づいてレーザー照射手段のビーム強度を設定し、且つ、
光電変換手段における輝度信号の増幅率を決定する自動
調光装置を有するレーザー顕微鏡であるから、標準的な
明るさの映像を自動的に形成することができる。

【００４４】そして、請求項２に記載した発明は、自動
調光装置に予め関数テーブルを設定しておくものである
故、容易且つ迅速に標準的な明るさの映像を自動的に形
成することができると共に、必要に応じて明るさや鮮明
度などを微調整するのみで検査に適した標本の最適な画
像データを得ることができる。更に、請求項３に記載し
た発明は、複数の関数テーブルを有する故、この関数テ
ーブルを切り換えることにより試料などに適した映像を
容易に得ることができる。

【００４５】又、請求項４に記載した発明は、標準設定
の関数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブ
ルとして標準設定よりもビーム強度が低く同一輝度の映
像を得るテーブルを有し、ノイズ防止優先モードの関数
テーブルとして標準設定よりも印加電圧が低く同一輝度
の映像を得るテーブルを有している故、レーザービーム
により変質劣化しやすい試料などを予め痛めないように
設定しつつ退色防止優先モードによって標準的な明るさ
の映像を自動的に得ることができ、又、レーザービーム
に対して耐久性のある試料ではノイズ防止優先モードに
よって鮮明な映像を自動的に得ることができる。そし
て、微調整により検査に一層適した映像を容易に得るこ
とができることになる。

【００４６】そして、請求項５に記載した発明は、電動
式調光フィルタを用いる故、ビーム強度の調整が容易に
できるものである。又、請求項６に記載した発明は、光
電子増倍管を用いるから、標本からの光が微弱であって
も、明るい画像を形成することができるものである。そ
して、請求項７に記載した発明は、電動式ピンホールを
有し、このピンホールの径を自動調光装置により変更可
能とする故、ビーム強度や増幅率の調整範囲の幅を設定
し、ビーム強度を強くして多量のレーザービームを標本
に照射することなく所定の明るさの画像を形成し、又、
発光率の高い試料ではピンホール径を小さくして鮮明な
画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザー顕微鏡の主要ブロック
図。

【図２】レーザー顕微鏡の映像輝度を示す図。

【図３】本実施の態様であるレーザービーム強度と像倍
管電圧との関係を示す図。

【図４】本実施の態様である調光フィルタの選択と像倍
管電圧との関数テーブルを示す図。

【図５】本実施の態様である調光フィルタの選択と像倍
管電圧との関数テーブルの使用例を示す図。

【図６】本実施の態様におけるレーザービーム強度と像
倍管電圧との他の関係を示す図。

【図７】本実施の態様である調光フィルタの選択と像倍
管電圧との他の関数テーブルを示す図。

【図８】本実施の態様におけるレーザービーム強度と像
倍管電圧との更に他の関係を示す図。

【図９】本実施の態様におけるレーザービーム強度と像
倍管電圧との更に他の関数テーブルを示す図。

【図１０】従来のレーザー顕微鏡の一例を示す主要ブロ
ック図。

【符号の説明】

１１ レーザー照射手段 １２ レーザー出力
装置 １３ 調光フィルタ部 １４ フィルタ切換
え制御装置 １５ ビームスプリッタ １７ ＸＹスキャナー １８ スキャナー制
御装置 ２１ 標本 ２５ ピンホール ２６ ホール径制御
装置 ２７ 光電変換手段 ２８ 光電子増倍管 ２９ 増倍管用電源装置 ３１ 画像処理装置 ３３ モニター装置 ３５ 自動調光装置 ３６ キーボード

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー照射手段と、前記レーザー照射
   手段から出力されたレーザービームを振ることにより標
   本を走査するスキャナーと、レーザービームの照射によ
   り標本から出た光を受光して輝度信号に変換する光電変
   換手段と、前記光電変換手段が出力する輝度信号により
   映像信号を形成する画像処理装置と、を備えたレーザー
   顕微鏡であって、前記輝度信号が所定の値、又は所定の
   範囲内となるように、前記映像信号の輝度情報に基づい
   て前記レーザー照射手段が出力するレーザービームのビ
   ーム強度と、前記光電変換手段が出力する輝度信号の増
   幅率とを調整する自動調光装置を有することを特徴とす
   るレーザー顕微鏡。
2. 【請求項２】 各標本の異なる発光率につき、一定値の
   輝度信号を前記光電変換手段が出力するためのビーム強
   度と増幅率との関数テーブルを記憶し、各標本の発光率
   に基づいて輝度信号の値が設定値となるようにレーザー
   ビームのビーム強度を設定する強度制御信号の値と前記
   輝度信号の増幅率を決定する増幅率制御信号の値とを算
   出して前記レーザー照射手段に強度制御信号を出力し、
   前記光電変換手段に増幅率制御信号を出力する自動調光
   装置としたことを特徴とする請求項１に記載したレーザ
   ー顕微鏡。
3. 【請求項３】 前記関数テーブルとして、標準設定とす
   る関数テーブルの他、退色防止優先モードの関数テーブ
   ル及びノイズ防止優先モードの関数テーブルなど、複数
   の関数テーブルを記憶した自動調光装置としたことを特
   徴とする請求項２に記載したレーザー顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記自動調光装置に記憶させる前記退色
   防止優先モードの関数テーブルは、前記標準設定とした
   関数テーブルに比較して前記光電変換手段の増幅率を大
   きくして同一発光率の標本につき同一の値の輝度信号が
   得られる関数テーブルとし、前記ノイズ防止優先モード
   の関数テーブルは、前記標準設定とした関数テーブルに
   比較して前記光電変換手段の増幅率を小さくして同一発
   光率の標本につき同一の値の輝度信号が得られる関数テ
   ーブルとしたことを特徴とする請求項３に記載したレー
   ザー顕微鏡。
5. 【請求項５】 前記レーザー照射手段としてレーザー出
   力装置と電動式調光フィルタとを有し、前記自動調光装
   置が出力する前記強度制御信号により前記電動式調光フ
   ィルタのフィルタを切り換えることを特徴とする請求項
   １乃至請求項４の何れかに記載したレーザー顕微鏡。
6. 【請求項６】 前記光電変換手段として光電子増倍管及
   び増倍管用電源装置を有し、前記自動調光装置が出力す
   る前記増幅制御信号により前記増倍管用電源装置が前記
   光電子増倍管に印加する電圧を変化させることを特徴と
   する請求項１乃至請求項５の何れかに記載したレーザー
   顕微鏡。
7. 【請求項７】 前記レーザー顕微鏡は、標本からの光を
   絞る電動式ピンホールを有し、前記自動調光装置は、前
   記映像信号に基づく検出輝度の値が設定範囲から外れた
   とき、前記ピンホールの径を変更するピンホール制御信
   号をも出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６
   の何れかに記載したレーザー顕微鏡。